Unverwüstliche Rührwerke

Im Jahr 1989 traf der dänis­che Wasserver­sorg­er Vand­Cen­ter Syd (VCS) die Entschei­dung, vorhan­dene Rührw­erke und Strö­mungserzeuger zur Abwasserver­ar­beitung in Odense durch lan­glebigere und energieef­fizien­tere Aggre­gate zu ersetzen.Da die Anla­gen im Rah­men eines mehrstu­fi­gen Auf­bere­itungsver­fahrens im 24-Stun­den-Dauere­in­satz enorme, mit Fest­stof­fen ver­set­zte Abwasser­men­gen ver­ar­beit­en soll­ten, mussten sie sowohl stroms­parend als auch beson­ders robust und ver­schleißbeständig sein. Daher tauschte VCS die bish­eri­gen Rührw­erke mit den Mod­ellen POPL‑I, POP‑I und POD‑I der Lan­dia A/S, die mit Lan­dia auch in Deutsch­land vertreten ist. 14 von den 16 instal­lierten Rührw­erken sind auch heute, 30 Jahre später, noch in Betrieb. Denn durch den Ein­satz von säurebeständi­gen Edel­stahl­pro­pellern kommt es bei den Geräten von Lan­dia zu keinen Kor­ro­sion­ss­chä­den und der Ver­schleiß auf­grund von abra­siv­en Teilchen wird min­imiert. Die Rührw­erke POPL‑I und POP‑I wer­den außer­dem bei geringer Drehzahl betrieben und sind damit energies­paren­der als andere Mod­elle. Zusät­zlich sind die Pro­peller der Mod­ell­rei­he POPL‑I justier­bar und lassen sich so indi­vidu­ell auf das Beck­en ein­stellen, was den Energiev­er­lust beim Erzeu­gen ein­er gle­ich­mäßi­gen Strö­mung verringert.

Seit 1853 stellt der drittgrößte dänis­che Wasserver­sorg­er Vand­Cen­ter Syd den Ein­wohn­ern von Odense sauberes Trinkwass­er zur Ver­fü­gung und hält eine funk­tion­ierende Abwasser­reini­gung aufrecht. Mit­tler­weile wer­den laut der Dan­ish Water and Waste­water Asso­ci­a­tion im Einzugs­ge­bi­et von VCS jedoch pro Jahr 33,7 Mio. m³ Abwass­er auf­bere­it­et (Stand 2016) – eine Menge, für die Rührw­erke mit beson­ders hoher Mate­ri­alqual­ität und Aus­dauer gefragt sind. Sowohl Motor und Getriebe als auch der Pro­peller müssen der Beanspruchung durch den steti­gen Kon­takt mit schlammhaltigem Wass­er stand­hal­ten. Ein seit Jahren steigen­der Anteil an Fes­tkör­pern im Abwass­er verkom­pliziert den Reini­gung­sprozess nun zusät­zlich: Nicht zer­set­ztes Toi­let­ten­pa­pi­er, Damen­binden oder Feucht­tüch­er ver­fan­gen sich in den Rührw­erken und ver­ringern die Betrieb­sleis­tung. Daher war der Wasserver­sorg­er auf der Suche nach robusten Geräten mit möglichst geringem Reparaturbe­darf und damit gerin­gen Leben­szyk­luskosten. Die Pro­duk­te von Lan­dia mit den beson­ders wider­stands­fähi­gen Edel­stahl­pro­pellern und der hohen Energieef­fizienz waren damit die erste Wahl. Die Entschei­dung fiel nicht zulet­zt auch auf­grund der lokalen Ser­vicev­er­füg­barkeit: „Wir leg­en großen Wert auf einen gut funk­tion­ieren­den Kun­den­di­enst vor Ort in Däne­mark“, erk­lärt Ib Ped­er­sen, Team­leit­er für den Betrieb von Kläran­la­gen bei VCS. Lan­dias Haupt­sitz liegt im West­jüt­land und damit in unmit­tel­bar­er Nähe zu den VCS-Anlagen.

Nach 30 Jahren noch in Betrieb

„1989 haben wir 16 Rührw­erke von Lan­dia instal­liert. 14 sind noch heute im Betrieb und die Pro­peller der let­zten bei­den wur­den inzwis­chen an andere Rührw­erke mon­tiert“, erzählt Ped­er­sen. Damit ist ein Großteil der damals aus­gewählten Aggre­gate immer noch in Betrieb – und das nach 30 Jahren. Für einen opti­malen Ablauf des mehrstu­fi­gen Auf­bere­itung­sprozess­es wählte der Ver­sorg­er ver­schiedene Typen aus: Die Strö­mungserzeuger der Rei­he POPL‑I wälzen seit­dem in den Bele­bungs­beck­en bei geringer Drehzahl große Men­gen an verun­reinigtem Wass­er um, während ergänzend das Mod­ell POD‑I in kleineren Beck­en bei geringem Fest­stof­fan­teil betrieben wird. Das Rührw­erk POP‑I wiederum dient dazu, die in den Schlamm­si­los gelagerten, hochviskosen Medi­en im Fluss zu hal­ten, damit sich kein Schlamm absetzt.

Bevor das verun­reinigte Wass­er dem Bele­bungs­beck­en des Abwasser­w­erks in Odense – und damit den Lan­dia-Rührw­erken – zuge­führt wird, fil­tert jedoch erst ein Rechen­sys­tem grobe Fest­stoffe wie Toi­let­ten­pa­pi­er, Feucht­tüch­er oder ähn­liche Abfall­pro­duk­te aus der Flüs­sigkeit her­aus. Im Bele­bungs­beck­en find­et sodann die biol­o­gis­che Reini­gung statt. Dabei wird das Wass­er in den anaer­oben Teil des Beck­ens ein­geleit­et, wo Mikroor­gan­is­men in Form des soge­nan­nten Belebtschlamms organ­is­che Schmutzstoffe abbauen. Für die nach­fol­gende Reini­gung mit­tels Nitri­fika­tion wird nun eine gute und aus­ge­wo­gene Sauer­stof­fver­sorgung benötigt, damit die Organ­is­men aus­re­ichend Nahrung für ihren Stof­fwech­sel erhal­ten. Da das kün­stliche Ein­blasen von Luft jedoch ein­er kon­stan­ten Strö­mungs­geschwindigkeit und damit ein­er wirkungsvollen Verteilung von Sauer­stoff ent­ge­gen­wirkt, kom­men hier die Strö­mungserzeuger der Rei­he POPL‑I zum Ein­satz. Die Rührw­erke sor­gen für eine gle­ich­mäßige Strö­mung und lassen sich über ihre Pro­peller zudem an das Beck­en anpassen.

Verstellbare Propeller maximieren die Strömungseffizienz

„Strö­mungserzeuger in Klär­w­erken müssen immer einen Bal­anceakt bewälti­gen: So sollte eine gle­ich­mäßige Strö­mung erre­icht wer­den, um ein Abset­zen des Belebtschlamms zu ver­mei­den“, erk­lärt Cord Cassens, Gen­er­al Man­ag­er der Lan­dia. Auf­grund der Ver­stell­barkeit des Pro­pellers in Winkel und Posi­tion lässt sich das Rührw­erk POPL‑I so kon­fig­uri­eren, dass bei der spez­i­fis­chen Größe und Geome­trie des Beck­ens in Odense eine gle­ich­mäßige Strö­mung beibehal­ten wer­den kann und zusät­zlich keine Energiev­er­luste bei der Strö­mungserzeu­gung entstehen.

Diese Effizienz wird noch gesteigert durch eine geringe Drehzahl von 32 U/min mith­il­fe eines 4‑kW-Drehstro­ma­syn­chron­mo­tors, was in Kom­bi­na­tion mit dem 2,30 m großen Pro­peller aus­re­ichend Schub für die Umwälzung des Beck­en­in­halts erzeugt. Ins­ge­samt lässt sich der Energie­ver­brauch damit auf 1 W/m³ reduzieren. Eben­falls energies­parend arbeit­et das Rührw­erk POD‑I in den kleineren, anox­is­chen Beck­en. Hier beträgt die Leis­tungsauf­nahme nur 2,2 kW bei 1500 U/min, was bei dem fest­stof­far­men Abwass­er für eine dynamis­che Zirku­la­tion bei geringem Stromver­brauch sorgt. Die rel­a­tiv niedrige Drehzahl der POP-I-Anla­gen von 300 U/min ist wiederum angepasst an die Zähigkeit des Schlamms in den Faulsi­los, wo der bei der Klärung des Wassers anfal­l­ende Schlamm gesam­melt und weit­er ver­ar­beit­et wird.

Sämtliche Rührw­erke sind dabei mit säurebeständi­gen Edel­stahl­pro­pellern aus­ges­tat­tet, was den Ver­schleiß durch kleine Fest­stoffteilchen sig­nifikant begren­zt. Somit kön­nen die Pro­peller auch nach einem Aus­fall des Antriebs noch abmon­tiert und weit­er ver­wen­det wer­den. Da es sich bei den Mod­ellen um Rührw­erke mit Tauchantrieb han­delt, sind die Pro­peller­wellen außer­dem in Kom­bi­na­tion mit ein­er Fet­tkam­mer sowie zwei Nitril-Dich­tun­gen und ein­er Gleitringdich­tung dreifach vor Abwass­er und Schlamm geschützt. Zudem ver­fü­gen die Geräte über isolierte Wick­lun­gen der Klasse F und ein druck­wasserdicht­es Gehäuse nach Schutzart IP 68, um eine Kon­t­a­m­i­na­tion der inneren Bauteile zu verhindern.

Geringe Lebenszykluskosten durch minimale Reparaturen

Seit die Rührw­erke und Strö­mungserzeuger bei VCS instal­liert wur­den, laufen sie durchge­hend und nahezu ohne Zwis­chen­fälle. „Lediglich bei zwei der sechzehn Geräte mussten die Antriebe erset­zt wer­den, die Pro­peller kon­nten jedoch über einen Adapter weit­er­hin bei anderen Rührw­erken ver­wen­det wer­den“, so Ped­er­sen. Dadurch hiel­ten sich die Leben­szyk­luskosten der Lan­dia-Aggre­gate trotz höher­er Anschaf­fungskosten in Grenzen.

Zur Sich­er­stel­lung eines rei­bungslosen Betriebs find­en außer­dem regelmäßige Wartun­gen vor Ort statt. Diese kön­nen auf­grund der Lage des Haupt­sitzes von Lan­dia im dänis­chen West­jüt­land schnell und mit geringem Aufwand durchge­führt wer­den. „Die Rührw­erke in Odense wer­den zweimal jährlich von Lan­dia gewartet. Dabei wer­den sie geschmiert und es wird vielle­icht eine Dich­tung aus­ge­tauscht, aber sel­ten etwas repari­ert“, erzählt Cassens. Die Kosten für Repara­turen bewe­gen sich also auf einem niedri­gen Niveau. Wenn doch ein­mal etwas repari­ert oder neu justiert wer­den muss, kann das tech­nis­che Per­son­al der Anlage selb­st tätig wer­den, da kein spez­i­fis­ches Fach­wis­sen nötig ist.

„Im Wass­er- und Abwassergewerbe gibt es eine direk­te Kor­re­la­tion zwis­chen Preis und Qual­ität. Daher ist es wichtig, die Kosten der gesamten Lebens­dauer zu betra­cht­en“, erk­lärt Ped­er­sen. Im Gegen­satz zu Konkur­ren­zpro­duk­ten, die beispiel­sweise nicht mit Edel­stahl arbeit­en, gibt Lan­dia eine lebenslange Garantie auf ihre Pro­peller. Selb­st der chi­ne­sis­che Markt scheint die Vorteile der langfristig gün­stigeren Mod­elle von Lan­dia ent­deckt zu haben: „Mit­tler­weile verkaufen wir zunehmend auch eine Menge an Aus­rüs­tung nach Chi­na. Chi­ne­sis­che Kun­den kön­nen weitaus gün­stigere Rührw­erke auf ihrem heimis­chen Markt kaufen, aber immer mehr Abwasserun­ternehmen beacht­en die Kosten während der gesamten Lebens­dauer“, stellt Holdgaard abschließend fest.