Energieeinsparungen beim Umrühren von Belebtschlammbecken

TOP_Process_tank_Drøsbro.JPGFOTO: Das biologische Prozessbecken in Drøsbro ist als ringförmiges Becken angelegt. Der Zufluss in das Becken geschieht im innersten Ring der anaeroben Zone. Von hier fließt das Abwasser über ein Überlaufwehr in die anoxische Zone bevor es über ein anderes Überlaufwehr in die aerobe Zone im äußersten Ring gelangt. Die Rückströmung zwischen der aeroben und der anoxischen Zone wird mithilfe einer horizontalen Propellerpumpe mit niedriger Förderhöhe durchgeführt.
Technischer Artikel
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Simulationen zur nummerischen Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) zeigten in einer Studie einer dänischen Kläranlage ein Energiesparpotenzial von über 50 Prozent für das Umrühren in horizontalen Strömungssystemen. Dieses Potenzial kann für das Umrühren durch ein Tauchmotorrührwerk in Belebtschlammbecken einfach ausgeschöpft werden, indem die Geschwindigkeit von mittel auf langsam und der Propellerdurchmesser von klein auf groß geändert wird, ohne dabei das Strömungsfeld im Tank zu verändern.

Prozessbecken mit uneingeschränktem Durchfluss könnten durch die Nutzung von niedertourigen Propeller-Strömungsbeschleunigern mit großem Durchmesser möglicherweise einfache und wirtschaftlich gerechtfertigte Energieeinsparungen um bis zu 50 % hervorbringen.

Die Studie basiert auf einer Analyse von Geschwindigkeitsströmungsfeldern, bei der Simulationen zur nummerischen Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) genutzt wurden. Die Amortisationszeit für die Einführung der Änderungen bei Strömungsbeschleunigern wird von Anlage zu Anlage unterschiedlich sein. Die Amortisationszeit für die Drøsbo-Abwasseraufbereitungsanlage in Dänemark wird bei etwa vier Jahren liegen, wie sich herausgestellt hat. Des Weiteren werden die CO2-Emissionen durch die Optimierung des Strömungsbeschleunigers deutlich reduziert, wodurch die Umweltbelastung verringert wird.

Ausgehend von den Ergebnissen der Studie könnten Prozessbecken mit uneingeschränktem Durchfluss durch die Nutzung von niedertourigen Propeller-Strömungsbeschleunigern mit großem Durchmesser im Vergleich zu Propeller-Rührwerken mit mittlerer Geschwindigkeit und kleinem Durchmesser möglicherweise einfache und wirtschaftlich gerechtfertigte Energieeinsparungen hervorbringen – trotz der höheren Anschaffungskosten eines Strömungsbeschleunigers.

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FOTO: Geschwindigkeitsdarstellung der Strömungsfelder 0.3 m über dem Grund des Tanks.





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