Klärwerk Wien
Vom Verbraucher zum Produzenten
Wichtigster Bestandteil des Projekts war die Maximierung der Energieeffizienz und die Optimierung der Stromerzeugung, die beide durch das Know-how von Sulzer unterstützt wurden.
Bei dem Projekt, welches von 2015 – 2021 umgesetzt wurde, wurden die ursprünglichen Vorklär- und Belüftungsbecken durch ein kompakteres, aber voluminöseres System ersetzt. Die neuen anaeroben Faulbehälter und ein Blockheizkraftwerk wurden auf der frei gewordenen Fläche errichtet. Die Anlage produziert nun rund 78 Gigawattstunden Strom und 82 Gigawattstunden Wärme aus Biogas. Das bedeutet, dass der Betrieb in der Lage ist, die gesamte für die Abwasserreinigung benötigte Energie sowie einen Energieüberschuss zu erzeugen und gleichzeitig die jährlichen CO2-Emissionen von Wien um 40.000 Tonnen zu reduzieren.
Die alte Kläranlage in Wien verbrauchte jedes Jahr rund 60 Gigawattstunden Strom, mehr als 1 % des gesamten Stroms, den der größte Energieerzeuger der Stadt produzierte. Mit dem Projekt „E_OS“ verwandelte der städtische Abwasserreiniger ebswien das Werk in eine energieautarke Anlage, die mit Hilfe von Klärschlamm Strom und Wärme aus Biogas erzeugt. Im Zentrum der aufgerüsteten Anlage stehen sechs 30 Meter hohe Faultürme, von denen jeder in der Lage ist, aus 12.500 Kubikmetern Schlamm Biogas zu erzeugen.
Die Ingenieure des Projekts wollten nicht nur die Energieproduktion der Anlage steigern, sondern auch sicherstellen, dass die Prozesse am gesamten Standort im Hinblick auf maximale Energieeffizienz konzipiert wurden. Es war die Suche nach effizienten, zuverlässigen Lösungen, die das Team zu Sulzer führte. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Wasser- und Abwasseraufbereitung konnten Spezialisten von Sulzer eine Reihe von Lösungen vorschlagen, mit denen ebswien seinen Energieverbrauch verringern und die Anlagen am gesamten Standort optimieren konnte.
Die erste dieser Lösungen waren die Rührwerke für die Faulbehälter. Diese riesigen Rührwerke rühren den Schlamm in den Behältern ständig um, um den anaeroben Faulungsprozess optimal am Laufen zu halten. Der Vorschlag von Sulzer sah den Einsatz eines großen Scaba-Vertikalrührwerks mit einem Durchmesser von 4,5 Metern vor, das mit einer niedrigen Drehzahl von nur 8 U/min rotiert. Mit dieser Konfiguration würden die Scabas nur kleine 11 kW Motoren benötigen.
Um die Leistungsvorgaben des Projekts zu erfüllen, müssen die Scaba-Rührwerke eine 90%ige Homogenisierung eines Behälters in maximal zwei Stunden erreichen. Als das erste Rührwerk vor Ort installiert wurde, zeigten Tests der TU Wien, dem akademischen Partner des Projekts, dass der 90%-Punkt nach nur einer Stunde und siebzehn Minuten erreicht wurde.
Ein weiterer Vorteil des Sulzer Scaba ist sein frei hängendes Design. Das Rührwerk ist an der Decke des 32 m hohen Faulturms ohne Bodenlager aufgehängt. Zusätzlich sind durch die intervallmäßige Drehrichtungsumkehr keine Strömungsbrecher erforderlich. Bei diesem Vorgang unterziehen sich die Rührflügel einer Selbstreinigung, wodurch das Risiko von Verzopfungen während des Betriebs ausgeschlossen wird.
Neben der Lösung für die Faulbehälter lieferte Sulzer auch weitere Einsparungen bei den neuen Belüftungsbahnen. Während des Wasseraufbereitungsprozesses wird das Wasser durch eine Reihe feinblasiger Diffusoren mit Sauerstoff angereichert. In Gesprächen mit dem Projektteam erfuhren die Ingenieure von Sulzer, dass die geplante Luftversorgungskonfiguration drei große 1,2-MW-Kompressoren vorsah.
Nach einer Analyse der Druck- und Durchflussanforderungen schlug Sulzer vor, dass die erforderliche Leistung mit acht kleineren 400 kW HST-Turbokompressoren erbracht werden könnte. Die alternative Konfiguration reduzierte den Gesamtstromverbrauch um 400 kW, während die robusten HST-Kompressoren auch einen leiseren Betrieb, hohe Verfügbarkeit und sehr niedrige Wartungskosten boten. Für diesen Teil des Projekts lieferte Sulzer die Kompressoren zusammen mit maßgeschneiderten Diffusoren und den dazugehörigen Rohrleitungen.
