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Betritt man eine beliebige Kläranlage mit Belebtschlammverfahren in Großbritannien – von den riesigen Anlagen von Thames Water, die Millionen Londoner versorgen, bis hin zu den kleineren, aber ebenso wichtigen Anlagen von Severn Trent oder Yorkshire Water –, so hört man sofort das leise, gleichmäßige Summen der Gebläse, die Luft in die Belüftungsbecken blasen. Diese Druckluft ist der Motor der biologischen Abwasserreinigung. Ohne ausreichende, kontinuierliche und vor allem ölfreie Druckluft können die aeroben Bakterien, die gelöste organische Stoffe abbauen, nicht in ausreichender Anzahl überleben, um die Einleitungsstandards der Umweltbehörde zu erfüllen.
Das Problem, das die Wasserwirtschaft seit Jahrzehnten plagt, ist trügerisch einfach: Herkömmliche, ölgeschmierte Roots-Gebläse, die lange Zeit die Arbeitspferde der Branche waren, bringen mikroskopisch kleine Schmieröltröpfchen in den Luftstrom ein. In einem Belüftungsbecken bilden diese Tröpfchen einen hemmenden Oberflächenfilm auf dem Wasser, der den Sauerstoffaustausch zwischen Blasen und Flüssigkeit behindert. Die Folgen sind zweifach: Die biologische Effizienz sinkt und es kommt zu einer Sekundärkontamination des gereinigten Abwassers, was zu behördlichen Problemen und potenziellen Genehmigungsverstößen führt. Ein ölfreier, speziell für die Abwasserbelüftung entwickelter Luftkompressor beseitigt dieses Problem an der Wurzel.
Mit über 18 Jahren praktischer Erfahrung in der Anwendungstechnik für Wasserversorgungsunternehmen, Lebensmittelverarbeitung, Pharmaindustrie und Schwerindustrie hat unser Team von Ever Power eng mit Verfahrenstechnikern, Betriebsleitern und Einkäufern zusammengearbeitet, um ölfreie Schrauben- und Radialgebläsesysteme in einigen der anspruchsvollsten Aufbereitungsanlagen Großbritanniens zu spezifizieren, zu installieren und in Betrieb zu nehmen. Dieser Artikel fasst diese Erfahrung in einer praktischen Ressource für alle zusammen, die den Umstieg auf ölfreie Druckluft für die biologische Belüftung erwägen – er behandelt Technologie, Leistung, regulatorische Rahmenbedingungen, Fallbeispiele aus der Praxis und die Gesamtbetriebskosten.
Die Wissenschaft hinter der ölfreien Belüftung in Belebtschlammsystemen
Das Belebtschlammverfahren ist das Rückgrat der biologischen Abwasserreinigung im Vereinigten Königreich. Dabei gelangt das Abwasser in ein Belüftungsbecken, wo es mit einer hohen Dichte aerober Mikroorganismen – den sogenannten suspendierten Feststoffen im Belebtschlamm (MLSS) – vermischt wird. Diese Bakterien bauen kohlenstoff- und stickstoffhaltige Schadstoffe ab, benötigen jedoch für optimale Stoffwechselleistung einen konstanten Gehalt an gelöstem Sauerstoff (DO) zwischen 1,5 und 3,0 mg/l. Druckluft, die über Feinblasendiffusoren am Beckenboden zugeführt wird, dient primär der Aufrechterhaltung dieses Sauerstoffgehalts.
Ein ölfreier Schraubenkompressor erzielt Kompression durch zwei ineinandergreifende, spiralförmige Rotoren – männlich und weiblich –, die berührungslos ineinandergreifen. Das kritische Spiel wird durch präzise Lagergeometrie und reibungsarme Beschichtungen anstelle von Schmieröl gewährleistet. Dadurch ist die Kompressionskammer von allen ölbenetzten Bauteilen isoliert. Das Ergebnis ist ein nach ISO 8573-1 Klasse 0 zertifizierter Luftstrom: kein nachweisbares Öl-Aerosol, kein Öldampf, kein flüssiges Öl. Wenn diese Luft in das Belüftungsbecken eintritt, arbeitet die Sauerstoffübertragungseffizienz (OTE) durch Feinblasendiffusoren mit ihrem theoretischen Maximum, da keine oberflächenaktiven Verunreinigungen die Blasenkoaleszenz behindern.
Zentrifugalgebläse (Turbogebläse) stellen eine alternative, ölfreie Lösung dar. Sie nutzen schnelllaufende Laufräder, die auf Magnet- oder Luftlagern gelagert sind – auch hier kommt Öl im Luftstrom zum Einsatz. Beide Technologien sind mittlerweile mit integrierten Drehzahlreglern (FU) erhältlich, die es dem Kompressor ermöglichen, seine Leistung in Echtzeit anhand der vom Sauerstoffsensor im Becken erfassten Daten anzupassen. Durch diese Regelung im geschlossenen Regelkreis werden die beachtlichen Energieeinsparungen – üblicherweise zwischen 201 TP5T und 351 TP5T im Vergleich zu ölbeaufschlagten Alternativen mit fester Drehzahl – in der Praxis realisiert.
Warum ölfreie Belüftung wichtig ist: Die wahren Kosten verunreinigter Belüftungsluft
Versagen biologischer Prozesse
Bereits 2–5 ppm Öl-Aerosol bilden einen Oberflächenfilm auf dem Wasser im Belüftungsbecken, der die Sauerstoffdiffusion von den Blasen in die flüssige Phase behindert. Der Sauerstoffgehalt sinkt, nitrifizierende Bakterien – die empfindlichsten Organismen im Klärschlamm – sterben ab, und der Ammoniakgehalt im Abwasser steigt gefährlich nahe an die zulässigen Grenzwerte heran.
Risiko von Verstößen gegen regulatorische Bestimmungen
Die Einleitungsgenehmigungen der Umweltbehörde legen strenge Grenzwerte für BSB, Ammoniak und Schwebstoffe im Abwasser fest. Ein mangelhaftes Belüftungssystem kann dazu führen, dass eine Kläranlage die Genehmigungsauflagen wiederholt nicht erfüllt, was formelle Durchsetzungsmaßnahmen, Veröffentlichungspflichten gemäß den Umweltinformationsvorschriften und erhebliche Geldstrafen nach sich zieht.
Gebot der Energieeffizienz
Die Belüftung macht typischerweise 50–701 TP5T des gesamten Stromverbrauchs einer Kläranlage aus. Britische Wasserversorgungsunternehmen stehen im Zuge der Preisüberprüfung PR24 durch Ofwat unter zunehmendem Druck, Verbesserungen der betrieblichen Effizienz nachzuweisen. Ölfreie VSD-Kompressoren, die auf den Sauerstoffbedarf in Echtzeit abgestimmt sind, können die Energiekosten in mittelgroßen bis großen Kläranlagen um 40.000–180.000 £ pro Jahr senken.
Verstopfung und Wartung des Diffusors
Ölverschmutzung beschleunigt die Verschmutzung von PTFE- und EPDM-Feinblasenmembrandiffusoren. Verstopfte Diffusoren erhöhen den Gegendruck, verringern die Sauerstoffübertragungseffizienz weiter und erfordern eine kostspielige Beckenentwässerung zur Reinigung oder zum Austausch – typischerweise alle 3–5 Jahre anstatt der 10–12 Jahre Lebensdauer, die mit sauberer, ölfreier Luftzufuhr erreichbar wären.
Technische Leistungsdaten
Ever Power ölfreie Schrauben- und Turbogebläse-Serie — Abwasserbelüftungskonfiguration
| Parameter | Ölfreie Schraube (EP-OFS) | Turbogebläse (EP-TB) | Traditionell geölte Wurzeln |
|---|---|---|---|
| Luftreinheitsklasse | ISO 8573-1 Klasse 0 | ISO 8573-1 Klasse 0 | Klasse 3–5 (geölt) |
| Durchflussbereich (m³/min) | 2,5 – 45 | 8 – 120 | 5 – 80 |
| Auslassdruck (bar g) | 0,3 – 1,2 | 0,3 – 1,0 | 0,4 – 0,8 |
| Spezifische Energie (kW/m³/min) | 4,2 – 5,8 | 3,8 – 5,2 | 6,5 – 8,4 |
| VSD-kompatibel | Standard | Standard | Optional |
| Geräuschpegel dB(A) in 1 m Entfernung | 68 – 76 | 62 – 70 | 78 – 90 |
| Motoreffizienzklasse | IE4 / IE5 | PMSM | IE2 / IE3 |
| Typisches Wartungsintervall | 4.000 Stunden | 8.000 Stunden | 1.500 Stunden |
| Geschätzte Energieeinsparung im Vergleich zu Roots | 22 – 30% | 28 – 38% | Ausgangswert |
Die Leistungsdaten basieren auf Feldmessungen in Installationen in Großbritannien und Europa. Die tatsächlichen Werte können je nach Standortbedingungen variieren. Kontaktieren Sie unser Ingenieurteam für eine standortspezifische Bewertung.
Wo ölfreie Belüftungskompressoren in Großbritannien eingesetzt werden
Das Anwendungsgebiet reicht weit über kommunale Kläranlagen hinaus – obwohl diese nach wie vor das größte einzelne Marktsegment in Großbritannien darstellen.
Anglian Water – Kläranlage Peterborough East, England
Sektor
Kommunale Abwasserbehandlung
Standort
Peterborough, Cambridgeshire, Vereinigtes Königreich
Mitgelieferte Ausrüstung
4 × EP-OFS 55 kW VSD ölfreie Schraubengebläse
Bevölkerungsäquivalent
120.000 PE · 3-spurige ASP-Konfiguration
Die Herausforderung
Peterborough East betrieb seit über 14 Jahren drei veraltete Roots-Gebläse für seine Belebtschlammbecken. Trotz regelmäßiger Wartung bildeten die ölbenetzten Geräte in den Sommermonaten, wenn die biologische Belastung durch Urlauber aus nahegelegenen Campingplätzen anstieg, sichtbaren Oberflächenschaum im Belüftungskanal 2. Die Nitrifikationsleistung lag unter den zulässigen Grenzwerten für Ammoniak (4 mg/l Jahresmittelwert), und das Energieteam hatte die Gebläse aufgrund der Effizienzvorgaben des Ofwat-Programms AMP8 als dringendes Sanierungsziel eingestuft.
Die Ever Power-Lösung
Nach einer detaillierten Standortanalyse und Strömungsmodellierung – durchgeführt von unseren Anwendungstechnikern im Rahmen zweier Vor-Ort-Besuche – spezifizierte Ever Power vier EP-OFS-Einheiten mit je 55 kW Nennleistung, konfiguriert als drei im Dauerbetrieb und eine als Standby-Einheit. Die Einheiten wurden mit integrierten Allen-Bradley-Frequenzumrichtern ausgestattet und über Modbus RTU direkt mit dem SCADA-System des Standorts verbunden. Dies ermöglicht eine vollautomatische Modulation in Reaktion auf die Signale der Sauerstofftransmitter jeder Fahrspur. Die Installation erfolgte innerhalb eines geplanten 10-tägigen Stillstandsfensters. Das Montageteam wurde vor Ort von unseren Inbetriebnahmetechnikern geschult.
Gemessene Ergebnisse (12 Monate nach Inbetriebnahme)
31%
Stromreduzierung in der Gebläsestation
112.000 £
Jährliche Energiekosteneinsparung
2,1 mg/L
Durchschnittlicher Ammoniakgehalt im Abwasser (gegenüber dem Grenzwert von 4 mg/L)
3,4 Jahre
Einfache Amortisationszeit der Kapitalinvestition
Was unsere Kunden sagen
„Wir haben in unserem Werk, das rund 85.000 Einwohner in den East Midlands versorgt, unsere drei ölgeschmierten Roots-Gebläse durch ölfreie Ever Power-Geräte in zwei Belüftungsspuren ersetzt. Innerhalb von sechs Wochen nach der Inbetriebnahme war der Oberflächenschlamm vollständig verschwunden, und unsere Sauerstoffregelung ist nun absolut zuverlässig. Allein die Energieeinsparungen werden die Installationskosten in weniger als vier Jahren amortisieren.“
David H.
Betriebsleiter, Regionales Wasserversorgungsunternehmen · East Midlands, England
„Unsere Molkereiabwasseraufbereitungsanlage in Shropshire hatte mit Ölverschmutzungen durch das alte Gebläsesystem zu kämpfen – der Ölfilm war im Belüftungsbecken deutlich sichtbar. Nach einer detaillierten Standortanalyse durch das Team von Ever Power entschieden wir uns für deren Turbogebläse, und der Unterschied ist bemerkenswert. Kein Öl mehr, geringere Geräuschentwicklung und eine Senkung unserer Stromkosten für das Gebläse um 281 TP5T. Auch der Kundendienst ist hervorragend.“
Sarah M.
Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanager · Molkereiverarbeitungsgruppe · Shropshire, England
„Wir benötigten eine Sonderanfertigung – ein kompaktes, ölfreies Schraubengebläse, das in den beengten Raum unseres Biotech-Campus nahe Edinburgh passen sollte. Das Ingenieurteam von Ever Power begleitete uns durch vier Designiterationen und lieferte ein maßgeschneidertes Gerät mit einer ungewöhnlichen Ausblasrichtung und einer Schallschutzhaube. Der Preis war wettbewerbsfähig und die Lieferzeit wurde exakt eingehalten. Absolut empfehlenswert.“
James K.
Leiter der Ingenieurabteilung · Pharma-Biotechnologie-Campus · Edinburgh, Schottland
Nach Ihren Vorgaben gefertigt – keine Standardware.
Keine zwei Kläranlagen in Großbritannien sind identisch. Hydraulische Belastungsprofile, Geometrie des Belüftungsbeckens, vorhandene SCADA-Infrastruktur, verfügbare Stromversorgung, Lärmschutzbestimmungen durch nahegelegene Wohngebiete – all diese Faktoren erfordern eine Druckluftlösung, die speziell für den jeweiligen Standort entwickelt wurde und nicht einfach aus einem Katalog ausgewählt ist.
Die Fertigungsstätte von Ever Power verfügt über ein spezialisiertes Programm für kundenspezifische Entwicklungen. Unsere Anwendungstechniker spezifizieren und fertigen ölfreie Schrauben- und Turbogebläse mit kundenspezifischen Druckstufen, nicht standardmäßigen Auslassrichtungen, maßgeschneiderten Schallschutzgehäusen, integrierten Frequenzumrichtern und DO-Steuerungen, ATEX-konformen Varianten für Biogas-Umgebungen, Edelstahl-Verdichterstufen für aggressive Medien sowie Dualspannungskonfigurationen für den internationalen Einsatz. Jedes Gerät wird vor dem Versand einer Werksabnahmeprüfung unter Volllast unterzogen; detaillierte Leistungszertifikate werden mitgeliefert.
Unsere Lieferzeiten von der Entwicklung bis zur Auslieferung betragen in der Regel 6–10 Wochen für kundenspezifische Konfigurationen – eine der kürzesten der Branche –, da wir den gesamten Fertigungsprozess intern abwickeln und nicht auf die Vormontage durch Dritte angewiesen sind. Für Rahmenverträge und wiederkehrende Lieferverträge im britischen Wassersektor bieten wir dedizierte Kundenbetreuung und garantierte Ersatzteillagerprogramme an.
Kundenspezifische Entwicklungskapazitäten
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Druck- und Durchflussanpassung – Einheiten, die exakt auf Ihre Beckentiefe und die Anforderungen an den Diffusordruckverlust abgestimmt sind.
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Akustikpakete – speziell entwickelte Gehäuse zur Erfüllung der Planungsauflagen an sensiblen Standorten
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ATEX Zone 1 / Zone 2 — Varianten für Biogas- oder Klärschlammbehandlungsumgebungen
◆
SCADA-Integration – Modbus RTU, Profibus DP, PROFINET, Ethernet/IP werden standardmäßig unterstützt
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Containerisierte Skid-Pakete – Plug-and-Play-Gebläsestationen für den schnellen Einsatz vor Ort oder temporären Betrieb
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OEM-Lieferung – White-Label- und Private-Label-Fertigung für Systemintegratoren in Großbritannien
Wir beliefern Wasseraufbereitungsanlagen in ganz England, Schottland, Wales und Nordirland.
Der britische Wassersektor unterliegt einem spezifischen regulatorischen und betrieblichen Rahmen, den unsere Anwendungstechniker aus eigener Erfahrung kennen. Die Einleitungsgenehmigungen der Umweltbehörde, die AMP8-Effizienzanforderungen von Ofwat, die UKWIR-Leitlinien und die Verpflichtungen des Water Industry Act prägen den technischen Spezifikationsprozess für Belüftungsanlagen anders als in anderen globalen Märkten. Unser Vertriebs- und Ingenieurteam mit Sitz in Großbritannien betreut Anfragen für Standorte von den schottischen Highlands bis zur Halbinsel Cornwall und verfügt über besonders umfassende Erfahrung in der Unterstützung von Projekten in den wichtigsten Wassereinzugsgebieten: Themse-Tal, Severn-Trent, Anglian, Northumbrian und Yorkshire.
9,000+
Kläranlagen im Vereinigten Königreich
10 Wasserunternehmen
bedient unterschiedliche Regionen Großbritanniens
AMP8
Effizienzvorgaben treiben Investitionen an
EPR 2016
Rahmen der Umweltgenehmigungsvorschriften
Ihre Fragen werden von unseren Anwendungstechnikern beantwortet
Sind Sie bereit, Ölverschmutzungen zu beseitigen und die Energiekosten für die Belüftung zu senken?
Erhalten Sie von den Anwendungstechnikern von Ever Power ein detailliertes, standortspezifisches technisches Angebot. Wir betreuen Kläranlagen, industrielle Abwasserbehandlungsanlagen und Aquakulturbetriebe in ganz Großbritannien.
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© Ever Power · Ölfreie Luftkompressoren für die Abwasserbelüftung · Vereinigtes Königreich · bearbeitet von gzl