Innovationen in Belüftungstechnologien für moderne Abwasserbehandlung

Der folgende Auszug stammt aus dem Artikel „Advancements in Aeration“ von Travis McGarrah, Produktmarketingmanager für Gebläse bei Atlas Copco Compressors. Die vollständige Version kann online oder in der Oktober-Ausgabe von „Water and Wastes Digest“ gelesen werden.

Überblick über Gebläse und ihren Einsatz in Kläranlagen

Jahrzehntelang waren Lappen- und Mehrstufengebläse die bewährten Gebläsetechnologien für Kläranlagen. In den letzten 15 Jahren hat die Nachfrage nach höherer Energieeffizienz zu großen Fortschritten in der Belüftungsausrüstung geführt. Einstufige integriert getriebene Zentrifugalgebläse, Verdränger-Schraubengebläse und hochgeschwindige direktgetriebene Zentrifugalgebläse können den Stromverbrauch einer Anlage erheblich reduzieren.

Vor den 1950er Jahren wurde unbehandeltes Abwasser regelmäßig in US-Flüsse und -Seen eingeleitet. Der Clean Water Act von 1972 setzte feste Behandlungsanforderungen. Abwasserbehandlung erfordert Belüftung der Behandlungsbecken, und Gebläse liefern die Luft, um diesen Bedarf zu decken.

Verbesserungen erzielen

Als die USA in den 1950er Jahren begannen, Kläranlagen einzuführen, war das Lappengebläse die am häufigsten verwendete Technologie, um Luft zu bewegen. Das ursprüngliche Lappengebläse hatte zwei gegenläufige Wellen mit Lappen, die Luft von einer Seite des Gehäuses zur anderen bewegten. Verbesserungen wurden im Laufe der Zeit an diesem Design vorgenommen, aber das Funktionsprinzip blieb dasselbe.

Mehrstufen-Zentrifugalgebläse haben ein einfaches Designkonzept. Luft wird in mehreren Stufen beschleunigt und diffusiert, was bedeutet, dass höhere Drücke durch Hinzufügen weiterer „Stufen“ zu einer Maschine erreichbar sind. Zusätzlich können Laufraddesigns mehr rückwärtsgekrümmt sein (weniger Druckanstieg, effizienter) oder mehr radial (mehr Druckanstieg, weniger effizient). Diese Faktoren deuten darauf hin, dass eine Mehrstufen-Zentrifugalmaschine mit Tausenden möglicher Kombinationen erstellt werden könnte. Das Endergebnis ist ein effizienteres Gebläse für einen gegebenen Designpunkt. Die Vorteile von Mehrstufengebläsen werden durch höhere Kosten als Lappengebläse sowie einige Leistungsüberlegungen ausgeglichen. Der Volumenstrom einer Mehrstufenmaschine – oder jeder Zentrifugalmaschine – ändert sich mit dem Auslassdruck der Maschine, was bedeutet, dass ein Prozess mit Druckschwankungen unterschiedliche Volumenströme liefert.

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