De waarden van het setpoint worden gegenereerd door de PLC (programmable logic controller, programmeerbare logische sturing) van de meetgegevens in het rioolwater, hoofdzakelijk in de vorm van ammonium- en nitraatconcentraties. Er is bovendien sprake van een intelligent besturingssysteem van de diafragmaregelkleppen. Deze sluiten traag wanneer de vereiste zuurstofverzadiging in het water van het overeenkomstige bassin bereikt is. Om te vermijden dat dit sluiten leidt tot een hogere druk, en dus ook een grotere weerstand, in de leiding, vermindert de PLC de doeldruk. “Anders zouden we energie vernietigen door de diafragmaregelkleppen, gezien de blowers bij een constant drukbeheer tegen het drukverlies moeten werken dat wordt veroorzaakt door de diafragmaregelkleppen. Met een glijdende drukcontrole beheren we dit proces nu aanzienlijk intelligenter en efficiënter”, verduidelijkt Markus Haverkamp, projectingenieur van het ondersteunende planningsbedrijf Aquaconsult. Voor de basisbelasting van de biologische zuivering, die alternerend een kringloop van beluchte en niet-beluchte bassins vormt met drie zuiveringsfases, koos het ingenieursbureau in Hannover dat verantwoordelijk was voor de planning en realisatie, onder andere een turboblower gemaakt door AERZEN. 

Het type AT150-0.8S G5 realiseert een aanzuigvolumestroom van 4.800 m³/h met een nominaal vermogen van de motor van 143 kW bij een inlaatdruk van 1 bar en een einddruk tot 1,8 bar. Voor Cord Utermann, Sales Engineer bij AERZEN, zijn turboblowers klassieke vertegenwoordigers van energetisch geoptimaliseerde machines voor de basisbelasting, die gedurende 24 uur permanent moeten draaien binnen de parameters voor nominale waarden, gezien ze dan het grootste economische rendement vertonen. “Zoals met bijna elke turbotechnologie zakt de energetische efficiëntie zodra de machines worden gebruikt in het bereik van gedeeltelijke belasting”, legt Utermann uit. Daarom moeten concepten ontwikkeld worden gericht op het energiezuinig zuiveren van vuilbelasting, waarbij tijdens de dag de belasting varieert van hoog naar laag. Voor een optimale energiezuinigheid in een rioolwaterzuiveringsinstallatie betekent deze benadering dat de luchtbehoefte die de basisbelasting overschrijdt, gedekt moet worden door machines zoals draaizuigerblowers en draaizuigercompressoren. Deze werken goed in hoge regelbereiken tussen 25 en 100% en hebben een goede efficiëntie, ook bij bedrijf met gedeeltelijke belasting. Daarom maken twee AERZEN aggregaten van het type Delta Hybrid (D 62 S) en één Delta Blower (GM 80 L) ook deel uit van het samengestelde systeem in de rioolwaterzuiveringsinstallatie in Rheda-Wiedenbrück.

AERZEN heeft de AERsmart ontwikkeld zodat dit kwartet niet alleen de nodige zuurstofbehoefte dekt voor de beluchtingstanks met een veilig proces, maar ook het vereiste luchtvolume genereert in het samengesteld systeem, op de meest energie-efficiënte manier. Volgens Cord Utermann bestaat “de kunst van de besturingstechniek erin om overgangen tussen de overlappende gebieden zo geleidelijk mogelijk en zo energiezuinig mogelijk te maken voor elke belasting, d.w.z. om de verschillende machines in de combinatie altijd optimaal te laten werken”. Dit wordt volgens Markus Haverkamp bereikt door “elke belasting te laten overeenstemmen met de reële behoefte”. Dit “vereist altijd opwaartse en neerwaartse pieken”. Omdat er in de rioolwaterzuiveringsinstallatie in Rheda-Wiedenbrück drie verschillende machines met uiteenlopende werkbereiken en -efficiënties worden gebruikt, moet hun werking zodanig gecoördineerd worden “dat het aantal omschakeloperaties zo laag mogelijk is. Omdat het permanente aan- en uitschakelen slijtage zou doen toenemen”, legt de projectingenieur van Aquaconsult uit. “Een efficiënte luchtdistributie tussen de beluchtingstanks (glijdend drukbeheer, indringen van belastingen zoals NH₄-N, hoeveelheid water, enz.) en een efficiënte machinekeuze zijn nodig voor een optimale totale efficiëntie. Dit wordt gerealiseerd door het nieuwe besturingssysteem van AERZEN”. 

De zuurstofbehoefte in de drie zuiveringsfases is de basis voor de optimalisatie van het besturingssysteem met de AERsmart. De indexen worden verwerkt door de centrale PLC van de installatie en de resulterende doeldruk wordt overgedragen door de Profibus naar de blowerbesturing. AERsmart zorgt dan voor de optimale en energiebesparende gecombineerde werking van de vier aggregaten. “De hier gebruikte turboblower heeft bijvoorbeeld de hoogste efficiëntie bij een capaciteit van 83%”, vertelt Cord Utermann. Indien de luchtbehoefte deze waarde overschrijdt, kan het efficiënter zijn om de machine voor de basisbelasting volledig uit te schakelen en om de relatief lage luchtbehoefte te laten dekken door de twee Delta Hybrid machines. “Het kan onze bacteriën niet schelen waar de zuurstof vandaan komt”, grapt Hendrik Wulfhorst. Maar de bedrijfsleider van de rioolwaterzuiveringsinstallatie wijst erop dat de blowertechnologie is ontworpen met het oog op modernisering, zodat het rendement van de turboblower voldoende zou moeten zijn voor de ‘normale’ dagelijkse behoefte.