得益于AERZEN旋转叶压缩机，激活效率最高
AERZEN Delta Hybrid d52s旋转叶状压缩机确保最佳的氧气供应给5个SBR反应器。(图片来源:Aerzener Maschinenfabrik GmbH)
机上:高效旋转叶式压缩机。AERZEN的螺杆鼓风机。未来的污水处理厂是节能、节约资源、紧凑、经济的。实际情况在瑞士可以看到——更准确地说，是在奥伯根加丁的高山谷(Canton Graubünden)。在客栈河上游的沙夫小村庄——足足有20公里。位于圣莫里茨东北部，是欧洲最现代化、最创新的污水处理厂之一，于2021年7月投入运营。上恩加丁污水处理厂是根据最新的技术——关键字数字双胞胎——规划和实现的，令人印象深刻地证明了生态和经济不是对立的。工厂经理Godi Blaser总结道:“虽然可持续发展是关键焦点，但经济效率同样重要。”其结果是该地区的一个量子飞跃，也是未来废水处理的蓝图。
三个污水处理厂的组合
新建设的起点是上恩加德林污水处理厂塞列里纳的斯塔兹、比弗的萨克斯和沙夫的弗纳茨硝化不足，这意味着无法再满足水保护要求。问题是:这三个在1970年代和1980年代建造的工厂是否应该翻新，或者是否应该把它们的能力合并到上恩加丁的一个新的区域污水处理厂中?
尽管新建工厂的投资成本为7460万欧元，高于现有三个污水处理厂的扩建成本(5700万欧元)，但预期的运营成本明显较低，为180万欧元/年，而250万欧元/年。假设业务持续45年，这将节省大量资金。
新的上恩加丁污水处理厂建在旧弗纳茨污水处理厂的旧址上，设计用于9万人口当量(PE)。这使得它比Staz、Sax和Furnatsch wwtp要小得多，后者的总容量为114,000 PE。这得益于2009年已经建成的从Samedan到S-chanf的主要收集通道，从污染废水中持续分离大气水(雨水、融水)，以及在圣诞节和新年前后的旅游旺季优化工艺工程。该工厂采用模块化结构。这意味着上恩加丁污水处理厂的设备也能最佳地应对广泛的季节波动:虽然高峰季节的峰值负荷高达110,000 PE，但淡季的污染负荷仅对应15,000 PE。
生命周期成本是决定因素
在选择使用的技术、解决方案和材料时，主要关注的是生命周期成本。这意味着不仅要计算采购成本，还要计算运营成本，即电费、维护费、人事费等。对于作为核电站核心的SBR生物反应器(SBR =序批式反应器)来说，这意味着能源效率和可用性在很大程度上是决定性因素。特别注意了曝气系统，因为这可消耗废水处理所需总能量的60%至80%。在上恩加丁污水处理厂，Delta Hybrid D 52S型AERZEN旋转瓣压缩机的最大进气量为40.9 m³/min，压差为650 mbar，体积流量控制范围超过1:4，确保了对5个SBR反应器的最佳氧气供应——每个盆地一台Delta Hybrid(盆地体积2700 m³)。通常需要额外的压缩机作为冗余。然而，由于AERZEN装置的高可靠性，以及由于季节性波动，所有SBR反应器很少同时运行的事实，上恩加丁污水处理厂故意决定不这样做。
鼓风机状态监测
Upper Engadine污水处理厂希望在现场使用同一类型的转换器覆盖所有流程，并为此委托了一个额外的合作伙伴。因此，需要没有变频器的封装。AERZEN没问题。鼓风机和压缩机专家在这方面提供了很大的灵活性，可以为其设备提供集成的、单独的，或者像目前的应用程序一样，不需要转换器。变频器也监测鼓风机的状况。速度或频率允许得出关于当前体积流量的结论，从而得出实际负载。在未来，预见性维护也将成为目标，因为作为最大的能源消费者，鼓风机特别注定要进行基于需求的维护。“我很高兴我们与AERZEN鼓风机技术合作。与AERZEN合作，我们不仅提供可靠和高效的技术，以最少的维护，而且提供优质的服务。无论什么时候出了问题，我们总是可以依靠AERZEN在很短的时间内赶到那里，”Godi Blaser热情地说。 In addition, two robust positive displacement blowers of the Delta Blower type are being used in the grit chamber.
一个特别的特点是安装高度高于海平面1,650米。由于较低的空气压力和由此产生的较低的空气密度，需要较大的容积流量，以获得足够的氧气分子进入曝气。此外，压力比较高(在这种情况下，它可以在1.5和2之间变化)，电机降额必须考虑在内。因此，在高空比在海平面需要更强大的装备。在这种背景下，能源效率问题变得更加相关。高效的德尔塔混合动力D 52S正是正确的选择，因为由于它们的技术优势，与经典的鼓风机技术相比，它们能够显著节省高达30%的能源。
上恩加丁污水处理厂的整个流程管理通过一个强大的控制系统实现了高度自动化，使操作人员能够进行必要的监测、数据评估和流程优化。SBR反应器的控制是动态实现的。SBR法是活性污泥法的一种变体。与传统方法不同的是，所有的净化步骤在不同的盆地中一个接一个地进行，SBR工艺在一个反应器中结合了生物净化和二次沉降。这就产生了特别高的灵活性。
数字双胞胎的先驱
“对我们来说，重要的是系统运行可靠，我们没有故障。由于动态控制，系统本身非常复杂，您不一定能立即看到措施的效果。所以我们才要依靠数码双胞胎。这让我们有可能提前模拟操作场景，”Godi Blaser解释道。在模拟模型中，可以检查策略和变量，并显示预测和行动选项。结果随后流入动态控制系统。
最先进的技术与可持续能源理念相结合:上恩加丁创造了历史。在欧洲的废水管理中，数字双胞胎是一个新鲜事物——而且已经非常成功，模仿者肯定很快就会出现。戈迪•布拉泽强调:“数字双胞胎的目标不是接管控制权。数字双胞胎是一种工具，如果你这样看待它，它是非常有价值的。
“只要所有流程顺利运行，预计上恩加丁污水处理厂每年的电力需求为1.4 GWh，其中1.2 GWh将由污水处理厂的纯运行产生。目标是:80%的能源自给自足。节能、可靠和低维护的技术，如AERZEN套件在这方面做出了重大贡献。顺便说一下，如果你加上外部过程，如太阳能工厂或从输送到工厂的乳清中产生的沼气，它甚至会进入超速运行。
