Ekonomiczny aspekt wytwarzania sprężonego powietrza w oczyszczaniu biologicznym.

Produkcja serów na skalę przemysłową wymaga dużych ilości wody, zarówno biorącej udział w procesie technologicznym, jak również przeznaczonej do mycia urządzeń. Tak właśnie jest w zakładach serowarskich Godsteig w Niemczech, gdzie duże ilości wody generują duże ilości ścieków. Ścieki są tam zbierane w dużych zbiornikach i uzdatniane do poziomu umożliwiającego odprowadzenie do kanalizacji. Samo oczyszczanie następuje przy pomocy odpowiednich szczepów bakteryjnych, rozwijających się pod wpływem dostarczanej odpowiedniej ilości tlenu. Tlen jest niezbędny, po pierwsze w celu rozwinięcia ich właściwości oczyszczających, a po drugie w celu umożliwienia rozrostu, potrzebnego do uzyskania prawidłowego ciągłego procesu. Bakterie otrzymują go za pośrednictwem dmuchaw wtłaczających powietrze do reaktorów biologicznych. Ponieważ dmuchawy działają w trybie ciągłym, odpowiedzialne są za dokładnie połowę poboru energii elektrycznej przez instalację oczyszczającą. Dlatego w przypadku oczyszczania biologicznego opłaca się zwrócić uwagę na ekonomiczny aspekt wytwarzania sprężonego powietrza. Z reguły znajduje się tam wysoki potencjał oszczędności, którego wykorzystanie umożliwi znaczne obniżenie kosztów. Zwłaszcza, że na rynku dostępne są już wykorzystujące najnowsze zdobycze technologiczne dmuchawy, które prawidłowo zastosowane pracują szczególnie efektywnie.

W zakładach serowarskich Goldsteig nastąpiła modernizacja napowietrzania. Była to dobra okazja do kontroli całej instalacji i zmian w kontekście możliwych oszczędności energii elektrycznej w procesie napowietrzania. Dotychczas w zakładach serowarskich stosowano klasyczne dmuchawy walcowe. Po wnikliwej analizie, podjęto decyzję o zamianie ich na zupełnie nowy produkt firmy KAESER KOMPRESSOREN czyli dmuchawy śrubowe. Stało się tak z wielu powodów. Instalacja oczyszczania w zakładach ma stosunkowo dużą głębokość nadmuchu, przez co powszechnie stosowane w oczyszczalniach ścieków dmuchawy walcowe do płytkiego nadmuchu zbliżają się do granicy swojego obciążenia termicznego. W takim przypadku zalecane jest zastosowanie dmuchaw śrubowych, ponieważ dzięki bardziej efektywnej technologii sprężania wykazują one znacznie niższe temperatury sprężania niż dmuchawy walcowe. W zakładach serowarskich w Goldsteig nawet przy nadciśnieniu roboczym 1000 mbar, wynikającym z dużych głębokości nadmuchu, zapewnione jest niezawodne działanie.

Istotnie niższe koszty
Kolejną przyczyną zmiany dotychczasowych urządzeń na dmuchawy śrubowe firmy KAESER KOMPRESSOREN była możliwość obniżenia o 25% kosztów energetycznych.

Z powodu bardziej zaawansowanej technologii dmuchawy śrubowe są nieco droższe w zakupie, ale pracują bardziej efektywnie, a więc taniej niż dmuchawy walcowe. W przypadku dmuchaw walcowych samo sprężanie nie następuje w bloku. W dmuchawie śrubowej natomiast wirniki zazębiają się podczas obrotu, umożliwiając sprężanie wewnętrzne. Dmuchawy śrubowe mogą również pracować z szybszymi prędkościami obrotowymi wirników, co jeszcze bardziej podnosi efektywność.

Dmuchawy śrubowe firmy KAESER KOMPRESSOREN to urządzenia najnowszej generacji. Posiadają one kilka dodatkowych innowacji technicznych, które zapewniają ich konkurencyjność nie tylko względem dmuchaw walcowych, ale również w porównaniu do dmuchaw śrubowych innych producentów. Optymalizacje techniczne zwiększają o wartość dwucyfrową efektywność dmuchaw. Należy do nich przede wszystkim profil śrubowy SIGMA, który na skutek nowatorskiej konstrukcji pozwala osiągać znaczne korzyści energetyczne.

Ponadto urządzenia wcześniejszych generacji wyposażone są przeważnie w oddzielnie napędzane pompy i chłodnice oleju. Takie rozwiązanie ma zagwarantować termiczną stabilizację oraz smarowanie. Jednak elementy te wymagają dodatkowej mocy napędowej i zawierają szybko zużywające się części. Koncepcja chłodzenia wewnętrznego nowych dmuchaw śrubowych firmy KAESER KOMPRESSOREN sprawia, że pompy i chłodnice oleju są zbędne. W dmuchawach śrubowych zastosowano efektywne rozwiązanie uszczelnień, nie wymagające zastosowania pompy olejowej w celu zapewnienia długotrwałej szczelności. Brak elementów pomocniczych i cyrkulacji oleju wpływa na niezawodność i trwałość urządzenia.

Prosta instalacja
Kolejną cechą charakterystyczną nowatorskich dmuchaw śrubowych, przeznaczonych przede wszystkim do pracy w zakresie nadciśnienia od 300 do 1100 mbar, jest koncepcja dostawy zgodnej z zasadą "plug&play" jako kompletnego, gotowego do podłączenia systemu. Upraszcza to instalację i obniża związane z nią koszty.

Wyżej wymienione zalety dmuchaw śrubowych nie oznaczają jednak, że zastosowanie dmuchaw walcowych nie jest w ogóle zasadne. Wybór pomiędzy dmuchawą śrubową, a walcową zależy od licznych kryteriów i powinna być rozpatrywana dla każdego przypadku indywidualnie.

Istotną rolę będzie tu odgrywać zarówno głębokość nadmuchu, jak i trwałość dmuchawy. O ile dmuchawa eksploatowana jest w trybie ciągłym, co często zdarza się w przypadku oczyszczalni ścieków, to inwestycja w dmuchawę śrubową zwraca się bardzo szybko. Z uwagi na jej bardziej skomplikowaną technologię koszty inwestycyjne są nieco wyższe, ale bilansują je w krótkim czasie niższe koszty energetyczne przy pracy w trybie ciągłym.

Możliwe kombinacje
Zależnie od zastosowanie i zakresu wykorzystania może stać się zasadnym wybór kombinacji urządzeń złożonych z dmuchaw śrubowych i walcowych. W przypadku stacji o wielu urządzeniach, dmuchawy śrubowe mogą stanowić maszyny ciągłego biegu podstawowego, a dmuchawy walcowe pokrywać rzadko występujące zapotrzebowanie szczytowe.

Istotne fakty dla użytkownika

• Najczęściej do zasilania stacji oczyszczania ścieków stosowane są dmuchawy walcowe. Dmuchawy śrubowe są znacznie bardziej efektywne, a przez to najczęściej bardziej opłacalne od dotychczasowych technologii.
• W zależności od zastosowania i zakresu użycia dmuchaw zasadny jest wybór układów mieszanych złożonych z dmuchaw śrubowych i walcowych. W przypadku stacji o wielu urządzeniach, dmuchawy śrubowe mogą stanowić na przykład maszyny ciągłego biegu podstawowego, a dmuchawy walcowe pokrywać rzadko występujące zapotrzebowanie szczytowe.