Passavant^® Aqualogic^®

Die Kläranlage der Stadt Gotha liegt im gleichnamigen Landkreis in Thüringen und wurde 1993 erneuert (Neubau). Sie reinigt die Abwässer der Stadt Gotha und die der angrenzenden Gemeinden. Zum Zeitpunkt der Sanierung gehörte sie zu den modernsten ihrer Art. Sie wurde für 150.000 EW ausgelegt und wird derzeit mit durchschnittlich 82.000 EGWCSB belastet. Die biologische Reinigung wurde über zwei schleifenförmige Belebungsbecken mit einem Gesamtvolumen von 23.000 m³, einem nachgeschalteten Bio-P Rundbecken sowie vier Nachklärbecken realisiert.

Zusammen mit dem Kunden wurde 2013 ein Optimierungsplan ausgearbeitet um den Energieverbrauch der Kläranlage Gotha zu senken und die Reinigungsleistung zu verbessern. Dafür wurden die beiden Belebungsbecken mit insgesamt 8 Tauchmotor- Rührwerken und 8 Leitschilden ausgestattet. Beides wurde jeweils am Anfang der geraden Fließstrecken der Schleifenbecken nach den ersten Mammutrotoren installiert. Die Leitschilde führen den von den Rotoren in den Belebtschlamm gebrachten Sauerstoff tiefer ins Becken und erhöhen dadurch gleichzeitig deren Effizienz. 
Die Rührwerke werden nur während der Denitrifikationsphase betrieben, um eine optimale Durchmischung des Belebtschlammes zu erreichen. Hierdurch können die Mammutrotoren während der Denitrifikationsphase ausgeschaltet bleiben.
Die Optimierung des ersten Belebungsbeckens fand im November 2013, die des zweiten Beckens im April 2014 statt. Die vollständige Regelung wurde im September 2014 von Aqualogic^® übernommen.
Um einen optimalen intermittierenden Betrieb zwischen Nitrifikation und Denitrifikation zu erreichen wurde das auf Fuzzy-Logic basierende Regelungssystem Aqualogic^® installiert. Die Regelung des Sauerstoffeintrags beruht auf den Messwerten Sauerstoff, Ammonium, Nitrat und Temperatur. Zusätzlich werden der Rücklaufschlamm, der Überschussschlamm abhängig von der Temperatur (Schlammalterregelung), die Prozesswasserdosierung abhängig vom Ammoniumwert und die Fällmitteldosierung abhängig vom Ortho-Phosphat-Wert von Aqualogic^® belastungsabhängig geregelt. Die vorhandene Messtechnik wurde dafür um die notwendige Sensorik erweitert.

Im Vorfeld der Optimierung der biologischen Abwasserreinigung wurden Energieeinsparungen von ca. 70.000 €/a prognostiziert. Bei einer Investitionssumme von brutto 420.000 € hätte dies eine Amortisationszeit von ca. 6 Jahren bedeutet.

Eine aktuelle Auswertung zeigt eine deutliche Energieeinsparung von 30 % (siehe Grafik), welche das anvisierte Ziel sogar übertrifft. Bei einem Energiepreis von 19,8 ct/kWh und einer monatlichen Energieeinsparung im Durchschnitt von ca. 53.500 kWh werden jährlich etwa 127.300 € eingespart, was die Amortisationszeit auf ca. 3,3 Jahre reduziert. Der Gesamtenergieverbrauch der Biologie bezogen auf die Belastung hat sich nach der Optimierungsmaßnahme von 26,2 auf 20,6 kWh/(EGWCSB*Jahr) verbessert. In der nachfolgenden Grafik werden die Einsparungen im Verlauf der einzelnen Optimierungsphasen deutlich. Die Ablaufwerte im Bezug auf die Gesamtstickstoffkonzentration liegen dabei im Mittelweiter unter 5 mg/l.

Projekt
Energieeinsparung durch einen effizienteren Betrieb der biologischen Reinigung

Ausbaugröße / Belastung
150.000 EW / 82.000 EGW

Bauzeit
2013 / 2014

Hauptleistungen
Einsetzen von acht Tauchmotor-Rührwerken und acht Leitschilden, Installation des Aqualogic^®-Reglersystems und der dazugehörigen Messtechnik