Een grote turboblower gecombineerd met een kleine schroefblower | Foto: Aerzen
Bij afval- en rioolwaterzuivering is voor elke situatie een optimale configuratie van beluchtingsblowers te berekenen. Fabrikant van blowers en compressoren Aerzen heeft daar een calculatietool voor, meldt sales engineer Ben van Maanen. “Die neemt ons complete blowerportfolio mee.”
Blowers voor beluchting afval- en rioolwater
Bij afval- en rioolwaterzuiveringsinstallaties worden de waterbassins belucht om bacteriën te laten groeien die organische verontreinigingen kunnen afbreken. Hiervoor worden blowers ingezet en die zijn in verschillende typen beschikbaar:
- Rootsblowers
- Schroefblowers
- Turboblowers
1. Rootsblowers
Rootsblowers zijn lobbenpompen ontwikkeld voor gastransport bij lage overdruk en hoge debieten. Goedkoop in aanschaf, maar hoger energieverbruik dan de andere typen.
2. Schroefblowers
Schroefblowers zijn in feite lagedrukcompressoren, speciaal ontwikkeld voor de werkdruk in waterzuiveringen, 500 tot 800 mbar. Dankzij de comprimerende werking valt veel energie te besparen ten opzichte van lobbenpompen. Schroefblowers onderscheiden zich door hun grote regelbereik.
3. Turboblowers
Turboblowers zijn blowers voorzien van luchtlagering en daarom zonder vet- of oliesmering (in tegenstelling tot andere typen blowers). Daardoor zijn ze onderhoudsarm: alleen vervanging van het luchtfilter en jaarlijkse doormeting van de elektronische componenten zijn nodig.
Dankzij een speciale coating kennen ze een extreem lange theoretische levensduur, tot meer dan 80.000 bedrijfsuren. Pluspunt is hun kleine footprint, een Europallet groot.
Blowerconfiguratie ontwerpen met calculatietool
Omdat waterzuivering, en dus beluchting, een continu proces is, loont het zich om kritisch naar die blowertypen te kijken voor het ontwerp van een blowerconfiguratie.
Dat kan met de calculatietool van Aerzen, waaraan recent weer nieuwe machines zijn toegevoegd. “Uitkomst van de berekeningen is een blowerconfiguratie met de laagste total cost of ownership en een laag energieverbruik”, zegt Ben van Maanen, salesengineer bij Aerzen Nederland in Duiven.
Energiezuinigste type
“Bij de blowers kunnen we uit drie smaken kiezen”, zegt Van Maanen. Hij doelt daarmee op de Rootsblower, de schroefblower en de turboblower. “Omdat het proces 24/7 draait, zeker bij rioolwaterzuivering, met zeg 8.000 bedrijfsuren in een jaar, is het totale energieverbruik van een blower over een jaar hoog. Daarom wordt vaak gekozen voor een turboblower of een schroefblower, die beide zuiniger zijn dan een Rootsblower.
Fluctuerende aanvoer afvalwater
Bij een rioolwaterzuiveringsinstallatie (RWZI) ligt dat anders, weet Van Maanen. “Daar heb je ’s ochtends en ’s avonds vaak een grote aanvoer doordat mensen allemaal tegelijk het toilet gebruiken en douchen. Overdag is het verbruik van water in huishoudens veel kleiner en dan heb je ook nog regenwater dat via de riolering op onregelmatige tijden binnenkomt.”
De aanvoer van afvalwater fluctueert bij een RWZI dus veel sterker dan in de industrie, waar vaak sprake is van een constante afvalwaterstroom. Om die reden wordt een veel groter regelbereik voor de beluchting gevraagd.
“Een grote turboblower gecombineerd met een kleine schroefblower is een oplossing die steeds vaker wordt ingezet.”
Ben van Maanen | foto: FOODnote
“Een grote turboblower gecombineerd met een kleine schroefblower wordt steeds vaker ingezet”
Ben van Maanen, salesengineer bij Aerzen Nederland
Goedkope back-up
Tot slot moeten vanwege het volcontinu karakter van het zuiveringsproces de blowers betrouwbaar functioneren en 100% beschikbaar zijn. Als back-up wordt vaak een Rootsblower gekozen.
“Dat scheelt in de investering, terwijl het relatief grote energieverbruik geen probleem is. Deze reserveblower zal immers slechts weinig draaiuren maken in een jaar.”
Complete bloweroplossingen
Een installatie voor afval- of rioolwaterzuivering telt meestal dus minimaal 2 blowers: een turbo- of schroefblower voor de operatie en een Rootsblower als back-up. Uiteraard kunnen bij een hoge capaciteitsbehoefte blowers worden bijgeplaatst.
Aerzen kan complete bloweroplossingen leveren die in een container zijn samengebouwd en plug & play kunnen worden ingezet. Klanten hoeven er dan geen huisvesting voor te regelen.
Calculatietool
Uitgaande van dit globale plaatje is het zaak de exacte blowerconfiguratie voor een zuiveringsinstallatie te bepalen door voor elke blower het juiste type te kiezen. Dat is bij Aerzen een uitdaging op zich, zegt Van Maanen.
“Wij zijn de leverancier met het grootste productgamma, met andere woorden, met de meeste uitvoeringen van de verschillende typen blowers. Aerzen heeft daarom een calculatietool ontwikkeld, Performance³, die helpt om te bepalen welke configuratie het beste past bij de eisen en wensen van de klant. Dat is altijd afhankelijk van diens proces en voorkeuren wat betreft blowertechniek.”
De nieuwe AT 250 turboblower | foto: Aerzen
Minimaal, maximaal en nominaal debiet
Voor de berekeningen kijkt de tool naar het werkpunt van de blowers, het luchtdebiet dat ze moeten leveren. “Als inputvariabelen gebruiken we de minimale en maximale waarde en het gemiddelde, of nominale, debiet.”
Als bijvoorbeeld het minimale en maximale debiet elk 20% van de bedrijfstijd voorkomen en het nominale debiet 60% van de tijd, dan ligt de focus op die 60%. “Want daar kun je het meeste besparen op energie.”
In de praktijk betekent dit dat het nominale debiet de keuze voor een energiezuinige blower met bijpassend werkgebied bepaalt. Minimum en maximum debiet bepalen de selectie van een blower met bijpassend regelbereik.
Analyse loggegevens
Klanten zijn verantwoordelijk voor het aanleveren van deze inputvariabelen, legt Van Maanen uit. “Zij kent hun eigen proces natuurlijk het beste.” Een meer gedetailleerde analyse is mogelijk als klanten loggegevens hebben van bestaande machines. “Dan kunnen we kijken welke werkpunten er daadwerkelijk zijn. We nemen bijvoorbeeld tien werkpunten en bepalen hun frequentie.” Daarop wordt dan de blowerselectie afgestemd.
Total cost of ownership
Performance3 berekent – afhankelijk van het aantal draaiuren – het energieverbruik en de total cost of ownership (TCO) van een blowerconfiguratie. Dit over een periode van 10, 15, of zelfs 20 jaar. De TCO wordt niet alleen bepaald door het energieverbruik en de energieprijs.
De investeringkosten en de onderhoudskosten zijn eveneens van belang; het ene blowertype scoort goed op het ene aspect, een ander type juist beter op het andere kostenaspect.
“In vergelijking met het worst-case scenario kan de hoogniveauregeling AERsmart zorgen voor een energiebesparing tot wel 15%”
Ben van Maanen, salesengineer bij Aerzen Nederland
Slimme regeling
Een factor die ook invloed heeft op energieverbruik en TCO, is de regeltechniek op de beluchtingsinstallatie.
“Wij hebben daarvoor AERsmart, een slimme hoogniveauregeling die het samenstel van blowers in een configuratie op elk moment in de energiezuinigste stand laat draaien. Gebruikt de klant niet zo’n slimme regeling, dan berekent de tool een worst-case scenario. In vergelijking daarmee kan AERsmart zorgen voor een energiebesparing tot wel 15%. Uiteraard wordt de investering in AERsmart meegenomen in de TCO-berekening.”
Nieuwe blowers
In de calculatietool is het complete aanbod van blowers opgenomen. Onlangs zijn daar weer uitvoeringen aan toegevoegd. Op de internationale waterbeurs IFAT 2024 in München (D) lanceerde Aerzen nieuwe Delta Hybrid schroefblowers en een grote turboblower.
De schroefblowers zijn weer zuiniger dan de vorige typen, mede dankzij een oliekoeler voor een hoger rendement. “Ook kunnen we ze nu als complete package unit leveren, inclusief frequentieregelaar. Daarmee maken we de complete footprint voor blower plus regelaar kleiner en ontzorgen we de klant.”
