Belüftungsmembranen der ARA Birs ersetzt: Im Fokus steht die Energieeffizienz

Das Herzstück einer modernen Kläranlage ist die biologische Stufe. Dort werden die gelösten Schadstoffe mittels Mikroorgansimen eliminiert. Die Mikroorganismen brauchen für ihre Arbeit eine grosse Menge Sauerstoff aus der Luft. Der Eintrag der Luft mittels Kompressoren ist sehr energieintensiv. So liegt der jährliche Stromverbrauch allein für die biologische Stufe auf der ARA Birs im Bereich von 70 bis 80 Haushalten. Für eine maximale Energieeffizienz muss die Luft möglichst feinperlig über Membranen eingetragen werden. Weil die Membranen ausgedient haben, mussten sie ersetzt werden. Die neuen effizienteren Membranen sparen rund 20 Prozent Strom ein.

Ausgangslage

In der biologischen Stufe werden gelöste Schadstoffe mit Mikroorganismen eliminiert. Diese brauchen dazu viel Sauerstoff aus der Luft, die sie über Kompressoren erhalten. Die Belüftungsmembranen in den fünf Biologiebecken der ARA Birs sind seit neun Jahren im Einsatz und haben das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Im Laufe der Zeit verlieren die Membranen ihre Flexibilität, was zu Verstopfungen der Poren führt. Infolge weniger passierbarer Poren werden die Luftblasen grösser, was bei gleichbleibender Kompressorleistung den Lufteintrag reduziert. So müssen die Kompressoren mehr Luft einbringen, um den Abbauprozess aufrechtzuerhalten. Mehr Luft bedeutet einen grösseren Stromverbrauch. Dieser liegt für die biologische Stufe im Bereich eines kleinen Dorfes oder von 70 bis 80 Haushalten jährlich.

Damit die Luft möglichst feinperlig eingetragen wird, kommen feinporige Belüftungsmembranen in Tellerform zum Einsatz. Jeder der fünf Reaktoren, die jeweils ein Volumen von rund 8'000 m³ aufweisen ist mit je 1'215 Membrantellern ausgerüstet. Der Ersatz der rund 6'000 Membranteller unter laufendem Betrieb ist ein Projekt, das sorgfältig geplant und hinsichtlich Energieeffizienz kontrolliert werden muss.

Teamarbeit und Kooperation

Ein Projekt dieser Grössenordnung erfordert nicht nur technisches Know-how, sondern auch eine enge Zusammenarbeit im Team. Der Ersatz der Membranteller wurde in allen fünf Reaktoren seriell nach einem sich wiederholenden Ablaufplan durchgeführt. Dies bedingte eine gut funktionierende Koordination verschiedener Handwerker und einen straffen Zeitplan. Dank der Zusammenarbeit und dem Engagement aller Beteiligten verlief die Demontage der alten und die Montage der neuen Belüftungsmembranen reibungslos.

Prüfung der neuen Belüftungsmembranen

Um die vom Hersteller garantierte Leistungsfähigkeit der neuen Belüftungsmembranen zu überprüfen, wurde ein Sauerstoffeintragsversuch im ersten Reaktor durchgeführt. Bei der Prüfung wird das Becken mit sauberem Grundwasser gefüllt, um eine ungestörte Messung des Sauerstofftransfers zu ermöglichen. Nach einem 14-tägigen Einfahrprogramm, bei dem die Membranen einsatzbereit gemacht wurden (Abbildung 3 links), konnte der Versuch gestartet werden. Erst nachdem die Leistungsfähigkeit der Membranteller sichergestellt war, wurden die weiteren vier Reaktoren in Angriff genommen. 

Erweiterung des 5. Reaktors: Effizienzsteigerung durch gezielte Ergänzungen

Ein weiteres Schlüsselelement des Projekts ist die gezielte Ergänzung des fünften Reaktors mit zusätzlichen Membranen zur nochmaligen Steigerung der Energieeffizienz. Bei positiven Erfahrungen werden später die anderen Reaktoren ebenfalls mit zusätzlichen Membranen versehen.

Text: Hakan Özbucak, Projektleiter, Amt für Industrielle Betriebe

• Infoheft Nr. 220, September 2024
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