Energiahatékonyság Európa legnagyobb szennyvízprojektjéhez

A projekt: Az Emscher szennyvízcsatorna, a legnagyobb európai szennyvízkezelő projekt

A vízvédelem évtizedes elhanyagolása után az Emscher a 20. század végén Európa legszennyezettebb folyójának számított. Mivel a szénbányászat megszűnt a régióban, az Emscher most egy infrastruktúra-korszerűsítési és környezetvédelmi helyreállítási programon megy keresztül. A 4,5 milliárd eurós projekt központi építési projektje az 51 kilométer hosszú Emscher szennyvízcsatorna. Az Emschergenossenschaft új szennyvízszivattyú-telepeket épít Bottropban és Gelsenkirchenben (később Oberhausenben is) Európa jelenlegi legnagyobb szennyvízprojektje keretében. A szivattyútelepek feladata, hogy a keleti Emscher-völgyből érkező szennyvizet mintegy 40 méter mélységből a talajszint alatt 8 méter mélységbe emeljék, hogy a szennyvíz megfelelő lejtéssel visszaáramolhasson az alagútba. Innen a víz az Emschergenossenschaft által működtetett szennyvíztisztító telepekre áramlik. Az Emscher szennyvízcsatorna teljes hosszában több mint 1,8 millió lakos és a környező ipari és kereskedelmi vállalkozások szennyvizét fogadja. A szennyvizet a bottropi szennyvíztisztító telepre és a Dinslaken melletti Emscher folyó torkolatánál lévő szennyvíztisztító telepre vezetik.

Dióhéjban, az Emscher rekonstrukciós projekt egy gigantikus, 51 kilométer hosszú földalatti csatorna, amely földalatti csővezetékek és szivattyúállomások hálózatához csatlakozik, amik jelenleg a nyílt csatornában és annak mentén folyó szennyvizet szállítják el. A nyílt csatornarendszerek felszámolásával az Emscher és mellékfolyói visszakerülnek természetes vízfolyásaikba.

Az ügyfél: Az Emschergenossenschaft vízgazdálkodási szövetség

Az Emschergenossenschaftot 1899-ben alapították az első német vízgazdálkodási szövetségként. A szervezet az Emscher-völgyben (Ruhr-vidék) a szennyvíztisztításért, az elvezetés biztosításáért, az árvízvédelemért és a vízgyűjtő terület fenntartásáért felelős.

Ma a szövetkezetnek 200 önkormányzati és vállalati tagja van, és több mint 1500 alkalmazottal 865 km2-es vízgyűjtő területet szolgál ki, amely öt nagy szennyvíztisztító telepet, 128 szivattyútelepet és 341 kilométernyi vízfolyást és csatornát foglal magában.

A szivattyútelepeket építő Schachtbau Nordhausen GmbH a szennyvíztisztító telepek és szivattyútelepek átalakítására, valamint a meglévő nagyméretű szennyvíztisztító telepek bővítésére koncentrálta tevékenységét, a szennyvízzel kapcsolatos energiahatékony technológiák alkalmazására összpontosítva.

A kihívás: Szennyvíztisztító telep technológia maximális energiahatékonysággal

Ahhoz, hogy a szennyvíz a teljes 51 kilométeres szakaszon át tudjon folyni, az alagutat kilométerenként 1,5 méteres lejtéssel kell megépíteni. Ilyen lejtés mellett az alagút 75 méter mélyen érne Dinslakenbe. 

A válasz erre a kihívásra három nagy szivattyútelep építése volt Gelsenkirchenben, Bottropban és Oberhausenben, amelyek segítségével a szennyvizet mintegy 40 méteres mélységből nyolc 8 méter mélyre emelik a föld alá. Mivel ezek a szivattyútelepek rendkívül fontosak a teljes szennyvízrendszer sikeres működése szempontjából, már a kezdetektől fogva a legmagasabb követelményeket támasztották ezekkel szemben. Ezeket a követelményeket különösen hatékony hidraulikai jellemzőkkel rendelkező szivattyúk alkalmazásával lehetne teljesíteni, amelyek biztosítják a működési megbízhatóságot, és a lehető legalacsonyabb szinten tartják az energiafogyasztást és az üzemeltetési költségeket.

A megoldás: Nagy hidraulikai hatásfokú szennyvízszivattyúk

Sewatec szivattyúival a KSB felülkerekedett a többi beszállítón, és megszerezte ezt a megrendelést. A szivattyúk bevált szennyvíz-hidraulikával rendelkeznek, és kiváló hatásfokot érnek el kiváló ár-teljesítmény arány mellett.

A KSB elsősorban a bottropi és gelsenkircheni szivattyúállomásokhoz szállított szivattyúkat. Mindkét szivattyútelep a szennyvizet a völgyből a magasabban fekvő csatornaterületekhez szállítja. A legnagyobb gépegységek egyenként 470 kW teljesítményűek, és óránként 6480 köbméter szennyvizet szivattyúznak.

A Bottropban található szivattyútelephez a szivattyútelepeket építő Schachtbau Nordhausen GmbH 10 darab Sewatec szivattyút rendelt kardántengellyel, amelyek 500 és 700 mm közötti nyomócsonkokkal és legfeljebb 900 mm átmérőjű járókerékkel vannak felszerelve. A gelsenkircheni szivattyútelephez kilenc azonos kialakítású Sewatec egységet rendeltek. Ezenkívül a KSB két ilyen méretű Sewatec egységet szállított blokk kivitelben.

A projekt különleges követelményeinek való megfelelés érdekében számos változtatást kellett végrehajtani a szivattyúkon. A KSB tervezői ennek a változatnak a házát tangenciális nyomócsonkokkal tervezték a még jobb hatékonyság elérése érdekében. A járókereket is optimalizálták a nagyon jó hatásfok érdekében – biztosítva közben a magas szintű üzembiztonságot.

A tengelytömítésre vonatkozó speciális felhasználói igények miatt új csúszógyűrűs tömítést fejlesztettek ki és készítettek. Az újonnan kifejlesztett tandem csúszógyűrűs tömítés beépített quench előtéttartállyal egy patronos siklógyűrűs tömítés, amely könnyen összeszerelhető és szétszerelhető, és nem igényel külső csatlakozásokat.

A szivattyúk hatásfokát a KSB Halle/Saale-i üzemének próbapadján határozták meg számítógépes szimuláció (CFD) segítségével. Minden szivattyút külön-külön teszteltek a szállítás előtt, és ez azt mutatta, hogy a hatékonysági ígéreteket nemcsak betartották, hanem akár 3%-kal is túllépték.

Manfred Greisch, a KSB projektmenedzsere a következőképpen foglalja össze a Sewatec előnyeit: „A Sewatec szivattyút igényes feladatokra fejlesztették ki, ezért ideálisan alkalmas az Emscher-rendszer szennyvizének szivattyúzására. Ellenáll a kémiailag agresszív és koptató közegeknek, és különösen hatékony hidraulikával van felszerelve, ezért a KSB szivattyúi megállták a helyüket a versenytársakkal szemben. Természetesen a KSB rendelkezik a szükséges infrastruktúrával és erőforrásokkal is ahhoz, hogy ezeket a szivattyúkat teljes élettartamuk alatt szervizeljük.”

Számok | Adatok | Tények

Cím: Ruhr-vidék, Németország

Ügyfél: Emschergenossenschaft vízgazdálkodási szövetség

Felhasznált termékek:

• 3 x Sewatec K 500-903, térfogatáram: 2880 m3/óra, szállítási magasság: 32 m 
• 4 x Sewatec K 600-904, térfogatáram: 3–600 m3/óra, ill. 3960 m3/óra, szállítási magasság: 20, ill. 29 m 
• 5 x Sewatec K 700-903, térfogatáram: 6480 m3/óra, szállítási magasság: 18 m 
• 9 x Sewatec K 700-904, térfogatáram: 4878 m3/óra, szállítási magasság: 26 m 
• 2 x Sewatec K 703-904V térfogatáram: 5220 m3/óra, szállítási magasság: 46 m (az oberhauseni szivattyútelephez)
• 8 x Sewatec K 803-904V térfogatáram: 7420 m3/óra, szállítási magasság: 46 m (az oberhauseni szivattyútelephez)