Die Kläranlage in Lüchow wurde 1987 errichtet. Sie ist für 150 000 Einwohnergleichwerte – kurz EGW – ausgelegt und wird aktuell mit einer maximalen Auslastung von ca. 120 000 EGW gefahren, obwohl in ihrem Einzugsbereich nur etwa 20 000 Menschen wohnen. Der Grund für diese hohe Auslastung: In der Kläranlage werden auch die Abwässer einer Stärkefabrik – sie entsprechen 70 000 EGW – und einer Großschlachterei gereinigt. Ihre Abwassermenge entspricht 30 000 EGW.
Die Abwassermenge der beiden Großeinleiter hängt vom Produktionszyklus der Unternehmen. Die Stärkefabrik liefert an sieben Tagen der Woche Abwasser – allerdings nur während der Kampagne von August bis Anfang März. Ganz anders die Situation bei der Großschlachterei. Bei ihr fällt ganzjährig von Montag bis Freitag Abwasser an. Im Unterschied dazu ist die Einleitungsmenge der Bevölkerung (20 000 EGW) im Einzugsgebiet der Kläranlage über das ganze Jahr nahezu konstant.
„Das bedeutet, dass mehr als 80 % der eingeleiteten Abwassermenge einer extrem großen Schwankung unterliegen. Für die Versorgung der Kläranlage mit Prozessluft ist das eine sehr große Herausforderung, besonders dann, wenn sie energieeffizient erfolgen soll“, sagt Abwassermeister Reinhard Korth.
Nach der Inbetriebnahme im Jahr 1987 versorgten drei klassische Turboverdichter mit ölgeschmierter Lagerung und einer Antriebsleistungen von je 318 kW die Kläranlage mit Druckluft. Mit ihren Liefermengen von jeweils 10 000 m3/h waren sie für die Belüftung der drei Belebungsbecken, sie haben eine Tiefe von 8,80 m, überdimensioniert. Außerdem waren sie zu unflexibel, um den über das Jahr stark schwankenden Prozessluftbedarf energieeffizient zu decken. Für eine näher am Bedarf orientierte Prozesslufterzeugung wurden zwei Turboverdichter durch Umbau in ihrer Leistung reduziert. Danach waren folgende Leistungen verfügbar: Zwei Anlagen lieferten nur noch 5000 bzw. 7.500 m3/h. Die Leistung der dritten blieb mit 10 000 m3/h bestehen. Alle drei Anlagen versorgten eine gemeinsame Sammelleitung im Verdichterraum. Von dort aus wurde die Prozessluft bedarfsabhängig über Blendenregulierschieber zu den drei Belebungsbecken geführt.
Bei Erreichen des Sauerstoff-Sollwertes wurden die Turboverdichter durch den entstehenden Gegendruck über Diffusorsteuerungen zurückgefahren. Obwohl die untere Leistungsgrenze dadurch bereits bis 45 % heruntergeregelt werden konnte, lag die Prozessluftproduktion immer noch deutlich über den jeweiligen Bedarfswerten. Das bestätigte auch die von einem in Hannover ansässigen Ingenieurbüro für Abwassertechnik durchgeführte energetische Feinanalyse im Jahr 2010.
Im ersten Schritt empfahl das Ingenieurbüro den Austausch der bisher in den drei Belebungsbecken verwendeten Belüfterkerzen durch Belüfterplatten. Bei einem reduzierten Prozessluftbedarf von nur noch 2500 m3/h pro Becken bewirken sie eine feine, gleichmäßige Blasenbildung und damit eine deutlich effektivere Belüftung der Becken. Im zweiten Schritt, im Sommer 2011, wurden die drei Turboverdichter gegen sechs Drehkolbenverdichter der Baureihe Delta Hybrid der Aerzener Maschinenfabrik ausgetauscht. Folgende Leistungsdaten kennzeichnen die Maschinen vom Typ D 62 S:
