Het gebruik van frequentieregelaars in de watersector neemt steeds verder toe. Tegenwoordig worden frequentieregelaars veelvuldig toegepast binnen de hele sector, van waterproductie en -distributie tot afvalwaterverpomping in rioleringssystemen en afvalwaterzuiveringsinstallaties in zowel gemeenten als de industriële kant van de sector. Frequentieregelaars regelen het toerental van motoren in uiteenlopende pomp-, blower-, mixer- en ontwateringstoepassingen om prestaties te verbeteren en waarde te creëren, terwijl tegelijkertijd energie en kosten worden bespaard.
Doorgaans zijn water- en afvalwaterzuiveringsprocessen verantwoordelijk voor 25-40% van de elektriciteitsrekening van een gemeente, wat overeenkomt met 4% van het elektriciteitsverbruik wereldwijd. Water- en afvalwaterinstallaties zijn daarom gewoonlijk de op een na grootste elektriciteitsverbruiker voor een gemeente.
Door het toepassen van frequentieregelaars, energie-efficiënte componenten en realistische online procesregeling in combinatie met energieproductie op basis van het methaan uit de gistingstank van de afvalwaterinstallatie, werken inmiddels de eerste volwaardige installaties volledig energieneutraal. Dit wordt gerealiseerd zonder externe koolstof toe te voegen. De energieneutraliteit beslaat de gehele watercyclus, van waterproductie en -distributie tot aan de verpomping en behandeling van afvalwater.
In waterzuiveringsinstallaties gaat het de laatste tijd vaak over bioraffinage en voorzieningen voor de terugwinning van waterbronnen. Daarbij wordt algemeen aanvaard dat afvalwater moet worden gezien als een bron waaruit men energie en waardevolle hulpbronnen kan winnen. In een aantal zeer geavanceerde gevallen dekt de energieproductie uit het waterzuiveringsproces (zelfs zonder toevoeging van externe koolstofbronnen) niet alleen de vraag van de installatie zelf, maar ook de energiebehoeften van de drinkwaterproductie en -distributie en van het verpompen van afvalwater. Met andere woorden: de gehele watercyclus kan worden gezien als energieneutraal.
Een voorwaarde voor energieneutraliteit is dat alle draaiende apparatuur wordt geregeld door een frequentieregelaar, zodat de computergestuurde installatie zich kan aanpassen aan de veranderende belasting. Doorgaans wordt 30-60% van de energie gebruikt in het biologische proces; een regeling met een frequentieregelaar kan het energieverbruik in veel gevallen verminderen met 20-40%. Beheersing van de slibleeftijd via de regeling van de RAS-pompen is net zo belangrijk voor het beperken van het energieverbruik en ook om 'verbranden' van koolstof te voorkomen, dat in de vergister nodig is voor het genereren van gas voor de energieproductie. De VLT® AQUA Drive wordt in een aantal zeer geavanceerde installaties gebruikt. Belangrijke selectiecriteria daarbij waren het hoge rendement van de frequentieregelaar, de hogere betrouwbaarheid en het bedieningsgemak.
In afvalwaterzuiveringsinstallaties houdt het hoge energieverbruik verband met de energie-intensieve processen en de continue bedrijfscyclus: 24/7, 365 dagen per jaar. Binnen de sector lag de focus op het ontwikkelen van nieuwe processen en regelstrategieën om de energie die per liter behandeld water wordt verbruikt, te beperken. De eisen die worden gesteld aan een verbeterde kwaliteit van de afvalwaterzuivering, bijvoorbeeld op basis van de eis voor verbeterde onttrekking van voedingsstoffen, verhogen echter het netto energieverbruik. Dat maakt het nog belangrijker om het energieverbruik terug te dringen op basis van geavanceerde procesregeling.
Blowers of oppervlaktebeluchters zijn doorgaans verantwoordelijk voor 40-60% van het totale energieverbruik in afvalwaterzuiveringsinstallaties. Het regelen van de beluchters met Danfoss frequentieregelaars kan een energiebesparing van 30-50% opleveren.
Bovendien zorgt een efficiënte regeling van de slibbalans en de slibleeftijd met behulp van frequentieregelaars voor een lager energieverbruik. Daarnaast neemt de hoeveelheid koolstof naar de gistingstank toe, zodat er meer gas kan worden geproduceerd die voor de productie van energie kan worden gebruikt.
De meest geavanceerde faciliteiten zijn daarom in staat om het afvalwater tot een zeer hoog niveau te zuiveren en tevens een overschot aan energie op te wekken. Dat lukt gewoonlijk alleen bij een volledig computergestuurde installatie waarbij het mogelijk is om alle parameters te regelen door middel van frequentieregelaars die op praktisch alle roterende werktuigen zijn geïnstalleerd.
Veel sectoren zien het belang in van een schone en stabiele watervoorziening en van het benutten van mogelijkheden om aanzienlijke kostenbesparingen te realiseren bij het transport van afvalwater. Sommige sectoren koersen zelfs af op geen of bijna geen watergebruik. Wat betreft schoon water vereist dat het toepassen van geavanceerde waterzuiveringstechnologieën, zoals omgekeerde osmose en ultrafiltrering. De VLT® AQUA Drive helpt de betrouwbaarheid van het proces te verbeteren en kosten te besparen. Wat betreft de verwerking van afvalwater is de trend vergelijkbaar met de visie van de gemeenten: afvalwater moet worden gezien als een bron voor de winning van energie en andere hulpbronnen.
Sinds 2010 heeft de waterzuiveringsinstallatie in Marselisborg de focus verlegd van het minimaliseren van het energieverbruik naar het maximaliseren van het netto energieoverschot. Tegenwoordig heeft de installatie een nettoproductie van zowel elektriciteit als warmte die wordt geleverd aan het stadsverwarmingssysteem in de op één na grootste gemeente van Denemarken, Aarhus. Daarmee is de koolstofvoetafdruk met 35% verminderd.
Lees de case study
Neem voor meer informatie contact met ons op