Hoge pompefficiëntie - Europa's grootste afvalwaterzuiveringsproject

Het Emscher riool, het grootste rioleringsproject van Europa

Nadat de waterbescherming decennialang was verwaarloosd, gold de Emscher aan het eind van de 20e eeuw als de vuilste rivier van Europa. Met het einde van de kolenwinning in de regio, ondergaat de Emscher nu een programma om de infrastructuur te moderniseren en voor milieuherstel. Het centrale bouwproject van het 4,5 miljard euro kostende project is het 51 kilometer lange Emscherriool. De Emschergenossenschaft bouwt nieuwe rioolgemalen in Bottrop en Gelsenkirchen (later ook in Oberhausen) voor wat momenteel het grootste rioolproject van Europa is. De taak van de gemalen is om het vervuilde rioolwater afkomstig uit het oostelijke Emschertal vanaf een diepte van circa 40 meter tot 8 meter onder de grond op te tillen, zodat het rioolwater met voldoende afschot terug de tunnel in kan stromen. Van daaruit stroomt het water naar de rioolwaterzuiveringsinstallaties van de Emschergenossenschaft. Het Emscherriool voert over de gehele lengte het afvalwater van ruim 1,8 miljoen inwoners en de omliggende industriële en commerciële bedrijven af. Het afvalwater wordt naar de rioolwaterzuiveringsinstallatie in Bottrop en de rioolwaterzuiveringsinstallatie aan de monding van de Emscher bij Dinslaken geleid. 

Kort gezegd is het project Ombouw Emscher een gigantisch ondergronds riool van 51 kilometer, aangesloten op een netwerk van ondergrondse leidingen en gemalen die het rioolwater transporteren dat nu in en langs het open riool stroomt. Met de ontmanteling van de open riolering krijgen de Emscher en haar zijrivieren hun natuurlijke waterlopen terug.

De waterbeheervereniging Emschergenossenschaft

De Emschergenossenschaft werd in 1899 opgericht als de eerste Duitse vereniging voor waterbeheer. De organisatie is verantwoordelijk voor de afvalwaterzuivering, het beveiligen van de afvoer, de bescherming tegen overstromingen en het wateronderhoud in het Emschertal (Ruhrgebied). De coöperatie telt tegenwoordig 200 leden uit gemeentes en bedrijfsleven en beheert met ruim 1.500 medewerkers een stroomgebied van 865 km2, met daarin vijf grote rioolwaterzuiveringsinstallaties, 128 gemalen en 341 kilometer waterlopen en riolen. Schachtbau Nordhausen GmbH, het bedrijf dat de gemalen bouwde, concentreerde haar activiteiten op de ombouw van de afvalwaterzuiveringsinstallaties en gemalen en op de uitbreiding van de bestaande grootschalige rioolwaterzuiveringsinstallaties, waarbij de nadruk lag op de toepassing van energiezuinige technieken voor afvalwater.

Zuiveringsinstallatietechniek met maximale energie-efficiëntie

De tunnel zou een helling van 1,5 meter per kilometer moeten hebben, zodat het afvalwater over de hele 51 kilometer kan wegstromen. Met zo'n helling zou de tunnel op een diepte van 75 meter in Dinslaken aankomen. 

Het antwoord op deze uitdaging was de bouw van drie grote pompstations in Gelsenkirchen, Bottrop en Oberhausen, waarmee het afvalwater van een diepte van circa 40 meter naar 8 meter onder de grond wordt getild. Aangezien deze gemalen van het grootste belang zijn voor het goed laten functioneren van het gehele rioleringsstelsel, werden vanaf het begin de hoogste eisen gesteld. Hieraan kan worden voldaan door pompen te gebruiken met bijzonder efficiënte hydraulische eigenschappen, die zorgen voor bedrijfszekerheid en het energieverbruik en de bedrijfskosten zo laag mogelijk houden.

Afvalwaterpompen met hoog hydraulisch rendement

Met zijn Sewatec-pompen wist KSB andere leveranciers te verslaan en deze opdracht binnen te halen. De pompen beschikken over beproefde afvalwaterhydraulica en bereiken een uitstekend rendement bij een uitstekende prijs-kwaliteitsverhouding. KSB leverde voornamelijk pompen voor de gemalen in Bottrop en Gelsenkirchen. Beide gemalen voeren het afvalwater uit het dal naar de hoger gelegen rioolsegmenten. De grootste aggregaten hebben elk een aandrijfvermogen van 470 kW en pompen 6.480 kubieke meter afvalwater per uur. Voor het gemaal in Bottrop bestelde Schachtbau Nordhausen GmbH, het bedrijf dat het gemaal bouwde, 10 Sewatec pompen met scharnieras, die zijn uitgerust met persaansluitingen tussen 500 en 700 mm en waaierdiameters tot 900 mm. Voor het gemaal in Gelsenkirchen werden negen Sewatecs van hetzelfde ontwerp besteld. Daarnaast leverde KSB twee Sewatec van dit formaat in blokuitvoering. Om aan de speciale eisen van dit project te kunnen voldoen, moesten er tal van aanpassingen aan de pompen worden aangebracht. De ontwerpers van KSB ontwierpen de behuizing voor deze variant met een tangentiële persaansluiting om een nog hoger rendement te bereiken. Ook de waaiers zijn geoptimaliseerd voor een zeer goed rendement – terwijl tegelijkertijd een hoge mate van bedrijfszekerheid wordt gegarandeerd. Vanwege de speciale eisen van de exploitant aan de asafdichting, werd een nieuwe mechanische asafdichting ontwikkeld en geproduceerd. De nieuw ontwikkelde tandem-mechanische asafdichting met geïntegreerde quenchtank is een patroonafdichting die eenvoudig kan worden gemonteerd en gedemonteerd en geen externe aansluitingen vereist. Op de testbank in de KSB-fabriek in Halle/Saale werd het rendement van de pompen met behulp van computersimulatie (CFD) bepaald. Elke pomp is voorafgaand aan de levering afzonderlijk getest en hieruit bleek dat de rendementsbeloften niet alleen werden waargemaakt, maar zelfs met zo'n 3% werden overtroffen. Manfred Greisch, projectmanager bij KSB, vat de voordelen van de Sewatec als volgt samen: “De Sewatec-pomp is ontwikkeld voor veeleisende taken en is daarom bij uitstek geschikt voor het verpompen van het afvalwater in het Emscher-systeem. Hij is bestand tegen chemisch agressieve en schurende media en is uitgerust met bijzonder efficiënte hydraulica, waardoor de pompen van KSB zich konden meten met die van de concurrentie. Natuurlijk beschikt KSB ook over de nodige infrastructuur en middelen om de service voor de gehele levensduur van deze pompen op zich te nemen.”

Locatie: Ruhrgebied Duitsland

Klant: Waterbeheervereniging Emschergenossenschaft

Gebruikte producten:

3 x Sewatec K 500-903, capaciteit: 2,880 m3/h, opvoerhoogte: 32 meter 

4 x Sewatec K 600-904, capaciteit: 3,600 m3/h of 3,960 m3/h, opvoerhoogte: 20 or 29 metres 

5 x Sewatec K 700-903, capaciteit: 6,480 m3/h, opvoerhoogte: 18 meter

9 x Sewatec K 700-904, capaciteit: 4,878 m3/h, opvoerhoogte: 26 meter

2 x Sewatec K 703-904V capaciteit: 5,220 m3/h, opvoerhoogte: 46 meter (voor het gemaal Oberhausen)

8 x Sewatec K 803-904V capaciteit: 7,420 m3/h, opvoerhoogte: 46 meter (voor het gemaal Oberhausen)