DWA Lehrerbesprechung

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Claudia Schäfer
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1 DWA Lehrerbesprechung Biologische Klärgasentschwefelung im Klärwerk Augsburg Hubert Kraus SGL Verfahrenstechnik Klärwerk Augsburg 0821 / hubert.kraus@augsburg.de

Übersicht Überschuss-Schlamm aus der biologischen Reinigung Primärschlamm aus der Vorklärung Klärgas ~ 20.000 m³/tag ca. 2/3 Methan ca.

2 Übersicht Überschuss-Schlamm aus der biologischen Reinigung Primärschlamm aus der Vorklärung Klärgas ~ m³/tag ca. 2/3 Methan ca. 1/3 Kohlendioxid Heizwert ca. 6 kwh/m³ H 2 S ppm 4 t Schwefel/Jahr als SO2 Fäkalien, Fette, diverse Cosubstrate Fällung mit Eissen/Aluminium Produkt

Grundlagen Rechtliche Gründe BImSchG i. V.

Formaldehyd) Technische Gründe Schädigung der

3 Grundlagen Rechtliche Gründe BImSchG i. V. TA Luft Auflage der R.v.S für die BHKW - Anlage: H 2 S < 50 ppm im Klärgas Emissionsgrenzwerte für BHKW - Anlage (CO, NO2, SO2, Formaldehyd) Technische Gründe Schädigung der Katalysatoren Versäuerung des Motoröls (kürzere Ölwechselintervalle) Korrosion an der Abgasanlage

Planung der Anlage Verfahrenswahl bei der Gasentschwefelung Es gibt drei wesentliche Verfahrensarten biologische Entschwefelung (mit Mikroorganismen) chemisch-adsorptive (mit Eisenerz)

4 Planung der Anlage Verfahrenswahl bei der Gasentschwefelung Es gibt drei wesentliche Verfahrensarten biologische Entschwefelung (mit Mikroorganismen) chemisch-adsorptive (mit Eisenerz) physikalisch-adsorptive Verfahren (mit Aktivkohle) Vorplanung 11 verschiedene Verfahren Anforderungen hohe Reinigungsleistung hohe Betriebssicherheit Wirtschaftlichkeit Ergebnis Kombination aus biologischem Verfahren und anschließende Feinreinigung über Aktivkohle Auslegung der Anlage: max m 3 /h mit max. 800 ppm H 2 S

5 Übersicht Biologischer Reaktor Drehkolbengebläse Gastrocknung Neutralisationsreaktor Aktivkohle zur Siloxanentfernung jodierte Aktivkohle zur Restentschwefelung

6 Übersicht Biologischer Reaktor Neutralisationsreaktor

Druckerhöhungsgebläse Luftbeimischung Bakterien im nachfolgenden

7 Gebläseraum Druckerhöhung Vordruck aus der Faulung ist nicht ausreichend, um die Druckwiderstände der Entschwefelungsanlage zu überwinden 2 Druckerhöhungsgebläse Luftbeimischung Bakterien im nachfolgenden biologischen Reaktor benötigen Sauerstoff zum Atmen 2 Luftgebläse (5 Volumenprozent Luft)

Biologischer Reaktor Biologischer Reaktor Im

Bakteriensuspension (Einzeller Thiobacillus)

Die Bakterien scheiden aus dem Gas Schwefelsäure und

Voraussetzungen für biologischen Schwefelabbau:

8 Biologischer Reaktor Biologischer Reaktor Im biologischen Reaktor wird das Klärgas von einer Bakteriensuspension (Einzeller Thiobacillus) durchspült. Die Bakterien scheiden aus dem Gas Schwefelsäure und elementaren Schwefel aus. Voraussetzungen für biologischen Schwefelabbau: Mikroorganismen Sauerstoff Dünger Schwefelquelle (Schwefelwasserstoff) Kohlenstoffquelle (Kohlendioxid) Prozessbedingungen (ph-wert, Temperatur )

9 Neutralisationsreaktor Neutralisationsreaktor Die Schwefelsäure, die aus dem biologischen Reaktor mit dem Gasstrom ausgetragen wird, würde die nachfolgenden Anlagenteile angreifen und wird daher in einem kleineren Wäscher mit Natronlauge neutralisiert und ausgewaschen.

10 MSR-Technik Gastrocknung Um Kondensatausfall in den nachfolgenden Anlagenteilen zu vermeiden wird der zu 100% wassergesättigte Gasstrom getrocknet. Dies erfolgt durch Abkühlen (Brauchwasser, Kaltwassersatz) und wieder Aufheizen (Wärmenetz Klärwerk) des Gases.

11 Aktivkohleadsober Aktivkohleadsorber 3 Behälter mit Aktivkohle zur Siloxanentfernung 2 Behälter mit Aktivkohle zur Restentschwefelung bzw. als Redundanz zur biolog. Entschwefelung

12 MSR-Technik Messen, Steuern, Regeln Konzentrationen (Sauerstoff, Schwefelwasserstoff) Mengen (Durchflüsse) physikalische Parameter (Drücke, Temperaturen, etc.) Steuerungs- und Regelkonzept Überwachungskonzept Sicherheitskonzept

13 MSR-Technik Gas Messbereich Messprinzip CH 4, CO Vol.-% Infrarot-Zweistrahl P. und T.-Korrektur Wiederholbarkeit Drift/Jahr ± 0,2 Vol.-% ± 1,5 Vol.-% O Vol.-% Elektrochemisch ± 0,1 Vol.-% ± 2,5 Vol.-% H 2 S 0-20 ppm ppm ppm Elektrochemisch ± 0,5 bis ± 50 ppm ± 2,5 bis ± 300 ppm

14 MSR-Technik

15 Zusammenfassung Zeitschiene Planungsbeginn 04 / 2008 Baubeginn 04 / 2010 Inbetriebnahme 12 / 2011 Projektgesamtkosten ca. 2,4 Mio Betriebserfahrungen bis heute

16 Betriebserfahrungen sehr hohe Betriebssicherheit alle Aggregate sind redundant ausgelegt die biologische Entschwefelung kann bei Wartung oder Störungen im Bypass über die beiden Aktivkohlebehälter gefahren und somit ersetzt werden der biologische Abscheidegrad bzgl. H 2 S (ohne Aktivkohle) liegt bereits bei > 99 % sehr geringer Verbrauch an Hilfsmitteln, d. h. ca Liter pro Jahr 50 % - ige Natronlauge und ca Liter pro Jahr handelsübliche Nähstofflösung = NPK Flüssigdünger ( ) sehr geringer Personalaufwand für Betreib und Wartung deutliche Verlängerung der Wartungsintervalle für die BHKW s bzgl. Ölwechsel und Reinigung der Wärmetauscher sowie geringere Korrosion an der Abgasanlage und an den Katalysatoren dagegen stehen die hohen Investitionskosten von ca. 2,4 Mill. u. a. auch bedingt durch den erforderlichen Ex- Schutz in der gesamten Anlage und die vollständige Visualisierung und Überwachung über unsere zentrale Schaltwarte

17 Wir sind Heute davon Überzeugt, dass wir eine gute Entscheidung getroffen haben. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Hubert Kraus SGL Verfahrenstechnik Klärwerk Augsburg 0821 / hubert.kraus@augsburg.de

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