STEIGERUNG DER GASAUSBEUTE DURCH ULTRASCHALLDESINTEGRATION

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1 STEIGERUNG DER GASAUSBEUTE DURCH ULTRASCHALLDESINTEGRATION

2 Weber Entec Firmenpräsentation GEBÜNDELTE ULTRASCHALLKOMPE- TENZ ALS STRATEGIE Weber Ultrasonics AG Ultraschallreinigen, Ultraschallschweißen, Ultraschallschneiden Weber Entec GmbH & CO. KG: Anlagenbau im Bereich Umwelttechnik Surface Technology Amerika: Produktion und Vertrieb von Ultraschalllösungen

3 Weber Entec Firmenpräsentation WEBER ULTRASONICS PORTFOLIO Komplexe Aufgaben in der Ultraschallreinigung, beim Ultraschallschweißen oder in der Umwelttechnik zu lösen gehören für uns zum Daily Business. Weber Ultrasonics bietet mit einer breiten Produktpalette optimal auf die unterschiedlichen Anforderungen abgestimmte, innovative Ultraschallkomponenten.

4 Weber Entec Firmenpräsentation EINSATZ DER ULTRASCHALLDESINTEGRATION BIOGASANLAGEN KLÄRANLAGEN Steigerung der Biogaspoduktion Steigerung der Biogaspoduktion Reduktion des Substrateintrags bei gleicher Leistung Reduktion der zu entsorgenden Schlammmenge Beschleunigung des org. Abbaus Nachhaltige Absenkung der Viskosität Nachhaltige Absenkung der Viskosität Reduktion von Pump- und Rührwerksenergie Verbesserung des Entwässerungsergebnisses Bekämpfung von Bläh-/ Schwimmschlamm

5 Weber Entec Firmenpräsentation WIRKUNG DER ULTRASCHALLDESINTEGRATION Steigerung Biogasertrag Reduktion der zu entsorgenden Schlammmenge Verringerung der Fermentationsdauer Verringerung des Eigenstrombedarfs (Rühren) Verbesserung der Entwässerbarkeit 8-25% 8-25% 8-15% 5-70% 5-20%

6 Weber Entec Firmenpräsentation VERBESSERTE FLIEßEIGENSCHAFTEN Unbehandelt Ultraschallbehandelt Nach BioPush Behandlung: Absenkung der Viskosität Verbesserte Fließeigenschaften Reduzierter Pump- und Rührenergiebedarf Stabiliere Biologie Höherer Anteil schwer abbaubarer Substrate einsetzbar (Gras, Mist, ) Direkter Vergleich zwischen einer unbehandelten und ultraschallbehandelten Probe direkt nach der Inbetriebnahme

7 Weber Entec Firmenpräsentation PHYSIKALISCHES PRINZIP: KAVITATION Ultraschall zerkleinert das Gärsubstrat und setzt Enzyme frei Physikalisches Prinzip: Kavitation Hohe Energieimpulse bei Kavitationsimplosion im µm -Bereich Extrem hohe Temperaturen (bis zu C ) Extrem hohe Drücke (bis zu bar) Extrem hohe Beschleunigung Scherung

8 Weber Entec Firmenpräsentation TRADITIONELLE ULTRASCHALLDESINTEGRATION Hoher Verschleiß Inhomogenes Schallfeld, da punktuelle Abstrahlung Schnelle Leistungsabnahme durch Verzopfung häufig Dadurch erhöhter Wartungsaufwand, da häufiges Spülen notwendig Reaktoren zumeist verstopfungsanfällig Erhöhte Betriebs- und Wartungskosten Direkter Kontakt zwischen Ultraschallgeber und Medium

9 Weber Entec Firmenpräsentation INNOVATIVE KERNTECHNOLOGIE- ULTRASCHALLREAKTOR BIOPUSH

12 Weber Entec Firmenpräsentation INNOVATIVE KERNTECHNOLOGIE- ULTRASCHALLREAKTOR BIOPUSH Speziell entwickelt für landwirtschaftliche und industrielle Biogasanlagen Behandlung von inhomogenen Substraten mit hohen Feststoffkonzentrationen (bis zu 15% TR) W oder W Ultraschallleistung pro Durchflusszelle Optimierter Energieeintrag durch homogenes Schallfeld Absolut wartungsfrei Hohe Betriebssicherheit 100% verstopfungsfrei Standzeit von bis zu 3 Jahren und mehr

13 Weber Entec Firmenpräsentation INNOVATIVE KERNTECHNOLOGIE- ULTRASCHALLREAKTOR BIOPUSH Ermöglicht kontinuierliche Prozesse Kontinuierliche Prozesse (Inline Prozess an Stelle Batch Prozess) Kein Rühren notwendig Geringere Wartungskosten und Energieverbrauch

14 Weber Entec Firmenpräsentation AUFBAU ULTRASCHALL- DESINTEGRATIONSANLAGE DESIUS 1 Ultraschalleinheit 2 Mechanische Zellaufschluss Vorzerkleinerung und Oberflächenvergrößerung 4 Verbesserte Schallwirkung und Maschinenschutz Mobilisierung von RotaCut Exo-Enzymen Dauerhaftes Absenken der Viskosität im Fermenter Beschickungspumpe Exzenterschneckenpumpe 0,5 bis 2,6 m³/h Ultraschallleistung 2 kw je Ultraschalleinheit Hohe Standzeit 3 Jahre und länger 1 4 Sensorik 2 x Drucksensor, 2 x Temperatursensor, 1 x Volumenstrommesser

15 Weber Entec Firmenpräsentation MÖGLICHE EINBINDUNG IN BIOGASANLAGEN Hauptfermenter Ultraschalleinheit

16 Weber Entec Firmenpräsentation MÖGLICHE EINBINDUNG IN KLÄRANLAGEN Überschussschlamm Ultraschalleinheit Faulturm

17 Weber Entec Firmenpräsentation IHR NUTZEN Steigerung der Gasausbeute / Substrateinsparungen Deutlich erhöhter Abbaugrad Stabilisierung der Biologie Verbesserte Fließeigenschaften Vermeidung von Schwimmschichten Reduzierter Rührwerkverschleiß Reduzierter Pump- und Rührenergiebedarf Menge schwer umsetzbarer, aber oft günstigerer Substrate kann erhöht und dadurch der Maiseinsatz reduziert werden Betriebssicherheit der Biogasanlage wird erhöht

18 Weber Entec Firmenpräsentation 01 REFERENZLISTE FALLSTUDIEN

19 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 716 KW BIOENERGIEDORF JÜHNDE Jühnde ist das erste Bioenergiedorf Deutschlands Gründung 2005 Bis dato interessierte Besucher Alleine in Deutschland folgten 150 Dörfer diesem Vorbild

20 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 716 KW BIOENERGIEDORF JÜHNDE Bioenergiedorf 2.0 Konzept Winter flexibel wärmegeführt / Frühjahr und Sommer flexibel stromgeführt ORC-Anlage Ultraschalldesintegrationsanlage Wärmespeicher Gasspeicher Zusätzliches Silo Ziel:162 Haushalte sollen zukünftig vollständig mit bedarfsgerecht erzeugter Wärme aus erneuerbarer Energie versorgt werden.

21 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 716 KW BIOENERGIEDORF JÜHNDE Ziele der Ultraschalldesintegration: Bessere Ausnutzung des eingesetzten Substrates bzw. eine Mehrgasproduktion Verbesserte Fließeigenschaften der Biomasse Stabilere Biologie Rührwerksenergie sparen Reduzierter Verschleiß an Pump- und Rühraggregaten

22 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 716 KW BIOENERGIEDORF JÜHNDE Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung Substrateinsatz D-Jühnde 716 kw 4 kw Mais, Getreideschrot, Mist, Gülle

23 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 716 KW BIOENERGIEDORF JÜHNDE Ergebnis: 15% Leistungssteigerung Verbesserte Fließeigenschaften mit allen damit verbundenen Synergieeffekten Die garantierte Leistungssteigerung wurde damit deutlich übertroffen und der Leistungsnachweis erbracht.

24 Weber Entec Firmenpräsentation KLÄRANLAGE ALTENRHEIN SCHWEIZ Im Jahr 2013 wurde bei der Kläranlage Altenrhein mit EGW für ein Jahr eine Versuchsanlage mit einer Ultraschallleistung von 2 kw aufgestellt. Der Betreiber wollte die Wirkung der Ultraschalldesintegration auf den organischen Abbau verschiedener Substrate untersuchen.

25 Weber Entec Firmenpräsentation KLÄRANLAGE ALTENRHEIN SCHWEIZ Aufgrund der positiven Resulte erfolgte im Jahr 2016 die großtechnische Umsetzung mit einer Ultraschallleistung von 12 kw zur Faulschlamm- und Co-Substratbehandlung.

26 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 250 KW VREDEN Ziel: Das BHKW arbeitete nur bei 75% Auslastung. Ziel war es, eine 100%ige Auslastung des BHKW zu erreichen. Auch sollte sukzessive Maissilage durch schwierigere Substrate wie Gras ersetzt werden

27 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 250 KW VREDEN Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung Substrateinsatz D-Vreden 250 kw 2 kw Gülle, Maissilage, Gras, Weizen

28 Gelöster CSB [g/l] Leistung [kw] Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 250 KW VREDEN Gelöster CSB Leistung BHKW % * Energie [kwh/m 3 ] 50 0 ohne mit US

29 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 250 KW VREDEN Ergebnis: Das BHKW arbeitete nach drei Monaten bei 230 kw (inzwischen unter Volllast). Maissilage konnte reduziert und durch kostengünstigere Substrate ersetzt werden. Mehrertrag Leistung vor Leistung nach Betrieb Datentabelle > 20% 190 kw 230 kw h/a Mehrstrom kwh/a Mehrertrag /a B-Kosten /a Wartung /a max. Abschreibung (5a) /a Gewinn /a

30 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 395 KW KLEVE Ziel: Erhöhung des Biogasertrages, Reduzierung der Substrate (Maissilage) Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung Substrateinsatz D-Kleve 250 kw 2 kw Gülle, Maissilage, Gras, Weizen +25% +55% +35% +25%

31 0,0 0,3 1,2 3,3 4,3 5,4 6,3 7,3 8,2 10,1 11,3 12,3 13,4 14,9 16,2 18,2 19,3 20,3 21,3 22,3 23,4 24,4 25,4 26,3 27,4 28,4 29,2 31,1 Gasertrag [NI/kg ots] Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 395 KW KLEVE Ergebnis: Gesteigerter Gasertrag, deutlich stabilere Biologie Batch-Test 30 Tage Mehrertrag durch Ultraschall Gasertrag ohne Ultraschall Zeit [d] +25% +55% +35% +25%

32 Weber Entec Firmenpräsentation BIOMETHANANLAGE 500 Nm 3 /h (~1MW EL ) MÜHLACKER Ziel: Steigerung der Effizienz mehr Biogas, weniger Substrat Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung D-Mühlacker 500 Nm³/h 4 kw Substrateinsatz Maissilage

33 Methanproduktion [NmL] Weber Entec Firmenpräsentation BIOMETHANANLAGE 500 Nm 3 /h (~1MW EL ) MÜHLACKER Ergebnis: Mehr als 13% Steigerung der Biomethanproduktion Batch-Test behandelte Probe mit Ultraschall +13,2% unbehandelte Probe Zeit [d]

34 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 777 KW TECHENTIN Ziel: Steigerung des Biogasertrages, Einsparung Substrat Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung D-Techentin 777 kw 4 kw Substrateinsatz Maissilage

35 Methanproduktion [NmL] Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 777 KW TECHENTIN Ergebnis: 22,8% höhere Biomethanproduktion 350 Batch-Test unbehandelte Probe behandelte Probe mit Ultraschall: + 22,8 % Zeit [d]

36 Weber Entec Firmenpräsentation BIOMETHANANLAGE KÖNNERN Ziel: Steigerung der Effizienz mehr Biogas, weniger Substrat Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung D-Könnern 150 Nm³/h 4 kw Substrateinsatz Maissilage, Gülle

37 Methanproduktion [Nm] Weber Entec Firmenpräsentation BIOMETHANANLAGE KÖNNERN Ergebnis: Mehr als 12 % Steigerung der Biomethanproduktion 900 Batch-Test unbehandelte Probe behandelte Probe mit Ultraschall: + 12,9 % Zeit [d]

38 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 250 KW RASTDORF Ziel: Aufbereitung der schwierigen Substratmischung Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung Substrateinsatz D-Rastdorf 250 kw 4 kw Rinder-, Pferdemist, Mais, Zwischenfrüchte

39 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 250 KW RASTDORF Ergebnis: homogeneres Substrat, Viskosität sinkt spürbar Fütterung ots nach Installation der Desintegration im 7-Tage-Mittel

40 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 999 KW MAGLIANO Ziel: Steigerung der Effizienz mehr Biogas, weniger Substrat Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung Substrateinsatz I-Magliano i. d. Toskana 999 kw 6 kw Sorghum, Maissilage, Ackerbohne, Hafer, Klee, Weidegras

41 Methanproduktion [NmL] Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 999 KW MAGLIANO Ergebnis: Mehr als 13% Steigerung der Biomethanproduktion Batch-Test unbehandelte Probe behandelte Probe mit Ultraschall: + 13,6 % Zeit [d]

42 Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 330 KW ROSENBACH Ziel: Steigerung des Biogasertrages, Einsparung Substrat Standort Installierte Leistung Ultraschallleistung D-Rosenbach 330 kw 2 kw Substrateinsatz Gülle, Mais

43 Methanproduktion [NmL] Weber Entec Firmenpräsentation BIOGASANLAGE 330 KW ROSENBACH Ergebnis: 21% höhere Biomethanproduktion Batch-Test Zeit [d] unbehandelte Probe behandelte Probe mit Ultraschall: + 21,8 %

44 Weber Entec Firmenpräsentation KLÄRANLAGE MOSKAU RUSSLAND Ziel: Mehr Biogas, Reduktion Entsorgungskosten (weniger Schlamm) Standort RUS-Moskau Einwohnerwerte Ultraschallleistung 2 kw Testanlage

45 Weber Entec Firmenpräsentation KLÄRANLAGE MOSKAU RUSSLAND Ergebnis: Der Anlagenbetreiber hat eine Testanlage von Weber Entec gekauft. Ein Labor in Moskau hat Versuche durchgeführt und einen Abschlussbericht erstellt, welcher eine Steigerung der Gasausbeute der ultraschallbehandelten Proben von bis zu 17% bestätigt.

46 Weber Entec Firmenpräsentation KLÄRANLAGE SINGAPUR Ziel: Mehr Biogas, Reduktion Entsorgungskosten (weniger Schlamm) Standort Singapur Einwohnerwerte Ultraschallleistung 32 kw In einem Zeitraum von 8 Wochen wurden verschiedene Proben genommen und anschließend die Steigerung der Gasausbeute der ultraschallbehandelten Proben gegenüber der unbehandelten Proben bewertet.

47 Weber Entec Firmenpräsentation KLÄRANLAGE SINGAPUR Ergebnis: Ein unabhängiges Labor bestätigte eine durchschnittliche Leistungssteigerung von 22%.