Gülle- und Gärrestaufbereitung

Transkript

1 Gülle- und Gärrestaufbereitung So aktuell wie nie! Infoveranstaltung des Unternehmerkreises Biogas der LWK NRW am 6. März in Lette Ralf Block BIGATEC Ingenieurbüro für Bioenergie

2 Inhalt Vorstellung BIGATEC Überblick Aufbereitungstechniken Historie Gülle- Gärrestaufbereitung Systeme und Daten Aktuelle Entwicklung

3 Firmenprofil: Drei Betätigungsschwerpunkte F & E BIGATEC Ingenieurbüro für Bioenergie 1 - Beratung Planung - Anlagenbe- - Genehmigung treuung -Ausführung - Laborbetrieb -Schüsselfertige Projekte Netzwerk Netzwerk mit anderen Planungsbüros und Universitäten, RA, Messstellen Aktiv Im Fachverband Biogas Berufenes Mitglied im DLG-Prüfungsausschuss Biogasanlagen

4 Entwicklung von Laborgeräten 5l-Laborreaktor mit Steuerung für ein Forschungsprojekt zur Untersuchung von Hemmstoffen im Biogasprozeß.

5 Entwicklung eines elektronischen Multigas-Sensor-Systems Multigassensor in Zusammenarbeit mit dem Forschungszentrum Karlsruhe..

6 Gasvolumenmessung BIGAFLOW

7 Gärrestaufbereitung Seit 2001 haben wir diverse Versuche und Projekte zum Thema Gärrestaufbereitung durchgeführt. 2003: Mikroblasenflotation zur Gärrestaufbereitung

8 Aufbereitungstechniken - Überblick Gülle-/ Gerrästaufbereitung mechanische Verfahren thermische Verfahren Vollaufbereitung

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10 Systeme der Vollaufbereitung 3 - stufig 2 - stufig Keramische Membran Organische Membran Flockungshilfsmittel Membranverfahren Vakuumverdampfung 2 - stufig 3 - stufig Ansäuerung Luftwäscher

11 Aufbau 3-stufiges Membranverfahren 1. Stufe 2. Stufe 3. Stufe Dekanter Ultrafiltration Umkehr-Osmose Ionenaustauscher Gärrest Fugat UF-Permeat UO-Permeat Feststoff UF-Retentat UO-Retentat H 2 O

12 Bildschau Gärrestaufbereitung Dekanter

13 Bildschau Gärrestaufbereitung Dekanter

14 Bildschau Gärrestaufbereitung Dekanter

15 Bildschau Gärrestaufbereitung Dekanter

16 Bildschau Gärrestaufbereitung UF-Anlage

17 Bildschau Gärrestaufbereitung Umkehrosmose

18 Bildschau Gärrestaufbereitung die Produkte 3-stufiges Membranverfahrens

19 3-stufiges Membranverfahren Gärrest TS = 6 % Dekanter Anteil vom Input 100 % N ges 5 kg/t 100 % P 2 O 5 3 kg/t 100 % K 2 O 6 kg/t 100 % Feststoff TS = 18 % Filtrat Dekanter Anteil vom Input 16 % N ges 5 kg/t 17 % P 2 O 5 14 kg/t 68 % K 2 O 6 kg/t 14 % Ultrafiltration Retentat Ultrafiltration TS = 10 % Anteil vom Input 22 % N ges 8 kg/t 39 % P 2 O 5 5 kg/t 36 % K 2 O 6 kg/t 23 % Permeat Ultrafiltration Umkehrosmose Retentat Umkehrosmose TS = 3 % Anteil vom Input 14 % N ges 7 kg/t 22 % P 2 O 5 1 kg/t 4 % Permeat Ultrafiltration Ionentauscher reines Wasser K 2 O 12 kg/t 26 % 48 % vom Input

20 Kosten, 3-stufiges Membranverfahren m³/a m³/a Anlage 1: Dekanter Anlage 2: Dekanter und Ultrafiltration Anlage 3: Dekanter+ UF+ UO Anlage 4: Dekanter+ UF+ UO+ IT /a /m³ 0,63 /m³ 1,18 /m³ /a /m³ 3,63 /m³ 4,23 /m³ /a /m³ 5,64 /m³ 7,07 /m³ /a /m³ 6,04 /m³ 7,86 /m³

21 Ökonomie, 3-Stufig Betrachtung für BGA Ionenaust auscher/ Dekanter UF RO Sonstige Summen Variante 2 Variante 2 Variante 2 Variante 2 Variante m³ m³ m³ m³ m³ 2 MW 2 MW 2 MW 2 MW 2 MW Personalkosten Stundenaufwand pro Betriebsh/d 1 0,5 0,5 Personalkosten pro Stunde /h Personalkosten /a ,3% Energiekosten elektrische Leistung der AnlakW Stromverbrauch kwh/a Energiekosten pro kwh /kwh 0,135 Energiekosten /a ,3% 39,7% Betriebsmittel- Kosten Betriebsmittel- Kosten /a ,4% Wartungs- und Reparaturkosten Wartungs- und Reparaturkosten ,4% Kapitalkosten Investitionssumme Anlage Kapitalkosten /a ,3% Lagerkosten /a Transportkosten /a ,0% Erlöse Gesamtkosten pro Jahr /a Gülle- und Gärrestaufbereitung 10,4% 49,6% - So 33,4% aktuell 6,5% wie nie! 100% Gesamtkosten pro m³ /m³ 0,63 /m³ 3,00 /m³ 2,02 /m³ 0,40 /m³ 100,0%

22 2-stufiges Membranverfahren 1. Stufe 2. Stufe Flotation / Skimmer/ Bandpresse Umkehr-Osmose Ionenaustauscher Gärrest Überlauf UO-Permeat Feststoff UO-Retentat H 2 O Schon ab m³/a Momentan nur für Schweinegülle

23 2-stufiges Membranverfahren Gärrest TS = 8 % Flotation Anteil vom Input 100 % N ges 7 kg/t 100 % P 2 O 5 4 kg/t 100 % K 2 O 4 kg/t 100 % Flotat TS = 33 % Anteil vom Input 17 % N ges 14 kg/t 35 % P 2 O 5 19 kg/t 79 % K 2 O 6 kg/t 18 % Permeat Flotation Umkehrosmose Retentat Umkehrosmose TS = 4 % Anteil vom Input 37 % N ges 9 kg/t 49 % P 2 O 5 0,5 kg/t 5 % K 2 O 8 kg/t 82 % Permeat Ultrafiltration Ionentauscher reines Wasser 46 % vom Input

24 Status 2-stufige Systeme, VP 2012 Anlagenleistung Investitionskosten Fixkosten Abschreibung Verzinsung Summe Fixkosten Variable Kosten Energie Polymere Filter Membranen Chemikalien Unterhaltung Lohnkosten Summe var. Kosten m³/a , ,00 12 a , ,00 6 % , ,00 /m³ 3,08 1,52 0,85 0,85 0,80 0,70 0,25 0,25 0,50 0,50 0,20 0,20 3 % v. Invest. 0,82 0,40 50 /d 0,73 0,28 4,15 3,18 Summe Kosten 7,23 4,70

25 Vakuumverdampfung Gärrest TS = 5 % Anteil vom Input 100 % N ges 5 kg/t 100 % P 2 O 5 2 kg/t 100 % Pressschneckenseparator K 2 O 7 kg/t 100 % Feststoff TS = 30 % Filtrat Pressschnecke Anteil vom Input 9 % N ges 3 kg/t 4 % P 2 O 5 7 kg/t 27 % Vakuumverdampfer K 2 O 3 kg/t 4 % Eingedickter Gärrest TS = 11 % ASL TS = 40 % reines Wasser 49 % vom Input Anteil vom Input 41 % Anteil vom Input 1,5 % N ges 13 kg/t 74 % N ges 80 kg/t 22 % P 2 O 5 6 kg/t 73 % P 2 O 5 0 kg/t 0 % K 2 O 18 kg/t 96 % K 2 O 0 kg/t 0 %

26 Aktuelle Entwicklung Preise für Gülle- und Gärrestentsorgung ziehen an Vorhandene Techniken der Vollaufbereitung beginnen rentabel zu werden Bausteine wachsen zu Systemen zusammen

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28 BIGATEC Ingenieurbüro für Bioenergie Keltenstr. 7 / Bahnhofstr Rheinberg Deutschland Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) info@bigatec.de Web: