Neue Konzepte für die anaerobe Schlammstabilisierung kleiner Anlagen Derzeitige Konzeptionen zur Biogas- / Klärgaserzeugung sind für größere Anlagen gedacht und entwickelt worden. Klein aber Oho! Kreative Ideen sind gesucht. Betrachtung aus einem anderen Blickwinkel! Nachdenken hilft. Mut zu einfachen, günstigen Lösungen und etwas anderen Ansichten! Ideen- und Erfahrungsaustausch innerhalb der Kläranlagen- Nachbarschaften! Praktiker sind gefragt!
Potentiale Kläranlage ohne Faulung 20 000 EW Energiebilanz bei aerober Stabilisierung auf einer KA der Größenklasse 4 Primärenergiebedarf: 85 kwh/ew/a ( Kraftwerk = 40 %) Input Strom: 34 kwh/ew/a Zulauf-PW 3,5 kwh/ew/a Vorreinigung 2,5 kwh/ew/a Belebungsbecken 23,5 kwh/ew/a RLS u. NKB 4,0 kwh/ew/a Schlammstapelung 0,5 kwh/ew/a Input Abwasser Qutput Abwasser Eth : 75 kwh/ew/a CSB : 153 kwh/ew/a Eth : 75 kwh/ew/a CSB : 8 kwh/ew/a Lage : 3 kwh/ew/a Verluste, Abwärme, Reibung, Kinetik ca. 121,5 kwh/ew/a Qutput Schlamm ca. 57,5 kwh/ew/a Quelle: Schmitt u.a.2010 18
Potentiale Kläranlage mit Faulung 20 000 EW Energiebilanz bei anaerober Stabilisierung auf einer KA der Größenklasse 4 Primärenergiebedarf: 37,5 kwh/ew/a ( Kraftwerk = 40 %) Input Strom: 31 kwh/ew/a; Fremdbezug: 15 kwh/ew/a Zulauf-PW 3,5 kwh/ew/a Vorreinigung 3,0 kwh/ew/a Belebungsbecken 17,0 kwh/ew/a RLS u. NKB 4,0 kwh/ew/a Schlammbehandlung 3,5 kwh/ew/a Input Abwasser Qutput Abwasser Eth : 75 kwh/ew/a CSB : 153 kwh/ew/a Eth : 75 kwh/ew/a CSB : 8 kwh/ew/a Lage : 3 kwh/ew/a Verluste, Abwärme, Reibung, Kinetik ca. 90 kwh/ew/a Energiegewinn aus Gasverstromung Elektr. : ca. 17 kwh/ew/a Therm.: ca. 31 kwh/ew/a Qutput Schlamm ca. 38,5 kwh/ew/a Quelle: Schmitt u.a.2010 18
Wann anaerobe Schlammstabilisierung nachrüsten? Erweiterungen der Kläranlage bei steigender Einwohnerzahl (angeschlossene EW) Belebung zu klein / Schlammalter zu gering nicht ausreichend stabilisierter Klärschlamm Steigende Stromkosten Kla Fischingen: 1999 => 0,09 /kwh 2013 => 0,21 /kwh Steigende Klärschlammverwertungskosten Nassschlammverwertungskosten zwischen 10-50 /m³ Ungenutzte Bauwerke werden wieder sinnvoll genutzt z.b. Eindicker, Vorklärungen, Faulbehälter Verbesserte CO²-Bilanz ökologisch aus Reststoffen Energie zu gewinnen
Kläranlage mit 3000 EW BJ 1974 Kombibecken: Innen Nachklärung Außen Belebung Primärschlammschacht Betriebsgebäude mit Rechen, Gebläse Schlammpolder Trockenbeete Zusätzlicher Anschluss von 417 EW => Kläranlage zu klein Entfernung zur nächst größeren Kläranlage zu weit Rechen, Sandfang, Belüftung und Labor eindeutig Erneuerungswürdig
Kläranlage mit 3800 EW Kombibecken: Innen Nachklärung Außen Belebung Faulgasanlage DynaHeat Zukünftiges Biotop? 2 Kammer Stapelbehälter Primärschlammschacht Betriebsgebäude mit Gebläse, Überschusschlammeindickung, Schlammpumpen Schaltwarte, Labor, Rechen und Sandfang Umbau anerobe Stabilisierung billiger als Erweiterung der aeroben Stabilisierung Zusätzlich weniger Klärschlamm, geringerer Stromverbrauch Energieautarke Kläranlage durch PV-Anlage und Klärgas - BHKW
Kläranlage mit 3800 EW Anaerobe Schlammfaulung / Faulgasanlage DynaHeat
Konzeption Multiflex-Faulgasanlagen Modularer Faulbehälter: - Rundum Wärmegedämmt - Für Substrate bis ca. 10% TS konzipiert ( Patent angemeldet) - 2 Rührwerke separater Gasspeicher: - Druckloser Kissenspeicher - Füllstandsüberwachung Technikraum: - Drehzahl modulierende BHKW - Heizkessel als Fackelersatz - kpl. mit Fernüberwachung und Fernsteuerung der Gesamtanlage Separater Gasraum: - mit wartungsfreier Gasreinigung ( Patent angemeldet) - Großem Kondensatsammler
Multiflex Faulbehälter Schnitt Seitlich links (Patent angemeldet)
Multiflex Faulbehälter (Patent angemeldet)
Drehzahlmodulierende BHKW Durch gezielte Kondensation Sauberes, trockenes Faulgas
Technische Mindestanforderung / Wartungsaufwand Mindestgasqualität Schwefel < 2200 mg / Nm³ (< 5 mg / Nm³) Mindestgasqualität Silizium < 15 mg / Nm³ (< 0,36 mg / Nm³) Möglicher Wartungsintervall: alle 2.000 Bh. Sichtkontrolle, nach 4.000 Bh. Öl und nach 6.000 Bh. Zündkerzen wechseln, Ventile nachjustieren, Kühlwasser prüfen
Vorteile drehzahlmodulierender BHKW Ein drehzahlmodulierendes BHKW liefert bedarfsgerecht Wärme und Strom in einem extrem weiten Regelbereich Weiter Regelbereich ohne Wirkungsgradverlust im Teillastbetrieb 5 kw el / 10 kw th 20 kw el / 43 kw th 920 U/min 2300 U/min Anpassung an stark schwankenden Wärmebedarf parallel bedarfsgerechte Stromerzeugung kein Abschalten nötig, besserer Wartungsintervall wenig Takten, hoher Nutzungsgrad Kontinuierliche Strom / Wärme Produktion Positive und negative Regelenergie ist möglich aber leider keine Energiespeicherung
Praktisches Beispiel Anlage in Baden-Württemberg
Vorteile Multiflex-Faulgasanlagen Geringer Platzbedarf Flexible Aufstellung Klare Investitionskosten Effiziente Verwertung pumpfähiger organischer Reststoffe Ausgefaulte Güllen oder Schlämme sind von unangenehmen Gerüchen befreit. Ökologische Wärmeerzeugung für Gebäude Eigenstromerzeugung und attraktive EEG Vergütung Wetter + Zeit unabhängige Regelenergieerzeugung Eigenes unabhängiges Kraftwerk => Virtuelles Kraftwerk Geringer Arbeitsaufwand / Einfache Betriebsführung Sicheres, planbares und regelmäßiges Einkommen Reduzierung der fossilen CO² Emissionen
Energie verbrauchen kann jeder. Energie erzeugen auch! Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! edwin.bailer@dynaheat-hpe.com