Effiziente Schlamm-Entwässerung mit Dekantern

Ökostrom

Der größte Anteil des Ökostroms für Münster wird mit Hilfe einer kombinierten Wärme-/Stromanlage in Coerde erzeugt; seit Beginn des letzten Jahres werden an diesem Standort auch GEA-Dekanter eingesetzt.

Die so genannte "Bio-Stabmethode" dient der Umwandlung von organischem Abfall in Energie. Der organische Abfall wird gesammelt und sorgfältig gereinigt, um Fremdsubstanzen wie Plastik, Metall oder Steine und Sand zu entfernen. Anschließend erfolgt die Zerkleinerung in kleine Partikel, die Beimischung von Prozesswasser und die Einspeisung in den Faultank zur Gärung. Diese schlammähnliche Masse gärt bei 55 °C 15 Tage lang unter strikt aneroben Bedingungen, also unter dem völligen Ausschluss von Sauerstoff. In dieser Zeit erzeugt die Anlage Biogas mit einem Methangehalt von 50 bis 60 % und einem Kohlendioxidgehalt von 40 bis 50 %; nach der Einspeisung in die benachbarte kombinierte Wärme/Stromanlage wird diese Masse in Energie umgewandelt. Auf diese Weise erzeugt Münster pro Jahr im Durchschnitt (netto) 3000 MW/h Elektrizität und 3500 MW/h Wärme.

Die beiden Dekanter entwässern täglich 300 bis 400 m³ Biomasse.

Stadt Münster - UCA 501

Seit April 2009 wurde der Klärschlamm mit zwei Dekantern des Typs UCA 501 entwässert. Diese Dekanter verursachen nur geringe Betriebskosten, haben eine niedrige Stromaufnahme und entwässern täglich 300 bis 400 m³ Biomasse. Diese beiden umweltfreundlichen Dekanter haben die zwei älteren Vorgängermaschinen abgelöst. Die Ausschreibung der Stadt ging damals an sechs Hersteller, und drei Unternehmen reichten Angebote an die Stadtwerke Münster für das Auswahlverfahren ein. In diesem Verfahren blieb allein GEA übrig; die anderen Hersteller schieden aus. "Was uns als Stadtwerke Münster überzeugte, war die gemeinsame, intensive Projektplanung, der Besuch bei Dekanteranlagen in ähnlichen Installationen wie unserem Projektziel, und nicht zuletzt der lokale Versuch mit einer mobilen Installation, so das wir die bestehenden Zentrifugen durch die neue, von GEA gelieferte Technologie ersetzten.

Wir waren besonders beeindruckt von den GEA-Dekantern, die im Vergleich zu anderen Biogas-Gäranlagen bessere Referenzen hatten", meinte Udo Hibbeler, Betriebsleiter für organische Abfallgärung bei den Stadtwerken Münster.

Wartungsvertrag für zuverlässige Budgeteinhaltung

"Ein weiterer kritischer Faktor war es für uns, dass es möglich sein musste, die Reparaturkosten mittelfristig berechnen zu können. GEA war der einzige Dekanter-Hersteller, der uns einen vernünftigen Wartungsvertrag anbot. Wir hielten das für einen extrem positiven Aspekt. Ein Hersteller muss seinen eigenen Maschinen vertrauen können. Das Unternehmen muss so sicher sein, wie die Maschinen laufen werden, dass es in der Lage sein muss, einen Wartungsvertrag zu berechnen, und genau das hat GEA getan", fügte Udo Hibbeler hinzu. Gemeinsam mit GEA entwickelten wir eine Formel mit bestimmten Variablen wie Maschinenzahl, Drehzahl, Durchsatz pro Stunde und Betriebszeit pro Tag, und nutzen dann diese Daten zur Berechnung der jährlichen Betriebsdauer und einer definierten Wartungsrate. "Aus diesem Grund sind die Wartungskosten nicht festgelegt; im Gegenteil. Wir können die jährlichen Kosten dadurch steuern, wie wir die Anlage betreiben."

Der Wartungsvertrag definiert Werte für Durchsatzleistung, Entwässerungsgrad und Qualität des Konzentrats. "Dieser Wartungsvertrag, der über zehn Jahre läuft, hat den Schwerpunkt auf Schlüsselaspekten wie der Budgetverfügbarkeit und dem Ausmaß, in dem Reparaturkosten planbar sind. Allerdings gehen wir davon aus, dass wir die Anlage über diese ganzen zehn Jahre deutlich weniger kostspielig betreiben können, als es der Fall mit ungeplanten und nicht berechenbaren Spontanreparaturen wäre", führte Udo Hibbeler weiter aus.

GEA erhielt von uns noch einen weiteren Pluspunkt hinsichtlich der Auftragserteilung. "Wir wollten positive Ergebnisse in den Vorab-Testläufen sehen, und die abschließende Analyse konnte mit nur zwei Providern erreicht werden", meinte der Betriebsleiter. GEA führte die Vorab-Testläufe auf besonders elegante Art und Weise mit einer mobilen Installation durch, die mit Originalmaterial an unserem Standort lief. Eine der beiden bestehenden Maschinen wurde für die Dauer von einer Woche abgeschaltet und stattdessen die mobile Installation eingesetzt.

Standardmaschinen mit Standard-Ersatzteilen

Darüber hinaus trafen die Stadtwerke Münster die freiwillige Entscheidung, keine Produkte mit Kundenanpassung zu benutzen, wie das zuvor der Fall gewesen war, sondern stattdessen Standardmaschinen einzusetzen. "Auf diese Weise sind wir sicher, dass wir im Notfall einen Originalrotor als Ersatzteil bei GEA auf Lager haben", meinte Udo Hibbeler. Mit dem UCA 501 gelang GEA die Konstruktion eines Hochleistungs-Entwässerungsdekanters mit modernem Design und einer grundlegend verbesserten Leistung in Kombination mit einer gleichzeitigen Reduzierung der Service- und Betriebskosten. Der umweltfreundliche Dekanter ist eine Tiefkessel-Konstruktion. Die spezielle Rotorgeometrie garantiert in Verbindung mit der hohen Rotordrehzahl die hohe Ausgangsleistung. Das robuste mehrstufige Planetengetriebe erzeugt ein hohes Schneckendrehmoment für die optimale Entwässerung, das auch bei hohen Differentialdrehzahlen konstant bleibt. Trotz der hohen Durchsatzleistung und dem deutlich höheren Drehmoment liegt der spezifische Energiebedarf unter 1 kW/m³.

Hohe Installationsverfügbarkeit

Die Stadtwerke Münster entschieden ferner, hinsichtlich der Installationsverfügbarkeit auf der sicheren Seite zu bleiben und die Entwässerungsleistung pro Dekanter im Vergleich zur alten Maschine von 15 auf 30 Kubikmeter pro Stunde zu verdoppeln. Auf diese Weise kann der Prozess bei erforderlichen Wartungsmaßnahmen für eine Maschine durch die Erhöhung der Kesseldrehzahl und der Durchsatzleistung so erhöht werden, dass die Entwässerung des Restanteils mit nur einer Maschine gefahren werden kann. "Da wir täglich im Verlauf von acht bis 12 Stunden normalerweise pro Stunde 15 bis 18 Kubikmeter pro Maschine entwässern, können wir die Gesamtmenge mit nur einer Zentrifuge mit 30 Kubikmetern pro Stunde erreichen, wenn die andere Maschine gewartet oder abgeschaltet werden muss. Dies bedeutet, dass wir eine wesentlich höhere Installationsverfügbarkeit haben", meinte Udo Hibbeler.

Die neuen Dekanter arbeiten mit 2.600 Umdrehungen pro Minute. Diese Drehzahl ist niedriger als die voran gegangene Drehzahl von 2.950 Umdrehungen pro Minute, was zu einer weiteren Senkung des Energieverbrauchs führt. Wir erreichen damit Konzentratwerte, die niedriger sind als die Zahlen, die wir zuvor erreichten. Im Großen und Ganzen bleibt der Wirkungsgrad der Entwässerung dabei gleich, er liegt bei etwa 35 % Trockenmasse.

Die Feststoffe werden von den Dekantern mit etwa 35 % Trockenmasse mit den wertvollen organischen Komponenten abgeschieden; es handelt sich dabei um frischen Kompost, der gemäß der organischen Abfallverordnung noch weiter verrottten muss. Zu diesem Zweck wird der Bio-Stabboden, der in diesem Prozess entsteht, mit frischen Gartenabfällen gemischt und in der angrenzenden Gartenabfall-Kompostieranlage der Stadt Münster kompostiert. Wir erhalten damit einen qualitativ sehr hochwertigen Kompost, den sich die Bürger der Stadt Münster gegen eine geringe Gebühr abholen können.

Umschaltung ohne Unterbrechung des Betriebs

Die Stadt Münster genießt also den doppelten Vorteil, dass der neue Dekanter auch als mobile Installation für Testzwecke verfügbar ist. Nach den erfolgreichen Testläufen mit der mobilen Installation wurde der Semi-Anhänger erneut im Montage- und Inbetriebsetzungsprozess der Dekanter eingesetzt. "Das war wichtig, weil die neuen Maschinen am Standort der bestehenden Maschinen installiert werden mussten", erklärte Udo Hibbeler. Um sicherzustellen, dass eine Unterbrechung des laufenden Betriebs der Gäranlage trotz der erforderlichen Demontage der alten Maschinen nicht nötig war, wurde der mobile Dekanter für eine Übergangszeit von zwei Wochen zur Schlamm-Entwässerung eingesetzt und garantierte uns damit einen störungsfreien Betrieb. "Anderenfalls hätten wir vor der großen Herausforderung der erheblichen Unterbrechungen gestanden. Die Lieferzeiten und die Demontage-/Montagezeiten waren bei GEA deutlich niedriger als die Zeiten anderer Wettbewerber. Und schließlich nahm GEA unsere alten Maschinen als Teilzahlung an. Das war aus unserer Sicht sehr praktisch." Die Stadtwerke Münster sind mehr als zufrieden mit der Art und Weise, wie die Dekanter nunmehr seit über einem Jahr ohne Probleme arbeiten. Und GEA erfüllte die Anforderung der Stadtwerke Münster für eine finanzielle Planungsverfügbarkeit mit dem 10-Jahres-Wartungsvertrag. "Insgesamt gab uns das bei der ganzen Sache ein richtig gutes Gefühl", meinte Udo Hibbeler.

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