Zentralklärwerk Prag Überschußschlammdesintegration (Abschlussbericht)

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1 Zentralklärwerk Prag Überschußschlammdesintegration (Abschlussbericht)

2 Theorie Unter dem Begriff Zell-Lysat verstehen wir den frei gewordenen Inhalt der Mikroorganismus-zellen als Folge der Desintegration (Zerstörung) der Zellwände und Membrane. Dieser Vorgang findet einerseits auf natürlichem Wege (Autolyse) bei allen abgestorbenen Zellen und weiter mit Hilfe von hydrolytischen Enzymen statt, welche in einer Lösung von Gärungsbakterien oder durch verschiedene Destruktionsmethoden freigesetzt werden.

3 Der Wirkungsmechanismus des Lysats
Lysat wirkt stimulierend (Enzyme) Lysat unterstützt die Geschwindigkeit der Beseitigung von Propion- und Buttersäure Indirekte Wirkung - Lysat ist die Quelle von Wachstumsstoffen

4 Arten der Desintergation
mechanische Methoden (z. B. Eindickzentrifugen mit integrierter Lysiereinrichtung – patentgeschützt – Kutil, Dohanyos, Zabranska, Vit) physikalische Methoden (z. B. Hochdruck, Temperatur, hydrodynamische Kavitation, Ultraschallkavitation) chemische Methoden (Säuren, Basen) biologische Methoden (Desintegration mit Hilfe von Enzymen oder Bakterien)

5 Aufschlußgrad, Methoden der Bestimmung
Die Zunahme der gelösten organischen Stoffe in der flüssigen Phase kann als Wert genommen werden, welcher die Stufe der Schlammdesintegration charakterisiert 1. Die Stufe der Desintegration nach Dohanyos wird als Verhältnis des Mengenzuwachses der gelösten organischen Stoffe (freigeworden durch die Desintegration), in der Lösung zur Gesamtmenge der organischen Stoffe im Schlamm ausgedrückt. 2. Nach dieser Methode wird die Stufe der Desintegration als Verhältnis des Mengenzuwachses der gelösten organischen Stoffe, freigegeben durch Desintegration in die Lösung, zur Gesamtmenge der organischen Stoffe, freigegeben durch alkalische Schlammhydrolyse vor der Desintegration ausgedrückt. Die homogenisierte Schlammprobe wird einer alkalischen Hydrolyse unterzogen, dann wird CSBCr in der Flüssigphase bestimmt. Die Bestimmung des CSBCr in der Flüssigphase der Schlammprobe (nach Abtrennung der festen Phase) ist gleich wie bei der vorher aufgeführten Methode. Die Stufe der Desintegration, bestimmt nach dieser Methode, ergibt dann annähernd die zweifachen Werte gegenüber der Methode nach Dohanyos, begründet auf dem Verhältnis zum CSBCr insgesamt.

6 Verfahrensgeschichte – Zentralklärwerk Prag
1997 – der erste Betriebsversuch mit Lysiereinrichtung, mesophile Faulung, Erhöhung der spezifischen Faulgasproduktion um +20% 1998 – Erhöhung der spezifischen Faulgasproduktion um +6-50%, Aufschlußgrad 3-5% – Erhöhung der spezifischen Faulgasproduktion um +20%, Aufschlußgrad 5-8% – bis heute, 4. und 5. Generation der Lysiereinrichtung, im Betrieb seit Februar 2005 ( ), Abschlussauswertung – JETZT

7 BETRIEBSEINSPARUNGEN versus BETRIEBSMEHRKOSTEN
Faulgasausbeute 4. Generation der Lysiereinrichtung – Aufschlußgrad 3,6% 5. Generation der Lysiereinrichtung – Aufschlußgrad 6,9% Durchschnittlicher Aufschlußgrad von 4,7% - Erhöhung der spez. Faulgasausbeute um 15,7% = Nm3/Tag (7.500) (im Durchschnitt Nm3/Tag) 1 Nm3 = ca. 2 kWh el. Energie, Nm3/Tag = kWh/Tag El. Energie 0,055 €/kWh + grüne Energie 0,05 €/kWh El. Energie €/5 Jahre + grüne Energie €/5 Jahre – (BETRIEBSMEHRKOSTEN) Erhöhung des Stromverbrauches 4. Generation der Lysiereinrichtung +8-10% (2 Zentrifugen von 4 im Betrieb) 5. Generation der Lysiereinrichtung +35% (1 Zentrifuge von 1 im Betrieb) Insgesamt + 65 €/Tag Betriebsmehrkosten / 3 Zentrifugen €/5 Jahre Investitionskosten – Vergleichsperiode von 5 Jahren – min. Standzeit des Stators / 5 Zentrifugen (2 Zentrifugen als Reserve) Stator + Installation 5 x ( ) = € Rotierende Messer (1Jahr Standzeit) + Installation 5 x 5 x ( ) = € €/5 Jahre

8 Rückvergütung ohne Berücksichtigung der grünen Energie
Ersparnis an el. Energie €/5 Jahre Stromverbrauch €/5 Jahre Investition + Installation €/5 Jahre = € versus € 1,4 Jahr

9 Rückvergütung mit Berücksichtigung der grünen Energie
Ersparnis an el. Energie €/5 Jahre Grüne Energie €/5 Jahre Stromverbrauch €/5 Jahre Investition + Installation €/5 Jahre = € versus = € 0,73 Jahr

10 BETRIEBSEINSPARUNGEN versus BETRIEBSMEHRKOSTEN (organische Stoffe mitgerechnet)
Faulgasausbeute 4. Generation der Lysiereinrichtung – Aufschlußgrad 3,6% 5. Generation der Lysiereinrichtung – Aufschlußgrad 6,9% Durchschnittlicher Aufschlußgrad von 4,7% - Erhöhung der spez. Faulgasausbeute um 15,7% Ohne Desintegration t org. Stoffe = Nm3 (0,638 Nm3/kg org. Stoffe im Rohschlamm) – 133 Tage Mit Desintegration Nm3 * 1,157 = Nm3 (0,738 Nm3/kg org. Stoffe im Rohschlamm) 1 Nm3 = ca. 2 kWh el. Energie, Nm3/133 Tage = kWh/131 Tage (5 Jahre – Tage) El. Energie 0,055 €/kWh + grüne Energie 0,05 €/kWh El. Energie €/5 Jahre + grüne Energie €/5 Jahre – (BETRIEBSMEHRKOSTEN) Erhöhung des Stromverbrauches 4. Generation der Lysiereinrichtung +8-10% (2 Zentrifugen von 4 im Betrieb) 5. Generation der Lysiereinrichtung +35% (1 Zentrifuge von 1 im Betrieb) Insgesamt + 65 €/Tag Betriebsmehrkosten / 3 Zentrifugen €/5 Jahre Investitionskosten – Vergleichsperiode von 5 Jahren – min. Standzeit des Stators / 5 Zentrifugen (2 Zentrifugen als Reserve) Stator + Installation 5 x ( ) = € Rotierende Messer (1Jahr Standzeit) + Installation 5 x 5 x ( ) = € €/5 Jahre

11 Rückvergütung ohne Berücksichtigung der grünen Energie (organische Stoffe mitgerechnet)
Ersparnis an el. Energie €/5 Jahre Stromverbrauch €/5 Jahre Investition + Installation €/5 Jahre = € versus € 1,3 Jahr

12 Rückvergütung ohne Berücksichtigung der grünen Energie (organische Stoffe mitgerechnet)
Ersparnis an el. Energie €/5 Jahre Grüne Energie €/5 Jahre Stromverbrauch €/5 Jahre Investition + Installation €/5 Jahre = € versus = € 0,68 Jahr

13 Rückvergütung - Kommentar
bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung hat man die Lysatgeschirr-Kosten für Investition + Installation für 5 Eindickzentrifugen in Betracht genommen nur 3 von 5 Eindickzentrifugen sind im Betrieb 2 Zentrifugen dienen als Reserve

14 Spezifische Faulgasausproduktion