DWA Lehrerbesprechung

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1 DWA Lehrerbesprechung
11.02 – Biologische Klärgasentschwefelung im Klärwerk Augsburg Hubert Kraus SGL Verfahrenstechnik Klärwerk Augsburg 0821 /

2 Übersicht Überschuss-Schlamm aus der biologischen Reinigung
Primärschlamm aus der Vorklärung Klärgas ~ m³/Tag ca. 2/3 Methan ca. 1/3 Kohlendioxid Heizwert ca. 6 kWh/m³ H2S ppm 4 t Schwefel/Jahr als SO2 Fäkalien, Fette, diverse Cosubstrate Fällung mit Eissen/Aluminium Produkt Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

3 Grundlagen Rechtliche Gründe BImSchG i. V. TA Luft
Auflage der R.v.S für die BHKW - Anlage: H2S < 50 ppm im Klärgas Emissionsgrenzwerte für BHKW - Anlage (CO, NO2, SO2, Formaldehyd) Technische Gründe Schädigung der Katalysatoren Versäuerung des Motoröls (kürzere Ölwechselintervalle) Korrosion an der Abgasanlage Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

4 Planung der Anlage Verfahrenswahl bei der Gasentschwefelung
Es gibt drei wesentliche Verfahrensarten biologische Entschwefelung (mit Mikroorganismen) chemisch-adsorptive (mit Eisenerz) physikalisch-adsorptive Verfahren (mit Aktivkohle) Vorplanung → 11 verschiedene Verfahren Anforderungen hohe Reinigungsleistung hohe Betriebssicherheit Wirtschaftlichkeit Ergebnis Kombination aus biologischem Verfahren und anschließende Feinreinigung über Aktivkohle Auslegung der Anlage: max m3/h mit max. 800 ppm H2S Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

5 Übersicht Drehkolbengebläse Biologischer Reaktor Gastrocknung
Neutralisationsreaktor Aktivkohle zur Siloxanentfernung jodierte Aktivkohle zur Restentschwefelung Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

6 Übersicht Biologischer Reaktor Neutralisationsreaktor
Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

7 Gebläseraum Druckerhöhung
Vordruck aus der Faulung ist nicht ausreichend, um die Druckwiderstände der Entschwefelungsanlage zu überwinden → 2 Druckerhöhungsgebläse Luftbeimischung Bakterien im nachfolgenden biologischen Reaktor benötigen Sauerstoff zum Atmen → 2 Luftgebläse (5 Volumenprozent Luft) Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

8 Biologischer Reaktor Biologischer Reaktor
Im biologischen Reaktor wird das Klärgas von einer Bakteriensuspension (Einzeller Thiobacillus) durchspült. Die Bakterien scheiden aus dem Gas Schwefelsäure und elementaren Schwefel aus. Voraussetzungen für biologischen Schwefelabbau: Mikroorganismen Sauerstoff Dünger Schwefelquelle (Schwefelwasserstoff) Kohlenstoffquelle (Kohlendioxid) Prozessbedingungen (pH-Wert, Temperatur…) Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

9 Neutralisationsreaktor
Die Schwefelsäure, die aus dem biologischen Reaktor mit dem Gasstrom ausgetragen wird, würde die nachfolgenden Anlagenteile angreifen und wird daher in einem kleineren Wäscher mit Natronlauge neutralisiert und ausgewaschen. Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

10 MSR-Technik Gastrocknung
Um Kondensatausfall in den nachfolgenden Anlagenteilen zu vermeiden wird der zu 100% wassergesättigte Gasstrom getrocknet. Dies erfolgt durch Abkühlen (Brauchwasser, Kaltwassersatz) und wieder Aufheizen (Wärmenetz Klärwerk) des Gases. Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

11 Aktivkohleadsober Aktivkohleadsorber
3 Behälter mit Aktivkohle zur Siloxanentfernung 2 Behälter mit Aktivkohle zur Restentschwefelung bzw. als Redundanz zur biolog. Entschwefelung

12 MSR-Technik Messen, Steuern, Regeln
Konzentrationen (Sauerstoff, Schwefelwasserstoff) Mengen (Durchflüsse) physikalische Parameter (Drücke, Temperaturen, etc.) Steuerungs- und Regelkonzept Überwachungskonzept Sicherheitskonzept Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

13 MSR-Technik CH4, CO2 0-100 Vol.-% Infrarot-Zweistrahl
Gas Messbereich Messprinzip Wiederhol- barkeit Drift/Jahr CH4, CO2 0-100 Vol.-% Infrarot-Zweistrahl P. und T.-Korrektur ± 0,2 Vol.-% ± 1,5 Vol.-% O2 0-25 Vol.-% Elektrochemisch ± 0,1 Vol.-% ± 2,5 Vol.-% H2S 0-20 ppm 0-200 ppm ppm ± 0,5 bis ± 50 ppm ± 2,5 bis ± 300 ppm Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

14 MSR-Technik Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

15 Zusammenfassung Zeitschiene Planungsbeginn 04 / 2008
Baubeginn 04 / 2010 Inbetriebnahme 12 / 2011 Projektgesamtkosten ca. 2,4 Mio € Betriebserfahrungen bis heute … Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

16 Betriebserfahrungen sehr hohe Betriebssicherheit
alle Aggregate sind redundant ausgelegt die biologische Entschwefelung kann bei Wartung oder Störungen im Bypass über die beiden Aktivkohlebehälter gefahren und somit ersetzt werden der biologische Abscheidegrad bzgl. H2S (ohne Aktivkohle) liegt bereits bei > 99 % sehr geringer Verbrauch an Hilfsmitteln, d. h. ca Liter pro Jahr 50 % - ige Natronlauge und ca Liter pro Jahr handelsübliche Nähstofflösung = NPK Flüssigdünger ( ) sehr geringer Personalaufwand für Betreib und Wartung deutliche Verlängerung der Wartungsintervalle für die BHKW´s bzgl. Ölwechsel und Reinigung der Wärmetauscher sowie geringere Korrosion an der Abgasanlage und an den Katalysatoren dagegen stehen die hohen Investitionskosten von ca. 2,4 Mill. € u. a. auch bedingt durch den erforderlichen Ex- Schutz in der gesamten Anlage und die vollständige Visualisierung und Überwachung über unsere zentrale Schaltwarte Februar Hubert Kraus Lehrerbesprechung

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Wir sind Heute davon Überzeugt, dass wir eine gute Entscheidung getroffen haben. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Hubert Kraus SGL Verfahrenstechnik Klärwerk Augsburg 0821 /