Fermentazione dei rifiuti organici in Stadtwerke Münster
Efficiente disidratazione dei fanghi con i decanter
Energia verde
La maggior parte dell'energia verde di Münster è prodotta dalla centrale termoelettrica di Coerde dove, dall'inizio dell'anno scorso, sono in funzione anche i decanter GEA.
Per la trasformazione dei rifiuti organici in energia si utilizza il metodo Bio-Stab. I rifiuti organici vengono raccolti e puliti accuratamente per rimuovere sostanze estranee come plastica, metallo o pietre/sabbia; i rifiuti vengono quindi frammentati, mescolati con acqua di processo e convogliati nel digestore per la fermentazione. La massa fangosa viene lasciata fermentare a 55° C per 15 giorni in condizioni strettamente anaerobiche, vale a dire in totale assenza di ossigeno. In questo periodo di tempo l'impianto produce biogas con un contenuto di metano del 50–60% e un contenuto di anidride carbonica del 40-50%; il biogas viene quindi inviato alla vicina centrale termoelettrica per essere trasformato in energia. Attraverso questo processo, Münster produce in media 3000 MWh di elettricità e 3500 MWh di calore (netti) all'anno.
I due decanter disidratano da 300 a 400 m³ di biomassa al giorno
Da aprile 2009, il fango digerito viene disidratato da due decanter UCA 501. Con bassi costi di esercizio e ridotti consumi energetici, i decanter sono in grado di trattare da 300 a 400 m3 di biomassa al giorno. I due decanter ambientali hanno sostituito due macchine più vecchie. L'invito a partecipare alla gara d'appalto è stato inviato a sei produttori e tre aziende hanno presentato le proprie offerte per la selezione da parte di Stadtwerke Münster. Al termine del processo di selezione, tra i concorrenti in gara è rimasta solo GEA. "L'intenso lavoro comune di pianificazione del progetto, le visite ai decanter installati in impianti di riferimento e le prove in loco con una installazione mobile hanno convinto Stadtwerke Münster a sostituire le vecchie centrifughe con le tecnologie offerte da GEA.
Siamo stati favorevolmente impressionati dalle buone referenze dei decanter GEA rispetto ad altri impianti di fermentazione per biogas" ha dichiarato Udo Hibbeler, Operations Manager di Stadtwerke Münster per la fermentazione dei rifiuti organici.
Contratto di manutenzione per un'affidabile previsione dei costi
"Era essenziale anche garantire la possibilità di calcolare i costi di riparazione a medio termine. GEA era l'unico produttore di decanter in grado di offrirci un adeguato contratto di manutenzione. Valutiamo molto positivamente questo aspetto. Un produttore deve avere fiducia nelle proprie macchine e conoscere così bene i propri sistemi da essere in grado di calcolare preventivamente i costi di un contratto di manutenzione. GEA l'ha fatto" aggiunge Udo Hibbeler. Insieme a GEA abbiamo messo a punto una formula includendo variabili come il numero di macchine, la velocità, la produzione oraria e il tempo di funzionamento giornaliero. In base a questi dati abbiamo calcolato un tempo d'esercizio annuale e definito una frequenza di manutenzione. "Pertanto i costi di manutenzione non sono fissi, ma possono variare in base al nostro utilizzo dell'impianto".
Il contratto di manutenzione definisce i valori relativi a capacità di produzione, grado di separazione dei liquidi e qualità dell'acqua di scarto. "Questo contratto di manutenzione di durata decennale tiene conto di aspetti fondamentali come l'affidabilità dei preventivi di spesa e la possibilità di pianificare i costi di riparazione. Prevediamo anche che, nell'arco dell'intero periodo di dieci anni, potremo ridurre i costi d'esercizio eliminando le riparazioni "ad hoc" non pianificate e non quantificabili" spiega Udo Hibbeler.
GEA ha soddisfatto un ulteriore criterio per l'assegnazione della commessa. "Volevamo potere valutare concretamente i risultati nelle prove preliminari e solo due fornitori ci offrivano questa possibilità" dichiara l'Operations Manager. GEA ha adottato una soluzione ottimale per le prove preliminari, portando in loco una installazione mobile che ha funzionato con materiale originale. Una delle due macchine esistenti è stata scollegata per un periodo di una settimana e al suo posto è stata utilizzata l'installazione mobile.
Macchine standard con ricambi standard
Stadtwerke Münster ha inoltre deciso di non utilizzare prodotti personalizzati come in passato, ma di scegliere macchine standard. "In questo modo siamo certi che, se necessario, un rotore originale sarà disponibile come ricambio presso i magazzini di GEA" spiega Udo Hibbeler. Con il modello UCA 501, GEA ha realizzato un decanter per la separazione dei liquidi di moderna concezione, ad alte prestazioni e a bassi costi d'esercizio e di manutenzione. Il decanter ambientale ha una struttura a bacino profondo. La particolare geometria e l'alta velocità del rotore garantiscono un'elevata produttività. Il robusto azionamento planetario multistadio genera un'elevata coppia della coclea per una separazione ottimale dei liquidi, che si mantiene costante anche ad alte velocità differenziali. Nonostante l'alta capacità di produzione e la coppia robusta, il consumo specifico di energia è inferiore a 1 kW/m³.
Alta disponibilità dell'impianto
Stadtwerke Münster ha inoltre voluto garantire la disponibilità dell'impianto raddoppiando la capacità di disidratazione per decanter rispetto alle macchine precedenti: da 15 a 30 metri cubi all'ora. In questo modo, se una macchina deve essere sottoposta a manutenzione, il processo può essere adattato aumentando la velocità del tamburo e la capacità di produzione in modo che una sola macchina possa gestire la disidratazione dei residui. "Poiché normalmente disidratiamo da 15 a 18 metri cubi all'ora per macchina, per 8–12 ore al giorno, possiamo trattare la quantità totale con una sola centrifuga funzionante a 30 metri cubi all'ora quando sia necessario sottoporre a manutenzione o fermare una macchina. Questo si traduce in una disponibilità dell'impianto molto maggiore" spiega Udo Hibbeler.
"I nuovi decanter funzionano a 2600 giri al minuto, quindi a minore velocità rispetto ai 2950 giri al minuto delle macchine precedenti, risparmiando energia. Otteniamo valori dell'acqua di scarto mediamente inferiori a quelli che ottenevamo in passato. L'efficienza di separazione dei liquidi è rimasta pressoché invariata al 35% circa di materia secca.
I solidi scaricati dai decanter con il 35% circa di materia secca, ricca di preziosi componenti organici, sono compost fresco che deve essere ulteriormente decomposto secondo quanto previsto dall'Ordinanza sui rifiuti organici. A questo scopo, il materiale Bio-Stab che si ottiene da questo processo viene mescolato con scarti vegetali freschi e trattato nell'adiacente impianto di compostaggio del comune di Münster per produrre compost di alta qualità che i cittadini possono acquistare a basso prezzo.
Continuità operativa durante l'installazione
Il comune di Münster ha tratto un doppio vantaggio dalla possibilità di disporre del nuovo decanter ambientale anche come installazione mobile a scopo di prova. Dopo l'esito positivo delle prove con l'installazione mobile, il semirimorchio è stato utilizzato nuovamente durante il processo di assemblaggio e messa in servizio dei decanter. "Le nuove macchine dovevano essere installate al posto delle precedenti" spiega Udo Hibbeler. Per garantire la continuità operativa dell'impianto di fermentazione anche durante lo smantellamento delle vecchie macchine, è stato utilizzato il decanter mobile che per due settimane ha provveduto alla disidratazione dei fanghi evitando interruzioni del ciclo di trattamento. "Diversamente, avremmo dovuto affrontare i problemi legati a lunghe interruzioni delle operazioni. I tempi di consegna e di montaggio/smontaggio sono stati molto più brevi di quelli offerti dalla concorrenza. Infine, GEA ha ritirato e valutato le macchine usate. Un'operazione molto conveniente dal nostro punto di vista". Ad oltre un anno dall'installazione, Stadtwerke Münster è soddisfatta dei decanter che fino ad oggi hanno funzionato senza problemi. Inoltre, con il contratto di manutenzione decennale, GEA ha garantito a Stadtwerke Münster una pianificazione finanziaria affidabile. "La nostra soddisfazione è completa" conclude Udo Hibbeler.
