Behandeling van organisch fermentatieafval bij Stadtwerke Münster
Efficiënte slibontwatering met decanters
Groene stroom
Het grootste deel van de groene stroom voor Münster wordt geproduceerd door de gecombineerde warmte- en stroominstallatie in Coerde, waar sinds vorig jaar eveneens GE-decanters worden gebruikt.
De zogenaamde “Bio-Stab”-methode wordt gebruikt voor het omzetten van organisch afval in energie. Het organische afval wordt verzameld en zorgvuldig gereinigd om vreemde voorwerpen zoals plastic, metaal of stenen/zand te verwijderen; vervolgens wordt het afgebroken tot kleine deeltjes, gemengd met verwerkingswater en toegevoerd naar de vergistingstank voor fermentatie. Men laat de slibachtige massa 15 dagen gisten bij 55°C onder volledig anaerobe omstandigheden, d.w.z. zonder zuurstof. Tijdens deze periode produceert de installatie biogas met een methaangehalte van 50 tot 60 procent en een kooldioxidegehalte van 40 tot 50 procent; dit wordt naar de naastgelegen warmte- en stroominstallatie gevoerd, waar het wordt omgezet in energie. Op deze manier wordt er jaarlijks (netto) gemiddeld 3000 MWh elektriciteit en 3500 MWh warmte gegenereerd in Münster.
Twee decanters ontwateren dagelijks 300 tot 400 m³ biomassa
Sinds april 2009 wordt het vergiste slib ontwaterd door twee decanters van het type UCA 501. Met lage bedrijfskosten en een laag energieverbruik ontwateren deze decanters dagelijks 300 tot 400 m3 biomassa. De twee milieuvriendelijke decanters hebben twee oudere machines vervangen. Er werd een aanbestedingsprocedure gestart met zes fabrikanten; drie bedrijven stuurden offertes in voor de selectieprocedure van Stadtwerke Münster selection process. Tijdens dit proces vielen de andere kandidaten af en bleef alleen GEA over. “De gezamelijke intensieve projectplanning, het bezoek aan decanterinstallaties in vergelijkbare installaties en niet in de laatste plaats de plaatselijke test met een mobiele installatie overtuigde Stadtwerke Münster ervan om de bestaande centrifuges te vervangen met technologie die geleverd wordt door GEA.
Wij waren vooral onder de indruk van de decanters van GEA door de goede referenties vergeleken met andere biogasfermentatie-installaties”, aldus Udo Hibbeler, Operations Manager bij Stadtwerke Münster voor fermentatie van organisch afval.
Onderhoudscontract biedt budgettaire zekerheid
“Een andere cruciale factor was ervoor te zorgen dat het mogelijk zou zijn om reparatiekosten op de middellange termijn te berekenen. GEA was de enige decanterfabrikant die ons een redelijk onderhoudscontract kon aanbieden. Wij beschouwen dat als een zeer positief aspect. Een fabrikant moet vertrouwen hebben in zijn eigen machines. Het bedrijf moet zó zeker zijn van zijn eigen producten dat het een onderhoudscontract kan berekenen, en dat deed GEA“, voegt Udo Hibbeler eraan toe. Samen met GEA hebben we een formule ontwikkeld met variabelen zoals het aantal machines, snelheid, verwerking per uur en bedrijfstijd per dag, en deze gegevens zijn gebruikt om een jaarlijkse bedrijfstijd en een vastgesteld onderhoudstarief te berekenen. “De onderhoudskosten zijn daarom niet vast; integendeel, wij kunnen de jaarlijkse kosten zelf beïnvloeden door de manier waarop we de installatie gebruiken.”
In het onderhoudscontract zijn waarden voor verwerkingscapaciteit, ontwateringsgraad en kwaliteit van het centraat gedefinieerd. “Dit onderhoudscontract, dat voor een periode van tien jaar is, richt zich op de belangrijkste aspecten van budgettaire zekerheid en de mate waarin reparatiekosten planbaar zijn. Wij gaan er echter vanuit dat over de gehele periode van tien jaar genomen, we veel goedkoper kunnen werken dan het geval zou zijn bij ongeplande “ad hoc reparaties” die niet van tevoren berekend kunnen worden”, aldus Udo Hibbeler.
GEA voldeed aan nog een ander criterium met betrekking tot het plaatsen van de order. “Wij wilden positieve resultaten in de voorafgaande tests zien, en in de eindanalyse werden die alleen behaald door twee leveranciers”, verklaart de Operations Manager. GEA voerde de twee test op een bijzonder elegante manier uit door middel van een mobiele installatie die op locatie werkte met origineel materiaal. Een van de twee bestaande machines werd gedurende een week losgekoppeld en in plaats daarvan werd de mobiele installatie gebruikt.
Standaardmachines met standaard reserveonderdelen
Bovendien nam Stadtwerke Münster de bewuste beslissing om geen aangepaste producten te gebruiken, zoals eerder het geval was geweest, maar om standaard machines te gebruiken. “Op die manier zijn we er zeker van dat als het nodig is, er een originele rotor op voorraad is als reserveonderdeel bij GEA”, aldus Udo Hibbeler. Met de UCA 501 is GEA erin geslaagd om een krachtige ontwateringsdecantor met een modern ontwerp en met fundamenteel verbeterde prestaties te bouwen, in combinatie met een gelijktijdige verlaging van de service- en bedrijfskosten. De milieuvriendelijke decanter heeft een ontwerp met een diepe kom. De speciale vorm van de rotor zorgt in combinatie met de hoge rotorsnelheid voor hoge verwerkingsprestaties. De robuuste meerfasige planeetaandrijving zelf genereert een hoge scroltorsie voor optimale ontwatering, die tevens constant blijft bij hoge differentiële snelheden. Ondanks de hoge verwerkingscapaciteit en de aanzienlijk hogere torsie is de specifieke energiebehoefte minder dan 1 kW/m³.
Hoge beschikbaarheid van de installatie
Stadtwerke Münster besloot ook om voor veiligheid te kiezen met betrekking tot de beschikbaarheid van de installatie door de ontwateringscapaciteit per decanter te verdubbelen in vergelijking met de oude machine, van 15 tot 30 kubieke meter per uur. Op die manier kan, als een machine gerepareerd moet worden, het proces worden aangepast door de trommelsnelheid en verwerkingscapaciteit te verhogen, zodat één machine de ontwatering van het residu voor zijn rekening kan nemen. “Omdat we normaal gesproken ongeveer 15 tot 18 kubieke meter per uur per machine ontwateren gedurende acht tot twaalf uur per dag, zijn we in staat om de totale hoeveelheid met slechts één centrifuge met 30 kubieke meter per uur te verwerken, als de andere machine gerepareerd of stilgezet moet worden. Dit betekent dat we een veel hogere beschikbaarheid van de installatie hebben”, verklaart Udo Hibbeler.
“De nieuwe decanters werken met 2600 omwentelingen per minuut; deze snelheid is lager dan de eerdere snelheid van 2950 omwentelingen, wat leidt tot een verdere reductie van het energieverbruik. We verkrijgen centraatwaarden die meestal lager zijn dat de cijfers die we vroeger behaalden. De ontwateringsefficiëntie is ruwweg ongewijzigd gebleven op ongeveer 35 procent droge stof.
De vaste stoffen die uit de decanters komen met ongeveer 35 procent droge stof, met waardevolle organische bestanddelen, is verse compost die verder verwerkt moet worden volgens de richtlijnen met betrekking tot organisch afval. Voor dit doel wordt het Bio-Stab materiaal dat verkregen wordt uit dit proces vermengd met vers tuinafval; dit wordt gemaakt in de naastgelegen tuinafvalcompostfaciliteit van de stand Münster, die compost van een zeer hoge kwaliteit produceert, die de inwoners van Münster tegen een kleine vergoeding kunnen kopen.
Verwisseling zonder onderbreking van de productie
De stad Münster profiteerde dubbel van het feit dat de nieuwe milieuvriendelijke decantor ook beschikbaar is als mobiele installatie voor testdoeleinden. Na de succesvolle tests met de mobiele installatie werd de semi-trailer opnieuw gebruikt bij het proces van montage en inbedrijfstelling van de decanters. “Dit omdat de nieuwe machines geïnstalleerd moesten worden op de plaats van de bestaande machines”, legt Udo Hibbeler uit. Om ervoor te zorgen dat de lopende werking van de vergistingsinstallatie niet onderbroken hoefde te worden, ondanks het feit dat de oude machines gedemonteerd moesten worden, werd de mobiele decanter gebruikt voor de ontwatering van het slib voor een overgangsperiode van twee weken. Hierdoor werd een probleemloze voortgang verzekerd. “Anders zouden we te maken hebben gehad met het probleem van een aanzienlijke onderbreking van de productieve tijd. De levertijden en de demontage-/montagetijden waren aanzienlijk korter dan de tijden die gespecificeerd werden door de concurrentie. En tot slot accepteerde GEA de gebruikte machines als gedeeltelijke betaling. Zeer gunstig vanuit ons perspectief.” Stadtwerke Münster is tevreden over de manier waarop de decanters nu al een jaar probleemloos werken. En GEA voldeed aan de eis van Stadtwerke Münster met betrekking tot zekerheid van financiële planning met het 10-jarige onderhoudscontract. ”Dit gaf ons een zeer goed gevoel over het hele project“, aldus Udo Hibbeler.
