Przetwarzanie odpadów organicznych przez fermentację w Stadtwerke Münster
Skuteczne odwadnianie osadu z użyciem dekanterów
Ekologiczna energia
Większość ekologicznej energii dla miasta Münster jest wytwarzana przez elektrociepłownię w Coerde, gdzie także od początku ubiegłego roku stosowane są dekantery GEA.
Tak zwana metoda „biostabilna” służy do konwersji odpadów organicznych na energię. Odpady organiczne są zbierane i starannie czyszczone, aby usunąć obce substancje, takie jak tworzywa sztuczne, metal lub kamienie/piasek; następnie są rozbijane na małe cząstki, mieszane z wodą procesową i dostarczane do komory fermentacyjnej, gdzie przebiega fermentacja. W temperaturze 55°C ta przypominająca osad masa fermentuje przez 15 dni w ściśle anaerobowych warunkach, tj. bez najmniejszej ilości tlenu. W tym czasie instalacja wytwarza biogaz z zawartością metanu wynoszącą od 50 do 60% oraz dwutlenku węgla w granicach od 40 do 50%; jest on dostarczany do sąsiedniej elektrociepłowni, gdzie zostaje przekształcony w energię. W ten sposób w Münster wytwarza się średnio każdego roku 3000 MWh energii elektrycznej oraz 3500 MWh ciepła (netto).
Dwa dekantery odwadniają od 300 do 400 m³ biomasy każdego dnia
Od kwietnia 2009 roku osad przefermentowany jest odwadniany przez dwa rodzaje dekanterów UCA 501. Cechujące się niskimi kosztami operacyjnymi i niskim zużyciem energii dekantery odwadniają od 300 do 400 m3 biomasy każdego dnia. Dwa ekologiczne dekantery zastąpiły dwa urządzenia starszej generacji. Zaproszenia do składania ofert zostały przesłane do sześciu producentów, a trzy firmy początkowo złożyły oferty w procesie wyboru prowadzonym przez Stadtwerke Münster. W procesie wykluczono inne firmy, a na końcu pozostała tylko GEA. „Wspólne intensywne planowanie projektu, odwiedzenie instalacji dekanterów w obiektach referencyjnych, a także próba na miejscu z użyciem mobilnej instalacji przekonały Stadtwerke Münster do wymiany istniejących wirówek z użyciem technologii dostarczonej przez GEA.
Byliśmy pod szczególnym wrażeniem dekanterów GEA z uwagi na dobre referencje w porównaniu z innymi instalacjami fermentacji biogazu” — oświadczył Udo Hibbeler, dyrektor operacyjny ds. fermentacji odpadów organicznych w Stadtwerke Münster.
Umowa na konserwację gwarantuje rzetelność budżetową
„Kolejnym istotnym czynnikiem było zapewnienie, że możliwe będzie obliczenie kosztów naprawy w perspektywie średnioterminowej. GEA była jedynym producentem dekanterów zdolnym do zaoferowania nam rozsądnej umowy na konserwację. Uważamy to za bardzo pozytywny aspekt. Producent musi ufać własnym urządzeniom. Firma musi być tak pewna ich działania, że jest w stanie dokonać obliczeń związanych z umową na konserwację i tak właśnie uczyniła GEA” — dodał Udo Hibbeler. Wspólnie z GEA opracowaliśmy wzór obejmujący takie zmienne jak liczba urządzeń, prędkość, przepustowość na godzinę oraz dzienny czas działania i te dane posłużyły do obliczenia czasu działania w ciągu roku oraz określonej stawki za konserwację. „Koszty konserwacji nie są więc stałe; wręcz przeciwnie — możemy wpłynąć na roczne koszty przez sposób, w jaki obsługujemy instalację”.
Umowa na konserwację określa wartości przepustowości, stopnia odwadniania i jakości odcieku z wirowania. „Ta umowa na konserwację, która obowiązuje przez dziesięć lat, skupia się na kluczowych aspektach rzetelności budżetowej i na zakresie, w jakim koszty naprawy można zaplanować. Jednakże zakładamy też, że w perspektywie tych dziesięciu lat zdołamy prowadzić eksploatację w sposób znacznie bardziej oszczędny niż miałoby to miejsce w przypadku nieplanowanych, doraźnych napraw, których nie da się skalkulować” — powiedział Udo Hibbeler.
GEA spełniła kolejne kryterium odnośnie składania zamówienia. „Chcieliśmy zobaczyć pozytywne rezultaty w próbach przedprodukcyjnych i w ostatecznej analizie osiągnęło to zaledwie dwóch dostawców” — oświadczył dyrektor operacyjny. GEA przeprowadziła próby przedprodukcyjne w wyjątkowo elegancki sposób za pomocą mobilnej instalacji, która działała na miejscu z użyciem oryginalnego materiału. Jedno z dwóch istniejących urządzeń zostało odłączone na okres jednego tygodnia, a w zamian stosowana była instalacja mobilna.
Standardowe urządzenia ze standardowymi częściami zamiennymi
Ponadto przedsiębiorstwo Stadtwerke Münster podjęło celową decyzję, żeby nie stosować produktów wykonanych na specjalne zamówienie, jak uprzednio, lecz zamiast tego skorzystać ze standardowych urządzeń. „W ten sposób mamy pewność, że w razie potrzeby oryginalny wirnik będzie dostępny jako część zamienna w magazynie GEA” — powiedział Udo Hibbeler. GEA za sprawą UCA 501 odniosła sukces polegający na zbudowaniu wysokowydajnej wirówki odwadniającej o nowoczesnej konstrukcji i znacznie ulepszonej wydajności w połączeniu z równoczesną redukcją kosztów serwisowych i roboczych. Ten ekologiczny dekanter ma konstrukcję typu „deep pond”. Specjalny kształt wirnika w połączeniu z dużą prędkością obrotową gwarantuje wysoką przepustowość. Już sama solidna wielostopniowa przekładnia planetarna generuje wysoki moment obrotowy do optymalnego odwadniania, które utrzymuje się na stałym poziomie nawet przy dużych różnicach prędkości. Pomimo wysokiej przepustowości i znacznie większego momentu obrotowego, zapotrzebowanie na energię właściwą wynosi poniżej 1 kW/m³.
Wysoka dyspozycyjność instalacji
Przedsiębiorstwo Stadtwerke Münster zdecydowało się także zachować bezpieczeństwo w zakresie dyspozycyjności instalacji, dwukrotnie zwiększając zdolność odwadniania każdego dekantera w porównaniu ze starymi urządzeniami z 15 do 30 metrów sześciennych na godzinę. W ten sposób, gdy urządzenie musi być serwisowane, proces można dostosować, zwiększając prędkość bębna i przepustowość w taki sposób, aby tylko jedno urządzenie mogło obsłużyć odwadnianie odpadów. „Ponieważ z reguły jedno urządzenie odwadnia około 15 — 18 metrów sześciennych na godzinę w okresie od ośmiu do dwunastu godzin każdego dnia, jesteśmy w stanie obsłużyć całą ilość z użyciem tylko jednej wirówki działającej z wydajnością 30 metrów sześciennych na godzinę, jeżeli jedno urządzenie musi zostać serwisowane lub wyłączone. To oznacza, że uzyskaliśmy znacznie większą dyspozycyjność instalacji” — mówi Udo Hibbeler.
„Nowe dekantery działają z prędkością 2600 obrotów na minutę; jest to prędkość niższa niż poprzednie 2950 obrotów na minutę, co daje dalszą oszczędność w zakresie zużycia energii. Osiągamy wartości odcieku z wirowania, które są przeważnie niższe od poprzednio uzyskiwanych. Skuteczność odwadniania pozostała prawie niezmieniona przy około 35% suchej masy.
Substancje stałe odprowadzane przez dekantery z zawartością około 35% suchej masy z cennymi składnikami organicznymi stanowią świeży kompost, który musi zostać poddany dalszym procesom gnilnym zgodnie z rozporządzeniem w sprawie odpadów organicznych. W tym celu biostabilna gleba, która jest uzyskiwana z tego procesu zostaje zmieszana ze świeżymi odpadami ogrodowymi; jest kompostowana w sąsiednim zakładzie kompostowania odpadów ogrodowych miasta Münster, co prowadzi do produkcji bardzo wysokiej jakości kompostu, który mieszkańcy miasta mogą nabyć za niewielką opłatą.
Przezbrojenie bez zakłócenia pracy
Miasto Münster podwójnie skorzystało na tym, że nowy ekologiczny dekanter jest również dostępny jako mobilna instalacja do testów. Po udanych próbach z użyciem instalacji mobilnej, naczepa została ponownie użyta w trakcie montażu i rozruchu dekanterów. „To dlatego, że nowe urządzenia należało zainstalować w miejscu istniejących” — wyjaśnił Udo Hibbeler. Aby mieć pewność, że nie będzie konieczne przerwanie trwającej pracy instalacji do fermentacji pomimo potrzeby demontażu starych urządzeń, dekanter mobilny posłużył do odwadniania osadu przez dwutygodniowy okres przejściowy, zapewniając w ten sposób bezproblemową eksploatację. „W przeciwnym razie musielibyśmy stawić czoła wyzwaniu związanemu z istotnym zakłóceniem pracy. Okresy dostawy oraz demontażu/montażu były znacznie krótsze w porównaniu z tymi określonymi przez konkurencję. Ponadto GEA przyjęła używane urządzenia jako częściową zapłatę. To bardzo wygodne z naszego punktu widzenia”. Przedsiębiorstwo Stadtwerke Münster jest zadowolone z bezproblemowej eksploatacji dekanterów od ponad roku. Co więcej GEA spełniła wymóg Stadtwerke Münster dotyczący rzetelności planowania finansowego za sprawą dziesięcioletniej umowy na konserwację. „Dało nam to poczucie wielkiego zadowolenia z całego przedsięwzięcia” — powiedział Udo Hibbeler.
