Optimierte Verfahrenstechnik mit neuen Pumpen und Rührwerken von Landia in Kläranlage auf der Insel Jersey

Da die Wartung der Kompressoren früher sehr kostenintensiv war und auch die Rohrleitungen und Armaturen für Probleme sorgten, gab das wartungsarme Equipment den Ausschlag. Die Wahl fiel auf das Landia-GasMix-System, das durch seine Ebenerdigkeit einen schnellen und einfachen Zugang gewährleistet. Neben mehreren Chopper-Pumpen zur Zerkleinerung von größeren Partikeln enthält das Rührwerk der Landia GmbH ein GasMix-System. Auch nach drei Jahren im Einsatz zeigt die Anlage noch keinerlei Verschleißerscheinungen. Die genutzte Verfahrenstechnik liefert nicht nur eine maximale Gasausbeute, sondern auch Klärschlamm als organisches Düngemittel. So können Wartungskosten in Millionenhöhe eingespart werden.

Jersey, die größte Kanalinsel zwischen Großbritannien und Frankreich, ist nicht nur für ihre Kartoffelsorte, die besonderen Jersey-Rinder oder das Finanzzentrum bekannt, sondern heute auch für das Design und die Effizienz ihrer Kläranlagen. Im Zuge der Modernisierung derselben strebte das verantwortliche Prozessingenieurunternehmen Doosan Enpure eine lange Lebensdauer bis mindestens 2035 an. Da die Anlage heute, drei Jahre später, immer noch einwandfrei und klimaneutral läuft, stehen die Chancen, dieses Ziel zu erreichen, äußerst gut.

Als logistische Herausforderung für das Amt für Infrastruktur und Doosan Enpure stellte sich bei der Modernisierung der Inselcharakter heraus: Nebel oder starker Wind können die Anlieferung von Waren wie beispielsweise Ersatzteile nach Jersey verhindern, weshalb die Kläranlage Bellozanne autark sein muss und ein Backup benötigt. Entscheidend waren daher eine hohe Effizienz, eine einfache Wartung und eine hohe Leistung, vor allem für die Pumpen und Rührwerke. Insbesondere die Wartung der Kompressoren, die bei der alten Anlage selbst dann ausfielen, wenn sich nur eine geringe Menge Schaum im alten Gasmischsystem bildete, waren in den vergangenen Jahren ein großer Kostenfaktor. Ebenso sorgten Rohrleitungen und Armaturen für Probleme, da sie nicht für diesen Einsatzzweck ausgelegt waren. „Wir bevorzugten ein Rührwerk, welches bei möglichst niedrigen Wartungskosten eine maximale Gasausbeute erzeugen konnte“, erklärt Gary Davies, Chefingenieur der Kläranlage Bellozanne.

Weniger Wartung durch leicht zugängliches System

Bei der neuen Kläranlage auf Jersey wurde die Ausrüstung nun ebenerdig anstatt auf erhöhten Plattformen errichtet. Dadurch befinden sich keine Hubarbeitsbühnen an der Seite der Tanks, was Zeit und Geld spart. Die außen montierte Ausrüstung verbessert sowohl die Gesundheit als auch die Sicherheit für die Mitarbeiter, da die Notwendigkeit entfällt, in der Höhe und in engen Räumen zu arbeiten. „Die Magnetventile, welche die pneumatischen Zylinder betreiben, wollten wir zudem in einem ebenerdigen, explosionssicheren Gehäuse integriert haben. Ein Absperrventil zwischen Fermentern und den betätigten Ventilen bewirkt nun, dass nicht der ganze Fermenter außer Betrieb gesetzt werden muss, wenn wir ein Problem mit einem Ventil haben“, erklärt Davies die zugrundeliegende Intention. „Flexible Betriebszeiten waren für uns wesentlich wichtiger als Systeme, die ständig unter Volllast fahren. Das gibt dem Bediener Freiraum in Bezug auf die Feinabstimmung, was das Rühren mit maximaler Gasausbeute betrifft“, so der Chefingenieur weiter.

Zusätzliche Kostenersparnis durch Verzicht auf Kalk

In der alten Anlage Bellozanne wurde Kalk verwendet, um die Konsistenz des Schlamms zu verbessern. Dieser verursacht nicht nur den unverwechselbaren Geruch von faulem Fisch, sondern schlug auch jährlich mit rund 89.000 Euro zu Buche. Dieser Ausgabenposten fällt nun komplett weg. Die neue Pasteurisierungstechnologie hält den Schlamm für mindestens vier Stunden bei 55 °C warm, bevor er in die Vergärungsanlage gelangt. Die Fermenter können mit besserem Material beschickt werden, wobei die neuen Pasteurisierer zwar eine wichtige Rolle spielen, eine gute Durchmischung bei der Hochtemperaturzufuhr zu den Fermentern aber ebenfalls von entscheidender Bedeutung ist. Nur so kann sichergestellt werden, dass auch alles richtig verteilt wird. Der Landia-GasMix sorgt hier für die Durchmischung und bietet außerdem eine maximale Gasausbeute, da durch das Blockheizkraftwerk (BHKW) viel Energie erzeugt werden kann. Das wiederum führt zu einer großen Senkung der betrieblichen Aufwendungen.

Neben den Pasteurisierern sieht die Investition in das BHKW nur ein minimales Abfackeln von Gas vor. Alles fließt in das BHKW, sodass nun die überschüssige Wärme zum Erwärmen des Schlamms genutzt werden kann. „Durch die Anpassungen im BHKW in Kombination mit den neuen Dosiermöglichkeiten hat sich der ganze Fokus unserer Arbeit verändert: Anstatt ständig zu überwachen und gegebenenfalls gleich zu warten, können wir nun jeden Tag die Gasproduktion überprüfen und optimieren, um noch bessere Ergebnisse zu erzielen“, ergänzt Davies. „So lässt sich schnell feststellen, ob wir mehr oder weniger verdicken oder Fördermengen ändern müssen. Um die richtigen Maßnahmen ergreifen zu können, wird eingehendes und ausgehendes Material täglich von uns dokumentiert.“

Verhinderung von Kalkablagerungen durch zusätzliche Luftleitung stellen kein Problem dar

Ein Bereich, der jedoch viel mehr als nur eine Feinabstimmung erforderte, war die kontinuierliche Ablagerung von Kalk am Wärmetauscher der neuen Anlage, was eine wöchentliche Reinigung notwendig machte. Dies stand im Widerspruch zu Bellozannes Anspruch nach einem wartungsarmen Betrieb. Anfangs wurden dafür die Wärmetauscher verantwortlich gemacht. Nachdem eine Serien- und Parallelschaltung der Wärmetauscher keine Verbesserung brachte, lag die Lösung in der Einführung einer Luftleitung. „Unsere Wärmetauscher haben nun keine Probleme, die erforderlichen Temperaturen zu erreichen und benötigen jetzt nur noch eine sehr geringfügige Reinigung. Der zusätzliche Verschleiß an den Rührwerkpumpen des Pasteurisierers durch belüfteten Schlamm wurde durch ein Upgrade auf gehärtete Laufräder zur Erhöhung der Lebensdauer gelöst“, erläutert Davies.

Hohe Anfangsinvestitionen gleichen sich durch Einsparungen bei der Wartung aus

Weitere Pumpen von Landia wurden auch in die drei getrennten Tanks eingebaut, die Faulschlamm, eingedickten Schlamm und nicht eingedickten Schlamm aus dem letzten Klärbecken enthalten. Um die Gesamtverweilzeit zu maximieren, wird der nicht eingedickte Schlamm schließlich verdickt und dem Eindickungstank hinzugefügt. Seit der Installation 2015 benötigte keine der Pumpen Ersatzteile. Gleiches gilt für die Chopperpumpen an den GasMix-Systemen, was für eine besonders hohe Verschleißfreiheit spricht.

Für die Schlammkonsistenz ist außerdem eine gute Durchmischung essentiell. Insgesamt gesehen entsteht ein positiver Dominoeffekt: Es fällt eine viel geringere Menge an Sand, Schlamm und Verzopfungen an als vor der Modernisierung, als noch kostspielige Tankwagen bestellt werden mussten, um diese Überschüsse abzutransportieren. Zudem musste ein Fermenter früher in so einem Fall komplett außer Betrieb genommen werden. „Insgesamt – vor allem auch ohne den Einsatz von Kalk – liefert die Anlage nun ein viel besseres Endprodukt, das von Landwirten gern als organischer Dünger angenommen wird“, berichtet Davies.

Obwohl die neue Anlage wesentlich komplexer gehalten ist, hat die Modernisierung zu sinkenden Kosten geführt. Trotz hoher Investitionen, die anfangs nötig waren, werden nun jährlich etwa 3,3 Millionen Euro an Wartungskosten eingespart. „Die Leistung der Anlage mit dem wartungsarmen Konzept von Landia beweist, dass unserer Rechnung aufgeht“, so Davies.