Faulgas-Aufbereitung mit leistungsstarker VOC-Vorreinigung

Vom 21. bis 23. Mai 2019 thematisieren die KlärschlammTage, eine Veranstaltung der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA) in Würzburg, aktuelle politische, rechtliche und verfahrenstechnische Entwicklungen in der Klärschlammbehandlung sowie -entsorgung.
Ein Weg, den Klärwerke in diesem Zusammenhang zunehmend beschreiten, ist die Erzeugung von Biomethan bzw. Bioerdgas aus Klärschlammfaulung. So baut Hitachi Zosen Inova über die deutsche Tochter HZI BioMethan beispielsweise aktuell eine Gasaufbereitung für das Hamburger Klärwerk am Standort Köhlbrandhöft im Hafen der Hansestadt.

Energie Made in Switzerland
Seit nunmehr fünf Jahren hat sich dieses Konzept auch für den Zweckverband der Abwasserregion Solothurn-Emme (ZASE) bewährt. Der Verband konnte in seiner Kläranlage in Zuchwil, der größten im schweizerischen Kanton Solothurn, die zu entsorgende Klärschlamm-Menge durch biologischen Abbau um zirka 40 % verringern.
Hierfür hatte der ZASE 2014 die Kläranlage um eine Klärschlammfaulung mit Trübwasserentstickung erweitert, in der Bakterien in einem anaeroben Prozess die organische Substanz des Klärschlamms in Faulgas zersetzen. Dieses besteht aus rund 65 % Methan (CH4) und 35 % Kohlendioxid (CO2). Als erste Anlage im Kanton entschied sich Zuchwil gegen die Verbrennung des Faulgases und für dessen Aufbereitung zu Bioerdgas. Das geschieht in einer Gasaufbereitungsanlage mittels membranbasierter Gaspermeation. Sie trennt das Kohlendioxid vom Methan ab, welches auf Erdgasqualität veredelt wird. Das so erzeugte Biomethan wird in das Versorgungsnetz der Regio Energie Solothurn eingespeist.

Stofftrennung mit Hohlfasern
Die Trennung des Kohlendioxids vom Methan erfolgt in Membranmodulen mit Hohlfasern aus Hochleistungskunststoffen. Unter Druck wird das biogene Gas in die Hohlfasern eingeleitet. Deren Wände sind für die Methanmoleküle undurchlässig, und so wird hochreines Methan am Ende der Mo- dule abgezogen. Das Kohlendioxid sowie ebenfalls im Gasgemisch enthaltener Wasser- und Stickstoff durchdringen indessen die Membranen. In einem dreistufig verschalteten Prozess entsteht das Bio- methan mit einer Reinheit von über 97 %.

Leistungsstarke Vorreinigung
Die für Klärgase typische schwankende Beschaffenheit des Rohgases beeinflusst Lebensdauer und Leistungsfähigkeit der Membranen. Für deren bestmöglichen Erhalt und zur Vermeidung von Partikeleintrag in das Gasnetz konzipierte HZI BioMethan die Gasaufbereitung mit einer effizienten, umfassenden Vorreinigung des Faulgases. Zunächst wird es gewaschen, in einem Aktivkohlefilter entschwefelt und im Nachgang vorverdichtet.
Ein besonderes Merkmal der Anlage ist die anschliessende adsorptive und regenerierende Rohgasreinigung. Unerwünschte Gaskomponenten wie flüchtige organische Verbindungen (VOC) werden in Filtern durch ein Molekularsieb adsorbiert und können somit die Membranbeschaffenheit nicht beeinträchtigen. Das erhält die hohe Leistung der Membranen. In einem doppelten Filtersystem arbeiten zwei Adsorber in Wechselfunktion. Ist ein Filter vollständig beladen, wird der Gasstrom auf den zweiten umgeleitet, und der bisherige Betriebsadsorber geht in die Desorptionsphase. Diese zyklische, vollautomatische Regeneration des Filtersystems stellt die zuverlässige Vorreinigung bei variierenden Spurenstoffen dauerhaft sicher. Diese Anlagenausführung basiert auf über 10 Jahren Erfahrung in Planung, Bau und Inbetriebnahme von Gasaufbereitungsanlagen für biogene Gase aller Art.

Besuchen Sie uns auf den KlärschlammTagen
Sie finden uns auf der begleitenden Fachausstellung der Tagung vom 21. bis 23. Mai 2019 im Congress Zentrum Würzburg.
Kontakt: Carsten Steentjes, carsten.steentjes@hz-inova.com, T +49 162 4261477