SCHLAMMUMWÄLZUNG – JERSEYS HERVORRAGENDE ANLAGE SETZT MASSSTÄB
Jersey ist die Größte der Kanalinseln zwischen Großbritannien und Frankreich. Sie ist für die Kartoffelsorte Jersey Royal bekannt sowie für ihre Milchprodukte der besonderen Jersey-Rinder. Und jetzt auch noch unter Liebhabern von Technik, Forschung, Design und Effizienz für ihre Kläranlagen.
Zugegebenermaßen werden die Kläranlagen nie in den Tourismus-Broschüren der Kanalinseln aufgeführt, aber als Heimat einer der führenden internationalen Finanzzentren der Welt, weiß man auf Jersey, wie man Geld sinnvoll investiert.
Als die Zeit kam, die 1959 gebauten Faultürme der Kläranlage der Insel zu ersetzen, um zukünftige Umweltstandards zu erfüllen (und um eine Bevölkerung von bereits mehr als 105.000 Menschen bedienen zu können), fanden der Kunde und der Hauptauftragnehmer bald heraus, dass ihre jeweiligen Beweggründe, eine lange Lebensdauer bis 2035 anzustreben, viel gemeinsam haben.
Drei Jahre später sieht die Anlage in Bellozanne, die zeitweise klimaneutral läuft, immer noch wie neu aus. Aber das ist keinem seltsamen Zufall oder dem Golfstromklima auf Jersey geschuldet.
Von Anfang an wussten das Amt für Infrastruktur und das Unternehmen Doosan Enpure, das bei den logistischen Herausforderungen der Insel die oben genannten Kriterien bezüglich Effizienz, einfache Wartung und hohe Leistung entscheidend sind, insbesondere für die Pumpen und Rührwerke der Anlage.
Nebel oder starker Wind können die Anlieferung von Waren nach Jersey verhindern, sodass die Kläranlage Bellozanne unabhängig sein muss und ein Backup benötigt.
„Die neue Anlage gab uns die perfekte Gelegenheit, alte und unerwünschte Probleme durch umsichtige Konstruktion zu lösen“, sagt Bob King, leitender Ingenieur für Abfallstrategie, Mechanik und Verfahrenstechnik des Amtes für Infrastruktur auf Jersey. „Früher zum Beispiel machte uns die kostspielige Wartung der Kompressoren zu schaffen, die selbst dann ausfielen, wenn sich nur eine geringe Menge Schaum in unserem alten Gasmischsystem bildete.
Bei der Abwasserbehandlungsanlage auf Jersey, der größten der Kanalinseln zwischen Großbritannien und Frankreich, wurde die Ausrüstung zu ebener Erde statt auf erhöhten Plattformen errichtet.
Auch Rohrleitungen und Armaturen sorgten für Probleme, da sie einfach nicht für den Einsatzzweck ausgelegt waren.“
Komponenten außerhalb des Tanks Bei der Berücksichtigung des Wunsches von Bellozanne nach einer sehr zuverlässigen Anlage, bei der Ausfallzeiten der Vergangenheit angehören, forschte Doosan Enpure auch nach Equipment, das wartungsarm ist.
„Wir waren uns sofort einig, dass für die drei neuen Faultürme alle Rohrleitungen und beweglichen Teile auf der Außenseite des Tanks sein sollten“, sagt Michelle Macleod, leitender Maschinenbauingenieur. „Außen montierte Ausrüstung würde auch die Gesundheit und Sicherheit für die Mitarbeiter verbessern, indem die Notwendigkeit entfällt, in der Höhe und in engen Räumen zu arbeiten.“
Zusammen mit Gary Davies, Chefingenieur der Kläranlage Bellozanne, führte Bob King, der bereits 25 Jahre auf der Anlage beschäftigt ist, mehrere Exkursionen durch, um geeignete Rührwerke zu finden, die auch den ganzen Tank durchmischen können.
„Irgendwann haben wir Landia in Dänemark besucht, um uns selbst ein Bild zu machen“, berichtet Bob King. „Das Rührwerk Landia GasMix, die Anordnung und nicht zuletzt die Mitarbeiter bei Landia beeindruckten sobald wir eintraten, was uns auch beim Service und Support seitens des Unternehmens Gutes vermuten ließ. Wir wollten keine Betriebsausfälle, die unsere Gasproduktion stören würden. Der niedrigste Preis war nicht unser Ziel – nicht für eine Sekunde. Wir trafen Entscheidungen danach, was langfristig am besten geeignet erschien. Ein Rührwerk, das das meiste Gas bei niedrigsten Wartungskosten erzeugen konnte, bevorzugten wir.“
Neben der Chopper-Pumpe zur Zerkleinerung von größeren Partikeln enthält das Rührwerk Landia GasMix je nach Bedarf mehrere Venturidüsen.
„Landia war sehr hilfreich, weil wir alles zu ebener Erde haben wollten. Also keine Hubarbeitsbühnen an der Seite der Tanks – was Zeit und Geld spart. Und die Magnetventile, die die pneumatischen Zylinder betreiben, wollten wir in einem Gehäuse zu ebener Erde in einem explosionssicheren Gehäuse integriert haben“, erinnert sich Michelle Macleod.
„Wir wollten auch ein Absperrventil zwischen Fermentern und den betätigten Ventilen haben, sodass wir nicht einen ganzen Fermenter außer Betrieb setzen müssen, wenn wir ein Problem mit einem Ventil haben. Die Betriebszeiten flossen auch in die Entscheidung mit ein, Landia zu wählen, anstatt Systeme, die ständig unter Volllast fahren. Das gibt dem Bediener in der Tat die Flexibilität und das Vertrauen zur Feinabstimmung des Rührens für maximale Gasausbeute.“
In der alten Anlage Bellozanne wurde Kalk verwendet, der den unverwechselbaren Geruch faulen Fisches verursacht, um die Behandlung von Schlamm zu einem Preis von 80.000 Britische Pfund zu verbessern. Dieser Ausgabenposten gehört jetzt der Vergangenheit an. Die neue Pasteurisierungstechnologie hält den Schlamm für mindestens vier Stunden bei 55 °C warm, bevor er in die Vergärungsanlage gelangt.
„Neben den Pasteurisierern sieht unsere Investition in unser [Blockheizkraftwerk (BHKW)] nur ein minimales Abfackeln von Gas vor“, sagt Gary Davies. „Es geht alles in das BHKW, und wir können jetzt die überschüssige Wärme zum Erwärmen des Schlamms nutzen. Der ganze Fokus unserer Arbeit hat sich verändert, weil wir jeden Tag die Gasproduktion überprüfen, und sehen können, wie wir alles optimieren können, um noch besser zu werden. Wir könnten sehen, ob wir mehr oder weniger verdicken, Fördermengen ändern und eingehendes und ausgehendes Material täglich beobachten. Wir werden nie aufhören, zu lernen und uns zu verbessern.“
„Bei Doosan Enpure gibt es sehr kooperative Verfahrenstechniker, die uns helfen, unsere Stromerzeugungsleistung von fast 500 kW zu erreichen (dasselbe bei Wärme) – für über 800 bis 1.100 Britische Pfund pro Tag. Die Pasteurisierer machen einen großen positiven Unterschied, denn die Fermenter lassen sich mit viel besserem Material beschicken. Im weiteren Verlauf des Prozesses haben wir jetzt mit viel weniger Sand, Schlamm und Verzopfungen zu tun. Vorher mussten wir einen Fermenter außer Betrieb nehmen, kostspielige Tankwagen bestellen, um zwei oder drei Meter Sand, Schlamm und Verzopfungen zu entfernen. Aber jetzt sind wir auf dem Weg in die richtige Richtung.“
Ein Bereich, der viel mehr als nur die Feinabstimmung erforderte, war die kontinuierliche Ablagerung von Kalk am Wärmetauscher der neuen Anlage, was wöchentliche Reinigung erforderte. Dies stand im Widerspruch zu Bellozannes Anspruch nach einem wartungsarmen Betrieb.
Von links nach rechts: Bob King, Gary Davies und Landia Key Account Manager Paul Davies
„Anfangs haben wir die Wärmetauscher verantwortlich gemacht, wie das vermutlich die meisten Betreiber tun“, sagt Bob King. „Wir haben versucht, sie in Serie und parallel zu schalten, aber schließlich fanden wir eine Lösung in Form von Einführung einer Luftleitung. Unsere Wärmetauscher haben jetzt keine Probleme, ihre erforderlichen Temperaturen zu erreichen und erfordern jetzt nur noch sehr geringfügige Reinigung. Der Nachteil war zusätzlicher Verschleiß an den Rührwerkpumpen des Pasteurisierers durch belüfteten Schlamm. Dieses Problem wurde durch ein Upgrade auf gehärtete Laufräder zur Erhöhung der Lebensdauer gelöst.“
Bellozanne und Doosan Enpure wählten Landia Pumpen auch für drei getrennte Tanks, die Faulschlamm, eingedickten Schlamm (dem Fermenter über den Pasteurisierer zugeführt) und nicht eingedickten Schlamm aus dem letzten Klärbecken enthalten, der dann verdickt und im Eindickungstank hinzugefügt wird, um die Gesamtverweilzeit zu maximieren. Wie bei den Landia Chopper-Pumpen an den GasMix-Systemen der drei Fermenter hat Keine, seit der Installation vor drei Jahren, Ersatzteile benötigt.
Überzeugendes Rührwerk Dave Garnett, technischer Abwasserspezialist bei Doosan Enpure, berichtet, dass Bellozanne einen Abbau von organischen Trockensubstanzen im Durchschnitt von 60 % erreicht.
„Die Pasteurisierer müssen helfen, aber gute Durchmischung ist von entscheidender Bedeutung bei der Hochtemperaturzufuhr zu den Fermentern, um sicherzustellen, dass alles richtig verteilt wird“, sagt Garnett. „Landias GasMix arbeitet in der Tat sehr gut, weil durch das BHKW (das sich bereits mehr als bezahlt gemacht hat) viel Energie erzeugt werden kann. Das führt zu einer großen Senkung der [betrieblichen] Aufwendungen.“
„Es ist interessant, dass viele Fermenter in der Industrie mit einem Feststoffanteil von 2 bis 2,5 % laufen, wo sie doch durch eine einfache Umrüstung auf ein besseres Rührwerk diesen Anteil auf 4 % erhöhen könnten und umgehend ein noch besseres Ergebnis erzielen würden.“
Schlamm-Konsistenz „Aus verfahrenstechnischer Sicht ist eine gute Durchmischung, wie wir sie hier mit der Landia-Ausrüstung erleben, für die Konsistenz sehr wichtig“, sagt Gary Davies. „Es hat einen sehr positiven Dominoeffekt zur Folge. Dazu gehört auch eine starke Verringerung von Sand [und] Schlamm, weil wir sehen können, dass die Fermenter gut durchmischt werden.“
Ein weiterer Beweis für die beneidenswerte Leistung der Anlage ist der Schlamm. Ohne Kalk gab es zunächst einige Bedenken darüber, wie die Konsistenz sein würde, aber laut Gary King erzeugt die Anlage nun ein viel besseres Produkt.
„Der Schlamm ist viel attraktiver für die Landwirte geworden, denen wir jetzt technische Hilfe durch Tests auf ihren Feldern anbieten, damit die Verteilung nach den Vorgaben erfolgt“, sagt er. „In diesem Bereich können wir noch mehr erreichen. Aber verglichen mit früher, wo wir die Landwirte für die Abnahme des Schlamms noch bezahlen mussten, haben wir schon eine Menge erreicht.“
Gary Davies fügt hinzu, dass trotz der zunehmenden Komplexität, die Änderungen der Anlage zu sinkenden Kosten geführt haben.
„Nicht jeder versteht die Beweggründe, die die Leute auf einer Insel haben“, sagt er. „Es gibt keinen Grund, 1 Million Britische Pfund an [Investitionen] zu sparen, wenn das auf der anderen Seite zu zusätzlichen 3 Millionen Britische Pfund an Wartungskosten führt. Die Leistung der Anlage beweist, dass unsere Rechnung aufgeht.“
Michelle Macleod von Doosan Enpure stimmt zu.
„Ich habe noch nie eine so saubere, ordentliche und gut gepflegte Anlage gesehen, was sehr vorteilhaft für die Ausrüstung ist, von Menschen geführt wird, die sehr gut über die Arbeitsprozesse Bescheid wissen und sich dafür engagieren“, sagt Michelle Macleod abschließend.
Von Chris French (Dieser Artikel erschien ursprünglich in der August-Ausgabe von WET News.)
