Neubau BHKW als Mikrogasturbine auf dem Klärwerk Marschacht

Arbeitsgebiet: Blockheizkraftwerke

Ausgangssituation

Die Anlagenkapazität der Kläranlage Marschacht musste von rd. 15.000 EW auf rd. 20.000 EW erweitert werden. Im Rahmen eines Variantenvergleiches hat sich der Bau einer Faulung als wirtschaftlichste Variante herausgestellt unter der Voraussetzung, dass eine besonders kostengünstige Ausführung der Gesamtanlage realisiert wurde. Gleichzeitig musste dafür Sorge getragen werden, dass die Anlage in hohem Maße betriebsstabil läuft, da ein hoher personeller Aufwand auf der vergleichsweise kleinen Kläranlage nicht vertretbar wäre. Es wurde daher bei der ingenieurtechnischen Bearbeitung des Projektes höchster Wert auf funktionale wie kostengünstige Lösungen gelegt.

Umsetzung

Die Kapazitätserhöhung erfolgt durch die Vorschaltung einer Vorklärung vor die biologische Stufe. Der dort anfallende Primärschlamm wird in einem Faulbehälter anaerob stabilisiert. Der Überschussschlamm wird weiterhin in den Belebungsbecken aerob stabilisiert. Der Überschussschlamm wird mit Rücksicht auf die nachgeschaltete Behandlung der Schlämme in Schilfbeeten nicht gefault.
Das erzeugte Faulgas gelangt über einen Faulgasspeicher zu einer Mikrogasturbine. In der Mikrogasturbine erfolgt die Stromproduktion aus dem Faulgas. Die erzeugte Energie wird genutzt, um den elektrische Fremdbezug der Kläranlage um rund 30% zu reduzieren. Die Mikrogasturbine wurde gewählt, weil sie sich durch einen besonders störungsunempfindlichen Betrieb auszeichnet. In einem Wärmetauscher wird dem Abgas thermische Energie entzogen. Die Wärme wird genutzt, um sowohl die Faulung als auch die Betriebsgebäude zu versorgen. Eine weitgehend vollständige Deckung des Wärmebedarfs aus der Abwärme konnte erreicht werden. Aufgrund einer Abgasklappensteuerung konnte auf den Bau eines Notkühlers verzichtet werden, was weitere wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt.
Die Mikrogasturbine, die Heizungsanlage sowie die EMSR-Technik wurden in einen freien Raum im bestehenden Betriebsgebäude integriert. Um im Bedarfsfall eine Zufeuerung von Primärenergie zu ermöglichen wurde ein Flüssiggastank vorgesehen. Dadurch konnte eine kostenintensive Herstellung einer Erdgasleitung über mehrere Kilometer vermieden werden.

Projektdaten

Faulgasmenge                                   272 m³/d
Installierte elektrische Leistung          30 kW
Methangehalt                                       ca. 65 %
Gasspeicher                                              90 m³

Ausgeführter Leistungsumfang

  • Konzeptstudie zur Energieoptimierung der Kläranlage Marschacht
  • Objektplanung Ingenieurbauwerke (Lph. 2 – 8, örtl. Bauüberwachung)
  • Fachplanung verfahrens- und maschinentechnische Ausrüstung sowie EMSR-Technik (Lph. 2 – 8)
  • Tragwerksplanung (Lph. 3 – 6)