Besonders effizient sind anaerobe Abwasseraufbereitungsverfahren, die anstelle von kostenintensivem Überschussschlamm energiereiches Biogas produzieren. Genau dieser Punkt überzeugte Farm Frites. Deshalb investierte das Unternehmen an seinem polnischen Produktionsstandort in eine anaerobe Abwasserreinigungsanlage. Herzstück der Anlage ist der Hochleistungsreaktor Anafit-R2S von Hager + Elsässer.
Farm Frites ist ein weltweit agierendes Unternehmen, das eine große Bandbreite unterschiedlichster Kartoffelprodukte für den Food Service und den Außer-Haus-Markt herstellt. An seinem Standort im polnischen Lebork produziert es neben Pommes Frites über 35 verschiedene Kartoffelprodukte.
Sein Produktionsabwasser bereitete das Unternehmen bisher ausschließlich in einer aeroben Abwasserreinigungsanlage auf und leitete es anschließend in die kommunale Kläranlage. Die Entscheidung des Unternehmens für eine neue Produktionslinie für Kartoffelflocken hatte jedoch wesentliche Auswirkungen auf die Abwasserbehandlung: Die Produktionsausweitung bedeutete eine deutliche Erhöhung der CSB-Fracht im Abwasser um 8 t pro Tag und machte eine Erweiterung der bestehenden Abwasserreinigungsanlage unvermeidlich. Zur Leistungssteigerung seiner Abwasserreinigungsanlage ergänzte Farm Frites diese mit einer anaeroben Behandlungsstufe. Hierfür ließ es den anaeroben Anafit-R2S-Reaktor sowie eine Flotationsanlage von Hager + Elsässer installieren.
Hohe Leistung auf engstem Raum
Der zweistufige Hochleistungsreaktor Anafit-R2S gewährleistet einen wirkungsvollen Abbau der organischen Schmutzfracht selbst auf engstem Raum. Zudem werden die Betriebskosten bezüglich der Abwasserreinigung deutlich gesenkt. Ein besonderer Vorteil der Anlage ist die Erzeugung von Biogas, das Farm Frites als erneuerbare Energiequelle zur Stromherstellung im BHKW einsetzt. Die neue Abwasserreinigungsanlage verarbeitet pro Tag insgesamt 1500 m³ Abwasser. Die zu behandelnde CSB-Fracht liegt bei 20 000 kg pro Tag, die CSB-Konzentration bei 13 300 mg/l.
Eine aerobe Behandlungsstufe in Form eines Sequencing-Batch-Reaktors war bereits vorhanden. Daher wird hier das anaerob vorbehandelte Abwasser eingeleitet. Die anaerobe Vorreinigung gewährleistet eine CSB-Abbauleistung von über 80 %, sodass die bestehende Aerobstufe nicht nur ausreicht, sondern diese sogar erheblich entlastet.
Die neue Flotationsanlage ist neben dem Anaerobreaktor die wichtigste Komponente der Anlagenerweiterung. Sie ist erforderlich, um die erhöhte Fettkonzentration im Abwasser von 100 mg/l vor der anaeroben Behandlung auf einen Wert kleiner als 50 mg/l zu verringern. Grundsätzlich gilt: So viel CSB-Fracht reduzieren wie nötig, um die Fettkonzentration zu minimieren und gleichzeitig so viel CSB-Fracht halten wie möglich, um die optimale Biogasmenge zu gewinnen.
Für Farm Frites hat Hager + Elsässer eine Druckentspannungsflotation in einer rechteckigen Bauweise installiert, die das Fett in dieser Behandlungsstufe weitgehend selektiv entfernt. Dadurch bleibt die CSB-Fracht so weit wie möglich erhalten, um sie dann im nachgeschalteten anaeroben Hochleistungsreaktor abzubauen. Gleichzeitig wird die größtmögliche Ausbeute an Methangas gewonnen, was wiederum eine erhöhte Stromproduktion ermöglicht.
Anaerobe Behandlung
Nach der Flotation gelangt das Abwasser in den Puffertank, der gleichzeitig als Vorversäuerung dient. In diesem Behälter findet der erste Teil des vierstufigen anaeroben Abbauprozesses statt: Die langkettigen Inhaltsstoffe werden hier in kurzkettige organische Säuren umgewandelt, wodurch der pH-Wert absinkt. Ein Rührwerk durchmischt das Substrat und der Behälter wird an das Gassystem angeschlossen. Von hier aus gelangt das Abwasser via Konditionierungstank in den anaeroben Hochleistungsreaktor Anafit-R2S. Dieser kann als eine Kombination von zwei übereinander aufgebauten UASB-Reaktoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) betrachtet werden. Dabei dient der untere Reaktorteil als Hochlast- und der obere Reaktorteil als Schwachlaststufe. Eine Besonderheit dieses Reaktors ist das Abscheiden des Biogases an zwei übereinander angeordneten Stufen innerhalb eines schlanken, hohen Reaktors. Das Gas der ersten Stufe erzeugt einen sogenannten Gaslift, der eine interne Zirkulation ermöglicht.
Gasbehandlung und -verwertung
Die Umwandlung des gewonnenen Biogases in Strom erfolgt in einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Dazu wird das Gas zunächst entsprechend aufbereitet, gereinigt und getrocknet. Ein Doppelmembran-Gasspeicher mit einem Volumen von 540 m³ sorgt für einen gleichmäßigen Betrieb des BHKWs. Für den sicheren Betrieb der Anlage sorgt die gesetzlich vorgeschriebene Notfackel.
Das BHKW hat insgesamt eine Leistung von 1 MW Strom. Mit dem produzierten Biogas lassen sich täglich rund 20 000 kWh elektrische Energie erzeugen. Da der Eigenverbrauch der Anaerobstufe an Strom pro Tag nur 1100 kWh beträgt, erwirtschaftet das BHKW pro Tag einen Überschuss von bis zu 19 000 kWh an elektrischer Energie, die in das Versorgungsnetz eingespeist wird.
Kein Überschussschlamm
Im Unterschied zu aeroben Anlagen produziert der Anafit-R2S-Reaktor keinen Überschussschlamm, der kostenintensiv entsorgt werden muss. Insgesamt ist die Schlammproduktion der Anlage gering. Nur etwa zwei bis vier Mal pro Jahr ist eine Entnahme des Überschussschlamms aus dem Reaktor erforderlich. Eine kostenpflichtige Entsorgung des Schlamms entfällt, da er als Impfschlamm anderen Anlagenbetreibern verkauft werden kann.
Aufgrund der hohen Biogasproduktion in der anaeroben Stufe und der Verminderung der Schlammproduktion im aeroben Anlagenteil hat Farm Frites seine Betriebskosten deutlich reduzieren können. Die hohe Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage wird auch aufgrund der geringen Investitionskosten sowie ihrem wartungsfreundlichen, automatisierten und emissionsarmen Betrieb gewährleistet. Außerdem trägt die anaerobe Abwasserreinigungsanlage entscheidend dazu bei, den Produktionsprozess unabhängiger von externen Energieressourcen und damit nachhaltiger zu machen.
Halle A5, Stand 360
prozesstechnik-online.de/dei0913448
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