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Verfahrenstechnik 11/2016

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Verfahrenstechnik 11/2016

TOP-THEMA I

TOP-THEMA I LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK Biogas erzeugen und nutzen Mit Betriebsführungsprojekten in der industriellen Abwasserbehandlung Betriebskosten optimieren Vorgehensweise bei der Betriebskostenoptimierung Claudia Müller Für viele Unternehmen gehört die Behandlung von Wasser und Abwasser nicht zum Kernprozess ihrer Produktion. Die Komplexität der industriellen Abwasserbehandlung kann vor allem für kleine und mittelständische Betriebe schnell eine Herausforderung darstellen, die mit eigenen Ressourcen zum Teil nur schwer zu bewältigen ist. Autorin: Claudia Müller, Projektmanagerin Geschäftsentwicklung, EnviroChemie GmbH, Rossdorf Viele Anlagen laufen aufgrund mangelnder Fachkenntnisse nicht optimal. Oftmals werden die behördlich geforderten Grenzwerte zwar eingehalten, jedoch verursacht der Anlagenbetrieb hohe Kosten, insbesondere durch hohe Energieverbräuche und zu entsorgende Reststoffmengen. Gleichzeitig fehlt im Betrieb erfahrenes Personal mit entsprechendem Know-how im abwassertechnischen Bereich. Möchte der Betrieb die Effizienz seiner Wasser- und Abwasserbehandlungsanlagen und das Knowhow im Bereich der Wasser- und Abwasserbehandlung erhöhen, diesem Bereich jedoch keine eigenen Ressourcen wie beispielsweise Zeit und Ausbildung widmen, bietet es sich an, die Betriebsführung an ein externes Fachunternehmen abzugeben. Das Unternehmen bleibt hierbei Inhaber der abwassertechnischen Genehmigung, die Verantwortung des Anlagenbetriebs geht jedoch an das Fachunternehmen über, das durch seine Kompetenz den Anlagenbetrieb optimiert und damit die Grundlage für einen wirtschaftlichen Betrieb bildet. Das Unternehmen profitiert vom Know-how des Fachunternehmens und verringert gleichzeitig sein Haftungsrisiko. Zur Optimierung einer industriellen Wasserund Abwasserbehandlung stehen viele Stellschrauben zur Verfügung. Zu Beginn eines Betriebsführungsprojekts können über eine Prozessanalyse häufig erhebliche Optimierungspotenziale aufgedeckt werden, die dann im Zuge der Betriebsführung umgesetzt werden. Während des täglichen Betriebs der Anlage kann ein weiteres erhebliches Einsparpotenzial über eine Feinjustierung der Prozesse durch erfahrenes und geschultes Personal generiert werden. Entscheidend ist, dass die Prozesse während des Anlagenbetriebs kontinuierlich an sich ändernde Bedingungen angepasst werden, um einen optimalen Betrieb zu ermöglichen. Zu Beginn eines Betriebsführungsprojekts sowie in regelmäßigen Abständen wird anhand einer Prozessanalyse der Ist- Zustand ermittelt. Dies umfasst eine Bestandsaufnahme der gesamten Wasser- und Abwasserbehandlungsanlage einschließlich der Entsorgungssituation für Reststoffe sowie den Einsatz von Hilfs- und Betriebsmitteln. Zusammen mit den verfügbaren Betriebsdaten der Behandlungsanlage erfolgt eine Beurteilung der Prozessstabilität und eine Aufstellung bzw. Abschätzung der Betriebskosten (Energie, Personal, Hilfsund Betriebsstoffe, Instandhaltung, Abwassergebühren). Daneben erfolgt, wenn möglich, eine Bestandsaufnahme der wichtigsten Abwasserquellen bzw. -teilströme sowie des Wasserbedarfs des Unternehmens. Ziel ist es, Optimierungspotenziale aufzeigen zu können und ein möglichst genaues Bild über aktuelle und zukünftige Abwassermengen und -inhaltsstoffe zu erhalten. Prozessverbesserungen werden vorgeschlagen Die Erkenntnisse aus der Prozessanalyse und bei Bedarf von Labor- und Pilotversuchen dienen der Optimierung der Wasser- und Abwasserbehandlungsanlage. Auch Verfahrensvorschläge für prozess- und produktionsintegrierte Maßnahmen werden erarbeitet. Durch die Umsetzung dieser Maßnahmen lassen sich im Optimalfall sowohl die Produktionskosten verringern (z. B. durch Wertstoffrückgewinnung oder Wasserrecycling) als auch die Betriebskosten der Abwasserreinigungsanlage reduzieren (z. B. durch Senkung des Betreuungsaufwands, 14 VERFAHRENSTECHNIK 11/2016

LEBENSMITTEL- UND GETRÄNKETECHNIK I TOP-THEMA Verfahrensfließbild einer Betriebsführung für die Kartoffelveredelung (dunkelgrau dargestellt: Von Envirochemie im Rahmen der Erweiterung und Optimierung neu errichtete Anlagenteile) des Energie- und Chemikalienverbrauchs oder der zu entsorgenden Schlammmenge). Während des Anlagenbetriebs erfolgt die Umsetzung der Optimierungsmaßnahmen. Im Rahmen eines Anlagencontrollings werden die Betriebsdaten gesammelt und anhand entsprechender Auswertungen der Betrieb der Abwasserbehandlungsanlage möglichst effizient ausgerichtet. Praxisbeispiel aus der Lebensmittelindustrie Seit November 2012 betreibt Envirochemie im Auftrag eines großen deutschen Lebensmittelherstellers aus dem Bereich der Kartoffelveredelungsindustrie die Behandlungsanlage für Abwässer aus der Produktion. Täglich sind ca. 1000 m³ an stärkehaltigem Produktionsabwasser zu behandeln. Die Einleitung des behandelten Abwassers erfolgt direkt in ein nahe gelegenes Gewässer. Bei der Übernahme der Betriebsführung umfasste die Produktionsabwasserbehandlung eine aerobe Belebungsanlage zur CSBund Stickstoffreduzierung (Nitrifikation mit vorgeschalteter Denitrifikation). Die gesetzlichen Grenzwerte konnten über die beste- hende Abwasserbehandlungsanlage sicher eingehalten werden. Jedoch fielen beim Betrieb der aeroben Behandlungsanlage hohe Überschussschlammmengen und somit hohe Entsorgungskosten an. Daneben war die Abwasserbehandlung von einem hohen Energieverbrauch, insbesondere durch die Erzeugung von Druckluft für die aerobe Behandlungsstufe, geprägt. Eine im Vorfeld der Übernahme der Betriebsführung durchgeführte Prozessanalyse ergab, dass die Betriebskosten durch Änderung der Verfahrenstechnik, Modernisierung der Anlage und Anpassungen im Anlagenbetrieb deutlich reduziert werden kann. Die Abwasserbehandlungsanlage wurde nach der Übernahme der Betriebsführung von Envirochemie erweitert und der Anlagenbetrieb optimiert. Kernstück der Erweiterung ist die Integration einer anaeroben Behandlungsstufe durch die Errichtung eines Biomar ASBx- Reaktors mit vorgeschalteter Flomar Flotation. Hintergrund der Überlegungen bei der Erweiterung war, dass nur ein gewisser Teil des im Abwasser vorhandenen gelösten Kohlenstoffs zur Stickstoffentfernung mittels Denitrifikation benötigt wird. Der verbleibende Anteil des gelösten Kohlenstoffs führt bei rein aerober Behandlung nur zu einer unerwünscht hohen Bildung von Überschussschlamm sowie einem hohen Energieverbrauch. Durch die neue anaerobe Abwasserbehandlungsstufe kann einen Großteil des im Abwasserteilstrom befindlichen gelösten CSB in Methan umgewandelt und energetisch genutzt werden. Im Jahr 2015 konnten so 310 000 Nm³ Biogas produziert und im Unternehmen statt fossilem Erdgas zur Dampferzeugung eingesetzt werden. Gleichzeitig wird die Masse des in der aeroben Behandlungsstufe anfallenden Überschussschlammes sowie der Energieverbrauch deutlich gesenkt. Durch die Integration der aneroben Behandlungsstufe und Optimierung des Anlagenbetriebs wurde die zu entsorgende Schlammmenge um ca. 46 % sowie der Stromverbrauch um ca. 54 % reduziert. Die für die Erweiterung erforderlichen Umbaumaßnahmen wurden im Rahmen eines Contracting-Vertrags von Envirochemie auf eigene Kosten durchgeführt. Die Refinanzierung erfolgt über das Betriebsführungsentgelt. Brau Beviale: Halle 7, Stand 111 www.envirochemie.com Vertrauen – garantiert! Explosionsschutz für Geräte, Komponenten und Baugruppen Geräteprüfung und -zertifizierung nach: – ATEX 2014 / 34/EU für Marktzutritt Europa – international mit IECEx Certificate of Conformity Mehr unter: www.electrosuisse.ch/ex-schutz Electrosuisse.indd ELSU_Inserat_ExSchutz_180x60.indd 1 1 30.06.2016 22.06.16 12:06:53 09:56 VERFAHRENSTECHNIK 11/2016 15

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