Wasseraufbereitung & Reinigung bei Biogasanlagen

Der Fermenter oder der Gärbehälter ist der Teil einer Biogasanlage, indem der eigentliche Gärprozess stattfindet. Man könnte ihn deshalb auch als den wichtigsten Teil bezeichnen. Bei höheren Temperaturen im Fermenter erfolgt die Umwandlung von Biomasse in Gas schneller. Aus diesem Grund sind Biogasanlagen mit einer Fermenterbeheizung ausgestattet.

Als Wärmeübertragungsmedium in der Heizung wird meist Wasser genutzt. Zur Beheizung wird häufig Abwärme eines Blockheizkraftwerks (BHKW) genutzt.

Die Beheizung des Gärbehälters an sich erfolgt meist über folgende Methoden:

• Wasser in Rohrschlangen, sogenannte Heizschlangen, außen oder innen um den Gärbehälter geben die Wärme ab
• Eine Mantelheizung, also im Prinzip Wasser das in einem doppelwandigen Mantel um den Behälter verläuft, wird genutzt
• Externe Wärmetauscher, die die Fermenterflüssigkeit erwärmen sind eher seltener, aber bei einigen Biogasanlagen anzutreffen

In den meisten Fällen werden Rohrschlangen, sogenannte Heizschlangen zur Beheizung des Gärbehälters eingesetzt. Diese können Innen im Behälter oder Außen am Behälter entlang führen. Meist gibt es einen Verteiler, an dem der Wasserzulauf eintritt und auf die verschiedenen Heizungskreise verteilt wird.

Bei den Heiz- oder Rohrschlangen muss erstmal unterschieden werden, ob diese Innen im Fermenter oder Außen um den Fermenter herum verlaufen. Bei innenliegenden Rohrschlangen zur Beheizung sind häufig Ablagerungen auf den Rohraußenseiten ein großes Problem. Biofilme, also Mikroorganismen, und organische Beläge lagern sich häufig auf den Rohren ab. Weiterhin sind bei bestimmten Substraten mit hohem Salz- und Mineralgehalt, häufig Ablagerungen aus Kalk oder Gips zu finden. Schwefelverbindungen, z. B. H₂S, die bei Biogasanlagen sehr häufig vorkommen, kann darüber hinaus für schwere Korrosion bis zum Anlagenausfall sorgen.

Bei Außenliegenden Heizschlangen sind die häufig wasserseitige Ablagerungen im Inneren ein Problem. Verstopfungen, z. B. durch Kalk, Schlamm oder Korrosionsrückstände z. B. durch Korrosion von Eisen/Stahl, insbesondere im Wasserverteiler sind meist die größte Herausforderung. Hierdurch wird der Durchfluss und eine gleichmäßige Wärmeübertragung, also Beheizung des Fermenters, behindert und die Effizienz der ganzen Biogasanlage sinkt.

Der Heizkreislauf einer Fermenters ist im Prinzip erstaml nur ein Heizungskreislauf, vergleichbar mit einem Heizungskreislauf zuhause. Als Befüllwasser wird im Regelfall unbehandeltes Trink- bzw. Stadtwasser, durch eine Entkalkungsanlagen enthärtetes Stadtwasser oder vollentsalztes Wasser genutzt.

Viele Betreiber stellen sich jetzt die Frage: „Und welches Wasser wäre das Beste?“
Die Antwort ist sehr einfach: Entsalztes Wasser mit dem richtigen Korrosionsschutzzusatz.

Möchten Sie mehr Informationen zum Thema Befüllwasser für Wasserkreislaufäufe, z. B. die Vor- und Nachteile von vollentsalztem Wasser erfahren, dann finden Sie unter diesem Link einen speziellen Fachartikel: Fachartikel Befüllwasserarten

Die Wahl des richtigen Inhibitors, um die Rohrleitungen der Heizschlangen in einer Biogasanlage vor Korrosion und Ablagerungen zu schützen, ist ganz zentral. Sehr wirkungsvolle Produkte sind z. B. unser ANTICORROSIVO 2052 NH oder unser DISPERDENTE 2090. Hiermit kann der Heizkreis vor Korrosion und Ablagerungen geschützt werden.

Das perfekte Produkt für Ihre Rohrheizung ist jedoch von den Materialien und Ihrem Heizungswasser abhängig. Fragen Sie uns doch einfach, wir helfen gerne.

Verstopfte Wasserverteiler, verstopfte Teile von Rohrschlangen müssen gereinigt werden. Ansonsten ist Beheizung und am Ende die Biogasproduktion nicht so effizient wie sie sein sollte.

Folgende Möglichkeiten der Reinigung wurden durch uns bereits umgesetzt:

• Manuelle Reinigung mit Wasser und Wasser-Druckluft
  Eine sehr risikolose Reinigung. Meist werden hier Wasser-Luft-Kompressoren eingesetzt, die Druckluftimpulse in das Wasser abgegeben, um Partikel effizienter auszuspülen. Hier empfiehlt es sich jeden Wasseranschluss am Verteiler einzeln zu spülen. Harte Ablagerungen sind hier nur zum Teil zu entfernen.
• Chemische Reinigung
  Hier werden Säuren & Dispergiermittel zur Lösung von Korrosionsrückständen, Kalk etc. eingesetzt. Mit einem Behälter und Reinigungspumpe werden hier separate Reinigungskreise über den Wasserverteiler gebildet und die Reinigungsflüssigkeit im Kreis gepumpt. Eine hocheffiziente Reinigungsmethode für fast alle Ablagerungen.
• Chemische Reinigung im laufenden Betrieb
  Eine Reinigung erfolgt hier ohne Betriebsunterbrechung. Hier werden belagslösende, oberflächenaktive Tenside und Dispergatoren eingesetzt, die Beläge im Rohrinneren langsam ablösen. Zusätzlich sollte hier ein Filter gesetzt werden, um gelöste Ablagerungen gleich filtern zu können.

Wir bieten alle Möglichkeiten der Reinigung & eine kostenlose Beratung an. Fragen Sie uns doch einfach!

In Biogasanlagen werden unter anderem folgende Wärmetauscher eingesetzt um die Energieeffizienz zu erhöhen bzw. um zu kühlen oder zu heizen:

• Gaswärmetauscher
  Das Biogas wird hiermit abgekühlt, bevor das Gas in die Gasaufbereitung oder das BHKW gelangt.
• Abgaswärmetauscher
  Mit einem Abgaswärmetauscher wird meist die Abgaswärme eines BHKW´s weiter genutzt, z. B. zur Beheizung des Fermenters oder Beheizung von Gebäuden.
• Wärmetauscher zur Beheizung des Fermenters
• Wärmetauscher zur Abführung von Wärme des BHKWs
• Schlammtrocknungswärmetauscher
  Hiermit sollen Entsorgungskosten durch Reduzierung der Gärreste reduziert werden.

Verschlammung, Korrosion und Verkalkung sind meist die Gründe, weshalb Wärmetauscher in Biogasanlagen an Effizienz verlieren.
Wir reinigen seit 30 Jahren Wärmetauscher von Biogasanlagen, optional bei Ihnen vor Ort oder bei uns im Lager. Zusätzlich bieten wir auch ein Do-it-yourself-Paket an, mit denen eine Reinigung durch den Betreiber selbst ermöglicht wird.

Mehr zu den Möglichkeiten der Reinigung von Wärmetauschern erfahren Sie unter folgendem Link: Wärmetauscherreinigung

Bei Biogasanlagen werden sehr häufig BHKWs eingesetzt. Das Blockheizkraftwerk muss gekühlt werden, um eine Überhitzung zu vermeiden. Zusätzlich kann diese entzogene Wärme natürlich für weitere Zwecke genutzt werden.

Folgende Methoden zur Rückkühlung eines BHKWs bzw. Nutzung der entstehenden Wärme in Biogasanlagen werden eingesetzt:

• Wasserkühlung über Kühlkreislauf
  Meist über einen geschlossenen Kühlkreislauf und Wärmetauschern wird die Motorwärme abgeführt und das BHKW gekühlt. Die entstehende Wärme wird in der Folge zur Beheizung von Prozesswasser, z. B. Beheizung von Gebäuden oder Vorwärmung des Fermenters genutzt.
• Luftkühlung
  Hier erfolgt die Kühlung auf einfache Art und Weise über Ventilatoren, z. B. einfache Freikühler. Eine weitere Nutzung der Wärmeenergie findet normalerweise nicht statt.
• Abgas- und Motorkühlung in Kombination
  Hier wird nicht nur der Motor des BHKW, sondern auch die Abgase gekühlt und die Wärmeenergie wird weiter genutzt.
• Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
  Nahwärmenetzte werden versorgt, Gebäude geheizt und/oder ein Fermenter wird vorgewärmt.
• Kälteerzeugung mit Absorptionskältemaschine
  Wird Kälte benötigt, können hiermit Räume oder Ställe klimatisiert werden.

Der Wasseraufbereitung bei einer Biogasanlage in Verbindung mit der Nutzung von BHKWs kommt besondere Bedeutung zu. Um die Effizienz der ganzen Anlage zu erhalten gilt es Korrosion, Ablagerungen und Verstopfungen zu vermeiden, Wärmetauscher zu schützen und/oder die Kühlung einer Absorptionskältemaschine sicherzustellen.

Wir können Sie bei einem reibungslosen Betrieb helfen. Fragen Sie uns doch einfach!

Eine Auswahl an Korrosionsinhibitoren, Härtestabilisatoren und Dispergatoren, die häufig bei Wasserkreisläufen und BHKWs von Biogasanlagen eingesetzt werden, finden Sie unter folgendem Link: Kühlwasseraufbereitung – Lösungen & Produkte

Achtung an Betreiber von Biogasanlagen: Für die Rückkühlung einer Absorptionskältemaschine in einer Biogasanlage wird häufig eine Verdunstungskühlanlage (VDKA) eingesetzt. Im Volksmund wird diese Art der Verdunstungskühlung häufig als Kühlturm bezeichnet.  Im Regelfall unterliegt eine Verdunstungskühlanlage der 42. BImSchV und deren Pflichten sind einzuhalten. Wir bieten kostenlose Beratung was rund um die 42. BImSchV wichtig ist an.

Mehr Informationen zur 42. BImSchV finden Sie unter nachfolgendem Link: 42. BImSchV – Aufklärung & Informationen