Energieeffiziente Klärschlammtrocknung mit HUBER Bandtrockner BT in Innsbruck

Die IKB (Innsbrucker Kommunalbetriebe AG) investiert in einen HUBER Bandtrockner BT 16. Mit der Strategie „Vom Klärwerk zum Kraftwerk“ erzeugt die Abwasser-reinigungsanlage (ARA) der IKB nachhaltig Energie und integriert sie intelligent in ihr bestehendes System. Ziel ist es, die Effizienz der gesamten Abwasserreinigungsanlage weiter zu steigern und dadurch zu den fortschrittlichsten Kläranlagen Europas zu gehören.

Innsbruck, die mit ca. 130.000 Einwohnern, fünftgrößte Stadt Österreichs und Landeshauptstadt Tirols, produziert zusammen mit 14 umliegenden Gemeinden 50.000 m³ Abwasser pro Tag (Spitze: 145.000 m³), welche die moderne Abwasserreinigungsanlage aufbereitet. Zwei HUBER Bandeindicker DrainBelt 2.0 liefern täglich ca. 320 m³ Dünnschlamm mit 6% bis 7% TR, welchem pro Tag etwa 70 m³ Bioabfall beigemischt werden. Durch die Co-Fermentation erhöht sich die Biogasausbeute der Faultürme auf der ARA. Im Durchschnitt produziert die Faulung ca. 9.000 m³ Gas am Tag, welches größtenteils in zwei Blockheizkraftwerken verstromt wird. Die dabei entstehende Abwärme aus der Motorenkühlung mit einer Vorlauftemperatur von 90°C wird im Mitteltemperaturbereich des Bandtrockners verwertet. Der restliche Teil des Biogases wird in einem 1.800 kW Heißwasserkessel zur Wärmeproduktion mit einem Temperaturniveau von 140 °C genutzt. HUBER realisiert hier einen maßgeschneiderten Zwei-Temperaturzonen-Trockner, der gleichzeitig über Mitteltemperaturenergie aus den Blockheizkraftwerken und Hochtemperaturenergie aus dem Heißwasserkessel betrieben wird.

Die Trocknergröße ist auf Grundlage des vorhandenen Platzangebotes auszulegen

So wurde der Bandtrockner von HUBER entsprechend modifiziert, um in das bereits existierende ehemalige Schlammentwässerungsgebäude integriert werden zu können. Hierzu reduzierte man die Höhe des Standardtrockners, um die Durchgangshöhen oberhalb des begehbaren Bandtrockners einzuhalten. Auch die Länge des Trockners war durch die Gebäudemaße vorgegeben. Aus diesem Grund musste die thermische Energie im Inneren des Bandtrockners so verteilt werden, dass trotz limitierter Baulänge eine Wasserverdampfung von 2.000 kg/h erzielt wird.

Maßgeschneidertes Wärmekonzept

HUBER konzipierte für die IKB einen Trockner, der auf die Bedürfnisse der Abwasser-reinigungsanlage zugeschnitten ist. Neben den 330 kW Abwärme aus den bauseits vorhandenen Blockheizkraftwerken wird das Biogas effizient genutzt, um in einem Hochtemperaturkessel thermische Energie zu erzeugen. Ein sicherer Betrieb der Trocknungsanlage auch bei Revision der Blockheiz-kraftwerke wird gewährleistet, da der Trockner mit einem zusätzlichen Wärmetauscher ausgestattet ist, der es ermöglicht, die Hochtemperaturwärme auch in den Mitteltemperaturbereich zu übertragen. Bei Betriebsstörungen oder Revisionsarbeiten auf Seiten der Blockheizkraftwerke wechselt der Trockner vollautomatisch in den reinen Hochtemperaturbetrieb. Die Betriebsdauer des Trockners wird dadurch weiter erhöht und die zu trocknende Schlammmenge sicher verarbeitet.

Die positive Energiebilanz der ARA der IKB wird durch den Betrieb des HUBER Bandtrockners BT 16 weiter verstärkt. Ein zusätzlicher Lamellenwärmetauscher vor der Kondensationsstufe koppelt über 400 kW thermische Leistung auf einem Temperaturniveau von 70 °C aus und speist diese in das bauseitige Heizsystem ein.  Die überschüssige Wärme wird in ein Fernwärmenetz übergeben, an welches beispielsweise das Hallenbad Olympisches Dorf und das Seerestaurant am naheliegenden Baggersee der IKB angeschlossen sind. Der Wärmetauscher wird mit einem von HUBER entwickeltem Wärmetauscherreinigungssystem vollautomatisch und während des aktiven Betriebes periodisch gereinigt um die ausgekoppelte Wärmeenergie dauerhaft zu gewährleisten.

Intelligente HUBER Durchsatzsteuerung

Die Beschickungspumpe des Bandtrockners wird von sechs HUBER Schneckenpressen mit einem konstanten Eingangs-TR von 25% beschickt. Schneckenpressen, Schlamm-pumpe und Bandtrockner bilden auf der ARA der IKB eine verfahrenstechnische Einheit. Die Regelung und Steuerung dieser Aggregate kommunizieren in direkter Verbindung. Bereits kleine z.B. saisonal aufgrund des Bioabfalls bedingte Schwankungen im Ausgangs-TR der Schneckenpressen werden durch die intelligente HUBER Durchsatzsteuerung schon vor der Beschickung des Trockners detektiert. Diese Durchsatzsteuerung gleicht bereits Differenzen von kleiner ±0,5% TR aus, in dem sie die Durchsatzleistung des Trockners TR-abhängig reduziert oder erhöht. Sie sorgt somit für eine konstante Wasserverdampfungsleistung und damit durchgehender maximalen Anlagenleistung.

Wahlweise kann der Trockner natürlich auch mit geringerer Durchsatzleistung, entsprechend der im Kläranlagenprozess anfallenden Schlammmenge, betrieben werden. So reagiert der Trockner flexibel und effizient auf unterschiedliche Anforderungen vollautomatisch.

Höchste Energieeffizienz

Der HUBER Bandtrockner BT 16 trägt in Innsbruck deutlich positiv zum Erreichen der Klimaschutzziele bei. Sowohl die thermische, als auch die elektrische Energieversorgung werden mittels regenerativer Energie, in Form von Biogas aus der Co-Fermentation, realisiert. Zusätzlich werden jährlich ca. 400 t CO₂ durch 450 entfallende LKW-Fahrten, die bisher zusätzlich für den Transport des entwässerten Schlammes notwendig waren, eingespart. Überzeugend ist der beachtenswerte niedrige Energieverbrauch des Bandtrockners BT 16, mit einem thermischen Energieverbrauch von maximal 0,8 kWh pro kg Wasserverdampfung und einem elektrischen Energieverbrauch von unter 0,0375 kWh pro kg Wasserverdampfung. Die Werte setzten neue Maßstäbe im Bereich der Bandtrocknung.

Zeitmanagement und Projektablauf

Bei diesem Bandtrocknerprojekt herrschte stets ein straffer Zeitplan. Nach Vertragsunterzeichnung zum Jahresende 2016 begannen bereits Mitte Mai 2017 die Montagearbeiten auf der Abwasserreinigungsanlage. Die Inbetriebnahme startete dann Anfang August. Innerhalb von acht Monaten (gerechnet ab Auftragserteilung) wurde der Trockner mit sehr vielen Innovationen geplant, gebaut, montiert und in Betrieb genommen. Nach erfolgreichem Probebetrieb mit überzeugender Leistungsfahrt wurde die Anlage im Dezember 2017 mängelfrei an die IKB übergeben.

Daten und Fakten zum Projekt:

• Projektort: Innsbruck, Österreich
   
• Baugröße: HUBER Bandtrockner BT 16 mit zwei Temperaturzonen
   
• Länge des Trockners: 19 m
   
• Wasserverdampfung: 2.000 kg/h
   
• Durchsatz: 21.176 t/a bzw. 2.647 kg/h
   
• Betriebszeit: 8,000 h/a
   
• Trocknung: von 22% TR auf 90% TR
   
• Wärmequellen:
  • Mitteltemperaturquelle: Biogas-BHKW mit 90 °C
  • Hochtemperaturquelle: Biogas-Heißwasserkessel mit 140 °C