Schwimmender Deckel fürs Gärrestlager

N-E-St Schwimmdach:
SONDERDRUCK
aus 07/2015
Schwimmender
Deckel fürs
Gärrestlager
Das Abdecken von Gärrestlagern soll ein Ausgasen von
klimaschädlichem Methan in die Atmosphäre verhindern.
Interessant ist das schwimmende Dach von N-E-St für alle,
die eine Abdeckung nachrüsten müssen und keinen zusätzlichen
Gasspeicher wünschen.
Anja Böhrnsen
N
ach wie vor ist nicht jedes Gärrestlager gasdicht abgedeckt. Denn
ein Zwang zur gasdichten Abdeckung besteht erst seit dem EEG
2009 und auch nur für Biogasanlagen, die
nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) genehmigungsbedürftig sind. Erst seit
dem EEG 2012 muss jedes neue Gärrestlager einen gasdichten Deckel haben. Somit
wird man vor allem bei kleineren, nach Baurecht genehmigten Biogasanlagen oder auch
bei älteren Biogasanlagen noch unabgedeckte Gärrestlager finden.
Eine von Schwimmkörpern
getragene Folie deckt diesen
Gärrestbehälter ab. Sie wurde
nachträglich im geleerten
Behälter installiert.
Fotos: Böhrnsen, Werkbilder (4)
Die Situation für Biogasanlagen mit offenen
Gärrestlagern könnte sich in naher Zukunft
allerdings verändern: Entweder weil die
Anlage z. B. um ein zusätzliches Bhkw erweitert wird, um in die Flexibilisierung einzusteigen. Oder weil mit Inkrafttreten der
neuen Düngeverordnung zusätzlicher Lagerraum für Gärreste vorgehalten werden
muss.
Im ersten Fall könnte es sein, dass eine
Genehmigung nach BImSchG erforderlich
wird, und die Genehmigungsbehörde dann
noch unabgedeckte Behälter nicht mehr
akzeptiert. Im zweiten Fall, beim Bau eines
neuen Gärrestlagers, ist sowieso eine gasdichte Abdeckung Pflicht.
Abgesehen von den Kosten, die das
Abdecken des Gärrestlagers verursacht, sind weitere Aspekte zu bedenken:
Nicht jeder (bereits vorhandene) Behälter
ist von der Statik her für ein Tragluftdach
geeignet. Außerdem ist zusätzlicher Gaslagerraum unter Umständen gar nicht
erwünscht. Denn die Haube erhöht das
(rechnerische) Gasspeichervolumen erheb-
lich, weil der Behälter regelmäßig vollständig entleert wird. Deshalb muss zur Berechnung des Speichervolumens auch das
gesamte Behältervolumen mitberücksichtigt
werden. Das Problem dabei: Ab einer Lagerkapazität von 10 t Biogas (rund 8 000 m³)
fällt die Anlage unter die sogenannte Störfallverordnung, und der Anlagenbetreiber
muss dann ein schriftliches Störfallkonzept
erstellen.
Wie man Gärrestbehälter abdecken
kann, ohne zusätzlichen Gaslagerraum zu schaffen und ohne die Statik des
Behälters beachten zu müssen, darüber hat
sich die Firma N-E-St Anlagenbau Gedanken
gemacht. Die Lösung ist eine schwimmende
Abdeckung.
Das Schwimmdach von N-E-St besteht aus
einer gasdichten, gewebeverstärkten
PVC-Folie, hohlen Schwimmkörpern aus
Polyethylen-Kunststoff, einer automatisch
gesteuerten Gasabsaugung und einem
Schlauchgerüst. Für ein Gärrestlager mit
30 m Durchmesser kostet die Abdeckung
rund 81 000 Euro inklusive Absaugsystem
und Steuerung, alle Preise ohne Mehrwertsteuer. Das schwimmende Dach für den
Behälter ist somit nicht kostengünstiger als
ein Tragluftdach.
Wird keine gasdichte, sondern lediglich eine
geruchshemmende Abdeckung auf einem
Güllelager benötigt, ist das Schwimmdach
mit rund 33 500 Euro für einen 30-m-Behälter deutlich kostengünstiger. In diesem
Fall wird keine Gasabsaugung gebraucht,
und es reicht eine geringere Anzahl
Schwimmkörper, um die Folie zu tragen.
Soll das Schwimmdach nachträglich
in einen Gärrestbehälter eingebaut
werden, muss dieser zuvor entleert und
gesäubert worden sein. Denn die Folienabdeckung mit den Schwimmkörpern wird
nicht draußen vormontiert, sondern die
Montage erfolgt im Behälter. Trotzdem ist
circa einen halben Tag lang ein 50-t-Kran
erforderlich, der die Einzelteile (Folie, PVCRohre, PE-Schwimmkörper, Revisionsklappe
und weiteres Montagematerial) in den
Behälter hebt.
Die Montage des Schwimmdachs dauert
einen Tag. Und man braucht acht Monteure,
davon stellt N-E-St zwei Leitmonteure. Alle
weiteren Arbeitskräfte können auch
betriebseigene Leute sein, die spätestens
beim Auseinanderziehen der Folie am Behälterboden kräftig mit anpacken müssen.
Zum Spannen der Folie wird ein Ring aus
wetterbeständigen PVC-Rohren in den
profi 7/2015
Die Folie wird als zusammengefaltetes Paket mit dem Kran in den Behälter gehoben und dann dort
am Boden liegend mit einer starken Mannschaft auseinandergezogen.
Damit bei Bedarf ein Güllemixer in
den Bottich getaucht werden kann,
wird in die Folie eine Revisionsöffnung mit Klappe eingebaut.
Die Schwimmkörper aus Polyethylen (PE)
tragen die Folie. Sie sind hohl und
werden über nach unten offene Kanäle
verbunden.
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Damit keine Gasblasen unter der
Folie entstehen, und damit der Gastrans-
Der Gasschlauch ist an einem Flaschenzug aufgehängt, so dass er sich bei steigendem Füllstand im Gärrestbehälter nicht verheddert.
Der Verdichter erzeugt einen geringen Unterdruck von ca. 2 mbar und saugt so das Biogas
aus dem Gärrestbehälter.
Das Sauggebläse muss nicht ständig laufen,
sondern nur solange, bis der gewünschte
Unterdruck erreicht ist. Dieser ist am Schaltschrank einstellbar.
durch einen Schlauch, der sich ziehharmonika-artig zusammenfalten kann. Ein Flaschenzug mit Drahtseilen, Seilrollen und
Gewichten sorgt dafür, dass das Falten
ordentlich
funktioniert.
Denn
das
Schwimmdach geht mit dem Füllstand des
Behälters rauf und runter. Entsprechend
muss sich die Länge des Schlauchs anpassen, ohne sich dabei zu verheddern. Wichtig ist außerdem, dass der Schlauch immer
an allen Stellen Gefälle hat. Sonst kann das
Kondensat nicht abfließen, das sich unter
Umständen im Schlauch bildet.
Bevor das abgesaugte Gas durch das Gasgebläse und weiter in den Fermenter oder
den Nachgärer geleitet wird, durchströmt
es einen Kondensat-Abscheider. Denn die
Absaugung könnte eventuell kleine Flüssigkeitströpfchen aus dem Gärrest mitziehen.
Und die möchte man natürlich nicht im System haben.
port zur Absaugstelle sichergestellt ist, darf
nicht die gesamte Folie auf der Gärrestoberfläche aufliegen. Dies verhindern die
Schwimmkörper, welche sich unter der Folie
befinden und mit Kunststoffplatten an der
Folie befestigt werden.
Die Schwimmkörper werden sternförmig
angeordnet und über nach unten offene
Kanäle miteinander verbunden. So kann das
Gas über die Schwimmkörper und die Kanäle
von jeder Stelle der Behälteroberfläche zur
Absaugstelle am Rand des Behälters fließen.
Die Gasabsaugung aus dem Behälter erfolgt
Behälter gelegt und mit einem Spezialkleber miteinander verklebt. Anschließend
wird die Folienaußenkante einmal um die
Rohre gelegt und mit einem Spanngurt
fixiert. Die Ratsche des Spanngurts ist aus
Edelstahl, damit diese mit der Zeit nicht korrodiert.
Zwischen Behälterwand und dem
Rohrring bleibt ein schmaler Spalt
von ca. 5 cm. Das muss sein, um zu verhindern, dass sich das Schwimmdach bei thermischer Ausdehnung der PVC-Rohre im
Behälter verklemmt. Da laut Hersteller trotz
des Spalts rund 99 Prozent der Behälteroberfläche abgedeckt sind und ein Folienlappen unter dem Rohrring den Spalt vom
Rest der Oberfläche gasdicht abtrennt, ist
Gasdichtheit gewährleistet.
Bis zu 1 000 cm³ Methanschlupf pro m² Folie,
Tag und bar Innendruck sind bei Folienhauben zulässig. Die Folienart des N-E-StSchwimmdachs entspricht der Außenfolie
von Tragluftdächern. Da die Folienfläche
beim Schwimmdach aber insgesamt kleiner
ist, und auch der Betriebsdruck geringer ist
als beim Tragluftdach, entweicht (rein rechnerisch) aus dem Behälter mit Schwimmdach
weniger Biogas als aus Behältern mit Folienhaube.
Beim gasdichten Schwimmdach von N-E-St
saugt ein Gasverdichter das Gas ab, welches
insbesondere bei warmem Wetter noch aus
dem Gärrest emittiert. Um die Absaugung
aufrechtzuerhalten, reicht ein geringer
Unterdruck. Eine elektronische Steuerung
schaltet den drehzahlregelbaren Verdichter
bei Bedarf ein. Er läuft dann nur solange,
bis der eingestellte Unterdruck erreicht ist.
Nach Aussage von N-E-St läuft das Sauggebläse maximal 1 000 h im Jahr und braucht
nur um die 1 000 kWh. Seine Lastaufnahme
liegt je nach den zu erwartenden Restausgasungen zwischen 0,75 und 1,1 kW.
profi 7/2015
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Über die mit Kanälen
verbundenen
Schwimmkörper
gelangt das aus dem
Gärrest ausgasende
Biogas zur Absaugung. Der Gasschlauch (links im
Bild) kann sich ziehharmonika-artig
zusammenfalten und
passt sich so an den
Füllstand des Behälters an.
Unter der Folie sollen
sich möglichst keine
Gasblasen bilden.
Deshalb sind die
Schwimmkörper hier
unter der Folie sternförmig miteinander
verbunden.
Was uns sonst noch auffiel:
■■ Das Schwimmdach hat im Vergleich zu
einem Tragluftdach einen weiteren Vorteil:
Weil es bei diesem keine Gaswechselzone
gibt, muss vor der Installation der Gärrestabdeckung keine Korrosionsbeschichtung
auf die Behälterinnenwand aufgetragen werden (Kostenvorteil rund 22 000 Euro bei
einem 7 m hohen 30-m-Behälter).
■■ Die Schwimmkörper haben oben Öffnungen, die beim gasdichten Schwimmdach
verschlossen sind, bei Bedarf aber auch
geöffnet werden können (z. B. beim nicht
gasdichten Dach ohne Gasabsaugung).
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■■ N-E-St baut in sein Schwimmdach eine
Revisionsklappe ein. Diese ist 1,20 m mal
1,50 m groß. Durch die Klappe kann z. B. ein
Güllemixer in den Gärrest eingetaucht werden.
Fazit: Das Schwimmdach mit Gasabsaugung
von N-E-St ist eine Alternative zum Tragluftdach, wenn ein Gärrestlager abgedeckt werden soll. Zwar ist es nicht kostengünstiger,
— inklusive Absaugung und Steuerung kostet es rund 81 000 Euro ohne MwSt. für
einen 30-m-Behälter. Aber es hat gegenüber
dem Tragluftdach gewisse Vorteile: Die Sta-
Um die Folie in Form zu halten, wird sie um
einen Ring aus PVC-Rohr gelegt und mit
einem Gurt gespannt. Zwischen Folienrand
und Behälterwand bleibt ein geringer Spalt
von ca. 5 cm.
tik des Behälters muss nicht beachtet werden, und es entsteht kein zusätzlicher Gasspeicherraum. Außerdem ist keine
Betonbeschichtung erforderlich.
Die neue schwimmende Abdeckung von
N-E-St Anlagenbau aus 48565 Steinfurt
nutzt sternförmig angeordnete Schwimmkörper, um die Bildung von Gasblasen zu
verhindern und um einen kontinuierlichen
Gastransport sicherzustellen.
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