Homogenität im Biogasprozess: Wegweisendes Projekt in Mühlacker
Wie die innovative Substrataufbereitung mit BIO-ROXX von Wangen Pumps die Effizienz der Biomethananlage Mühlacker erhöht
Die effiziente Aufbereitung heterogener und komplexer Substrate stellt eine zunehmende Herausforderung in der Biogasbranche dar. Mit dem innovativen BIO-ROXX-Modul von Wangen Pumps hat die Biomethananlage Mühlacker diese Hürde gemeistert. Präzise Mischprozesse und zuverlässige Fremdstoffabscheidung des Systems eröffnen neue Möglichkeiten in der Substrataufbereitung. Die Ergebnisse des neuen Fütterungslösung sprechen für sich: mehr Flexibilität im Betrieb, höhere Effizienz und verbesserte Gasqualität.
Die Biomethananlage Mühlacker ist mehr als nur ein Energieerzeuger – sie verkörpert die Innovationskraft der Biogasbranche. Als Tochtergesellschaft der Stadtwerke Mühlacker 2007 gegründet, zählte sie zu den ersten Anlagen Baden-Württembergs mit eigener Gasaufbereitungsanlage. Mit einer Kapazität von 5 MW Gasleistung und 2 MW elektrischer Leistung hat sie sich als industrieller Maßstab in der traditionellen Branche etabliert.
Die Anlage ist der Prototyp einer funktionierenden regionalen Kreislaufwirtschaft: Ohne eigene landwirtschaftliche Flächen kooperiert sie mit rund 120 lokalen Rohstofflieferanten und produziert neben Biomethan auch hochwertigen Universaldünger für den Gartenbau. Das aufbereitete Biogas wird direkt in das öffentliche Erdgasnetz eingespeist und steht so als flexibler Energieträger zur Verfügung – ein wesentlicher Beitrag zur dezentralen Energieversorgung.
Mit einer jährlichen Verarbeitungskapazität von 30.000 Tonnen Frischmasse bewältigt die Anlage ein breites Substratspektrum: von klassischer Maissilage über Gras und Rindermist bis hin zu Stroh und Landschaftspflegematerial. Diese Vielseitigkeit gewinnt angesichts des Branchentrends weg von Energiepflanzen hin zu biologischen Reststoffen besondere Bedeutung – eine Entwicklung, die erhebliche technische Herausforderungen mit sich bringt. Vor allem die zunehmende Verwendung langfaseriger Substrate wie Stroh und Mist, die häufig Störstoffe wie Steine enthalten, stellte die Anlagentechnik vor neue Aufgaben.
Von der Schneckenförderung zur Flüssigfütterung
Die Notwendigkeit, veraltete Feststoffdosierer zu ersetzen und gleichzeitig eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten, führte zu einer entscheidenden Weichenstellung bei Biomethan Mühlacker. Die bisherige trockene Fütterung mittels Schneckenförderern, die direkt in den Fermenter führten, stieß zunehmend an ihre Grenzen.
„Unsere Anlage wurde mit klarem Fokus auf Redundanz und zwei Feststoffdosierern konzipiert, um auch im Störfall eine kontinuierliche Energieversorgung zu gewährleisten”, erklärt Matthias Naun, Betriebsleiter bei Biomethan Mühlacker. „Wir standen vor der Herausforderung, unsere Anlage zu modernisieren, wollten aber die Redundanz auf jeden Fall beibehalten. Herkömmliche Schneckenförderer sind anfällig für Verstopfungen und Probleme an den Übergängen zwischen den Schnecken, was das Redundanzkonzept erheblich erschwert. So entstand die Idee, von der Feststoff- auf Flüssigfütterung umzusteigen – für uns damals absolutes Neuland.”
Der Übergang zur Flüssigfütterung erfordert eine präzise Abstimmung mehrerer Komponenten, wie Dosierer, Zuführ- bzw. Abführpumpe, um das Risiko von Leckagen und Betriebsstörungen zu minimieren.
Effizienteres Substratmanagement mischt und schützt
Die Suche nach einer geeigneten Lösung führte Biomethan Mühlacker zu Wangen Pumps, einem Unternehmen, das für seine robusten und zuverlässigen Pumpen- und Mischsysteme bekannt ist. Das Team in Mühlacker hatte bereits positive Erfahrungen mit verschiedenen Pumpen des Herstellers gesammelt. Das BIO-ROXX-Modul ist ein neues Substrataufbereitungssystem im Portfolio von Wangen Pumps, speziell entwickelt für die effiziente Verarbeitung fester Substrate in Biogasanlagen. Durch die Kombination von Technologien zur Homogenisierung des Substrats und zur Abtrennung von Fremdstoffen optimiert das BIO-ROXX-Modul den Input für den Biogasprozess und schützt nachgelagerte Anlagenkomponenten wie Pumpen und Rührwerke.
“Die Funktionsweise des BIO-ROXX-Systems basiert auf einem ausgeklügelten Mischverfahren, bei dem ein Rührwerk für eine intensive Durchmischung der flüssigen und festen Substrate sorgt und eine homogene, pumpfähige Masse erzeugt.” erklärt Lukas Geiger, Projektingenieur bei Wangen Pumps. Und führt weiter aus: “Das mit einem aktiven Steinaustrag ausgestattete System entfernt unerwünschte Bestandteile zuverlässig aus dem Substrat, bevor es in den Fermenter gelangt.”
In der Biomethananlage Mühlacker fungieren zwei redundante BIO-ROXX-Module als zentrale Schnittstellen zwischen der Feststoffzufuhr und dem Fermenter. Über zwei Feststoffdosierer wird das feste Substrat, wie Mist oder Landschaftspflegematerial, bereitgestellt und über Schnecken in die BIO-ROXX-Module gefördert. Parallel dazu speist eine Substratpumpe (KL65 von Wangen Pumps) Gärreste aus dem Nachgärer als flüssiges Substrat in das System ein. BIO-ROXX vermischt die beiden Substratphasen zu einer homogenen Masse. Die kontrollierte Zugabe des flüssigen Substrats gewährleistet dabei eine optimale Konsistenz für eine effiziente Fermentation und die problemlose Weiterverarbeitung. Eine zweite entsprechende Abführpumpe (KL80 von Wangen Pumps) führt die Masse dann dem Fermenter zu.
Erfolgreiche Implementierung im laufenden Betrieb
Die Umstellung auf das BIO-ROXX-System war für die Biomethananlage Mühlacker zunächst ein herausforderndes Projekt, da es sich um eines der ersten Praxiseinsätze des neuen Substrataufbereitungssystems handelte. Mittlerweile hat sich die Innovation als äußerst erfolgreich erwiesen. Die Modernisierung der Anlage fand im laufenden Betrieb statt und konnte in weniger als sechs Monaten abgeschlossen werden.
Der Einsatz des BIO-ROXX-Moduls hat zu einer deutlichen Verbesserung der Gaswerte geführt. Die homogene Durchmischung des Substrats ermöglicht eine gleichmäßigere und effizientere Fermentation, was sich direkt auf die Methanproduktion auswirkt. Weiterhin wird die Bildung von Sink- und Schwimmschichten im Fermenter verhindert, wodurch die Effizienz des gesamten Fermentationsprozesses steigt.
Ein weiterer Vorteil des BIO-ROXX-Systems liegt in seiner technischen Robustheit. Das Modul ist mit wenigen Verschleißteilen konzipiert, sodass der Wartungsaufwand minimal bleibt – ein Faktor, der langfristig zur Wirtschaftlichkeit der Anlage beiträgt.
Mühlacker leistet Beitrag zur dynamischen Biogasproduktion
„Das Projekt mit dem BIO-ROXX war zweifellos eine Herausforderung, doch die positiven Ergebnisse bestätigen unsere strategische Entscheidung“, resümiert Naun. „Dank der integrierten Sicherheitsmechanismen des Moduls sind die von mir befürchteten Leckagen kein Thema. Insgesamt hat das neue, bewusst aus Redundanzaspekten überdimensionierte Fütterungssystem unsere Betriebsabläufe signifikant verbessert und unsere betriebliche Flexibilität erhöht. Wir sind nun in der Lage, effektiver auf wechselnde Anforderungen und potenzielle Störungen zu reagieren, Engpässe zu kompensieren und uns schneller an Veränderungen im Substratmix anzupassen - Faktoren, die die Gesamteffizienz unserer Anlage nachhaltig steigern.”
Die Flexibilisierung der Biogasproduktion ist ein Schlüsselfaktor für die Branche und gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die zentrale Herausforderung liegt dabei nicht nur in der Speicherung von Biogas, sondern vielmehr in der bedarfsgerechten Erzeugung. Mit der Modernisierung des Fütterungssystems hat Biomethan Mühlacker ein wegweisendes Konzept umgesetzt, das eine nachfrageorientierte Anpassung der Substratzufuhr ermöglicht. Diese dynamische Anlagensteuerung leistet einen wichtigen Beitrag zur Netzstabilität.
BIO-ROXX
Das System eignet sich für die optimale Substrataufbereitung durch intensives Mischen von Feststoff und Flüssigkeit sowie effizientes Abscheiden von Störstoffen. Der BIO-ROXX erhöht die Gasausbeute durch beschleunigte Fermentierung, reduziert die Bildung von Schwimmschichten und verhindert die Ansammlung von Fremdstoffen im Fermenter.
(Kurzfristige Änderungen vorbehalten)
