Plattform für Wasser, Gas und Wärme
Die Kläranlage Echallens wird von der Waadtländer Gemeinde Echallens nahe der Kantonshauptstadt Lausanne betrieben und behandelt die Abwässer der Ortschaften Echallens, Montilliez und Villars-le-Terroir. Sie ist auf einen Einwohnergleichwert von 10'000 ausgelegt, eine Kapazitätsgrenze, die mittlerweile weitestgehend ausgeschöpft ist. Die kantonale Planung für die Region Echallens/Haut-Talent sieht eine Zusammenfassung der Abwasseraufbereitung bis zum Jahr 2025 vor, um diese künftig wirtschaftlicher betreiben zu können. Auch die Behandlung von Mikroverunreinigungen soll verbessert werden. Dementsprechend soll die Kläranlage Echallens in Zukunft alle anderen lokalen Kläranlagen ersetzen und die Abwässer von dann insgesamt neun Gemeinden im Umkreis klären. Dafür wird die Kläranlage Echallens auf einen Einwohnergleichwert von 26'000 ausgebaut.
Bereits 2019 wurde ein neues Blockheizkraftwerk (BHKW) auf dem Gelände der Kläranlage installiert, das jährlich 150'000 Kilowattstunden Strom aus der Biogasverbrennung generiert. Das über das Blockheizkraftwerk ebenfalls gewonnene Warmwasser wird weitestgehend für den Eigenbedarf, etwa zum Aufwärmen des Klärschlamms im Faulturm und zur Beheizung der Räumlichkeiten, verwendet.
Um auch die Gewinnung von Biogas aus dem Klärschlamm wirtschaftlicher zu gestalten, wurde entschieden, die Zirkulation des Biogases im Faulturm mit einem Fassungsvermögen von 350 Kubikmetern zu optimieren. Ein Teil des im Faulturm erzeugten Biogases wird dem Klärschlamm wieder zugeführt. Dazu wird das Biogas im oberen Teil des Faulturms abgesaugt, mit einem Kompressor verdichtet und im unteren Teil des Faulturms wieder in den Klärschlamm eingebracht. Das Biogas durchströmt den Klärschlamm und sammelt sich im oberen Bereich an, von wo es über eine Leitung in einen Gasbehälter als Zwischenspeicher geführt wird. Von dort gelangt das Biogas direkt in das Blockheizkraftwerk. Dieses läuft derzeit 20 Stunden pro Tag und wird nur nachts für wenige Stunden abgeschaltet.
Der Prozess der Biogaszirkulation hat mehrere Vorteile:
Seit 1974 waren zur Durchmischung des Klärschlamms mit Biogas zwei Kolbenverdichter installiert. Beide Verdichter waren mit einem Motor einer Nennleistung von 6,7 Kilowatt ausgestattet. Ursprünglich war vorgesehen, dass der eine der beiden Verdichter als reine Redundanz dienen sollte, um beim Ausfall des anderen den Prozess aufrechterhalten zu können. In der Praxis zeigte sich aber, dass die Kapazität eines Verdichters nicht ausreichte, weshalb stets beide in Betrieb waren. Die Redundanz war somit nicht mehr gegeben.
Nach einer Beratung durch einen Verfahrensingenieur der Schweizer Firma Busch AG (eine Gesellschaft der internationalen Firmengruppe Busch Vacuum Solutions) entschied sich der Betreiber für die Anschaffung eines MINK Klauen-Kompressors von Busch. Dieser Kompressor ist ATEX-zertifiziert (II 2G IIB3 T3 [i]/II 3G IIB3 T4 [o]), sodass keine Flammensperren mehr notwendig sind. Ausserdem hat er einen frequenzgeregelten Antrieb, um den Volumenstrom exakt auf die Anforderungen im Faulturm anzupassen. Seit Mai 2020 ist der MINK Klauen-Kompressor in Betrieb und läuft meist unter Volllast bei einem Stromverbrauch von 4,5 Kilowatt und einem permanenten Überdruck von 0,6 bar. Verglichen mit dem Stromverbrauch der beiden früheren Kolben-Kompressoren mit je einem 6,7-Kilowatt-Motor entspricht dies einer theoretischen Stromeinsparung von über 65 Prozent.
MINK Klauen-Kompressoren verdichten das Biogas völlig ölfrei. Dies ist möglich, weil die Kompressoren berührungsfrei arbeiten, d. h. interne bewegliche Teile berühren weder sich noch das Gehäuse gegenseitig. Dadurch entfallen auch die Ölwechsel, die bei den ölgeschmierten Kolbenverdichtern halbjährlich durchgeführt werden mussten. Da die jeweils 4,5 Liter Öl mit dem Biogas in Berührung kamen, musste das Altöl dementsprechend entsorgt werden. MINK Klauen-Kompressoren haben ein internes Getriebe. Darin befinden sich 0,85 Liter Getriebeöl. Ein Ölwechsel nach maximal 20 000 Betriebsstunden und eine jährliche Sichtkontrolle wird empfohlen, um den Zustand und die Ölmenge vorbeugend zu prüfen.
Noch einen Vorteil hat der Betreiber während der ersten Betriebsmonate ausgemacht: «Der Klauen-Kompressor läuft wesentlich ruhiger als jeder einzelne der beiden zuvor verwendeten Kolbenverdichter. Das Geräusch hat sich mehr als halbiert.»
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