Energiproduksjon med mindre energi

Helt siden det ble satt i drift i 1974 har avløpsrenseanlegget i Echallens, som ligger i den sveitsiske kantonen Vaud, produsert kraft fra utvinning av biogass. I mai 2020 ble to gamle oljesmurte stempelkompressorer som ble brukt til å blande slammet i råtnetanken, erstattet av en MINK klokompressor fra Busch Vacuum Solutions. Dette gjorde det mulig å redusere strømmen som kreves for denne prosessen med opptil 40 prosent. For direktøren på anlegget betyr dette at han trenger mindre energi til å produsere energi.

Renseanlegget i Echallens drives av kommunen Echallens, som ligger ikke langt fra Vauds hovedstad Lausanne, og behandler avløpsvannet fra byene Echallens, Montilliez og Villars-le-Terroir. Det ble laget for å imøtekomme en befolkning på opptil 10 000, en kapasitetsgrense som allerede er overskredet. Kantonens planer for regionen Echallens Haut-Talent inkluderer konsolidering av avløpsrensing innen år 2025 i et forsøk på å gjøre disse operasjonene mer økonomisk effektive i fremtiden. Planene tar også sikte på å forbedre behandlingen av forurensende stoffer. I fremtiden er planen at renseanlegget i Echallens skal erstatte alle andre lokale kloakkrenseanlegg og deretter rense avløpsvannet fra ni av distriktets kommuner totalt. For å oppnå dette, skal Echallens utvides til å kunne håndtere en befolkning på tilsvarende 26 000 personer.

I 2019 ble en ny kraftvarmeenhet (fig. 1) allerede bygget på renseanleggets område og det genererer et årlig volum på 150 000 kilowattimer kraft fra biogassanlegget. Varmtvannet fra kraftvarmeenheten brukes hovedsakelig til å dekke anleggets egne behov, for eksempel for å varme opp slammet i råtnetanken eller varme innendørsområder. For også å gjøre prosessen med utvinning av biogass (fig. 2) fra råtnetanken mer økonomisk effektiv, ble det tatt en beslutning om å optimalisere sirkulasjonen av biogass i råtnetanken, som har en kapasitet på 350 kubikkmeter. En del av biogassen som genereres i råtnetanken, føres tilbake i slammet. For å gjøre dette, suges biogassen ut av den øverste delen i råtnetanken, komprimeres med en kompressor og føres så tilbake i slammet på bunnen av råtnetanken. Biogassen strømmer gjennom slammet og samler seg deretter opp igjen på toppen av råtnetanken, hvor den mates gjennom en ledning og inn i en bensintank som et midlertidig reservoar. Fra bensintanken går biogassen rett til kraftvarmeenheten. Denne drives for tiden i 20 timer om dagen og slås kun av i noen timer om natten.

Prosessen med å sirkulere biogass har følgende fordeler: 1. Det konsentrerte slammet varmes opp til 38 °C i råtnetanken. Å oversvømme slammet med biogass bidrar til å sikre at varmen fordeles jevnt. 2. Blanding av slammet hjelper også med å unngå at avleiringer samles og komprimeres i bunnen av råtnetanken. 3. Gassboblene som stiger opp gjennom slammet, forbedrer de mikrobiologiske nedbrytningsprosessene i slammet, noe som til slutt fører til et høyere gassutbytte. 4. Å sirkulere biogass gjennom slammet betyr også at den ikke trenger å blandes mekanisk.

To stempelkompressorer ble installert i 1974 for å blande biogassen inn i slammet. Den ene var utformet for å være ekstra for å sikre at prosessen kunne fortsette dersom den andre kompressoren skulle gå i stykker. I praksis viste det seg imidlertid at kapasiteten til kun én kompressor ikke var tilstrekkelig, så begge kompressorene gikk hele tiden. Det var derfor ikke behov for å ha en ekstra. Begge kompressorene var utstyrt med en motor med en nominell strøm på 6,7 kilowatt.

Denne kompressoren er ATEX-sertifisert (II 2G IIB3 T3 (i)/II 3G IIB3 T4(o)), noe som betyr at det ikke lenger kreves flammestoppere. Den er også utstyrt med turtallsregulering, slik at volumstrømmen kan tilpasses nøyaktig til kravene i råtnetanken.

MINK klokompressorer komprimerer biogass uten å bruke olje. Dette er mulig på grunn av det berøringsfrie driftsprinsippet, noe som betyr at de bevegelige delene inne i vakuumpumpen ikke kommer i kontakt med hverandre eller huset. Derfor er ikke oljeskift nødvendig, i motsetning til de oljesmurte stempelkompressorene som trengte to oljeskift per år. Fordi 4,5 liter olje fra hver kompressor kom i kontakt med biogassen, måtte den gamle oljen kastes. Mink klokompressorer har en intern girkasse. Den inneholder 0,85 liter girolje. Busch anbefaler oljeskift før 20 000 driftstimer er gjennomført og en årlig visuell inspeksjon for å kontrollere tilstanden og oljemengden som en forholdsregel.

Operatøren la også merke til enda en fordel i løpet av de første månedene: