RNG-Standort für Milchviehgülle, USA

Paques BIOCYCLONE reduziert Sandräumungen an einem RNG-Standort für Milchviehgülle

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Sand und Schwerstoffe sind in vielen RNG-Anlagen für Milchviehgülle ein dauerhaftes Problem. Inerter Sand und Schwerstoffe gelangen mit Einstreumaterial, angewehten Partikeln oder Co-Substraten in den Handhabungs- und Vergärungsprozess. Sobald sie im System sind, setzen sich die Sande ab. Infolgedessen verstopft dieses Material die Faserentfernungsanlagen, verringert das effektive Fermentervolumen, beschleunigt den Abrieb und erzwingt kostspielige Tankausräumungen.

Bei einem großen RNG-Projekt für Milchviehgülle zeigte sich diese Herausforderung in der Güllegrube, in den Faserseparationsanlagen und in der gesamten Feststoffhandhabungslinie. Der Standort benötigte eine Lösung, die kontinuierlich betrieben werden kann, sich nahtlos in eine bestehende Anlage integrieren lässt und die Entfernung flüchtiger Feststoffe vermeidet, die wertvolles Biogas erzeugen.

Schwerstoffablagerungen treiben Wartungsaufwand und Stillstandszeiten in die Höhe

An diesem Standort werden vier CSTR-Fermenter mit einem Gesamtarbeitsvolumen von etwa 9 Millionen Gallonen betrieben. Die Güllesuspension im Zulauf wurde bei etwa 8,1–8,5 % Trockensubstanz gehalten, um die Pumpfähigkeit sicherzustellen.

Trotz betrieblicher Maßnahmen blieben Inertstoffe eine erhebliche Belastung:

  • 6–8 Fuß Sandablagerungen in der Güllezulaufgrube
  • Wöchentliche oder zweiwöchentliche Verstopfungen der Faserseparation
  • 15–20 % des Betriebsvolumens der Fermenter durch Sand ersetzt, wodurch das effektive Arbeitsvolumen verringert wurde
  • Häufige externe Sandentfernung, mit gemeldeten Kosten von 1,2 Mio. US-Dollar pro Jahr
  • Reinigungsereignisse, die je nach Anlagenteil und Ort Tage bis Wochen dauern konnten
Die tatsächlichen Auswirkungen beschränkten sich jedoch nicht nur auf Arbeits- und Fremddienstleisterkosten, sondern umfassten auch Kapazitätsverluste und Verschleiß an nachgeschalteten Anlagen. Daher konzentrierte sich der Standort darauf, schwere Inertstoffe zu entfernen, bevor sie Stillstände verursachten oder die Kapazität verringerten.

Fakten und Kennzahlen

Prozess zuvor:

  • Standort: RNG-Anlage für Milchviehgülle in den USA
  • Größe: ~15.000 melkende Kühe
  • Fermenter: 4 × CSTR, insgesamt ~9.000.000 gal
  • HRT: ~15 Tage (standortbezogene Angabe)
  • Beschickung: 8,1–8,5 % TS Integration

Leistungsdaten:

  • Sidestream-Durchfluss: 400 GPM
  • Sandentfernung: ~1 Tonne/Tag
  • Geklärter Ablauf: 7,9 % TS (aus 8,1 % TS Zulauf). Schwerstoffe raus, Organik bleibt.
  • Ausgetragene Schwerstoffe: ~40–60 % TS
  • Geschätzte Inertstoffentfernung: 95–98 % (auf Sidestream-Basis)
  • Amortisation: <5 Monate (standortbezogen berechnet)

Vorteile:

  • Reinigungen reduziert von 4/Monat auf 1/Monat
  • Geschätzte Einsparungen von 90.000–150.000 US-Dollar monatlich
  • Weniger Verstopfungen und weniger reaktive Eingriffe.
  • Geringeres Risiko von abrasivem Verschleiß in nachgeschalteten Anlagen
  • Minimaler Verlust an flüchtigen Feststoffen zum Schutz des Gasertrags

Paques BIOCYCLONE™ als Nachrüstungs-„Dialyse“-Schleife

Ein Zyklonprinzip, ausgelegt für Gülle- und Gärrestsuspensionen

Paques BIOCYCLONE nutzt dieselbe Abscheidephysik, die Betreiber von Hydrozyklonen kennen. Mithilfe der Zentrifugalkraft werden Inertstoffe durch Unterschiede in spezifischem Gewicht und Partikelgröße getrennt.

Paques BIOCYCLONE ist jedoch für die Variabilität von Suspensionen mit hohem Feststoffgehalt und die selektive Entfernung schwerer Inertstoffe ausgelegt.

Was ist anders im Vergleich zu einem generischen Hydrozyklon

In vielen Hydrozyklonkonfigurationen wird der Unterlauf über den Apex zu einem offenen Auslass ausgetragen, häufig unter nahezu atmosphärischen Bedingungen. Dieser „freie Austrag“ ist ein gängiger Referenzwert, begrenzt jedoch, wie präzise sich das Unterlaufverhalten bei wechselnden Gärresten sowie der Flüssigkeitsanteil im ausgetragenen Feststoffstrom und die Auslegung von Hydrozyklonen steuern lassen.

Paques BIOCYCLONE steuert den Feststoffaustrag durch:
  • Ein hochbelastbares Austragsventil zur Regelung des unteren Auslasses
  • Proprietäre Einbauten zur Stabilisierung des Strömungsfelds und zur Verbesserung der Abscheidung
  • VFD-Drehzahlregelung plus Timer zur Einstellung, wie häufig und wie lange der Unterlauf ausgetragen wird
Dadurch werden Sand und Schwerstoffe entfernt und gleichzeitig Verluste an flüchtigen Feststoffen minimiert.

Kleine Stellfläche, Integration mit geringer Betriebsunterbrechung

Für diese RNG-Anlage für Milchviehgülle wurde Paques BIOCYCLONE als Sidestream-Einheit zur „Tankdialyse“ installiert:
  1. Entnahme aus der Güllegrube über eine Feststoffpumpe für hochkonzentrierte Suspensionen
  2. Abscheidung schwerer Inertstoffe im BIOCYCLONE-Behälter
  3. Rückführung der geklärten Gülle in die Grube
  4. Austrag des konzentrierten Schwerstoffs in einem kontrollierten Zyklus
Dieser Ansatz vermied die Umleitung des gesamten Anlagenzulaufs und reduzierte den Integrationsaufwand, wodurch die Nachrüstbarkeit in laufenden Anlagen demonstriert wurde, in denen Verfügbarkeit entscheidend ist.

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Messbare Einsparungen, schnelle Amortisation, einfacherer Betrieb

Leistungsergebnisse, standortbezogen gemeldet (Installation im Herbst 2024, über 12 Monate Betrieb)

Paques BIOCYCLONE lieferte einen Unterlauf mit hohem Feststoffgehalt und eine stabile Klärung:

Sandentfernung: ~1 Tonne/Tag
Durchflussrate: ~400 GPM Sidestream
Durchschnittliche Beschickung vs. geklärter Ablauf: Ein: 8,1 % TS - Aus: 7,9 % TS.
Nur ein Rückgang von 0,2 % TS. Schwerstoffe raus, Organik bleibt.
Ausgetragene Schwerstoffe: 40–60 % TS, mit minimalem VS-Verlust
Geschätzte Inertstoffentfernung: 95–98 % der eingetragenen anorganischen Fraktion im Sidestream
Einfache Amortisation: <5 Monate (Investition + Installation, standortbezogen berechnet)


Betriebliche Auswirkungen
Vor Paques BIOCYCLONE Nach Paques BIOCYCLONE
  • Sandablagerungen in Gruben und wiederkehrende Verstopfungsereignisse
  • Reinigungszyklen mit einer Häufigkeit von bis zu 4 pro Monat
  • Erhöhtes Verschleißrisiko für rotierende und nachgeschaltete Anlagen
  • Unterbrechungen bei der Materialhandhabung und verlorenes Produktionspotenzial
  • Reinigungen auf 1 pro Monat reduziert
  • Geschätzte Einsparungen von 90.000–150.000 US-Dollar pro Monat bei wartungs- und reinigungsbezogenen Kosten
  • Geringere Schwerstoffbelastung für nachgeschaltete Anlagen und Fermenter
  • Weniger betriebliche Störungen und verbesserte Stabilität


Da die Ausschleusung kontrolliert erfolgt und der Unterlauf eingedickt wird, verringerte der Standort auch die Wasserbelastung gegenüber Ansätzen, die auf starke Verdünnung angewiesen sind.

„Der entscheidende Vorteil des Paques BIOCYCLONE ist die Kontrolle. Durch die Steuerung des kontrollierten Feststoffaustrags konnten wir Schwerstoffe auf bis zu 60 % Trockensubstanz konzentrieren und gleichzeitig die flüchtigen Feststoffe im Prozess halten. Diese Kontrolle half dem Standort, die Reinigungshäufigkeit zu senken und den Betrieb zu stabilisieren.“

Timur Dunaev,
Geschäftsführer/CEO, Paques US

Sind Sie bereit, Paques BIOCYCLONE auf Ihrem RNG-Hof zu bewerten?

Wenn Sie mit Einstreusand, Schwerstoffen oder wiederkehrenden Ausräumungen zu tun haben, kann eine kurze Bewertung Eignung und Zeitrahmen klären. Kontaktieren Sie die Experten von Paques, um Folgendes zu besprechen:

  • Wo Schwerstoffe an Ihrem Standort eingetragen werden und sich absetzen
  • Der zu erwartende Installationsumfang und die Einrichtungszeit
  • Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung auf Basis vermiedener Ausräumungen und reduzierten Verschleißes
PAQUES CASE

Reduzierung der Ausräumkosten von Güllefermentern aus der Tierhaltung mit Paques BIOCYCLONE

Die perfekte Lösung zur Bewältigung von Sand- und Schwerstoffablagerungen in Güllefermentern. Paques BIOCYCLONE kombiniert eine effiziente, kontrollierte Feststoffabscheidung mit proprietären Einbauten und gewährleistet so einen eingedickten Austrag anorganischer Feststoffe, einen höheren Energieertrag und geringere wartungsbedingte Stillstandszeiten.

Entdecken Sie, wie BIOCYCLONE Ihren Biogasproduktionsprozess verbessern und erhebliche betriebliche Einsparungen erzielen kann. Laden Sie jetzt das Branchenpapier herunter.

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Mit freundlichen Grüßen,
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