Germany - Construction of wastewater treatment plants - Project Phoenix: design, supply, installation and commissioning of a biogas desulphurisation plant

Das 1994 in Betrieb genommene Gemeinschaftsklärwerk Bitterfeld-Wolfen zählt zu den modernsten und größten Kläranlagen in Mitteldeutschland. Hier werden neben der in Bezug auf die Reinigungsleistung dominierenden Behandlung industrieller und gewerblicher Abwässer der Chemieregion in und um Bitterfeld-Wolfen auch kommunale Abwässer aus dem Einzugsgebiet des Abwasserzweckverbandes Westliche Mulde gereinigt. Darüber hinaus ist die Anlage im Bereich der Grundwasseraufbereitung am Standort eingebunden. Seit dem Jahr 2012 wird das Abwasser eines Methylcellulose-Herstellers anaerob vorbehandelt, dabei entsteht Biogas, dass in Blockheizkraftwerke (BHKW) zu Strom und Wärme umgewandelt wird. Bevor eine Verwertung des Biogases möglich ist, muss aus dem Biogas Schwefelwasserstoff (H2S) entfernt werden. Dazu wurde bereits im Jahr 2020 eine erste neue Biogasentschwefelungsanlage errichtet und in Betrieb genommen. Im Jahr 2019 wurde, im Rahmen des Erweiterungsprojekts Phoenix, im Labormaßstab, geprüft ob noch weitere Abwässer für eine anaerobe Vorbehandlung geeignet sind. Als Ergebnis daraus, wurde im Jahr 2024 ein neuer Abwasserstrom, das Abwasser eines Membran- und Ionenaustauscherharz-Herstellers, der anaeroben Vorbehandlung zugegeben. Das MIA-Abwasser ist gekennzeichnet durch eine hohe Konzentration an sehr gut abbaubaren CSB und eine hohe Sulfatkonzentration, die im Mittel 2.600 mg/l beträgt. Berechnungen haben ergeben, dass im Biogas H2S-Konzentrationen von bis zu 70.000 ppm auftreten können, je nachdem wie groß der Anteil des MIA-Abwassers an der Gesamtabwassermenge ist. In der im Jahr 2020 errichtete Biogasentschwefelungsanlage wird eine zweistufige chemisch-biologische Wäsche eingesetzt. Die erste Waschstufe erfolgt im Gegenstrom durch Kontakt des Biogases mit einer leicht alkalischen Waschlösung (NaOH), dort wird das H2S als Natriumsulfid bzw. Natriumhydrogensulfid gebunden. Das gereinigte Biogas verlässt die Waschkolonne Richtung Gaskonditionierung und die mit Natriumsulfid/Natriumhydrogensulfid angereicherte Waschflüssigkeit gelangt in die zweite Stufe, wo unter Zugabe von Sauerstoff (Belüftung) das Sulfid durch Mikroorganismen zu elementarem Schwefel oxidiert wird. Dabei entsteht wieder Natronlauge für die alkalische Waschlösung, die in die erste Stufe zurückgeführt wird. Der geringe Verlust an Alkalinität muss durch NaOH-Dosierung ausgeglichen werden. Die gesamte Menge an MIA-Abwasser kann erst anaerob vorbehandelt werden, nachdem eine zweite Biogasentschwefelungsanlage errichtet wurde. Diese zweite Biogasentschwefelungsanlage ist Gegenstand dieses Vergabeverfahren. Aufgabe des Bieters ist es, anhand der Auslegungsdaten, eine zweite funktionsbereite Biogasentschwefelungsanlage auszulegen und zu dimensionieren, so dass sie zusammen mit der vorhandenen Anlage, in der Lage ist die H2S-Konzentrationen und -Frachten zu verarbeiten. Für die neu zu errichtende Gasentschwefelungsanlage muss ebenfalls eine zweistufige chemisch-biologische Wäsche eingesetzt werden.