08.b8 Voskuilerdijk 26_Bijlagen bij de toelichting_Bijlage 8 Aanmeldnotitie m.e.r.-beoordeling.pdf

Eventueel kan met het VDT pompsysteem ook digestaat uit de vergisters of navergister teruggepompt worden naar de meng-/hydrolysetank om het gehele mengsel goed roerbaar en verpompbaar te houden, in het geval er weinig vervuild terreinwater beschikbaar is.

6.3.2 Behandeling geurhoudende lucht (bestaand) De meng-/hydrolysetank wordt continu afgezogen om emissie van geur te voorkomen. De afgezogen geurhoudende lucht wordt via een ondergrondse leiding naar de twee in serie geschakelde lava reactoren geleid en naar vervolgens via het bestaande biobedfilter naar de buitenlucht afgevoerd. De lava reactoren zijn gevuld met lavastenen. Deze situatie is sinds 2018 in werking. Deze zuiveringsstappen voorkomen dat er geuremissie optreedt. De meng-/hydrolysetank wordt met een ventilatiedebiet van 800-1.000 m3/uur afgezogen. De lucht uit de headspace ruimte van de meng-/hydrolysetank wordt tezamen met de toegevoerde verdringingslucht uit de co-substraatsilo’s / drijfmestopslagsilo’s afgezogen. De poreuze lavastenen binden het aanwezige H2S en NH3 in de afgevoerde lucht en in het biobed worden organische geurcomponenten afgebroken. Het lavafilter en het biobed zijn dusdanig gedimensioneerd dat de verblijftijd ruim voldoende is voor een geurreductierendement van > 90%. Totaal debiet afzuiglucht naar biobed: ca. 900 m3 / uur (gemeten door Olfasense). Afmeting biobed: 31,6 m2 x 2,5 m hoog ➔ inhoud = 79 m3.

experts in biogas en droging

27

Verblijftijd behandelde lucht in biofilter: 60 minuten /(900 / 79) = ruim 5 minuten. Verdringingslucht uit de silo’s bij het lossen van vloeibare mest en/of co-substraten (ca. 35 m3) worden permanent naar de hydrolyse-mengtank teruggevoerd. De hydrolysering /mengtank heeft een inhoud van 544 m3 en is voor ongeveer ¾ gevuld met voedingsmateriaal voor de hoofdvergisters. De ruimte boven het te hydrolyseren materiaal (0,25 x 544 m3) = 135 m3 met geurhoudende componenten moet regelmatig worden afgezogen. Er wordt rekening gehouden met een verversingsgraad van ongeveer 7 keer per uur. Dit geeft een voldoende onderdruk in de headspace ruimte van de hydrolyse-/mengtank, zodat diffuse emissie in de huidige bestaande situatie zoveel mogelijk wordt voorkomen als het vulluik is geopend. Voor de beoogde situatie is dit geen issue meer. In het geuronderzoek wordt hier nader op ingegaan. In navolgend hoofdstuk is een procesbeschrijving van de lavafilters/-reactoren opgenomen.

6.3.3 Procesbeschrijving lavafilter/-reactor (bestaand) Bij biologische luchtbehandeling worden de geurcomponenten door bacteriën omgezet in geurloze componenten zoals CO2, zouten, water en biomassa. Het principe is in grote lijnen vergelijkbaar met de zuivering van afvalwater door actief slib. Bij een lavafilter bevindt de biomassa zich op een vast inert dragermateriaal. In het geval van een lavafilter gaat het om lavastenen. De inklinking van dit materiaal is zeer gering en hierdoor blijft het filter langdurig optimaal werken. Lavastenen zijn erg poreus en beschikken over een grillig oppervlak. Hierdoor ontstaat een groot oppervlak en kunnen de stenen het water goed vasthouden. In deze waterlaag kunnen de bacteriën zich ontwikkelen. Deze bacteriën gebruiken de geurcomponenten als voedingsstoffen. De geurcomponenten worden door het water geabsorbeerd waarin vervolgens specifieke bacteriën de verschillende componenten afbreken. Er is dus sprake van een gemengde cultuur aan bacteriën. Bij de opstart van een lavafilter wordt meestal een cocktail aan bacteriën als ent toegevoegd om zo de opstartfase te versnellen. Eén van de componenten die wordt afgebroken in het lavafilter is H2S. Dit wordt door de bacteriecultuur omgezet in sulfaat. Daardoor ontstaat verdund zwavelzuur. Aanvoer van de te behandelen lucht vindt via een luchtverdeelsysteem in de bodem van het filter plaats.

De drukval over een lava-filter is gering. Met het regelmatig besproeien van het filter worden nutriënten rondgepompt en de vochthuishouding geregeld. Het geproduceerde zwavelzuur wordt opgevangen als percolaat en kan worden ingezet in de bestaande zuurwasser bij Mts. De Greef Agro Energy BV. Deze procesvoering leidt tot een goede beheersing van de procescondities in het filter zonder dat regelmatige controle of onderhoud nodig zijn. De normale standtijd van het filtermateriaal is (ruim) 10 jaar. Het lavafilter bij De Greef bestaat uit twee tanks van ieder 4,85 meter hoog. De onderste laag

experts in biogas en droging

28

lavastenen heeft een gemiddelde diameter van 20 mm terwijl daarboven op een dikke laag wordt aangebracht met lavastenen met een diameter van ca. 10 mm. In onderstaande tabellen zijn de componenten (tabel 1) weergegeven die door het lavafilter worden aangepakt, inclusief te behalen verwijderingsrendement, en restemissie. De randvoorwaarden zijn weergegeven in tabel 2. Tabel 1

Componenten

Verwijderde componenten Ammoniak Geur H2S Mercaptanen VOS Koolstofdisulfide

Verwijderingsefficiëntie 1), % 80 – 95 70 – 90 80 – 99 70 – 90 70 – 99 98 – 99

Restemissie in mg/m03

Validatiekengetal

2 1 <1 2 1 1 bij ingangsconcentratie 100 mg/m03

1)

Afhankelijk van de specifieke configuratie en bedrijfscondities. Waarden zijn in principe gebaseerd op halfuursgemiddelde waarden. Tabel 2

Randvoorwaarden

Debiet, m03/uur Temperatuur, °C Druk Drukval, mbar Vochtgehalte Stof Ingaande concentratie: NH3, mg/m03 Geur, OuE/m3 H2S, mg/m03 Mercaptaan, mg/m03

1.000 - 500.000 15 – 40 atmosferisch 1 – 10 geen beperkende voorwaarden geen beperkende voorwaarden 100 – 400 > 10.000 5 – 1.000 100

In onderstaande schematische tekeningen is een impressie weergegeven van de opbouw van een lava-reactor. De omhulling van de beide reactoren is van gehard polyester, kleur donker grijs. Beide tanks staan op een betonnen fundering. De tanks zijn toegankelijk voor inspectie en onderhoud via het mangatdeksel aan de bovenzijde.

experts in biogas en droging

29

Figuur 3: Uitvoering lavafilter/- reactor

6.3.4 Het VacuümDrukTank (VDT) pompsysteem (bestaand) Hieronder wordt het VDT pompsysteem nader uitgelegd, inclusief de voordelen t.o.v. de gangbare pompsystemen.

experts in biogas en droging

30

Figuur 4: VacuümDrukTank (VDT) pompsysteem De VacuümDrukTank is een innovatief pompsysteem, speciaal ontwikkeld voor het verpompen van dikke brijachtige producten voor biogasinstallaties. Het voeden van de vergisters mag niet worden onderbroken vanwege storingen en onderhoud, dit betekent immers vrijwel direct een lagere biogasproductie en dus verlies van omzet. Het vernuftig ontwerp van de VacuümDrukTank zorgt er voor dat problemen met het pompen verledentijd zijn. Het vastlopen van pompen, het alleen maar kunnen verpompen van vloeistoffen met relatief weinig droge stof, het frequent moeten vervangen van onderdelen: allemaal verleden tijd met de door Biogas Plus Systems ontwikkelde VacuümDrukTank. Doordat de vacuümpomp en de bijbehorende motor zelf niet in aanraking komen met de biomassa, is het pompsysteem nauwelijks storingsgevoelig en nagenoeg onderhoudsvrij. Afhankelijk van het mengsel kan men zonder problemen brij verpompen van 25-30% droge stof. Meer droge stof betekent doorgaans meer energie en een efficiëntere vergisting. Het pompsysteem werkt als volgt:

experts in biogas en droging

31

Figuur 5: Werking VDT-pompsysteem De VacuümDrukTank wordt vacuüm gezogen waardoor de tank zich vult met biomassa. Vervolgens wordt de tank onder druk gebracht en wordt de biomassa weggeperst naar de desbetreffende tank/silo. Een bijkomend voordeel van het principe van de VacuümDrukTank is dat dezelfde leiding wordt gebruikt voor het persen als voor het zuigen. Dit bespaart veel kostbaar leidingwerk en vergroot de flexibiliteit. Met de VacuümDrukTank kan men tevens veel nauwkeuriger doseren dan met traditionele pompen en heeft een laag energieverbruik en is nauwelijks storingsgevoelig en nagenoeg onderhoudsvrij.

6.3.5 Installatie onderdelen en processen biogasinstallatie, vergisting, hygiënisatie, scheiding etc. (bestaand en nieuw) Zoals reeds hierboven beschreven is, is de gehele biogasinstallatie zo ontworpen dat er zo flexibel mogelijk gebruik gemaakt kan worden van de verschillende aanwezige processtappen. De keuze voor de verschillende processtappen en de volgorde hiervan is sterk afhankelijk van de aangeboden producten en de vraag van de markt. Daarnaast heeft de wet- en

experts in biogas en droging

32

subsidieregelgeving en de veranderingen daarbinnen, invloed op de keuzes. Het procesflowdiagram van de aangevraagde situatie is in paragraaf 6.2 opgenomen en wordt als bijlage aan de omgevingsvergunningsaanvraag toegevoegd. In de aangevraagde situatie gaat de hygiënisatie / validatie van het vergiste mengsel plaatsvinden in de navergister, die op 52-54 °C wordt gehouden. De NVWA heeft geoordeeld dat de hygiënisatie c.q. validatie van het digestaat ook bij een temperatuur van 50-55 °C voldoende bereikt kan worden en kan plaatsvinden in de navergister, die ook is voorzien van een ruim gasdak. Dit betreft een behoorlijke procesverbetering omdat pasteurisatietanks in het algemeen een geurbron vormen vanwege de hoge temperatuur (ca. 70 °C). Het gehygiëniseerde mengsel (ca. 1000 m³/week) gaat via een ondergrondse leiding (via de VDT) naar de digestaatscheider. Het is de bedoeling om deze stroom eerst af te koelen naar circa 25 °C en de warmte terug te winnen en via de warmteverdeler weer aan het vergistingsproces toe te voegen.

6.3.6 Vergisting en biogasopslag (bestaand en nieuw) Vergisten heeft tot doel organische stof met behulp van micro-organismen om te zetten in biogas. In het algemeen zijn alle soorten mest en organische reststoffen geschikt voor vergisting. Het proces vindt plaats in afwezigheid van zuurstof (anaëroob). Een aantal malen per dag wordt een gedeelte van de vergiste massa uit de vergister gehaald en nieuw vers product toegevoegd. Indien het biologische proces minder optimaal is, kan bijstelling nodig zijn met vergelijkbare producten qua samenstelling en kwaliteit. De (co-)/mestvergister bestaat uit de volgende componenten: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Vergistingssilo’s Mengsysteem Verwarmingssysteem Mestpompen Gasbehandeling Navergister cq. naopslag.

Van uit de meng-/hydrolysetank worden de mengsels met het centrale VDT-pompsysteem naar de 2 betonnen vergisters gepompt. Hoofdvergister 1 heeft een volume van 3.925 m3. De 2e hoofdvergister heeft eveneens een volume van 3.925 m3. De vergistersilo’s zijn gasdichte, geïsoleerde, verwarmde en geroerde tanks, waarin biogas uit de biomassa wordt gewonnen. De vergistingssilo’s bestaan uit een betonnen silo zoals die veelal voor de opslag van mest wordt gebruikt. De silo’s/tanks zijn goed geïsoleerd om het warmteverlies te beperken. De vergisting betreft mesofiele vergisting bij een temperatuur in de silo’s van 38-40 °C. De vergistersilo’s zijn gasdicht afgedekt.

experts in biogas en droging

33

Aanvoer van organische grondstoffen (mest en co-producten) en afvoer van digestaat (vergiste mest) verlopen in principe gelijktijdig en in gelijkblijvende hoeveelheden. Hiervoor beschikt elke hoofdvergistersilo over een toevoersysteem voor vaste stoffen en voor mest. Voor de afdekking is gekozen worden voor een folie uitvoering. De afdekking (binnenmembraan) is hangend in de vergister geplaatst, boven de vergistende massa. Vanuit deze vergisters wordt het mengsel middels het centrale VDT-pompsysteem naar de betonnen (na)vergister (vergister 3) gepompt. De 3e vergister heeft een inhoud van 4.926 m3. De silo’s zijn 2,1 meter diep ingegraven. De wandhoogte van de silo’s is 5,9 meter boven maaiveld, totale wandhoogte is dus 8 meter en de nokhoogte van de biogasreservoirs (ballonreservoirs) is circa 12 meter. Alle vergisters zijn voorzien van verwarming en roerwerken. De vergisters zijn voorzien van isolatie en damwand. Het verwarmingssysteem (wandverwarming en bodemverwarming) dient om de mest op de optimale temperatuur voor het vergistingsproces te houden. Het bestaat uit een warmtewisselaar, warmwaterleidingen, een waterpomp en een warmtebron.

De hiervoor benodigde warmte zal door het bij de verbranding van biogas (WKK’s) vrijkomende restwarmte (koelwater) en de restwarmte van de compressor van de groen gas installatie worden geleverd en zonodig van de bij te schakelen water-lucht warmtepompen. Het mengsel wordt op een temperatuur van circa 38-42 °C gehouden (mesofiele vergisting). In de silo’s zorgen roerwerken en dompelmixers voor het vermengen van de biomassa. De biomassa wordt op gezette tijden geroerd. De mengsystemen zorgen voor een gelijkmatige temperatuurverdeling binnen de vergister, een goede menging van de mest en de biomassa, het voorkomen van drijf- en bezinklagen en het tegengaan van het ontstaan van schuimlagen. De vergister silo’s, alsmede de vooropslag- en naopslagsilo’s zijn geheel gasdicht uitgevoerd, aangelegd volgens de Handleiding Bouwtechnische Richtlijnen Mestbassins (HBRM 1992) en voorzien van een KIWA-geschiktheidsverklaring. Tijdens het vergistingsproces wordt de biomassa omgezet in biogas. Dit biogas bestaat voornamelijk uit methaan en koolstofdioxide. Daarnaast bevat het biogas ook kleine hoeveelheden van componenten zoals waterstofsulfide (H2S), ammoniak (NH3) en waterdamp en in sommige gevallen ook nog andere vluchtige componenten.

Indien op de meet- en regelsystemen duidelijk wordt dat de vergisting op zijn eind loopt, wordt het mengsel met het VDT in de navergister gepompt om de laatste resten biogas uit het mengsel te halen. De nieuwe 3e vergistersilo (als navergister) biedt nu ook de mogelijkheid het vergiste mengsel te hygiëniseren. Dit gebeurt nu nog niet bij De Greef, omdat het bedrijf tot voor kort het digestaat nog kon afzetten als niet-verwerkte mest, doch deze mogelijkheid is op termijn geen optie meer.

experts in biogas en droging

34

Op basis van artikel 15 van de Verordening Dierlijke Bijproducten (1774/2002, VDB) moeten de installaties erkend worden door de Nieuwe Voedsel en Waren Autoriteit (NVWA). Indien er materiaal van dierlijke oorsprong wordt verwerkt zal het gistingsresidu/digestaat gedurende een bepaalde tijd tot een bepaalde temperatuur moeten worden verhit en moet het proces worden gevalideerd door NVWA. Van hygiënisatie is sprake als het digestaatmengsel een beheerste thermische behandeling heeft ondergaan waarvan in een speciaal onderzoek ('validatie') is aangetoond dat het ziekteverwekkers in voldoende mate afdoodt. De NVWA stelt als voorwaarde een hygiënisatietijd vast bij verblijf van het digestaatmengsel in de navergistersilo, waarbij de temperatuur langere tijd (minimaal 2-3 dagen) op 52-54 °C wordt gehouden. Deze optie wordt dus aangevraagd. De erkenning van de NVWA wordt pas actueel als de nieuwe installatie onderdelen in bedrijf zijn. Zodra blijkt dat de biogasproductie nagenoeg nihil is, wordt het uitgegiste digestaatmengsel, na te zijn afgekoeld, gedoseerd via de VDT naar de digestaatscheider (schroefpersfilter) gepompt, die niet meer verwarmd wordt. Na ongeveer één dag verblijf bij kamertemperatuur in de eindopslagsilo blijken de bacteriën en de enzymen niet meer actief te zijn en is sprake van het bereiken van een volledig uitgegist en gestabliseerd digestaatmengsel.

De hoofdvergisters en de navergister/-naopslag zijn voorzien van de benodigde meet- en regelapparatuur om het proces aan te sturen en ter beveiliging: • Temperatuurmeter • Vulstandsmeting • Schuimdetectie • Gasdrukmeting • Mechanische over- en onderdrukbeveiliging met waterslot • Schuimoverloop met waterslot

6.3.7 Toelichting op de vergistercapaciteit (nieuw) Om een input van 60.000 ton mest en co-producten per jaar volledig en adequaat te kunnen vergisten en verwerken is het noodzakelijk om een extra vergistersilo bij te bouwen. Het invoersysteem en de hydrolyse-/mengtank zijn gedimensioneerd om in de volgroeide situatie de dagelijkse hoeveelheid input van ongeveer 164,5 ton/etmaal, behorende bij een jaarlijkse input van 60.000 ton, te kunnen mengen tot een homogene vloeistof. Tussen 07.00 uur – 19.00 uur, de werkzame uren, wordt de aangevoerde vaste biomassa uit één van de 3 sleufsilo’s met regelmatige tussenpozen d.m.v. een shovelbak van 2 m3 inhoud via de invoerbak en het schroefvijzel invoersysteem in de hydrolyse-/mengtank gedeponeerd. De cyclus, van transport naar invoerbak duurt maximaal 1,5 á 2 minuten. Rekening houdend met een voedingstijd van steeds een half uur wordt er 30/2 min. x 2 m3 x 0,9 (s.g. vaste grondstoffen) = 27 ton vaste co-producten ingevoerd in een half uur. De sleufsilo’s hebben een totale opslagcapaciteit van 1.060 m3, Dat is voldoende voor ongeveer 11-12 dagen voeding.

experts in biogas en droging

35

Als de vergister in volle productie is, wordt deze dagelijks met gemiddeld 104 ton vaste mest en co-producten gevoed. Dus in een totale tijdsspanne van ongeveer 2 uur per etmaal wordt de dagelijkse hoeveelheid verwerkt in de vergister. De vloeibare co-producten worden vanuit de co-substraatsilo’s gedurende het gehele etmaal (dus 24/7) op gezette tijden (ieder half uur een dosering) in de hydrolysering gepompt (dagelijks gemiddelde ruim 60,5 ton per etmaal). De dosering gaat automatisch en de gehele dag door. Hier komt geen mensenhand aan te pas. De co-substraatsilo’s hebben een totale opslagcapaciteit van 400 m3, dus voldoende voor ongeveer een week. Uiteraard moeten de cosubstraatsilo’s natuurlijk wel bij voorkeur dagelijks worden gevuld. Maar daarin is voorzien. Door het ondermengen van de vaste biomassa lost de vaste stof op. De ingebrachte vaste biomassa wordt volledig opgelost in een homogene vloeistof. Dan neemt het volume van de vloeibare massa weliswaar toe, maar in verhouding met de soortelijke massa (berekend op basis van het voorbeeldmenu, opgenomen in bijlage 9: ~ 0,9 ton/m3) echter wat minder. Vanuit de hydrolyse-/mengtank wordt de homogene vloeistof in één van de beide hoofdvergisters gepompt. De hydrolysestap is de eerste stap van het vergistingsproces waarbij (nog) geen methaangas geproduceerd wordt.

De hydrolyse-/mengtank fungeert tevens als voedingsbuffer voor het vergistingsproces. Omdat de hydrolysestap de eerste stap van het vergistingsproces is, kan de verblijftijd van de input in deze tank, in de praktijk ongeveer 2,5 – 3 dagen, worden opgeteld bij de verblijftijd in de hoofdvergisters. In de 2 hoofdvergisters wordt de voeding door middel van anaerobe vergisting omgezet in biogas en digestaat. Het voeden van de vergisters gebeurt continu. Een groot deel van de organische stof (normaliter ca. 10-20% van de totale massa) wordt hierbij omgezet in biogas. Het digestaat dat in de hoofdvergisters zit neemt hierdoor af, gelijk aan de organische stof in hoeveelheid (volume en tonnage), krijgt zodoende een hoger vochtgehalte en wordt minder viskeus. Het soortelijk gewicht van het digestaat dat in de vergister zit zal hierdoor verschuiven richting het soortelijk gewicht van water (ca. 1 kg/liter). Voor een adequate vergisting (mesofiele vergisting) is een gemiddelde verblijftijd van 35-45 dagen in de hoofdvergisters wenselijk. De precieze verblijftijd is afhankelijk van de afbraaksnelheid van de toegevoerde producten. Voor vergisting van mestproducten wordt over het algemeen een wat ruimere verblijftijd aanbevolen. De temperatuur in de hoofdvergisters wordt op ongeveer 38-42 °C gehouden.

Bij de Greef wordt ervan uitgegaan dat in de hoofdvergisting ongeveer 90 % van de voeding wordt omgezet in biogas. Vanuit de hoofdvergisters wordt het digestaat naar de navergister gepompt. Aangezien de hoofdvergisters continue worden gevoed en digestaat continu wordt weggepompt naar de navergister, zit er naast de wat moeilijker afbreekbare componenten ook nog rest-biogas in het digestaat dat naar de navergister wordt gepompt. In de navergister worden d.m.v. meer specifieke bacteriën en thermofiele enzymen (bij hogere temperatuur) alle nog aanwezige componenten en vezels afgebroken en omgezet. Deze laatste fase duurt tot een volledig uitgegist en gestabiliseerd digestaat mengsel is verkregen. Een verblijftijd van 10-15 dagen wordt als ruim toereikend beschouwd.

experts in biogas en droging

36

De verblijftijd van het vergistingsproces is opgebouwd uit 3 stappen, nl. meng- en hydrolysestap, de hoofdvergistingsfase en de navergistingsfase. Dit geeft een totale verblijftijd van 3+45+15 = ongeveer 63 dagen. Hierbij wordt aangetekend dat de bovenstaande berekening is gebaseerd op het voorbeeldmenu uit bijlage 9 en gebaseerd op een langdurig probleemloos vergistingsproces. Na realisering van de extra vergistersilo (Ø 28 m) is er sprake van een afgewogen vergistingscapaciteit bij De Greef (totaal ca. 4.925 + 2 x 3.925 m3 hoofdvergisters + navergister / naopslag = 12.775 m3). Rekening houdend met een vullingsgraad van 90% in de tanks wordt de totale verblijftijd in de vergister: 365 dagen / (60.000 ton per jaar/0,9 ton/m3 (= soortelijke massa) / (12.775 m3 x 0,9 (= vullingsgraad) = circa 62,5 dagen. Doch in de praktijk komt het echter regelmatig voor dat de voeding moet worden teruggeschroefd als gevolg van een storing in het proces. Bovendien komt het geregeld voor dat er producten/grondstoffen worden aangevoerd met een lager soortelijk gewicht, die als voeding voor de vergisting worden gebruikt. En bij een ruimer aanbod van vaste producten zal er extra water aan het vergistingsmengsel moeten worden toegevoegd, in de praktijk terreinwater en percolaatwater, om het mengsel goed verpompbaar te houden.

Het bovenstaande toont aan dat de aangevraagde vergistingscapaciteit zeker nodig is, en misschien zelfs nog wat aan de krappe kant, om een inputhoeveelheid van 60.000 ton per jaar ook te kunnen verwerken. De vergistercapaciteit komt dus goed overeen met de benodigde verblijftijd voor een optimaal vergistingsresultaat.

6.3.8 Biogasopslagreservoirs (bestaand en nieuw) Het biogas wordt tijdelijk opgeslagen in de biogasopslagen welke aanwezig zijn boven in de 3 vergistersilo’s. Zowel de hoofdvergistersilo’s als de navergister-/naopslagsilo zijn voorzien van een dubbelmembraans gasdak. De betonnen vergistersilo’s zijn gasdicht en hebben een totaal vergistervolume van 12.775 m3. De gasdaken zijn voorzien van een over- en een onderdrukventiel. De normale werkdruk is circa 3 mbar. De hoeveelheid biogas per silo is afhankelijk van de hoogte van het binnenmembraan, die met de biogasdruk meebeweegt. De totale opslagcapaciteit van biogas in de 3 silo’s is 3.162 m3. Deze biogasopslagcapaciteit is ondermeer nodig voor het biologisch ontzwavelen van het biogas, om de schommelingen in biogasproductie op te vangen en om de biogasreinigingsinstallatie/-opwaardeerinstallaties en de WKK continu te voorzien van biogas. Het geproduceerde biogas bestaat voornamelijk uit methaan (60-65 %) en kooldioxide (35-40 %). Verder is het biogas verzadigd met waterdamp en bevat het sporen van waterstof, zwavelwaterstof en ammoniak. Voor het verdere ontzwavelen en het verlagen van de NH3concentratie in het biogas wordt ijzerwater (Fe(OH)3) toegevoegd aan het vergistingsmengsel. De concentraties H2S en NH3 in het biogas worden met > 95% verminderd.

experts in biogas en droging

37

KIWA certificaten volgens de BRL 2342 en KOMO attesten van mestsilo’s en kunststof afdekkingen, de zg. FlexxoDOMERs van Flexxolutions GFS BV. zijn aanwezig.

Figuur 6: Voorbeeld van gasdak De FlexxoDOMER - DOuble MEmbrane Roof, oftewel DOMER - is een dubbellaags of dubbel membraan biogasdak dat veelal wordt toegepast in de biogasindustrie. Het biogasdak is uitermate geschikt als voor silo’s waar biogas opgeslagen wordt en/of waar duurzame energie opgewekt wordt. Dit dubbele membraandak kan gebruikt worden voor zowel biogasinstallaties met gasmotor als met gasreinigingsinstallatie. De kenmerkende bolle vorm combineert een maximaal gasopslagvolume met een geoptimaliseerde vorm voor externe invloeden als wind en sneeuw. De Flexxodomer is door Flexxolutions ontworpen om in alle omstandigheden een maximale levensduur en daardoor optimale terugverdientijd voor haar klanten te waarborgen. Dit wordt mogelijk gemaakt door de beste materialen in de markt te gebruiken, door een bi-axiaal ontwerp, door toepassing van geteste componenten en een gecertificeerde productie en montage. Het ontwerp van de Flexxodomer wordt per project geoptimaliseerd op lokale condities als wind en sneeuw. Dat verhoogt significant de levensduur van het dubbele membraandak. Flexxolutions voert bidirectionale tests op het folie uit d.m.v. trekproeven en er worden correcties uitgevoerd in beide folierichtingen. Hierdoor wordt een 'pompoenachtige' vorm voorkomen en wordt een optimaal ontwerp gegarandeerd.

De onderconstructie wordt standaard ontworpen voor een sneeuwlast van 85 kg/m², zodat er geen schade ontstaat bij extreme weersituaties. Alle metalen onderdelen die in contact kunnen komen met gas, zijn altijd van RVS-316 i.v.m. minimale gevoeligheid voor corrosie (roest). Bij iedere Domer wordt een uitgebreid rapport bijgeleverd, waarin alle sterkteberekeningen, condities en de resulterende kracht op de silowand beschreven staan. Door Flexxolutions wordt zes jaar garantie gegeven op het foliemateriaal en de verwerking.

experts in biogas en droging

38

6.3.9 Overdrukbeveiliging De vergisters zijn voorzien van een overdrukbeveiliging, een waterslot en daarnaast ook beveiligingskleppen. Het waterslot beveiligt de vergister tegen onder- en overdruk. Daarnaast is er een gasfakkel geplaatst die het overtollige biogas kan verbranden zodra de druk te hoog wordt. Deze fakkel wordt automatisch ontstoken en pas daarna gaan de watersloten open.

6.3.10 Digestaat verwerking (scheidingsstappen) (bestaand) Het digestaat, wat overblijft na het vergistingsproces, wordt bij De Greef als volgt verwerkt. Het is afhankelijk van de vraag naar mestproducten. Een veel toegepaste methode voor het scheiden van de dikke en dunne fractie in mest is een decanter of decanteercentrifuge of een schroefpersfilter. Bij het bedrijf wordt het warme (52-54 °C) gestabiliseerde en gehygiëniseerde digestaatmengsel vanuit de navergister/validatiesilo, na afkoeling, met behulp van de VDT naar de scheider gepompt. In de scheider (= het schroefpersfilter) wordt het digestaat gescheiden in een dunne en een dikke fractie. Het schroefpersfilter staat opgesteld in een container op poten, gepositioneerd tussen de toploader en de 3e vergistersilo. De digestaatscheider scheidt het digestaat (ca. 8-12% d.s.) in een dunne vloeibare fractie (ca. 5-10% d.s.) en een dikke vaste fractie (ca. 25-30% d.s.). Bij de scheiding van het digestaat komt nagenoeg geen geur vrij. Type mestscheider is: SMICON MAS separator 2.2kW 400V. Hieronder afgebeeld van een opstelling in de buitenlucht.

Met behulp van een speciale inwendige schroef en filter verlaat de dunne fractie (het effluent) de MAS en stroomt nu nog in het foliebassin, doch wordt in de toekomst in de eindopslagsilo gepompt. De steekvaste dikke fractie verlaat via de perskamer de machine en valt naast de MAS op de betonvloer van de opslagbunker dikke fractie, waar ook de toploader staat opgesteld. Door de zeer nauwkeurige instelbaarheid van de tegendruk in de perskamer kan de kwaliteit van zowel het effluent als de droge massa naar wens worden aangepast.

experts in biogas en droging

39

De verwerkingscapaciteit van het schroefpersfilter bedraagt 20 - 30 ton digestaat per uur. Er wordt gebruikt gemaakt van een vaste schroefpersfilter opstelling in een container. De dunne fractie wordt op dit moment nog in het foliebassin voor dunne fractie gepompt, doch het foliebassin wordt in het kader van de onderhavige aanvraag op termijn ontmanteld. In de praktijk blijkt het foliebassin na verloop van jaren scheurvorming te vertonen en geuremissie te veroorzaken. Hiervoor in de plaats wordt een staande betonnen silo gebouwd op de vrijgekomen plek. Deze eindopslagsilo krijgt een inhoud van 8.143 m3 en wordt voorzien van een spankap. De spankap komt in het midden op 2 m. hoogte t.o.v. de wandhoogte. Omdat al het nog in de navergister geproduceerde biogas en resterende biogas in de laatste 10-15 dagen van het vergistingsproces wordt verzameld onder het gasdak van de navergister en in directe verbinding staat met de 2 hoofdvergisters is het nagenoeg zeker dat het digestaat geen biogas meer bevat. Het digestaatmengsel wordt bovendien in het schroefpersfilter bij de buitentemperatuur gescheiden in een dunne fractie en dikke fractie. De dunne digestaatfractie wordt bij kamertemperatuur naar de eindopslagsilo gepompt. In de eindopslagsilo komt geen biogas meer vrij. Deze silo wordt ook niet verwarmd.

Derhalve behoeft deze silo niet voorzien te worden van een dubbelmembraans gasdak. Het is wel verplicht om in het dak van de silo een ontluchtingsopening aan te brengen om damp en eventuele gasvormige componenten te laten ontwijken naar de buitenlucht. Het blijft daarnaast altijd mogelijk om in een later stadium alsnog een bovengrondse leiding aan te brengen naar de navergister. De dunne fractie wordt middels tankauto’s afgevoerd. De verwerkingscapaciteit van het schroefpersfilter bedraagt ongeveer 20 - 30 ton digestaat per uur. Er wordt gebruikt gemaakt van een vaste schroefpersfilter opstelling in een container. De dikke fractie wordt door middel van een verkruimelvijzel en een transportband naar de opslagruimte overgebracht en middels een verdeelwagen afgeworpen op de vloer van de opslagruimte (opslag dikke fractie exportwaardig). Vervolgens wordt de dikke fractie middels een automatisch werkende toploader systeem op een opvoerband gedeponeerd en via een overkapte transportband gedoseerd naar de drooginstallatie afgevoerd. Figuur 5 toont een toploader systeem.

experts in biogas en droging

40

Figuur 7: voorbeeld toploader Het betreft een volledig gesloten overkapte transportband. De transportband wordt niet afgezogen, de boven de transportband geringe hoeveelheid meegevoerde lucht komt bij de droogband vrij. Het risico van diffuse verspreiding is verwaarloosbaar. De opslagruimte dikke fractie en de opstelruimte schroefpersfilter worden door middel van 3 afzuigpunten (nrs. 33a, 33b en 33c) met een totaaldebiet van 3.000 m3/uur afgezogen. Met een af te zuigen inhoud van 475 m3 ammoniakhoudende luchtvolume betekent dit een ruim 6-voudige ventilatie. Deze afzuigventilatoren draaien volcontinu. De opslagruimte wordt aan drie zijden met keerwanden begrensd en aan de lijzijde met een oversized slecht luchtdoorlatend doek. Deze wordt alleen geopend voor controle doeleinden en reparaties. De ammoniak houdende afzuiglucht wordt via een verzamelleiding naar de drukkamers van de luchtwassers in het drooggebouw geleid en bij de afgewerkte drooglucht gemengd, waar deze wordt gereinigd van ammoniak en geur. Vooral de vezelachtige organische stof en fosfaat hopen zich op in de dikke fractie. De stikstof zit vooral in de dunne fractie. Met een schroefpersfilter is een fosfaatafscheiding in de dikke fractie van 75% haalbaar.

6.3.11 Drogen dikke fractie (bestaand) Bij De Greef is in de bestaande vergunning een droger opgenomen. De dikke fractie (25-30% droge stof) kan met behulp van de droger worden gedroogd tot een droge stof percentage van ca. 80-90%. De via gesloten transportbanden overgebrachte dikke fractie wordt verspreid over de droogband. Koelwater van de WKK en de compressor van de groen gas installatie wordt door warmtewisselaars gepompt. Ventilatoren trekken buitenlucht door de warmtewisselaars. Met behulp van de restwarmte wordt de buitenlucht opgewarmd naar ca. 65-70 °C. De warme lucht wordt door de horizontale droogbanden geleid en komt zodoende in aanraking met het in de dikke fractie aanwezige water waardoor er verdamping optreedt. De ventilatoren hebben tezamen een maximale capaciteit van 100.000 m3 lucht per uur (2 x 50.000 m3uur. Tijdens het geuronderzoek (september 2023) werd een debiet gemeten van ongeveer 66.000 m3/uur gemeten. De drooginstallatie heeft een capaciteit van ongeveer 1,5 ton dikke fractie per uur bij 100 % benutting van de WKK-warmte. Dat betekent bij een jaarlijkse doorzet van 12.500 ton dikke fractie in de drooginstallatie en bij toepassing van full time gebruik van de WKK met 100% belastingsgraad dit in principe toereikend is.

Het eventuele tekort aan warmte op piekmomenten en op lagere last draaiende WKK wordt aangevuld met de warmte die wordt teruggewonnen uit oliekoeling van de compressoren in de gasopwaarderingsinstallaties en de CO2-vervloeiing en de extra inzet van warmtepompen (als stand-by). De lucht uit de droger wordt afgezogen naar de bestaande chemische luchtwasser (zure wasser) en behandeld met zwavelzuur, bestaande uit 2 secties.

experts in biogas en droging

41

De ammoniakhoudende afzuiglucht uit de scheiderruimte en de opslagruimte dikke digestaat wordt daarbij toegevoegd aan de afgewerkte drooglucht uit de drooginstallatie. Het uitgangspunt is om de gehele hoeveelheid gescheiden dikke digestaatfractie, zijnde 12.500 ton per jaar, te drogen in de bestaande drooginstallatie. De drooginstallatie heeft een verwerkingscapaciteit (25-30 % d.s. → 85-90%) van ongeveer 1,5 ton per uur, of te wel 13.140 ton per jaar als maximale capaciteit. De benodigde capaciteit om dit adequaat te kunnen verwerken komt dan uit op: (12.500 / 13.140) * 100% = 95% capaciteit. Bij een ontwerp-capaciteit van 100.000 m3/uur komt dit neer op 100.000 m3/uur * 0,95 = 95.000 m3/uur. Dit geldt als minimum vereiste capaciteit van de drooginstallatie. Inclusief het 3.000 m3/uur afzuigvolume uit de opslagloods dikke fractie en de scheiderruimte betekent dat bij continue droging een vereiste capaciteit van 98.000 m3/uur. De luchtwasser beschikt dus nog over een lichte overcapaciteit om schommelingen in het aanbod in de drooginstallatie op te vangen. Voor de aangevraagde situatie (verdubbeling verwerkingscapaciteit) wordt dus uitgegaan van een volledige benutting van de luchtwassercapaciteit van 100.000 m3/uur, continue over de totale 8.760 uur.

Uitgangspunt voor de dimensionering van de luchtwasser is een aangeboden NH3-gehalte van 100 ppm in de afgewerkte drooglucht, wat een zeer gebruikelijke waarde is en wijzigt niet in het kader van de uitbreidingsplannen. De afgezogen ammoniakhoudende lucht uit de opslagloods dikke fractie en de scheiderruimte bevat een lagere NH3-gehalte van 40-50 ppm (gemeten bij vergelijkbare biogasinstallaties), wat dus in de drukkamer(s) wordt toegevoegd aan de afgewerkte drooglucht naar de chemische luchtwasser. De 6-voudige luchtverversing van de opslagruimte en de opstelruimte schroefpersfilter zorgt zeker voor een nog lager ammoniakgehalte in de afzuiglucht. Het uitgangspunt van continu 100.000 m3/uur afgezogen lucht geldt als worst-case situatie bij de luchtemissie-, stikstof- en geurberekeningen. Het gedroogde product wordt opgeslagen in drie gesloten containers. Zodra een container vol is wordt deze door de afnemer opgehaald en gewisseld voor een lege container. De containers zijn middels een zeil luchtdicht afgedekt en de stofhoudende transportlucht wordt via op elke container aanwezige doekenfilter naar de buitenlucht. Al het stof wordt daarbij teruggehouden. Als het doekenfilter verzadigd is, waarbij de tegendruk te hoog oploopt, wordt het doekenfilter vervangen. Het volle doekenfilter wordt leeggeschud op de droogband.

Door het digestaat te scheiden en te drogen wordt het aantal vervoersbewegingen gereduceerd. De inzet van de droger is afhankelijk van de vraag naar bepaalde mestproducten en de beschikbaarheid van restwarmte van de WKK en van de compressoren van de bestaande en nieuwe biogas-groen gasopwaarderingsinstallatie. De werking en voordelen van de toegepaste droger van Biogasplus Systems BV. zijn uitgebreid beschreven in de vergunningsaanvraag uit 2019 en wordt niet meer opnieuw toegevoegd.

6.3.12 Afleveren eindproducten (bestaand) Dikke fractie digestaat De dikke fractie digestaat wordt in een aparte ruimte opgeslagen en middels een gesloten transportband overgebracht naar het drooggebouw. Het gedroogde product wordt opgeslagen in geheel afgesloten containers en afgevoerd in met opleggers.

experts in biogas en droging

42

Dunne fractie digestaat De dunne fractie wordt in een aparte tank voor de naopslag opgeslagen en afgevoerd per tankwagen. Spuiwater luchtwasser Het spuiwater wat in de luchtwasser wordt geproduceerd wordt opgeslagen in een aparte polyestersilo van 100 m3 en per tankwagen afgevoerd.

6.3.13 Zure luchtwasser behandeling ammoniakhoudende ventilatielucht (bestaand) Tijdens het drogen van de dikke fractie komt er ammoniak vrij. De ammoniakemissie en ook geuremissie wordt beperkt door de ventilatielucht te behandelen in een chemisch luchtwassysteem, bestaande uit 2 luchtwassers. In deze luchtwasser wordt de afgezogen ammoniak bevattende lucht (max. 100.000 m3/uur) uit de droogruimte behandeld. In deze grote luchtstroom zijn ook de afgezogen NH3-houdende dampen uit de container, waarin de schroefpersfilter scheider is geplaatst en uit de opslagplaats dikke fractie opgenomen. Voor deze luchtwasser is in 2018 al een dimensioneringsplan (leverancier Hobe Technology) aangeleverd. De chemische luchtwasser heeft een > 95% ammoniak reductie rendement. Het dimensioneringsplan wordt als bijlage aan de vergunningsaanvraag toegevoegd. Het dimensioneringsplan van de luchtwasser is nog steeds actueel en behoeft niet te worden geactualiseerd. De 2 luchtwassers bestaan uit losse units die in de lengte aan de uitblaasopeningen van de droger worden geplaatst. Bij het beschreven systeem bestaat de installatie uit een filterunit van het type van het type tegenstroom. De lucht uit de droger komt aan de zijkant van de wasser binnen in de geïntegreerde drukkamers. Van daaruit gaat de lucht naar boven via de wassectie.

De wassectie bestaat uit een bed vulmateriaal dat continu vochtig wordt gehouden door besproeien met een aangezuurde wasvloeistof. De gezuiverde lucht verlaat vervolgens via een druppelvanger aan de bovenkant de installatie. Bij passage van de ventilatielucht door het luchtwassysteem wordt de ammoniak opgevangen in de wasvloeistof, waarna de gereinigde ventilatielucht het systeem verlaat. Door toevoeging van zwavelzuur aan de wasvloeistof door middel van een automatische doseersysteem, wordt de ammoniak gebonden als ammoniumsulfaat, waarna deze stof met het spuiwater wordt afgevoerd. Het zwavelzuur wordt opgeslagen in dubbelwandige IBC’s in de daarvoor bestemde ruimte van de luchtwasser. Dit spuiwater wordt opgeslagen in de daarvoor bestemde tank van 100 m3, opgesteld naast de containers met gedroogd product. Dit spuiwater wordt afgevoerd met behulp van tankauto’s. Dit spuiwater kan elders worden ingezet als ammoniummeststof.

experts in biogas en droging

43

Een gecombineerde tekening met droger en luchtwasser en een tekening van de VP-HOBE luchtwasunit wordt als bijlage aan de omgevingsvergunningsaanvraagg toegevoegd. Het bestaande luchtwassysteem is in 2018 vergund en als zodanig in bedrijf.

6.3.14 Biogasverwerking/-reiniging en -opwaardering naar groengas kwaliteit (bestaand en nieuw) Procestechnisch is de werking van de opwerkingsinstallatie onder te verdelen in twee processen: het biogas/groen gas proces en het waterproces. Beide processen worden hieronder kort beschreven. De opwerkingsinstallatie zoals die door Engie RGE BV. op de markt wordt gebracht, wordt in een aparte bijlage in de omgevingsvergunningsaanvraag beschreven en wordt het specifieke proces verder toegelicht. Het is ook mogelijk dat in een later stadium voor een andere aanbieder wordt gekozen, doch dit zal een vergelijkbare installatie zijn met vergelijkbare specificaties. Alvorens het geproduceerde biogas de WKK (1 MWelektr) voor de productie van warmte en elektriciteit en de groen gas opwaarderingsinstallaties bereikt, vindt eerst een biogasbehandeling plaats. De werking van de groen gas opwerkingsinstallatie is gebaseerd op de volgende principes: • • • • • • •

verwijderen van CO2 en het restant NH3 en H2S door middel van waterwassing; eerste droogstap door koeling; verwijdering van vluchtige organische koolwaterstoffen met actief kool; het op druk (9 bar) van het gereinigde biogas; drogen van het gas door middel van een PSA/TSA absorptiedroger; kwaliteitscontrole van het productgas (groen gas) met een poortwachter (Bio2Net). toevoegen van geurstof THT (odorant met kenmerkende geur voor aardgas).

Het ruwe biogas gaat als eerste stap via een koeler, om het eerste vocht te verwijderen. Het geproduceerde biogas wordt middels een gesloten systeem van leidingen vanuit de vergisters naar allereerst de centrale biogasreinigingsinstallatie geleid, waarin alle biogas wordt voorbehandeld en gereinigd. De zwavelwaterstof, vocht en ammoniak, terpenen en siloxanen en andere vluchtige koolwaterstoffen worden eruit gehaald. De eerste stap van deze voorbehandeling bestaat uit een waskolom. Na passage van een koeler worden in de waskolom de NH3 en andere wateroplosbare verontreinigingen uit het ruwe biogas gewassen. Het waswater wordt gekoeld, waardoor het biogas flink afkoelt en een groot deel van het vocht uit het biogas condenseert. Achter de waskolom staat een blower, die het biogas uit de vergister zuigt en zorgt voor voldoende voordruk voor de schroefcompressor. Ook warmt de blower het biogas iets op, waardoor condensatie van vocht in de achterliggende actief koolvaten vermeden wordt.

experts in biogas en droging

44

Schroefcompressoren zijn zeer betrouwbaar en vragen weinig onderhoud. De watersmering zorgt ervoor dat er geen risico is op olie in het biogas. De compressor comprimeert het biogas tot een druk van 9 bar. Op deze druk functioneert het waterwas systeem optimaal en het is tevens voldoende druk voor invoeding van het groen gas in een 8 bar aardgasnet. Het door de compressie warm geworden biogas wordt vervolgens gekoeld in een warmtewisselaar, waarna het door de koeling gecondenseerde vocht wordt afgescheiden in een condenspot met demister. Hierna wordt het biogas weer opgewarmd tot de temperatuur waarbij de membranen optimaal functioneren. Deze opwarming garandeert tevens dat er geen vrij vocht in de membranen kan komen, aangezien de membranen daar niet tegen kunnen. Vervolgens wordt de druk verder verlaagd naar atmosferische druk in de stripper, zodat de rest van de CO2 ontwijkt. Ook de opgeloste H2S en NH3 ontwijken en gaan mee met de stripperlucht. De stripperlucht stroomt vervolgens naar twee actief koolvaten, die de H2S en NH3 absorberen. Na de blower staat het eerste actief koolvat, dat H2S uit het biogas verwijderd. De performance van het actief koolvat wordt bewaakt met een biogas analyzer, die het H2S-gehalte van het biogas voor en na de vaten meet. Daarnaast meet de biogas analyzer ook het CH4 en O2gehalte van het biogas.

Een 2e actief koolvat staat stand-by en wordt aangesproken als het 1e koolvat is verzadigd. In de aangevraagde situatie wordt de reinigingsinstallatie uitgebreid met een 3e actief koolfilter, een extra blower, grotere koeling en een grotere waskolom. Als laatste zit er voor de membranen nog een zeer fijn stoffilter, om de membranen te beschermen. Dit filter houdt ook eventueel in het biogas aanwezige pathogenen tegen, die volgens de invoedingsvoorwaarden niet in het groen gas mogen zitten. Het CO2 wordt uit het biogas verwijderd in een drietraps membraansysteem. Het CH4-gehalte van het gas wordt in twee trappen opgehoogd tot zo’n 93 %. De scheiding van CH4 en CO2 is niet 100%: in het groen gas blijft nog wat CO2 zitten en in het CO2-rijke restgas zit ook nog wat CH4. Dit CH4 wordt weer teruggewonnen uit het restgas in de derde membraantrap en gaat terug naar de ingang van de compressor, net als het restgas uit de tweede trap. Op deze wijze wordt vrijwel alle CH4 gebruikt voor de productie van groen gas en gaat er vrijwel geen CH4 verloren. De 93 % CH4 die uit het membraansysteem komt is net iets te hoog voor het Nederlandse aardgasnet. Daarom wordt het groen gas na de membranen exact op specificatie gebracht door wat stikstof erbij te doseren. Deze stikstofdosering wordt geregeld op basis van een continue CH4-meting van het groen gas.

Op deze manier is het mogelijk om de gaskwaliteit (Wobbe index) zeer nauwkeurig te regelen. Bovendien zorgt de stikstofdosering ervoor dat de toegestane bandbreedte voor de Wobbe index breder is dan wanneer er naast CH4 alleen CO2 in het groen gas zit, waardoor de opwerkingsinstallatie zeer betrouwbaar groen gas van goede kwaliteit kan produceren en zonder onderbrekingen op het aardgasnet kan invoeden. Het restgas van de derde trap is vrijwel zuiver CO2, wat nu nog naar de atmosfeer wordt gespuid,

experts in biogas en droging

45

doch dit CO2 zal in het kader van dit project worden afgevangen en vloeibaar gemaakt, maar hierover in een volgende paragraaf meer. Na passage van de actief koolvaten wordt de biogasstroom opgesplitst in 2 stromen, waarvan 1 naar de WKK gaat en 1 naar één van de 2 groen gas installaties, waar het biogas wordt opgewaardeerd naar aardgaskwaliteit en ingevoed in het 8 bar aardgasnet van netbeheerder Liander. De biogasstroom naar de groengas opwerkingsinstallaties gaat via een 3e actief koolvat. Dit vat is gevuld met ander type actief kool wat met VOC’s (o.a. terpenen en siloxanen) uit het biogas reinigt. In de groen gas installatie zal het biogas verder worden gereinigd van water, zwavelwaterstof (H2S), ammoniak en andere vluchtige componenten. Tevens wordt het CO2 verwijderd zodat voldaan wordt aan de eisen om groen gas in te voeden (Ministeriële Regeling Gaskwaliteit).

6.3.15 Verbranding biogas in Warmtekrachtkoppeling installatie (WKK-installatie) (bestaand) Voor het omzetten van het gereinigde biogas in elektriciteit en warmte wordt een warmtekrachtinstallatie gebruikt, bestaande uit een gasmotor om het biogas te verbranden en een generator voor opwekking van elektriciteit (groene stroom). De gasmotor is van hetzelfde type als dat voor aardgas wordt gebruikt, aangepast voor het verstoken van laagcalorisch gas. Deze gasmotor draait inmiddels ruim 7 jaar naar tevredenheid. Het onderdeel WKK blijft ongewijzigd. De hete uitlaatgassen worden in een oliekoeler afgekoeld tot circa 90 °C; de warmte wordt overgedragen aan een gesloten heet watersysteem. De hete waterstroom is direct beschikbaar en te leveren via een warmwaterleiding aan een potentiële afnemer. Alle warmte die geproduceerd wordt door de WKK wordt weer ingezet op het bedrijf. Daarnaast levert de groen gas installatie ook restwarmte. Ook deze warmte wordt weer aangewend voor de eigen bedrijfsvoering. De processen bij De Greef waarbij warmte wordt gebruikt zijn: • • •

het verwarmen van de vergistersilo’s; het drogen dikke fractie; het verwarmen van de bedrijfsgebouwen.

Op deze manier wordt zo efficiënt mogelijk omgegaan met de geproduceerde duurzame energie. Er gaat geen warmte verloren. Ongeveer 35 - 40% van de geproduceerde elektriciteit wordt gebruikt voor de eigen bedrijfsvoering binnen de vergister en het pluimveebedrijf. Het grootste deel (60-65%) wordt via de transformator geleverd aan het openbare elektriciteitsnet. De WKK staat opgesteld in een aparte geluid geïsoleerde ruimte inpandig in de loods. Voor het koelen van de motor bij onvoldoende warmtevraag zijn noodkoelers geplaatst aan de zuidzijde van het WKK-gebouw, nabij de trafo.

experts in biogas en droging

46

Ook voor de verbranding van biogas in de WKK moet de waterdamp uit het biogas worden gehaald in de condensput. Vervolgens wordt het biogas eerst gekoeld en gereinigd, alvorens aangeboden te worden aan de WKK. Het proces wordt met detectieapparatuur gecontroleerd, opdat kan worden ingegrepen als te hoge H2S-concentraties ontstaan. Door de periodieke toevoeging van ijzerslib ( = granulair ijzerhydroxide (vaste substantie) wat vrijkomt bij de reiniging van drinkwater) kan het H2S-gehalte in het biogas snel worden verlaagd tot < 10 ppm. Periodiek wordt tezamen met de invoer vaste co-producten een geringe hoeveelheid ijzerslib gedoseerd in de meng-/hydrolyseringsilo. In onderstaande grafiek is het H2S-gehalte in ppm over een periode van 2,5 maand weergegeven.

Figuur 8: Verloop H2S- en methaan-concentratie bij de biogasproductie (2,5 maanden) Er is een actiefkool filter (AK-filter) stand-by, mocht het biogas onverwachts een H2S-gehalte hebben > 200 ppm (signaalwaarde). Een H2S gehalte van meer dan 500 ppm heeft een corrosieve en schadelijke werking op de WKK-gasmotor en moet te allen tijde worden voorkomen. Op het moment dat de 2e groen gas installatie gerealiseerd wordt, zal aanvullend ongeveer 13% van de geproduceerde elektriciteit ingezet worden voor het biogas opwaarderingsproces. Het gebruik van de WKK-capaciteit zal volgens planning op langere termijn gefaseerd worden afgeschaald. Doch voorlopig zal de inzet van de WKK-capaciteit nodig blijven om in de stroom- en warmtebehoefte van het vergistingsproces te voorzien en de biogasinstallatie van eigen geproduceerde groene stroom te voorzien in tijden dat geen gebruik van netstroom kan worden gemaakt.

experts in biogas en droging

47

6.3.16

Procesbeschrijving CO2 terugwininstallatie (nieuw)

Het restgas van de gasopwerking bestaat voor 98-99% CO2, en bevat daarnaast nog kleine hoeveelheden CH4, N2, O2 en water. Het principe waarop de werking van de CO2-terugwininstallatie is gebaseerd, is het drogen van het restgas, gevolgd door het vloeibaar maken van de CO2, waardoor de niet-condenseerbare verontreinigingen (N2, O2, CH4) in de gasfase achterblijven, en de CO2 eenvoudig per tankwagen getransporteerd kan worden. Hieronder is een procesflowdiagram van de CO2-afvang en -vervloeiingsinstallatie van het BCL 1500 systeem weergegeven, zoals door Brusche Process Technolgy uit Almelo wordt aangeboden. In de omgevingsvergunningsaanvraag wordt een procesbeschrijving van het BCL 1500 systeem opgenomen.

Figuur 9: Procesflowdiagram van de CO2-afvang en -vervloeiingsinstallatie BCL 1500 systeem In de CO2-terugwininstallatie wordt het restgas eerst gecomprimeerd in een olievrije tweetraps zuigercompressor tot een druk van 18 bar. Het door de compressie warm geworden restgas wordt vervolgens teruggekoeld tot 35 °C. Hierdoor wordt het condenserende vocht afgescheiden. Na de compressor wordt alle resterende vocht uit het restgas verwijderd met een Pressure-swing adsorption (PSA) and temperature-swing adsorption (TSA) droger, bestaande uit twee parallelle containers/torens met zeoliet absorptiemateriaal. Het restgas wordt gedroogd in één van de torens en de andere staat standby.

experts in biogas en droging

48

Het absorptiemateriaal in de torens absorbeert het resterende vocht in het restgas, waardoor na de droger een dauwpunt van < 60 °C gehandhaafd wordt. Na de droger gaat het restgas nog door een actief koolfilter, waarin de laatste condenseerbare verontreinigingen worden geadsorbeerd. Na het actief koolfilter wordt het restgas diep gekoeld in een warmtewisselaar, waardoor de CO2 vloeibaar wordt. De vervloeiing betreft dus een proces van achtereenvolgens compressie en koeling. Het koelen van het restgas gebeurt met een natuurlijk koudemiddel (bijv. R744 (CO2)) wat in de warmtewisselaar verdampt. Het heeft een uitstekende combinatie van een lage GWP-waarde en een hoog rendement en biedt ook een lagere afgastemperatuur bij middelhoge en lage temperaturen. De condensor van het koelsysteem is watergekoeld met behulp van ventilatoren. Brusche Process Technology biedt R744 (CO2) als natuurlijk koelmiddel aan. Voor dit project heeft Brusche gekozen voor een hoogrendement condensing unit (voor CO2 transkritische toepassing), uitgerust met een compressor met variabele snelheid. Dankzij deze kenmerken is het een zeer efficiënte eenheid (zelfs bij deellast), zonder enig compromis met de koelvraag. Het vloeibare CO2 uit de vervloeier valt naar beneden door een strippertoren.

Onderin de strippertoren zit een reboiler, waarin door een verwarmingsspiraal gasvormig CO2 voorgekoeld wordt, waardoor een deel van de vloeibare CO2 in de reboiler weer verdampt en opstijgt door de strippertoren. De vallende vloeibare CO2 en de opstijgende gasvormige CO2 komen zeer intensief met elkaar in contact in de strippertoren, waardoor een zeer grondige scheiding tussen de CO2 en de niet condenseerbare verontreinigingen in het restgas (CH4, O2, N2) gerealiseerd wordt, en een zeer zuivere vloeibare CO2 geproduceerd wordt. Dit vloeibare koolzuurgas kan vervolgens worden gebruikt voor diverse toepassingen, o.a. in kassen en glastuinbouw. Planten (groenten, bloemen e.d.) hebben veel CO2 nodig voor hun groei. Het vloeibare CO2 staat onder hoge druk (ongeveer 18 bar) en kan daarom op drukverschil naar een CO2 opslagtank stromen. In deze goed geïsoleerde tank kan het vloeibare CO2 opgeslagen worden.

experts in biogas en droging

49

6.3.17 Bio2Net (bestaand en nieuw) Tussen de opwerkingsinstallatie en het aardgasnet in staat een Bio2Net. Dit is een poortwachter die de toegang tot het aardgasnet bewaakt en die de toevoer naar het aardgasnet alleen open zet indien het groen gas op alle punten aan de gestelde kwaliteitseisen voldoet. De Bio2Net controleert dit door het groen gas voortdurend te analyseren in een gaschromatograaf. Groen gas dat niet aan de eisen voldoet stuurt de Bio2Net terug naar de vergister. De Bio2Net voegt aan het goedgekeurde gas de vereiste hoeveelheid geurstof (THT) toe alvorens het gas wordt ingevoed in het aardgasnet. Ook bevat de Bio2Net de comptabele gasmeter, op basis waarvan de levering van groen gas wordt afgerekend met de energiemaatschappij waar het groen gas aan verkocht wordt. ATEX en ventilatie In overeenstemming met de NEN-EN-IEC-60079-10 is het verplicht om voor installaties waarin brandbare gassen voorkomen te toetsen of zonering van toepassing is. Uit de aanwijzingen van de NPR 7910-1, gebaseerd op de NEN-EN-IEC-60079-10, blijkt dat Ex-zonering van de Bio2Net noodzakelijk is. Praktisch betekent dit dat het hoofdcompartiment van de Bio2Net een zone 2 is in de zin van de ATEX-richtlijn 1999/92/EG (ATEX 137). Alle apparatuur die zich in het hoofdcompartiment bevindt voldoet aan de ATEX-richtlijn 94/9/EG (ATEX 95).

Het besturingscompartiment is gasdicht afgescheiden van het hoofdcompartiment en is daardoor een safe area in de zin van de ATEX richtlijn. Bovenin de deur van het besturingscompartiment zit een ventilatierooster, om te voorkomen dat de besturingskast te warm wordt. Het besturingscompartiment is geen betreedbare ruimte. Operators en monteurs zullen te allen tijde draagbare gasdetectie instrumenten dragen bij het betreden van de Bio2Net.

experts in biogas en droging

50

Veiligheidsmaatregelen • • • • • • •

Drukregelaar om overdruk in het aardgasnet te voorkomen. Twee afslagveiligheden om overdruk in het aardgasnet te voorkomen bij falen van de drukregelaar. Grondafsluiter op veilige afstand van de Bio2Net om de toegang tot het aardgasnet dicht te zetten bij calamiteiten. Drukmeting aan de ingang van de Bio2Net, die het gas richting de drukloze retour van de Bio2Net stuurt als de ingangsdruk te hoog oploopt. Flow switch die de odorisatie bewaakt, om invoeding van niet-geodoriseerd gas te voorkomen. Opvangbak met 110% opvangcapaciteit voor het odorantvat. Valbeveiliging voor de gasflessen. Opslag van chemicaliën

In de Bio2Net worden geen chemicaliën opgeslagen. Uitsluitend voor het proces noodzakelijke gebruikshoeveelheden zijn aanwezig. Dit zijn: • Twee gasflessen helium 5.0 (50 liter, 200bar); • Een gasfles kalibratiegas (20 liter, 100bar); • Een transportvat odorant (50 liter). Helium is niet giftig en niet brandbaar. Kalibratiegas is niet giftig, maar wel brandbaar (qua eigenschappen en samenstelling gelijk aan aardgas). Het odorant (THT) is een vluchtige, brandbare vloeistof met een sterke geur (aardgasgeur). De veiligheidsinformatiebladen (MSDS’en) van deze stoffen zijn bijgevoegd. Bij De Greef worden de nieuwe Bio2Net installatie onderdelen inpandig in een afgescheiden ruimte van de gasopwaarderingsruimte 2 ondergebracht. Vanwege de uitbreiding van de groengas productie is een 2e Bio2Net waarschijnlijk nodig. De bestaande Bio2Net installatie en behuizing blijft operationeel

6.3.18 Fakkel (veiligheidsvoorziening) (nieuw) Indien er te veel gas geproduceerd wordt, of de groen gas installaties en/of de WKK staan in storing kan het gas zonodig via een noodfakkel verbrand worden. Aan het gebruik van een fakkel worden de volgende eisen gesteld: 1. De fakkelinstallatie is alleen in gebruik in noodgevallen, tijdens stilstand bij storingen en in andere gevallen waarbij het vergistingsgas niet kan worden verwerkt of afgevoerd. 2. De fakkel mondt uit op een veilige plaats in de buitenlucht op een hoogte van ten minste 3 meter boven het maaiveld. Hierbij is rekening gehouden met de warmtestraling van de fakkel op objecten in de omgeving zowel binnen als buiten de inrichting. 3. De fakkel heeft vlamterugslagvoorzieningen. 4. Het gebruik en controle van de fakkel wordt geregistreerd. De registratie wordt ten minste vijf jaar worden bewaard.

experts in biogas en droging

51

5. De fakkelinstallatie wordt jaarlijks op goede werking gecontroleerd. Bij De Greef wordt de noodfakkel gekoppeld aan de druksensoren aanwezig in de vergisters. Voordat deze fakkel aangesproken wordt zal bij een stijgende druk in het gasdak eerst de voeding van de vergisters worden teruggeregeld via het besturingssysteem, dit om te voorkomen dat er biogas verloren gaat. Alleen in uiterste nood als dit terugregelen en het fakkelen niet voldoende is, zullen de overdrukventielen aangesproken worden. De ruim aanwezige biogasopslagcapaciteit onder de gasdaken zorgt ervoor dat de fakkel eigenlijk nooit behoeft te worden aangesproken. Er is normaliter altijd voldoende tijd om een storing tijdig op te lossen. De fakkel (type HOFGAS-IFL1c van Enwell) of een vergelijkbaar type heeft een verborgen vlam en een verbrandingsrendement van > 99%, en kan een biogasflow van 900 Nm3/uur verwerken. Dit is meer dan voldoende aangezien op het moment van een storing de voeding van de vergister stil te leggen en de biogasproductie binnen enkele uren zeer substantieel af te laten nemen. De technische specificaties en een scan van de HOFGAS-IFL1c 120 fakkel of een vergelijkbare fakkel worden als bijlage aan de omgevingsvergunningsaanvraag toegevoegd.

experts in biogas en droging

52

6.4 Cumulatie met andere projecten Cumulatie met andere projecten in de nabijheid van de inrichting van de Greef is niet aan de orde. Er zijn geen andere ontwikkelingen of activiteiten in de omgeving die de milieueffecten vanuit de inrichting beïnvloeden en omgekeerd. Over stikstofoxiden wordt cumulatie met andere projecten beoordeeld door de Wet luchtkwaliteit (Hoofstuk 5 Wet milieubeheer) en Wet natuurbescherming. Een overzicht van de meest nabijgelegen stikstofgevoelige Natura 2000-gebieden is gegeven in onderstaande tabel 3. Binnen deze gebieden zijn één of meerdere stikstofgevoelige habitats aangewezen. Tabel 3: Overzicht van de meest nabijgelegen stikstofgevoelige Natura 2000-gebieden

De stikstofdepositie wordt berekend tot een afstand van 25 km van de bron. Omdat de geometrie van de bronnen in de referentiesituatie en de aan te vragen situatie niet één op één overeenkomt heeft dit als consequentie dat ter plaatse van de hexagonen die liggen op 25 km afstand randeffecten kunnen optreden, waarbij in de verschilberekening toe- of afnames worden berekend die er feitelijk niet zijn. Dit komt doordat op de maximale rekenafstand van 25 km van de bronnen uit de referentiesituatie geen (of gedeeltelijke) overlap optreedt met de maximale rekenafstand van 25 km van de bronnen in de beoogde situatie. Voor het aspect geur is cumulatie niet relevant omdat er geen naar aard vergelijkbare bedrijven in de nabijheid aanwezig zijn. Bovendien blijft door technische maatregelen de immissie ruim binnen de normen. Bij de totstandkoming van het bestemmingsplan voor dit bedrijfsterrein is hierover ook een afweging gemaakt.

experts in biogas en droging

53

6.5 Gebruik van natuurlijke hulpbronnen Er is geen sprake van processen of activiteiten waarbij natuurlijke hulpbronnen, anders dan energie en water, worden gebruikt. Het grootste deel van de stroom en de warmte wordt op de locatie zelf opgewekt. Alle benodigde warm water voor de processen en op temperatuur houden van de installatieonderdelen worden gerealiseerd door warmteterugwinning bij oliekoeling van de compressoren gasopwerking en CO2 liquefaction, toepassing warmtewisselaars voor de laagwaardige warmte in combinatie met warmteverdelers en warmtepompen (als back-up). Bij het zeer incidenteel opstarten van een vergister is een stoomketel nodig, welke wordt gehuurd. Deze is meestal diesel gestookt (worst case), maar zou ook op (bio)gas kunnen werken. Naast de elektriciteit zal ook diesel worden gebruikt, maar dit zal vooral voor de machines op het terrein benodigd zijn.