Glas-Stahl-Behälter als anaerobe Verdauer für die Biogas- und Abwasserbehandlung

• Das ideale Fermentergefäß: Glass-Lined-to-Steel (GLS) – auch bekannt als Glass-Fused-to-Steel (GFS) – stellt die ultimative Materialwahl für anaerobe Fermenter dar, die bei der Biogaserzeugung und Abwasserbehandlung eingesetzt werden.
• Undurchlässige chemische Barriere: Durch das Verschmelzen von Glasglas mit strukturellem Kohlenstoffstahl bei hohen Temperaturen (820 °C bis 930 °C) erhält der Behälter eine völlig inerte Innenbeschichtung, die gegenüber stark korrosiven Säuren und aggressiven Biogasen wie Schwefelwasserstoff (H2S) unempfindlich ist.
• Schnelle, modulare Konstruktion: Die vorgefertigte, verschraubte Konstruktion ermöglicht eine schnelle Montage vor Ort, wodurch lange Aushärtezeiten des Betons oder risikoreiches Schweißen vor Ort entfallen.
• Umfassende Standardkonformität: Entwickelt, um strenge internationale Standards zu erfüllen, einschließlich AWWA D103-09, ISO 28765 und NSF/ANSI 61 für die Lagerung von Chemikalien, Abwasser und Bioenergie.

Die anaerobe Vergärung (AD) ist ein hocheffizienter biologischer Prozess, der kommunalen Abwasserschlamm, Industrieabwässer und organische Abfälle behandelt und gleichzeitig erneuerbare Energie erzeugt. Allerdings ist die chemische und biologische Umgebung in einem anaeroben Fermenter außerordentlich aggressiv.

Während der Acidogenese- und Acetogenesephase werden flüchtige organische Säuren in hohen Konzentrationen produziert, die den lokalen pH-Wert senken. Anschließend entsteht in der Methanogenesephase ein Gasgemisch, das hauptsächlich aus Methan (CH4, 50–75 %) und Kohlendioxid (CO2, 25–50 %) sowie Spuren von stark ätzendem Schwefelwasserstoff (H2S) und Ammoniak (NH3) besteht.

Diese Gase kondensieren im feuchten Kopfraum des Reaktors und bilden Schwefelsäure und Kohlensäure, die normalen Beton und blanken Stahl schnell zerfressen. Um Strukturversagen zu verhindern, muss der Reaktortank aus Materialien gebaut sein, die absoluten Widerstand gegen chemische Zersetzung und physikalischen Verschleiß bieten.

Die Glass-Lined-to-Steel-Technologie schließt die Lücke zwischen der physikalischen Haltbarkeit von Baustahl und der chemischen Inertheit von Glas. Die physikalischen und chemischen Vorteile machen es alternativen Tankmaterialien deutlich überlegen:

Beim Herstellungsprozess handelt es sich nicht um eine einfache aufgesprühte Farbschicht oder eine Kunststofffolie. Stattdessen wird eine trockene oder nasse Emaille-Aufschlämmung auf hochfeste Kohlenstoffstahlplatten aufgetragen und in einem Hochtemperaturofen bei Temperaturen zwischen 820 °C und 930 °C gebrannt. Bei diesen Temperaturen schmilzt das Glas und verbindet sich molekular mit dem Stahl, wodurch eine untrennbare, äußerst haltbare Verbundschicht entsteht.

Da die Glasauskleidung vollständig anorganisch und porenfrei ist, reagiert sie nicht mit Säuren, Basen oder gelösten Gasen. Dadurch ist der Tank völlig immun gegen mikrobiell induzierte Korrosion (MIC) und die saure Kondensation im Gaskopfraum, die Betonfermenter normalerweise innerhalb von 10 bis 15 Jahren zerstört.

GLS-Beschichtungen sind so konzipiert, dass sie über einen extrem weiten pH-Bereich von 1 bis 14 zuverlässig funktionieren. Das bedeutet, dass der Tank bei unerwarteten Prozessstörungen – wie z. B. „Säuerung im Fermenter“, bei dem ein plötzlicher Anstieg organischer Säuren den internen pH-Wert senkt – sowie bei aggressiven chemischen Reinigungsroutinen völlig unbeeinträchtigt bleibt.

• Integrierte Gasspeicherabdeckung: GLS-Tanks können problemlos mit Doppelmembrandächern ausgestattet werden, die als dynamische Gasspeicher mit variablem Volumen direkt auf der Aufschlusssäule fungieren.
• Rührwerks- und Mischeranschlüsse: Vorgefertigte, werkseitig zugeschnittene Öffnungen bieten Platz für Mischer mit seitlichem oder oberem Eintritt und gewährleisten so einen optimalen Kontakt zwischen anaeroben Bakterien und Ausgangsmaterialien.
• Wärmedämmmäntel: Um mesophile (35 °C bis 38 °C) oder thermophile (50 °C bis 55 °C) Aufschlusstemperaturen aufrechtzuerhalten, sind GLS-Tanks mit externen Isolierplatten ausgestattet, die mit einer schützenden Aluminiumverkleidung abgedeckt sind.

A: Es gibt keinen praktischen Unterschied. Beide Begriffe beschreiben genau die gleiche Herstellungstechnologie, bei der hochwertiges Glasemaille in einem Hochtemperaturofen thermisch mit einem Stahlsubstrat verschmolzen wird.

A: Ja. Die geschmolzene Glasschicht hat eine hohe Oberflächenhärte von 6,0 auf der Mohs-Skala (ähnlich wie Stahl oder Quarz). Dies bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen physikalischen Abrieb durch Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt, Sand, Splitt und intensive mechanische Vermischung im Reaktor.

A: Ja. Da GLS-Tanks aus miteinander verschraubten Modulpaneelen bestehen, können sie zerlegt, transportiert und an einem neuen Standort wieder zusammengebaut werden, wenn sich die Anlagenlogistik ändert. Darüber hinaus ermöglicht die vertikale Modularität eine Erweiterung der Tankhöhe durch das Hinzufügen zusätzlicher Ringe am Boden der Struktur.

A: Premium GLS-Tanks werden in strikter Übereinstimmung mit der international anerkannten Norm AWWA D103-09 für verschraubte Stahltanks, ISO 28765 für Glas- und Porzellanemails und NSF/ANSI 61 entwickelt und hergestellt, wenn der Tank auch zur Trinkwasserspeicherung verwendet wird.