Biogas

TRAS 120 (Technische Regel für Anlagensicherheit) – Sicherheitstechnische Anforderungen an Biogasanlagen

Die TRAS 120 (technische Regel für Anlagensicherheit – Sicherheitstechnische Anforderungen an Biogasanlagen) wurde am 21. Januar 2019 vom Bundesanzeiger veröffentlicht. Sie wurde von der Kommission für Anlagensicherheit (KAS) erarbeitet und dient als Erkenntnisquelle für die Anlagenbetreiber.

Ein störungsfreier, sicherer Anlagenbetrieb soll damit gewährleistet werden, wobei die Personensicherheit und der Umweltschutz an erster Stelle stehen. Es werden Hinweise zu relevanten Gefahrenquellen, grundsätzliche Anforderungen an Biogasanlagen sowie besondere Anforderungen an bestimmte Anlagenteile gegeben. Das Thema Dokumentation rückt mit der TRAS 120 ebenfalls weiter in den Fokus.

Im Folgenden möchten wir Ihnen eine kurze Übersicht über die wesentlichen Inhalte der TRAS 120 geben. Die komplette TRAS 120 kann bei der Kommission für Anlagensicherheit eingesehen werden.

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Kapitel 1: Einleitung

Abschnitt 1.2: Erforderlichkeit

Zweck der TRAS 120

  • Personenschutz
  • Umweltschutz
  • Sachwertschutz

Ein störungsfreier sicherer Anlagenbetrieb soll gewährleistet werden.
Einschließlich: Anfahren, Abfahren, Instandhaltung

Abschnitt 1.3: Geltungsbereich

  • Genehmigungsbedürftige Biogasanlagen (einschließlich Biomethananlagen)
  • Betriebsbereiche gemäß 12. BImSchV
  • Faultürme auf Abwasseranlagen (ausgenommen reine Klärschlammfaulung)
  • Gärstrecken auf MBA-Anlagen (mechanisch-biologische Abfallbehandlung)
  • Empfehlung für: Trockenfermentationsanlagen, nicht genehmigungsbedürftige Biogasanlagen

Die technische Regel gilt für die Errichtung, Beschaffenheit und den Betrieb von Biogasanlagen. Bei der Auslegung und Planung ist sie ebenfalls zu berücksichtigen.

Abschnitt 1.5: Gefahrenquellen

Die Gefahren auf Biogasanlagen sind:

  • Gas- oder Stofffreisetzung
  • Brand (Biogas, Prozessmedien, Anlagenteile)
  • Explosionen
  • Bildung von Schwefelwasserstoff durch Prozessstörungen

Eine Gefährdungsbeurteilung (nach TRGS 529) oder eine Gefahrenanalyse (bei Störfallanalagen) sind durchzuführen. Dabei werden alle Gefährdungen betrachtet, einschließlich der Prozess des An- und Abfahren, die Instandhaltung sowie die Auslegung, Planung und Errichtung der Anlage.

Im weiteren Verlauf dieses Abschnittes werden die möglichen Gefahrenquellen an Biogasanlagen aufgelistet und erläutert.

Kapitel 2: Grundsätzliche Anforderungen

Abschnitt 2.1: Allgemeine Anforderungen

  • Der Betreiber hat die Anlage so auszulegen, zu errichten und zu betreiben, dass schädliche Umwelteinwirkungen und sonstige Gefahren verhindert werden.
  • Gegen dennoch auftretende Gefahren sind Maßnahmen zur Begrenzung zu treffen.
  • Standsicherheitsnachweise für alle tragenden Anlagenteile
  • Standsicherheit, Dichtheit (Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe), Druckfestigkeit, Ableitfähigkeit sowie Beständigkeit gegen Korrosion etc. sind vom Betreiber sicherzustellen.
  • Betrieb der Anlage mit den erforderlichen sicherheitstechnischen Einrichtungen. Versorgung dieser Einrichtungen über zwei voneinander unabhängige Systeme notwendig.
  • Gefahrenloser Zugang zu Anschlüssen, Armaturen, Sicherheits- und Bedieneinrichtungen sowie alle anderen Anlagenteilen, die regelmäßig überwacht und Instand gehalten werden sollen.
  • Frostsicherer Betrieb von Anlagenteilen, bei denen Feuchtigkeit aus Biogas auskondensieren kann sowie wässrige Gemische oder Kondensat enthalten.
  • Gegen mechanische Beschädigungen durch Fahrzeuge und Arbeitsmaschinen sind im Bereich von Betriebswegen erreichbare Anlagenteile, die mit Prozessmedien und Betriebsstoffen (Biogas, Substraten und Gärresten) beaufschlagt sind, zu schützen.
  • Entsprechende Einfriedungen sind gegen das Betreten der Anlage durch Unbefugte zu errichten und Bedieneinrichtungen, bei dessen Betätigung Gefahren für Personen oder Schäden an der Umwelt verursacht werden, sind gegen unbeabsichtigte Betätigung zu sichern.
  • Unter Berücksichtigung der Anlagenart, der Substrate, der standortspezifischen Belastungen (Erdbeben, Hochwasser, Wind- und Schneelasten), der Betriebsweise und der Nähe zu Schutzobjekten auf Basis der für Biogasanlagen relevanten Regelwerken anlagenbezogen geplant, ausgelegt, errichtet und betrieben werden.
  • Für die Erzeugung von Biogas sind Stoffe als Substrat unzulässig, wenn diese durch enzymischen oder mikrobiologischen Abbau nicht geeignet oder nicht förderlich sind und schädliche Umwelteinwirkungen verursachen. Typische landwirtschaftliche Verunreinigungen wie z.B. Erdanhaftungen oder Sand sind ausgenommen.
  • Substrate oder Gärreste, die fest und/oder zur Selbstentzündung neigen, müssen identifiziert werden. Entzündungsprozesse bei der Trocknung und Lagerung von festen entzündbaren Substraten und Gärresten müssen vermieden werden.
  • In Gärbehältern erzeugtes Biogas, einschließlich Hydrolysegas, ist einer Gasverwertungseinrichtung und (soweit diese wegen Störungen oder zur Instandhaltung außer Betrieb genommen werden muss) wenn eine Speicherung nicht möglich ist, einer fest installierten Zusätzlichen Gasverbrauchseinrichtung zuzuführen, sofern die Zusammensetzung eine Verbrennung ermöglicht.
  • Die Gasverwertungseinrichtungen müssen das gesamte minimal und maximal entstehende Biogas verwerten können.
  • Überdrucksicherungen in gasbeaufschlagten Anlagenteilen sind Sicherheitseinrichtungen, die ausschließlich der Verhinderung unzulässiger Drücke dienen. Die Zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung muss Vorrang vor dem Ansprechen einer Überdrucksicherung haben.
  • Ist für Instandhaltungsarbeiten ein Öffnen gasbeaufschlagter Anlagenteile erforderlich, ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und die Emission von Biogas zu vermeiden und, soweit dies nicht möglich ist, zu minimieren.
  • Austretende gefährliche Gase sind gefahrlos abzuleiten. Lüftungen sind so auszuführen, dass eine gefährliche Konzentration von Gasen im Bereich von Austrittsöffnungen verhindert wird.

Abschnitt 2.2: Brandschutz

Brandlasten in Biogasanlagen können u. a. sein:

  • Vorhandene Stoffe, wie Substrate, Biogas, Schwefel, Schmier- und Kraftstoffe, Aktivkohle, getrocknete Gärreste oder
  • Anlagenteile wie Membransysteme, Isolation von Fermentern, Rohrleitungen, Biofilter, Blockheizkraftwerk, Elektroinstallation.

Abschnitt 2.3: Explosionsschutz

  • Erforderliche Maßnahmen zum Explosionsschutz sind in Kapitel 4.2 der TRGS 529 genannt, soweit in dieser TRAS nichts Ergänzendes geregelt ist. Es sind vorrangig Maßnahmen zur Vermeidung einer Gasfreisetzung (die Anlagenteile sind auf Dauer technisch dicht oder technisch dicht) oder Lüftungseinrichtungen und Inertisierung anzuwenden.
  • Zur Verhinderung der Entstehung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre hat der Betreiber Maschinenräume mit einer technischen Lüftung auszurüsten (vgl. Kapitel 3.6).
  • Kann die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre nicht sicher verhindert werden, so gelten für die Festlegung explosionsgefährdeter Bereiche und die Schutzmaßnahmen zur Vermeidung oder Einschränkung der explosionsgefährdeten Bereiche die TRGS 529 Abschnitt 4.2 sowie TRBS 2152 Teil 1 bzw. TRGS 721 und TRBS 2152 Teil 2 bzw. TRGS 722. Für die erforderlichen Schutzmaßnahmen zur Vermeidung der Entzündung einer explosionsfähigen Atmosphäre bzw. zur Beschränkung der Auswirkungen gelten die TRBS 2152 Teil 3 und 4.
  • In explosionsgefährdeten Bereichen sind Schutzmaßnahmen zu ergreifen. Zur Bemessung der Schutzmaßnahmen können diese Bereiche in Zonen eingeteilt werden. Dies wird für Biogasanlagen empfohlen. Dann kann für bestimmte Anwendungsfälle dazu die Beispielsammlung zur Regel der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV-Regel 113-001, Explosionsschutz-Regeln) als Erkenntnisquelle für die Einstufung explosionsgefährdeter Bereiche in Zonen und die dabei zugrunde gelegten Schutzmaßnahmen herangezogen werden.
  • Bei Nichtvorhandensein der Beurteilung, wie häufig und wie lang andauernd eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorhanden sein kann (Zoneneinteilung), sind Schutzmaßnahmen so zu treffen, als wäre mit einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre häufig und zeitlich überwiegend zu rechnen.
  • Soweit bei mit Biogas beaufschlagten Anlagenteilen im Rahmen der Eigenüberwachung oder bei einer Prüfung festgestellt wird, dass sie nicht mehr „ technisch dicht “ sind, sind bis zur unverzüglichen Wiederherstellung der Dichtheit weitere Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich.
  • Flammendurchschlagsicherungen für anaerob gebildetes Hydrolysegas müssen für Wasserstoff geeignet sein. Flammendurchschlagsicherungen für sonstiges Biogas müssen für Biogas geeignet sein. Beide müssen als autonomes Schutzsystem im Sinne der Elften Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (Explosionsschutzprodukteverordnung – 11. ProdSV) bzw. nach der Richtlinie 2014/34/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Februar 2014 zur Harmonisierung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen (Richtlinie 2014/34/EU) in Verkehr gebracht worden sein. Ihre Anordnung in einer Anlage muss eine gefahrlose und einfache Instandhaltung ermöglichen.
  • Explosionsgefährdete Bereiche sind an den Zugangsstellen zu kennzeichnen.
  • Das Auftreten von staubexplosionsfähigen Feinanteilen der getrockneten Gärreste ist zu vermeiden. Wenn dies nicht möglich ist, sind Schutzmaßnahmen, wie Vermeidung wirksamer Zündquellen, zu ergreifen.

Abschnitt 2.4: Gasbeaufschlagte Anlagenteile

  • Es sind Maßnahmen zu treffen, die Freisetzungen von Gasen verhindern. Für den Fall des Auftretens von störungsbedingten Freisetzungen sind unverzüglich Maßnahmen zur Beseitigung der zu Grunde liegenden Störung zu treffen.
  • Gasbeaufschlagte Anlagenteile sowie ihre Ausrüstungsteile einschließlich aller Rohrleitungsverbindungen sind so zu errichten, zu betreiben, zu überprüfen und instand zu halten, dass sie bei den aufgrund der vorgesehenen Betriebsweise zu erwartenden mechanischen, chemischen und thermischen Beanspruchungen auf Dauer technisch dicht sind. Kann dies nach dem Stand der Technik und Sicherheitstechnik bauart- oder konstruktionsbedingt nicht erreicht werden, müssen die entsprechenden gasführenden Teile der Biogasanlage mindestens technisch dicht ausgeführt werden.
  • Betriebsbedingt unvermeidbare Freisetzungen von Biogas im Rahmen der Instandhaltung sind nur zulässig, wenn die in der Gefährdungsbeurteilung sowie gegebenenfalls dem Konzept zur Verhinderung von Störfällen gemäß Störfall-Verordnung erforderlichen Schutz- und Sicherheitsmaßnahmen ermittelt und entsprechend umgesetzt wurden und es
    zu keiner Gefährdung kommen kann. Nach Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten mit Lufteintrag in gasführende Anlagenteile darf Biogas mit zu hoher Sauerstoffkonzentration nicht dem Aktivkohleadsorber zugeführt werden.
  • Undichtheiten aufgrund von Spannungen, Setzungen oder Schwingungen von Anlagenteilen sind durch eine geeignete Errichtung der Anlage zu verhindern.
  • Gärbehälter, Gasspeicher, Membransysteme und Rohrleitungen sind so zu errichten und zu betreiben, dass sie den zu berücksichtigenden Beanspruchungen standhalten. Dabei sind insbesondere statische Lasten, einschließlich Spannungen, betriebsbedingte Beanspruchungen durch Druck und Temperatur sowie äußere Einflüsse durch Wind, Schnee, Eis, Hagel und UV-Strahlung zu berücksichtigen.
  • Gärbehälter, Gasspeicher, Gasverbrauchseinrichtungen sowie die Anlagenteile zur Aufbereitung von Biogas müssen von sonstigen gasbeaufschlagten Anlagenteilen absperrbar sein. Die hierfür eingesetzten Armaturen müssen unmittelbar an den jeweiligen Anlagenteilen angeordnet, eindeutig bezeichnet (vgl. Kapitel 3.1 Absatz 2), auch im Gefahrenfall leicht erreichbar sein und von einem sicheren Stand gefahrlos betätigt werden können oder fernbetätigbar ausgeführt werden.
  • Jeder Gärbehälter und jeder Gasspeicher ist mit geeigneten Über- und Unterdrucksicherungen (beispielsweise hydraulisch-/mechanische Einrichtungen) auszurüsten und zu betreiben.
  • Gassysteme sind unter Berücksichtigung der zu erwartenden Volumenströme und Strömungswiderstände so zu bemessen, dass im bestimmungsgemäßen Betrieb ein unzulässiger Unterdruck nicht zu erwarten ist. Vor dem Ansprechen von Unterdrucksicherungen ist die Gasentnahme zu reduzieren und gegebenenfalls zu beenden. Soweit dies bei bestehenden Anlagen nicht gewährleistet ist, ist zur Erkennung des Eindringens von Luft die Sauerstoffkonzentration zu überwachen. Die Überwachungseinrichtungen müssen auf der Druckseite des Biogasverdichters angeordnet werden.
  • Vor dem Ansprechen von Überdrucksicherungen ist eine Gasverbrauchseinrichtung in Betrieb zu nehmen (vgl. Kapitel 3.8).
  • Verdichter für Biogas müssen den Anforderungen an Geräte der Gerätegruppe II mindestens Gerätekategorie 3 im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU genügen.

Abschnitt 2.5: Schutzabstände

  • Bei Biogasanlagen sind zur Gewährleistung der Sicherheit Schutzabstände zu beachten.
  • Schutzabstände zwischen gasbeaufschlagten Anlagenteilen der Biogasanlagen und benachbarten Anlagen, Einrichtungen, Bauwerken oder Verkehrswegen dienen dem Zweck, die Biogasanlage vor den Auswirkungen eines Schadensereignisses außerhalb der Biogasanlage, wie Erwärmung infolge Brandbelastung oder mechanischer Beschädigung, zu schützen (externe Schutzabstände).
  • Schutzabstände sind weiterhin Abstände, die die einzelnen Anlagenteile einer Biogasanlage vor gegenseitiger Beeinflussung im bestimmungsgemäßen Betrieb oder im Schadensfall schützen, z. B. den Gasspeicher vor Bränden benachbarter Anlagenteile oder Bauwerke auf der Biogasanlage (interne Schutzabstände).
  • Schutzabstände und Maßnahmen des vorbeugenden Brandschutzes sind unter Beachtung der Anforderungen gemäß Anhang VII zu bemessen. Sonstige Schutzabstände sind unter Berücksichtigung der örtlichen Bedingungen festzulegen.
  • Bei bestehenden Anlagen können die Schutzabstände auch durch Maßnahmen des abwehrenden Brandschutzes (wie stationäre, automatische Kühl- und Löschanlagen) ganz oder teilweise ersetzt werden.

Abschnitt 2.6: Betrieb und Betriebsorganisation sowie Dokumentation

  • Betriebsorganisation und Dokumentation
  • Fachkunde
  • Eigenüberwachung
  • Prüfung und Instandhaltung
  • Maßnahmen bei Störungen: Alarm- und Notfallplan, Sicherheitsübungen und Notstromkonzept

Abschnitt 2.7: Besondere Anforderungen an Anlagen zur Annahme von besonderen Einsatzstoffen

  • Die nachfolgenden Anforderungen gelten für Anlagen, die besondere Einsatzstoffe oder chemisch stabilisierte Substrate im Rahmen ihrer Genehmigung annehmen.
  • Sofern besondere Einsatzstoffe oder chemisch stabilisierte Substrate angenommen werden sollen, durch die gefährliche Konzentrationen von toxischen Gasen, wie Schwefelwasserstoff und Ammoniak sowie Kohlenstoffdioxid bei einer Annahme oder bei einer Vermischung von Einsatzstoffen untereinander oder mit Substrat nicht auszuschließen sind, ist zuvor eine Einzelfallprüfung der Unbedenklichkeit durch die für den Betrieb verantwortliche Person durchzuführen.
  • Der Betreiber darf besondere Einsatzstoffe, ausgenommen Bioabfälle aus Haushaltungen, und chemisch stabilisierte Substrate nur dann annehmen, wenn ihm die folgenden Informationen zu diesen vorliegen:
    • Abfallschlüsselnummer, soweit es sich um Abfälle handelt,
    • Herkunftsverfahren,
    • wesentliche Inhalts- und Zusatzstoffe (z. B. Stabilisatoren für den Transport) oder deren chemische Zusammensetzung,
    • pH-Wert (gegebenenfalls des Eluats),
    • einzuhaltende und tatsächliche Transport- und Annahmebedingungen und
    • eine Erklärung des Erzeugers über mögliche Gefahren bei Annahme und Vorbehandlung, insbesondere bei der Vermischung mit anderen Stoffen.
  • Der Betreiber hat vor Annahme von Substraten nach Absatz 3 einen Schnelltest durchzuführen. Dieser muss folgende Messungen umfassen:
    • Temperaturmessung,
    • pH-Wert-Messung (gegebenenfalls des Eluats) und
    • Bestimmung der Reaktion und Gasbildung beim Kontakt mit Säuren und Laugen (vgl. TRGS 529 Abschnitt 4.4.3 Absatz 1) sowie bei geplanter Vermischung.
  • Bei Annahme von Substraten nach Absatz 3 sind die nachfolgenden Informationen in einem Betriebstagebuch zu dokumentieren:
    • Erzeuger von Substraten,
    • Informationen und Erklärung des Erzeugers,
    • angenommene Substratmasse,
    • Ergebnisse der Schnelltests gemäß Absatz 4,
    • Art der Vorbehandlung und
    • Funktion der Gasabsaugung gemäß Absatz 9.
  • Die Befüllung von Annahmebehältern mit fließfähigen oder pumpfähigen Einsatzstoffen ist nur in geschlossene Behälter über feste Verbindungen zulässig. Nach Möglichkeit ist eine Gaspendelung mit dem Anlieferfahrzeug herzustellen.
  • Annahmebehälter für nicht fließ- oder pumpfähige besondere Einsatzstoffe müssen für den Verwendungszweck geeignet sein und sind geschlossen zu halten. Die Öffnung eines nicht vollständig entleerten und gereinigten Annahmebehälters ist nur unmittelbar für den Befüllvorgang mit nicht pumpfähigen Einsatzstoffen zulässig.
  • Diese Annahmebehälter und gegebenenfalls umschließende Gebäude müssen an eine jederzeit betriebsfähige Absaugeinrichtung für Gase und Abluft angeschlossen sein, die im Annahmebehälter einen ständigen Unterdruck erzeugt, sofern der Annahmebehälter nicht vollständig entleert und angemessen gereinigt ist. Die abgesaugten Gase sind in der Regel einer Abgasreinigungseinrichtung zuzuführen.
  • Bei Ausfall der Absaugeeinrichtung muss ein Alarm an die für den Betrieb verantwortliche Person und in der Anlage erfolgen, die Befüllung sofort beendet sowie der Gefahrenbereich von Personen evakuiert werden.
  • Für Annahmeeinrichtungen in Gebäuden sind stationäre Gaswarneinrichtungen mit Messstellen in jedem Annahmebehälter und im Gebäude erforderlich, die mindestens auf Schwefelwasserstoff ansprechen. Unter Berücksichtigung der Eigenschaften der zur Verarbeitung vorgesehenen Einsatzstoffe ist die Überwachung bei Bedarf auf weitere Gase zu erweitern. Vor dem Erreichen gefährlicher Konzentrationen in einem Annahmebehälter oder Gebäude ist optisch und akustisch an die für den Betrieb verantwortliche Person und in der Anlage Alarm auszulösen. In der Folge muss die Befüllung sofort beendet sowie der Gefahrenbereich von Personen evakuiert werden (vgl. TRGS 529 Abschnitt 4.4.3 Absatz 2).

Abschnitt 2.8: Blitzschutz

  • Blitzschutzeinrichtungen werden in äußeren und inneren Blitzschutz unterschieden. Gemäß DIN EN 62305 besteht das äußere Blitzschutzsystem aus einer Fangeinrichtung, einer Ableiteinrichtung und einer Erdungsanlage. Das innere Blitzschutzsystem besteht aus einem Blitzschutz-Potenzialausgleich und/oder der elektrischen Isolation gegenüber dem äußeren Blitzschutz. Auf die Regelungen der TRBS 2152 Teil 3 zum Blitzschutz in Bereichen mit gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre wird hingewiesen.
  • Ein innerer Blitzschutz ist für alle Anlagen erforderlich.
  • Ein äußerer Blitzschutz ist für Anlagen erforderlich, soweit Blitze als Zündquelle vermieden werden müssen und ist in diesen Fällen in Schutzklasse II auszuführen (vgl. DIN EN 62305). Erfolgt keine Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche in Zonen, so ist ein äußerer Blitzschutz für die Bereiche erforderlich.
  • Darüber hinaus sind sicherheitsrelevante Anlagenteile von Biogasanlagen im Anwendungsbereich der Störfall-Verordnung, soweit nicht nachgewiesen werden kann, dass eine ernste Gefahr ausgeschlossen ist, mit einem äußeren Blitzschutzsystem (insbesondere für die Gasspeicher) auszurüsten.
  • Es sind Schutzmaßnahmen zu treffen, mit denen sichergestellt wird, dass der Aufenthalt von Personen an oder in der Nähe von gasbeaufschlagten Anlagenteilen für den Zeitraum von Gewittern verhindert wird.
  • Der Blitzschutz muss folgende Anforderungen erfüllen:
    • Ableiteinrichtungen des äußeren Blitzschutzes dürfen nicht mit Einrichtungen des inneren Blitzschutzes (Potenzialausgleich) verbunden sein.
    • Ableiteinrichtungen des äußeren Blitzschutzes dürfen nicht mit metallischen Arbeitsbühnen und -geländern oder Treppen verbunden sein.
    • Auffangen eines Direkteinschlags in die bauliche Anlage (mit einer Fangeinrichtung).
    • Sicheres Ableiten des Blitzstroms zur Erde (mit einer Ableitungseinrichtung).
    • Verteilen des Stroms in der Erde (mit einer Erdungsanlage).
    • Verhindern gefährlicher Funkenbildung innerhalb der zu schützenden baulichen Anlage, die durch den Blitzstrom verursacht werden kann, der durch die Leiter des äußeren Blitzschutzes oder in anderen leitenden Teilen der baulichen Anlage fließt.
    • Das Blitzschutzsystem ist so zu errichten, dass möglichst keine Lichtbögen, Schmelz-, Sprüh- und Funkenwirkungen entstehen.
    • Die Fangeinrichtungen sind in ausreichendem Abstand zu Membransystemen und Gasspeichern (Aufschmelzen durch Wärmestrahlung, Funkenflug) zu installieren.
    • Fangeinrichtungen dürfen nicht innerhalb von explosionsgefährdeten Bereichen, zumindest nicht in den Zonen 0 oder 1, angeordnet werden.

Kapitel 3: Besondere Anforderungen an Anlagenteile

Abschnitt 3.1: Kennzeichnung von Anlagenteilen

  • Anlagenteile, die gefährliche Stoffe, Substrate und Gärreste enthalten, sind so zu kennzeichnen, dass die enthaltenen Stoffe und die von ihnen ausgehenden Gefahren jederzeit erkennbar sind (vgl. § 8 Absatz 2 GefStoffV). Rohrleitungen sind entsprechend DIN 2403 zu kennzeichnen.
  • Die für die Sicherheit bedeutsamen Anlagenteile sind so zu kennzeichnen, dass ihre Identität und Funktion erkennbar sind. Insbesondere sind dies Über- und Unterdrucksicherungen sowie die Bestandteile der Membransysteme. Die Kennzeichnung muss leicht erkennbar und gefahrlos zugänglich sein.

Abschnitt 3.2: Substratvorbehandlung und -aufgabe

  • Hydrolyse
  • Hygienisierung
  • Zusatz- und Hilfsstoffe

Abschnitt 3.3: Gärbehälter

  • Alle Gärbehälter einer Biogasanlage sind mit Einrichtungen zur Anzeige des aktuellen Substrat- oder Gärrestfüllstands auszurüsten. Gärbehälter müssen mit automatischen Einrichtungen (Füllstandsüberwachung) zur Erkennung und Meldung unzulässiger Substrat- oder Gärrestfüllstände betrieben werden. Mit Erreichen des Schaltwerts müssen beim oberen Grenzwert substrat- oder gärrestfördernde Einrichtungen zu dem betroffenen Behälter automatisch abgeschaltet bzw. beim unteren Grenzwert die weitere Entnahme von Substrat oder Gärrest verhindert werden. Die Überwachung des oberen und unteren Füllstands ist als Schutzeinrichtung gemäß VDI/VDE 2180 auszuführen.
  • Alle Gärbehälter einer Biogasanlage sind mit Sichtfenstern zur Erkennung von Schaumbildung auszurüsten. Gärbehälter müssen mit automatischen Einrichtungen (Schaumwächter) zur Erkennung und Meldung unzulässiger Schaumbildung betrieben werden. Mit Erreichen des Schaltwerts müssen schaummindernde Maßnahmen in dem betroffenen Behälter eingeleitet und automatisch ein Absenken des Füllstands von Substrat oder Gärrest (Abpumpen) ausgelöst werden. Schaumwächter sind als Schutzeinrichtung gemäß VDI/VDE 2180 auszuführen. Bei geeigneter Ausführung kann die Funktion des Schaumwächters auch durch die Überfüllsicherung übernommen werden.
  • Alle Gärbehälter einer Biogasanlage müssen mit Einrichtungen zur Verhinderung unzulässiger Drücke (Überdruck- und Unterdrucksicherungen) ausgerüstet werden. Die Überdruck- und Unterdrucksicherungen müssen ohne Hilfsenergie ansprechen und nach dem erneuten Erreichen des zulässigen Druckbereichs selbstständig wieder schließen. Die
    Überdruck- und Unterdrucksicherungen müssen auch bei Frost funktionsfähig sein.
  • Überdruck- und Unterdrucksicherungen müssen entsprechend der Herstellervorgaben montiert werden. Es ist darauf zu achten, dass Rohrleitungen und Flansche nur im zulässigen Bereich mechanisch belastet werden. Wenn notwendig ist die Gewichtskraft einer Drucksicherung separat abzufangen. Sie müssen so dimensioniert sein, dass bei maximaler Füllung des Gasspeichers die maximal gebildete und zugeführte Menge an Biogas gefahrlos abgeführt werden kann.
  • Die Gaseintrittsöffnung von Überdruck- und Unterdrucksicherungen soll so angeordnet sein, dass Verstopfungen durch aufschäumendes Substrat in den Überdruck- und Unterdrucksicherungen sicher verhindert werden.

Abschnitt 3.4: Rohrleitungen, Armaturen, Pumpen

  • Substrat- und gärrestführende Rohrleitungen einer Biogasanlage müssen unmittelbar an jedem Gärbehälter mit einer Absperrarmatur ausgerüstet sein (siehe auch AwSV). Die Absperrarmaturen müssen auch im Gefahrenfall leicht erreichbar sein und von einem sicheren Stand betätigt werden können oder fernbetätigbar ausgeführt werden.
  • Verdrängerpumpen in Rohrleitungen mit Substrat- oder Gärresten müssen soweit eine Überschreitung des Auslegungsdrucks des nachfolgenden Rohrleitungssystems möglich ist, zum Schutz des nachfolgenden Rohrleitungssystems mit Einrichtungen zur Erkennung, Alarmierung und Begrenzung von unzulässigen Drücken ausgerüstet sein.
  • Dichtungen an Wanddurchdringungen für Substrat- oder Gärrestleitungen und -anschlüsse müssen gegen Herausrutschen gesichert werden (z. B. aufgrund von hydrostatischem Druck, Bewegungen des Durchführungsrohrs durch Temperaturunterschiede oder Alterung der Dichtungen). Dichtungen an substrat- oder gärresteführenden Rohrleitungen, Armaturen und Pumpen sind im Rahmen der Eigenüberwachung (Kapitel 2.6.3) zu kontrollieren sowie vor Inbetriebnahme und im Rahmen von wiederkehrenden Sachverständigenprüfungen (Kapitel 2.6.4 Absatz 5) zu prüfen.
  • Anforderungen an gasbeaufschlagte Anlagenteile, wie Rohrleitungen, sind in Kapitel 2.4 enthalten.

Abschnitt 3.5: Membransysteme, Gasspeicher

  • Allgemeine Anforderungen
  • Membranen
  • Befestigungen von Membranen
  • Unterkonstruktionen
  • Stützluftgebläse
  • Füllstandsmessung

Abschnitt 3.6: Maschinenräume

  • Zur Verhinderung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre müssen Maschinenräume mit einer ausreichenden technischen Lüftung ausgeführt sein.
  • Diese Räume müssen mit automatischen Einrichtungen zur Meldung von Gasgefahren (Gaswarnanlage) und Brandgefahren (z. B. Rauchmelder) ausgerüstet werden. Der Alarm muss an die für den Betrieb verantwortliche Person übertragen und zusätzlich optisch und akustisch außerhalb dieser Räume angezeigt werden.
  • In den Brennstoffleitungen (Biogas und Zündöl) zu Gasverbrauchseinrichtungen muss je eine fernbetätigbare Sicherheitsabsperrarmatur installiert werden.
  • Auf die fernbetätigbare Sicherheitsabsperrarmatur kann im Einzelfall verzichtet werden, wenn die Gasleitungen im Maschinenraum bis zur ersten automatischen Sicherheitsabsperrarmatur in der Gasregelstrecke aufgrund der Konstruktion dauerhaft technisch dicht ausgeführt sind und die technische Lüftungseinrichtung so ausgelegt ist, dass im Fall einer maximalen Gasfreisetzung 20 % der unteren Explosionsgrenze (UEG) unterschritten ist.
  • Bei Brandalarm müssen automatisch die Lüftung ausgeschaltet und die Sicherheitsabsperrarmaturen geschlossen werden.
  • Die Gaswarnanlage muss zweistufig (20 % und 40 % UEG) aufgebaut sein. Bei Erreichen der ersten Alarmschwelle muss eine technische Lüftungseinrichtung auf maximale Leistung geschaltet werden. Bei Erreichen der zweiten Alarmschwelle müssen die Sicherheitsabsperrarmaturen automatisch geschlossen werden. Gasverbrauchseinrichtungen in Maschinenräumen und Verdichter müssen automatisch abgeschaltet werden.
  • Die Sicherheitsabsperrarmaturen müssen in das Not-Aus des BHKW eingebunden werden und von geschützter Stelle aus betätigt werden können. Sie müssen feuerbeständig (F90) vom Aufstellungsraum getrennt angeordnet oder feuersicher gemäß ISO 10497 ausgeführt sein. Die Absperrung muss so erfolgen, dass die Zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung nicht auch mit abgesperrt wird (vgl. Kapitel 3.8 Nummer 5).

Abschnitt 3.7: Aktivkohleadsorber

  • Bei zu hohem Sauerstoffgehalt im Biogas, zu hoher Beladung der Aktivkohle im Adsorber mit Schwefel oder bei lokal ungenügender Durchströmung, d. h. mangelnder Abfuhr der Reaktionswärme, kann es zu einer Selbstentzündung der Aktivkohle und damit auch zur Freisetzung von Schwefeldioxid (akut toxisch) kommen.
  • An geeigneter Stelle (z. B. zwischen Aktivkohleadsorber und BHKW) muss eine automatische Einrichtung zur kontinuierlichen Messung und Erkennung von unerwünschten Reaktionen im Aktivkohleadsorber vorgesehen werden. Beispielsweise kann Kohlenstoffmonoxid oder Schwefeldioxid im Biogas nach dem Adsorber detektiert werden. Die Einrichtung muss bei der für den Betrieb verantwortlichen Person und in der Anlage Alarm auslösen können.
  • Der Aktivkohleadsorber muss am Gasein- und Gasausgang mit Absperrarmaturen ausgeführt sein und über einen Bypass umgangen werden können. Des Weiteren muss er mit einem Anschluss zur Inertisierung (z. B. mittels Stickstoff) ausgerüstet werden.
  • Für die Inertisierung eines Aktivkohleadsorbers muss die erforderliche Menge an Inertgas bereitgehalten werden.
  • Der Wechsel des Adsorbers oder der Aktivkohle muss auf Basis der Vorgaben des Herstellers des Adsorbers erfolgen. Vor dem Wechsel des Adsorbers oder der Aktivkohle muss der Adsorber mit der Aktivkohle mit Inertgas gespült werden. Beladene Aktivkohle aus dem Adsorber darf nicht ohne zusätzliche (Brand-) Schutzmaßnahmen gelagert und muss unverzüglich ordnungsgemäß entsorgt werden.
  • Gebrauchte (mit Schadstoffen beladene) Aktivkohle (oder nicht geleerte Adsorber) müssen gemäß den abfallrechtlichen Bestimmungen gegebenenfalls als gefährlicher Abfall (z. B. mit der Abfallschlüsselnummer 15 02 02*) entsorgt werden.

Abschnitt 3.8: Zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung

  • Eine Zusätzliche Gasverbraucheinrichtung muss die allgemeinen Anforderungen an gasbeaufschlagte Anlagenteile erfüllen (vgl. Kapitel 2.4, insbesondere auf Dauer technisch dicht, korrosionsbeständig, frostsicher – auch die Kondensatableitung – und den Anforderungen des Explosionsschutzes entsprechen).
  • Die vorgenannten Anforderungen können auch durch andere Lösungen erfüllt werden, sofern die sicherheitstechnische Gleichwertigkeit nachgewiesen ist.
  • Fackeln sind so auszuführen, dass das Brennrohr die Flamme verdeckt.
  • Fackeln müssen in dem vom Hersteller ausgewiesenen Abstand zu benachbarten Anlagenteilen und zu Aufenthaltsbereichen von Personen errichtet und betrieben werden. Hierzu ist eine Berechnung der Abstände erforderlich. Dabei ist ein Grenzwert für die Wärmestrahlung von 1,6 kW/m² (in 2 m Höhe) für den Aufenthaltsbereich von Personen und von 5 kW/m² zu benachbarten Anlageteilen (Höhe des Flammenmittelpunktes) zugrunde zu legen. Die Feststellung der Unbedenklichkeit der standortbezogen vorgesehenen Schutz- und Sicherheitsabstände und deren Berechnung ist zu dokumentieren.

Abschnitt 3.9: Trocknungsanlagen für Gärreste

  • Aufstellräume mit technisch beheizten Trocknungsanlagen für Gärreste oder Gülle, bei denen die Temperatur des Heizmediums 60 °C überschreiten kann, müssen von Räumen mit anderen Anlagenteilen durch Brandwände oder ausreichende Abstände getrennt werden (vgl. Anhang VII) und mit automatischen Einrichtungen zur Erkennung und Meldung von Bränden ausgerüstet sein. Die Brandmelder müssen für die Aufstellung in staubender Umgebung geeignet sein.
  • Elektrische Einrichtungen müssen regelmäßig von Staubablagerungen befreit und auf unzulässige Temperaturen kontrolliert werden.
  • Heizeinrichtungen müssen mit einem Temperaturbegrenzer ausgerüstet sein, der die Temperatur der Heißluft zur Trocknung begrenzt, bei Gärresten auf maximal 70 °C, und bei Überschreitung der 70 °C Alarm auslöst.
  • Bevor organische Trocknungsprodukte zu einem Haufwerk aufgeschüttet werden, müssen sie auf Umgebungstemperatur abgekühlt sein.
  • Anlagen zur Trocknung organischer Stoffe dürfen nur betrieben werden, wenn die Temperatur und der Wassergehalt der getrockneten Produkte regelmäßig kontrolliert werden. Auf die Selbstentzündungsgefahr unvollständig getrockneter organischer Stoffe in Haufwerken wird hingewiesen.
  • Die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Trocknungsanlagen ist zu prüfen. Kann diese nicht ausgeschlossen werden, ist das Ergreifen entsprechender Sicherheitsmaßnahmen erforderlich.

Abschnitt 3.10: Prozessleittechnik

  • Die für Biogasanlagen notwendigen Einrichtungen der Prozessleittechnik (PLT) müssen gemäß VDI/VDE 2180 in PLT-Betriebseinrichtungen, PLT-Überwachungseinrichtungen und PLT-Schutzeinrichtungen unterteilt werden.
  • Für die PLT-Schutzeinrichtungen ist jeweils ein Sicherheitsintegritätslevel (SIL) festzulegen und die Einrichtungen sind entsprechend auszuführen. Die PLT-Einrichtungen sind in die Prüfung und Instandhaltung gemäß Kapitel 2.6.4 einzubeziehen.
  • PLT-Einrichtungen sind hinsichtlich einer Funktionsbeeinträchtigung durch Verschmutzung tolerant auszuführen und anzuordnen. Alternativ müssen PLT-Einrichtungen so angeordnet werden, dass sie kontrolliert und gereinigt werden können.

Abschnitt 3.11: Elektrotechnik

  • Elektrotechnische Einrichtungen müssen durch eine verantwortliche Elektrofachkraft (Meister, Techniker, Ingenieur) (vgl. DIN VDE 1000-10) ausgelegt und durch Elektrofachkräfte (Geselle, Facharbeiter) (vgl. DIN VDE 105-100) errichtet werden.
  • Für Tätigkeiten in explosionsgefährdeten Bereichen, an Anlagenteilen mit hohen Stromstärken (I > 32 A) und Anlagenteilen des inneren oder äußeren Blitzschutzes müssen die Elektrofachkräfte entsprechende Zusatzqualifikationen nachweisen.
  • Die Stromversorgung der Biogasanlage und die Stromeinspeiseeinrichtungen müssen so ausgeführt werden, dass im Brandfall die Trennung der Anlage vom Stromnetz von einer sicheren Stelle aus erfolgen kann.
  • Elektroräume müssen mit automatischen Brandmeldern (z. B. Rauchmelder) ausgerüstet werden, die einen Alarm an die für den Betrieb verantwortliche Person und in der Anlage auslösen.
  • Elektroräume müssen mit für die notwendige Wärmeabfuhr ausreichend bemessenen Lüftungs- oder Kühleinrichtungen ausgeführt sein. Die Umgebungstemperatur in Schaltschränken darf 40 °C und im Mittel über 24 h 35 °C nicht überschreiten (siehe auch DIN EN 60947). Die Lüftungseinrichtung muss als technische Lüftung ausgeführt sein. Kühl- und Lüftungseinrichtungen müssen temperaturabhängig angesteuert werden.

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Stephan Neitzel
Stephan Neitzel

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