BE1004426A3

BE1004426A3 - Werkwijze en inrichting om op een versnelde manier de anaerobe biologische afbreekbaarheid van een produkt te bepalen.

Info

Publication number: BE1004426A3
Application number: BE9100096A
Authority: BE
Inventors: Baere Luc A De
Original assignee: Organic Waste Systems Nv
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1992-11-17
Also published as: EP0497414A1; US5264349A

Abstract

Werkwijze om op een versnelde manier de biologische afbreekbaarheid onder anaërobe omstandigheden die gelijkaardig zijn aan die in een stort, van ten minste één produkt te bepalen, daardoor gekenmerkt dat men een mengsel met een droge stofgehalte tussen 25 en 50 % vervaardigt met meer dan 80 gew. % van een aktief anaëroob entmateriaal en minder dan 20 gew. % van het produkt, men, enerzijds, ten minste één hoeveelheid van dit mengsel.

Description

Werkwijze en inrichting om op een versnelde manier de anaërobe biologische afbreekbaarheid van een produkt te
EMI1.1
bepalen. bepalen. De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze om op een versnelde manier de biologische afbreekbaarheid onder anaërobe omstandigheden die gelijkaardig zijn aan die in een stort, van ten minste één produkt te bepalen.

De meest gebruikelijke manier om organisch afval van industriële of huishoudelijke aard te verwerken is door middel van een sanitair stort. Gezien de strenge milieunormen waaraan stortterreinen moeten voldoen streven de producenten van allerlei konsumentenprodukten, verpakkingsmaterialen enz. ernaar om milieuvriendelijke en biologisch afbreekbare produkten op de markt te brengen. Vandaar dat het belangrijk is na te kunnen gaan hoe een produkt zich in een stort zal gedragen en in welke mate en op welke tijdstermijn het biologisch zal worden afgebroken.

In een stort vindt een anaërobe verrotting of fermentatie plaats die spontaan ontstaat wanneer het gestorte materiaal met bijvoorbeeld aarde afgedekt wordt en de resterende lucht in het stort door de aanwezige mikro-organismen wordt verbruikt.

Tijdens het opbruiken van de aanwezige lucht, hetgeen enkele dagen of weken duurt, kan een verhitting tot 60 graden Celsius vastgesteld worden. Na deze korte aërobe fase zal de verdere afbraak van het gestorte materiaal in het stort onder anaërobe omstandigheden plaats vinden.

Het vochtgehalte in een stort is sterk afhankelijk van de afval die gestort werd en van de eventuele regen die doorheen de afdeklaag in het stort binnensijpelt.

Overvloedige regen of het storten van spuislib van waterzuiveringsinstallaties kan voor een relatief hoge vochtigheid in het stort zorgen, alhoewel men kan stellen dat de anaërobe fermentatie in het stort bij ten minste 30% droge stof zal plaatsvinden. Overigens worden in vele landen geen afvalstoffen aanvaard om te storten die meer dan 70% vocht bevatten aangezien deze stoffen veelal niet meer steekvast te noemen zijn.

Er zijn werkwijzen bekend om de biologische afbreekbaarheid van de produkten te bepalen maar deze werkwijzen zijn er vooral op gericht om deze afbreekbaarheid onder natte omstandigheden, zoals in een waterzuiveringsinstallatie, te bepalen. Deze werkwijzen zijn dan ook gebaseerd op natte anaërobe testen waarbij een slibgisting met het te meten produkt wordt uitgevoerd.

Andere werkwijzen maken gebruik van natte aërobe proeven.

Aangezien de mikro-organismen, de temperatuur en andere faktoren in natte omstandigheden aanzienlijk verschillen van de mikro-organismen, de temperatuur en andere faktoren in de relatief droge omstandigheden van een stort zijn deze bekende werkwijzen niet bruikbaar om nauwkeurig de afbreekbaarheid van produkten in een stort te bepalen. Overigens gebeurt de afbraak in een stort aanzienlijk trager dan bijvoorbeeld in een waterzuiveringsinstallatie. Ze kan bijvoorbeeld vijftig jaar tot honderden jaren duren, zodat werkwijzen zonder versnelling van de afbraak daarom alleen reeds niet bruikbaar zijn om de biologische afbreekbaarheid te bepalen.

De uitvinding heeft tot doel een werkwijze te verschaffen om op een versnelde manier en zeer

nauwkeurig de biologische afbreekbaarheid onder anaërobe omstandigheden die de omstandigheden in een stort benaderen, van produkten te bepalen.

Een verder doel van de uitvinding is de anaërobe biologische afbreekbaarheid in een stort op versnelde manier te bepalen op een reproduceerbare en exakte manier, zodanig dat de resultaten statistische gegevens kunnen leveren van de graad en snelheid van biologische afbraak van het produkt onder de omstandigheden zoals die zich in een stortterrein voordoen. Een bijkomend doel is een werkwijze te verschaffen die onder gekontroleerde en versnelde omstandigheden plaats vindt, zodanig dat deze werkwijze kan worden aangewend in verschillende laboratoria waarbij steeds reproduceerbare en exakte resultaten worden verkregen voor de bepaling van de anaërobe afbraak van een welbepaald produkt in een stortterrein.

De hiervoor vermelde doelstellingen kunnen worden verwezenlijkt door gebruik te maken van de uitvinding volgens dewelke men een mengsel met een droge stofgehalte tussen 25 en 50 % vervaardigt met meer dan 80 gew. % van een aktief anaëroob entmateriaal en minder dan 20 gew. % van het produkt, men, enerzijds, ten minste een hoeveelheid van dit mengsel en, anderzijds, ten

minste een hoeveelheid van het entmateriaal op dezelfde manier aan een fermentatie onderwerpt op een temperatuur tussen 30 en 60 graden Celsius in anaerobe omstandigheden, men de hoeveelheid biogas dat bij deze beide fermentaties vrijkomt afzonderlijk meet of berekent,

men uitgaande van deze hoeveelheden de hoeveelheid biogas geproduceerd door het produkt alleen afleidt en men uitgaande van de laatstgenoemde hoeveelheid de afbreekbaarheid van het produkt op zichzelf, dit is de hoeveelheid koolstof die van het produkt werd afgebroken en omgezet naar C02 en CH4' bepaalt.

Bij voorkeur voert men de fermentaties gedurende 7 tot 70 dagen uit.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding onderwerpt men ten minste twee hoeveelheden van het entmateriaal en ten minste twee hoeveelheden van het produkt aan voornoemde fermentatie en berekent men de afbreekbaarheid van het produkt uitgaande van het verschil tussen het gemiddelde van de hoeveelheden biogas van het entmateriaal en het gemiddelde van de hoeveelheden biogas van het produkt.

Uiteraard kan de afbreekbaarheid van verschillende produkten volgens voornoemde werkwijze bepaald worden, waarbij deze produkten met een zelfde entmateriaal gemengd worden, in welk geval een zelfde fermentatie of een zelfde aantal fermentaties van het entmateriaal voor de verschillende produkten volstaat.

Bij voorkeur meet men ook de druk en de temperatuur van het biogas dat verkregen wordt en herleidt men de gemeten volumes tot volumes bij standaard omstandigheden van druk en temperatuur.

In een doelmatige uitvoeringsvorm van de uitvinding gebruikt men een aktief entmateriaal dat gedurende ten minste twee weken en bij voorkeur een maand een gemiddelde produktiesnelheid van biogas van ten minste 10 ml, en bij voorkeur 20 tot 30 ml, biogas per gram droge stof en per dag heeft gehad.

Het entmateriaal laat men vervolgens bij voorkeur gedurende ongeveer 7 tot 14 dagen ongevoed staan en nafermenteren vooraleer het aan te wenden voor de bepaling van de afbreekbaarheid.

Men kan gebruik maken van een aktief entmateriaal dat onder droge omstandigheden opgekweekt werd met 20 tot

50% droge stofgehalte of van een aktief entmateriaal dat onder natte omstandigheden werd opgekweekt maar nadien ontwaterd werd tot een droge stofgehalte tussen 20 en 50%.

De uitvinding heeft ook betrekking op een inrichting die bijzonder geschikt is voor het toepassen van de werkwijze volgens één van de vorige uitvoeringsvormen.

De uitvinding heeft in het bijzonder betrekking op een inrichting om op een versnelde manier de biologische afbreekbaarheid onder anaërobe omstandigheden die gelijkaardig zijn aan die in een stort, van ten minste één produkt te bepalen, waarvan het kenmerkende erin bestaat dat ze ten minste twee reaktoren bevat, middelen om deze op een zelfde konstante temperatuur die hoger is dan de omgevingstemperatuur te brengen en gedurende bepaalde tijd te houden, middelen om de hoeveelheden biogas geproduceerd in deze reaktoren afzonderlijk te meten of te berekenen.

De middelen om de hoeveelheden biogassen te meten of te berekenen kunnen middelen bevatten om deze hoeveelheden biogas geproduceerd in deze reaktoren afzonderlijk op te vangen of kunnen middelen bevatten om het debiet van deze hoeveelheden biogas gedurende een tijd te meten en

middelen om uit deze debieten en tijd de hoeveelheden gas te berekenen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat de inrichting een gaschromatograaf om de gassen te analyseren.

In een merkwaardige uitvoeringsvorm van de uitvinding bevat de inrichting tevens een reaktor voor entmateriaal, middelen om deze reaktor op een temperatuur groter dan de omgevingstemperatuur te brengen en gedurende bepaalde tijd op deze temperatuur te houden, middelen om de gassen uit de reaktor op te vangen en middelen om hun debiet en hoeveelheid te meten.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen zijn hierna, als voorbeelden zonder enig beperkend karakter, enkele voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een werkwijze en inrichting volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen waarin : Figuur 1 op schematische wijze en in doorsnede een gedeelte van de inrichting volgens de uitvinding

weergeeft dat bestemd is voor het produceren van het entmateriaal ; figuur 2 op schematische wijze en in doorsnede het andere gedeelte van de inrichting volgens de uitvinding weergeeft waarin de eigenlijke bepaling van de biologische afbreekbaarheid plaats vindt ; figuur 3 op schematische wijze en in doorsnede het gedeelte van de inrichting uit figuur 2 weergeeft maar met betrekking op een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ;

Figuur 4 een grafiek weergeeft met biogasproduktie in funktie van de tijd ; Figuur 5 een grafiek weergeeft met de gemeten graad van afbreekbaarheid in funktie van de tijd.

Voor het bepalen van de anaërobe biologische afbreekbaarheid van een produkt in een stort mengt men minder dan 20 gew. % en bijvorbeeld 1 tot 20 gew. % en veelal 5 tot 20 gew. %, berekend op het totale mengsel, van dit produkt met meer dan 80 gew. %, en bijvoorbeeld 99 tot 80 gew. % of veelal 95 tot 20 gew. %, van een

aktief anaëroob entmateriaal, waarna men dit mengsel aan een fermentatie onderwerpt.

Het anaërobe entmateriaal kweekt men, uitgaande van huishoudelijke of organische industriële afval of een organische fraktie ervan in een entreaktor 1, 2.

Het entmateriaal kan zowel door natte als door droge gisting verkregen worden. In het eerste geval bezit het entmateriaal een droge stofgehalte tussen 20 en 50%, bij voorkeur tussen 35 en 45% om zo dicht mogelijk de reële omstandigheden op een stort te benaderen. Een geschikte droge anaerobe fermentatie is die welke beschreven is in EP-B-0 131 319 of in EP-B-85870050. 3, waarnaar als referentie verwezen wordt. Bij een natte fermentatie, dit is met een droge stofgehalte van 5 tot 10%, moet na de fermentatie het entmateriaal ontwaterd worden tot een droge stofgehalte tussen 20 en 50% en bij voorkeur tussen 35 en 45% om zo dicht mogelijk de reële omstandigheden in een stort te benaderen.

Het kweken van het entmateriaal kan in het bijzonder geschieden met een inrichting zoals weergegeven in figuur 1. De entreaktor heeft men gevuld met ent uit de organische fraktie van huisvuil met een droge stofgehalte van 20 tot 50%. Periodisch dient men aan de

entreaktor 1, 2 een hoeveelheid vers huisvuil of een organische fraktie daarvan manueel toe, welke hoeveelheid men met de reeds aanwezige massa mengt. Na een goede menging sluit men de anaerobe entreaktor opnieuw of van de lucht met een deksel 2 dat door bouten 3 hermetisch wordt bevestigd. Door middel van verwarmingsbuizen of elektrische linten 4 houdt men de entreaktor 1, 2 op een temperatuur van 30 tot 60 graden Celsius. Zowel het reaktorvat 1 als het deksel 2 zijn met isolatie 5 bedekt om de warmteverliezen te beperken.

Men volgt de temperatuur met de thermometer 6 en de gasdruk met de drukmeter 7.

Het geproduceerde biogas stroomt door de leiding 8 naar een gasmonsterfles 9 waar met de naald door het septum 10 gasmonsters kunnen worden genomen. Het biogas stroomt vervolgens over de leiding 11 naar een kondensatiefles 12 waar men het kondensvocht uit het afgekoelde biogas opvangt. Dit biogas wordt verder afgekoeld in een koeleenheid 14 waaraan het gas over de leiding 13 wordt toegevoerd. Het droge biogas stroomt tenslotte over de leiding 15 naar een gasmeter 16 waar men het volume geproduceerde biogas bepaalt.

Men laat de entreaktor 1, 2 gedurende ten minste vier maanden werken met een maximum verblijftijd van het

entmateriaal van 30 dagen onder voornoemde omstandigheden alvorens entmateriaal voor het bepalen van de afbreekbaarheid eruit te nemen. In de reaktor 1, 2 wordt een anaerobe afgebroken afval geproduceerd met de nodige levende mikro-organismen. De aktiviteit van dit afval dat als entmateriaal gebruikt wordt moet voldoende groot zijn. De entreaktor 1, 2 moet een produktiviteit bezitten van ten minste 10 ml biogas en bij voorkeur ten minste 20 tot 30 Nml biogas per gram droge stof in de reaktor en per dag en dit bij voorkeur gemiddeld gedurende 30 dagen.

Vooraleer het entmateriaal voor het bepalen van de afbreekbaarheid te gebruiken onderwerpt men het bij voorkeur aan een korte nagisting, bijvoorbeeld gedurende ongeveer 7 tot 14 dagen, waarbij een lage biogasproduktie wordt behaald. Tijdens deze nagisting voedt men het entmateriaal niet maar laat men het op zichzelf fermenteren. Hierdoor wordt verkregen dat tijdens de bepaling van de biologische afbreekbaarheid weinig afbraak in het gebruikte entmateriaal zal plaats vinden en de hoeveelheid biogas die door het entmateriaal zelf wordt geproduceerd, minimaal zal zijn.

Het entmateriaal bezit bij voorkeur een pH tussen 7 en 8, 5.

Het produkt, waarvan de anaërobe biologische afbreekbaarheid in een stort moet worden bepaald, weegt men eerst nauwkeurig en men berekent de hoeveelheid koolstof in dit produkt volgens gekende methodes, bijvoorbeeld volgens de internationale norm ISO 625-1975 (F).

Men mengt minder dan 20 gew. %, bijvoorbeeld 1 tot 20 of 5 tot 20 gew. %, van dit produkt met meer dan 80 gew. %, bijvoorbeeld 99 tot 80 of 95 tot 80 gew. %, van het voornoemde entmateriaal. De procenten zijn berekend op de totale hoeveelheid van het mengsel. Dit produkt kan bijvoorbeeld huisafval, bioafbreekbare kunststof enz. zijn. Het droge stofgehalte van het mengsel moet tussen 25 en 50% en bij voorkeur tussen 35 en 45% gelegen zijn. Tevens mengt men een hoeveelheid van een referentieprodukt met een gekende biologische afbreekbaarheid, zoals cellulose, in dezelfde verhouding met het entmateriaal. Het droge stofgehalte van dit mengsel ligt ook tussen 25 en 50%.

Men brengt één hoeveelheid van het entmateriaal, één hoeveelheid van het mengsel entmateriaal-produkt en één hoeveelheid van het mengsel entmateriaal-referentieprodukt telkens in verschillende reaktoren 17 waarin men een anaërobe fermentatie laat

plaatsvinden onder dezelfde omstandigheden. Men houdt de reaktoren 17 gedurende zeven tot zeventig en bij voorkeur minder dan zestig dagen op een temperatuur tussen 30 en 60 graden Celsius. Om een optimale snelheid te verkrijgen werkt men bij voorkeur bij een temperatuur tussen 35 en 40 graden Celsius of bij een temperatuur tussen 50 en 55 graden Celsius.

Men kan de inrichting weergegeven in figuur 2 gebruiken.

De reaktoren 17 zijn daarbij glazen flessen die afgesloten zijn door een rubberen stop 18. De drie reaktoren 17 zijn samen omgeven door een isolerende inkubator 19. De ruimte binnen de inkubator 19 brengt men op voornoemde temperatuur en houdt men gedurende voornoemde tijd op deze temperatuur door middel van verwarmingselementen 4 zoals verwarmingsbuizen of elektrische linten.

Men vangt het in elk van de reaktoren 17 geproduceerde biogas afzonderlijk op door middel van een leiding 20 die doorheen de rubberen stop 18 steekt en aansluit op een klep 21 die tijdens de gasproduktie in open stand staat. Het biogas stroomt vervolgens naar een kondensatievat 22 over de leiding 23 en over de leiding 24 stroomt het gas verder naar een kolom 25 die initiëel gevuld is met aangezuurd water met een pH < 3. Deze

zuurtegraad stelt men desgevallend in door toevoeging van HCl. De inrichting bevat aldus drie kolommen 25 die gasdicht zijn en het gas van de reaktoren 17 opvangen.

Met hun onderste open einde staan deze kolommen in een bak 26 die eveneens gevuld is met aangezuurd water 27, welk water bedekt is met een olielaag 28. Deze olie moet inert en stabiel zijn en mag niet reageren met de geproduceerde gassen of het water. Ook het aangezuurde water 27 in de kolommen 25 is bedekt met een olielaag 28. Door het biogas gaat het water 27 in de kolommen zakken in funktie van de hoeveelheid geproduceerd biogas. Door de olielaag 28 voorkomt men de oplossing van C02 in het water 27. Het uit de kolommen 25 weggeduwde water wordt in de bak 26 opgevangen.

Via leidingen 29 met kleppen 30 kan men monsters van de geproduceerde biogassen naar een gaschromatograaf 31 sturen om ze te analyseren.

De kolommen 25, die bij het begin van een afbreekbaarheidsbepaling ledig zijn, worden volledig met water 27 met een olielaag 28 erop gevuld door via de leidingen 29 en de kleppen 30 die in open stand gebracht zijn, lucht uit deze kolommem te zuigen, terwijl de kleppen 21 dicht zijn. Daarna worden de kleppen 21

geopend en de kleppen 30 gesloten tot een gasmonster naar de gaschromatograaf 31 moet gestuurd worden.

Op de hiervoor beschreven manier meet men de hoeveelheid of het volume biogas geproduceerd door de hoeveelheid entmateriaal in de ene reaktor 17 en de hoeveelheid of het volume biogas geproduceerd door de hoeveelheid mengsel entmateriaal-produkt in een tweede reaktor 17 waaruit men de hoeveelheid biogas geproduceerd door het voornoemde produkt alleen kan berekenen. Indien men in beide reaktoren exakt evenveel entmateriaal aangebracht heeft volstaat het het volume gas afkomstig van het entmateriaal alleen af te trekken van het volume gas afkomstig van het mengsel. Uit deze volumes biogas berekent men de hoeveelheid gasvormige koolstof die afkomstig is van de fermentatie van het produkt op zichzelf.

Men weet immers dat de vaste koolstof in de materialen of produkten in de reaktor tijdens de fermentatie omgezet wordt tot gasvormige koolstof onder vorm van CO en CH4 waarbij één mol vaste koolstof één mol gasvormige koolstof levert en dit is 22, 4 liter gas bij normale temperatuur en druk.

Het percentage biologische afbreekbaarheid berekent men door de hoeveelheid gasvormige koolstof geproduceerd door het produkt op zichzelf te delen door de

oorspronkelijke hoeveelheid koolstof in het produkt en te vermenigvuldigen met 100. Door het volume gas dat afkomstig is van het referentieprodukt op zichzelf te berekenen, van welke referentieprodukt de biologische afbreekbaarheid gekend is, kan men de werkwijze, de inrichting en de voldoende aktiviteit van het entmateriaal kontroleren. Het volume gas afkomstig van het referentieprodukt op zichzelf wordt, op analoge manier als voor het produkt, verkregen na aftrekking van het volume gas geproduceerd door het entmateriaal aanwezig in het mengsel entmateriaal-referentieprodukt van het totale volume gas geproduceerd door dit mengsel.

Deze berekeningen voert men uit op verschillende tijdstippen in de loop van de fermentatie om dus ook een verloop van de afbreekbaarheid in funktie van de tijd te verkrijgen.

Om statistisch betrouwbare meetresultaten te verkrijgen, worden bij voorkeur ten minste drie hoeveelheden zowel van het zuivere entmateriaal als van de mengsels entmateriaal-produkt en entmateriaal-referentieprodukt aan een fermentatie in afzonderlijke reaktoren 17 onderworpen. Van de drie gashoeveelheden die men van de drie hoeveelheden van een zelfde mengsel of van zuiver entmateriaal verkrijgt, en hetzij rechtstreeks meet bij

voorbeeld met een gasmeter, hetzij berekent uitgaande van het debiet en de tijd bij een eventueel periodische meting van het debiet van het geproduceerde gas, berekent men het gemiddelde om verder op de hiervoor beschreven manier de afbreekbarheid te bepalen.

Hiervoor kan men gebruik maken van de inrichting weergegeven in figuur 3. Deze inrichting bevat meerdere, bijvoorbeeld tot dertig reaktoren 17, waarvan er slechts drie weergegeven zijn, die in een inkubator 19, verwarmd met verwarmingselementen 4, op voornoemde temperatuur tussen dertig en zestig graden Celsius gedurende zeven tot zeventig dagen gehouden worden. Met deze inrichting kan men tegelijkertijd de afbreekbaarheid van meerdere produkten bepalen, welke produkten men vooraf afzonderlijk gemengd heeft met een hoeveelheid entmateriaal in de voornoemde verhoudingen. Van elk mengsel entmateriaal-produkt brengt men drie hoeveelheden in drie verschillende reaktoren 17 aan. Door middel van een drukmeter 47 meet men de druk in elk van de reaktoren 17.

Het biogas uit elke reaktor voert men af over een leiding 32 die over een monsterfles 33 en een klep 34 loopt naar een multipoort verdeelklep 35. De klep 34 wordt automatisch geopend bij een bepaalde druk in de volledig van de lucht afgesloten reaktor. Bij meer dan vijftien reaktoren 17 gebruikt men zoals

weergegeven twee verdeelkleppen 35 die in serie met elkaar geschakeld zijn aangezien elke verdeelklep slechts zestien poorten bezit waarvan één poort met een bron van ijkgas verbonden is. Deze verdeelklep of verdeelkleppen 35 sturen het vrijgekomen biogas van de verschillende reaktoren achtereenvolgens door via een leiding 36 naar een kondensatiefles 37 en een afkoelingsinrichting 38. Tussen twee doorsturingen door de verdeelklep 35 in wordt het biogas geproduceerd in een reaktor in deze reaktor opgestapeld.

De kondensatiefles 37 vangt het kondensvocht van het gas, eventueel na afkoeling in de afkoelingsinrichting 38 op. Het gas stroomt verder over de leiding 39 over een zeer nauwkeurige debietmeter 40 tot de druk in de reaktor 17 gelijk is aan een vooraf ingezette minimumdruk. Het debiet moet niet enkel gemeten worden maar ook geintegreerd worden, aangezien de druk niet konstant zal zijn tijdens hjet vrijlaten van het geproduceerde biogas.

Door middel van een monsterlus 41 wordt een kleine hoeveelheid biogas uit de leiding 39 vermengd met een dragergas uit een gasfles 42 en als monster naar de gaschromatograaf 43 gestuurd waar het geanalyseerd wordt. Periodisch wordt een standaardgas uit een gasfles 44 over de leiding 45 en de verdeelkleppen 35 gestuurd naar deze gaschromatograaf 43 om hem intern regelmatig

te standaardiseren. Alle resultaten worden in de dataprocessor met printer 46 opgeslagen. Uit het gemeten debietsverloop van het biogas uit de verschillende reaktoren kan het volume geproduceerd gas berekend worden en op basis van deze volumes kan, zoals eerder beschreven dan de afbreekbaarheid berekend worden, waarbij gemiddelden gebruikt worden van volumes of koolstofhoeveelheden enz. voor elke groep van drie identieke mengsels.

Gasvolumes worden herleid tot volumes bij normale omstandigheden van temperatuur en druk alvorens ze bij de berekeningen gebruikt worden.

De uitvinding zal nader gepreciseerd worden aan de hand van het volgende voorbeeld.

Voorbeeld.

Als produkt waarvan de afbreekbaarheid moet bepaald worden wordt een mikrokristallijn cellulosepoeder voor dunne laag chromatografie gebruikt. Cellulose is algemeen gekend als een produkt dat volledig afbreekt waarvan de biodegradatie relatief traag op gang komt.

Het ent werd verkregen uit een entfermentor welke reeds verschillende weken gevoed werd met de organische fraktie van gemengd huisvuil en een gemiddelde gasproduktie bereikte van 15 ml biogas per gram droge

stof in de reaktor en per dag. Een week voor de start van het experiment werd de entfermentor niet meer gevoed om zodoende het ent te laten uitgisten. De droge stof van het ent bedroeg 30, 2%.

Drie reaktoren (erlenmeyers van 2 1) werden enkel gevoed met 1000 g ent. Drie andere reaktoren werden gevoed met 1000 g ent en 18 g, dit is 1, 77 gew. %, cellulose poeder, waarbij beide vooraf heel intens vermengd werden. Na voeding werden de zes reaktoren in een inkubator geplaatst, gesloten en verbonden met de gasopvanginrichting. Vervolgens werd de verwarming gestart en werden de reaktoren gedurende 10 dagen geinkubeerd bij 52 graden Celsius.

Het verloop van de kumulatieve gasproduktie is weergegeven in figuur 4 waarbij de onderste drie lijnen de gasproduktie van het entmateriaal op zichzelf geven en de bovenste drie lijnen de gasproduktie van het mengsel cellulose-entmateriaal weergeven. De kumulatieve gasproduktie wordt weergegeven in normaal liter (N1) biogas, dit is het volume biogas in liter na omrekening tot standaardvoorwaarden wat betreft temperatuur (0 graden Celsius) en druk (1 atmosfeer). Na 10 dagen bedroeg de kumulatieve biogasproduktie voor het ent repektievelijk 1, 88 ; 2, 36 en 1, 79 NI ; voor cellulose

13, 76 ; 13, 93 en 13,87 Nl. Na omrekening kon de gemiddelde netto biogasproduktie per gewichtseenheid cellulose verkregen worden. Na 10 dagen bedroeg deze 648 normaal milliliter biogas per gram cellulose.

De hoeveelheid biogas werd omgerekend tot een hoeveelheid koolstof onder gasvorm terwijl ook de originele koolstofinbreng werd berekend met behulp van het koolstofgehalte van de gebruikte cellulose (40%). Op die manier kon tenslotte het omzettingspercentage van vaste koolstof in het te meten produkt tot gasvormige koolstof berekend worden. Het grafische verloop van dit percentage in funktie van de tijd in dagen is weergegeven in figuur 5. Het grootste deel van de omzetting heeft plaatsgevonden op dag twee en dag drie van de inkubatie. Na tien dagen bedroeg de omzetting van vaste koolstof afkomstig van cellulose tot gasvormige koolstof (87%).

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen. Dergelijke inrichting voor het bepalen van afbreekbaarheid kunnen in verschillende vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Konklusies. EMI23.1 ----------- 1. - Werkwijze om op een versnelde manier de biologische afbreekbaarheid onder anaerobe omstandigheden die gelijkaardig zijn aan die in een stort, van ten minste één produkt te bepalen, daardoor gekenmerkt dat men een mengsel met een droge stofgehalte tussen 25 en 50 % vervaardigt met meer dan 80 gew. % van een aktief anaëroob entmateriaal en minder dan 20 gew.

% van het produkt, men, enerzijds, ten minste één hoeveelheid van dit mengsel en, anderzijds, ten minste een hoeveelheid van het entmateriaal op dezelfde manier aan een fermentatie onderwerpt op een temperatuur tussen 30 en 60 graden Celsius in anaerobe omstandigheden, men de hoeveelheid biogas dat bij deze beide fermentaties vrijkomt afzonderlijk meet of berekent, men uitgaande van deze hoeveelheden de hoeveelheid biogas geproduceerd door het produkt alleen afleidt en men uitgaande van de laatstgenoemde hoeveelheid de afbreekbaarheid van het produkt op zichzelf, dit is de hoeveelheid koolstof die van het produkt werd afgebroken en omgezet naar CO2 en CH., bepaalt. <Desc/Clms Page number 24> 2.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men de fermentaties uitvoert gedurende 7 tot 70 dagen.

3.- Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men ten minste twee hoeveelheden van het entmateriaal en ten minste twee hoeveelheden van het produkt aan voornoemde fermentatie onderwerpt en men de afbreekbaarheid van het produkt berekent uitgaande van het verschil tussen het gemiddelde van de hoeveelheden biogas van het entmateriaal en het gemiddelde van de hoeveelheden biogas van het produkt.

4.- Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men de afbreekbaarheid van verschillende produkten volgens een van voorgaande konklusies bepaalt, waarbij men deze produkten met een zelfde entmateriaal mengt, in welk geval een zelfde fermentatie of een zelfde aantal fermentaties van het entmateriaal voor de verschillende produkten volstaat.

5.- Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men ook de druk en de temperatuur van het biogas dat verkregen wordt meet, en men de gemeten volumes biogas herleidt tot volumes bij standaard omstandigheden van druk en temperatuur. <Desc/Clms Page number 25>

6.- Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men de hoeveelheid koolstof in het initiëel produkt bepaalt en men de biologische afbreekbaarheid bepaalt door de verhouding te berekenen van de hoeveelheid gasvormige koolstof afgeleid uit de hoeveelheid biogas geproduceerd door het produkt op de hoeveelheid koolstof in het initiëel produkt, maal honderd.

7.-Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men een aktief entmateriaal gebruikt dat ten minste gedurende twee weken een gemiddelde produktiesnelheid van biogas van ten minste 10 ml biogas per gram droge stof en per dag gehad heeft.

8.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men een aktief entmateriaal gebruikt dat ten minste gedurende twee weken een gemiddelde produktiesnelheid van biogas tussen 20 en 30 ml biogas per gram droge stof en per dag gehad heeft.

9.-Werkwijze volgens een van de konkllusies 7 en 8, daardoor gekenmerkt dat men een aktief entmateriaal gebruikt dat gedurende een maand de voornoemde gemiddelde produktiesnelheid van biogas gehad heeft. <Desc/Clms Page number 26>

10.-Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men een aktief entmateriaal gebruikt dat gedurende ongeveer zeven tot veertien daten zonder voeding werd nagefermenteerd.

11. - Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men een aktief entmateriaal gebruikt dat onder droge omstandigheden opgekweekt werd met 20 tot 50% droge stofgehalte.

12.-Werkwijze volgens een van de konklusies 1 tot 10, daardoor gekenmerkt dat men een aktief entmateriaal gebruikt dat onder natte omstandigheden werd opgekweekt maar nadien ontwaterd werd tot een droge stofgehalte tussen 20 en 50%.

13.-Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat het mengsel vervaardigt met 99 tot 80 gew. % van het entmateriaal en 1 tot 20 gew. % van het produkt.

14.-Werkwijze volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat men het mengsel vervaardigt met 95 tot 80 gew. % van het entmateriaal en 5 tot 20 gew. % van het produkt. <Desc/Clms Page number 27>

15.-Werkwijze volgens een van de vorige konklusies, daardoor gekenmerkt dat men de hoeveelheid geproduceerde biogas meet met een gasopvanginrichting.

16.-Werkwijze volgens een van de konklusies 1 tot 14, daardoor gekenmerkt dat men de hoeveelheid geproduceerde biogas berekent uitgaande van het debiet dat men gedurende een bepaalde tijd meet.

17.-Inrichting om op een versnelde manier de biologische afbreekbaarheid onder anaërobe omstandigheden die gelijkaardig zijn aan die in een stort, van ten minste één produkt te bepalen, daardoor gekenmerkt dat ze ten minste twee reaktoren (17) bevat, middelen om deze op een zelfde konstante temperatuur die hoger is dan de omgevingstemperatuur te brengen en gedurende bepaalde tijd te houden, middelen (25 of 35-39) om de hoeveelheden biogas geproduceerd in deze reaktoren (17) afzonderlijk te meten of te berekenen.

18.-Inrichting volgens vorige konklusie, daardoor gekenmerkt dat de middelen om de hoeveelheden geproduceerde biogassen te meten of te berekenen een debietmeter (38) bevatten. <Desc/Clms Page number 28>

19.-Inrichting volgens konklusie 17, daardoor gekenmerkt dat de middelen om de hoeveelheden geproduceerde biogassen te meten, kolommen (25) bevatten die gevuld zijn met aangezuurd water (27) bedekt met een inerte en stabiele olielaag (28).

20.-Inrichting volgens een van de konklusies 17 tot 19, daardoor gekenmerkt dat ze een entreaktor (1, 2) bevat en middelen (4) om deze entreaktor (1, 2) gedurende een bepaalde tijd op een bepaalde temperatuur boven de omgevingstemperatuur te houden.