CH686042A5

CH686042A5 - Bacteria-laden waste water mixed with wood chippings and other organic materials under pressure

Info

Publication number: CH686042A5
Application number: CH60794A
Authority: CH
Inventors: Walter Schmid
Original assignee: Walter Schmid
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1994-03-02
Publication date: 1995-12-15

Abstract

A process treats bacteria-laden water (12) discharged from a fermentation process and an associated de-watering press. The novelty is that the water is mixed and processed (10) with wood (11) to produce a peat substitute by: (a) the wood (11) is first reduced to small chippings in a hacking machine (5); (b) the waste water (12) is introduced to the wood chippings; (c) the water and chippings are compressed, during which the chippings are ripped open, and (d) the resulting mass is then subjected to supplementary aerobic fermentation.

Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von in einer Vergärungsanlage anfallendem, bakteriell belastetem Presswasser. The present invention relates to a method for the disposal of pressurized water which is produced in a fermentation plant and is contaminated with bacteria.

Es sind Vergärungsanlagen bekannt, bei denen organischer Siedlungsabfall in einem Fermenter vergärt und zu Komposterde verarbeitet wird. Das Faulgut, das den Fermenter verlässt, weist jedoch im allgemeinen eine für eine Nachrottung zu hohe Feuchtigkeit auf. Deshalb wird es mittels einer Presse entwässert. Dieses anfallende Presswasser ist bakteriell belastet. Es enthält insbesondere einen angereicherten Anteil an Methanbakterien. Ebenso tritt Stickstoff in einem relativ hohen Prozentsatz auf. Dieses Presswasser kann deshalb nicht direkt der Kanalisation zugeführt, sondern muss speziell entsorgt werden. Fermentation plants are known in which organic municipal waste is fermented in a fermenter and processed into compost. However, the digested material that leaves the fermenter generally has too high a moisture level for rotting. That is why it is dewatered using a press. This press water is bacterially contaminated. In particular, it contains an enriched proportion of methane bacteria. Nitrogen also occurs in a relatively high percentage. This press water can therefore not be fed directly into the sewage system, but must be specially disposed of.

Dieselbe Problematik tritt in gleicher Weise bei anderen Typen von Vergärungsanlagen auf. Auch dort existieren Verfahrensstufen, in denen bakteriell beiastete Flüssigkeit oder flüssige Masse als Abfallprodukte anfallen, die entsorgt werden müssen. The same problem arises in the same way with other types of fermentation plants. Process stages also exist there in which bacterially contaminated liquid or liquid mass are produced as waste products which have to be disposed of.

Für die Entsorgung dieser Presswasser sind verschiedene Verfahren bekannt. So wird ein Verfahren mit mehreren biologischen Abbaustufen verwendet, das Anaerob-Filter einsetzt. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig und seine Leistungsfähigkeit ist begrenzt. In einem anderen Verfahren zur Entsorgung von Presswasser wird dieses mittels Zusatzstoffen verflockt. Diese Zusatzstoffe sind jedoch nicht biologisch abbaubar und deshalb ökologisch nicht sinnvoll. Various methods are known for the disposal of this press water. For example, a process with several biodegradation stages is used that uses anaerobic filters. However, this process is complex and its performance is limited. In another process for the disposal of press water, this is flocculated with additives. However, these additives are not biodegradable and therefore not ecologically sensible.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur ökologischen Entsorgung von Presswasser zu schaffen. It is an object of the invention to provide a method for the ecological disposal of press water.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass das Presswasser gemeinsam mit Holz zu einem Torfersatz verarbeitet wird. This task is solved by a process which is characterized in that the press water is processed together with wood to make a peat substitute.

Dieses Verfahren birgt den Vorteil, dass zugleich auch Holz, insbesondere Baumschnitt und Abfall-holz, sinnvoll entsorgt werden können. Vergärungsanlagen für kommunalen organischen Abfall können grössere Mengen von Holz nicht verarbeiten, da Holz eine zu geringe Feuchtigkeit aufweist, sowie Ligning enthält, was anaerob kaum abbaubar ist, und sich deshalb nur sehr langsam zersetzt. Deshalb reduzieren die Betreiber derartiger Anlagen den Anteil von Holz und sortieren allfällig vorhandene grössere Holzstücke, insbesondere Abfallholz, vor dem Eintritt in den Fermenter aus. Trotzdem werden immer wieder Anfragen betreffend der Entsorgung von Holz an die Betreiber von Vergärungsanlagen gestellt. Im erfindungsgemässen Verfahren wird nun dieses Material, das für das Verfahren in der Vergärungsanlage ungeeignet ist und deshalb aussortiert wird, nämlich Holz, mit einem problematischen Abfallprodukt der Vergärungsanlage, nämlich Presswasser, zusammengeführt und zu einem wiederverwertbaren, ökologisch unbedenklichen Endprodukt verarbeitet. Damit werden mit einem einzigen Verfahren zwei Problemstellungen gelöst. This method has the advantage that wood, in particular pruning and waste wood, can also be disposed of in a sensible manner. Fermentation plants for municipal organic waste cannot process large amounts of wood because wood is too low in moisture and contains ligning, which is hardly anaerobically degradable and therefore only decomposes very slowly. For this reason, operators of such plants reduce the proportion of wood and sort out any larger pieces of wood, especially waste wood, before they enter the fermenter. Nevertheless, inquiries regarding the disposal of wood are made to the operators of fermentation plants. In the process according to the invention, this material, which is unsuitable for the process in the fermentation plant and is therefore sorted out, namely wood, is combined with a problematic waste product of the fermentation plant, namely press water, and processed into a reusable, ecologically harmless end product. This solves two problems with a single procedure.

Eine derartige Kombination ist bisher noch nicht angewendet worden. Es sind jedoch Lösungen für ähnliche Problematiken bekannt, die sich jedoch nicht auf Presswasser von Vergärungsanlagen übertragen lassen. Such a combination has not yet been used. However, solutions for similar problems are known, but these cannot be transferred to press water from fermentation plants.

So offenbart WO 91/14358 ein Verfahren zur Herstellung von Torfersatz, bei dem Holz in einer Thermoschnecke zu Schnitzel verarbeitet wird und anschliessend in siloartigen Trockenräumen mit luftdurchlässigen Böden einer Trocknung unterzogen wird, bevor die Schnitzel dann als Torfersatz in Säcke abgefüllt werden. In der Thermoschnecken-presse werden Hilfsstoffe, beispielsweise mineralischer Staub, zugefügt. Dadurch wird die Reibung erhöht, und das Holz wird physikalisch besser aufgeschlossen. Die Auftrennung erfolgt zudem unter Erhitzung auf über 100°C. Durch diese Zufuhr von Energie wird die Ökobilanz beträchtlich verschlechtert und die zur Verrottung erforderlichen Bakterien werden zerstört. In diesem Verfahren wird keine Flüssigkeit zugegeben. Diese Publikation gibt also keine Hinweise auf die Entsorgung von Presswasser aus Vergärungsanlagen. For example, WO 91/14358 discloses a process for the production of peat substitute, in which wood is processed into chips in a thermal screw and then subjected to drying in silo-like drying rooms with air-permeable floors before the chips are then filled into bags as peat substitutes. Auxiliaries, such as mineral dust, are added in the thermal screw press. This increases the friction and the wood is better broken down physically. The separation is also carried out by heating to over 100 ° C. This supply of energy considerably worsens the ecological balance and destroys the bacteria required for rotting. No liquid is added in this process. This publication therefore does not provide any information on the disposal of press water from fermentation plants.

EP-A 0 538 561 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Humus aus Gülle oder kommunalem Klärschlamm. Diese Abfallstoffe fallen in grossen Mengen an und sind zudem sehr flüssig. Deshalb werden nacheinander mehrere Rotten oder Mieten angesetzt, wobei jedesmal das Produkt der vorhergehenden Rotte mit einer grossen Menge an Stroh oder Sägemehl vermischt wird, bis zum Schluss eine homogene feste Masse, der Humus, erhalten wird. Auch dieses Verfahren unterscheidet sich vom erfindungsgemässen Verfahren. Da Gülle oder Klärschlamm sehr flüssig ist und grosse Mengen verarbeitet werden müssen, können keine Holzschnitzel verwendet werden. Deren Saugfähigkeit wäre zu klein. Der Verwendungszweck von Stroh und Sägemehl ist nämlich lediglich die Bindung der Gülle oder des Klärschlammes. Es handelt sich also nur um eine Entsorgung eines einzigen Abfallproduktes, nämlich der Gülle oder des Klärschlammes, das mittels einem zweiten Produkt, nämlich Sägemehl oder Stroh, durchgeführt wird. EP-A 0 538 561 describes a process for the production of humus from manure or municipal sewage sludge. These waste materials are produced in large quantities and are also very liquid. For this reason, several rotting or rents are set up one after the other, each time the product of the previous rotting is mixed with a large amount of straw or sawdust until a homogeneous solid mass, the humus, is obtained. This method also differs from the method according to the invention. Since liquid manure or sewage sludge is very liquid and large amounts have to be processed, wood chips cannot be used. Their absorbency would be too small. The purpose of straw and sawdust is only to bind the manure or sewage sludge. It is therefore only a matter of disposal of a single waste product, namely the manure or sewage sludge, which is carried out using a second product, namely sawdust or straw.

Obwohl in der Fachwelt der Begriff Presswasser verwendet wird, handelt es sich keineswegs um eine reine Flüssigkeit wie der Begriff Wasser vermuten lassen könnte. Bei Presswasser handelt es sich vielmehr um eine flüssige Masse mit einem hohen Feststoffanteil. Es weist eine hohe Viskosität auf, ist also zähflüssig. Je nach Zusammensetzung des Füllgutes des Fermenters variiert die Zusammensetzung und die anfallende Menge des Presswassers. Presswasser unterscheidet sich somit gänzlich von Gülle oder Klärschlamm. Die anfallenden Mengen sind vorallem viel kleiner. Although the term press water is used in the professional world, it is by no means a pure liquid as the term water might suggest. Rather, press water is a liquid mass with a high solids content. It has a high viscosity and is therefore viscous. Depending on the composition of the contents of the fermenter, the composition and the amount of press water produced vary. Press water is therefore completely different from liquid manure or sewage sludge. The quantities involved are especially much smaller.

In der beiliegenden Zeichnung ist das Verfahren schematisch dargestellt. Das Verfahren wird nachfolgend genauer beschrieben. The process is shown schematically in the accompanying drawing. The process is described in more detail below.

In der Zeichnung ist schematisch ein Teil einer Vergärungsanlage für die Entsorgung von kommunalen organischen Abfall dargestellt. Die angelieferten Abfallstoffe werden vorsortiert 1, wobei anorganische Teile aber auch schwer fermentierbare organische Materialien wie Holz 11 ausgesondert werden. Das fermentierbare organische Material wird in einen Fermenter 2 gefördert, wo es mittels Methanbakterien zersetzt und fermentiert wird. Das biolo- In the drawing, part of a fermentation plant for the disposal of municipal organic waste is shown schematically. The delivered waste materials are pre-sorted 1, whereby inorganic parts but also difficult to ferment organic materials such as wood 11 are separated out. The fermentable organic material is conveyed into a fermenter 2, where it is decomposed and fermented by means of methane bacteria. The organic

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gisch abgebaute Faulgut, das den Fermenter 2 ver-lässt, weist einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt auf und wird deshalb in einer Presse 3 unter Druck entwässert. Der trockenen Anteil wird einer Nachrot-tung unterzogen und als Humus 4 wiederverwertet. Dies ist das Hauptendprodukt der Vergärungsanlage. Genetically degraded digestion material that leaves the fermenter 2 has too high a moisture content and is therefore dewatered in a press 3 under pressure. The dry part is subjected to reddening and reused as humus 4. This is the main end product of the fermentation plant.

Der flüssige Anteil, das Presswasser 12, ist ein in dieser Anlage entstehendes Abfallprodukt. Dieses wird nun im erfindungsgemässen Verfahren weiterverwendet und gemeinsam mit dem bereits vorher ausgesonderten Holz entsorgt. The liquid portion, the press water 12, is a waste product that arises in this system. This is then used further in the method according to the invention and disposed of together with the wood which has already been separated out.

Das Presswasser weist immer noch einen relativ hohen Festkörperanteil auf, ist also zähflüssig. Typische Werte der Trockensubstanz sind 11-12%. Zudem sind aufgrund des Fermenters im Presswasser ein grosser Anteil an Methanbakterien und Stickstoffmolekülen vorhanden, die für die Zersetzung von organischen Materialien wesentlich sind. The press water still has a relatively high solids content, so it is viscous. Typical dry matter values are 11-12%. In addition, the fermenter in the press water contains a large proportion of methane bacteria and nitrogen molecules, which are essential for the decomposition of organic materials.

Das nicht in der Vergärungsanlage verwendbare Holz, beispielsweise Baumschnitt oder Abfallholz, wird zuerst in einer Häckselmaschine 5 zu Schnitzeln verarbeitet. Die Grösse der Schnitzel entspricht in einer bevorzugten Variante des Verfahrens ungefähr der in Verbrennungsanlagen verwendeten Holzschnitzel. The wood that cannot be used in the fermentation plant, for example tree pruning or waste wood, is first processed into chips in a chopping machine 5. In a preferred variant of the method, the size of the chips corresponds approximately to the wood chips used in incineration plants.

Diese Schnitzel werden von der Häckselmaschine 5 über eine Förderschnecke 6 in eine Zerklei-nerungs- und Mischmaschine gebracht. Diese Zer-kleinerungs- und Mischmaschine ist beispielsweise ein Extruder oder eine Schneckenpresse 7. Am Übergang von der Förderschnecke 6 zur Schnek-kenpresse 7 befindet sich ein Einlass für das Presswasser. Dieses gelangt gemeinsam mit den Holzschnitzeln in die Schneckenpresse 7, wobei die Durchmischung mit den Holzschnitzeln beim Einlass beginnt und in der Schneckenpresse 7 weitergeführt wird. Ein bevorzugtes Mischverhältnis ist 80-100 Liter Presswasser auf 1 m3 Holzschnitzel. In dieser Schneckenpresse 7 werden die Holzschnitzel mit dem Presswasser vermengt und verdichtet, wobei sie physikalisch aufgeschlossen werden. These chips are brought from the chopper 5 via a screw conveyor 6 into a shredding and mixing machine. This shredding and mixing machine is, for example, an extruder or a screw press 7. At the transition from the screw conveyor 6 to the screw press 7 there is an inlet for the press water. This gets into the screw press 7 together with the wood chips, the mixing with the wood chips starting at the inlet and being continued in the screw press 7. A preferred mixing ratio is 80-100 liters of press water per 1 m3 of wood chips. In this screw press 7, the wood chips are mixed and compressed with the press water, whereby they are physically broken down.

Das Hinzufügen des Presswassers dient zwei Zielen. Einerseits wird die Reibung im Extruder oder der Schneckenpresse 7 vermindert, so dass eine Überhitzung des Extruders verhindert wird. Gleichzeitig wird eine optimale Mischung der aufgetrennten Holzschnitzeln mit dem Feuchtigkeitsanteil des Presswassers erreicht, wobei sich mikroskopische Teile des Presswassers an die aufgetrennten Holzschnitzel anhaften. Durch diese starke Auftrennung und Vermischung lässt sich nun auch das in üblichen Vergärungsanlagen nicht fermentierbare Holz abbauen. Eine Kühlung der Zerkleinerungsund Mischmaschine ist nicht notwendig. The addition of the press water serves two purposes. On the one hand, the friction in the extruder or the screw press 7 is reduced, so that overheating of the extruder is prevented. At the same time, an optimal mixture of the separated wood chips with the moisture content of the press water is achieved, whereby microscopic parts of the press water adhere to the separated wood chips. This strong separation and mixing means that wood that cannot be fermented in conventional fermentation plants can now be broken down. It is not necessary to cool the shredding and mixing machine.

Die Mischung aus Holz und Presswasser verlässt die Schneckenpresse 7 und wird mittels einem Förderband 8 zu einer Rotte 9 gebracht, wo sie einer aeroben Nachrottung unterzogen wird. Im Durchschnitt lässt sich in 20 Minuten ungefährt 1 m3 Mischmaterial produzieren. Die anschliessende Nachrottung dauert zirka vier bis acht Wochen. Das Endprodukt dieses Verfahrens ist ein torfähnliches Material, das als Torfersatz 10 oder Humus wiederverwendbar ist. Bei diesem Verfahren entsteht kein weiteres Abfallprodukt, der ökologische Kreislauf ist somit geschlossen. The mixture of wood and press water leaves the screw press 7 and is brought by means of a conveyor belt 8 to a compost 9, where it is subjected to aerobic rotting. On average, about 1 m3 of mixed material can be produced in 20 minutes. The subsequent rotting takes about four to eight weeks. The end product of this process is a peat-like material that can be reused as peat substitute 10 or humus. With this process, no further waste product is created, the ecological cycle is thus closed.

Die Qualität und die Zusammensetzung des Endproduktes kann durch Zugabe von Hilfsstoffen gesteuert werden. Derartige Hilfsstoffe sind beispielsweise Holzkohle, Kaffeesatz oder Dünger. Holzkohle wird verwendet, um die Farbe wie auch die Dichte des Endproduktes zu verändern. Kaffeesatz kann einerseits auf diese Weise ebenfalls gut entsorgt werden, andererseits gibt er dem Endprodukt eine tiefbraune, fast schwarze Färbung. Dank der dunklen Färbung wird die Ähnlichkeit zu Torf noch verstärkt, was die Marktakzeptanz erhöht. Diese zwei Hilfsstoffe werden den Holzschnitzeln bevorzugt bereits in die Häckselmaschine 5 beigegeben. Je nach Anwendungsbereich des Torfersatzes wird Dünger hinzugegeben, so dass auch hier eine gleichmässige Vermischung bereits stattgefunden hat und nicht erst im Nachhinein durch einen zusätzlichen Arbeitsvorgang durchgeführt werden muss. Dieser Dünger wird gemeinsam mit dem Presswasser hinzugefügt. The quality and the composition of the end product can be controlled by adding auxiliary substances. Such auxiliaries are, for example, charcoal, coffee grounds or fertilizer. Charcoal is used to change the color and density of the end product. On the one hand, coffee grounds can also be disposed of well, on the other hand, they give the end product a deep brown, almost black color. Thanks to the dark coloring, the similarity to peat is further strengthened, which increases market acceptance. These two auxiliary substances are preferably already added to the wood chips in the chopping machine 5. Depending on the area of application of the peat substitute, fertilizer is added so that even mixing has already taken place here and does not have to be carried out afterwards by an additional work process. This fertilizer is added together with the press water.

Des weiteren ist es möglich, das Endprodukt während oder nach der Nachrottung mit kompostiertem Material, beispielsweise aus der Vergärungsanlage, zu vermischen. Furthermore, it is possible to mix the end product with composted material, for example from the fermentation plant, during or after post-rotting.

Claims

1. A process for the disposal of pressurized water (12) accumulating in a fermentation plant, characterized in that it is processed together with wood (11) to form a gate set (10).

2. The method according to claim 1, characterized in that a) the wood (11) is processed into chips in a chopping machine (5),

b) the press water (12) is added to the chips,

c) compressed water and chips are compacted, the chips being physically digested,

d) whereupon the resulting mass is subjected to aerobic post-rotting.

3. The method according to claim 2, characterized in that charcoal and / or coffee grounds and / or fertilizer are additionally added.

4. The method according to claim 3, characterized in that the charcoal and / or the coffee grounds are added to the chopping machine (5).

5. The method according to claim 3, characterized in that the fertilizer is added with the press water.

6. The method according to claim 2, characterized in that preferably 80-100 liters of press water with a dry substance of 11-12% are added to 1 m3 of wood chips.

7. The method according to claim 2, characterized in that composted material is added during the rotting.

8. The method according to claim 2, characterized in that the rotting is carried out for 4-8 weeks.

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9. Means for performing the method according to any one of claims 1-8, characterized in that it has a screw press (7) for compressing press water and chips.

10. Use of the product produced according to one of claims 1-6 as a peat substitute, soil conditioner or humus.

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