DE10116728A1

DE10116728A1 - Continuous disposal of animal or plant waste requiring monitoring involves both aerobic and anaerobic degradation of microorganism-immobilized waste to give complete mineralization

Info

Publication number: DE10116728A1
Application number: DE10116728A
Authority: DE
Inventors: Alfred Schymalla; Dagmar Krause; Martin Bessau; Eberhard Oettel; Thomas Rosner; Burkhard Hintze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2003-01-30

Abstract

Continuous treatment of animal or plant waste (especially that requiring monitoring) comprises passing a suspension of the comminuted material in water together with a microorganism-immobilizing carrier in a cycle through an aerobic and then an anaerobic reactor with a portion being led over a solids separator and the separated-off solids and carrier being recycled and the liquid fraction being heat evaporated and the residue combusted.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und zur Behandlung von besonders überwachungspflichtigen Abfällen tierischen und pflanzlichen Ursprungs. Es ist für die umweltgerechte Beseitigung von Tierkörpern, Tierkörperteilen, von tierischen Erzeugnissen und von tierischen Abfällen aus der Landwirtschaft, der Lebensmittel- und Futtermittelindustrie, aus dem Handel und aus der Gemeinschaftsverpflegung geeignet. The invention relates to a method and to the treatment of waste of animal and vegetable origin subject to monitoring. It is for them environmentally friendly disposal of carcasses, carcass parts, of animal Products and animal waste from agriculture, food and feed industry, from trade and from catering suitable.

Verfahren zur thermischen Behandlung von Tierkörpern, Tierkörperteilen und von tierischen Erzeugnissen sind bekannt und werden in Tierkörperverwertungsanstalten angewendet. Sie dienen bisher der Produktion von Tierkörpermehl und Tierkörperfett. Dabei werden die ankommenden Produkte gesammelt und zerkleinert. Der so entstehende Produktbrei wird in einer Kochanlage sterilisiert (133°C, 20 min, 3 bar). Der sterile Brei wird getrocknet, gemahlen und entfettet. Die Endprodukte (Tierkörpermehl und -fett) wurden und werden zum größten Teil in die Nahrungskette als Futtermittel wieder eingeführt. Teilweise werden sie der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie zur Weiterverarbeitung zugeführt. Man ging bisher davon aus, dass diese Endprodukte steril sind und keine schädlichen Nebenwirkungen für Mensch und Tier aufweisen. Process for the thermal treatment of carcasses, carcass parts and of animal products are known and are used in rendering plants applied. So far, they have been used to produce animal meal and Animal body fat. The incoming products are collected and crushed. The way The resulting product slurry is sterilized in a cooking system (133 ° C, 20 min, 3 bar). The sterile porridge is dried, ground and degreased. The end products (Animal meal and fat) have been and are largely in the food chain reintroduced as feed. Sometimes they are cosmetic and Pharmaceutical industry fed for further processing. So far one has gone away from that these end products are sterile and have no harmful side effects for Show people and animals.

Dies ist nun auf Grund der BSE-Problematik sehr zweifelhaft. Nach bisherigen Erkenntnissen scheinen die Erreger der BSE (Bovine Spongiforme Enzephalopathie) diese Sterilisationsbedingungen zu überleben, obwohl sie aus Eiweißen bestehen. This is now very doubtful due to the BSE problem. According to previous Insights seem to be the causative agent of BSE (Bovine Spongiform Encephalopathy) to survive these sterilization conditions, even though they consist of proteins.

Die in der Tierkörperwertungsanstalt anfallenden Abwässer werden nur abwassertechnisch behandelt. BSE-Erreger im Abwasser werden nicht zerstört. The wastewater generated in the carcass is only treated wastewater. BSE pathogens in wastewater are not destroyed.

Eine sterile Lösung bietet derzeit nur die Verbrennung. Die bestehenden Verbrennungsanlagen können in ihren Bunkersystemen z. B. keine Tierkörper oder flüssige pastöse Schlachtabfälle seuchenhygienisch annehmen, lagern und verarbeiten (Hinweis auf die gesetzlich geforderte "Schwarz-Weiß-Trennung"). A sterile solution currently only offers combustion. The remaining Incinerators can in their bunker systems such. B. no carcasses or liquid pasty slaughterhouse waste accept, store and process (reference to the legally required "black and white separation").

Außerdem sind auch aerobe und anaerobe Verfahren zum Abbau organischer Verbindungen bekannt. Aber der Abbaugrad der organischen Stoffe (oTS - organische Trockensubstanz) zum Beispiel in herkömmlichen Vergärungsanlagen beträgt nur ca. 50%. Die Anwendung dieser Verfahren allein ist keine Garantie zum Abbau o. g. Seuchenerreger. In addition, aerobic and anaerobic processes for the degradation of organic are also Connections known. But the degree of degradation of organic matter (oTS - organic dry matter), for example in conventional fermentation plants is only about 50%. The use of these procedures alone is no guarantee of Dismantling Animal health risks.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verarbeitung von besonders überwachungspflichtigen tierischen und pflanzlichen Abfällen insbesondere von Tierkörpern, Tierkörperteilen, von tierischen Erzeugnissen und von tierischen Abfällen zu scharfen, das keine Futtermittel oder Produkte für Tier und die menschliche Ernährung schafft oder ein neues seuchenhygienisch bedenkliches Abfallprodukt entstehen lässt. Das Verfahren soll biologisch abbaubare Stoffe vollständig mineralisieren und das Potential für die Biogaserzeugung vollständig ausschöpfen. Die das Verfahren verlassenden Stoffströme sollen steril sein und keine umweltgefährdenden organischen Substanzen enthalten. The invention is based on the object of a method for processing Animal and vegetable waste that is subject to special monitoring in particular of carcasses, carcass parts, of animal products and of to sharpen animal waste that does not contain animal feed or products creates human nutrition or a new epidemiologically questionable Waste product creates. The process is said to be biodegradable mineralize completely and the potential for biogas generation completely exploit. The material flows leaving the process should be sterile and contain no environmentally hazardous organic substances.

Es wurde überraschenderweise gefunden, dass durch wechselnden aeroben und anaeroben Abbau biologisch abbaubare Stoffe mit hohem Stoffumsatz vollständig mineralisiert werden können. It was surprisingly found that changing aerobic and Anaerobic degradation of biodegradable substances with a high metabolic rate completely can be mineralized.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur kombinierten aeroben, anaeroben und thermischen Behandlung von besonders überwachungspflichtigen Abfällen tierischen und pflanzlichen Ursprungs ist dadurch gekennzeichnet, dass
das zerkleinerte Einsatzmaterial in einen Kreislauf, bestehend aus einem Aerob- und Anaerobreaktor, eingespeist wird. Um einer unzulässigen Anreicherung von Mineralstoffen entgegenzuwirken, wird dem Kreislauf ständig ein begrenzter Flüssigkeitsstrom entnommen, der bei Bedarf durch eine zusätzliche Wassereinspeisung ausgeglichen wird. Die ausgekreiste Flüssigkeit wird mechanisch von Feststoffen abgetrennt, anschließend eingedampft und der feste Rückstand verbrannt. Der mechanisch abgeschiedene Feststoff wird in den Kreislauf zurückgeführt. The process according to the invention for the combined aerobic, anaerobic and thermal treatment of waste of animal and vegetable origin which is subject to special monitoring is characterized in that
the comminuted feed is fed into a circuit consisting of an aerobic and anaerobic reactor. In order to counteract an inadmissible accumulation of minerals, a limited liquid flow is constantly withdrawn from the circuit, which is compensated for if necessary by an additional water feed. The separated liquid is mechanically separated from solids, then evaporated and the solid residue burned. The mechanically separated solid is returned to the circuit.

Mit dem wechselnden aeroben und anaeroben Abbau lässt sich die organische Substanz mit hohem Umsatz und fast vollständig abbauen. Die exothermen Vorgänge in der Aerobstufe bringen eine ausreichende Temperatursteigerung, so dass auf eine Vorwärmung des Einsatzstoffes verzichtet werden kann. Durch Optimierung der Verweilzeiten in beiden Reaktorstufen gelingt es, eine maximale Biogasausbeute zu erreichen. Mit der Zugabe eines Trägers für die Immobilisierung von Mikroorganismen kann die Raum-Zeit-Ausbeute noch zusätzlich wesentlich gesteigert werden, besonders wenn der Feststoffgehalt im Einsatzstoff gering ist. With the changing aerobic and anaerobic degradation, the organic Substance with high turnover and almost completely break down. The exothermic Processes in the aerobic stage bring a sufficient temperature increase, so that preheating of the feed material can be dispensed with. By Optimization of the residence times in both reactor stages succeeds in achieving a maximum To achieve biogas yield. With the addition of a carrier for immobilization The space-time yield of microorganisms can also be significant be increased, especially if the solids content in the feedstock is low.

Die ausgekreiste Flüssigkeitsmenge muss nur so groß bemessen werden, dass die eingebrachten Mineralien und das Wasser kontinuierlich ausgetragen werden. Die einzudampfende Wassermenge und die in die Verbrennung gelangende Feststoffmenge sind gering und belasten das Verfahren energetisch unerheblich. Im Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens sind alle organischen Bestandteile beseitigt. The circled amount of liquid need only be dimensioned so large that the minerals and water are continuously discharged. The The amount of water to be evaporated and the amount that gets into the combustion The amount of solids is low and the process is not energy-intensive. in the The result of the process according to the invention are all organic constituents eliminated.

example

Tierkörper, Tierkörperteile, tierischen Erzeugnisse und tierischen Abfälle (im weiteren Produkte genannt) werden in einem Behälter gesammelt und mit Transportmitteln, wie Doppelschnecken, den Zerkleinerungsaggregaten zugeführt. In der ersten Stufe erfolgt eine Zerkleinerung der Produkte in einem Grobbrecher. Hier werden die Produkte in ca. 80 bis 50 mm große Stücke zerkleinert, die in der zweiten Stufe mit Feinzerkleinerungsaggregaten, wie Schredder, Kolloidmühle oder Homogenisator auf eine Korngröße kleiner 10 mm feinzerkleinert werden. Die so zerkleinerte Rohware wird in den Vorlagebehälter des Sterilisators gepumpt. Hier erfolgt die Sterilisation der feinzerkleinerten Rohware bei einer Temperatur über 133°C, einem Mindestdruck von 3 bar und einer Verweilzeit von mindestens 20 min (die Temperatur kann bei Bedarf erhöht und die Zeit verlängert werden, um die Sterilisationswirkung zu erhöhen). Carcasses, carcass parts, animal products and animal waste (hereinafter Products) are collected in a container and transported using means of transport, like twin screws, fed to the shredding units. In the first stage the products are crushed in a coarse crusher. Here are the Products crushed into pieces of approx. 80 to 50 mm, which are used in the second stage Fine crushing units such as shredders, colloid mills or homogenizers a grain size smaller than 10 mm can be finely crushed. The comminuted raw material is pumped into the sterilizer reservoir. Sterilization takes place here the finely shredded raw material at a temperature above 133 ° C, one Minimum pressure of 3 bar and a dwell time of at least 20 min (the The temperature can be increased if necessary and the time can be increased by Increase sterilization effect).

Nach erfolgter thermischer Behandlung wird der erhaltene Produktbrei in einen Behälter für die Expandierung und Abkühlung überführt. Dieser Behälter dient gleichzeitig als Zwischenspeicher für die nachfolgende aerobe und anaerobe Behandlung. Falls der Gesetzgeber es zulässt, kann die Phase der thermischen Behandlung entfallen, da wie nachfolgend beschrieben, des gesamte Gut sterilisiert wird. After the thermal treatment, the product slurry obtained is divided into one Container for expansion and cooling transferred. This container serves at the same time as a buffer for the subsequent aerobic and anaerobic Treatment. If allowed by law, the phase of thermal Treatment is dispensed with as the entire item is sterilized as described below becomes.

Die gesamte in der mechanischen und thermischen Behandlung anfallende Abluft wird für die Belüftung der folgenden aeroben Stufe verwendet. The entire exhaust air generated in the mechanical and thermal treatment is used for the ventilation of the following aerobic stage.

Der Produktbrei wird in einen Kreislauf, bestehend aus einem Aerob- und Anaerobreaktor, eingespeist und dort fast vollständig biologisch abgebaut. Die entstehende Abluft aus der aeroben Phase wird über ein Biofilter und ein nachgeschaltetes Elektrofilter so gereinigt, dass diese dann steril und unbedenklich ist. The product range is divided into a cycle consisting of an aerobic and Anaerobic reactor, fed and almost completely biodegraded there. The Exhaust air from the aerobic phase is generated using a biofilter and a downstream electrostatic precipitator cleaned so that they are sterile and harmless is.

Um einer unzulässigen Anreicherung von Mineralstoffen entgegenzuwirken, wird dem Kreislauf ständig ein begrenzter Flüssigkeitsstrom entnommen, der bei Bedarf durch eine zusätzliche Wassereinspeisung, wofür anfallende Spülwässer verwendet werden können, ausgeglichen wird. Die ausgekreiste Flüssigkeit wird mechanisch von Feststoffen abgetrennt, anschließend eingedampft und der feste Rückstand verbrannt. Der mechanisch abgeschiedene Feststoff wird in den Kreislauf zurückgeführt. To counteract an inadmissible enrichment of minerals A limited flow of liquid is continuously drawn from the circuit, if necessary through an additional water supply, for which rinsing water is used can be compensated. The circled liquid becomes mechanical separated from solids, then evaporated and the solid residue burned. The mechanically separated solid is recycled recycled.

Mit dem wechselnden aeroben und anaeroben Abbau lässt sich die organische Substanz mit hohem Umsatz und fast vollständig und mit hohem Stoffumsatz abbauen. Die exothermen Vorgänge in der Aerobstufe bringen eine ausreichende Temperatursteigerung, so dass auf eine Vorwärmung des Einsatzstoffes verzichtet werden kann. Durch Optimierung der Verweilzeiten in beiden Reaktorstufen gelingt es, eine maximale Biogasausbeute zu erreichen. Mit der Zugabe eines Trägers für die Immobilisierung von Mikroorganismen kann die Raum-Zeit-Ausbeute noch wesentlich gesteigert werden, besonders wenn der Feststoffgehalt im Einsatzstoff gering ist. With the changing aerobic and anaerobic degradation, the organic Substance with a high turnover and almost completely and with a high turnover dismantle. The exothermic processes in the aerobic stage bring sufficient Temperature increase, so that the feed material is not preheated can be. By optimizing the residence times in both reactor stages to achieve maximum biogas yield. With the addition of a carrier for the immobilization of microorganisms can still yield space-time be significantly increased, especially if the solids content in the feedstock is low.

Die ausgekreiste Flüssigkeitsmenge muss nur so groß bemessen werden, dass die eingebrachten Mineralien und das Wasser kontinuierlich ausgetragen werden. Die einzudampfende Wassermenge und die in die Verbrennung gelangende Feststoffmenge sind gering und belasten das Verfahren energetisch unerheblich. The circled amount of liquid need only be dimensioned so large that the minerals and water are continuously discharged. The The amount of water to be evaporated and the amount that gets into the combustion The amount of solids is low and the process is not energy-intensive.

Es ist davon auszugehen, dass die seuchenhygienisch problematischen Stoffe organische Verbindungen sind. Eine Sterilisation und Zerstörung dieser Verbindungen ist durch thermische Behandlung im unteren Temperaturbereich (kleiner der Verbrennungstemperatur) nicht eindeutig nachgewiesen und damit als alleiniges Verfahren zur Sterilisation nicht ausreichend. Eine vollständige Zerstörung gefährlichen organischen Verbindungen (wie Prionen) kann aber durch eine hochgradige Stoffumwandlung, wie sie mit Hilfe einer aeroben und anaeroben Behandlung erfolgt, erfolgreich eingeleitet werden. It can be assumed that the epidemic substances are problematic are organic compounds. Sterilization and destruction of this Connections is due to thermal treatment in the lower temperature range (less that Combustion temperature) not clearly proven and therefore as the only one Sterilization procedure not sufficient. A complete destruction dangerous organic compounds (such as prions) can be caused by a high grade Substance conversion, as it takes place with the help of an aerobic and anaerobic treatment, successfully initiated.

Die nachfolgende Eindampfung der Flüssigphase bringt nach Kondensation des Wasserdampfes sauberes, steriles Wasser, das einleitfähig ist. Die dabei entsehende Trockenmasse enthält hauptsächlich Mineralstoffe und nicht abgebaute organische Bestandteile. Dieser geringe Rest an Trockenmasse wird verbrannt. Damit ist gewährleistet, dass alle organischen Schadstoffe oder Krankheitserreger vollständig beseitigt werden. Für beide thermischen Verfahrensschritte (Verdampfung und Verbrennung) wird das produzierte Biogas verwendet. The subsequent evaporation of the liquid phase brings after condensation of the Steam clean, sterile water that is discharged. The one that comes along Dry matter mainly contains minerals and not degraded organic Ingredients. This small amount of dry matter is burned. So that is ensures that all organic pollutants or pathogens are complete be eliminated. For both thermal process steps (evaporation and Combustion) the biogas produced is used.

Damit sind die einzigen Endprodukte des Verfahrens:

- Biogas
- einleitfähiges steriles Wasser
- geringe Mengen Asche mit Mineralstoffen.
- gereinigte sterile Abluft

The only end products of the process are:

- biogas
- introductory sterile water
- small amounts of ash with minerals.
- cleaned sterile exhaust air

Die Erfindung wird anhand der Figur A an einem Ausführungsbeispiel nähererläutert. The invention is explained in more detail with reference to FIG. A using an exemplary embodiment.

Die Figur A zeigt schematisch die komplette Anlage zur Verwertung von Tierkörpern, Tierkörperteilen, tierischen Erzeugnissen und tierischen Abfällen (Produkte). Figure A shows schematically the complete plant for the recovery of carcasses, Carcass parts, animal products and animal waste (products).

Die Produkte werden in der Rohwarenannahme 1 in einen Sammelbehälter geschüttet und einer Sichtkontrolle unterzogen. The products are poured into a collection container in the raw material acceptance area 1 and subjected to a visual inspection.

Die logistischen Elemente (Fahrzeug, Transportbehälter) werden gereinigt und das nun verschmutzte organisch belastete Reinigungswasser mit in den Sammelbehälter geleitet und dann gemeinsam mit den Produkten behandelt. The logistic elements (vehicle, transport container) are cleaned and that now contaminated, organically contaminated cleaning water into the collection container managed and then treated together with the products.

Der Transport der Produkte zur mechanischen Aufbereitungseinheit 2 erfolgt über Doppelschnecken. Die Aufbereitungseinheit 2 besteht aus nacheinandergeschaltetem Grobbrecher 2.1 und Feinzerkleinerungsaggregat 2.2. Hier erfolgt als erster Schritt die Brechung der Produkte in ca. 50 mm große Stücke und danach die Feinzerkleinerung in Stücke < 10 mm. Parallel erfolgt mit dieser Zerkleinerung die Homogenisierung der Produkte. The products are transported to the mechanical processing unit 2 via twin screws. The processing unit 2 consists of a coarse crusher 2.1 and a fine grinding unit 2.2 connected in series . As a first step, the products are broken into pieces of approx. 50 mm and then finely crushed into pieces <10 mm. At the same time, this comminution results in the homogenization of the products.

Der zerkleinerte und homogenisierte Produktbrei wird mittels Pumpen in den Vorlagebehälter 3 des thermischen Sterilisators 4 gefördert. Ist der Sterilisator 4 gefüllt, wird die Masse bei einer Mindesttemperatur über 133°C, 3 bar und mindestens über einen Zeitraum von 20 min behandelt (im Tierkörperbeseitigungsgesetz vorgeschriebene Parameter). The comminuted and homogenized product slurry is conveyed into the storage container 3 of the thermal sterilizer 4 by means of pumps. If the sterilizer 4 is filled, the mass is treated at a minimum temperature above 133 ° C, 3 bar and at least over a period of 20 minutes (parameters prescribed in the Animal Waste Disposal Act).

Die Behandlungsparameter werden registriert. The treatment parameters are registered.

Nach der thermischen Behandlung (Sterilisation) wird der Produktbrei in einen Behälter 5 zum Expandieren und Abkühlen überführt. After the thermal treatment (sterilization), the product slurry is transferred to a container 5 for expansion and cooling.

Die im gesamten Bereich der mechanischen und thermischen Vorbehandlung anfallende Abluft wird abgesaugt und in die nachfolgende aerobe Behandlungsanlage 6.1 eingegeben. The exhaust air generated in the entire area of mechanical and thermal pretreatment is extracted and fed into the subsequent aerobic treatment system 6.1 .

Danach erfolgt im Anlagenteil 6 die komplexe aerobe und anaerobe Behandlung des homogenisierten und thermisch behandelten Produktbreies. Hier sind die aerobe Stufe 6.1 mit der anaeroben Stufe 6.2 und dem Abscheider 6.3 angeordnet. The complex aerobic and anaerobic treatment of the homogenized and thermally treated product slurry then takes place in the plant part 6 . Here the aerobic stage 6.1 with the anaerobic stage 6.2 and the separator 6.3 are arranged.

Der Abscheider 6.3 dient der Rückführung von Biomasse. The separator 6.3 is used to recycle biomass.

Die im Anlagenteil 6 in der aeroben Behandlungsstufe anfallende Abluft wird über ein Abluftfiltersystem 7, bestehend aus Biofilter 7.1 mit nachgeschaltetem Elektrofilter 7.2, geführt, um dann gereinigt und sterilisiert an die Umgebung abgegeben werden zu können. The exhaust air obtained in the plant part 6 in the aerobic treatment stage is passed through an exhaust air filter system 7 , consisting of a biofilter 7.1 with a downstream electrostatic filter 7.2 , so that it can then be released and sterilized into the environment.

Die aus der komplexen aeroben und anaeroben Behandlung abgegebene Flüssigphase wird in einen Erhitzer 8 gegeben. Das Wasser wird verdampft. The liquid phase released from the complex aerobic and anaerobic treatment is placed in a heater 8 . The water is evaporated.

Der dabei gewonnene Feststoff wird in einem Ofen 9 verbrannt und die Asche z. B. als mineralischer Dünger weiter verwendet. The solid obtained is burned in an oven 9 and the ashes z. B. used as a mineral fertilizer.

Das Wasser kondensiert in einem Auffangbehälter 10 und wird dann sterilisiert eingeleitet. The water condenses in a collecting container 10 and is then introduced sterilized.

Alle die Anlage verlassenden Produkte (Biogas, Abluft, Wasser, Asche) sind steril und für den Menschen, Tier und Umwelt unbedenklich. All products leaving the plant (biogas, exhaust air, water, ash) are sterile and harmless to humans, animals and the environment.

Die seuchenhygienisch bedenklichen Stoffe werden umweltgerecht und steril verwertet. The substances that are questionable in terms of epidemic hygiene are becoming environmentally friendly and sterile recycled.

Claims

Continuous process for the treatment of waste of animal and vegetable origin that is subject to monitoring, characterized in that the comminuted and suspended in water together with a carrier for immobilized microorganisms is circulated through an aerobic and then an anaerobic reactor, with part of the suspension being continuously added a solids separator is driven, which returns the separated solids and the carrier material to the circuit, while the liquid fraction is evaporated via a heater and the evaporation residue is then burned.