DE102006009165A1 - Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen - Google Patents

Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen Download PDF

Info

Publication number
DE102006009165A1
DE102006009165A1 DE102006009165A DE102006009165A DE102006009165A1 DE 102006009165 A1 DE102006009165 A1 DE 102006009165A1 DE 102006009165 A DE102006009165 A DE 102006009165A DE 102006009165 A DE102006009165 A DE 102006009165A DE 102006009165 A1 DE102006009165 A1 DE 102006009165A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
waste
process water
organic
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102006009165A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Widmer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102006009165A priority Critical patent/DE102006009165A1/de
Publication of DE102006009165A1 publication Critical patent/DE102006009165A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P5/00Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
    • C12P5/02Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
    • C12P5/023Methane
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/06Stirrer or mobile mixing elements with horizontal or inclined stirrer shaft or axis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/02Percolation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M45/00Means for pre-treatment of biological substances
    • C12M45/20Heating; Cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen und ein für ein derartiges Verfahren vorgesehener Reaktor, in dem ohne Belüftung, d. h. ohne Ausbildung eines Luftvolumenstroms, im Haufwerk eine Umsetzung und Auswaschung von organischen Bestandteilen erfolgt, wobei die Abfallstoffe oder das Prozesswasser erwärmt werden. Die Temperatur sollte dabei im thermophilen Bereich von beispielsweise 40 DEG C bis 80 DEG C liegen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen und einen Reaktor zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Mit der Einführung der getrennten Sammlung von organischen Haushaltsabfällen in Europa hat die mechanisch biologische Aufbereitung (MBA) von Siedlungsabflällen zunehmende Bedeutung erlangt. Der Abbau der biogenen Masse erfolgt mikrobiell, wobei zwischen aeroben und anaeroben Mikroorganismen unterschieden werden kann. Die aerobe Umsetzung führt letztendlich zu den Endprodukten Kohlenstoffdioxid und Wasser und wird als Verrottung bezeichnet. Die anaerobe Umsetzung ist typisch für die Vergärung, als Endprodukte entstehen unter anderem Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff.
  • Bekannte Verfahren sehen je nach Beschffenheit der Abfallmischungen verschiedene Verfahrensschritte zu Abfallbehandlung auf. Die individuelle Bereitstellung einzelner Verfahrensanlagen ist jedoch sehr teuer.
  • In der DE 196 48 731 A1 wird ein aerobes Verfahren beschrieben, bei der die organischen Bestandteile einer Abfallfraktion in einem Perkolator ausgewaschen werden und der Rückstand nach einer Trocknung beispielsweise verbrannt oder deponiert wird.
  • In der WO 97/27158 A1 ist ein aerobes Abfallaufbereitungsverfahren offenbart, bei dem die Abfallstoffe einem Perkolator zugeführt werden und die organischen Bestandteile durch Zuführung von Luft und Prozesswasser hydrolysiert und die aufgeschlossenen Bestandteile ausgewaschen werden. Der von Organik weitgehend befreite Feststoff wird anschliessend getrocknet und einer mechanischen Aufbereitung zugeführt. Das vom Perkolator abgezogene organisch hochbelastete Austrittswasser wird zum anaeroben Abbau einer Biogasanlage zugeführt, wobei der Organikanteil mittels Methanbakterien umgesetzt und zur Energieerzeugung beispielsweise einer Biogasverbrennung zuführbar ist.
  • Bei all diesen Verfahren ist ein vergleichsweise hoher vorrichtungstechnischer Aufwand zur Durchführung der aeroben Hydrolyse im Perkolator erforderlich.
  • Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Reaktor zu schaffen, durch die bei vergleichsweise geringem vorrichtungstechnischen und verfahrenstechnischen Aufwand ein effektiver Abbau organischer Bestandteile der Abfallstoffe ermöglicht ist.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Reaktors durch die Merkmale des Patentanspruchs 12 gelöst.
  • Es zeigte sich überraschender Weise, dass der Aufschluss der organischen Bestandteile der Abfallstoffe, beispielsweise Biomüll enthaltender Gesamtmüll, auch durch eine Perkolation durchgeführt werden kann, bei der das Haufwerk nicht von einem Luftvolumenstrom (Belüftung) durchströmt wird, der bodenseitig zugeführt und über Kopf abgezogen wird. D. h., in Abwendung von den bekannten Verfahren erfolgt das Aufbrechen der Biozellen und Freisetzen von organischen Substanzen nicht durch die gleichzeitige Einwirkung des gemäß dem Stand der Technik in den Reaktor durchströmenden Luftsauerstoffes und der über die Waschflüssigkeit eingestellten Feuchtigkeit sondern im Wesentlichen alleine durch Zugabe von Prozesswasser, wobei diese ohne Blüftung durchgeführte Perkolation bei einer erhöhten Temperatur im thermophilen Bereich (beispielsweise zwischen 40 und 80°C) abläuft. Diese erhöhte Temperatur kann durch Aufwärmen des Prozesswassers, durch Beheizen des Perkolators oder auf sonstige Weise erfolgen.
  • Bei einer derartigen Verfahrensführung ist der vorrichtungstechnische Aufwand gegenüber den herkömmlichen Lösungen ganz wesentlich verringert, da zum Einen keine Vorrichtungen zum Einblasen von Prozessluft vorgesehen werden muss und zum Anderen durch die im Wesentlichen anaerobe Verfahrensführung der Volumenstrom des mit Organik beladenen Abgases gegenüber herkömmlichen Lösungen wesentlich verringert, so dass der Aufwand zur Abgasreinigung minimal ist.
  • Das zur Einstellung der Feuchtigkeit und zum Auswaschen der organischen Bestandteile im Reaktor verwendete Prozesswasser wird vorzugsweise als Umlaufwasser geführt, so dass der Frischwasserverbrauch und der Aufwand für die Abwasserreinigung minimal sind.
  • Der Abbau organischer Bestandteile läßt sich weiter verbessern, wenn dem Reaktor eine Stufe zur Hydrolysierung oder Versäuerung der Abfallstoffe vorgeschaltet ist. Diese Hydrolysierung kann durch Lufteintrag und Zugabe von Prozesswasser oder alternativ, im wesentlichen anaerob, durch Zugabe erwärmten Prozesswassers erfolgen, das ebenfalls als Umlaufwasser geführt sein kann.
  • Der Abfallstoff wird dabei vorzugsweise als Propfenströmung in der Hydrolysierstufe geführt, so dass keine Durchmischung des Abfallstoffes erfolgt.
  • Im Gegensatz dazu wird der Abfallstoff im Reaktor mittels eines geeigneten Rührwerks durchmischt.
  • Der Wirkungsgrad läßt sich weiter erhöhen, wenn dem Reaktor im wesentlichen sauerstofffreie Abgase aus der Hydrolysierungsstufe zugeführt werden.
  • Für die Weiterbehandlung des beladenen Prozesswassers ist es vorteilhaft, wenn dieses vor dem Eintritt in eine Biogasanlage gekühlt wird.
  • Die biologische Umsetzung im Reaktor lässt sich verbessern, wenn in einem kopfseitigen Gasraum des Reaktors Luftsauerstoff eingeblasen wird. Der Luftsauerstoff wird dann durch das Rührwerk in den Abfallstoff eingetragen, so dass eine Bildung von anaeroben Zonen im Reaktor vermieden wird.
  • Der Reaktor zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Wesentlichen ohne Belüftung, d. h., ohne Durchströmung des Haufwerks mit einem Luftvolumenstrom ausgeführt und hat vorzugsweise einen Siebboden, der sich im wesentlichen über die Wirklänge des Reaktors erstreckt.
  • Dem Siebboden ist vorzugsweise ein Kratzboden zugeordnet, über den die von Organik befreiten Feststoffe abgezogen werden können.
  • Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche:
    Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer einzigen schematischen Zeichnung erläutert, die ein Fließschema eines Verfahrens zur Aufbereitung von organische Bestandteile enthaltenden Abfallstoffen zeigt.
  • Prinzipiell können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren alle organisch belasteten Abfallstoffe, wie z. B. Restmüll, Großküchenabfälle, Grünabfall, Abfälle aus der Lebensmittelindustrie, Klär- und Gärschlämme, biologische Rückstände, wie beispielsweise Maischen aus der Getränkeherstellung usw. behandelt werden.
  • Gemäß dem Verfahrensschema wird der angelieferte Abfallstoff 1, zunächst einer mechanischen Aufbereitung unterzogen. Bei Siedlungsabfall werden die angelieferten Müllsäcke beispielsweise aufgerissen und ggf. vorzerkleinert. Die Abfallstoffe werden anschließend einer mechanischen Trennanlage 14, beispielsweise einem Trommelsieb zugeführt und in eine Grobkornfraktion und eine Feinkornfraktion aufgetrennt, wobei die Vorzerkleinerung und die Siebweite so gewählt ist, dass die Grobkornfraktion Korndruchmesser im Bereich zwischen 60 bis 200mm und die Feinkornfraktion Korngrößen im Bereich < 60 bis 200mm enthält.
  • Der beispielsweise Schwerstoffe, großflächige Folien, Papier und Kartonagen enthaltende Siebüberlauf 14.1 wird aus der Trennanlage 14 abgezogen und über Metallaufnahmestellen 15.1. und einen Metallabscheider 15 eisenhaltige Metalle 10 abgeschieden. Der verbleibende Stoffstrom des Siebüberlaufs 14.1 wird in einer weiteren geeigneten Trennanlage, beispielsweise einem Sichter 33 in eine Fraktion aus Stör- und Schwerstoffen 7 zur Ansortierung und ggf. zur Entsorgung und eine Fraktion an brennbaren Leichtstoffen 8 zur thermischen Verwertung aufgetrennt.
  • Der die Feinkornfraktion bildende Siebdurchlauf 14.2 enhält etwa 80% des verfügbaren Organikanteils der Abfallstoffe. Die im Siebdurchlauf enthaltenen eisenhaltigen Metalle 10 werden ebenfalls über Metallaufnahmestellen 15.1 und einen Magnetabscheider 15 abgetrennt und der verbleibende, die organischen Bestandteile enthaltende Stoffstrom kann einer aeroben Hydrolyse zugeführt werden. Diese aerobe Hydrolyse erfolgt in einem Hydrolysereaktor 17, dessen Aufbau per se bereits bekannt ist. Diesbezüglich sei beispielsweise auf die DE 199 09 353 A1 verwiesen, in der ein Reaktor zur aeroben Hydrolysierung (Versäuerung) einer organischen Müllfraktion beschrieben ist, so dass der Einfachheit halber auf diese Beschreibung verwiesen wird.
  • In einem derartigen Reaktor wird die organische Bestandteile enthaltende Fraktion 14.2 über einen Frischguteintrag 21 in den Hydrolysereaktor 17 gefördert und dort durch Zuführung von Prozessluft 19 und von Prozesswasser 42 versäuert. Durch die Einwirkung des Luftsauerstoffs und die gleichzeitig eingestellte Feuchtigkeit erfolgt eine aerobe, thermophile Erwärmung des Stoffgemisches, so dass die Biozellen aufgebrochen und die freigesetzen organischen Substanzen durch das Prozesswasser abtransportiert werden können. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist das Prozesswasser 42 über einen im Folgenden noch näher beschriebenen Wärmetauscher 41 auf eine vorbestimmte Prozesstemperatur im thermophilen Bereich erwärmt, die beispielsweise mehr als 70°C beträgt. Durch diese Temperaturerhöhung werden Auflagen der europäischen Gemeinschaft betreffend der Hygienisierungsvorschriften für Kompost erfüllt, gemäß denen das Stoffgemisch 20 bei einer Aufenthaltszeit von zwei Stunden auf einer Temperatur von 70°C gehalten werden muss.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Materialaustrag 16 – hier dargestellt als Sammeltrichter – diametral zum Frischguteintrag 21, so dass das Stoffgemisch 20 als Propfen mittels einer geeigneten Transporteinrichtung 26, beispielsweise eines Kratzbodens 26 vom Frischguteintrag 21 zum Materialaustrag 16 gefördert wird. Durch die Propfenströmung wird eine Rückvermischung von kontaminiertem Frischgut (Siebdurchlauf 14.2) mit dem am Materialaustrag 16 anliegenden hygienisiertem Stoffgemisch 27 ausgeschlossen.
  • Alternativ kann die Fraktion 14.2 auch über einen geeigneten Verteiler in Hozizontalschichten eingebracht werden, wobei diese Schichten dann über eine Transportvorrichtung in Richtung zum Materialaustrag gefördert werden. Entsprechende Details sind der genannten DE 199 09 353 A1 entnehmbar. Die Prozessluft 19 wird vorzugsweise über eine nicht dargestellte Lüftungseinrichtung mit Düsenboden in das Stoffgemisch 20 eingeblasen. Die mit Organik beladene Abluft 22 wird über Kopf aus dem Hydrolysereaktor 17 abgezogen und in einer Abluftreinigungsanlage 25 von Schadstoffen und Gerüchen befreit und als gereinigter Abluftstrom 2 in die Atmosphäre ausgeblasen.
  • Bei größeren Mengen an aufzubereitendem Abfall können, wie in den 3 bis 5 der DE 199 09 353 A1 dargestellt, mehrere Hydrolysereaktoren 17 hintereinander geschaltet werden, so dass Hydrolyse in einem quasi kontinuierlichen Durchlaufverfahren erfolgen kann.
  • Anstelle eines Reaktors gemäß der DE 199 09 353 A1 kann prinzipiell auch ein Hydrolysereaktor verwendet werden, wie anhand der 3 bis 7 der WO 03/020450 A1 beschrieben ist.
  • Die Versäuerung kann auch anaerob ohne Luftzufuhr durchgeführt werden.
  • Das über den Materialaustrag 16 abgezogene hygienisierte Stoffgemisch 27 wird anschließend über einen Stoffgemischeintrag einem Perkolator 28 zugeführt, dessen Grundaufbau im Prinzip demjenigen aus der WO 97/27158 A1 entspricht, mit der Ausnahme, dass beim erfindungsgemäßen Perkolator 28 keine Belüftungsdüsen vorgesehen sind. Hinsichtlich des konstruktiven Aufbaus eines derartigen Perkolators kann somit auf die genannte WO 97/27158 A1 verwiesen werden.
  • Da das hygienisierte Stoffgemisch 27 mit einer vergleichsweise hohen Temperatur im thermophilen Bereich (> 40 bis < 80°C) vorliegt, kann der Perkolator 28 ohne Belüftung, d. h., ohne bodenseitige Düsen, durch die Luft in das Haufwerk eingeblasen wird, betrieben werden, so dass der Perkolator wesentlich einfacher als bei den herkömmlichen Lösungen aufgebaut ist. Zur Verbesserung der biologischen Umsetzung kann Zuluft 23 in den Gasraum 28.6 eingeblasen werden. Der enthaltene Luftsauerstoff wird dann über das Rührwerk 50 in das Stoffgemisch 27 eingetragen, um die Bildung von anaeroben Nestern im Haufwerk zu vermeiden und eine zusätzliche Versäuerung zu bewirken. Dieser Zuluftstrom ist jedoch wesentlich kleiner als der Belüftungsvolumenstrom bei den bekannten Lösungen, der das Haufwerk druckbeaufschlagt von unten nach oben im Gegenstrom zum Prozesswasser durchströmt.
  • In dem Fall, in dem der angelieferte Abfallstoff bereits hydrolysiert ist oder sehr feucht angeliefert wird, kann die Hydrolysierungsstufe auch umgangen werden, in dem der kontaminierte Siebdurchlauf 14.2 über eine Verstellschieber 46 und eine Bypassrohrleitung 21.1 direkt dem Perkolator 28 zugeführt wird.
  • Das für die Perkolation erforderliche Prozesswasser 42 wird über einen Verstellschieber 46 von dem über den Wärmetauscher 41 erwärmten Prozesswasserstrom abgezweigt und über eine geeignete Sprühvorrichtung auf das sich im Perkolator 28 befindliche hygienisierte Stoffgemisch aufgesprüht. Im Unterschied zum Hydrolysereaktor 17 wird das Stoffgemisch im Perkolator 28 mittels eines Rührwerks 50 intensiv durchmischt. Zur Einstellung der anaeroben Verhältnisse im Perkolator 28 wird dessen Gasraum 28.6 mit den überwiegend sauerstofffreien Abgasen aus der vorgeschalteten Hydrolysierungsstufe beaufschlagt. Diese Abgase können beispielsweise über einen geeigneten Verstellschieber 46 vom Abluftstrom 22 der Hydrolysierungsstufe abgezweigt werden.
  • Die bei der Perkolation entstehenden Abgase 22 werden über eine Leitung aus dem Gasraum 28.6 abgezogen und zum Abluftstrom 22 der Hydrolysierungsstufe summiert, so dass der Summenstrom 24 der Abluftreinigung 25 zugeführt wird.
  • Durch den Aufschluss des Stoffgemischs in der Hydrolysierungsstufe mittels Versäuerung bei hohen Temperaturen werden im Perkolator 28 durch das Prozesswasser 22 wesentlich höhere Auswaschraten erzielt als bei den bisher bekannten Perkolationsverfahren. Das mit organischen Bestandteilen beladene Prozesswasser tritt durch einen Siebboden 28.1 hindurch in eine Auffangwanne 28.2 und wird von dort abgezogen. Diese Auffangwanne 28.2 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Perkolators 28.
  • Die Siebbodenreinigung erfolgt mittels einer Vorschubeinrichtung, beispielsweise eines Kratzbodens 28.3, welcher vorzugsweise durch einen Hydraulikzylinder 28.4 angetrieben wird. Über diesen Kratzboden 28.3 wird der von organischen Bestandteilen weitgehend entfrachtete Feststoff zum Austrag 51 gefördert und aus dem Perkolator 28 ausgetragen. Um die Reinigungs- und Austragsgeschwindigkeit variieren zu können, ist der Hub 28.5 des Hydraulikzylinders beispielsweise im Bereich zwischen 50 bis 200cm variierbar.
  • Das über den Austrag 51 abgezogene, von Organik weitgehend entfrachtete Magergemisch 30 hat einen Trockensubstanzanteil von etwa 30%. Die enthaltenenen Metalle 10 werden wiederum über eine Metallaufnahmestelle 15.1 und einen Metallabscheider 15 abgezogen. Zur weiteren Trocknung wird dieses Magergemisch 30 in einer Klassierpresse 31 gemäß der WO 03/020498 A1 auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 70% TS entwässert. Der danach anliegende entwässerte Rohkompost 32 wird dann einer Trennstufe 33, beispielsweise einem Schwing- oder Trommelsieb zugeführt und in eine kompostierbare Fraktion 9 und in eine Fraktion von brennbaren Leichtstoffen 8' aufgetrennt. Eventuell im Rohkompost 32 erhaltene Metalle 10 können ebenfalls über die Abscheideeinrichtungen 15, 15.1 abgeschieden werden. Diese brennbaren Leichtstoffe 8' können einer thermischen Verwertung zugeführt werden, während die kompostierbare Fraktion entweder einer Weiterbehandlung für eine Deponierung zugeführt wird oder zu Kompost für die Rekultivierung verarbeitbar ist. Die im Rohkompost 32 enthaltenen metallischen Bestandteile 10 können über einen Metallabscheider 15 abgetrennt werden.
  • Das organisch hoch belastete Presswasser 33 wird gemeinsam mit dem befrachteten Umlaufwasser 29 einer Trennstufe 34 zugeführt und dort von Faserstoffen 11 und Inertstoffen 12 befreit, so dass nach dieser Trennstufe 34 ein mit Organik hoch belastetes und von Störstoffen abgereinigtes Prozesswasser 85 anliegt. Dieses wird anschließend in einer Kühlanlage 36, beispielsweise einem Doppelrohrkühler 36.1 und einem Luft-/Wasser-Tischkühler 36.2 auf eine mesophile Temperatur von beispielsweise 35°C abgekühlt.
  • Das abgekühlte belastete Prozesswasser 37 wird dann einem Fermenter 38 zur Biogaserzeugung zugeführt. In diesem Fermenter 38 (Vergärungsreaktor) werden die organischen Komponenten des Prozesswassers anaerob zu Biogas 39 und Bakterienmasse umgesetzt. Das von Organik weitestgehend entfrachtete Umlaufwasser 40 kann dann dem eingangs beschriebenen Wärmetauscher 41 zugeführt und auf eine thermophile Temperatur im Bereich zwischen 35°C und 80°C erwärmt und als Prozesswasser 42 sowohl dem Hydrolysereaktor 17 als auch dem Perkolator 28 zugeführt werden. Das entstehende Biogas 39 wird in einer Biogas-Verwertungsanlage 43 zu folgenden energetischen Produkten aufbereitet:
    • – Wärme in Form von Warmwasser (3)
    • – elektrischer Strom (4)
    • – Gas zur externen Verwertung (5) und
    • – Auspuffabgase (6), die auch zusätzlich zur Inertisierung des Perkolators 28 benutzt werden können.
  • Der Heizkreislauf 3.1 des Wärmetauschers 4.1 kann mit dem nach der Fermentation anfallenden Warmwassser 3 gespeist werden.
  • Wie in dem Verfahrensschema des Weiteren angedeutet, kann über eine Umlaufwasserentstickungsanlage 44, die auch als Abwasserreinigungsanlage für die Entsorgung von Überschusswasser 13 genutzt werden kann, das Umlaufwasser 40 entstickt, damit sich im Kreislauf keine Ammoniumaufkonzentrierungen bilden können, die den biologischen Prozess durch Vergiftung zum Erliegen bringen könnten. Das Entstickte und auf Betriebswasserqualität aufbereitete Betriebsdwasser 45 kann an verschiedenen Stellen dem Umlauf- oder Prozesswasser 42 beigemischt werden, beispielsweise:
    zum abgekühten Prozesswasser 37 vor dem Fermenter 38;
    zum Umlaufwasser vor dem Wärmetauscher 41 sowie als Reinigungswasser 45' für die Sand- und Faserstoffwäsche in der Trennstufe 34 nach dem Perkolator 28.
  • Das vorbeschriebene erfindungsgemäße Verfahren wendet sich von herkömmlichen Lösungen dadurch ab, dass die Perkolation ohne Ausbildung eines Luftsauerstoffvolumenstroms erfolgt. Dies wird durch die Prozessführung im thermophilen Bereich (> 40 bis < 80°C) ermöglicht. Insbesondere durch den Aufschluss des Stoffgemisches 20 im Hydrolysereaktor 17 bei vergleichsweise hohen Temperaturen werden im Perkolator 28 durch das Prozesswasser 42 wesentlich höhere Auswaschraten als bei den bekannten Perkolationsverfahren erzielt. Die erhöhte Organikfracht im befrachteten Umlaufwasser 29 nach dem Perkolator verdoppelt den Gasertrag im Fermenter 38 von bisher etwa 50 Nm3 Biogas pro 1Mg zugeführten Abfallstoffs 1 auf etwa den doppelten Wert (100Nm3) Offenbart ist ein Verfahren zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen und ein für ein derartiges Verfahren vorgesehener Reaktor, in dem ohne Belüftung, d. h., ohne Ausbildung eines Luftvolumenstroms im Haufwerk eine Umsetzung und Auswaschung von organischen Bestandteilen erfolgt, wobei die Abfallstoffe oder das Prozesswasser erwärmt werden. Die Temperatur sollte dabei im thermophilen Bereich von beispielsweise 40°C bis 80°C liegen.
  • 1
    Abfallstoff
    2
    Abluftstrom
    3
    Warmwasser
    3.1
    Heizungskreislauf
    4
    elektrischer Strom
    5
    Biogas
    6
    Abgase
    7
    Schwerstoffe
    8
    Leichtstoffe
    8'
    Leichtstoffe
    10
    Metalle
    11
    Faserstoffe
    12
    Inertstoffe
    13
    Überschusswasser
    14
    Trennanlage
    14.1
    Siebüberlauf
    14.2
    Siebdurchlauf
    15
    Metallabscheider
    15.1
    Metallaufnahmestellen
    16
    Materialaustrag
    17
    Hydrolysereaktor
    19
    Prozessluft
    20
    Stoffgemisch
    21
    Frischguteintrag
    21.1
    Bypassrohrleitung
    22
    Abluftstrom
    23
    Zuluftstrom
    24
    Summenstrom
    25
    Abluftreinigungsanlage
    26
    Vorschubeinrichtung
    27
    Stoffgemisch
    28
    Perkolator
    28.1
    Siebboden
    28.2
    Auffangwanne
    28.3
    Vorschubeinrichtung
    28.4
    Hydraulikzylinder
    28.5
    Hub
    28.6
    Gasraum
    29
    Umlaufwasser
    30
    Magergemisch
    31
    Klassierpresse
    32
    Rohkompost
    33
    Sichter
    34
    Trennstufe
    35
    Prozesswasser
    36
    Kühlanlage
    36.1
    Doppelrohrkühler
    36.2
    Luft-/Wasser-Tischkühler
    37
    Prozesswasser
    38
    Fermenter
    39
    Biogas
    40
    Umlaufwasser
    41
    Wärmetauscher
    42
    Prozesswasser
    43
    Verwertungsanlage
    44
    Umlaufwasserentstickungsanlage
    45
    Betriebswasser
    45'
    Reinigungswasser
    46
    Verstellschieber
    50
    Rührwerk
    51
    Austrag

Claims (14)

  1. Verfahren zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen (1), die nach einer mechanischen Aufbereitung einem Reaktor (28) zugeführt werden, in dem im Wesentlichen ohne Belüftung eine Umsetzung und Auswaschung von organischen Bestandteilen erfolgt, wobei die Abfallstoffe vor dem Eintritt oder im Reaktor (28) erwärmt werden und dem Reaktor (28) zum Auswaschen der organischer Bestandteile Prozesswasser (42) zugeführt wird und das mit Organik beladenen Prozesswasser (29) abgeführt und in einer Biogasanlage (38) aufbereitet wird, sowie der von Organik teilweise befreite Feststoff (30) abgezogen und thermisch und mechanisch aufbereitet wird.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das Prozesswasser vor dem Eintritt in den Reaktor (28) erwärmt wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei ein Teil des aufbereiteten, ggfs. noch Organik enthaltenden Prozesswassers (42) als Umlaufwasser in den Reaktor zurückgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, wobei dem Reaktor (28) eine Stufe (17) zur Hydrolysierung der Abfallstoffe vorgeschaltet wird.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 4, wobei die Hydrolysierung durch Lufteintrag und Zugabe von erwärmten Prozesswasser erfolgt.
  6. Verfahren nach Patentanspruch 4, wobei die Hydrolysierung im wesentlichen anaerob durch Zugabe von erwärmtem Prozesswasser erfolgt.
  7. Verfahren nach Patentanspruch 5 oder 6, wobei der Abfallstoff während der Hydrolysierung im wesentlichen als Propfenströmung quer zum Prozesswasserstrom geführt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Abfallstoff im Reaktor (28) durchmischt wird.
  9. Verfahren nach einem der auf die Patentansprüche 1 und 4 zurückbezogenen Ansprüche, wobei dem Reaktor (28) im wesentlichen sauerstofffreie Abgase aus der Hydrolysierstufe (17) zugeführt werden.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Kühlung (36) für das beladene Prozesswaser.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Luftsauerstoff (23) in einen Gasraum (28.6) eingeleitet und durch eine Rühreinrichtung (50) in das Stoffgemisch (27) eingebracht wird.
  12. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit einer Abfallstoffzuführung, einer Sprühvorrichtung für Prozesswasser, einem Prozesswasseraustrag, einer Austragseinrichtung (51) für den verbleibenden Feststoff und mit einem Mischer (50) für den Abfallstoff, wobei der Abfallstoffstrom im Reaktor etwa quer zum Prozesswasserstrom geführt ist.
  13. Reaktor nach Patentanspruch 12, wobei die Abzugseinrichtung einen Siebboden (28.7) hat, der sich im wesentlichen über die gesamte Wirklänge des Reaktors (28) erstreckt und dem ein Kratzboden (28.3) zugeordnet ist.
  14. Reaktor nach Patentanspruch 12 oder 13 mit einer Luftsauerstoffzuführung (23) in einen Gasraum (28.6) des Reaktors (1).
DE102006009165A 2005-02-24 2006-02-24 Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen Withdrawn DE102006009165A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006009165A DE102006009165A1 (de) 2005-02-24 2006-02-24 Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005008485 2005-02-24
DE102005008485.0 2005-02-24
DE102006009165A DE102006009165A1 (de) 2005-02-24 2006-02-24 Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006009165A1 true DE102006009165A1 (de) 2007-01-11

Family

ID=37562681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006009165A Withdrawn DE102006009165A1 (de) 2005-02-24 2006-02-24 Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006009165A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2275526A2 (de) 2009-07-13 2011-01-19 KOMPOFERM GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von Biogas
DE102010028707A1 (de) * 2010-05-06 2011-11-10 GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH Verfahren zur Prozessführung von Perkolatoren in zweistufigen Biogaserzeugungsverfahren
DE102008030653B4 (de) * 2007-12-30 2012-02-23 Archea Biogastechnologie Gmbh Verfahren und Anlage zur Steigerung der Biogasausbeute eines Substrats
DE102010010091B4 (de) * 2010-03-04 2017-07-27 Lehmann Maschinenbau Gmbh Bioliquid-Verfahren

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008030653B4 (de) * 2007-12-30 2012-02-23 Archea Biogastechnologie Gmbh Verfahren und Anlage zur Steigerung der Biogasausbeute eines Substrats
EP2275526A2 (de) 2009-07-13 2011-01-19 KOMPOFERM GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von Biogas
EP2275526A3 (de) * 2009-07-13 2011-02-02 KOMPOFERM GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Gewinnung von Biogas
WO2011006570A3 (de) * 2009-07-13 2011-03-10 Kompoferm Gmbh Vorrichtung und verfahren zur gewinnung von biogas
US9157056B2 (en) 2009-07-13 2015-10-13 Zero Waste Energy, Llc Device and method for recovering biogas
DE102010010091B4 (de) * 2010-03-04 2017-07-27 Lehmann Maschinenbau Gmbh Bioliquid-Verfahren
DE102010028707A1 (de) * 2010-05-06 2011-11-10 GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH Verfahren zur Prozessführung von Perkolatoren in zweistufigen Biogaserzeugungsverfahren
WO2011138426A1 (de) 2010-05-06 2011-11-10 Gicon Grossmann Ingenieur Consult Gmbh Verfahren und anlage zur gasdichten prozessführung von perkolatoren in einem zwei- oder mehrstufigen biogasverfahren
DE102010028707B4 (de) * 2010-05-06 2014-12-18 GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH Verfahren und Anlage zur gasdichten Prozessführung von Perkolatoren in einem zwei- oder mehrstufigen Biogasverfahren
US8969032B2 (en) 2010-05-06 2015-03-03 GICON Grossman Ingenieur Consult GmbH Method and system for the gas-tight process control of percolators in a biogas method having two or more stages

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0262144B1 (de) Verfahren zur rückgewinnung von verwertbarem gas aus müll
EP1929024B1 (de) Verfahren zur herstellung von biogas unter verwendung eines substrats mit hohem feststoff- und stickstoffanteil
DE19615551C2 (de) Verfahren zur mehrstufigen anaeroben Behandlung von Biomassen zur Erzeugung von Biogas sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP0961762B1 (de) Abfallbehandlungsverfahren
DE102007004892A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung organischer Reststoffe aus Biogasanlagen
WO2005118147A2 (de) Stofflöser, reaktor für hydrolyse und/oder nassrotte und abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen stofflöser und reaktor
WO2006089766A1 (de) Verfahren und reaktor zur biologischen aufbereitung von organik enthaltenden abfallstoffen
WO2005118147A9 (de) Stofflöser, reaktor für hydrolyse und/oder nassrotte und abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen stofflöser und reaktor
DE102005026027A1 (de) Stofflöser, Reaktor für Hydrolyse und/oder Nassrotte und Abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen Stofflöser und Reaktor
DE102007011763B3 (de) Verfahren zur katalytischen Aufbereitung von Klärschlamm und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE10142906A1 (de) Verfahren zum Aufbereiten von Restmüll und Restmüllaufbereitungsanlage
EP1769064B1 (de) Biogasanlage zur bereitstellung von methanhaltigen gasen
DE102006009165A1 (de) Verfahren und Reaktor zur biologischen Aufbereitung von Organik enthaltenden Abfallstoffen
WO1999044761A1 (de) Verfahren zur aufbereitung von reststoffgemengen und zur konversion von kohlenstoffhaltigen rest- oder rohstoffen in den reststoffgemengen und vorrichtung zur durchführung derartiger verfahren
DE3228895C2 (de) Verfahren zur Gewinnung von Biogas
EP0589155A1 (de) Anaerobe Behandlung stark fetthaltiger Substanzen
DE102008060140B4 (de) Biertreberhydrolyseverfahren
DE102008042461B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas
EP0958332B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum verarbeiten von biologischen reststoffen, insbesondere klärschlamm
EP0886631A1 (de) Verfahren und anlage zur verwertung von organischen abfällen und neue biogasanlage
EP2420328A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines organik- und wasserhaltigen Stoffgemisches
DE19617218C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von biologischen Reststoffen, insbesondere Klärschlamm
WO2001056715A1 (de) Aufbereitungsverfahren
DE102012011269A1 (de) Trocknungsvorrichtung für eine Biogasanlage und ein Verfahren zum Trocknen eines Flüssigproduktes mit einer solchen Trocknungsvorrichtung
DE2335538B1 (de) Verfahren zur Beschleunigung und Intensivierung biologischer Abbauvorgaenge

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee