DE10201632A1 - Biologische anaerob-aerobe Flüssigstabilisierung von festen Siedlungs-und Bioabfällen mit optionaler Nachrotte - Google Patents
Biologische anaerob-aerobe Flüssigstabilisierung von festen Siedlungs-und Bioabfällen mit optionaler NachrotteInfo
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Abstract
Nach einer anaeroben Behandlung von fließfähigen Siedlungs- und Bioabfällen wird das entwässerte Substrat in der Regel einer Nachrotte in der Festphase unterzogen, um die jeweils geforderten Grenzwerte für die biologische Stabilität einhalten zu können. Um die Nachrottedauer zu verkürzen und somit Kosten zu sparen, sollen durch eine biologische aerobe Flüssigstabilisierung nach der anaeroben Behandlungsstufe biologisch abbaubare Stoffe weiter abgebaut werden. Dabei kann in Abhängigkeit von der Betriebsart und Belüftungsdauer der abbaubare Anteil so weit gesenkt werden, dass die in der AbfAbIV Anhang 2 geforderten Grenzwerte für biologische Stabilität für die Deponien der Klasse II oder die Grenzwerte für die biologische Stabilität bei einer Verwertung von Bioabfällen auf Böden eingehalten werden können. Durch die aerobe biologische Flüssigstabilisierung kann bei ausreichender Behandlungszeit ganz auf eine Nachrotte verzichtet werden, ansonsten kann diese im vereinfachten Verfahren (z. B. unter Dach und nicht eingehaust) erfolgen. DOLLAR A Durch die aerobe biologische Flüssigstabilisierung werden gasförmige Substanzen aus dem anaerob fermentierten Material ausgestrippt, so dass das aerob flüssigstabilisierte Material weitgehend geruchsfrei ist. Die ausgestrippten Stoffe können dann in Abhängigkeit von den gesetzlichen Anforderungen ggf. z. B. bei Einhalten der 30. BimschV in konzentrierter Form in geeigneten Anlagen behandelt werden. DOLLAR A Um das Entwässerungsverhalten des ...
Description
- Bei der z. Zt. praktizierten aeroben biologischen Stabilisierung (Rotte) von festen Siedlungsabfällen mit dem Ziel der Einhaltung der Stabilitätsgrenzwerte nach Anhang 2 der Abfallablagerungsverordnung 2001 (AbfAblV) für eine Ablagerung auf Deponien der Klasse II erfolgt nach einer mechanischen Aufbereitung der wesentliche Abbau der organischen Substanz in geschlossenen Rotteanlagen in Behandlungszeiträumen von 4-6 Wochen. Hieran schließt sich eine Nachrottephase in ebenfalls eingehausten bzw. überdachten Anlagen innerhalb von etwa 6-10 Wochen statt, wobei mit Gesamtrottezeiten von 12-16 Wochen zu rechnen ist.
- Die alternativ praktizierte anaerobe Vorbehandlung von Siedlungsabfällen findet nach mechanischer Aufbereitung und Zugabe von Wasser ein- oder mehrstufig, meso- oder thermophil überwiegend in kontinuierlich duchmischten Reaktoren statt (diese Verfahrensweise wird im folgenden unter anaerober Behandlung verstanden) und bedarf in der Regel einer aeroben Nachrotte des entwässerten Materials, um die Stabilitätskriterien für eine Ablagerung von Reststoffen nach Anhang 2 der AbfAblV einzuhalten. Unter Nachrotte wird hier die aerobe biologische Behandlung des weitgehend entwässerten Materials in der Festphase verstanden. Dabei werden die Substrate in der Regel nach einer anaeroben Behandlung entwässert und über einen Zeitraum von 6-8 Wochen in Tunneln und/oder eingehausten bzw. überdachten Mieten aerob biologisch nachbehandelt, bis die obengenannten Qualitätskriterien für eine Deponierung eingehalten werden.
- Auch bei der biologischen Stabilisierung von Bioabfällen (überwiegend organische Küchen- und Gartenabfälle sowie landwirtschaftliche und gewerbliche Roh- oder Reststoffe mit hohem Anteil biologisch abbaubarer Stoffe) mit dem Zwecke der Verwertung auf Böden sind Grenzwerte für eine biologische Stabilisierung zu erreichen (z. B. Rottegrad V). Auch bei diesen Substraten wird die obenbeschriebene aerobe bzw. sukzessive anaerobe und aerobe biologische biologische Stabilisierung durchgeführt. Auch bei diesem Verfahren ist mit vergleichsweise langen Behandlungszeiten zu rechnen.
- Aufgrund der hohen Geruchsemissionen des frisch abgepressten anaerob behandelten Materials empfiehlt es sich, eine 2-3 wöchige eingehauste Rotte vor der anschließenden Nachrotte unter Dach durchzuführen.
- Um die 2-3 wöchige eingehauste Rotte mit künstlicher Belüftung aus Kostengründen zu vermeiden bzw. die Nachrottephase insgesamt zu verkürzen bzw. ganz zu vermeiden, soll nach der anaeroben Behandlungsstufe eine aerobe Behandlung des fliessfähigen Substrates (im folgenden als aerobe Flüssigstabilisierung bezeichnet) stattfinden. Durch diese Massnahme können Behandlungszeiten stark verkürzt und signifikante Kosten eingespart werden.
- Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur sukzessiven anaeroben und aeroben Behandlung von Reststoffen in fliessfähigem Zustand mit einer optionalen Nachrotte des entwässerten Materials. Sollen die biologisch stabilisierten Siedlungsabfälle deponiert werden, dann können optional geeignete Schlackenfraktionen aus Müllverbrennungsanlagen für eine verfahrenstechnische Verbesserung der Nachkompostierung und/oder Deponierung zugegeben werden.
- Ein Ziel dieser Erfindung ist die weitergehende aerobe Stabilisierung anaerob behandelter Stoffe in fliessfähigem Zustand, um eine Geruchsreduktion zu erreichen und die nach einer Entwässerung übliche Nachkompostierung zu verkürzen oder ganz auf diese zu verzichten. Dabei wird das Substrat zunächst mechanisch vorbehandelt und mit Wasser versetzt, bevor es in den Anaerobreaktor gelangt. Aus der anaeroben Behandlungsanlage, die ein- oder mehrstufig, mesothermo- oder extremthermophil betrieben werden kann, wird das Substrat in einen Reaktor (Aerobflüssigreaktor) befördert und dort durchmischt und belüftet, wobei die Durchmischung auch durch die Luftzugabe erfolgen kann. Die Belüftung kann entweder mit Luft oder mit sauerstoffangereicherter Luft erfolgen. Ziel ist es bei einer mechanischen Durchmischung, die zugeführten Luftmengen an den Sauerstoffbedarf weitgehend anzupassen. Etwaiger auftretender Schaum ist an der Oberfläche durch geeignete Maßnahmen mechanisch abzuziehen bzw. zu zerstören oder durch Zugabe von schaumhemmenden Mitteln zu bekämpfen. Die Aufenthaltszeit in dem Aerobflüssigreaktor ist abhängig von dem zu erzielenden Stabilisierungsgrad und kann je nach Substrat und Art und Dauer der anaeroben Vorstabilisierung zwischen einigen Stunden und einigen Tagen betragen. Der Aerobflüssigreaktor kann als Batchreaktor, kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebener Rühr- bzw. Mischreaktor oder als sequentieller Batchreaktor (SBR) betrieben werden. Beim kontinuierlichen Betrieb kann dem Reaktor ggfs. eine Schlammabtrennung nachgeschaltet werden, wobei der zurückgehaltene Schlamm ganz oder teilweise in den Aerobflüssigreaktor zurückgeführt werden kann. Der Reaktor kann bei unterschiedlichen Temperaturen betrieben werden, die vom extremthermophilen (85 -90°C) Bereich bis zur Umgebungstemperatur reichen können.
- Durch die Belüftung werden im Aerobflüssigreaktor vorwiegend organische Kohlenstoffverbindungen biologisch oxidiert, wobei es bei längeren Aufenthaltszeiten auch zu Nitrifikationsprozessen kommen kann. Infolge eines diskontinuierlichen Betriebes ist auch eine Denitrifikation im gleichen Reaktor möglich.
- Durch die Belüftung werden Stoffe ausgestrippt. Dabei kann es sich um im Substrat eingeschlossene Biogase (CH4, CO2) als auch um Ammoniak, Schwefelwasserstoff, flüchtige organische Säuren und weitere Spurengase handeln. Durch diese Maßnahme wird das aus dem Aerobflüssigreaktor ausgetragene Material weitgehend desodoriert sein. Wenn im Fall einer Restabfallbehandlung die Abluftgrenzwerte nach der 30. Bundesimmissionsschutzverordnung (BIMSCH V) eingehalten werden müssen, kann eine saure Nachwäsche und/oder thermische Abgasbehandlung ggfs. auf die Abluft aus dem Aerobflüssigreaktor beschränkt werden. Hierdurch können signifikante Kosten bei der Abluftbehandlung eingespart werden.
- Das im Aerobflüssigreaktor behandelte Substrat wird einer Entwässerung unterzogen. Wenn das biologisch weitgehend stabilisierte Material deponiert werden soll, können zur Verbesserung der Entwässerungseigenschaften und Erhöhung der Trockensubstanz geeignete Fraktionen von Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen (MVA) zugegeben werden können, die die Grenzwerte nach dem Anhang 2 der AbfAblV 2001 einhalten.
- Das entwässerte Substrat aus dem Aerobflüssigkeitsreaktor muß einer Nachrotte unterzogen werden, wenn die Grenzwerte für eine Verwertung oder für eine Ablagerung auf Deponien noch nicht erreicht worden sind. Da das nachzurottende Material nach der Entwässerung noch einen relativ hohen Wassergehalt aufweisen kann und einen relativ hohen Feinanteil besitzt, kann optional für eine Nachkompostierung dem Substrat Strukturmaterial zugegeben werden. Wenn das endbehandelte Material auf Deponien (Deponie Klasse II) abgelagert werden soll, dann können Schlacken z. B. aus Müllverbrennungsanlagen (geeignete Siebfraktionen z. B. < 40 mm) als Zuschlagstoffe eingesetzt werden. Dabei müssen sowohl die biologisch stabilisierten Substrate als auch die MVA-Schlacken die Qualität für abzulagernde Abfälle nach der Anhang 2 AbfAblV einhalten. Die erforderlichen Zugabemengen und Fraktionen der MVA-Schlacke sind für das jeweilige entwässerte Material in der Regel durch Vorversuche abzuschätzen.
- Das Gemisch aus Schlacken und nachkompostierten Restabfällen und Schlämmen kann relativ einfach in Deponien entweder in dünnen Schichten (z. B. < 50 cm oder in gespressten Ballen) eingebaut werden. Porenwasser- und Porengasüberdrücke können ganz oder teilweise in den Schlackenfraktionen kompensiert werden. Die Standfestigkeit der Deponie wird im Vergleich zu nicht mit MVA-Schlacken abgelagerten biologisch vorbehandelten Abfällen deutlich erhöht, und das Einbauverhalten verbessert sich.
Claims (6)
1. Kombinationsverfahren aus anaerober biologischer Vergärung und aerober
biologischer Flüssigstabilisierung von festen Siedlungs- und Bioabfällen, die durch
Zugabe von Wasser in einen fliessfähigen Zustand versetzt werden, mit optionaler
anschließender Nachrotte des entwässerten Materials dadurch gekennzeichnet, dass
in Abhängigkeit von dem im Anaerobreaktor erzielten Abbaugrad eine weitergehende
aerobe biologische Stabilisierung in der Flüssigphase (Aerobflüssigreaktor)
durchgeführt wird, wobei eine Desodorierung des Substrats erfolgt und vorhandene
gasförmige Substanzen ausgestrippt werden. Hieran kann sich eine Nachrotte des
entwässerten Materials aus dem Aerobreaktor anschließen, die im Vergleich zur
Behandlung ohne aerobe Flüssigstabilisierung deutlich verkürzt ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der mechanisch
-biologischen Siedlungsabfallbehandlung die biologische Stabilisierung im
Flüssigreaktor soweit betrieben werden kann, dass die anschließende Nachrotte des
entwässerten Substrates zur Einhaltung der Grenzwerte für die biologische
Stabilisierung für eine Deponierung der Klasse II nach Anhang 2 der
Abfallablagerungsverordnung (2001) signifikant verkürzt wird bzw. auf eine Nachrotte
des entwässerten Materials ganz verzichtet werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Aerobflüssigreaktor
als diskontinuierlicher, intermittierender (Sequential Batch) oder kontinuierlich
betriebener Mischreaktor ggfs. mit Schlammrückführung bei Temperaturen zwischen
10 und 90°C und Trockensubstanzgehalten, die ein Pumpen des Materials
ermöglichen, betrieben werden kann. Die Belüftung des Aerobflüssigreaktors kann
mit Luft oder sauerstoffangereicherter Luft mittels Druck oder mechanisch erfolgen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die gestrippten
gasförmigen Stoffe aus dem Aerobflüssigreaktor in Abhängigkeit von der
Zusammensetzung separat mittels saurem Wäscher und/oder thermischer Oxidation
auf die Grenzwerte der 30.BimschV gereinigt werden können.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Zugabe von
geeigneten Mengen und Fraktionen von Müllverbrennungsschlacken, die den
Anforderungen des Anhangs 2 der Abfallablagerungsverordnung (2001)
entsprechen, zu dem entwässerten Substrat aus dem Aerobreaktor, das den
Stabilitätsanforderungen des Anhangs 2 der Abfallablagerungsverordnung (2002)
entspricht, dessen Struktur und Feuchtigkeitsregime für eine Nachrotte deutlich
verbessert wird. Die geeigneten Mengen und Fraktionen an
Müllverbrennungsschlacken, die zugegeben werden, sind in Vorversuchen zu
ermitteln.
6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer biologischen
Stabilisierung von Bioabfällen, die einer Verwertung zugeführt werden sollen, andere
Stabilitätskriterien eingehalten werden müssen.
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Cited By (4)
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| CN103252339A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-08-21 | 江苏德鑫环保科技有限公司 | 面向城镇垃圾填埋场的内部曝气处理工艺 |
| CN103252338A (zh) * | 2013-04-16 | 2013-08-21 | 江苏德鑫环保科技有限公司 | 面向城镇垃圾填埋场的内部曝气处理装置 |
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| CN114011856A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-08 | 同济大学 | 一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法 |
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2002
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| CN114011856B (zh) * | 2021-11-02 | 2022-11-01 | 同济大学 | 一种农村餐厨垃圾好氧与厌氧协同的处置方法 |
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| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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