DE19631250A1

DE19631250A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Zerkleinerung und Trennung fester und flüssiger Bestandteile von Biomüll

Info

Publication number: DE19631250A1
Application number: DE1996131250
Authority: DE
Inventors: Carsten Dr Ing Buchtmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1996-08-02
Publication date: 1998-02-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zer kleinerung und Trennung fester und flüssiger Bestandteile von Bio müll. Die Erfindung betrifft im weiteren Sinne ein Verfahren zum Herstellen von Biogas als Energieträger aus Biomüll.

Die Behandlung von Biomüll, wie z. B. pflanzlichen Grünabfällen, Ernterückständen, Gemüse- und Obstresten, landwirtschaftlichen Ab fällen und in Städten und Gemeinden eingesammeltem Bio- und Gewer bemüll, ist seit langem bekannt. Diese Stoffe werden überwiegend der Kompostierung zugeführt. Auf eine Erzeugung der Sekundärener gie Biogas aus dem flüssigen Anteil des Biomülls wurde überwiegend verzichtet, da für die verfahrenstechnischen Probleme nur unzurei chende Lösungsvorschläge bestanden.

In der WO 94/24071 ist eine Vorrichtung beschrieben, bei der mit tels einer Schnecke Flüssigkeit aus biologischem Abfall bei gleichzeitigem Mischen und Homogenisieren ausgepreßt wird.

Aus der WO 95/32158 ist ein Verfahren bekannt, bei dem organischer Abfall zerkleinert und in einen konischen Anaerobreaktor überführt wird. Im unteren Teil des Reaktorkonus ist ein Sieb zur Entwässe rung angeordnet.

Die WO 94/03402 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung organisch verschmutzten Abfalls und Abwassers, das auf der Abtrennung des Feststoffanteiles und einer nachfolgenden bio logischen Behandlung dieses Teilstromes beruht.

Die Deutsche Babcock Anlagen GmbH beschreibt in einem Firmenpro spekt das DBA Wabio Verfahren als Schwimm-Sink-Trennungsverfahren zur Störstoffabtrennung von Bioabfällen in einem gerührten Behäl ter. Dieser Behälter wird über eine Fördereinrichtung und ein Rohrsystem befüllt. Die Störstoffe werden mit einer Förderschnecke an den Abläufen des Behälters entwässert und abgeführt. Ein ähn liches Verfahren wird auch in einem Firmenprospekt der Herhof-Um welttechnik GmbH beschrieben. Die Roediger Anlagenbau GmbH bietet in ihrem Firmenprospekt eine einstufige Bioabfallvergärung "BIOSTAB" an, bei dem der Biomüll in einem Suspenser aufgelöst wird.

In der Zeitschrift Umwelttechnik (August 1995, S. 30 ff.) wird ein Verfahren der BTA (Biotechnologische Abfallverwertung, München) beschrieben, das die Bioabfallverwertung in einem Auflösebehälter vorsieht.

Den beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik haftet der Nachteil an, daß die Anlagen baulich zu aufwen dig sind. Weiterhin ist bei bestehenden Anlagen und bekannten Ver fahren von Nachteil, daß zur Herstellung von Biogas der gesamte Biomüll erhitzt werden muß, wobei Feststoffanteile des Biomülls erhitzt werden müssen, die keinerlei organische Bestandteile auf weisen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem bei niedrigen baulichem Aufwand eine energiegünstige Herstellung von Biogas aus Biomüll ermöglicht wird, indem die festen und flüssigen Bestandteile von Biomüll verfahrenstechnisch einfach zerkleinert und getrennt wer den.

Die Lösung der Aufgabe ist hinsichtlich ihres vorrichtungsmäßigen Teiles durch folgende Merkmale gekennzeichnet:

- ein erstes Sieb mit einer Maschenweite ist über einem nach oben hin offenen Behälter angeordnet,
- ein zweites Sieb mit einer kleineren Maschenweite als die des ersten Siebes ist vor einer Abzugsöffnung für Flüssigkeit angeordnet,
- vor der Abzugsöffnung und dem zweiten Sieb ist eine ro tierende Zerkleinerungsvorrichtung angeordnet, und
- im Umfangsbereich der rotierenden Zerkleinerungsvorrich tung ist zumindest eine zweite Abzugsöffnung für Fest stoffe angeordnet.

Hinsichtlich ihres verfahrensmäßigen Teils ist die Lösung der Auf gabe durch ein Verfahren gekennzeichnet, das folgende Verfahrens merkmale aufweist:

- Erzeugen einer aus Flüssigkeit und Feststoffteilen be stehenden Fraktion durch Sieben mit einem Sieb mit einer Maschenweite 70 mm,
- Mischen der Fraktion und Zerkleinern der Feststoffteil chen durch ein rotierendes Schneidrad,
- Sieben mit einem Sieb mit einer Maschenweite 30 mm, und
- Trennen von Feststoff und Flüssigkeit mittels eines Schneckenseparators.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen von Vorrichtung und Verfahren sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung lassen sich wie folgt angeben:

- Die Kompaktheit der Vorrichtung erlaubt gegenüber anderen Verfahren den einfachen Umbau einer bestehenden Kompostie rungsanlage, so daß die bei einer Kompostierung entstehende hochorganischen Flüssigkeit für einen Gärprozeß zur Biogas erzeugung Verwendung finden kann.
- Die Rückhaltung von Kunststoff-, Störstoffteilen usw. wird mit dem über dem Behälter angebrachten Sieb gegenüber den bekannten Verfahren der Umwelttechnik besser gewährleistet, so daß z. B. schädliche Weichmacher (z. B. Phtalate) nicht aus Kunststoffen heraus gelöst und gebundene Schwermetalle nicht in Lösung gebracht werden.
- Gegenüber anderen Verfahren werden durch die Trenngrenze von < 70 mm mit dem über dem Behälter installierten Sieb einerseits und durch den Separator andererseits unvergärbare Stoffe ab getrennt, so daß gegenüber anderen Verfahren unvergärbare Stoffe nicht unnötig für die Biogaserzeugung erhitzt und mit der Flüssigphase transportiert werden müssen.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das Verfahren können gleichzeitig dazu benutzt werden, Feststoffe, Störstoffe und Verunreinigungen von zusätzlich angelieferten hochorganischen Flüssigkeiten (z. B. vergärbare Öle und Fettrückstände) abzu trennen.
- Durch die Abtrennung der nicht vergärbaren Feststoffe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das benötigte Volumen ei nes nachgeschalteten Reaktors zur Biogaserzeugung entschei dend verringert.
- Durch die Abtrennung der nicht vergärbaren Feststoffe wird durch den niedrigeren Feststoffgehalt und die niedrigere Vis kosität der hochorganischen Flüssigkeit eine verbesserte Durchmischung in einem nachgeschalteten Reaktor zur Biogas erzeugung erreicht.
- Es wird ermöglicht, die abgeschiedenen Feststoffe mit einer Partikelabmessung < 70 mm mit minimalem Förderaufwand im Kreis zu fahren, d. h. wiederholt über das Sieb laufen zu lassen, um eine optimale Entwässerung zu erreichen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine schematische Darstel lung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, anhand derer die einzel nen Verfahrensschritte erläutert werden.

Der hier vorgestellte Apparat und das vorgestellte Verfahren stellt eine Vereinfachung der benannten Verfahren zur Biomüllauf bereitung dar.

Zerkleinerter oder nicht zerkleinerter Biomüll überläuft ein schwingendes erstes Sieb 1 oder durchläuft eine Siebtrommel 1, die direkt auf einem Misch-, Speicher und Zerkleinerungsbehälter 3 mittels einer Halterung 2 montiert ist. Das verwendete Sieb ent hält Sieböffnungen mit einer Maschenweite A von < 70 mm, durch die Flüssigkeit und kleine Teilchen tropfen bzw. in den Misch-, Spei cher und Zerkleinerungsbehälter 3 fallen können.

In diesem Behälter wird neben der möglichen Speicherung flüssiger organischer Reststoffe der Biomüll durch ein Schneidrad 4 vor ei nem Sieb 5 simultan zerkleinert, gemischt, aufgelöst und durch ein zweites Sieb mit einer Maschenweite von < 30 mm gequetscht und aus dem Behälter abgeführt.

Wegen der durch das Schneidrad erzeugten Zentrifugalkräfte werden feste und insbesondere schwere Teilchen, beispielsweise Minerale und Metalle, nach außen gedrängt und können über eine zweite Ab zugsöffnung 14 abgeführt werden. Die Abzugsöffnung 14 kann durch ein Ventil 12 verschlossen werden.

Der Feststoffanteil kann im Behälter durch Zufuhr von flüssigen oder pastösen Reststoffen (Fischöl, Fette, Flotate aus der Schlachtung, Gülle, usw.) oder durch Wasser eingestellt werden. Der den Behälter über das Schneidrad 4 und Sieb 5 über einen Kanal 6 verlassende Volumenstrom wird in einem Schneckenseparator 7 ent wässert, eventuell durch eine Pumpe unterstützt. Der abgepreßte Feststoff wird über den Kanal 8 ausgestoßen und kann dem Prozeß erneut zugeführt werden, indem dieser das über dem Misch-, Spei cher und Zerkleinerungsbehälter 3 angeordnete Sieb 1 durchläuft bzw. überläuft, so daß der organische Biomüll optimal in die Flüs sigphase gebracht wird. Die hochorganische abgepreßte Flüssigkeit durchtritt im Separator ein drittes Sieb und wird über einen even tuell mit einer Pumpe versehenen Kanal in einen beheizten Spei cherbehälter 10 mit einer Heizung 11 überführt, um eine herkömm liche Biogasanlage nach dem Stand der Technik betreiben zu können.

Der Speicherbehälter kann gleichzeitig als Hygienisierungsbehälter benutzt werden. Dazu ist eine Temperierung des Behälters auf 50-90 Grad Celsius erforderlich. Der abgepreßte Feststoff kann pneuma tisch oder hydraulisch oder durch eine andere Fördereinrichtung einer Kompostierungsanlage zugeführt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Zerkleinerung und Trennung fester und flüssi ger Bestandteile von Biomüll, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- ein erstes Sieb (1) mit einer definierten Maschenweite ist über einem nach oben hin offenen Behälter (3) ange ordnet,
- ein zweites Sieb (5) mit einer kleineren Maschenweite als die des ersten Siebes (1) ist vor einer Abzugsöff nung (6) für Flüssigkeit angeordnet,
- vor der Abzugsöffnung und dem zweiten Sieb ist eine ro tierende Zerkleinerungsvorrichtung (4) angeordnet, und
- im Umfangsbereich der rotierenden Zerkleinerungsvorrich tung (4) ist zumindest eine zweite Abzugsöffnung (14) für Feststoffe angeordnet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sieb (1) eine Maschenweite 70 mm aufweist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite, vor der ersten Abzugsöffnung (6) angeordnete Sieb (5) eine Maschenweite 30 mm aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts der ersten Abzugsöffnung (6) ein Schneckenseparator (7) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß stromab des Schneckenseparators (7) ein beheizbarer Speicher behälter (10) angeordnet ist.

6. Verfahren zur Zerkleinerung und Trennung fester und flüssiger Bestandteile, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensmerkma le:

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem ersten Sieb abgetrennte Feststofffraktion wiederholt gesiebt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Schneckenseparator abgeschiedene Feststofffrak tion einer Kompostierung zugeführt wird.

9. Verfahren zum Erzeugen von Biogas als Energieträger durch Erhitzen von Biomüll, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erhitzen des Biomülls feste Bestandteile weitgehend abge trennt werden.