DE19719241A1

DE19719241A1 - Verfahren und Anlage zur Behandlung von Bioabfall

Info

Publication number: DE19719241A1
Application number: DE1997119241
Authority: DE
Inventors: Ralph Kugler
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: WALTER SCHMID AG, GLATTBRUGG, CH
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 1998-01-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Bioabfall, insbesondere durch anaerobe Behandlung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine An lage zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5. Sie betrifft insbesondere die Aufbereitung und Vorbehandlung von Bioabfall für eine wei terführende Vergärung in einem Fermenter. Unter Bioabfall sind hierbei vor allem biogene, organische Küchen- und Gartenabfälle sowie Produktionsabfälle aus der Landwirtschaft und der nahrungsmittelverarbeitenden Industrie zu verstehen.

Zur Verwertung von Bioabfällen ist es bekannt, diese zu vergären, wobei der Bioab fall vor dem Eintritt in die anaerobe Phase zerkleinert und gemischt wird. Nach einem, in der EP-A-476217 offenbarten Verfahren zur Verwertung organischer Stoffe wird des weiteren ein in einem Fermenter erzeugtes Faulgut dem neu zuzuführenden Frischgut (Bioabfall) anteilig als Impfgut im Fermenter zugemischt. Es erfolgt jedoch keine prozeßfördernde Gutvermischung vor dem Eintritt in den Fermenter. Das Frischgut gelangt vielmehr aus einem Mischbehälter über eine Schleuse direkt in den Förderschacht, wobei durch die offene Ausführung das Fördervolumen nicht optimal ist.

Mittels des, in der CH-PS 685494 offenbarten Verfahrens wird dem gemischten Bio abfall vorgewärmtes Prozeßwasser zugesetzt, so daß die Vergärung bereits vor dem Eintritt in den Fermenter einsetzen kann.

Nach der EP-B-131319 ist es ebenso möglich, ein Impfgut durch Kneten in einem Gärbehälter den frischen, organischen Stoffen zuzumischen bzw. das Impfgut einem vorgelagerten Mischer zuzuführen. Möglich ist auch hierbei ein befeuchten mit Pro zeßwasser, welches beim Trockenschleudern der vergorenen organischen Stoffe anfällt. Es kann sowohl nach dem Gärbehälter als auch nach einem Mischer zurück geführt werden.

Aus der WO 82/02059 ist es bekannt, den Bioabfall vor der Zerkleinerung mit Rest schlamm aus dem Fermenter bzw. vom Restschlamm abgetrennter, wesentlich kälte rer (im Vergleich zum Bioabfall) Flüssigkeit zu befeuchten. Die Flüssigkeitszufuhr er folgt aus einem Restschlammbassin in einen Mischbehälter oder einen Wartebehäl ter. Das Zerkleinern des Bioabfalls folgt nach der Befeuchtung. Im Wartebehälter wird der zerkleinerte Bioabfall zwischengelagert, so daß bereits eine Vergärung und Er wärmung einsetzen kann.

Insbesondere bei Großanlagen zur Vergärung kann es zu instabilen Vergärungsab läufen kommen, bei denen zu viele organische Säuren (Essig-, Butter- und Propion säure) gebildet werden, wobei vor allem die Propionsäure über Wochen im Faulgut verbleiben kann und den Prozeß stört. Diese Erscheinung resultiert u. a. aus einem Mangel an Spurenelementen, insbesondere bei einem hohen Anteil an Resten raffi nierter Nahrungsmittel.

Es ist nun aus der DE-A-34 09 019 bekannt, Kompost mit einem entsprechenden Prä parat anzureichern, das notwendige Mineralstoffe und Spurenelemente enthält, al lerdings in fester Form und bezogen auf basenreiches Urgesteinsmehl, Kalk, hygie nisierten Mist u. dgl.

Auch Gebrauchswasser kann gemäß DE-U-295 01 867 mit Spurenelementen oder Mineralien in Kieselschichten angereichert werden.

Gemäß der EP-A-135486 beinhaltet ein Vergärungsprozeß einen aeroben Hydroly sevorgang bei der Verarbeitung gebleichter Zellstoffbreie zum Abbau von Hydroper oxiden. Das Verfahren ist auf die Behandlung derartiger Abwässer gerichtet, Schlamm bzw. Feststoffe werden separiert.

Einen weiteren zweistufigen Vergärungsprozeß für Lebensmittelabfälle zeigt die DE- C-44 46 661 auf, bei der der Vergärung eine Hydrolyse und Vorversäuerung vorge schaltet ist.

Weiterhin ist es bekannt, lediglich das bei einer solchen Vorrotte abgepreßte, orga nisch belastete Wasser in einem Festbettreaktor anaerob weiter zu behandeln (Methangaserzeugung).

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein gattungsgemäßes Verfahren so weiter zu ent wickeln, daß die geschilderten Nachteile vermieden werden und der technologische Ablauf verbessert und insbesondere stabilisiert wird. Diese Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, eine geeignete Anlage zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen. Die ser Teil der Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 ge löst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen offenbart.

Überraschend zeigten bisherige Untersuchungen, daß bei Bioabfall mit hohem Feststoffgehalt und hohem Anteil an raffinierten Produkten die sich bildenden und gelösten organischen Säuren den Vergärungsprozeß stören können.

Dieses Problem kann nun erfindungsgemäß einfach durch Zugabe geringer Mengen an Spurenelementen (Spurenmetalle) vor Vergärungsbeginn im Fermenter gelöst werden. Bei Notwendigkeit kann weiterhin eine aerobe Hydrolyse (Vorrotte) vorgeschaltet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel an Hand einer Zeich nung näher beschrieben, ohne sich auf dieses Beispiel zu begrenzen. Die Zeichnung zeigt wesentliche Teile einer Vergärungsanlage in einer Prinzipdarstellung.

Der angelieferte Bioabfall gelangt über eine (nicht dargestellte) Vorzerkleinerung und eine Sortieranlage in einen Zwischenbunker 11, dem ein Vorlagebehälter 1 nachgela gert ist. Der Zwischenbunker 11 enthält eine Anzahl individuell mittels Magnetventil ansteuerbarer Düsen zur Zufuhr von Frischluft bzw. Sauerstoff. Im Zwischenbunker 11 befindliche, übliche Einrichtungen bewirken eine Durchmischung und Auflocke rung des Bioabfalls in an sich bekannter Weise, zum Zwecke einer gleichmäßigen Belüftung der gesamten Schüttung an Bioabfall.

Der Vorlagebehälter 1 enthält, nicht dargestellte Spiralelemente zum Mischen des Bioabfalls. Ebenfalls dem Vorlagebehälter zugeordnet ist eine, nicht dargestellte Misch-, Wäge- und Dosiereinrichtung (z. B. eine Mikrodifferentialwaage mit Misch- und Dosiereinrichtung und Austragseinrichtung) für die Zugabe von, in Wasser gelö sten Spurenelementen.

Der Vorlagebehälter 1 arbeitet batch-weise. Unmittelbar in Folge unter dem Vorlage behälter 1 ist eine Eintragsöffnung einer, mit einer selbstansaugenden, hydraulischen Kolbenpumpe versehenen Eintragseinrichtung in Form eines Förderschachtes von einem, im einzelnen nicht dargestellten Fermenter 2 angeordnet. Es können mehrere Fermenter 2 parallel betrieben werden, wobei pro Fermenter 2 ein Förderschacht vorgesehen ist. Der Förderschacht dient zugleich als Wärmetauscher, wie in EP-A- 476217 beschrieben.

Der Fermenter beinhaltet eine Austragseinrichtung 3 zum Austrag 4 von Faulgut zu einer Schneckenpresse 5 sowie einen Verteiler zur Rückführung eines Teils des Faulgutes als Impfgut zur Eintragseinrichtung, analog zur EP-A-476217 (nach dem sogenannten KOMPOGAS-Verfahren). In der Schneckenpresse 5 wird das Faulgut hochgradig entwässert, es entsteht ein Frischkompost, der einer Nachrotte 6 zuge führt wird sowie Preßwasser. Dieses Preßwasser wird in ein Bassin 7 geleitet und gemäß der CH-PS 685494 behandelt. Vom Bassin 7 führt eine Leitung zu einem Wärmetauscherregister 8, in dem das Preßwasser in einem Kreislaufbetrieb erwärmt wird. Nachgeordnet ist in dieser Leitung ein Verteiler angeordnet, durch den bei Be darf einem Fermenter 2 Preßwasser zugeführt wird. Eine weitere Leitung führt zum Vorlagebehälter 1, da das Preßwasser auch zur Lösung der pulverförmigen Spuren elemente verwendbar ist.

Eine Frischwasserzufuhr 9 sowie eine Abwasseraufbereitung 10 sind vorgesehen. An Spurenelementen werden neben Kobaltchlorid bei Bedarf und in vorbekannter Weise auch Nickel- und Eisenchlorid sowie Ammoniummolybdate u. a. zugesetzt.

Dies ist wie die Bildung bzw. der Abbau der organischen Säuren substratspezifisch. Mit der, der Vergärung vorgeschalteten aeroben Hydrolyse wird eine unkontrollierte Hydrolyse im Fermenter 2 vermieden. Durch das bevorzugt gleichzeitige Mischen und Belüften, einschließlich des Zumischens von Spurenelementen entsteht kein zusätz licher, zeitlicher Aufwand und der Bioabfall wird dem Fermenter optimal bereitgestellt.

Bezugszeichenliste

1 Vorlagebehälter
2 Fermenter
3 Austragseinrichtung
4 Austrag
5 Schneckenpresse
6 Nachrotte
7 Bassin
8 Wärmetauscherregister
9 Frischwasserzufuhr
10 Abwasseraufbereitung
11 Zwischenbunker

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Bioabfall, insbesondere durch anaerobe Be handlung, einschließlich einem Zerkleinern, Sortieren und Mischen des Bioabfalls vor der Einspeisung in einen Fermenter (2), wobei dem Bioabfall vor dem Eintritt in die Vergärungsphase anteilig vergärtes Faulgut zugesetzt wird, wobei ein Bassin (7) zur Speicherung von, vom Vergärungsprodukt (Faulgut) getrennter Flüssigkeit vor handen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bioabfall Spurenelemente dosiert und vor dem Eintritt in den Fermenter (2) in wäßriger Lösung zugemischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die wäßrige Lösung vom Faulgut getrennte Flüssigkeit (Preßwasser) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Co, Fe, Ni, Mo substratspezifisch und in einer biologisch leicht verfügbaren Form, vorzugs weise als Chlorhydrat zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bioab fall vor oder nach dem Mischen während minimal 1 Tag zwangsbewegt und/oder mit Sauerstoff bzw. Frischluft belüftet wird.

5. Anlage zur Behandlung von Bioabfall, insbesondere zur anaeroben Behand lung nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Zerkleinerungs- und einer Sortieran lage, eines Vorlagebehälters mit Spiralelementen, Fermentern (2) mit Ein- und Aus tragseinrichtungen, wobei die Eintragseinrichtung vorzugsweise ein Förderschacht ist, Wärmetauschern und einem Bassin (7) zur Aufnahme anfallender Flüssigkeit und Leitungen zur Rückführung dieser Flüssigkeit in den Vorlagebehälter, dadurch ge kennzeichnet, daß der Vorlagebehälter Mittel zum Mischen und dosierten Austrag pulverförmiger Stoffe sowie deren Mischung mit Flüssigkeit (Preßwasser) enthält.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralelemente und/oder Wandungen des Vorlagebehälters Düsen zur Zufuhr von Luft aufweisen.

7. Anlage nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen individuell, vorzugsweise über Magnetventile ansteuerbar sind.