DE19905593A1

DE19905593A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten

Info

Publication number: DE19905593A1
Application number: DE1999105593
Authority: DE
Inventors: Juergen Tenbrink
Original assignee: Schwarting Uhde Umwelt Un GmbH
Current assignee: SCHWARTING UMWELT GMBH, 24941 FLENSBURG, DE
Priority date: 1999-02-11
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2000-08-17
Also published as: EP1028091A2; EP1028091A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten aus der Bioabfall-, Gülle- oder Klärschlammvergärung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß den Gärresten, bevor sie der Atmosphäre ausgesetzt werden, Mittel zur Unterbindung der Ammoniakemission zugegeben werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten, insbesondere aus Bioabfall-, Gülle- oder Klär schlammvergärungsanlagen, insbesondere solcher Gärreste, die als Bodenverbesserer oder Düngemittel Anwendung finden sollen. Beim biologischen Abbau stickstoffhaltiger organischer Sub stanz durch Mikroorganismen entstehen die Abbauprodukte Koh lendioxid, Wasser und Ammonium bzw. Ammoniak. Ammonium liegt gelöst in der wässerigen Phase als NH₄-Kation vor. Bei Vorhan densein von Sauerstoff wird das Ammonium von Nitrifikanten zu Nitrat umgesetzt. Ammoniumnitrat (NH₄NO₃) wird beispielsweise für Düngemittelzwecke verwendet, da dieses ein idealer Stick stofflieferant ist. Das in der wässerigen Phase vorliegende Ammonium steht im Gleichgewicht zu dem gasförmigen Ammoniak (NH₃), welches stechend riecht und stark schleimhautreizend ist.

Bei der anaeroben Behandlung organischer Substanz, beispiels weise bei der Vergärung von Bioabfällen, Gülle oder Klär schlamm reichert sich bei Abwesenheit von Sauerstoff Ammonium in der wässerigen Phase in hoher Konzentration in der Gär suspension an. Wegen der Abwesenheit von Sauerstoff findet keine Nitrifikation statt.

Wird die Gärsuspension aus der Vergärungseinheit ausgetragen, wird aufgrund eines großen Konzentrationsgefälles von Ammonium in der wässerigen Phase zur Ammoniakkonzentration in der Umge bungsluft verstärkt Ammoniak freigesetzt, was wegen des ste chenden Geruchs von Ammoniak zu einer erhöhten Geruchsbelästi gung führen kann.

Um solche Geruchsbelästigungen zu vermeiden, ist es bekannt, daß freigesetzte gasförmige Ammoniak abzuführen, beispiels weise durch Belüftung der Gärreste in einem geschlossenen System, bis die Freisetzung von Ammoniak auf ein Minimum redu ziert ist. Die ammoniakhaltige Abluft wird dabei separat auf bereitet.

Eine derartige Behandlung von Gärresten wird allgemein als verfahrenstechnisch aufwendig empfunden. Schließlich ist eine derartige Behandlung der Gärreste insoweit nachteilhaft, als daß auf diese Art und Weise die Düngewirkung des Gärrestes herabgesetzt wird, da in der wässerigen Phase weniger Ammonium zur Nitrifikation zu Nitrat als Düngemittelstoff zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten zur Verfügung zu stellen, bei welchem mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine Geruchs belästigung durch gasförmiges Ammoniak vermieden wird und bei welchem die Verwertbarkeit der aufbereiteten Gärreste in Hin blick auf deren Düngewirkung verbessert wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfah ren der eingangs genannten Art, welches sich dadurch auszeich net, daß den Gärresten, bevor diese der Atmosphäre ausgesetzt werden, Mittel zur Unterbindung der Ammoniakemission zugegeben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorzug, daß Ammonium in Form von NH₄-Kationen als Düngemittelstoff im Gärrest ver bleibt. Dieses Ammonium wird unter Umständen erst nitrifi ziert, wenn der Gärrest als Bodenverbesserer ausgebracht wur de. Dies hat den Vorzug, daß der aus dem Gärrest resultierende Bodenverbesserer über längere Zeit als Nitratspender dient, da anfänglich im Boden enthaltenes Nitrat verhältnismäßig schnell auswaschbar ist.

Die Unterbindung der Ammoniakemission kann durch Zugabe ver schiedenster Mittel erreicht werden. Beispielsweise können Mittel zugegeben werden, die den pH-Wert der wässerigen Sus pension von basisch nach sauer verschieben, wodurch letzt endlich die Ammoniakfreisetzung verlangsamt bzw. unterbunden wird. Weiterhin kann eine chemische oder physikalische Bindung der NH₄-Kationen vorgesehen sein. Eine physikalische Bindung kann beispielsweise durch Zugabe adsorbierender Substanzen erfolgen.

Vorzugsweise werden die Mittel zur Unterbindung der Ammoniak emission in Form eines festen Zuschlagstoffs zugegeben.

Es ist beispielsweise bekannt, Bodenverbesserern Kalkmehl zur Verschiebung des pH-Werts zuzugeben. Hierdurch wird jedoch der pH-Wert in Richtung basisch verschoben, so daß dadurch eine Ammoniakfreisetzung aus dem Gärrest eher gefördert würde.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bevorzugt ein Zu schlagstoff gewählt, der Alumosilikate (Aluminatsilikate) enthält. Diese haben die entsprechende Elektronegativität, um Ammonium-Kationen zu binden bzw. anzulagern. Bei Alumosilika ten bzw. Aluminatsilikaten ist anstelle des Siliziums in der tetraedaförmigen Grundstruktur Aluminium eingebaut, so daß sich wegen der Vierwertigkeit der Silizumatome und der Drei wertigkeit der Aluminiumatome insgesamt eine negative Ladung ergibt.

Zu den Alumosilikaten gehören beispielsweise Feldspäte, Tone und Zeolite. Diese Mineralien sind in der Natur in großen Mengen vorhanden und daher kostengünstig verfügbar.

Vorzugsweise wird als Zuschlagstoff eine mineralische Substanz mit Feldspäten und/oder deren Verwitterungsprodukten gewählt.

Verwitterungsprodukte der Feldspäte sind beispielsweise Tone.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Zuschlagstoff ein Mi neralmehl zugegeben wird, d. h., wenn der Zuschlagstoff meh lige Konsistenz hat, so daß dieser auch adsorbtive Eigenschaf ten hat.

Zweckmäßigerweise wird der Zuschlagstoff den aus der Vergä rungsanlage ausgetragenen Gärresten über wenigstens eine Do sier- und Mischeinrichtung zugesetzt.

Die Zugabe des Zuschlagsstoffs kann sowohl vor oder nach einer möglichen Gärrestentwässerung vorgenommen werden.

Vorzugsweise erfolgt die Zugabe des Zuschlagstoffs vor einer Gärrestentwässerung, um zu verhindern, daß mit der Entwässe rung größere Mengen an in der wässerigen Phase vorliegendem Ammonium ausgetragen werden.

Wenn das Abwasser in einem geschlossenen System geführt wird, kann selbstverständlich die Gärrestentwässerung auch vor der Zugabe des Zuschlagsstoffs erfolgen.

Die Verweilzeit der Gärreste in einer Mischeinrichtung und die Menge des beigemengten Zuschlagsstoffs werden vorzugsweise in Abhängigkeit der Ammoniumkonzentration in dem aufzubereitenden Gärrest gewählt bzw. bestimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat die Vorzüge, daß von Gärre sten ausgehende Geruchsbelästigungen zuverlässig vermieden werden, da die Freisetzung von gasförmigem Ammoniak bereits bei dessen Entstehung durch Einsatz eines Zuschlagsstoffs verhindert wird. Gleichzeitig wird die Düngewirkung der Gärre ste verbessert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zwei schematischer Ab bildungen erläutert, von denen

Fig. 1 schematisch den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfah rens mit einer Mischeinrichtung und

Fig. 2 den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei Mischeinrichtungen veranschaulicht.

Wie Fig. 1 schematisch darstellt, wird der Gärrest bzw. die Gärsuspension aus einer nicht dargestellten Vergärungseinheit einer Mischeinrichtung 1 zugeführt. Die Konsistenz des Gärre stes kann je nach Ausgangsstoff dickflüssig bis stichfest sein, dieser kann etwa 5 bis 38% Trockensubstanz enthalten. Dem Gärrest wird aus einem Vorratsbehälter 2 aluminosilikat haltiges Mineralmehl als Zuschlagstoff zugeführt, wobei die Zugabe über eine dem Vorratsbehälter 2 nachgeschaltete Dosier einrichtung 3 gesteuert wird. Die Dosierung erfolgt in Abhän gigkeit von der zuvor bestimmten Ammoniumkonzentration in dem vergorenen Material und in Abhängigkeit vom Massenstrom des der Mischeinrichtung 1 zugeführten Gärrests. Dieser Massen strom wird über einen mit 4 bezeichneten Durchflußmesser mit Anzeige und Regelfunktion erfaßt und zur Steuerung der Dosier einrichtung 3 verwendet. Das aus der Mischeinrichtung 1 ausge tragene Material kann als Bodenverbesserer oder Dünger ver wandt werden. Es sei noch erwähnt, daß die Mischeinrichtung 1 sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich betrieben werden kann.

In Fig. 2 wird die Aufbereitung des Gärrests mit zwei Misch einrichtungen 1 schematisch dargestellt. Hier sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Funktionseinheiten verwendet. Der Gärrest wird entweder parallel oder nacheinander zwei Misch einrichtungen 1 zugeführt, die ebenfalls sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich betreibbar sind. Aus einem Vorrats behälter 2 wird der Zuschlagsstoff ebenfalls über eine Dosier einrichtung 3 auf die beiden Mischeinrichtungen 1 verteilt, und zwar über einen reversierbaren Schneckenförderer 5, der je nach eingestellter Förderrichtung entweder die eine oder die andere Mischeinrichtung 1 bedient. Die Zuführungen 6 zu den Mischeinrichtungen 1 sind wahlweise über Schieber 7 ver schließbar. Mit 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein eben falls den Massenstrom erfassender Durchflußmesser mit Anzeige und Regelfunktion bezeichnet. Der von diesem erfaßte Massen strom wird ebenfalls zur Steuerung der Dosiereinrichtung 3 verwendet.

Bezugszeichenliste

1

Mischeinrichtung

2

Vorratsbehälter

3

Dosiereinrichtung

4

Durchflußmesser

5

Schneckenförderer

6

Zuführungen

7

Schieber

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten, insbesondere aus Bioabfall-, Gülle- oder Klärschlammvergärungsanlagen, insbesondere solcher Gärreste, die als Bodenverbesserer oder Düngemittel Anwendung finden sollen, dadurch gekennzeichnet, daß den Gärresten, bevor diese der Atmosphäre ausgesetzt werden, Mittel zur Unter bindung der Ammoniakemission zugegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Mittel zur Unterbindung der Ammo niakemission in Form eines festen Zuschlagsstoffs zugege ben werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagsstoff Alumo silikate enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagsstoff mi neralische Substanz mit Feldspäten und/oder deren Verwit terungsprodukten gewählt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff als Mineralmehl zugegeben wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagsstoff den aus der Vergärungsanlage ausgetragenen Gärresten über wenigstens eine Dosier- und Mischeinrichtung zugesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Gär reste in einer Mischeinrichtung und die Menge des bei gemengten Zuschlagsstoffs in Abhängigkeit von der Ammoni umkonzentration im Gärrest gewählt werden.