DE4423099A1 - Verfahren und Anlage zur Vergärung von Bioabfall - Google Patents
Verfahren und Anlage zur Vergärung von BioabfallInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergärung von Bioab
fall nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anlage
zur Ausführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des An
spruchs 4. Sie betrifft insbesondere die Aufbereitung und
Vorbehandlung von Bioabfall für eine weiterführende Vergärung
in einem Fermenter. Unter Bioabfall sollen vor allem biogene,
organische Küchen- und Gartenabfälle sowie Produktionsabfälle
aus der Landwirtschaft und der nahrungsmittelverarbeitenden
Industrie verstanden werden.
Zur Verwertung von Bioabfällen ist es bekannt, diese zu ver
gären, wobei der Bioabfall vor dem Eintritt in die anaerobe
Phase zerkleinert und ggf. gemischt wird. Nach einem, in der
EP-A-476 217 offenbarten Verfahren zur Verwertung organischer
Stoffe wird des weiteren ein in einem Fermenter erzeugtes
Faulgut dem neu zuzuführenden Frischgut (Bioabfall) anteilig
als Impfgut zugemischt. Dies erfolgt in einem Förderschacht
unter gleichzeitiger Erwärmung des Frischgutes. In diesem
Förderschacht erfolgt jedoch keine prozeßfördernde Gutvermi
schung vor dem Eintritt in den Fermenter. Das Frischgut ge
langt aus einem Mischbehälter über eine Schleuse (Schließ
element und Kolben/Zylindereinheit) in den Förderschacht, wo
bei durch die offene Ausführung das Fördervolumen nicht opti
mal ist.
Nach der EP-B-131 319 ist es ebenso möglich, ein solches Impf
gut durch Kneten in einem Gärbehälter frischen, organischen
Stoffen zuzumischen bzw. das Impfgut einem davor gelegenen
Mischer zuzuführen. Möglich ist hierbei auch ein befeuchten
mit Prozeßwasser. Das Prozeßwasser fällt beim Trocken
schleudern der vergorenen organischen Stoffe an und kann
sowohl nach dem Gärbehälter als auch nach einem Mischer zu
rückgeführt werden.
Aus der WO 82/02 059 ist es vorbekannt, den Bioabfall vor der
Zerkleinerung zu befeuchten, wobei als Flüssigkeit Rest
schlamm aus dem Fermenter bzw. vom Restschlamm abgetrennte
Flüssigkeit Anwendung findet. Diese Flüssigkeit wird aus
einem Restschlammbassin einem Mischbehälter oder einem Warte
behälter zugeführt. Im Mischbehälter erfolgt das Vermischen
von Bioabfall und Flüssigkeit. Dem schließt sich das Zer
kleinern des Bioabfalls an. Im bereits genannten Wartebe
hälter wird der zerkleinerte Bioabfall zwischengelagert,
wobei bereits eine Vergärung und eine damit verbundene Er
wärmung einsetzen. Zusätzlich wird der so vorbehandelte
Bioabfall (fließfähiger Zustand) vor Eintritt in den
Reaktionsbehälter in einem Wärmetauscher, der zwischen dem
Warte- und Reaktionsbehälter angeordnet ist, erwärmt.
Bei allen beschriebenen Lösungen des Standes der Technik wird
separat zugeführte Flüssigkeit in kaltem Zustand, d. h. mit
zum Teil wesentlich geringerer Temperatur als der zu
vergärende Bioabfall beigemischt. Dies verzögert den Beginn
und die Stabilität der Fermentation und erfordert einen
höheren Energieaufwand zur Vergärung im Fermenter.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäßes Verfahren
so weiterzuentwickeln, daß die bestehenden Nachteile des
Standes der Technik vermieden werden und der technologische
Prozeßablauf verbessert wird. Diese Aufgabe wird nach den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Aufgabe der
Erfindung ist es weiterhin, eine geeignete Anlage zur Durch
führung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu schaffen. Dieser
Teil der Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des
Anspruchs 4 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen
offenbart.
Die Vorteile der Erfindung werden an Hand des nachfolgenden
Ausführungsbeispiels beschrieben, ohne sich auf dieses Bei
spiel zu begrenzen.
Die Erfindung wird im Ausführungsbeispiel an Hand einer
Zeichnung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine Prin
zipdarstellung einer Vergärungsanlage (Ausschnitt).
Der angelieferte Bioabfall gelangt über eine Vorzerkleinerung
und eine Sortieranlage in einen, im einzelnen nicht darge
stellten Zwischenbunker, dem ein Vorlagebehälter nachgelagert
ist. Der Vorlagebehälter enthält zwei parallele, horizontale,
beidseitig gelagerte Spiralelemente. Der Vorlagebehälter
arbeitet batchweise. Unmittelbar unter dem Vorlagebehälter
ist eine Eintragsöffnung einer, mit einer selbstansaugenden,
hydraulischen Kolbenpumpe versehene Eintragseinrichtung in
Form eines Förderschachtes zur Beschickung von einem, im
einzelnen nicht dargestellten Fermenter angeordnet. Es können
mehrere Fermenter parallel betrieben werden. Pro Fermenter
ist ein Förderschacht vorgesehen. Der Förderschacht dient
zugleich als Wärmetauscher, wie in EP-A-476 217 beschrieben.
Der Fermenter beinhaltet eine Austragseinrichtung 1 zur Aus
tragung von Faulgut zu einer Schneckenpresse 2 sowie einen
Verteiler zur Rückführung eines Teiles des Faulgutes als
Impfgut zur Eintragseinrichtung. In der Schneckenpresse 2
wird das Faulgut hochgradig entwässert, es entsteht ein
Frischkompost, der einer Nachrotte zugeführt wird und Preß
wasser. Dieses Preßwasser wird in ein Bassin 3 geleitet. Das
Bassin 3 ist zweigeteilt, wobei frisches Preßwasser immer
nur in einen Bassinteil eingeleitet wird, so daß eine Ver-
und damit eine Abkühlung des Preßwassers verzögert wird. Von
diesem Bassin 3 geht eine Leitung zu einem Wärmetauscher
register 4 (betrieben mit Warmwasser von ca. 65°C) in dem
das Preßwasser in einem Kreislaufbetrieb erwärmt wird. Nach
dem Wärmetauscherregister 4 ist in der Rohrleitung ein
Verteiler angeordnet, durch den bei Bedarf einem Fermenter
bzw. in einen Förderschacht Preßwasser zugeführt wird.
Da mit einem ungeregelten System gearbeitet wird, ist die
Temperatur der zugeführten Flüssigkeit unterschiedlich hoch.
Dennoch ist auf Grund der Restwärme der Energieaufwand gerin
ger als z. B. bei der Verwendung von Leitungswasser. Weitere
Vorteile ergeben sich dahingehend, daß eine Verwendung des
Abproduktes Preßwasser gegeben ist und zudem die Verfahrens
führung positiv beeinflußt wird, da dieses Preßwasser
Gärungsbakterien enthält. Der Gärungsprozeß kann somit be
reits im Förderschacht einsetzen, was wiederum die Verfah
rensführung im Fermenter stabilisiert. Im Gegensatz zum be
schriebenen Stand der Technik wird deshalb neben dem zu ver
gärenden Bioabfall auch die zuzuführende Flüssigkeit bereits
vor dem Eintritt in den Fermenter erwärmt. D. h. die bei
Bedarf zur Feuchtigkeitsregulierung des vorbehandelten
Bioabfalls separat zuzuführende Flüssigkeit wird erwärmt
zugeführt.
Die Rückführung von Preßwasser bzw. Faulgut als Impfgut er
folgt in an sich bekannter Weise gemäß WO 82/02059 bzw. EP-
A-476 217.
Die Anwendung selbstansaugender, hydraulischer Kolbenpumpen
in den Ein- und Austragseinrichtungen steigert die Förder
leistung und der notwendige Luftabschluß vor dem Fermenter
ist einfacher zu gestalten.
Das bei der Vergärung der Bioabfälle anfallende Methan wird
in an sich bekannter Weise zur Energieversorgung, z. B. der
vorbeschriebene Anlage verwendet.
Claims (4)
1. Verfahren zur Vergärung von Bioabfall mit vorgelagertem
Sortieren, Mischen und Zerkleinern des Bioabfalls vor Ein
speisung in einen Fermenter, wobei dem Bioabfall vor dem Ein
tritt in die Vergärungsphase anteilig Vergärungsprodukt in
Form von Flüssigkeit (Preßwasser) und/oder Restschlamm
(Impfgut) zugesetzt wird, wobei ein Behälter zur Speicherung
insbesondere vom Vergärungsprodukt getrennter Flüssigkeit
vorhanden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeit dem gemischten Bioabfall vorgewärmt zu
gesetzt wird und die Vergärung bereits vor dem Eintritt in
einen Fermenter einsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flüssigkeit beständig und unabhängig vom Bedarf in einem
Kreislaufsystem in einem Wärmetauscher vorgewärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß
die vorzuwärmende Flüssigkeit im Kreislauf zwischen einem
Bassin (3) und dem Wärmetauscher (Wärmetauscherregister (4))
zirkuliert und die jeweils benötigte Flüssigkeitsmenge dem
gemischten Bioabfall zugeführt wird.
4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
unter Verwendung einer Sortierungs- und/oder einer Zerklei
nerungsanlage, eines Vorlagebehälters mit Spiralelementen,
Wärmetauschern, Fermentern und einem Behälter zur Aufnahme
anfallender Flüssigkeit sowie Eintrags- und Austragsein
richtungen, wobei die Eintragseinrichtung vorzugsweise ein
Förderschacht ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß Rohrleitungen zwischen einem Bassin (3) und einem Wärme tauscher (Wärmetauscherregister (4)) angeordnet sind, wobei nach dem Wärmetauscherregister (4) ein Verteileranschluß zu einem Förderschacht vorgesehen ist,
daß in dem Bassin (3) eine Zwischenwand zur Teilung des Bas sininnenraumes angeordnet ist
und daß in den Ein- und Austragseinrichtungen selbstansau gende, hydraulische Kolbenpumpen angeordnet sind.
daß Rohrleitungen zwischen einem Bassin (3) und einem Wärme tauscher (Wärmetauscherregister (4)) angeordnet sind, wobei nach dem Wärmetauscherregister (4) ein Verteileranschluß zu einem Förderschacht vorgesehen ist,
daß in dem Bassin (3) eine Zwischenwand zur Teilung des Bas sininnenraumes angeordnet ist
und daß in den Ein- und Austragseinrichtungen selbstansau gende, hydraulische Kolbenpumpen angeordnet sind.
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