DE4423099A1 - Verfahren und Anlage zur Vergärung von Bioabfall - Google Patents

Verfahren und Anlage zur Vergärung von Bioabfall

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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.
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