DE9420731U1

DE9420731U1 - Vorrichtung zur anaeroben Aufbereitung von Lebensmittelabfällen

Info

Publication number: DE9420731U1
Application number: DE9420731U
Authority: DE
Original assignee: B A N S BIOLOG ABFALL NUTZUNGS
Current assignee: B A N S BIOLOG ABFALL NUTZUNGS
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1994-12-19
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2004-12-20

Description

Gebrauchsmuster

Müller + Jessen Umwelttechnik GmbH
Beilsteiner Straße 118
12681 Berlin

Vorrichtung zur anaeroben Aufbereitung von Lebensmittelabfallen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur anaeroben Aufbereitung von Lebensmittelabfällen, welche in Einrichtungen der Gemeinschaftsverpflegung, des Handels und der Lebensmittelindustrie anfallen, in der die Lebensmittelabfälle mit einem Zerkleinerer zermalmt, homogenisiert, in einem Behälter hydrolysiert und anschließend in einem Bioreaktor weiterverarbeitet werden.

In der DE-PS 31 52 609 (C12P 5/02) ist bereits eine Anlage zur Verwertung von Hausmüll u.a. organischen Abfällen zur Gewinnung von Methangas beschrieben. Durch Abbau dieser Stoffe in Reaktionsräumen wird Methangas erzeugt, wobei die Stoffe vor dem Eintritt in die anaerobe Phase in der aeroben Vorphase zerkleinert werden. Der Anlageteil, der der aeroben Vorphase dient, weist einen Mischbehälter zur Aufnahme der dosierten Stoffe und von Flüssigkeit sowie eine Zerkleinerungsvorrichtung auf, die einen Grobzerkleinerer und einen Feinzerkleinerer umfaßt. Es ist mit dieser Anlage nicht möglich, Lebensmittelabfälle ohne Zusätze zu durchmischen. Bei dieser bekannten Anlage werden z.B. Fäkalien oder Klärschlamm zum Anmaischen zugegeben. Diese Handhabung ist jedoch von örtlich bedingten Vorgaben abhängig und mitunter gar nicht zulässig, z.B. im städtischen Bereich. Bei Verwendung der genannten Zusätze kann dieses Verfahren und die Anlage nur in landwirtschaftlichen bzw. dünn besiedelten Gebieten ökonomisch sinnvoll eingesetzt werden. Außerdem entsteht dadurch ein erhöhter apparatetechnischer Aufwand. Desweiteren ist es von Nachteil, daß diese bekannte Anlage fest installiert ist, so daß ein einfaches Umsetzen nicht möglich ist. Die Aufbereitung von Lebensmittelabfällen in reiner Form ohne Zusatzstoffe ist auch in dieser Anlage nicht möglich, da der Aufschluß der zum Stoffwechsel der Mikroorganismen notwendigen Substanzen nicht in erforderlichem Maße realisierbar ist.

BANSlBIOCARPvGMÜSTER

Das in der DE-OS 42 26 087 (C02F 11/04) beschriebene Verfahren, basierend auf einer Feststoff hydrolyse, ist für die Verarbeitung vonLebensmittelabfällen nicht geeignet, da eine Trennung der Abfalle in eine flüssige und eine feste Phase eine weitere Verarbeitung nicht zuläßt. Die bei dieser biologichen Aufbereitung verwendete Vorrichtung weist insbesondere den Nachteil auf, daß auch hierbei ein hoher technischer Aufwand erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der es möglich ist, Lebensmittelabfalle in unverdünnter Form und ohne Zusatzstoffe anaerob abzubauen, unterschiedlich zusammengesetzte Fraktionen von Lebensmittelabfällen gleichzeitig zu verarbeiten und eine emissionsfreie Verarbeitung der Lebensmittelabfälle zu gewährleisten, wobei die Lebensmittelabfälle den Mikroorganismen in einer fur sie leicht verwertbaren Form zur Verfugung gestellt werden sollen, eine raumsparende Anordnung der einzelnen Apparate möglich ist und die gesamte Vorrichtung mit geringem technischen Aufwand umgesetzt werden kann.

Die Lösung erfolgt nach den im Hauptanspruch angegebenen Merkmalen.
Danach besteht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur anaeroben Aufarbeitung von Lebensmittel- abfallen, welche in Einrichtungen der Gemeinschaftsverpflegung, des Handels und der Lebensmittelindustrie anfallen, aus einem Speicher, einem Freistromhomogenisator, einem Hydrolysereaktor, zwei Bioreaktoren und einem Trennbehälter, die wahlweise auf einer überdachten Fläche oder in einem transportablen Aufnahmebehälter angeordnet sind. Der Speicher dient der Aufnahme der Lebensmittelabfalle, deren Struktur von dem Freistromhomogenisator, welcher in den Speicher integriert ist, zerstört wird und die gleichzeitig homogenisiert werden. Nach dem Speicher ist der Hydrolysereaktor angeordnet, in dem die Hydrolysierung und Vorversäuerung der Lebensmittelabfalle erfolgt. Der Hydrolysereaktor ist über eine Rohrleitung mit einem Biofilter zur Reinigung der Abluft verbunden. Die beiden sich dem Hydrolysereaktor anschließenden Bioreaktoren dienen der anaeroben Vergärung der Lebensmittelabfälle. Den Bioreaktoren ist ein Trennbehälter nachgeordnet, in dem die Abtrennung der Biomasse von der flüssigen Phase vorgenommen wird. Die Lebensmittelabfalle werden mittels Pumpen über ein Rohrleitungssystem in die einzelnen Apparate gefördert.

BANSTOOCARFiGMUSTER

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der apparative Aufwand gering ist, so daß eine kostengünstige Entsorgung der Lebensmittelabfalle möglich ist.

Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, daß die günstige Bauweise der Apparate es gestattet, diese in einem Aufnahmebehälter anzuordnen. Dadurch ist es möglich, die Lebensmittelabfälle am Entstehungsort zu verarbeiten und somit Transportkosten einzusparen.

Die hohe Flexibilität der Vorrichtung ermöglicht einen schellen Standortwechsel und eine unkomplizierte Anpassung an örtliche Gegebenheiten.

Außerdem ist die Ausführung und Anordnung der einzelnen Apparate in der Hinsicht vorteilhaft, daß ein geschlossener Kreislauf entsteht, der Verarbeitungsprozeß nahezu emissionsfrei abläuft und damit eine umweltgerechte Verwertung von Lebensmittelabfallen erfolgt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausfuhrungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1: die schematische Darstellung der Vorrichtung mit den einzelnen technischen

Apparaten,
Fig. 2: die in dem transportablen Aufnahmebehälter angeordneten einzelnen Apparate.

Eine Großküche eines Caterers produziert 12.000 Speisen pro Tag. Dabei fallen ca. 2,5 t Lebensmittelabfälle an. Dieser Abfall wird vor Ort, direkt in der Küche gesammelt, zerkleinert und homogenisiert. Über die Übergabestation gelangt das Material mittels Druckluft über eine Rohrleitung in den Speicher 1, welcher sich außerhalb der Küche befindet. Dort wird mittels des Freistromhomogenisators 3 die Struktur der Lebensmittelabfalle zerstört und gleichzeitig erfolgt dadurch die vollständige Homogenisierung des Materials, so daß die Hydrolyse bereits hier einsetzt. Der Lebensmittelabfall wird in Abständen zur Vermeidung einer Schichtbildung im Speicher 1 umgewälzt. Gleichzeitig wird dadurch die Hydrolyse gefördert.

Der Lebensmittelabfall gelangt vom Speicher 1 zunächst in den Hydrolysebehälter 5. Hier erfolgt die Vorversäuerung des Inputmaterials. Die Abluft aus dem Speicher 1 und der Hydrolyse wird über ein Filter 14 abgeführt.

Quasikontinuierlich in Abständen von vier Stunden wird eine definierte Menge des Lebensmittelabfalls aus der Hydrolysestufe zwei parallel geschalteten Bioreaktoren 7.1 und 7.2

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zugeführt. Die Bioreaktoren 7.1 und 7.2sind mit einer Mantelheizung, einem mechanischen Rührwerk 8.1 bzw. 8.2, den entsprechenden Zu- und AblaufVorrichtungen sowie der Meßtechnik ausgerüstet. Der anaerobe biologische Abbau der organischen Substanz wird mittels Messung der Temperatur, pH-Wert und eines Theologischen Wertes überwacht und gesteuert. Die Prozeßparameter für die anaerobe Behandlung wie Temperatur, pH-Wert, Verweilzeit, Scherkräfte sind auf die optimale stoffliche Verwertung und Umsetzung der Lebensmittelabfälle zu Biogas und Restwasser durch die Mikroorganismen abgestimmt, d.h. der Prozeß wird thermophil im neutralen pH-Wert-Bereich gefahren. Entsprechend den Zeitabständen und Mengen zugeführten Lebensmittelabfalls wird die gleiche Menge vergärten Materials entnommen. Die darin noch enthaltene Biomasse wird abgetrennt und zu einem Drittel den Bioreaktoren 7.1 und 7.2 wieder zugeführt, um ausreichend aktive Biomasse dort zur Verfügung zu haben. Ein weiteres Drittel wird der Hydrolysestufe zugeführt, um den pH-Wert im optimalen Bereich zu halten. Die flüssige Phase, die als Restwasser anfällt, ist durch die Verweildauer in den Reaktoren 7.1 und 7.2 hygienisiert und wird dem Klärwerk zugeführt.

Der anaerobe biologische Abbau der organischen Substanz erfolgt kontinuierlich, wobei sich die Masse in ständiger Bewegung in den Reaktoren 7.1 und 7.2 befindet. Das dabei entstehende Biogas wird abgeführt, getaucht, gereinigt und einem Gasspeicher zugeführt. Von dort aus wird es direkt in die gasbeheizten Küchengeräte der Großküche eingespeist. Alle technischen Apparate sowie die automatische Steuerung und das Rohrleitungsystem sind als Modul ausgeführt und in einen transportablen Aufnahmebehälter integriert, der außerhalb der Küche in deren direktem Umfeld aufgestellt ist. Eine Steigerung der Verarbeitungsleistung ist durch weitere Module schnell möglich.

Es besteht durch die besondere Bauweise in keiner Stufe eine Verbindung zur Außenwelt, so daß die Anlage nahezu emissionsfrei arbeitet.

In Fig. 1 ist die Vorrichtung mit den einzelnen technischen Apparaten dargestellt. Die Lebensmittelabfalle werden nach dem Antransport in den Speicher 1 mittels einer Pumpe 2 gepumpt. In dem Speicher 1 befindet sich der Freistromhomogenisator 3, der zum Zerschlagen der Struktur der Lebensmittelabfalle dient. Die homogenisierte Masse gelangt über eine Pumpe 4 in der Hydrolysereaktor 5, in dem eine Hydrolysierung und Vorversäuerung der Lebensmittelabfälle stattfindet und dessen Abluft über das Biofilter 14 geleitet wird. Über eine Pumpe 6 gelangt das hydrolysiert« Material in zwei Bioreaktoren 7.1 und 7.2, die beide mit Rührwerken 8.1 und 8.2 ausgestattet sind. Aus den Bioreaktoren 7.1 und 7.2 wird das entstandene Biogas über eine Tauchvorrichtung 11 einer weiteren

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Verwertung zugeführt. Zur Sicherheit bei Betriebsstörungen, wie z.B. Überdruck, Ausfall er gasbeheizten Küchengeräte oder des Blockheizkraftwerkes ist eine Fackel 12 vorgesehen.
In Fig. 2 ist ein Aumahmebehälter 13 dargestellt, in welchem die Apparate und Ausrüstungen zur Behandlung der Lebensmittelabfälle untergebracht sind. Aufgrund der vorteilhaften Bauweise und Komplettierung ist es möglich, die Aufbereitung der Lebensmittelabfalle und den Transport der gesamten Anlage in dem Aufnahmebehälter 13 durchzufuhren.

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Aufstellung der Bezugszeichen

1	Speicher
2	Pumpe
3	Freistromhomogenisator
4	Pumpe
5	Hydrolysereaktor
6	Pumpe
7.1	Bioreaktor
7.2	Bioreaktor
8.1	Rührwerk
8.2	Rührwerk
9	Pumpe
10	Trennbehälter
11	Tauchvorrichtung
12	Fackel
13	Aiifhahmebehälter
14	Biofilter

BANS^IOCARPVOMUSTER

Claims

Schutzansprüche

!.Vorrichtung zur anaeroben Aufbereitung von Lebensmittelabfällen, welche in Einrichtungen der Gemeinschaftsverpflegung, des Handels und der Lebensmittelindustrie anfallen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher (1), ein Freistromhomogenisator (3), ein Hydrolysereaktor (5), zwei Bioreaktoren (7.1;7.2) und ein Trennbehälter (10) nacheinander angeordnet sind, daß der Speicher (1) der Aufnahme der Lebensmittelabfalle dient, daß der Freistromhomogenisator (3) in den Speicher (1) integriert ist und eine Zerstörung der Struktur der Lebensmittelabfälle vornimmt, daß der Hydrolysereaktor (5) der Hydrolysierung und Vorversäuerung der Lebensmittelabfälle dient, daß in den Bioreaktoren (7.1;7.2) das hydrolysierte und vorversäuerte Material vergärt wird und daß in dem Trennbehälter (10) eine Abtrennung der Biomasse von der flüssigen Phase erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Apparate in einem transportablen Aufnahmebehälter (13) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrolysereaktor (5) wahlweise nur mit einem Bioreaktor (7) oder in Parallelschaltung mit zwei Biofeaktoren (7.1;7.2) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrolysereaktor (5) mit einem Biofilter (14) zur Reinigung der Abluft verbunden ist.

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