Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Kreislaufwirtschaftsgesetz, die TA – Siedlungsabfall und viele L\u00e4ndergesetze geben die Verwertung der organischen Fraktionen in Siedlungsabf\u00e4llen ausdr\u00fccklich vor. Bei einer fl\u00e4chendeckenden Sammlung der organischen Fraktion ist mit einem Jahresaufkommen von ca. 10 Mio. Mg zu rechnen. Um f\u00fcr diese Menge eine ausreichende Akzeptanz beim Abnehmer und einen entsprechenden Absatzmarkt zu finden, m\u00fcssen sehr hohe Qualit\u00e4tsstandards gesetzt und eingehalten werden. Damit diese Qualit\u00e4tsstandards erreicht werden k\u00f6nnen, sind sowohl bei der Sammlung (Aufkl\u00e4rung, Kontrolle) als auch bei der Aufbereitung (Abtrennung von belasteten Teilstr\u00f6men) geeignete Ma\u00dfnahmen zu ergreifen. Ziel dieses Vorhabens ist es, durch Ber\u00fccksichtigung der Schadstoffeintragspfade, Verfahrenstechniken zur Schadstoffausschleusung in schon angewandte Aufbereitungsprozesse zu integrieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Verfahrensablauf st\u00fctzt sich auf die erprobte und gro\u00dftechnisch realisierte Kombination einer mehrstufigen Verg\u00e4rung mit nachgeschalteten Kompostierung. Die betrachteten verfahrenstechnischen Erweiterungen sind:
\n– Abtrennung der partikul\u00e4ren Feinstfraktion (St\u00e4ube, => org. & anorg. Mikroschadstoffe…)
\n– Schwermetalleaching unter Ausnutzung der produzierten org. S\u00e4uren
\n– Ausschleusung der Schadstoffe Hauptaufgabe des Vorhabens ist es, die genannten Teilschritte bei unterschiedlichen Ausgangsmaterialien je nach Stufe bez\u00fcglich TS-Gehalt, pH-Wert, Energieeintrag Betriebsmitteleinsatz zu optimieren und so in den Prozess zu integrieren, dass der Einsatz von externen Betriebsmitteln (S\u00e4uren, Laugen, …) minimiert werden kann.
\nDazu werden zun\u00e4chst alle Teilaggregate separat und im Anschluss im Gesamtverbund optimiert und auf einander abgestimmt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zur Untersuchung der M\u00f6glichkeiten Schadstoffabtrennung und Schadstoffausschleusung wurden folgende Eingriffsm\u00f6glichkeiten in die Prozessf\u00fchrung der Bioabfallbehandlung betrachtet.
\n\u00b7\tTrommelsiebung\u00b7\tPerkolationsstufe
\n\u00b7\tSchwermetalleaching
\n\u00b7\tSchwermetallabtrennung.
\nDas Untersuchungsprogramm wurde in zwei Bearbeitungsphasen untergliedert:
\n\u00b7\tDie Untersuchung, Optimierung und Bewertung der Einzelschritte \/-aggregate
\n\u00b7\tDie Beurteilung der Effizienz der Kombination der Prozessschritte resp. der Gesamtanlage.
\nDie Untersuchung der Siebung als erste Prozessstufe zeigte, losgel\u00f6st vom Siebverfahren (nass oder trocken) und nahezu unabh\u00e4ngig von den betrachteten Schwermetallelementen charakteristische Verl\u00e4ufe der Beladungen in Abh\u00e4ngigkeit von den Korngr\u00f6\u00dfenklassen. Festgestellt wurde ein Minimum an Belastung im Korngr\u00f6\u00dfenbereich von etwa 1-4 mm. Zu den gr\u00f6\u00dferen Kornklassen hin war eine m\u00e4\u00dfige Zunahme und zu den kleineren Fraktionen eine st\u00e4rkere Zunahme festzustellen.
\nAus dieser Erkenntnis heraus wurde ein getauchtes Trommelsieb entwickelt. Die damit erreichte Klassierung (Trennkorngr\u00f6\u00dfe 1-2 mm und integrierte Dichtesortierung) bewirkt eine Aufteilung des Rohsubstrates in die Fraktionen Biom\u00fcll, Sandanteil und Schwebstoffe.
\nDer gewaschene Biom\u00fcll ist durch eine deutliche Beladungsverringerung auf ca. 60-80% gekennzeichnet.
\nInsgesamt ist festzustellen, dass bei einer Erh\u00f6hung der Trommeldrehzahl zwar ein Einflu\u00df auf den Feststoffaustrag gegeben ist, der Schwermetallaustrag dadurch aber kaum mehr zu beeinflussen ist. F\u00fcr alle Metalle und alle Trommeldrehzahlen ergibt sich ein Erwartungsbereich f\u00fcr den Schwermetallaustrag von etwa 40-70%.
\nAls nachfolgende, zweite Prozessstufe wurde ein Perkolationsreaktor untersucht.Zielsetzung war die Betrachtung der Hydrolysevorg\u00e4nge und die Quantifizierung der damit erreichbaren Ausschleusungsgrade der Schwermetalle.
\nDie bei Aufenthaltszeiten von 3 bis 6 Tagen erzielten Ergebnisse reflektieren die L\u00f6slichkeiten der Schwermetallelemente. Im pH Bereich von etwa 4 bis 5, der sich aufgrund der biologischen Hydrolyse einstellte, konnten bei Zink und Cadmium 40% bzw. 43 % und bei den schwerer l\u00f6slichen Elementen Blei und Kupfer etwa 5 % ausgeschleust werden.
\nDie aus der Biom\u00fcllw\u00e4sche und der Perkolations-\/Hydrolysestufe anfallenden Abw\u00e4sser sind hoch belastet. Diese wurden in einem Anaerobsystem (Kombination von Upflow Filtration und UASB mit Tonkugeln, resp. Kunststoff Raschid Ringen als F\u00fcllmaterialien) weiter behandelt.
\nDie Elimination der ungel\u00f6st vorliegenden Schwermetallfracht lag f\u00fcr beide Reaktorsysteme im Bereich von 45 bis 50 %. Die gel\u00f6st vorliegenden Komponenten konnten zu etwa 30 bis 45 % reduziert werden, womit eine signifikante Anlagerung der Schwermetalle an die Biomasse mit einem Gesamtwirkungsgrad von ca. 50 % nachgewiesen werden konnte.
\nLetztlich ist anhand der Resultate zu unterstreichen, dass als Beurteilungskriterium f\u00fcr die Behandlungs-ergebnissse anstelle der traditionellen Gr\u00f6\u00dfe feststoffspezifische Schwermetallbeladung das aussage- kr\u00e4ftigere Kriterium der N\u00e4hrstoff- zu Schadstoffrelation herangezogen werden sollte. Dies gerade vor dem Hintergrund der Zielvorgabe der Qualit\u00e4tsverbesserung von Biom\u00fcll. F\u00fcr die in diesem Vorhaben untersuchte Verfahrenskombination ist festzustellen, dass alleine die Integration der Trommelsiebung eine Verbesserung dieses Verh\u00e4ltnisses von etwa 15-40% zur Folge hat. Mit einer sich anschlie\u00dfenden Hydrolyse\/Perkolation l\u00e4\u00dft sich eine weitere Qualit\u00e4tsverbesserung auf etwa 25-50 bei P\/Metall und 30-60 bei N\/Metall erzielen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Sch\u00e4fer, Markus; Hoffmann, Erhard; Hahn, Hermann H. (1998): M\u00f6glichkeiten der Ausschleusung von Schwermetallen aus Biom\u00fcll. In: Initiativen zum Umweltschutz. Schriftenreihe der Deutschen Bundesstiftung Umwelt, Bd. 10.
\n\u00b7\tSch\u00e4fer, Markus, Hoffmann, Erhard (1999): Separating micro- pollutants from bio-waste using anaerobic treatment facilities. Proceedings of ORBIT 1999 Organic recovery and biological treatment, Part 1, p.307-312.
\n\u00b7\tSch\u00e4fer, Markus, Hoffmann, Erhard (1999): Pre-treatment of organic wastes using the hydrolysis step to leach heavy metals. In: Proceedings of the II international symposium on anaerobic digestion of solid waste (II ISAD-SW), Volume II, p 160-163, Barcelona, 15-17 June, 1999.
\n\u00b7\tSch\u00e4fer, M., Hoffmann E. (2000): Schadstoffe in Biom\u00fcll – Lokalisierung und Austragspotentiale, Entsorgungspraxis 4, April 2000, S. 15 bis 19.
\n\u00b7\tSch\u00e4fer,M., Hahn, H.H., Hoffmann, E, (2000): Nassmechanische Ausschleusung von Schadstoffen aus Bioabfall; M\u00fcll und Abfall, Heft 8, 2000
\n\u00b7\tSch\u00e4fer, M, Hahn, H.H., Hoffmann, E. (2000): Acid Extraction of Heavy Metals from Bio-Waste and Bio-Solids. In: Chemical Water and Wastewater Treatment VI, Hahn, H.H., Hoffmann, E., Odegaard, H.(Eds.), S.327-335, Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die verfahrenstechnische Machbarkeit und auch deren Effizienz konnte nachgewiesen werden. Auch unter Einbeziehung der Kostenseite als wesentlichem Kriterium zur Beurteilung der Marktchancen einer derart erweiterten Biom\u00fcllaufbereitung kann festgestellt werden, dass sich die Kosten in den Bereich bestehender Behandlungsketten in etwa einreihen. F\u00fcr Variante Trommelsieb, Hydrolyse\/ Perkolation und anaerobe Behandlung der anfallenden W\u00e4sser ergeben sich Kosten, die denen einer einstufigen Prozessf\u00fchrung entsprechen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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