DE19648024A1 - Verfahren zur energetischen Nutzung von Bioabfällen aus Haushaltungen im Kreislaufsystem - Google Patents

Description

Eine Abfall-Lawine an organischen Stoffen rollt in den nächsten Jahren auf Städte und Gemeinden der Bun­ desrepublik zu, wobei die Entsorgungsfrage ungeklärt ist. (siehe Bericht vom 31. 10. 96 aus der "Welt") Hervorgerufen wird dieses Problem, da laut "Technischer Anleitung" - TA Siedlungsabfall-Tasi - vom 14. 5. 93 ab dem Jahre 2005 der organische Anteil der Abfallstoffe kleiner als 3-5% betragen darf, wenn eine Deponierung erfolgen soll.

Nach dem Lexikon der Abfallwirtschaft sind das im Jahre 2000 ca. 3,5 Mio Tonnen TS Klärschlamm, 13 Mio To Biomüll aus Haushaltungen. Außerdem fallen, lt. Landes­ umweltamt Nordrhein- Westfalen alljährlich 8-10 Mio To. Althölzer an (siehe Anlage).

Das hier aufgeführte Verfahren beschäftigt sich vor­ wiegend mit der Entsorgung von Bioabfallstoffen aus Haus­ haltungen. Es umfaßt alle organischen Reststoffen wie Gemüse und Obstreste, sowie Gartenabfällen uam, welche früher in Form von Kompost wieder dem Naturkreislauf zugeführt wurden. Der ⌀ Trockensubstanzgehalt (TS) liegt bei 30-40%, so daß eine direkte energetische Nutzung nichtmöglich ist.

Durch die dichte Besiedelung in der Bundesrepublick ist eine Kompostierung nur noch in wenigen Fällen - vor allem nicht in den Stadtgebieten - möglich, so daß der Ge­ setzesgeber verlangt, daß diese Abfallstoffe zur Scho­ nung der Umwelt - Methanbildung,welches die Ozonschicht zerstört - getrennt erfaßt und entsorgt werden müssen.

Bis jetzt bieten sich hier 2 Verfahren an:

• 1) Die zentrale Kompostierung der Abfallstoffe, wobei der anfallende Kompost weitgehendst auf landwirtschaftliche Flächen ausgebracht wird.
• 2) Die Bio-Abfallvergärung zur Erzeugung von Bio­ gas (Methangas), wobei elektr. Strom, Abwärme und Kompost anfällt (siehe Anlage 3 zur Sotec­ vergärungsanlage Speyer).

Zu den beiden Verfahren ist folgendes zu sagen:

zu 1) Die Kompostierung ist sehr arbeitsaufwen­ dig, zumal das anfallende Material auf nicht umweltfreundliche Stoffe (Plastik uam.) sortiert werden muß. Das geschieht vorwiegend mit menschlichen Arbeitskräften, so daß hygie­ nische Probleme auftreten können. Außerdem enthalten diese Abfälle, vor allem Zitrusfrüchte u. a. chemische Pflanzenschutzmittel, so daß eine Dauer­ anwendung bei der Nahrungsmittelproduktion problematisch sein dürfte.

zu 2) Bei der Biogas- Abfallvergärung handelt es sich meist um ein einstufiges mesophiles Naßvergasungsverfahren mit hohem arbeits­ wirtschaftlichen sowie technischen Aufwand.

Ein überhöhter Gehalt an Pflanzenschutz­ mittel kann auch hier den biologischen Gärprozeß behindern.

Verfahren zur energetischen Nutzung von Bio­ abfällen aus Haushaltungen im Kreislaufsystem

in dem hier vorgestelltem Verfahren erfolgt die thermische Nutzung dieser Bioabfallstoffe nach einer Trocknung mit Hilfe von Abwärme bei der Klärschlamm­ trocknung. Da das getrocknete organische Material so­ fort wieder als Heizmaterial verwendet wird, entsteht hier ein Kreislaufsystem.

Dieses geschieht auf folgende Weise:

Organische Abfallstoffe, wie Biomüll bzw. Klärschlamm sind deshalb so schwer zu entsorgen, weil sie nur einen TS-Gehalt von 30-40% besitzen. Sie können deshalb nicht direkt energetisch genutzt werden. Deshalb wird heute den Klärverbänden empfohlen Klärschlämme mit Fossilbrennstoffen (Heizöl/Erdgas) zu trocknen, um diese vorläufig noch zu deponieren, sie aber in Zukunft einer energetischen Nutzung zuzuführen. Da Fossilbrennstoffe nicht umweltfreundlich sind, werden z.Zt. auch Heizungssysteme mit Holzhackschnitzel ange­ boten, wobei aber sehr viel Abwärme anfällt. (siehe Anlage 4) Außerdem wird durch die Verwendung von Hack­ schnitzeln die Trocknung wesentlich teurer.

Zur Verbilligung dieses Verfahrens hat der Antrag­ steller in seiner Patentanmeldung "Verfahren zur ener­ getischen Nutzung von Klärschlamm aus Kläranlagen" AZ. 19641002.9 vorgeschlagen mit Holzhackschnitzel getrockneter Klärschlamm im Kreislaufsystem, soweit gesetzlich zulässig (25%) wieder zur Energienutzung heranzuziehen.

Das jetzige Verfahren geht hier noch einen Schritt weiter.

Da in den meisten Fällen die Trocknungsan­ lagen für Klärschlämme in der Nähe der Klärwerke an­ gesiedelt werden, fehlt die Möglichkeit der Abwärme­ nutzung. Es bietet sich deshalb an, daß der anfallende Dampf zur Stromnutzung Verwendung findet, während die Abwärme zur Klärschlammtrocknung, bzw. zur Trocknung der Bioabfälle benutzt wird. In dem sich anschließenden "Kreislaufverfahren" läßt sich sowohl der getrockne­ te Klärschlamm als auch die getrockneten Bioabfallstoffe anstelle von Holzhackschnitzeln als Brennmaterial ver­ wenden. Dadurch können die Trocknungskosten wesentlich herabgesetzt werden, zumal wenn man bedenkt, daß bei der Bioabfallvergärung Kosten in Höhe von 185,60 DM/To. entstehen. Gleichzeitig werden diese Abfallstoffe einer sinnvollen Nutzung zugeführt.

Mit einem Teil des von der Dampfturbine erzeugten Stromes könnte die Anlage betrieben werden. Der Rest wird an das Versorgungsnetz abgegeben. Die anfallenden Verbrennungsrückstände lassen sich dann nach den Bestim­ ungen der TA. Siedlungsabfall deponieren.

Mit den nichtbenötigten Trockenabfallstoffen läßt sich in Mischung mit den Holzhackschnitzel aus Alt- Abfallhölzern ein Brennstoff her stellen, welcher in anderen Blockheizkraftwerken energetisch genutzt werden könnte.

Claims (9)

1. Verfahren zur energetischen Nutzung von Bio­ abfällen aus Haushaltungen im Kreislaufsystem.

• - Verbrennung von Zellulosefasern (Holzhackschnitzeln, Papier, Pappe, Stroh uam.) in einer Verbrennungsanlage und Ausnützung der hierdurch entstehenden Wärme zur Erzeugung von elektrischen Strom über eine Dampf­ turbine und trocknen von Klärschlamm bzw. Bioab­ fälle aus Haushaltungen bis zu mindestens 85% TS.
• - Erzeugen eines brennbaren Gemisches aus getrocknetem Klärschlamm, getrockneten Bioabfällen und Zellulose­ faserstoffen, in dem gesetzlich erlaubten Mischungs­ verhältnis 1 : 4.
• - Verbrennen des Gemisches in der genannten Verbrennungs­ anlage zur Stromerzeugung bzw. trocknen der obengen. Abfallstoffe (Kreislaufverfahren).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zellulosestoffe vorwiegend Holzhackschnitzel von Althölzeren/Resthölzern bzw. Frischhölzern verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, die Holzhackschnitzel einen Trockengehalt von min­ destens 50% aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Verbrennung vorgesehene Klärschlamm, bzw. die Bioabfälle mindestens einen Trockensubstanzgehalt von 85% aufweisen.

5.) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klärschlamm bzw. den Bioabfällen als Zellulosefasern auch Papierfasern aus Altpapier, Faserstoffe aus Pappe, Stroh uam. zugeführt werden.

6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellulosematerial trocken zugeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, daß die anfallende Wärme in Form von Dampf über eine Turbine zur Stromerzeugung verwendet wird (25%) und die Abwärme zur Trocknung von Klärschlämmen bzw. Bioabfallstoffe Verwendung findet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Filterein­ richtungen angebracht sind, und damit die Vorschriften der TA. Luft eingehalten werden können.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8 da­ durch gekennzeichnet, daß mit den für das Verfahren nichtbenötigten getrockneten Abfall­ stoffen und den weiterhin aufgeführten orga­ nischen Abfallstoffen ein Brennstoff herge­ stellt wird, welcher in anderen Blockheiz­ kraftwerken energetisch genutzt werden kann.