WO2017121422A1 - Verfahren zur stofflichen und energetischen verwertung von flüssigen und feinteiligen reststoffen der palmölgewinnung - Google Patents

Verfahren zur stofflichen und energetischen verwertung von flüssigen und feinteiligen reststoffen der palmölgewinnung Download PDF

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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a method for material and energetic
  • KS Kernel Shells
  • EFB Empty Fruit Bunches
  • Boiler ash is only occasionally used as nutrient-containing fertilizer.
  • energy recovery by means of combustion processes predominantly only the disordered composting with the consequent consequences for the climate load by emitting noxious gases, such as methane, ammonia and nitrous oxide, and the inevitable loss of nutrients is available for the residues EFB and MF.
  • gases such as methane, ammonia and nitrous oxide
  • WO 2009/131265 A1 (2008) describes a method proposal which provides for the mixing of EFB, KS, MF, DS and POME and the subsequent treatment with a so-called functional microbial community (FMC), to obtain a biofertilizer with plant growth promoting activity or fungicidal activity. While the required crushing of EFB is known to be a wear and energy-intensive process, the use of the energetic potential of these residues remains unnoticed in this proposal.
  • FMC functional microbial community
  • WO 201 1/087202 A1 (2010) discloses a proposal for the treatment of the POME to obtain a useful oil sludge and reusable process water through the use of sequential phase separation, aerobic and anaerobic microbial treatment, filtration and reverse osmosis techniques. Without a verifiable label of the technical means for the utilization of the designated oil sludge, which may contain the vast nutrient and energy potential of the POME amounts used, the expert of this source can not take any workable steps for the material and energy recovery of the POME.
  • US 2012/0040442 AI (2010) discloses a method for the treatment of POME, which initially provides the addition of butyrate and the subsequent anaerobic fermentation, preferably in the mesophilic environment.
  • a preferred apparatus technology for fermentation while the UASB fermenter technology is provided.
  • indispensable steps for the energetic utilization of the POME by means of UASB fermentation technology remain unmentioned, the use of nutrient potential is not an object of the proposed method.
  • WO 2012/1 17537 A1 (201 1) describes a process for the biological treatment of wastewater from the extraction of palm oil by means of methane fermentation, in which the process of the invention is achieved by deliberately adding ash containing trace elements from the combustion of selected solid residues such as EFB, MF or KS POME fermentation should be improved.
  • EP 2 546 352 A I (201 1) contains the description of a technical solution which is used to reduce methane emission in the aerobic
  • Microorganisms can be obtained, with the help of the combined anaerobic and aerobic treatment, the BOD content of the POME can be significantly reduced.
  • the described technical solution is obviously primarily concerned with reducing the emission of
  • WO 2013/169091 A1 (2012) discloses a proposal for POME utilization from palm oil mills, which initially provides for a pretreatment in the form of an oil separation and the subsequent methane fermentation of the depleted of an oil-containing phase POME fraction. In addition to the biogas to this proposal, the fermentation residues in a
  • Separate treatment accessible wastewater fraction for example, to process the recoverable filtrate to boiler feed water can.
  • membrane technology systems contaminated with germ-containing biogenic substrates must be regularly treated with effective chemical agents, which is beneficial for the fertilizer technology of the nutrient-containing sludge as well as the utilization of the pure water fraction to boiler feed water precludes.
  • WO 2015/156386 A1 (2015) describes a process for the separation of an oil / water emulsion with the aid of microbubble technology, with which POME can also be deflated by oily ingredients. notes to the
  • VEOLIA Water (www.biothane.com) (2012) publishes under the POMETHANE ® brand a technical solution for the energy recovery of residues of palm oil production. This is an anaerobic biotechnological process in the thermophilic environment, which should be superior to previously known methane fermentation methods for POME in the mesophilic environment. The benefits would come from
  • Biogas quantities with a calorific value of more than 310 MWh per day could be withdrawn. When recycling this amount of energy in usual
  • the recoverable electric power is more than 5 MW.
  • the described technical solution can achieve a BOD reduction of at least 20% and COD reduction of significantly less than 20% at best.
  • Cool buffer and then fed to a methane fermentation in the anaerobic container system, preferably in fixed-bed fermenters.
  • the resulting sludge should be thickened and composted with shredded EFB.
  • the remainder of the fermentation residue is intended to be fed into an open pond system for the aftertreatment in the usual way. It is assumed that the mechanically difficult to perform EFB defibration task is solved and that a cost-intensive, low-emission closed composting technique is available.
  • the first stage primarily the intermediate storage, cooling
  • the biogas produced during the 14-day treatment period would have a methane content of 50%.
  • the purified and compressed to about 10 bar biogas should then be subjected to a known Druckwasserskasche for the separation of carbon dioxide and hydrogen sulfide.
  • the recovered gas should be used either for the production of electrical and thermal energy as well as for vehicle refueling.
  • information that goes beyond the general state of knowledge can not be found in this publication.
  • Emission reduction of about 63,000 t C0 2 eq can be achieved.
  • the basis for this is, according to the proposal, the anaerobic treatment of the total amount of POME incurred in palm oil production, which is the Thin phase from the phase separation of the fermentation process
  • E.Quadrat GmbH (www.equadrat-gmbh.eu) informs in 2014 at a GIZ information event about a biogas project in Belitung,
  • operated fermenters may be characterized by the following effects, when at BOD contents between 25 and 66 g / 1 the COD content of the POME is between 44 and 103 g / 1:
  • the object of the invention is therefore to develop a technical solution by means of which the deficiencies of the known state of the art can be overcome. At the same time it is about the fulfillment of at least four
  • the technical solution to be developed should enable the rational exploitation and utilization of the energetic potential contained in the available residues for energy self-sufficient palm oil production and for third parties.
  • the nutrient potential contained in the residues should predominantly be concentrated in easy-to-handle organic multicomponent fertilizers with comparatively high concentrations of the main nutrients nitrogen, phosphorus, potash and sulfur and be returned to the economic cycle.
  • Methane-containing biogas for energy recovery in gas engines or boiler plants are fed to at least one pretreatment with physical agents. This is the precondition for the fact that the aqueous liquid fraction, which after the pretreatment is particularly low in suspended matter and at least partially cooled, can be anaerobically treated with the aid of the known UASB fermentation technique.
  • the oil-and-dust-rich fractions of the liquid residues deposited in the pretreatment by the aqueous liquid fraction are subjected to a conventional methane fermentation known per se.
  • the fibrous fermentation residues from the conventional methane fermentation are used for the recovery of a high-solids fertilizer fraction
  • phase separation supplied The biofilms obtained during the phase separation are fed together with the fermentation residues from the UASB fermentation technology to an inhibitor decontamination station.
  • this procedure serves to avoid an increased inhibitor concentration, which has a toxic effect on the fermentation process, if an additional suspending agent in the form of available inhibitor-rich recyclates is required in the suspension of the feedstocks for the conventional methane fermentation.
  • this procedure always serves to obtain a liquid fertilizer concentrate in the form of an aqueous ammonium sulfate solution and thus at the same time to reduce the COD load in conventional pond systems
  • the biogas produced in the UASB fermentation and in the conventional methane fermentation contain as so called raw biogas besides methane and carbon dioxide too
  • the resulting raw biogas is treated in a separate from the fermentation technology biological gas desulfurization station while obtaining a sulfuric acid process liquid. This not only serves to avoid climate damaging emissions of sulfur oxides in the energetic gas utilization, but also the return of the sulfur potential as fertilizer in the
  • the inorganic nutrient potential contained in the residues used is used in the form of the solid phase from the phase separation of the fermentation residues of conventional methane fermentation, which contain the major part of the plant nutrients phosphorus, potassium, calcium and magnesium and a proportion of nitrogen and sulfur.
  • Sulfur compounds and the ammonium nitrogen contained in the fermentation residues of the UASB fermentation and in the biofilters of the phase separation station are used as aqueous ammonium sulfate solution in the
  • Received inhibitor decontamination station for plant fertilization.
  • the biogas withdrawn from the residual materials used and the resulting fertilizer components reduce the BOD and COD load of the biofiltration rate from the phase separation and the conventional post-treatment biofilter Fermentation residues released from inhibitors from UASB fermentation and, on the other hand, the climate damage hitherto accepted through the adequate use of fossil energy sources and chemical or mineral fertilizers as well as the emission of climate pollutants in conventional waste treatment. Proportional to the withdrawal of
  • the pretreatment of the liquid residues by means of flotation and oil separation technique preferably using a Druckenttresssflotation and / or a combined oil and suspended matter separation by Plattenseparatoren performed.
  • the UASB fermentation of the pretreated liquid residues is carried out in a thermophilic or mesophilic environment. Because of the experience of only slight fluctuations in the POME quality, the choice of a thermophilic environment is possible, at least in the case of UASB fermentation, without overstraining the comparatively sensitive thermophilic cultures. At the same time, the
  • the fermentation residues from the UASB fermentation preferably by downstream DENI technology to usable process water
  • Residues with POME larger contents of anhydrous substance it is possible to perform at least one of the anaerobic treatment stages batchwise. This measure can primarily longer
  • Phase separation station combined and used as organic nitrogen-potassium phosphorus-sulfur fertilizer for plant production, preferably in the oil palm plantations.
  • Fig. 1 the simplified block diagram of a fiction, designed according to
  • Biogas plant for the use of POME and Decanter-Sludge, in which the fermentation stage for the suspended residues with a
  • KC is supplemented as additional starting materials.
  • liquid residues of palm oil production 1 in the form of POME 22 and finely divided residues in the form of DS 29 are to be recycled in a palm oil mill for the processing of 300,000 t FFB per year
  • the liquid residues of the palm oil production 1, 22 are supplied to a pretreatment with physical means 2 in the form of a pressure release flotation 19. In this case, a liquid fraction obtained after the pretreatment of the liquid residues from the palm oil production 1 in the form of a low-floating flotate 3 from the flotation station 19.
  • This flotate 3 is by means of a UASB fermenter station 4 with a
  • Biosuspension processed To set an optimal dry matter content between 12 and 15% in the biosuspension liquid suspending agent 17 in the form of biofiltrate 18 and the liquid fraction 3 from the flotation station 19 is added to the extent necessary, the previously in the Hemmstoffentfrachtungsstation 12, the vast majority of the contained ammonium in the form of a aqueous ammonium sulfate solution 15 was removed.
  • the biosuspension obtained in this way is now fed to a conventional methane fermenter station 6.
  • the conventional methane fermentation 6 is characterized by the use of anaerobically operated fermentation tanks with a useful volume of at least 3,000 m 3 , in which the fermentation substrate is circulated by mechanisms, by gas injection and / or hydraulically. That in the UASB fermenter station 4 and at the
  • Desulphurization gas desulfurization 13 so far that the gas desulfurization station 13 leaving biogas contains only hydrogen sulfide contents of 10 ppm maximum.
  • sulfuric acid process liquid with a pH between 1.4 and 1.7 is obtained in gas desulphurisation.
  • the ammonia-containing vapors produced in the expeller of Hemmstoffent- freighting station 12 at more than 50 ° C in a downstream washing column in the form of a Rieselintelligenceapparates be washed at temperatures of less than 25 ° C.
  • the resulting aqueous ammonium sulfate solution 15 with a pH between 3.5 and 4.5 can be used directly as a liquid nitrogen-sulfur fertilizer. In the example, however, this fertilizer is the in the phase separation station.
  • the remaining fermentation residues 7 in the amount of 26,300 t / a are separated in the downstream phase separation station 9 to about 7,500 t press cake 8 with about 30% dry matter content and 18,800 t / a biofiltrate 10.
  • the 18,800 t / a biofiltrate 10 obtained in the phase separation station 9 and the 131,500 t / a fermentation residues 11 from the UASB fermenter station 4 are in the
  • Inhibitor decontamination station 12 fertilizer concentrates extracted in the form of an aqueous ammonium sulfate solution 15 in the amount of about 6,000 t / a. Of the inhibited process liquids, 1 1,000 t / a is considered
  • Suspending agent 17 returned to the conventional methane fermenter station 6, so that in total only about 139,300 t / a of liquid residues in conventional Pond systems 21 must be post-treated. While without the technical solution used in the example the Pond-System 21 a total of 150,000 t / a POME 22 untreated with a content of
  • the BOD reduction is at least apparent
  • the resulting BOD reduction thus reaches about 5,600 t / a and thus more than 65%.
  • the COD reduction results from the withdrawal
  • the total COD reduction in the Pond system 21 thus reaches about 70%, which reduces the performance requirements of the Pond system 21 to about 30% of the initial situation.
  • Example 150,000 t of POME 22 and 12,500 t of DS 29 are recycled materially and energetically each year with the aid of the technical solution according to the invention.
  • the recovered from 7,000 t / a in the flotation station 19 flotation 5, 12,500 t / a DS 29 and 1 1,000 t / a biofiltrate 18 from the Hemmstoffentfrachtungsstation 12 in the suspending station 16 produced biosuspension prior to use in a conventional Methane fermentation station 6 spatially from both the main fermentation stage 31 and the Nachfermentationsthe 32nd
  • Fermentation stages 31, 32 is available primarily for the methanation activities. This leads to an increased degradation in the
  • Biosuspension contained organic substance, connected to an increased biogas yield and an increased concentration of inorganic plant nutrients in the digestate 7.
  • the biological desulfurization station 13, the biogas from the UASB fermenter station 4, the hydrolysis 30, the main fermentation stage 31, the Nachfermentationsprocess 32 and the gas-tight digestate storage 33 are now supplied.
  • the gas store which is spatially separated from the UASB fermenter station 4 as well as from the conventional methane fermenter station 6, which in the example is designed as a double-membrane reservoir, is now used extensively for the temporary storage of desulfurized biogas, resulting in
  • the 150,000 t / a POME 22 produced in a palm oil mill for the processing of 300,000 t FFB 23 per year, and the 12,500 t / a DS 29 are treated according to the invention.
  • 70,000 t / a EFB 24, 45,000 t / a MF 25 and 7,500 t / a KC 26 are used.
  • the quantities of KS 27 also accumulating in the palm oil mill will continue to be used as high-energy fuels in addition to the
  • the suspending station 16 is preceded by a crusher station for obtaining an additional finely divided fiberized feedstock.
  • a biosuspension with an average dry matter content of 15% the suspending station 16 is preceded by a crusher station for obtaining an additional finely divided fiberized feedstock.
  • Methane fermenter station 6 This is a total of four gas-supplying
  • Hydrolysis stage 30 and Nachfermentationstress 33 are batchwise operated.
  • the hydrolysis step 30 is operated at a medium temperature of 50 ° C on average.
  • the main fermentation stage 31 is operated at an average of 41 ° C. in the mesophilic environment
  • the treatment in the secondary fermentation stage 32 takes place in the thermophilic environment at an average of 53 ° C.
  • Treatment levels 30, 31, 32 is at least 60,000 m 3 .

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Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine technische Lösung angegeben, mit deren Hilfe flüssige (1) und feinteilige Reststoffe der Palmölgewinnung unter Vermeidung von Umweltbelastungen verwertet werden. Dazu werden erprobte biotechnologische Verfahrensschritte so eingesetzt, dass das in den Reststoffen enthaltene Potential an biogenem Kohlenstoff weitgehend energetisch erschlossen und die in den Reststoffen enthaltenen Pflanzennährstoffe in überwiegend pflanzenverfügbarer Form erhalten bleiben. Dazu werden den flüssigen Reststoffen (1) in einem ersten Schritt Fettanteile und Schwebstoffe entzogen. Während die dabei gewonnene wässrige Phase (3) vorzugsweise im Festbettfermenter (4) lediglich über einen Zeitraum von maximal 5 Tagen anaerob behandelt wird, erfolgt die anaerobe Behandlung des von den flüssigen Reststoffen abgeschiedenen Schlamms (5) gemeinsam mit anderen feinteiligen Reststoffen (24, 25, 26, 29) in vergleichsweise klein dimensionierten Prozessbehältern mehrstufig (30, 31, 32) über einen Zeitraum von wenigstens 25 Tagen.

Description

Patentbeschreibung
Titel
Verfahren zur stofflichen und energetischen Verwertung von flüssigen und feinteiligen Reststoffen der Palmölgewinnung Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur stofflichen und energetischen
Verwertung von flüssigen und feinteiligen Reststoffen der Palmölgewinnung. Eine derartige technische Lösung wird in Betriebsstätten zur
Pflanzenölgewinnung, vorzugsweise in Palmölmühlen, benötigt. Stand der Technik
Die Gewinnung von Palmöl besitzt in vielen Regionen der Erde eine beachtliche volkswirtschaftliche Bedeutung sowohl für die Fettversorgung der
Ernährungsindustrie und weiterer Industriezweige als auch zur Erhaltung der Kulturlandschaft. Auch in modernen so genannten Palmölmühlen ist das Verhältnis von gewonnenem Palmöl zu anfallenden biogenen Reststoffen nicht gegenüber traditionellen Techniken verändert. Bezogen auf einen Masseteil FFB (Fresh Fruit Bunches) wird mit dem Anfall von Handelsprodukten in Form von
0,21 bis 0,25 Masseteilen Palmöl,
0,023 bis 0,027 Masseteilen Palmkernöl,
- 0,07 bis 0,075 Masseteilen KS (Kernel Shells) und
- 0,024 bis 0,028 Masseteilen KC (Kernel Cake)
sowie mit dem Anfall an biogenen Reststoffen in Form von
- 0,22 bis 0,25 Masseteilen EFB (Empty Fruit Bunches),
0,06 bis 0,08 Masseteilen DS (Decanter Sludge),
- 0,8 bis 1 , 1 Masseteilen POME (Palm Oil Mill Effluent),
0, 13 bis 0, 16 Masseteile MF (Mesocarp Fibres)
gerechnet. Unter Inkaufnahme von ökologischen Problemen werden die anfallenden MF zu einem großen Anteil und die anfallenden EFB vereinzelt mittels üblicher Dampfkesseltechnik energetisch verwertet. Wegen der mit niedrigen Schmelztemperaturen anfallenden Schlacken sind diese
Verwertungsprozesse regelmäßig gestört. Die in den derart verwerteten Reststoffen enthaltenen Pflanzennährstoffe Stickstoff und Schwefel gehen für den Wirtschaftskreislauf grundsätzlich verloren und führen gleichzeitig zu vermeidbaren Emissionen von
Klimaschadstoffen. Die anfallenden kalium- und phosphorhaltigen
Kesselaschen werden nur vereinzelt als nährstoffhaltige Düngemittel eingesetzt. Alternativ zur energetischen Verwertung mittels Verbrennungsprozessen steht nach dem Stand der Technik für die Reststoffe EFB und MF überwiegend nur die ungeordnete Kompostierung mit den daraus resultierenden Folgen für die Klimabelastung durch emittierende Schadgase, wie Methan, Ammoniak und Lachgas, und durch die unvermeidlichen Nährstoffverluste zur Verfügung. Dagegen gibt es für die zumindest teilweise stoffliche und energetische
Verwertung der Reststoffe POME und DS bereits realisierte Beispiele im Zusammenhang mit der Anwendung biotechnologischer aerober und anaerober Verfahren. Eine Vielzahl von Weiterentwicklungen dient bisher in erster Linie der energetischen Verwertung bei gleichzeitiger Verminderungen der
Klimaschädigung.
So wird mit der WO 00/41976 (1999) vorgeschlagen, die in POME enthaltenen Inhaltsstoffe zunächst in belüfteten Lagunen zur Biomasseproduktion als Futtermittel für die Fischzucht zu behandeln und anschließend in so genannten Schönungsteichen zu vorflutfähigem Abwasser aufzubereiten. Die Nutzung des im POME enthaltenen energetischen Potentials ist darüber hinaus nicht
Gegenstand dieses Vorschlages.
Die US 2010/0197780 Al (2008) beschreibt eine technische Lösung, mit deren Hilfe dem POME Inhaltsstoffe entzogen werden, die beispielsweise in der Krebstherapie angewendet werden könnten. Hinweise zur Erschließung der im POME enthaltenen Pflanzennährstoffe und zur Nutzung des enthaltenen energetischen Potentials sind der Beschreibung dagegen nicht zu entnehmen.
Die WO 2009/131265 AI (2008) beschreibt einen Verfahrensvorschlag, der das Mischen von EFB, KS, MF, DS und POME und das anschließende Behandeln mit einer so genannten funktionellen Mikrobengemeinschaft (FMC) vorsieht, um einen Biodünger mit das Pflanzenwachstum fördernder Aktivität oder mit fungizider Wirkung zu erhalten. Während das dafür erforderliche Zerkleinern der EFB bekanntermaßen ein verschleiß- und energieintensiver Prozess ist, bleibt die Nutzung des energetischen Potentials dieser Reststoffe bei diesem Vorschlag unbeachtet.
Mit der WO 2010/138254 AI (2009) wird ein technischer Lösungsvorschlag bekannt gemacht, der eine Ultraschallbehandlung insbesondere des POME vorsieht, um damit eine erhöhte Ölausbeute und zugleich eine einen geringeren chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) des abgereicherten POME für die traditionelle Nachbehandlung in Teichanlagen zu erreichen. Dieser Vorschlag ermöglicht mit einiger Wahrscheinlichkeit eine Verringerung der
Flächeninanspruchnahme für die erforderlichen Teichanlagen, gibt jedoch keine Hinweise zur Nutzung des Nährstoff- und Energiepotentials der verfügbaren POME-Mengen. Die WO 201 1/087202 AI (2010) offenbart einen Vorschlag für die Behandlung des POME, um durch Anwendung von aufeinanderfolgender Phasentrennung, durch aerobe und anaerobe mikrobielle Behandlung, durch Filtration und mittels Umkehrosmosetechnik einen nutzbaren Ölschlamm und wiederverwendbares Prozesswasser zu erhalten. Ohne eine bewertbare Kennzeichnung der technischen Mittel für die Verwertung des bezeichneten Ölschlamms, der möglicherweise das überwiegende Nährstoff- und Energiepotential der eingesetzten POME-Mengen enthält, kann der Fachmann dieser Quelle keine nacharbeitbaren Schritte für die stoffliche und energetische Verwertung des POME entnehmen. Mit der US 2012/0040442 AI (2010) wird ein Verfahren zur Behandlung von POME offenbart, das zunächst die Zugabe von Butyrat und die anschließende anaerobe Fermentation, vorzugsweise im mesophilen Milieu, vorsieht. Als bevorzugte Apparatetechnik für die Fermentation wird dabei die UASB- Fermentertechnik vorgesehen. Wenngleich unverzichtbare Schritte für die energetische Verwertung des POME mittels UASB-Fermentationstechnik unerwähnt bleiben, ist die Nutzung des Nährstoffpotentials kein Gegenstand des vorgeschlagenen Verfahrens.
Die DE 10 210 034 135 AI (2010) beschreibt ein Verfahren zur Aufarbeitung von festen und flüssigen Abfällen aus der Pflanzenölproduktion, das sich der bekannten hydrothermalen Carbonisierung, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 170 °C und 320 °C, bei Drücken zwischen 5 und 15 bar, bei pH- Werten zwischen 3,0 und 6,9 und bei Behandlungszeiten zwischen 0,5 und 16 Stunden, bedient. Damit sollen auch aus den eingesetzten flüssigen und festen Produktionsresten der Palmölgewinnung eine kohlenstoffreiche
Fe st Stofffraktion und eine Abwasserfraktion gewinnbar sein. Ob und in welchem Umfang das Abwasser aus dem Carbonisierungsprozess zu mehr oder weniger großen Anforderungen an die Abwasserbehandlung zur Vermeidung von Umweltschäden führt, ist nicht beschrieben. Ebenso wenig werden
Hinweise zur Nutzung des Potentials an Pflanzennährstoffen gegeben. In der WO 2012/1 17537 AI (201 1 ) wird ein Verfahren zur biologischen Abwasserbehandlung aus der Palmölgewinnung mittels Methanfermentation beschrieben, bei dem durch gezielte Zugabe von Spurenelemente enthaltender Asche aus der Verbrennung ausgewählter fester Reststoffe, wie EFB, MF oder KS der Prozess der POME-Fermentation verbessert werden soll.
Bekanntermaßen wird die Zugabe von Spurenelementen in erster Linie in anaerob betriebenen Rührbehältern benötigt, die im Durchflussverfahren betrieben werden. In diesen nicht ausspülsicheren Apparaten kann sich eine adaptierte Methanbakterienmischkultur nur bedingt ausbilden. Unabhängig davon entspricht die Methanfermentation mittels gerührter und im Durchfluss betriebener Apparate nicht dem entwickelten Stand der Technik und kann deshalb die Anforderungen an eine energetische Nutzung des POME kaum erfüllen. Hinweise für die stoffliche Verwertung fehlen gänzlich.
Die EP 2 546 352 A I (201 1 ) enthält die Beschreibung einer technischen Lösung, die zur Verminderung der Methanemission bei der aeroben
Behandlung von POME in Palmölmühlen geeignet sein soll. Dazu sollen in mehreren Behandlungsschritten unter aeroben Kultivierungsbedingungen aus ausgewählten Reststoffen der Palmölproduktion als
Kohlenstoff- und Nährstoffquelle heterotrophe und/oder mixotrophe
Mikroorganismen gewonnen werden, mit deren Hilfe bei der kombinierten anaeroben und aeroben Behandlung der BSB-Gehalt des POME deutlich verringert werden kann. Bei der beschriebenen technischen Lösung geht es offensichtlich in erster Linie um das Vermindern der Emission von
Luftschadstoffen und weniger um das stoffliche und energetische Verwerten von Reststoffen der Palmölgewinnung. Ein anderer Vorschlag zur verfahrenstechnischen Behandlung von POME aus Palmölmühlen wird in der WO 2013/0621 17 AI (201 1 ) beschrieben. Dabei geht es in erster Linie um das zuverlässige und kostengünstige Abscheiden einer ölhaltigen Fraktion aus dem anfallenden POME, indem durch Erhöhung der Temperatur das Aufschwimmen der ölreichen Phase bewirkt wird. Damit soll der entstehende Schwimmschlamm von einem dazu geeigneten
Absorptionsmittel aufnehmbar sein und durch eine einfache Fest-Flüssig- Trennprozedur ein Abwasser mit geringeren BSB-Gehalten gewonnen werden können. Zweifellos ist das separate Nutzen des gewonnenen Ölschlammes eine Grundlage für die energetische Verwertung des POME. Die stoffliche
Verwertung bleibt dagegen von diesem Vorschlag unberührt.
Die WO 2013/169091 AI (2012) offenbart einen Vorschlag zur POME- Verwertung aus Palmölmühlen, der zunächst nach einer Vorbehandlung in Form einer Ölabscheidung und die anschließende Methanfermentation der von einer Ölhaltigen Phase abgereicherten POME-Fraktion vorsieht. Neben dem Biogas sollen sich nach diesem Vorschlag die Fermentationsreste in eine
düngetechnisch nutzbare Fraktion und in eine der membrantechnischen
Behandlung zugänglichen Abwasserfraktion trennen lassen, um beispielsweise das gewinnbare Filtrat auch zu Kesselspeisewasser aufbereiten zu können. Zur Vermeidung von Biofouling müssen mit keimhaltigen biogenen Substraten belastete membrantechnische Systeme regelmäßig mit wirksamen chemischen Mitteln behandelt werden, was sowohl der düngetechnischen Nutzung der nährstoffhaltigen Schlämme als auch der Verwertung der Reinwasserfraktion zu Kesselspeisewasser entgegensteht.
Mit der WO 2014/1 12703 AI (2013) wird eine technische Lösung für
die Behandlung sowohl der flüssigen als auch der festen Reststoffe
aus der Palmölproduktion offenbart.
Die nahezu komplette stoffliche Verwertung der Reststoffe wird
vorschlagsgemäß dadurch erreicht, dass in einer ersten Verwertungslinie POME gekühlt, neutralisiert und hinsichtlich des physikalischen Verhaltens
konfektioniert wird, um danach mit Hilfe von Fraktionierungs-, Dekantier- und Flotations- Schritten einen Decanterkuchen und einen Flüssigdünger zu gewinnen. In einer zweiten Verwertungslinie wird außerdem unter Einsatz des in der ersten Linie aus dem POME gewonnenen Decanterkuchens und der Zugabe von MF, zerkleinerten KS, zerkleinerten EFB und KC ein Mischprodukt hergestellt, das mit Hilfe von Heißluft getrocknet und in staubförmiger oder pelletierter Form als festes Düngemittel genutzt werden soll. Abgesehen von der wirtschaftlichen und energetischen Fragwürdigkeit dieses Vorschlages wird auf die energetische Verwertung des Hauptteils der in den Reststoffen enthaltenen organischen Trockensubstanz verzichtet. Damit bleiben sowohl die
wirtschaftlichen Möglichkeiten wegen der unzureichenden Erschließung des verfügbaren energetischen Potentials und damit auch die Reserven für die Vermeidung der Emissionen von C02 eq aus der Kompensation des Einsatzes von fossilen Energieträgern ungenutzt.
Die WO 2015/156386 AI (2015) beschreibt ein Verfahren zur Trennung einer Öl-/Wasser-Emulsion mit Hilfe der Mikroblasentechnologie, mit dem auch POME von öligen Inhaltsstoffen entfrachtet werden kann. Angaben zur
Verwertung des gewinnbaren Ölschlammes und der wässrigen Fraktion fehlen jedoch.
Neben den in Schutzschriften bezeichneten technischen Lösungen
lassen sich Vorschläge zur Lösung des Problems der stofflichen und
energetischen Verwertung von Reststoffen aus der Palmölproduktion auch aus verschiedenen Firmenofferten und Fachveröffentlichungen entnehmen. Im Jena Economics Research Papers 201 1 -037 findet sich eine Betrachtung der Emissionsminderungspotentiale in der Palmölwirtschaft unter besonderer Betrachtung der Erschließung der in den Palmölmühlen anfallenden biogenen Reststoffen enthaltenen Nährstoffpotentiale. Diese Betrachtung weist aus, dass bei einer gesamten Berücksichtigung des Energieaufwandes für den Betrieb der Plantagen, der Palmölmühlen, des Refinerings und des Transportes
(des Palmöls) nach Europa für unterschiedliche konventionelle Szenarien durch Emissionen an C02-eq je MJ mit fossiler Energie produzierten Palmöls zwischen 40,0 und 45, 1 g C02 eq/MJ gekennzeichnet ist. Dagegen reduziert sich dieser Wert bei einem energieautarken Betrieb der Palmölmühle im
Idealfall auf einen Wert von 13,4 g C02 eq/MJ. Allerdings ist dieser Schrift nicht zu entnehmen, mit welchen technischen Mitteln der berechnete Idealfall realisiert werden kann.
Dagegen informiert (2012) die Camco International (http://waste-management- world.corn) über die Entwicklung einer energetischen POME- Verwertung mittels Methangärung. Im Rahmen eines Über eine Laufzeit von 13 Jahren konzipierten Projektes soll nachgewiesen werden, dass für die Betreiber von malaysischen Palmölmühlen das Einspeisen des aus der energetischen POME- Verwertung gewinnbaren Stromes in das Versorgungsnetz und das Vermarkten der daraus ableitbaren Emissionszertifikate eine Option für die verbesserte Wirtschaftlichkeit ist. Hinweise zur Erschließung des im POME enthaltenen Nährstoffpotentials sind dieser Information nicht zu entnehmen.
Durch die VEOLIA Water (www.biothane.com) (2012) wird unter der Marke POMETHANE® eine technische Lösung für die energetische Verwertung von Reststoffen der Palmölproduktion publiziert. Dabei handelt es sich um ein anaerobes biotechnologisches Verfahren im thermophilen Milieu, das bislang bekannten Methanfermentationsverfahren für POME im mesophilen Milieu überlegen sein soll. Die Vorteile würden sich daraus ergeben,
- dass auf die POME-Kühlung verzichtet werden kann,
- dass ein maximaler Biogasertrag zu erzielen ist,
dass kürzere Behandlungszeiten erforderlich sind, dass kompaktere Anlagendimensionen erreicht werden und
dass die Umweltbelastungen minimiert werden können.
Im Ergebnis würden in einer Palmölmühle mit einer Kapazität von 60 t FFB/h täglich 770 m3 POME anfallen. Die daraus gewinnbare Elektroenergie wird mit einer Dauerleistung in Höhe von 1 ,2 MW angegeben. Es würde eine CSB- Reduktion von mehr als 90 % erreicht werden.
Für den Fachmann wird deutlich, dass in 700 m3 POME durchschnittlicher Qualität wenigstens 45 t feinstteilige und flüssige organische Trockenmasse enthalten sind, der mittels ausgereifter anaerober Fermentationstechnik
Biogasmengen mit einem Heizwert von täglich mehr als 310 MWh entzogen werden könnten. Bei Verwertung dieser Energiemenge in üblichen
Blockheizkraftwerken mit lediglich 40 % elektrischem Wirkungsgrad beträgt die gewinnbare elektrische Leistung mehr als 5 MW. Da
bekanntermaßen das gewinnbare Biogas nahezu ausschließlich aus dem biotechnologischem Abbau des im POME enthaltenen BSB resultiert, kann sich mit der beschriebenen technischen Lösung die BSB-Reduktion bestenfalls in Höhe von 20 % und die CSB-Reduktion damit um deutlich weniger als 20 % erzielen lassen.
Im Journal of Cleaner Production 44 (2013) fwww.eisevier.com/locate/iclepro) wird über ein aktuelles Verfahren des Thünen Institutes für Agrartechnologie zur Verwertung von POME und anderen Reststoffen der Palmölproduktion- Verwertung informiert. Es sieht vor, das anfallende POME in einem
Zwischenspeicher abzukühlen und anschließend einer Methan-Fermentation im anaeroben Behältersystem, vorzugsweise in Festbett-Fermentern, zuzuführen. Der dort anfallende Grundschlamm soll eingedickt und gemeinsam mit zerkleinerten EFB kompostiert werden. Der übrige Fermentationsrückstand soll zur Nachbehandlung in bisher üblicher Weise in ein offenes Teichsystem eigeleitet werden. Es wird vorausgesetzt, dass die mechanisch schwierig zu realisierende Aufgabe der EFB-Zerfaserung gelöst ist und dass eine kosten- intensive emissionsarme geschlossene Kompostierungstechnik verfügbar ist.
Im European International Journal of Science and Technolog y, Vol. 2, 2013 (www.cekinfo.org.uk) wird ein verbessertes Verfahren zur POME-Verwertung zur Biogasgewinnung beschrieben. Danach sollen die bisher genutzten unabgedeckten Teichanlagen nachgerüstet werden durch den Einsatz einer dreistufigen Behälteranlage, in der
die erste Stufe in erster Linie der Zwischenlagerung, Abkühlung
und Verteilung der POME-Mengen aus dem Mühlenprozess dient, die zweite Stufe der primären Fermentation und
die dritte Stufe der sekundären Fermentation
dienen soll. Das während der 14-tägigen Behandlungszeit anfallende Biogas würde einen Methangehalt von 50 % aufweisen. Das gereinigte und auf etwa 10 bar komprimierte Biogas soll dann einer bekannten Druckwasserwäsche zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid und Schwefelwasserstoff unterworfen werden. Damit soll das gewonnene Gas wahlweise sowohl für die Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie als auch für die Fahrzeugbetankung genutzt werden können. Hinweise, die über den allgemeinen Wissensstand hinausgehen, können dieser Veröffentlichung jedoch nicht entnommen werden.
In der Asian Journal of Microbiology & Environmental Sciences Paper, Vol. 16, 2014 (www.envirobiotechiournals.com') wird auf die POME- Verwertung mittels anaerober Vergärung eingegangen. Bei der stufenweisen Methanfermentation im mesophilen Milieu in hintereinander geschalteten Bereichen wurde danach die aktivste mikrobielle Population im Zulaufbereich mit abnehmender
Aktivität zukünftige technische Entwicklungen nutzbar sein. Die Beschreibung technischer Lösungsschritte sind in dieser Veröffentlichung dagegen nicht enthalten.
Durch den CDM-Executive Board der UNFCCC/CCNUCC wurde der
Ergebnisbericht Nr.13.1 vom 01 .04.2014 zur Bewertung des Kumbamgo POME methane capture project der New Britain Palm Oil Limited in Papua New Guinea veröffentlicht. Mit Hilfe der weiterentwickelten Technik für die
Verwertung von täglich etwa 1.100 m3 POME soll eine jährliche
Emissionsminderung in Höhe von etwa 63.000 t C02eq erreicht werden können. Die Grundlage hierfür bildet vorschlagsgemäß die anaerobe Behandlung der gesamten bei der Palmölgewinnung anfallen den POME-Menge, der die Dünnphase aus der Phasentrennung der dem Fermentationsprozess
entnommenen Sedimente zugesetzt werden. Während die Dickphase aus dieser Phasentrennung für die Nutzung als Düngemittel vorgesehen ist, soll der flüssige Ablauf aus der anaeroben Behandlung weiterhin in offenen Teichen bis zur Vorflutqualität nachbehandelt werden. Es darf bezweifelt werden, dass mit diesen einfachen Maßnahmen ein Emissionsminderungseffekt in der
prognostizierten Größenordnung erzielbar ist.
Die E.Quadrat GmbH (www.equadrat-gmbh.eu) informiert 2014 in auf einer Informationsveranstaltung der GIZ über ein Biogasprojekt in Belitung,
Indonesien. Konzeptionsgemäß werden danach aus täglich 495 m3 POME 13.851 m3 Biogas mit einem Methangehalt von etwa 52 Vol.-% gewonnen. Die angewendete technische Lösung besteht bei diesem Projekt insbesondere in der Abdeckung der einzelnen Becken einer üblichen Teichanlage für die
anfallenden POME-Mengen durch an sich bekannte Doppelmembranen, im Einsatz von Einrichtungen zur Umwälzung des POME in den Teichen, in der Nutzung des verfügbaren Gasspeichervolumens von maximal etwa 15.000 m3 und damit zur stabilen energetischen Gasverwertung mittels Gasmotoren- Blockheizkraftwerkstechnik. Die mit dieser technischen Lösung realisierte elektrische Leistung in Höhe von 1 ,2 MW entspricht lediglich einer Rate von max. 35 % des mit bereits bekannten biotechnologischen Mitteln erschließbaren energetischen Potentials in Höhe von wenigstens 3,2 MWei..
Die BioEnergy Consult (www.bioenergyconsult.com) erläutert (2015)
Verwertungsverfahren für POME mittels anaerober Vergärung in
volldurchmischten Durchfluss-Fermentern. Im Vergleich zwischen der üblichen POME-Behandlung in Teichsystemen soll die Behandlung in anaerob
betriebenen Fermentern durch folgende Effekte gekennzeichnet sein, wenn sich bei BSB-Gehalten zwischen 25 und 66 g/1 der CSB-Gehalt des POME zwischen 44 und 103 g/1 bewegt:
- CSB - Minderung = 97 %
- Behandlungszeit im anaeroben System = 10 Tage
- Methanausbeute je kg CSB = 0,2 kg Methangehalt des Biogases = 55 Vol.-%
Feststoffaustrag im Gärrest = 8 g/1.
Die ausgewiesene Methanausbeute je kg CSB beträgt nur etwa 66 % des mit bekannten technischen Mitteln erzielbaren Ergebnisses, weshalb die behauptete Wirkung in Form von 97 % CSB-Minderung durch die beschriebene technische Lösung nicht plausibel ist.
In http://biomassresearch.eu (2015) findet sich die Information über die
Biogasgewinnung aus POME. Danach könnten 80 % der
Treibhausgasemissionen einer traditionell arbeitenden Palmölmühle vermieden werden, wenn die POME-Verwertung klimaneutral in geschlossenen
Fermenter Systemen erfolgen würde. Während die gewinnbaren Biogasmengen für die Prozessenergieversorgung der Palmölmühlen nutzbar sind, sollten die anfallenden Gärreste als Düngemittel zum Einsatz kommen. Auf die
Möglichkeit der Erschließung von Effizienzreserven durch Beeinflussung des Gehaltes an Trockensubstanz, des pH-Wertes und durch Einsatz spezieller Mikroorganismen wird hingewiesen. Allerdings finden sich in der Information keine Hinweise dazu, mit welchen technischen Mitteln die energetische und die stoffliche Verwertung des POME tatsächlich erfolgen sollen.
Mit dem Monitoring Report des Government oft he Principality of
Liechtenstein (2015) zum Projekt Univanich Lamthap POME Biogas Project (www.de.myclimate.org) werden die Wirkungen des Einsatzes von
Umwälztechnik in POME-Lagunen und deren gasdichte Abdeckungen dokumentiert. Danach gelangen die anfallenden POME-Mengen durch eine Kühleinrichtung zu einem Misch- und Ausgleichsbehälter, dem auch DS aus der Rohölreinigung zugeführt wird. Der Ablauf der gasdicht abgedeckten Lagune gelangt in einen kleiner dimensionierten Absetzteich, dessen Sedimente in den Biogasprozess zurückgeführt werden. Danach werden die Gärreste in üblicher Weise in Teichanlagen bis zur Vorflutqualität behandelt. Hinweise zu den erreichbaren Wirkungen aus der Nutzung der energetischen und stofflichen Potentiale, zur Verringerung des Flächenverbrauchs für verkleinerte
Teichanlagen und zur erzielbaren Emissionsminderung sind aus dem Report nicht ableitbar. Die Hindawi Publishing Corporation (www.hindawi.com) informiert im Journal of Combustion (Vol. 2015) über die Biogasgewinnung aus POME und die Auswirkungen der Beeinflussung der Biogasqualität. Ohne auf
Verfahrensschritte zur Biogasgewinnung aus POME besonders einzugehen, wird solchem Biogas ein CH4-Gehalt von 60 % und eine problematische
Entzündungsfähigkeit und Flammenausbildung attestiert. Deshalb soll technisch erzeugter Wasserstoff zur Kompensation dieser erklärten Mängel dem Biogas zugemischt werden.
Den bekannten technischen Lösungen zur POME-Verwertung haftet der gemeinsame Mangel an, dass neben dem Aufzeigen der nutzbaren Ressourcen aus einer wirksamen Verwertung des POME und anderer biogener Reststoffe der Palmölgewinnung für den Klimaschutz, für die Gewinnung von Energie aus regenerativen Quellen und für Wertstoffgewinnung eine wirtschaftlich umsetzbare technische Lösung für die stoffliche und energetische Verwertung des POME nicht angegeben werden kann.
Aufgabe der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb im Entwickeln einer technischen Lösung, mit deren Hilfe die Mängel des bekannten Standes der Technik überwunden werden können. Dabei geht es gleichzeitig um die Erfüllung von wenigstens vier
Zielstellungen:
Erstens soll die zu entwickelnde technische Lösung die rationelle Erschließung und das Nutzbarmachen des in den verfügbaren Reststoffen enthaltenen energetischen Potentials für die energieautarke Palmölgewinnung und für Dritte ermöglichen.
Zweitens soll das in den Reststoffen enthaltene Nährstoffpotential überwiegend in leicht zu handhabende organische Mehrkomponenten-Düngemittel mit vergleichsweise hohen Konzentrationen der Hauptnährstoffe Stickstoff, Phosphor, Kali und Schwefel konzentriert und in den Wirtschaftskreislauf zurückgeführt werden können.
Drittens sollen die großflächigen Teichanlagen zur Behandlung der anfallenden flüssigen Reststoffe wenigstens teilweise eingespart werden können.
Viertens sollen mittels erzielbarer Verminderungen von Schadstoffemissionen aus der Vermeidung des Einsatzes fossiler Energieträger, aus der Reduzierung von mobilen Transporterfordernissen, aus der Reduzierung des Einsatzes von chemischen und/oder mineralischen Düngemitteln und aus dem geringeren Flächenverbrauch für die benötigten Teichsysteme unübersehbare Beiträge zur Emissionsminderung von Klimaschadstoffen und für die erhöhten Anforderungen an die Nachhaltigkeit erzielbar sein. Beschreibung der Erfindung:
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Danach erfolgt die stoffliche und energetische Verwertung von flüssigen und feinteiligen Reststoffen der Palmölgewinnung durch das Behandeln dieser Reststoffe unter Sauerstoffausschluss und durch das Gewinnen von
methanhaltigem Biogas für die energetische Verwertung in Gasmotoren oder Kesselanlagen. Hierbei werden die flüssigen Reststoffe wenigstens einer Vorbehandlung mit physikalischen Mitteln zugeführt. Das ist die Voraussetzung dafür, dass die nach der Vorbehandlung besonders schwebstoffarme und zumindest teilweise abgekühlte wässrige Flüssigfraktion mit Hilfe der an sich bekannten UASB-Fermentationstechnik anaerob behandelt werden kann.
Die bei der Vorbehandlung von der wässrigen Flüssigfraktion abgeschiedenen öl- und schwebstoffreichen Anteile der flüssigen Reststoffe werden dagegen einer an sich bekannten konventionellen Methanfermentation unterworfen. Die faserhaltigen Gärreste aus der konventionellen Methanfermentation werden einer der Gewinnung einer feststoffreichen Düngerfraktion dienenden
Phasentrennung zugeführt. Die bei der Phasentrennung anfallenden Biofiltrate werden gemeinsam mit den Gärresten aus der UASB-Fermentationstechnik einer Hemmstoffentfrachtungsstation zugeführt. Diese Prozedur dient einerseits der Vermeidung einer für den Fermentationsprozess toxisch wirkenden erhöhten Hemmstoffkonzentration, wenn bei der Suspendierung der Einsatzstoffe für die konventionelle Methanfermentation ein zusätzliches Suspendierungsmittel in Form von verfügbaren hemmstoffreichen Recyclaten benötigt wird. Immer dient diese Prozedur jedoch der Gewinnung eines flüssigen Düngerkonzentrates in Form einer wässrigen Ammoniumsulfatlösung und damit zugleich der Minderung der CSB-Belastung der in üblichen Pond-Systemen
nachzubehandelnden Abwässer. Die in der UASB-Fermentation und in der konventionellen Methanfermentation anfallenden Biogase enthalten als so genanntes Rohbiogas neben Methan und Kohlenstoffdioxid auch
Schwefelwasserstoff. Das anfallende Rohbiogas wird in einer räumlich von der Fermentationstechnik getrennten biologischen Gasentschwefelungsstation bei gleichzeitiger Gewinnung einer schwefelsauren Prozessflüssigkeit behandelt. Dies dient nicht nur der Vermeidung von klimaschädlichen Emissionen von Schwefeloxiden bei der energetischen Gasverwertung, sondern auch der Rückführung des Schwefelpotentials als Düngemittel in den
Wirtschaftskreislauf. Unter Einsatz der bei der Gasentschwefelung gewonnenen schwefelsauren Prozessflüssigkeit in der Hemmstoffentfrachtungsstation wird eine wässrige Ammoniumsulfatlösung als flüssiges Düngemittel gewonnen. Dieses verfügt über vergleichsweise hohe Gehalte der pflanzenverfügbaren Nährstoffe Stickstoff und Schwefel. In der Suspendierstation werden als flüssiges Suspendierungsmittel in erster Linie die insbesondere von Ammonium weitgehend befreiten Biofiltrate und flüssigen Gärreste der UASB-Fermentation aus der Hemmstoffentfrachtungsstation eingesetzt. Mit Hilfe dieser technischen Lösung werden gemäß der Erfindungsaufgabenstellung auf besonders wirtschaftliche Weise die bezeichneten vier Wirkungen erzielt:
Der überwiegende Teil des biotechnologisch erschließbaren Energiepotentials wird in Form eines weitgehend entschwefelten Biogases für die unmittelbare energetische Verwertung in Blockheizkraftwerken, in Gas-und Dampfturbinen- Kombinationen und/oder in Dampfkesselanlagen genutzt. Das in den
eingesetzten Reststoffen enthaltene anorganische Nährstoffpotential wird in Form der festen Phase aus der Phasentrennung der Gärreste der konventionellen Methanfermentation, die den überwiegenden Teil der Pflanzennährstoffe Phosphor, Kalium, Calcium und Magnesium und einen Anteil des Stickstoffs und Schwefels enthalten, genutzt. Die im Rohbiogas enthaltenen
Schwefelverbindungen sowie der in den Gärresten der UASB-Fermentation und in den Biofiltraten der Phasentrennstation enthaltene Ammoniumstickstoff werden als wässrige Ammoniumsulfatlösung in der
Hemmstoffentfrachtungsstation für die Pflanzendüngung erhalten.
Das den eingesetzten Reststoffen entzogene Biogas sowie die erhaltenen Düngerkomponenten mindern einerseits die BSB- und CSB-Belastung der konventionell nachzubehandelnden Biofiltrate aus der Phasentrennung und der von Hemmstoffen entfrachteten Gärreste aus der UASB-Fermentation und andererseits die bisher in Kauf genommene Klimaschädigung durch die adäquate Nutzung fossiler Energiequellen und chemischer oder mineralischer Düngemittel sowie durch die Emission von Klimaschadstoffen bei der konventionellen Reststoffbehandlung. Proportional zum Entzug von
organischen und mineralischen Anteilen aus den der vorschlagsgemäßen
Behandlung unterworfenen Reststoffen sinken auch die Anforderungen an den Flächenbedarf für die Nachbehandlung der flüssigen Fermentationsrückstände in Pond-Systemen, sofern diese zum Erreichen der geforderten Vorflutqualität weiterhin genutzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die Vorbehandlung der flüssigen Reststoffe mittels Flotationstechnik und Ölabscheidetechnik, vorzugsweise unter Einsatz einer Druckentspannungsflotation und/oder einer kombinierten Öl- und Schwebstoffabscheidung mittels Plattenseparatoren, durchgeführt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante wird die UASB-Fermentation der vorbehandelten flüssigen Reststoffe im thermophilen oder mesophilen Milieu durchgeführt. Wegen der erfahrungsgemäß nur geringen Schwankungen der POME-Qualität ist die Wahl eines thermophilen Milieus zumindest bei der UASB-Fermentation möglich, ohne die vergleichsweise empfindlichen thermophilen Kulturen zu überfordern. Gleichzeitig können damit die
technischen und energetischen Anforderungen für das Abkühlen der oft mit Temperaturen von mehr als 80 °C anfallenden POME-Mengen reduziert werden. Es ist weiterhin möglich, die Gärreste aus der UASB-Fermentation bevorzugt mittels nachgeschalteter DENI-Technik zu nutzbarem Prozesswasser
aufzubereiten oder in an sich bekannten Pond-Systemen bis zur geforderten Vorflutqualität nachzubehandeln.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, die in den
Prozessstufen
Ölabscheidung des POME,
- Schwebstoffabscheidung des POME,
mechanische Rohölreinigung mittels Decanter-Technik,
Trennen der autoklavisierten FFB in Palmkerne und EFB,
Trennen des Palmfrucht-Mahlgutes in Rohöl, Palmkerne und MF oder Trennen des Palmkern-Mahlgutes in Palmkernöl, KC und KS anfallenden Reststoffe mit höheren Gehalten an wasserfreier Substanz
zusammenzuführen, im erforderlichen Umfang mit in einer
Hemmstoffentfrachtungsstufe behandelten Gärresten aus der UASB- Fermentation und/oder Biofiltraten aus der Phasentrennstation zu suspendieren und anschließend mehrstufig unter Einsatz adaptierter Methanbakterien- Mischkulturen anaerob zu behandeln. Dabei kann die mehrstufige anaerobe Behandlung unter Anwendung zumindest einer Hydrolysestufe, einer
Hauptfermentationsstufe, einer Nachfermentationsstufe und/oder einer Gärrest- Lagerung durchgeführt werden. Bevorzugt erfolgt wenigstens eine der anaeroben Behandlungsstufen im thermophilen Milieu. Im Interesse eines weitgehenderen Abbaus der organischen Inhaltsstoffe der verfügbaren
Reststoffe mit gegenüber POME größeren Gehalten an wasserfreier Substanz ist es möglich, wenigstens eine der anaeroben Behandlungsstufen batchweise durchzuführen. Mit dieser Maßnahme können in erster Linie längere
Mindestbehandlungszeiten im Fermentationsprozess garantiert werden. Darüber hinaus wird mit einer solchen Maßnahme ein wesentlicher Beitrag zur
Entwicklung und zum Erhalt selektierter und adaptierter Keime in der jeweils batchweise betriebenen Fermentationsstufe erhalten, auch wenn dazu die überwiegend im Einsatz befindlichen volldurchmischten Behältersysteme genutzt werden.
In einer anderen Ausführungsvariante ist es möglich, die wässrige
Ammoniumsulfatlösung aus der Hemmstoffentfrachtungsstation mit
dem überwiegenden Potential des in den eingesetzten Reststoffen enthaltenen pflanzenverfügbaren Stickstoffs und Schwefels direkt zur Pflanzendüngung einzusetzen. Alternativ dazu kann jedoch die wässrige Ammoniumsulfatlösung aus der Hemmstoffentfrachtungs-station mit dem Presskuchen aus der
Phasentrennstation zusammengeführt und als organischer Stickstoff-Kalium- Phosphor-Schwefel-Dünger für die Pflanzenproduktion, vorzugsweise in den Ölpalmplantagen, eingesetzt werden.
In einer energetisch besonders vorteilhaften Variante ist es auch möglich, zur Abkühlung des POME aus der laufenden Palmölproduktion auf die gewählte Behandlungstemperatur in der UASB-Fermenterstation und parallel zur
Aufheizung des Gärrestes aus der UASB-Fermenterstation und/oder des Biofiltrates aus der Phasentrennstation auf die Temperatur des
Ammoniumaustreibers der Hemmstoffentfrachtungsstation von etwa 60 °C einen Wärmetausch durchzuführen. Dies führt sowohl zu technischen und energetischen Einsparungen bei den erforderlichen Abkühlprozessen als auch zur Minderung der energetischen Aufwendungen bei Betrieb des Austreibers in der Hemmstoffentfrachtungsstation.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll nachstehend mit mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
In der beigefügten Zeichnung zeigen
Fig. 1: das vereinfachte Blockschaltbild einer erfindungs gemäß gestalteten
Biogasanlage für den Einsatz von POME und Decanter-Sludge;
Fig. 2: das vereinfachte Blockschaltbild einer erfindungsgemäß gestalteten
Biogasanlage für den Einsatz von POME und Decanter-Sludge, bei der die Fermentationsstufe für die suspendierten Reststoffe mit einer
vorgeschalteten Hydrolysestufe ergänzt ist;
das vereinfachte Blockschaltbild einer erfindungsgemäß gestalteten Biogasanlage für den Einsatz von POME und Decanter-Sludge, die mit einer Aufbereitungslinie zum Gewinnen von feinteiligen EFB, MF und/oder
KC als zusätzliche Einsatzstoffe ergänzt ist.
Beispiel 1 :
Gemäß der Fig. 1 sollen in einer Palmölmühle zur Verarbeitung von jährlich 300.000 t FFB 23 flüssige Reststoffe der Palmölgewinnung 1 in Form von POME 22 und feinteilige Reststoffe in Form von DS 29 stofflich und
energetisch verwertet werden. Verfügbar sind 150.000 t/a POME 22 mit im Mittel 6,7 % Trockensubstanzgehalt und 12.500 t/a DS 29 mit im Mittel 28 % Trockensubstanzgehalt. Die flüssigen Reststoffe der Palmölgewinnung 1, 22 werden einer Vorbehandlung mit physikalischen Mitteln 2 in Form einer Druckentspannungsflotation 19 zugeführt. Dabei wird eine Flüssigfraktion nach der Vorbehandlung der flüssigen Reststoffe aus der Palmölproduktion 1 in Form eines schwebstoffarmen Flotats 3 aus der Flotationsstation 19 gewonnen.
Dieses Flotat 3 wird mittels einer UASB-Fermenterstation 4 mit einem
Nutzvolumen von maximal 2.000 m3 bei mittleren Behandlungszeiten von etwa 5 Tagen und wenigstens zweitägiger Aufenthaltszeit in einer UASB- Fermenterstation 4 anaerob behandelt. Die in der Flotationsstation 19 vom POME 22 abgeschiedenen Anteile 5 in Form des anfallenden
schwebstoffreichen Flotatschlammes werden gemeinsam mit dem verfügbaren feinteiligen DS 29 in einer Suspendierstation 16 zu einer faserhaltigen
Biosuspension aufbereitet. Zur Einstellung eines optimalen Trockensubstanzgehaltes zwischen 12 und 15 % in der Biosuspension wird im erforderlichen Umfang flüssiges Suspendierungsmittel 17 in Form von Biofiltrat 18 und der Flüssigfraktion 3 aus der Flotationsstation 19 hinzugefügt, dem zuvor in der Hemmstoffentfrachtungsstation 12 der überwiegende Anteil des enthaltenen Ammoniums in Form einer wässrigen Ammoniumsulfatlösung 15 entzogen wurde. Die derart gewonnene Biosuspension wird nun einer konventionellen Methanfermenterstation 6 zugeführt. Die konventionelle Methanfermentation 6 ist dabei durch den Einsatz von anaerob betriebenen Fermentationsbehältern mit einem Nutzvolumen von wenigstens 3.000 m3 gekennzeichnet, in denen das Gärsubstrat durch Mechanismen, durch Gaseinpressung und/oder hydraulisch umgewälzt wird. Das in der UASB-Fermenterstation 4 und bei der
konventionellen Methanfermentation 6 anfallende Roh-Biogas mit Gehalten an Schwefelwasserstoff von mehr als 3.000 ppm wird in einer biologischen
Gasentschwefelungssation 13 soweit entschwefelt, dass das die Gasentschwefelungsstation 13 verlassende Biogas nur noch Schwefelwasserstoffgehalte von maximal 10 ppm enthält. Gleichzeitig wird bei der Gasentschwefelung eine schwefelsaure Prozess-flüssigkeit mit einem pH- Wert zwischen 1 ,4 und 1 ,7 gewonnen. Mit deren Hilfe werden die im Austreiber der Hemmstoffent- frachtungsstation 12 bei mehr als 50 °C erzeugten ammoniakhaltigen Wrasen in einer nachgeschalteten Waschkolonne in Form eines Rieselkörperapparates bei Temperaturen von weniger als 25 °C gewaschen. Die dabei entstehende wässrige Ammonium-sulfatlösung 15 mit einem pH-Wert zwischen 3,5 und 4,5 ist unmittelbar als flüssiges Stickstoff-Schwefel-Düngemittel nutzbar. Im Beispiel wird dieses Düngemittel jedoch der in der Phasentrennstation 9
gewonnenen feststoffreichen Düngerfraktion 8 aufgesprüht, so dass nun ein nährstoffreiches Mehrkomponenten-Düngemittel mit hohen Konzentrationen an Stickstoff-, Phosphor-, Kalium- und Schwefelverbindungen verfügbar ist. Aus den jährlich eingesetzten 150.000 t POME werden in der Flotationsstation 19 7.000 t/a Flotatschlamm 5 und 143.000 t/a Flotat 3 gewonnen. Aus dem Flotat 3 werden in der UASB-Fermenterstation 4 bei einer mittleren
Aufenthaltszeit von 5 Tagen jährlich etwa 1 1.500 t Rohbiogas mit einem
Energiegehalt von etwa 61 GWh sowie etwa 131.500 t flüssige Gärreste 11 erzeugt. Die jährlich 12.500 t DS 29 werden mit den 7.000 t Flotatschlamm 5 aus der Flotationsstation 19 und etwa 1 1.000 t Biofiltrat 18 mit abgesenkten Ammoniumgehalten aus der Hemmstoffentfrachtungsstation 12 suspendiert und einer konventionellen Methanfermenterstation 6 zugeführt. Dort wird dem Gärsubstrat bei einer mittleren Aufenthaltszeit von etwa 48 Tagen eine Menge an Rohbiogas von etwa 4.200 t/a mit einem Energiegehalt von etwa 22 GWh/a entzogen. Die verbleibenden Gärreste 7 im Umfang von 26.300 t/a werden in der nachgeschalteten Phasentrennstation 9 zu etwa 7.500 t Presskuchen 8 mit etwa 30 % Trockensubstanzgehalt und 18.800 t/a Biofiltrat 10 getrennt. Dem in der Phasentrennstation 9 anfallenden 18.800 t/a Biofiltrat 10 und den 131.500 t/a Gärresten 11 aus der UASB-Fermenterstation 4 werden in der
Hemmstoffentfrachtungsstation 12 Düngerkonzentrate in Form einer wässrigen Ammoniumsulfatlösung 15 in Höhe von etwa 6.000 t/a entzogen. Von den hemmstoffentfrachteten Prozessflüssigkeiten werden 1 1.000 t/a als
Suspendierungsmittel 17 in die konventionelle Methanfermenterstation 6 zurückgeführt, so dass insgesamt nur noch etwa 139.300 t/a flüssige Reststoffe in üblichen Pond-Systemen 21 nachbehandelt werden müssen. Während ohne die im Beispiel angewendete technische Lösung dem Pond-System 21 insgesamt 150.000 t/a POME 22 unbehandelt mit einem Gehalt von
56.000 mg/1 BSB * 150.000.000 1/a = 8.400 t BSB/a
und 81.000 mg/1 CSB * 150.000.000 1/a = 12.150 t CSB/a
zugeführt würden, enthalten die nun im Pond-System 21 nachzubehandelnden Restflüssigkeiten in Höhe von 139.300 t/a deutlich verminderte
Sauerstoffverbrauchspotentiale.
Die BSB-Minderung ergibt sich zumindest aus
a) der in der UASB-Fermenterstation 4 in das dort aus dem enthaltenen
organischen Potential gebildete Biogas mit einer BSB-Minderung von etwa 5.350 t/a und b) der in der konventionellen Methanfermenterstation 6 anteilig aus dem
Flotatschlamm in das dort gebildete Biogas mit einer BSB-Minderung von etwa 250 t/a.
Die daraus resultierende BSB-Minderung erreicht damit etwa 5.600 t/a und damit mehr als 65 %. Die CSB-Minderung ergibt sich aus dem Entzug an
Pflanzennährstoffen vor dem Einleiten der Restflüssigkeit in das Pond-System 21. Bei einem CSB-dissolved in Höhe von 25 kg/m3 werden den 150.000 t/a des der beispielhaften Behandlung zugeführten POME 22 von den im Mittel enthaltenen anorganischen Nährstoffen Stickstoff, Phosphor, Kalium, Calcium, Magnesium und Schwefel in Höhe von etwa 4,3 kg/t in Form der wässrigen Ammoniumsulfatlösung 15 aus der Hemmstoffentfrachtungsstation 12 und in Form der feststoffreichen Düngerfraktion 8 aus der Phasentrennstation 9 etwa 3,7 kg/t für die Rückführung in den Wirtschaftskreislauf ausgeschleust. Damit reduziert sich die CSB-dissolved-Fracht für den Abbau im Pond-System 21 um
150.000 t/a * 3,7 kg/t = 555 t/a.
Die totale CSB-Reduktion in das Pond-System 21 erreicht damit etwa 70 %, wodurch sich die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit des Pond-Systems 21 auf etwa 30 % der Ausgangssituation verringern.
Beispiel 2:
Gemäß der Fig. 2 werden wie im Beispiel 1 jährlich 150.000 t POME 22 und 12.500 t DS 29 mit Hilfe der erfindungsgemäßen technischen Lösung stofflich und energetisch verwertet. Anders als im Beispiel 1 wird die aus 7.000 t/a in der Flotationsstation 19 gewonnenem Flotatschlamm 5, 12.500 t/a DS 29 und 1 1.000 t/a Biofiltrat 18 aus der Hemmstoffentfrachtungsstation 12 in der Suspendierstation 16 hergestellte Biosuspension vor dem Einsatz in einer konventionellen Methanfermentationsstation 6 einer räumlich sowohl von der Hauptfermentationsstufe 31 als auch von der Nachfermentationsstufe 32
getrennten Hydrolysestufe 30 zugeführt. Die in dieser Hydrolysestufe 30 überwiegend aktiven hydrolysierenden Keime führen zur Vorversäuerung der Biosuspension, wodurch die Behälterkapazität in den nachgeschalteten
Fermentationsstufen 31, 32 in erster Linie für die Methanisierungsaktivitäten zur Verfügung steht. Dies führt zu einem erhöhten Abbau der in der
Biosuspension enthaltenen organischen Substanz, verbunden mit einem erhöhten Biogasertrag und einer erhöhten Konzentration der anorganischen Pflanzennährstoffe in den Gärresten 7. Der biologischen Entschwefelungsstation 13 werden nun die Biogase aus der UASB- Fermenterstation 4, der Hydrolysestufe 30, der Hauptfermentationsstufe 31, der Nachfermentationsstufe 32 und der gasdichten Gärrestlagerung 33 zugeführt. Der räumlich sowohl von der UASB-Fermenterstation 4 als auch von der konventionellen Methanfermenterstation 6 getrennte Gasspeicher, der im Beispiel als Doppelmembran-Speicher ausgebildet ist, wird nun weitgehend für die Zwischenspeicherung von entschwefeltem Biogas genutzt, was zur
Minderung der Emission von geruchsintensiven Mercaptanen infolge der unvermeidlichen Diffundierung solcher Schwefelverbindungen durch die eingesetzten Kunststoffmembranen führt.
Beispiel 3:
Gemäß der Fig. 3 werden wie im Beispiel 1 die in einer Palmölmühle für die Verarbeitung von jährlich 300.000 t FFB 23 anfallenden 150.000 t/a POME 22 sowie die 12.500 t/a DS 29 erfindungsgemäß behandelt. Zusätzlich werden jedoch nun auch 70.000 t/a EFB 24, 45.000 t/a MF 25 und 7.500 t/a KC 26 eingesetzt. Die in der Palmölmühle ebenfalls anfallenden Mengen an KS 27 werden dagegen weiterhin als energiereiche Brennstoffe neben dem
gewonnenen Palmöl vermarktet. In diesem Fall ist der Suspendierstation 16 eine Zerkleinerungsstation zur Gewinnung eines zusätzlichen feinteiligen zerfaserten Einsatzstoffes vorgeschaltet. Zur Gewinnung einer Biosuspension mit einem mittleren Trockensubstanzgehalt von 15 % werden der
Suspendierstation 16 neben den zerfaserten EFB 24 und MF 25 die verfügbaren 7.000 t/a an Flotatschlamm 5 aus der Flotationsstation 19 für die anfallenden POME-Mengen 22, die 12.500 t/a anfallender DS 29 sowie 270.000 t/a
Suspendierflüssigkeit 17 aus der Hemmstoffentfrachtungsstation 12 zugeführt. Die biotechnologische Behandlung der entstehenden Biosuspension mit sehr geringer Entmischungsneigung erfolgt nun in einer konventionellen
Methanfermenterstation 6. Diese ist mit insgesamt vier gasliefernden
Behandlungsstufen, der Hydrolysestufe 30, der Hauptfermentationsstufe 31, der Nachfermentationsstufe 33 und der Gärrestlagerung ausgestattet. Die
Hydrolysestufe 30 und die Nachfermentationsstufe 33 werden dabei batchweise betrieben. Die Hydrolysestufe 30 wird bei einer Medientemperatur von im Mittel 50 °C betrieben. Während die Hauptfermentationsstufe 31 im mesophilen Milieu bei im Mittel 41 °C betrieben wird, erfolgt die Behandlung in der Nachfermentationsstufe 32 im thermophilen Milieu bei im Mittel 53 °C. Das gesamte Nutzvolumen der Behälter für die aktiven anaeroben
Behandlungsstufen 30, 31, 32 beträgt wenigstens 60.000 m3.
Zusätzlich zur in der UASB-Fermenterstation gewonnenen Energiemenge in Höhe von 61 GWh/a und 131.500 t/a an flüssigen Gärresten 11 werden in der konventionellen Methanfermentationsstation 6 Biogasmengen mit einem
Energieinhalt von weiteren 285 GWh/a, und 357.000 t/a Gärreste 7 erzeugt. Aus diesen Gärresten 7 werden in der Phasentrennstation 9 122.000 t/a in Form einer feststoffreichen Düngerfraktion 8 mit im Mittel 30 % Trockensubstanz und 235.000 t/a an Biofiltrat 10 gewonnen. Die Gärreste 11 aus der UASB- Fermenterstation 4 gelangen gemeinsam mit dem Biofiltrat 10 aus der
Phasentrennstation 9 in die Hemmstoffentfrachtungsstation 12. Mit deren Hilfe können jährlich neben der wässrigen Ammoniumsulfatlösung 15 etwa 366.000 t/a an hemmstoffentfrachtetem flüssigem Suspendierungsmittel 17 bereitgestellt werden. Während davon 268.000 t/a als Recyclat dem Prozess in der
Suspendierstation 16 erneut eingesetzt werden müssen, verbleibt lediglich die Differenz von 98.000 t/a als im Pond-System 21 nachzubehandelnde
nährstoffarme wässrige Fraktion und damit nur noch 65 % der ursprünglich zu behandelnden POME-Menge 22 und nur noch 70 % der gemäß Beispiel 1 verbleibenden Mengenanforderung an das Pond-System 21.
Bezugszeichenliste
1 - flüssige Reststoffe der Palmölgewinnung;
2 - Vorbehandlung der flüssigen Reststoffe mit physikalischen Mitteln;
3 - Flüssigfraktion nach Vorbehandlung der flüssigen Reststoffe aus der
5 5 Palmölgewinnung;
4 - UASB (Upstream Anaerobic Sludge Blanket)-Fermenterstation;
5 - abgeschiedene Anteile der flüssigen Reststoffe der Palmölgewinnung;
6 - konventionelle Methanfermenterstation;
7 - Gärreste aus der konventionellen Methanfermenterstation;
0 8 - feststoffreiche Düngerfraktion;
9 - Phasentrennstation;
10 - bei der Phasentrennung anfallende Biofiltrate;
1 1 - Gärreste aus der UASB-Fermenterstation;
12 - Hemmstoffentfrachtungsstation;
5 13 - biologische Gasentschwefelungsstation;
14 - schwefelsaure Prozessflüssigkeit;
15 - wässrige Ammoniumsulfatlösung;
16 - Suspendierstation;
17 - flüssiges Suspendierungsmittel;
0 18 - Biofiltrat nach der Behandlung in der Hemmstoffentfrachtungsstation;
19 - Flotationsstation;
20 - DENI (Denitrifizierungs/Nitrifizierungs) -Station;
21 - Pond-System;
22 - POME (Palm Oil Mill Effluent);
25 23 - FFB (Fresh Fruit Bunches);
24 - EFB (Empty Fruit Bunches);
25 - MF (Mesocarp Fibre);
26 - KC (Kernel Cake);
27 - KS (Kernel Shells);
30 28 - adaptierte Methanbakterien-Mischkultur;
29 - DS (Decanter Sludge);
30 - Hydrolysestufe;
31 - Hauptfermentationsstufe;
32 - Nachfermentationsstufe;
35 33 - Gärrestlagerung;

Claims

1. Verfahren zur stofflichen und energetischen Verwertung von flüssigen und feinteiligen Reststoffen der Palmölgewinnung durch Behandlung dieser Reststoffe unter Sauerstoffausschluss und Gewinnung von methanhaltigem Biogas für die energetische Verwertung in Gasmotoren oder Kesselanlagen, dadurch gekennzeichnet,
dass die flüssigen Reststoffe (1 ) wenigstens einer Vorbehandlung (2) mit physikalischen Mitteln zugeführt werden,
dass die nach der Vorbehandlung (2) verfügbare wässrige Flüssigfraktion (3) mittels einer UASB-Fermenterstation (4) anaerob behandelt wird, dass die bei der Vorbehandlung (2) von der wässrigen Flüssigfraktion (3) abgeschiedenen Anteile (5) der flüssigen Reststoffe (1 ) einer
biotechnologischen Behandlung in einer an sich bekannten konventionellen Methanfermenterstation (6) unterworfen werden,
dass die Gärreste (7) aus der konventionellen Methanfermenterstation (6) einer der Gewinnung einer feststoffreichen Düngerfraktion (8) dienenden Phasentrennstation (9) zugeführt werden,
dass die in der Phasentrennstation (9) anfallenden Biofiltrate (10) und/oder die Gärreste (1 1) aus der UASB-Fermenterstation (4) einer
Hemmstoffentfrachtungsstation (12) zugeführt werden,
dass die in der UASB-Fermenterstation (4) und in der
konventionellen Methanfermenterstation (6) anfallenden Methan und Schwefelwasserstoff enthaltenden biogenen Gase in einer räumlich von den Fermenterstationen (4, 6) getrennten biologischen
Gasentschwefelungsstation ( 13) bei gleichzeitiger Gewinnung einer schwefelsauren Prozessflüssigkeit (14) behandelt werden,
dass unter Einsatz der schwefelsauren Prozessflüssigkeit (14) in
der Hemmstoffentfrachtungsstation (12) eine wässrige
Ammoniumsulfatlösung (15) gewonnen wird und
dass in der Suspendierungsstufe (16) als flüssiges Suspendierungsmittel (17) in erster Linie die insbesondere von Ammonium weitgehend befreiten Einsatzstoffe (1 1 , 18) der Hemmstoffentfrachtungsstation eingesetzt werden.
2. Verfahren nach dem Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
dass die Vorbehandlung (2) der flüssigen Reststoffe (1 ) mittels der Flotationsstation (19) und der Ölabscheidetechnik, vorzugsweise unter Einsatz einer Druckentspannungsflotation (19) und/oder einer kombinierten Öl- und Schwebstoffabscheidung mittels Plattenseparatoren, durchgeführt wird.
3. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet,
dass die Behandlung in der UASB-Fermenterstation (4) im thermophilen oder mesophilen Milieu durchgeführt wird. 4. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet,
dass die Gärreste (1 1) der UASB-Fermenterstation (4) in einer
nachgeschalteten DENI-Station (20) zu nutzbarem Prozesswasser aufbereitet oder in an sich bekannten Pond-Systemen (21 ) bis zur erforderlichen Vorflutqualität nachbehandelt werden.
5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet,
dass die in den Prozessstufen
- Ölabscheidung des POME (22),
- Schwebstoffabscheidung des POME (22),
- mechanische Rohölreinigung mittels Decanter-Technik,
- Trennen der autoklavisierten FFB (23) in Palmkerne und EFB (24),
- Trennen des Palmfrucht-Mahlgutes in Rohöl, Palmkerne und MF (25) oder
- Trennen des Palmkern-Mahlgutes in Palmkernöl, KC (26) und KS (27), anfallenden Reststoffe mit Gehalten an Feststoffen zusammengeführt, suspendiert und anschließend mehrstufig unter Einsatz einer selektierten und/oder adaptierten Methanbakterien-Mischkultur (28) anaerob behandelt werden.
6. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass die mehrstufige anaerobe Behandlung unter Anwendung zumindest
* einer Hydrolysestufe (30),
* einer Hauptfermentationsstufe (31),
* einer Nachfermentationsstufe (32) und/oder
* einer Gärrest-Lagerung (33)
durchgeführt wird und dass wenigstens eine der anaeroben
Behandlungsstufen (30, 31 , 32, 33) im thermophilen Milieu erfolgt.
7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet,
dass wenigstens eine der anaeroben Behandlungsstufen (30, 31 ,32, 33) batchweise durchgeführt wird.
Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass die wässrige Ammoniumsulfatlösung (15) aus der
Hemmstoffentfrachtungsstation (12) mit dem überwiegenden Potential des in den eingesetzten Reststoffen enthaltenen pflanzenverfügbaren Stickstoffs und Schwefels direkt zur Pflanzendüngung eingesetzt wird.
9. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch
gekennzeichnet,
dass die wässrige Ammoniumsulfatlösung (15) aus der
Hemmstoffentfrachtungsstation (12) mit dem Presskuchen aus der
Phasentrennstation (9) zusammengeführt und als organischer Stickstoff- Kalium-Phosphor-Schwefel-Dünger für die Pflanzenproduktion,
vorzugsweise in den Ölpalmplantagen, eingesetzt wird. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Abkühlung des POME (22) aus der laufenden Palmölproduktion auf die gewählte Behandlungstemperatur in der UASB-Fermenterstation (4) und zur Aufheizung des Gärrestes (1 1) aus der UASB-Fermenterstation (4) und/oder des Biofiltrates (10) aus der Phasentrennstation (9) auf die Temperatur des Ammoniumaustreibers der Hemmstoffentfrachtungsstation (12) von etwa 60 °C ein Wärmetausch durchgeführt wird.
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