Versuchsbericht KBA Hard – NMT ... Projekt KBA Hard - NMT Versuchsbericht Datum 25.08.2008...

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Transcript of Versuchsbericht KBA Hard – NMT ... Projekt KBA Hard - NMT Versuchsbericht Datum 25.08.2008...

  • Projekt

    KBA Hard - NMT

    Versuchsbericht

    Datum

    25.08.2008 Revision 0

    Zuordnung

    Vorplanung Dokumenten-Nr.

    Seite 1 von 57

    1

    0 25-08-2008 - ksu rsu

    Rev. Datum Änderungen Verfasser Geprüft Freigegeben

    P:\KBA Hard II\3 Pilotierung\Versuche KBA Hard\Versuchsbericht\Versuchsbericht44.doc

    Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbH

    Versuchsbericht

    KBA Hard – NMT

  • KBA Hard - SCHUBIO® Versuchsbericht

    Versuchsbericht44.doc / 27.10.08 Seite 2 von 57

    Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbH

    Inhalt

    1 Einführung 3 2 Zusammenfassung und Bewertung 3 3 Beschreibung SCHUBIO®-Verfahren 4 3.1 Verfahrensbeschreibung SCHUBIO® 4 3.2 Beschreibung der Versuchsanlage 5

    4 Versuchsdurchführung Grobkonzept 8 4.1 Planung Grobkonzept Grün 9 4.1.1 Grobkonzept Grün von EcoEnergy 10 4.1.2 Durchführung Pilotierung Grobaufbereitung 10 4.1.3 Ergebnisse Pilotierung Grobaufbereitung Grün 12 4.2 Planung Grobkonzept Schwarz 13 4.2.1 Grobkonzept Schwarz SCHUBIO® 13 4.2.2 Durchführung Pilotierung Grobaufbereitung Schwarz 14 4.2.3 Ergebnisse Pilotierung Grobaufbereitung Schwarz 16 4.2.4 Durchführung Versuch Flowerdisk 29.07.2008 17 4.3 Analytik 18 4.3.1 Probenahme 18 4.3.2 Probenkennzeichnung 18 4.3.3 Analysenprogramm 18 4.4 Zeitlicher Ablauf 19

    5 Versuche SCHUBIO®-Verfahren 20 5.1 Massenbilanz 20 5.1.1 Grünabfall < 50 mm 21 5.1.2 Schwarzabfall < 50 mm 22 5.1.3 Schwarzabfall < 25 mm 23 5.1.4 Schwarzabfall 25-100 mm 24 5.2 Organik Auswaschraten 25 5.3 Biogasausbeute 26 5.4 Produktqualität Kompost 28 5.4.1 Schwermetalle 29 5.4.2 Organische Schadstoffe 36 5.4.3 Fremdstoffe 36 5.4.4 Biologische Aktivität 37 5.4.5 Kompostqualität weitere Parameter 40 5.4.6 Pelletierung 40 5.5 Brennstoff 41 5.6 Inertstoffe 50 5.6.1 Schwarzabfall 50 5.6.2 Grünabfall 56

    6 Anhang 57 6.1 Probenkennzeichnung Pilotierung Grob 57

  • KBA Hard - SCHUBIO® Versuchsbericht

    Versuchsbericht44.doc / 27.10.08 Seite 3 von 57

    Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbH

    1 Einführung Der Kläranlageverband Schaffhausen betreibt in Beringen eine Kehrichtbehandlungsanlage (KBA Hard). Die KBA Hard plant die Erneuerung der derzeitigen Abfallbehandlungstechnik, wobei das NMT - heute SCHUBIO® -Verfahren als zentraler Behandlungsschritt integriert werden soll. Zum generellen Eignungsnachweis des SCHUBIO®-Verfahrens wurden repräsentative Versuche mit den zurzeit anfallenden Schwarz- und Grünabfällen durchgeführt.

    Neben dem Nachweis der Verfahrenseignung für die bei der KBA Hard anfallenden Schwarz- und Grünabfälle wurden Massenbilanzen als Grundlage für die Auslegung der geplanten SCHUBIO®- Anlage sowie der vor- und nachgeschalteten Anlagentechnik wie z.B. Vergärung erstellt. Zur Abschätzung der Betriebswirtschaftlichkeit des Gesamtverfahrens wurden Mengen und Qualitäten der Outputstoffe aus dem Verfahren analytisch ermittelt.

    Es wurde zunächst unter Verwendung der vorhandenen Anlagentechnik das Grobkonzept bezüglich der Grobaufbereitung überprüft. Für die trockene Aufbereitung wurde die vorhandene Anlagentechnik genutzt und die geplante Grobaufbereitung mit mobilen Geräten in einem Pilotierungsversuch simuliert. Für die nasse Aufbereitung wurde die SCHUBIO®-Versuchsanlage verwendet.

    Es wurde sowohl Schwarzabfall als auch Grünabfall untersucht. Dazu wurden Anliefertage mit einer repräsentativen Abfallzusammensetzung in den Anlieferfahrzeugen gewählt. Klärschlamm, Sperrabfälle und Holz wurden bewusst nicht in die Versuche mit aufgenommen.

    2 Zusammenfassung und Bewertung Die Versuche hatten sowohl die Bestätigung der Planung des Grobkonzeptes als auch den Nachweis der Eignung des Verfahrens für die KBA Hard zum Ziel. Beides wurde in den Versuchen vollauf bestätigt.

    Ein weiterer wichtiger Aspekt der Versuchsdurchführung auf dem Gelände der KBA Hard unter Beteiligung des Betriebspersonals der KBA Hard war die intensive Zusammenarbeit und Vertrauensbildung zwischen EcoEnergy (Unternehmensbereich biologische Abfallbehandlung aktuell übernommen durch die SCHU AG Schaffhauser Umwelttechnik, Schaffhausen) und der KBA Hard. Diese Zusammenarbeit gestaltete sich sehr kooperativ und erfolgreich.

    Die kurzfristig beschlossene zusätzliche Durchführung einer Bilanzierung der vorhandenen Anlage erforderte einen hohen personellen und finanziellen Aufwand noch vor der eigentlichen Versuchsdurchführung. Es bestand dennoch Einigkeit über den aufgrund der guten Ergebnisse gerechtfertigten Aufwand.

    Es wird empfohlen, bis zur Erstellung der Neuanlage die Bilanzierung in 3- bis 5-monatigen Abständen zu wiederholen.

    Die Grobplanung wurde durch die Versuche vollumfänglich bestätigt.

    Das Verfahrensprinzip des NMT - heute SCHUBIO® - Verfahrens konnte eindeutig als das für den Standort geeignete Verfahren nachgewiesen werden. Die Qualität der Produkte aus dem Verfahren konnte nicht nur begeistern sondern hat auch zur Identifikation des Betriebspersonals und der Bevölkerung mit dem neuen Verfahren beigetragen.

    Für eine Versuchsanlage typische Probleme mit Verstopfungen bei unterschiedlichen Abfallzusammensetzungen konnten vor Ort gemeinsam analysiert und behoben werden.

    Verfahrenstechnische und aggregatetechnische Optimierungen für die Neuanlage konnten flankierend zur Lösungserarbeitung durch gemeinsame Anlagenbesichtigungen besichert werden. Unter anderem wurde der Ersatz der derzeitigen Nass-Siebung mit einem Vibrationssieb durch ein Nass-Sternsieb erarbeitet.

    In Summe konnten die Versuche, mit Ausnahme der Verstopfung des Vibrationssiebes, den Erwartungen entsprechen und bestätigen das Grobkonzept.

  • KBA Hard - SCHUBIO® Versuchsbericht

    Versuchsbericht44.doc / 27.10.08 Seite 4 von 57

    Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbH

    Positiv überraschend waren die Ergebnisse der Aufbereitung der Fraktion 50 – 100 mm die eine klare Trennung zwischen sauber gewaschenen Kunststoffen und einer organischen Faserfraktion vorrangig < 10 mm ergab.

    3 Beschreibung SCHUBIO®-Verfahren

    3.1 Verfahrensbeschreibung SCHUBIO®

    Die Feinfraktion < 50 mm bzw. 50 – 100 mm wird mit dem SCHUBIO® - Verfahren in Inertstofffraktionen, Organikfraktionen und eine Flüssigfraktion, die gelöste Stoffe sowie feinste Inertstoffe < 100 µm und Organikpartikel < 1 mm enthält, aufgetrennt. Als Trennmedium wird auf ca. 40 °C erwärmtes Kreislaufwasser verwendet. Durch die Erwärmung des Kreislaufwassers sinkt die Viskosität des Wassers, was dessen Trennwirkung verbessert und die Effizienz der Abpressung steigert.

    Bei Schwarzabfall arbeitet das Verfahren mit Wasserüberschuss. Aufgrund des fehlenden Wasserhaltevermögens können Inertstoffe bis auf einen Restwassergehalt 70°C, wobei ein Teil der Wärmeenergie durch Dampf, erzeugt aus BHKW- Abwärme und zusätzlich durch die Pressen in das Material gebracht wird.

    Zur Pelletierung ist eine Trocknung erforderlich. Nach der Trocknung wird die Organik bei 15 mm gesiebt, wobei im Siebüberlauf die verbleibenden Kunststoffe abgetrennt werden.

    Im Siebdurchgang befindet sich zu fast 100 % native Organik, der BioFluff®. Der getrocknete und gesiebte BioFluff® wird entsprechend dem vorgesehenen Verwertungsweg konfektioniert. BioFluff® ist eine schadstoffreduzierte, trockenstabilisierte, aufgefaserte Biomasse und als Rohstoff vielseitig einsetzbar. Für eine direkte energetische Verwertung des BioFluff® aus Schwarzabfall ist eine Brikettierung vorgesehen.

    Beim SCHUBIO® – Verfahren wird die leicht vergärbare Organik des Schwarzabfalls quantitativ in das Kreislaufwasser überführt. Das Kreislaufwasser inkl. der suspendierten Organik < 1 mm wird der Vergärung zugeführt, wobei ein Vergärungsverfahren mit Biomasserückhaltung eingesetzt wird.

  • KBA Hard - SCHUBIO® Versuchsbericht

    Versuchsbericht44.doc / 27.10.08 Seite 5 von 57

    Gesellschaft für Energie- und Umwelttechnik mbH

    Der CSB-Abbau liegt abhängig vom anaerob abbaubaren CSB-Anteil bei 85 % bis 95 % und die Verweilzeit bei ca. 5 bis 10 Tagen gegenüber 18 bis 21 Tagen bei konventionellen Biogasanlagen. Das erzeugte Biogas wird im BHKW verwertet, der erzeugte Strom eingespeist und die Wärme zur Klärschlammtrocknung und Trocknung der Organik aus Grünabfall vor der Pelletierung.

    Der Ablauf aus der Vergärung wird in einem Aerob-Reaktor mit Biomasserückführung nachbehandelt und kann als Waschwasser für das SCHUBIO®-Verfahren zurückgeführt oder als Überschusswasser der weitergehenden Abwasserbehandlung zugeführt und dann eingeleitet werden.

    Der Klärschlamm, der in der Anaerob- und Aerobstufe der Abwasserbehandlung anfällt, ist die Schadstoffsenke des Gesamtverfahrens.

    Nachfolgende Abbildung zeigt die Nassaufbereitung nach dem Schubio® – Verfahren im Überblick:

    Plastik, Holz

    Steine

    Kies

    Sand

    Wasch- wasser

    Abfall < 80 mm

    Biogas WasserAbwassernutzung4. Stufe

    Siebung

    Trocknung Pelletierung

    Klärschlamm

    1. Stufe

    2. Stufe

    3. Stufe BIOFLUFF®

    Abbildung 1: vereinfachtes Verfahrensfliessbild SCHUBIO®-Verfahren

    3.2 Beschreibung der Versuchsanlage

    Die SCHUBIO®-Versuchsanlage wird seit 2004 im Technikum der EcoEnergy GmbH mit unterschiedlichem Inputmaterial betrieben. Das Verfahren wur