DK200200072U4 - Anlæg til udnyttelse af kildesorteret, organisk husholdningsaffald - Google Patents

Description

1DK 2002 00072 U4

Den foreliggende frembringelse angår et anlæg til udnyttelse af kildesorteret, organisk husholdningsaffald, omfattende midler til separering af affaldet i en fraktion, der er frasepareret ikke-bioomsætteligt materiale, og en restfraktion, omfattende en fødekas-se med midler til tilførsel af det deri leverede affald til et oprivnings- og blandeorgan, der er indrettet til at afgive det blandede, oprevne affald til en presseindretning, og med organer til opsamling af en afpresset fraktion i form af et hel- eller halv-flydende materiale.

Frembringelsen angår således et anlæg til udnyttelse af kildesorteret, organisk husholdningsaffald og andet i det væsentlige organisk affald, hvorved affaldet separeres i en fraktion, der er frasepareret ikke-biologisk omsætteligt materiale, og en restfraktion med ringe indhold af biologisk omsætteligt materiale .

I det meste af den industrialiserede verden arbejdes der med at opnå en udnyttelse af indholdet af organisk materiale i affald fra husholdningerne. Der ønskes ideelt en udnyttelse af energi- og gødningsindholdet i den organiske del af affaldet.

I Danmark er det f.eks. Miljøstyrelsens erklærede mål, at en væsentlig del af det organiske affald ved kildesortering udskilles fra den øvrige affaldsstrøm og derefter bioforgasses eller komposteres.

Det kildesorterede affald indsamles ofte i plasteller papirposer eller -sække. Disse poser eller sække udgør et ikke-biologisk omsætteligt fremmedelement i affaldet ligesom den større eller mindre mængde af fejlsorteret materiale, som næppe kan undgås i det kildesorterede affald. Det kan f.eks. være dåser, flasker og alu-folie.

Udover det kildesorterede husholdningsaffald er der lignende affaldsfraktioner, der kan indsamles fra supermarkeder og fabrikker, som producerer levnedsmidler. Summen af disse organiske materialer kaldes i 2 2DK 2002 00072 U4 det følgende "bioaffald".

Ved udnyttelsen af dette bioaffald opstår der en række problemer af mekanisk art på grund af plastindhold, indpakning og andre urenheder. Der opstår yderligere ofte hygiejniske problemer ved forbehandling af affaldet inden bioforgasning eller kompostering på grund af bakterier, endotoksiner og skimmelsporer. De hygiejniske problemer forekommer tillige ved ved li-geholdelse af de installationer, som udfører behandlingen.

Forbehandling af affaldet ved kendt teknik sker enten ved en mekanisk sortering eller ved en pulpning af hele bioaffaldsmængden. Begge metoder er behæftet med mangler og løser kun delvis problemerne. Ved mekanisk sortering i en sortertromle eller rullesigte tages en væsentlig del af de uønskede dele fra, men samtidig frasorteres også en hel del af det organiske stof. Selv med en finmasket sigtning vil der stadig være en del mindre plaststykker tilbage i bioaffaldet efter sigtningen. Sigtning løser ikke hygiejniske problemer.

Den anden mulighed, hvor bioaffaldet som helhed pulpes, hvorefter flydestoffer og bundfældningsstoffer fraskilles. Ved denne fraskilning fjernes tillige en del af det materiale, der ønskes bioforgasset samtidig med at der i stor mængde fås en vanskeligt håndterbar affaldsfraktion, der er våd og hygiejnisk belastet. Rester af plast udgør en speciel risiko, dersom de får lov at blive i væsken under pulpning eller bioforgasning, fordi der kan ekstraheres blødgørere og lignende.

I DK-B-130 720 beskrives hvorledes ikke-sorteret affald presses til blokke, som eventuelt kan stabiliseres ved tilsætning af f.eks. cement, så de kan anvendes som byggesten i forskellige anlægsarbejder. Ved presningen, der fordrer en vis befugtning af affaldet, fremkommer der en mindre mængde væske med et vist organisk indhold, der også kan stabiliseres og 3 3DK 2002 00072 U4 eventuelt tørres, og som i skriftet angives at være anvendeligt til gødningsformål. Skriftet omtaler ikke kildesorteret affald og det beskrevne presseapparat er ikke egnet til behandling af sådant affald.

Formålet med frembringelsen er at anvise et anlæg til deling af kildesorteret husholdningsaffald i to affaldsfraktioner.

Anlægget omfatter midler til separering af affaldet i en fraktion, der er frasepareret ikke-bioom-sætteligt materiale, og en restfraktion. Anlægget er ifølge frembringelsen ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Ved som presseindretning at anvende en pressesnegl i en pressekurv med modtrykskonus eller -dyse opnås at det blandede, oprevne affald æltes under presningen og at den faste fraktion gradvis komprimeres hen gennem konussen eller mod dysen, medens den hel- eller halvflydende fraktion successivt presses og masseres ud gennem kurven. Derved er presseindretningen anvendelig til blandt andet kildesorteret husholdningsaffald indeholdende blandt andet oprevne, men ikke nødvendigvis neddelte, plast- og papir-poser og -sække med videre, som affaldet er opsamlet i hos de respektive husholdningerne. Det bemærkes at den nævnte æltende og masserende effekt, som opnås med en pressesnegl, ikke opnås med en stempelpresning som den i DK 130 720 beskrevne.

Opfindelsen bygger på den overraskende iagttagelse, at der fra almindeligt forekommende kildesorteret husholdningsaffald i praksis kan udpresses en flydende fraktion i en så betydelig mængde, at den indeholder den overvejende del af plantenæringsstofferne, P, K, N og den bioforgasbare del af affaldet, medens res tf rakt ionen vil være ganske tør og derfor egnet til energiudnyttelse ved affaldsforbrænding. Ved at kombinere presningen med en hygiejnisering, der foretages ved oprivningen eller presningen, sker der en blødgøring af plantedele i affaldet, hvorved den ved 4 4DK 2002 00072 U4 presningen udvundne flydende fraktion forøges.

Den fra anlægget ifølge frembringelsen udvundne flydende fraktion lader sig især anvende som tilskud i kreaturgødningsomsættende biogasanlæg. Den flydende fraktion kan hygiejniseres og vil derved være uproblematisk at udnytte i landbrugsrelaterede anlæg, og den indeholder hovedparten af plantenæringsstof-ferne fra bioaffaldet.

Ifølge en udførelsesform er anlægget udformet således, at fødekassen har i det mindste en snegl placeret i området ved kassens bund, hvilken snegl har modsat stigning ved dens to ender, og sneglen har drivorganer til sammenføring af blandet materiale ved overgangen mellem sneglens modsatrettede stigninger. Ved denne udformning af blandeorganer vil affaldet skydes op som et muldvarpeskud midt i fødekassen og derved være let at videretransportere samtidig med, at den samlede mængde af affald inden for en periode passerer midterområdet, hvor det kan underkastes en supplerende behandling.

Det foretrækkes ifølge opfindelsen, at der forefindes en damptilførsel i området ved den nævnte overgang. Kombinationen af sammenføringen af affaldet i overgangsområdet og damptilførslen sikrer en jævn og fuldstændig opvarmning af affaldet og derved en pålidelig hygiejnisering.

Anlægget omfatter endvidere ifølge opfindelsen en snegletransportør mellem nævnte område og presseindretningen, hvilken transportør er i stand til i en driftstilstand at oprive og opblande affaldet og i en anden driftstilstand at transportere affaldet til presseindretningen. Snegletransportøren, der er forsynet med paletknive monteret i dens nederste del, sørger i den første driftstilstand for oprivningen.

Frembringelsen skal i det følgende beskrives nærmere med henvisning til tegningen, der viser en principskitse af et anlæg til udnyttelse af organisk affald ved separering af dette i to fraktioner.

5 5DK 2002 00072 U4

Det på tegningen viste anlæg til udnyttelse af organisk husholdningsaffald omfatter en fødekasse 1, hvori affaldet modtages. Affaldet, der behandles, er især den organiske del af normalt husholdningsaffald, som er opsamlet i plast- eller papirposer, og som ofte har et vist indhold af fejlsorteret materiale, såsom dåser, flasker og alu-folie. Anlægget har til formål at separere affaldet i to fraktioner, nemlig en første flydende eller halvflydende fraktion, der med stor tilnærmelse er befriet for bestanddele, som ikke er egnet for biologisk omsætning, og en restfraktion, som er velegnet til omsætning i et normalt affaldsforbrændingsanlæg. Separationen foretages ved presning af affaldet under højt tryk, hvorved der udskilles en delvis flydende fase, der indeholder de biologisk omsættelige bestanddele, og en presserest, der er ganske tør og derfor velegnet til energiudnyttelse i et forbrændingsanlæg. Presseresten indeholder plast og emballage, som har været anvendt ved affaldsindsamlingen, og de brændbare emner, som ved sorteringsfejl er havnet i den biologiske del af husholdningsaffaldet. Inden presningen underkastes affaldet en oprivning og blanding, og ifølge den foretrukne udformning opvarmes affaldet under denne proces portionsvist til en så høj temperatur, at den efterfølgende behandling ikke er forbundet med hygiejniske gener. Opvarmningstrinnet bør ske inden presningen, idet udbyttet ved presningen derved forøges. En portionsvis pasteurisering eller hygiejnisering af affaldet er dog ikke en forudsætning for gennemførelse af fremgangsmåden. Det vil også være muligt, f.eks. i et trin mellem fødekassen og pressesneglen, at indføre en kontinuerligt arbejdende hygiejnise-ringsindretning, som sørger for den ønskede pasteurisering af affaldet under overførslen fra fødekassen til pressesneglen. Det kontinuerlige procesforløb har visse fordele, men medfører visse vanskeligheder ved vedligeholdelsen af udstyret i fødekassen.

6 6DK 2002 00072 U4

Den beskrevne behandlingsmåde egner sig ikke alene for kildesorteret husholdningsaffald, men også for biologiske affaldsfraktioner fra supermarkeder eller industrier, der fremstiller levnedsmidler. På grund af den hygiejnisering, som foretages ved modtagelsen af affaldet, kan der eventuelt tillige behandles en meget ubehagelig affaldsfraktion, der stammer fra behandling af spildevand. Dette materiale kaldes ristegods og er det materiale, som sorteres fra på ristene i indløbsbygværkerne i rensningsanlæg. Materialet omfatter fæces, vatpinde, kondomer og andet, der er skyllet ud i afløbssystemet. Også dette materiale lader sig separere i en flydende fraktion, der kan bio-forgasses, og en relativt tør fraktion, der kan forbrændes .

Fødekassen 1 er forsynet med låg 2 og en afsugning 3, der er forbundet med en serubber 4, hvor den afsugede luft renses, inden den ledes ud i omgivelserne. Fødekassen 1 er ved bunden forsynet med en dobbelt-snegl 5, som ved den ene ende er venstresnoet og ved den anden ende er højresnoet. Den roteres således, at materialet, som er læsset af i fødekassen 1, føres mod midten af kassen og dér presses op i en art muldvarpeskud 6. Under dette muldvarpeskud tilføres der damp gennem dyserør og dyser 8. Dampen kondenserer i materialet, der blandes ved hjælp af sneglene 5, indtil der er opnåét en hygiejnisering af fødekassens indhold, f.eks. ved at indholdet i en tidsperiode har opnået en temperatur på mere end 65°C.

Over dobbeltsneglene 5, men neddykket i muldvarpeskuddet, fører en rørsnegl 9 materialet videre til pressen 10. Rørsneglen har to driftstilstande, nemlig en første, hvor sneglen, der nederst er forsynet med skæreorganer, er udformet som paletsnegl, kører baglæns og derved skærer eller river materialet op under blandingen. En del 11 af det sneglen omgivende rør er forskydeligt, således at det oppressede materiale kan komme i kontakt med sneglen i den første driftstil- 7 7DK 2002 00072 U4 stand. Efter hygiejniseringen omstilles rørsneglen til den anden driftstilstand, hvor den forskydelige rørdel 11 skydes nedefter, så den omslutter sneglen, hvorefter omdrejningsretningen ændres, så materialet i fødekassen transporteres frem til pressen 10.

Pressen 10 omfatter en pressesnegl og en pressekurv 12 med modtrykskonus eller med forsnævret dyse 13. I pressen afpresses en flydende fraktion, der ved hjælp af en pumpe 14 overføres til en mellemlagertank 15, hvori den opbevares ved en temperatur på over 65°C, hvorved bakteriologisk aktivitet ikke forekommer. En pumpe 16 kan føre materialet til videre behandling, f.eks. i et biogasanlæg.

Fra pressen leveres der tillige en presserest, der opsamles i en transportkasse 17, og senere føres til forbrænding. Dampen til pasteuriseringen leveres fra en dampgenerator 18. For at minimere lugtgener fra afkastluften fra serubberen 4 kan afkastet fra denne leveres som forbrændingsluft til dampgeneratoren, medens kondensat fra serubberen 4 overføres til fødekassen 1.

Fødevand til dampgeneratoren behandles med fosfater og iltfjernende midler, som kan accepteres i det behandlede affald, således at kedelvandsudtag kan ledes til affaldet i fødekassen 1.

Pilotforsøg med presning af kildesorteret husholdningsaffald har vist, at det er muligt i den flydende fraktion at udvinde den overvejende del af det i affaldet forekommende plantenæringsstof P, K, N og den bioforgasbare del af affaldet, hvilket ifølge forsøgene tyder på, at 80-90% af den bioomsættelige del af affaldet overføres til den flydende fraktion. Der anvises derved ved opfindelsen en effektiv fremgangsmåde til udnyttelse af bioaffalds energiindhold og til opnåelse af nedbrydningsrest fra bioomsætningen, der forsvarligt kan udnyttes til gødningsformål. På grund af den effektive separering af affaldet i en flydende og en fast fraktion minimeres en eventuel ekstraktion DK 2002 00072 U4 8 af blødgørere og andre vanskeligt bionedbrydelige stoffer fra affaldet til den flydende fraktion.

9 9DK 2002 00072 U4

BRUGSMODELKRAV

1. Anlæg til udnyttelse af kildesorteret, organisk husholdningsaffald, omfattende midler til separering af affaldet i en fraktion, der er frasepareret ikke-bioomsætteligt materiale, og en restfraktion, omfattende en fødekasse (1) med midler (5) til tilførsel af det deri leverede affald til et oprivnings- og blandeorgan (9) , der er indrettet til at afgive det blandede, oprevne affald til en presseindretning (10), og med organer (14, 15) til opsamling af en af presset fraktion i form af et hel- eller halvflydende materiale, kendetegnet ved, at presseindretningen (10) er en pressesnegl i en pressekurv (12) med modtrykskonus eller -dyse (13).

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fødekassen (1) har i det mindste én snegl (5) placeret i området ved kassens (1) bund, hvilken snegl (5) har modsat stigning ved sine to ender, og at sneglen (5) har drivorganer til sammenføring af blandet materiale ved overgangen mellem sneglens (5) modsatrettede stigninger.

3. Anlæg ifølge krav 2, kendetegnet ved en damptilførsel (8) i område ved nævnte overgang.

4. Anlæg ifølge krav 1-3, kendete g- net ved en snegletransportør (9) mellem et område ved fø-dekassens (1) bund og presseindretningen (10) , hvilken transportør (9) er indrettet til en i en driftstilstand at oprive og opblande affaldet og i den anden driftstilstand at transportere affaldet til presseindretningen (10) .

5. Anlæg ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at omfatte en isoleret og eventuelt opvarmet mellemlagertank (15) samt organer (14) til overførsel af det afpressede hel- eller halvflydende materiale til denne.

6. Anlæg ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at omfatte et bioforgasningsanlæg.

DK 2002 00072 U4

Vf 93