| Indhold |

Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 31, 2002

Forsortering af organisk affald til biogas med dewaster

Indholdsfortegnelse

Forord

Dette projekt har til formål at vurdere en ny metode til frasortering af plastposer og fejlsorteringer fra kildesorteret organisk dagrenovation, der tænkes anvendt i et biogasanlæg.

Resultatet vil indgå i et samlet projekt Aalborg kommune gennemfører for at udvikle teknisk og økonomisk acceptable løsninger for indsamling og bioforgasning af organisk dagrenovation samt organisk affald fra mindre erhvervskøkkener, supermarkeder, bagerier, slagterforretninger, fiskeforretninger og lignende virksomheder.

Energistyrelsen har tidligere bevilget tilskud til tekniske undersøgelser af metoden i projektet "Driftprøvning af forsorteringsudstyr "Dewaster" for kildesorteret organisk affald fra små erhvervskøkkener og husholdninger." j.nr. 51161/99-0004. Nuværende projekt omfatter alene de miljømæssige forhold.

Affaldet leveres af Aalborg kommune, renovationsvæsenet. Dewasteren drives af Jysk Biogas International på Vaarst-Fjellerad Biogasanlæg.

Projektgruppen består af:

Torsten Nord og Jens Christian Olsen, Aalborg kommune, renovationsvæsenet
Kjeld Johansen og John Nielsen, Jysk Biogas International
Per Alex Sørensen og Orla Jørgensen, PlanEnergi
Ole Busck, PlanMiljø
Jes la Cour Jansen, Fa Jes la Cour Jansen og Vaarst-Fjellerad Biogasselskab ved Erik Hannibal, Niras.

Til projektet er desuden knyttet en følgegruppe, der udover projektgruppen omfatter repræsentanter fra Miljøstyrelsen, RenoNord og Dansk Center for Affald

Sammenfatning og konklusioner

Vurdering af ny teknologi til forsortering af affald til biogas

På Vaarst-Fjellerad biogasanlæg er opstillet en forsorteringsenhed, kaldet en "dewaster". Den presser med lille energianvendelse en visuelt ren, organisk masse, velegnet til behandling i et biogasanlæg, ud af kildesorteret dagrenovation fra husholdninger og erhverv. Maskinen frasorterer effektivt plast og andre uønskede materialer, men har ingen effekt i forhold til indholdet af tungmetaller og miljøfremmede stoffer i affaldet. Den overflødiggør således ikke kildesortering, hvis kvaliteten af gødningsproduktet skal sikres.

Vurderingen er foretaget på grundlag af målinger af indholdet af fremmedlegemer, miljøfremmede stoffer, tungmetaller og næringsstoffer i affaldet før og efter behandling i dewasteren.

Baggrund og formål

I efterlevelsen af målsætningerne om øget bioforgasning af kildesorteret husholdningsaffald har især forbehandlingen af affaldet før den egentlige bioforgasning voldt problemer, bl.a. med fjernelse af plastposer i affaldet.

Aalborg kommune, som er indstillet på at udnytte ressourcerne i organisk affald fra husholdninger og erhverv, leverer i dag affald fra 2600 husstande samt "Blomsterselskabet Nordjylland" (tidligere GASA) til en særskilt reaktor på det landmandsejede biogasanlæg i Vaarst-Fjellerad i kommunens sydlige udkant. På anlægget er der udviklet og foretaget forsøgskørsel med en robust og simpel forbehandlingsenhed, dewasteren, der i samme proces neddeler affaldet og frasorterer uønskede emner. Anlægget består af en modtagetank, hvori affaldet æltes, og en dewaster, som er en tørstofpresse, drevet af en 10 kWh elmotor, der presser den våde, bløde del ud af affaldet som råvare til biogasreaktoren og lader resten passere igennem som rejekt. Rejektet, som skal forbrændes, består af de plastposer og papirsække, som affaldet er indsamlet i, samt fejlsorteringer. Råvarens struktur giver mulighed for optimal gasproduktion.

For at begrunde hele konceptet med indsamling og behandling af organisk affald fra byen har Aalborg kommune ønsket rimelig sikkerhed for at gødningsproduktet har den fornødne kvalitet til at blive udbragt på landbrugsjord.

Der er derfor med støtte fra Miljøstyrelsen blevet gennemført en undersøgelse af dewasterens effekt m.h.t. frasortering af uønskede emner og gødningsproduktets indhold af fremmedlegemer, miljøfremmede stoffer og tungmetaller samt næringsstoffer.

Undersøgelsen

Der er på grundlag af 4 læs affald i prøveperioden, januar 2000, gennemført en kvantitativ og kvalitativ bestemmelse af: 1. Det rå affald, 2. Den udpressede råvare til bioforgasningen, 3. Rejektet til forbrænding.

Ved den kvalitative bestemmelse er valgt følgende analyseparametre: Organisk stof, Næringssalte (kvælstof og fosfor), Tungmetaller (cadmium og nikkel), Miljøfremmede stoffer (DEHP og NPE)

Desuden er forekomsten og karakteren af uønskede emner (plastposer, fejlsorteringer mv.) fundet ved sortering. Råvaren er yderligere centrifugeret og sigtet.

Elforbruget ved forbehandlingen er desuden målt.

Med begrænsede ressourcer har undersøgelsen kun kunnet tilstræbe en repræsentativ udtagning af prøver og har måttet nøjes med analyser udført af eet laboratorium.

I lyset af problemerne forbundet med analyser af så inhomogent materiale som affald må der derfor tages et vist forbehold over for resultaternes validitet.

Hovedkonklusion

Dewasteren adskiller effektivt en velegnet råvare til bioforgasning med et efterfølgende gødningsprodukt, der indeholder meget få forureninger i partikelform (større end 2 mm), fra affaldet.

Rejektet indeholder foruden papirsække, plastposer og fejlsorteringer en del organisk materiale. Rejektet udgjorde 30-50 % af affaldets vægt ved de 4 prøvesituationer. Mængden kan formentlig reduceres en del ved ændret indsamlingsmetode, længere behandlingstid for det rå affald og tekniske modifikationer

Metoden har ingen effekt m.h.t. forekomsten af tungmetaller og miljøfremmede stoffer i affaldet. Koncentrationen i det rå affald går igen både i rejektet og i råvaren med en mulig tendens til, at længere opholdstid og dermed øget biologisk omsætning resulterer i øget DEHP-indhold i råvaren. Med forbehold for de få prøver og analyser er der altså tilsyneladende en modsætning mellem længere tids lagring af affaldet, som formentligt betyder mere organisk masse i råvaren og ønsket om at bevare et lavt niveau for DEHP i råvaren.

Aalborg affaldet viste sig at indeholde lave værdier af tungmetaller, men betænkeligt høje værdier af DEHP og NPE i forhold til de varslede afskæringsværdier fra 1. juli 2000. Undersøgelsen har peget på mulige kilder til denne forurening blandt de fejlsorterede emner.

Elforbruget ved forbehandlingen udgjorde ca. 5 % af energiindholdet i det leverede affald.

Projektresultater

I tabellen er angivet, hvor meget råt affald (kildesorteret organisk husholdningsaffald og affald fra blomsterselskabet i Aalborg), der blev vejet ind i de 4 prøvesituationer, og hvor meget rejektet udgjorde. Forskellen er den producerede råvaremasse.

Massen af affald og rejekt

Den mindre andel rejekt ved første prøvesituation antages at hænge sammen med længere opholdstid for det tilførte affald (pga. driftsproblemer), da der sker en biologisk nedbrydning.

Det rå affald og rejektet blev sorteret manuelt for at karakterisere indholdet af plastposer, som anvendes ved køkken-sorteringen af affaldet, og fejlsorteringer.

Sammensætning af rå affald (vægt%)
     

Sammensætning af rejekt (vægt %)

Papiret, der sammen med den uidentificerbare masse udgør langt den største del, stammer væsentligst fra affaldssække, som anvendes ved en del af husstandene i indsamlingen.

Andelen af uønskede emner (plastposer og fejlsorteringer) er 2-3 gange større i rejektet end i det rå affald, hvilket stemmer overens med at rejektet udgør 30-50 % af det rå affald.

I de fleste prøver blev fundet blomsterpotter, kulørt plastemballage, glas, klude og flamingo.

Blomsterpotter og kulørt plastemballage vides fra andre undersøgelser at være potentielle kilder til forekomst af DEHP og cadmium i råvaren. Når kilderne er sporet, vil en indsats for at forbedre det indsamlede affald kunne sætte ind her.

Indholdet af fremmedlegemer mv. i råvaren er yderligere bestemt ved centrifugering og sigtning. Herved er fundet en del uorganisk materiale i form af sand og grus (som ikke udgør noget problem i gødningsproduktet). Organisk tørstof udgør 80-85% af materialet. Råvaren er stort set fri for plast og andre større fremmedlegemer. Partiklerne i råvaren er små, idet der kun fanges meget små mængder på en sigte med maskevidde på 2 mm.

Ved analysen af indholdet af organisk stof, næringsstoffer, tungmetaller og miljøfremmede stoffer er følgende værdier fundet, angivet som interval for de fundne værdier ved 4 prøvesituationer.

Analyseresultater

Tungmetaller: Det ses at grænseværdierne for cadmium og nikkel overholdes med god margen af værdierne i råvaren.

Miljøfremmede stoffer: For DEHP gælder det, at en af de 4 prøver viste et niveau over den kommende afskæringsværdi fra 1.07.2000. For NPE overholdes aktuelle afskæringsværdier, men nedsættelsen til 10 mg/kg TS pr 1.07.2002 kan give problemer.

Der er ingen klar forskel mellem værdierne fundet i henholdsvis råt affald, rejekt og råvare. Dewasteren har altså ingen hverken forøgende eller reducerende effekt for indholdet af tungmetaller og miljøfremmede stoffer i det endelige gødningsprodukt.

For at sikre kvaliteten af slutproduktet skal der således sættes ind over for kilderne til de miljøfremmede stoffer i det indsamlede affald og evt. i forbehandlingen.

Næringsstoffer: Dewasteren har ingen tydelig effekt på indholdet af næringsstoffer i råvaren. Der tabes næringsstoffer i ca. samme omfang, som der går organisk masse ud med rejektet.

Elforbruget ved forbehandlingen lå mellem 25 og 31 kWh pr ton behandlet affald.

Hvis det antages, at der kan produceres 100 m³ biogas med et energiindhold på 650 kWh pr. ton affald, svarer det til at forbehandlingen koster 5% af affaldets energiindhold.

Fuldskalaforsøg i Aalborg

Projektet er gennemført til opfølgning af et tidligere projekt, finansieret af Energistyrelsen, til udvikling af dewasteren. Foruden parterne i nærværende projekt deltog Reno-Nord i udviklingen af dewasteren, idet modtagetank og dewaster er planlagt opstillet ved forbrændingsanlægget.

Projektet indgår endvidere som første del i forsøg med indsamling, behandling og bioforgasning af organisk affald fra restauranter, institutioner, supermarkeder og fødevarebutikker i Aalborg. Disse forsøg forventes afsluttet i maj 2001. I løbet af forsøgsperioden vil indsamlingsmetoden for organisk dagrenovation desuden blive ændret, således at papirsække erstattes af containere.

Summary and conclusions

The mass of waste and reject

Figure 1:
The composition of raw waste (% weight)
    

Figure 2:
The composition of reject (% weight)

1. Indledning

1.1 Baggrund

1.1.1 Indsamling

Det er Aalborg kommunes plan, at organisk affald fra erhverv og husholdninger skal behandles ved bioforgasning. Aalborg kommune har siden 1992, som forsøg, indsamlet kildesorteret affald fra ca. 2600 husstande fra forskellige former for bebyggelse. Deltagerne har frivilligt meldt sig til ordningen.

Der indsamles ca. 5 t organisk dagrenovation om ugen til bioforgasning. Dagrenovationen indsamles i plastposer og papirsække.

I år 2000 forventes indsamlingen udvidet til også at omfatte organisk affald fra mindre erhvervskøkkener samt en række forretninger.

1.1.2 Biogasanlæg

Affaldet behandles på Vaarst-Fjellerad biogasanlæg. Anlægget har en beregnet kapacitet på 120 t gylle og 35 t andet organisk affald i døgnet.

Anlægget har en separat linie for madaffald med en kapacitet på 10-15 t i døgnet. På denne linie kan udføres forsøg med sortering, afgasning og indholdsbestemmelse af madaffaldet, som først efter afgasning blandes med den afgassede gylle.

1.1.3 Forbehandlingen

Til at frasortere fejlsorteringer og plastposer er i maj 1999 opstillet en såkaldt "dewaster" som forsorteringsenhed. Teknikken i dewasteren er kendt fra fødevareindustrien, hvor den anvendes til maskinudbening af kød. Det er en konisk snegl i et pressehus, som består af lameller, hvor den flydende del af affaldet kan presses igennem, mens faste bestanddele presses ud gennem en dyse. Dysen er forsynet med et trykleje, der sikrer et passende modtryk. Lamellerne er anbragt med en indre spalteåbning på 1,5 mm, der udvider sig til 2 mm ved overfladen.

Foran dewasteren er placeret en mikser, der neddeler affaldet. Fra mikseren føres affaldet med en snegl op til dewasteren.

Dewasterens funktion er at presse den bløde, organiske del ud af affaldet, så det er egnet som råvare til bioforgasning.

Rejektet vil primært bestå af plastik, papir, jern, gummi, glas, træ, knogler, hårde grønsager mv. Rejektet bortskaffes til forbrænding.

Dewasteren drives af en ca. 10 kW elmotor, forbruget af energi til sorteringen forventes derfor at være lille. Findelingen af materialet antages desuden at øge gasproduktionen og graden af hygiejnisering, hvilke dog ikke undersøges i dette projekt.

Figur 3
Forbehandling af affald til biogas

1.2 Formål

Det er projektets formål at afprøve og dokumentere dewasterens evne til at frasortere fejlsorteringer og uønskede stoffer og materiale fra "normal", kildesorteret dagrenovation og levere en egnet råvare til videre behandling i biogasanlæg og siden udbringning på landbrugsjord.

1.3 Projektets indhold

1.3.1 Undersøgelsesprogram

Projektets undersøgelsesprogram er koncentreret om at bestemme mængde og sammensætning af det rå affald før behandling i dewasteren, af den udpressede råvare og af rejektet.

Målsætningen er at undersøge 4 læs affald i prøveperioden. Da det er et begrænset projekt, analyseres kun for fremmedlegemer og stoffer med direkte miljømæssig betydning. Prøverne undersøges kun på ét laboratorium. Dewasterens indflydelse på gasproduktionen undersøges ikke i første omgang.

I bestemmelse af indholdet indgår karakteristik af fremmedlegemer samt analyser for organisk stof, næringsstoffer og miljøfremmede stoffer. Der er afprøvet forskellige metoder til at karakterisere dewasterens evne til at frasortere fremmedlegemer, der forventes at bidrage til affaldets indhold af cadmium og DEHP. Resultatet heraf er beskrevet i rapportens bilag.

Desuden bestemmes energiforbruget ved forbehandlingen.

Figur 4
Oversigt over analyseprogram

2. Prøvetagning og analyser

2.1 Prøvetagning

Undersøgelserne omfatter mængden af rå affald, råvare og rejekt. Desuden tages stikprøver til vurdering af indholdet af fremmedlegemer, næringsstoffer og miljøfremmede stoffer i de tre faser.

2.1.1 Mængder

Rå affald deles i dewasteren i råvare og rejekt.

Det rå affald vejes ved tilførslen. Rejekt vejes ved ankomst til RenoNord. Mængden af råvare er herefter beregnet som forskellen.

2.1.2 Prøvetagning

Der er udtaget prøver fra 4 forskellige læs i ugerne 2, 3 og 4 år 2000.

To læs består af rent husholdningsaffald og to læs består af husholdningsaffald blandet med affald fra blomsterselskabet i Aalborg. Prøverne tages fra hhv. råaffald, råvare og rejekt.

Prøverne er udtaget efter følgende procedure:

2.1.2.1 Rå affald

	Læsset kværnes til det er homogent (et par timer).
	Sneglen igangsættes og 5 gange fordelt på tømningen udtages ca. 10 kg affald fra hovedet i dewasteren (tryklejet afmonteres, så den alene kværner affaldet uden at sortere). Samleprøven på ca. 50 kg blandes godt, hvorved der opnås en repræsentativ prøve af hele affaldsmængden.
	Delprøve på ca. 10 kg tages fra og fryses til analyse.
	Delprøve på 5 kg vejes og deles i fraktioner, som beskrevet i bilag A, for et læs udtages dog 2 delprøver af 5 kg for at vurdere variationen.

2.1.2.2 Råvare

	Prøve 3-4 kg tages i råvaretank efter omrøring i 20 l spand. Delprøve på ca. 1 kg tages fra og fryses til analyse.
	Delprøve (1 kg) sorteres som beskrevet i bilag C.

2.1.2.3 Rejekt

	Prøve udtages. Størrelsen fastsættes så prøven er homogen. Som udgangspunkt udtages 5 gange ca. 10 kg som beskrevet under rå affald.
	Delprøve på ca. 10 kg tages fra og fryses til analyse.
	Delprøve på 5 kg vejes og deles i fraktioner, som beskrevet i bilag A, for et læs udtages dog 2 delprøver af 5 kg for at vurdere variationen.

2.2 Sortering

2.2.1 Råvare og rejekt

Prøverne spredes på et bord. Metaller, plast mv. pilles fra, vaskes og tørres eventuelt, hvorefter hver fraktion vejes.

2.2.2 Råvare

Råvareprøverne undersøges ved centrifugering og sigtning. Indholdet beskrives herefter.

2.3 Analyse

Prøverne af rå affald og af rejekt homogeniseres.

Der udføres følgende analyser:

2.4 Driftsdata

Elforbruget måles i perioden for dewaster og to tilhørende snegle.

Elmåleren aflæses før og efter behandling af det enkelte læs.

Der bruges ikke vand og varme.

3. Resultater

3.1 Mængder

3.1.1 Samlet mængde

I tabellen er angivet, hvor meget rå affald der er vejet ind og hvor meget der er fjernet som rejekt. Forskellen er den producerede råvare.

Tabel 1.
Massen af affald og rejekt

Andelen af rejekt er mellem 29% og 50% af det rå affald. Der ses en væsentlig stigning i andelen af rejekt gennem perioden. Det kan måske hænge sammen med, at første læs pga. driftsproblemer blev lagret i 5 døgn inden behandlingen i dewaster, derved har det været mere omsat. Der kan evt. efterfølgende gøres forsøg med en kraftigere miksning af affaldet eller mellemlagring.

3.1.2 Sortering af rå affald og rejekt

Sorteringen sigter mod at give et repræsentativt indtryk af forskellige typer fejlsorteringer i affaldet og dewasterens evne til at frasortere disse emner. Materialet udsorteres i fraktioner, der udgør mulige kilder til cadmium og DEHP.

Figur 5
Sammensætning af rå affald (vægt%)
  

Figur 6
Sammensætning af rejekt (vægt%)

I bilag A er sorteringsmetoden beskrevet. Resultatet af de enkelte prøver fremgår af bilag B.

Der er taget prøver af fire læs. På et af de fire læs er udtaget en dobbeltprøve. Da dobbeltprøven har lige så spredte resultater som prøver fra forskellige læs, behandles prøverne som 5 ligeværdige stikprøver.

Langt den største del af både affald og rejekt er papir (affaldssække) og en uidentificerbar masse. Affaldsposerne syner af meget i rejekt, men vægtmæssigt udgør de kun en lille andel.

Da rejekt udgør 30-50% af det rå affald, skal andelen af fremmedlegemer gerne være 2-3 gange større end i det rå affald, hvis dewasteren fungerer tilfredsstillende. Det ser ud at passe fint for summen affaldsposer, metal og andet plast.

Forskellen mellem fraktionernes andel i to prøver fra samme læs varierer op til et par procentpoint, det er rimeligt for de store fraktioner (papir og affaldsposer). De øvrige fraktioner som udgør under 1% består kun af få enheder, derfor kan de alene bruges i en kvalitativ vurdering.

Der er fundet følgende fejlsorteringer:

Tabel 2.
Fejlsorteringer prioriteret efter antal prøver, hvor de er fundet.

I de fleste prøver er der blomsterpotter, kulørt plastemballage (slikpapir o.lign.), glas og klude. Desuden er der en del prøver med flamingo og lysestumper (muligvis fra juledekorationer).

Blomsterpotter og kulørt plastemballage er potentielle kilder til hhv. cadmium og DEHP i råvaren. Det er dog ikke vurderet, om de fundne fraktioner faktisk indeholder DEHP eller cadmium.

Der blev ikke fundet Ni/Cd-batterier eller større emner, der ikke kunne passere dewasteren.

3.1.3 Sortering af råvare

Sorteringen og resultaterne er beskrevet i bilag C.

Det forsorterede materiale, der forlader dewasteren er stort set fri for plast og andre større fremmedelementer. Det indeholder en del uorganisk materiale, der i væsentlig grad kan genfindes som sand og grus ved centrifugering. VS udgør således 80-85% af tørstoffet. Plast og andre organiske materialer, der ikke kan nedbrydes skønnes at udgøre en meget begrænset del af det organiske stof.

Partiklerne, der forlader dewasteren er små idet der kun findes meget små mængder der fanges på en sigte med maskevidde 2 mm eller større.

3.2 Analyseresultater

I bilag D er indholdet af organisk stof, næringsstoffer og miljøfremmede stoffer angivet for hver prøve.

Neden for er resultaterne angivet som interval for 4 målinger på hhv. rå affald, rejekt og råvare. Desuden er grænseværdien fra "Bekendtgørelse om anvendelse af affaldsprodukter til jordbrugsformål nr. 49 af 20. januar 2000" angivet, som de gælder fra 1/7 2000.

Tabel 3.
Analyseresultater

Det er koncentrationen i råvaren, der er interessant i forhold til grænseværdierne. Grænseværdierne for cadmium og nikkel overholdes med en god margen. Af de seneste 5 prøver skal mindst 75% ligge under grænseværdien.

De angivne grænseværdier for DEHP og NPE er afskæringsværdier som hver enkelt analyseresultat skal overholde.

En af de 4 prøver overholder ikke afskæringsværdien for DEHP.

Resultaterne for NPE overholder afskæringsværdien, men fra 1/7 2002 nedsættes afskæringsværdien til 10, dvs. analyseresultaterne ligger på samme niveau som afskæringsværdien.

De største koncentrationer af tungmetaller, DEHP og NPE findes i den prøve, hvor den største andel af affaldet er presset ud som råvare. Der er ikke en tilsvarende sammenhæng i koncentrationen af næringsstoffer. Man skal dog være forsigtig med at uddrage en konklusion ud fra en enkelt prøve.

3.3 Driftsdata

Det samlede forbrug af el til dewasteren inkl. mikser og snegle er målt for hvert læs:

Tabel 4.
Elforbrug

Elforbruget til forbehandlingen ligger mellem 25 og 31 kWh pr. tons behandlet affald. Antages at der kan produceres 100 m³ biogas med et energiindhold på 650 kWh pr. ton affald, svarer det til, at elforbruget udgør ca. 5% af affaldets energiindhold.

3.4 Massestrømme

Figur 7
Massestrøm

I gennemsnit har dewasteren delt affaldet i 40% rejekt og 60% råvare. Neden for er angivet hvordan de enkelte stoffer i gennemsnit fordeler sig i de to fraktioner. Summen af råvare og rejekt skal teoretisk svare til mængden af rå affald. I tabellen er den målte sum angivet som balance.

Tabel 5
Gennemsnitlig massebalance

De ses at 2/3 af tørstof og glødetab forsvinder som rejekt. Næringsstoffer, tungmetaller, blødgøringsmiddel og nonylphenol fordeler sig nogenlunde med halvdelen i rejekt og halvdelen i råvare. Behandlingen i dewaster reducerer altså ikke indholdet af disse stoffer væsentligt.

I bilag B er balancen angivet for hver enkelt prøve, den viser at af stofferne i råaffald genfindes mellem halvdelen og godt halvanden gange mængden i rejekt og råvare. Dette bekræfter, at det er vanskeligt at udtage repræsentative prøver. Det fremgår af Tabel 1, at gennemsnitsbetragtninger for de 4 sæt prøver øger overensstemmelsen mellem resultaterne væsentligt, idet der genfindes 90-117%.

4. Konklusion

Behandlingen i dewasteren deler det organiske affald i 60% råvare til bioforgasning og 40% rejekt, som bortskaffes til forbrænding. Udnyttelsesgraden kan muligvis forbedres ved videreudvikling af selve dewasteren og/eller forbehandling af affaldet.

Dewasteren frasorterer effektivt alle partikler over to millimeter herunder alle synlige fejlsorteringer og affaldsposer.

Maskinen frasorterer ikke tungmetaller og miljøfremmede stoffer. Der er ikke nogen betydelig mængde tungmetal i affaldet. Tilgengæld er indholdet af DEHP og NPE så højt, at kilderne bør opsøges.

4.1 Råvaren

Råvaren, der forlader dewasteren er stort set fri for plast og andre større fremmedelementer. Den indeholder mest uorganisk materiale, der i væsentlig grad kan genfindes som sand og grus ved centrifugering. VS udgør således 80-85% af tørstoffet. Plast og andre organiske materialer, der ikke kan nedbrydes skønnes at udgøre en meget begrænset del af det organiske stof.

Partiklerne, der forlader dewasteren er små idet der kun findes meget små mængder der fanges på en sigte med maskevidde 2 mm eller større.

4.2 Affald og rejekt

Det rå affald indeholder mest papir (affaldssække) og en uidentificerbar masse, affaldsposerne udgør ca. 4% og fejlsorteringer i form af metal og plast udgør under 1%.

Affaldsposer og fejlsorteringer opkoncentreres i rejektet.

Mængden af fejlsorteringer er så lille, at det kun har mening at vurdere de enkelte fraktioner kvalitativt. I de fleste prøver er der blomsterpotter, kulørt plastemballage (slikpapir o.lign.), glas og klude. Desuden er der en del prøver med flamingo og lysestumper (muligvis fra juledekorationer).

Blomsterpotter og kulørt plastemballage er potentielle kilder til hhv. cadmium og DEHP i råvaren. Det er dog ikke undersøgt, om de fundne fraktioner faktisk indeholder DEHP eller cadmium.

Der blev ikke fundet Ni/Cd-batterier eller større emner, der ikke kunne passere dewasteren.

4.3 Massestrømme

Prøverne viser, at 50-70% af affaldet presses ud som råvare. Omkring halvdelen af næringsstoffer, tungmetaller og miljøfremmede stoffer ender i råvaren. Der er muligvis en sammenhæng mellem, hvor stor en andel, der presses ud og koncentrationen af miljøfremmede stoffer.

4.4 Energiforbrug

Energiforbruget til forbehandlingen er på prototypen under ca. 30 kWh pr. ton affald. Ved færdigudvikling af anlægget vil ske en energioptimering.

Bilag A
Metode til sortering af rå affald og rejekt

Sorteringen sigter mod at give et repræsentativt indtryk af forskellige typer fejlsorteringers tilstedeværelse i affaldet og i dewasterens evne til at fraseparere uønskede fraktioner. Da projektet fokuserer på problemstofferne cadmium, DEHP og nonylfenol, skal sorteringen i første række koncentreres om fraktioner, der kan indeholde større mængder af disse stoffer.

Med henblik på kortlægning af Cadmium og DEHP er sorteringsforslaget baseres på gennemgangen af kilder til problemstoffer i husholdningsaffaldet som de er beskrevet i miljøprojekt nr. 385 1998 "Cadmium og DEHP i kompost og bioafgasset materiale". For nonylfenol findes ikke tilsvarende opgørelser og der skønnes ikke at kunne identificeres fraktioner med forhøjet nonylfenol-indhold, der kan frasorteres.

Som udgangspunkt sker en sortering i 6 hoved fraktioner, disse fraktioner tørres og vejes separat:

	Metal
	Kulørte metalfolier
	Plast
	Mælke og juicekartoner
	Andre større emner, der ikke vil kunne passere dewasteren f.eks. træ og tøj
	Alt andet

Metal og plastfraktionen videresorteres i en række underkategorier idet det dog forventes at nogle fraktioner ikke vil forekomme. Opdelingen tager udgangspunkt i hvilke delfraktioner, der kan tænkes at have en cadmium eller DEHP-koncentration væsentligt over det gennemsnitlige som beskrevet nedenfor:

Underfraktioner for Metal med henblik på at identificere evt. Ni/Cd batterier

	Metaller
	Batterier (Ni/Cd batterier identificeres evt. senere)

Underfraktioner for Plast

Plastfraktion med potentielt højt cadmiumindhold:

	Plaststrimler, der er brugt til at markere kabler i jorden (cadmium er meget anvendt til sikkerhedsfarven gult)
	Blomsterpotter

Plastfraktion med potentielt højt cadmium og DEHP-indhold

	Rester af legetøj og køkkenudstyr
	Rester af gamle bygningsmaterialer, såsom plastvinduer, plasttage og vinyl til gulv og vægbeklædning
	Rester/smulder af PVC-bagbeklædning på gamle gulvtæpper
	Rester af presenninger, regnfrakker, isolering om gamle elledninger o.l.
	Gamle PVC-belagte trådhegn og bindesnore til havebrug (typisk grønne)

Plastfraktion med potentielt højt DEHP-indhold

	Klisterbånd
	Rester af PVC-flasker og drikkebægre
	Engangsbleer
	Plastindkøbsposer
	Kulørt plastamballage

Resten af plasten

Hver af underfraktionerne vejes separat.

Nedenfor gennemgås begrundelsen for den valgte fraktionsopdeling.

1.1 Fraktioner med højt cadmium indhold

For Cadmium skønnes de direkte relevante kilder i ovennævnte miljøprojekt at kunne opdeles i:

	Genopladelige batterier
	Stabilisatorer i PVC
	Pigmenter
	Overfladebehandling på jern og stål
	Legeringer
	Zink (indeholder cadmium som følgestof)
	Forurenet jord o.lign.

I rapporten kan der kun peges på visse typer batterier (Ni/ Cd) som sandsynlige kilder fra private husholdninger. De anses generelt ikke for at udgøre et stort kontamineringsproblem; men skal selvfølgelig identificeres, hvis de forekommer. Listen kan opdeles i tre fraktioner:

	Metaller
	Stabilisatorer
	Pigmenter

1.1.1 Metaller

Metaller frasorteres i en særlig fraktion. Derudover skal alle batterier fratages separat, herefter må det afgøres om det er muligt at identificere Ni/Cd batterier, således at følgende to metal fraktioner er relevante:

	Metaller
	Batterier

1.1.2 Stabilisatorer

Stabilisatorer i PVC er en mulig kilde; men da cadmium som stabilisator i PVC stort set ophørte ved udgangen af 80'erne skal fraktioner belastet hermed søges i PVC-produkter med lang levetid. I rapporten peges på en række produkter som evt. kan identificeres ved en sortering som den foreliggende.

1.1.2.1 Plast fraktion med potentielt højt cadmium-indhold fra stabilisatorer

Rester af gamle bygningsmaterialer, såsom plastvinduer, plasttage og vinyl til gulv og vægbeklædning

Rester/smulder af PVC-bagbeklædning på gamle gulvtæpper

Rester af presenninger, regnfrakker, isolering om gamle elledninger o.l. Gamle PVC-belagte trådhegn og bindesnore til havebrug (typisk grønne)

1.1.3 Pigmenter

Pigmenter var tidligere meget anvendt i plast. Brugen her er dog som anvendelsen til stabilisatorer stort set ophørt med udgangen af 80'erne og fraktioner belastet hermed skal søges i produkter med lang levetid. I rapporten peges på en række fraktioner som evt. kan identificeres ved en sortering som den foreliggende i en del fraktioner. En del er allerede medtaget ovenfor, således at nedenstående fraktioner kommer til.

1.1.3.1 Plast fraktion med potentielt højt cadmium-indhold fra pigmenter

	Rester af legetøj og køkkenudstyr
	Plaststrimler, der er brugt til at markere kabler i jorden (cadmium er meget anvendt til sikkerhedsfarven gult)
	Blomsterpotter

1.2 Fraktioner med højt DEHPindhold:

I ovennævnte miljøprojekt peges på følgende kilder til forhøjet indhold af DEHP:

	Blødgjort PVC
	Trykfarver
	Plastmaling/lak på træ
	Vandopløselig lim
	Andre materialer kontamineret med DEHP fra PVC o.a. i affaldsposen og under affaldsbehandlingsprocessen

De fleste af disse materialer burde ikke forkomme i kildesorteret husholdningsaffald; men gør det ofte i praksis. Det skønnes dog kun muligt at frasortere produkter med blødgjort PVC og trykfarver.

1.2.1 Plastfraktion indeholdende blødgjort PVC med forhøjet DEHP koncentration

	Rester af duge, bruseforhæng, gardiner, svømmevinger, legetøj
	Rester af gulv- og vægfolier, tætningslister samt haveslanger
	Rester/smulder af PVC-bagbeklædning på gamle gulvtæpper
	Rester af presenninger, regnfrakker, isolering om gamle elledninger o.l.
	Gamle PVC-belagte trådhegn og bindesnore til havebrug (typisk grønne)
	Klisterbånd
	Rester af PVC-flasker og drikkebægre
	Engangsbleer

1.2.2 Fraktion indeholdende trykfarver med forhøjet DEHP koncentration

I rapporten er foretaget en analyse af 17 forskellige materiale kategorier, hvoraf hovedparten har et lavt DEHP-indhold. På baggrund af listen og ovennævnte gennemgang er 4 fraktioner interessante pga. et potentielt forhøjet DEHP indhold:

	Plastindkøbsposer
	Kulørte metalfolier
	Mælke og juicekartoner
	Kulørt plastamballage

De relevante kilder, der skønnes at kunne forekomme i organisk dagrenovation er i flere tilfælde sammenfaldende med produkter, hvor der kunne forventes et højt cadmium-indhold således at der samlet foreslås følgende underfraktioner:

1.2.3 Fraktioner med cadmium

To fraktioner metaller

	Metaller
	Batterier

En plastfraktion

	Plaststrimler, der er brugt til at markere kabler i jorden (cadmium er meget anvendt til sikkerhedsfarven gult)
	Blomsterpotter

1.2.4 Fraktioner med cadmium og DEHP

En plastfraktion

	Rester af legetøj og køkkenudstyr
	Rester af gamle bygningsmaterialer, såsom plastvinduer, plasttage og vinyl til gulv og vægbeklædning
	Rester/smulder af PVC-bagbeklædning på gamle gulvtæpper
	Rester af presenninger, regnfrakker, isolering om gamle elledninger o.l.
	Gamle PVC-belagte trådhegn og bindesnore til havebrug (typisk grønne)

1.2.5 Fraktioner med DEHP

En plastfraktion

	Klisterbånd
	Rester af PVC-flasker og drikkebægre
	Engangsbleer
	Plastindkøbsposer
	Kulørt plastamballage

Kulørte metalfolier

Mælke og juicekartoner

Bilag B
Sortering af rå affald og rejekt

De følgende 5 tabeller viser resultatet af sorteringen på 4 læs samt en ekstra prøve fra læs 3. Prøverne er sorteret som beskrevet i bilag A.

Tabel 1.
Sortering af læs 1

Tabel 2.
Sortering af læs 2

Tabel 3.
Sortering af læs 3 delprøve A

Tabel 4.
Sortering af læs 3 delprøve B

Tabel 5.
Sortering af læs 4

Tabel 6.
Gennemsnit af 5 prøver

Bilag C
Sortering af råvarer

Karakterisering af kildesorteret husholdningsaffald, der er forsorteret i Dewasteren på biogasanlægget i Vaarst-Fjellerad.

Februar 2000

I forbindelse med gennemførelse af projektet "Dokumentation af teknologi til kvalitetssikring af restproduktet fra biogasbehandling med henblik på udbringning på landbrugsjord" har Avdelningen for VA-teknik på Lunds Tekniska Högskola gennemført nogle undersøgelser til karakterisering af kildesorteret husholdningsaffald, der er forsorteret i Dewasteren på biogasanlægget i VaarstFjellerad.

Undersøgelserne er finansieret af afdelingen; men forventes anvendt til rapporteringen fra projektet.

Formål og fremgangsmåde.

Undersøgelsens formål har været at undersøge om en karakterisering af det forsorterede affald ved hjælp af centrifugering og sigtning kunne give værdifulde oplysninger om dewasterens evne til frasortering af uønskede stoffer især plast. Der er foretaget undersøgelser af de 4 prøver, der også indgår i projektets øvrige måle og analyseprogram. Bilag C1 viser fotografier resultaterne af sigtningen. Nedenfor gives en kort gennemgang af metoder og resultater.

Centrifugering:

Prøverne skilles i tre klart adskilte fraktioner ved centrifugering i en almindelig laboratoriecentrifuge.

	På overfladen ligger en olie/fedtfase, hvis mængde kun kan bestemmes med betydelig usikkerhed
	I midten en grumset vandfase på ca. 25 ml
	I bunden en fast fase på ca. 15 ml

Tabel I viser resultaterne af centrifugeringsforsøgene. Der er for hver fraktion angivet tørstof, gløderest og glødetab både den målte % og stofmængden i g/l produkt. Derudover er der målt COD på den samlede prøve.

Tabel I.
Resultater af fraktionering af prøver ved centrifugering

Figur 1 og 2 viser sammenligningen af stofmængden i de 4 prøver og fordelingen på hver af de tre fraktioner. Figur 1 viser tørstoffordelingen og figur 2 fordelingen af glødetab.

Figur 1.
Fordeling af tørstof i hver prøve opdelt på de tre fraktionen
  

Figur 2.
Fordeling af glødetab i hver prøve opdelt på de tre fraktioner.

Figur 3 og 4 viser tilsvarende TS og VS i % for de forskellige fraktioner.

Det ses at prøverne ligner hinanden og at de største forskelle er på stofmængden i flydelaget. Dette lag er ganske tyndt og vanskeligt at bestemme. En visuel inspektion af materialet viser at der i hovedsagen er tale om fedt/olie og lidt plast.

Den faste fase har et betydeligt indhold af uorganisk materiale og en visuel inspektion af materialet viser også at der er tydelig lagdeling ved centrifugeringen. Materialet fremtræder som meget finpartikulært øverst og med mange fibre og enkelte plasttykker nederst. Der har ikke kunnet identificeres andre fremmedlegemer som f.eks. metalstumper.

Figur 3.
Tørstofprocent i hver af prøverne og i de forskellige fraktioner
  

Figur 4.
Glødetabsprocent i hver af prøverne og i de forskellige fraktioner

Sigtning af råvare

Bilag C1 viser fotografier af sigterest på hver af de 5 sigter for de 4 prøver og større billeder af sigterne efter tøring af prøve 4. Der ophældes 100 g af råvaren fortyndet 10 gange. Mængden af materiale, der genfindes på hver sigte efter tørring fremgår af tabel II. Ved de to første prøver er afvejningen kun foretaget i hele gram. Tabel III giver en karakterisering af den væske der løber gennem sigterne.

Tabel II.
Tørstof tilbageholdt på sigter

* Vejledning kun i hele gram

Det ses at der er nogen forskel i den mængde, der tilbageholdes på sigterne En del af forskellen skyldes dog at der ved de første undersøgelser ikke blev vejet med tilstrækkelig nøjagtighed.

Tabel III.
Karakterisering af væske, der løber gennem sigterne.

Figur 5 viser fordelingen af stof på de forskellige prøver på de 5 sigter.

Figur 5.
Fordeling af stof på de enkelte sigter for hver prøve.

Af tabel II og figur 5 fremgår at der stort set kun på den fineste sigte findes materiale efter tørring.

På fotografierne i bilag C1 ses ligeledes at der stort set ikke findes materiale på de tre groveste sigter med maskevidde 8 mm, 5,6 mm og 4 mm. Der er lidt materiale på sigten med 2 mm maskevidde og en hel del på sigten med 0,5 mm. Umiddelbart kan den begrænsede mængde materiale på de groveste sigter karakteriseres som plast og papir, medens materialet på 2 mm sigten og på 0,5 mm sigten mere ligner sand, grus og uspecificeret, organisk materiale med en tydelig fiberstruktur.

På sigterne tilbageholdes 5-10 g TS. Der ophældes 100 g råvare med et tørstofindhold på typisk 19 %. Således at der på sigterne ophældes 19 g TS. Det kan derfor konstateres at 50-75% af råvaren løber igennem selv den fineste sigte på 0,5 mm, medens ca. 25-50% tilbageholdes.

Sammenfatning

Det forsorterede materiale, der forlader dewasteren er stort set frit for plast og andre større fremmedelementer. Det indeholder en del uorganisk materiale, der i væsentlig grad kan genfindes som sand og grus ved centrifugering. VS udgør således 80-85% af tørstoffet. Plast og andre organiske materialer, der ikke kan nedbrydes skønnes at udgøre en meget begrænset del af det organiske stof.

Partiklerne, der forlader dewasteren er små idet der kun findes meget små mængder, der fanges på en sigte med maskevidde 2 mm eller større.

Bilag C₂. Foto af siktarna efter torkning vid 105 ^oC

8 mm sikten efter torkning. Uppvägt material (plast, papper) 0,3 g
    

5,6 mm sikten efter torkning. Uppvägt material (plast, papper) 0,3 g
  

4 mm sikten efter torkning. Uppvägt material (grus, papper) 0,4 g
   

2 mm sikten efter torkning. Uppvägt material (grus, organiskt material) 1 g
    

0,5 mm sikten efter torkning. Uppvägt material (grus, organiskt material) 5,6 g

Bilag D
Analyseresultater

Tabel 1
Analyseresultater rå affald

Tabel 2
Analyseresultater rejekt

Tabel 3
Analyseresultater råvare

Tabel 4
Gennemsnitsværdier af analyseresultater

Tabel 5
Massestrømme og balance læs 1

Tabel 6
Massestrømme og balance  Læs 2

Tabel 7
Massestrømme og balance læs 3

Tabel 8
Massestrømme og balance læs 4

Tabel 9
Gennemsnitlig massestrøm og balance