Indsamling af organisk affald fra husholdninger, små erhvervskøkkener og fødevareforretninger i Aalborg kommune

4 Behandling

4.1 Behandlingsanlægget
4.2 Undersøgelse af forbehandling i DeWaster
4.3 Karakterisering af biomasse fra DeWaster
4.4 Gasproduktion
4.5 Massestrømme gennem behandlingen
4.6 Vurdering af behandlingen

4.1 Behandlingsanlægget

Det indsamlede affald aflæsses i en mikser, der neddeler affaldet. Fra mikseren føres affaldet med en snegl op til en DeWaster, der frasorterer fejlsorteringer og plastposer som rejekt. Biomassen til bioforgasning ender i en fortank, hvorfra det pumpes til biogasreaktoren. Selve DeWasteren er blevet udskiftet til prototype 2 mellem fase A og fase B.

Figur 4
Forbehandling af affald

Se her!

4.2 Undersøgelse af forbehandling i DeWaster

Det er undersøgt, hvordan DeWasteren er i stand til at behandle affald af hver type. Affaldets sammensætning før og efter behandling bestemmes ved analyser og ved sortering. Desuden er energiforbrug til behandlingen målt, det drejer sig om el til drift af motorer på mikser, sneglestransportører og DeWaster.

Rejektprocenten variere meget fra læs til læs, derfor er det ikke muligt at vurdere, om der er forskel mellem de enkelte typer affald eller der er tale om tilfældig variation.

Der er målt på indkommende organisk affald samt udgående i en periode på 12 måneder. På et år, hvor der kun er modtaget affald fra husholdninger, har DeWasteren delt affaldet i ca. 31 vægt% rejekt og 69 vægt% forbehandlet organisk affald jfr. bilag H.

4.3 Karakterisering af biomasse fra DeWaster

Biomassen, der er forsorteret i DeWasteren fremtræder som en tyk, grødagtig masse og den kan derfor ikke undersøges for tilstedeværelse af fejlsorteringer på samme måde som råaffald og rejekt.

I forbindelse med projektet "Dokumentation af teknologi til kvalitetssikring af restproduktet fra biogasbehandling med henblik på udbringning på landbrugsjord" udviklede og afprøvede Avdelningen for VA-teknik på Lunds Tekniska Högskola, for egen regning, to metoder til fysisk karakterisering af denne biomasse. Den ene metode er baseret på centrifugering af prøven, og den anden på sigtning af materialet i en almindelig sigtekolonne.

Formålet var dels at vurdere den fysiske neddeling af affaldet i DeWasteren og dels at vurdere omfanget af fintneddelte fremmedlegemer i affaldet. - især plast. I forbindelse med ovennævnte projekt blev undersøgt de 4 prøver fra indsamling af kildesorteret affald i Aalborg fra en periode, hvor affaldet blev indsamlet i papirsække. I det aktuelle projekt er der undersøgt to prøver fra hver af faserne B (Indsamling fra husholdninger i containere i stedet for papirsække), C (Affald fra supermarkeder) og D (Indsamling fra detailforretninger). Prøverne fra fase A (Små erhvervskøkkener) var så flydende at de ikke kunne behandles i DeWasteren. Bilag I giver en samlet oversigt over analyseresultaterne og bilag J viser fotografier af sigterne efter sigtning af hver af de 6 prøver. Derudover er medtaget fotografier af 2 prøver fra ovennævnte projekt.

4.3.1 Centrifugering

Ved centrifugering i en almindelig laboratoriecentrifuge skilles biomassen i tre klart adskilte fraktioner.
På overfladen ligger en tynd olie/fedtfase. Tykkelsen af laget er i visse prøver 1-2 mm og kan være svær at bestemme præcist
I midten findes en grumset vandfase
I bunden afsættes en fast fase

Tabel 17 viser en sammenstilling af de 10 prøvers samlede indhold af tørstof, tørstofglødetab og COD og i figur 5 er resultaterne vist grafisk. Det ses at der ikke er stor forskel på de 6 prøver af husholdningsaffald, der alle har et tørstofindhold på omkring 20%, hvoraf glødetabet typisk udgør ca. 90%. COD er ca. 250 g/l i alle prøver. Affald fra supermarkeder har et noget højere indhold af tørstof og COD, medens affaldet fra de små detailbutikker ligner husholdningsaffaldet bortset fra et noget større COD-indhold. Der er dog noget større forskel mellem prøver fra supermarkeder og detailforretninger, hvilket også er at forvente, da der er tale om forholdsvis få leverandører til hvert læs, hvor der ydermere kan være stor forskel i affaldssammensætningen fra gang til gang.

Tabel 17
Indhold af tørstof, glødetab, tørstofglødetab og COD i de 10 prøver affald

Affalds-
type

Papirsække

Containere

Super- markeder

Fødevare- forretninger

Dato

11/1 2000

20/1 2000

25/1 2000

27/1 2000

12/2 2001

8/2 2001

10/12 2001

5/11 2001

14/5 2002

28/5 2002

Prøvenr.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

TS %

19,0

19,0

17,7

19,1

20,0

23,4

26,0

32,8

20,7

15,8

VS %

15,0

16,0

15,1

16,5

17,6

20,8

24,0

31,4

18,7

13,8

GTS%

4,0

3,0

2,6

2,6

2,4

2,5

2,0

1,4

2,1

2,0

COD g/l

240

255

213

240

238

275

322

419

304

266

 

Figur 5
COD, tørstof og tørstofglødetab i de 10 affaldsprøver

Figur 6 viser den volumenmæssige fordeling af de tre fraktioner efter centrifugering i de 10 prøver og det ses også her at biomassen fra de 6 prøver af husholdningsaffaldet ligner hinanden med et meget begrænset flydelag. Affaldet fra de 2 prøver fra detailbutikker svarer til biomassen fra husholdningsaffaldet dog med et lidt større flydelag; medens biomassen fra supermarkedsaffald dels er meget forskellige og dels afviger noget fra biomassen fra husholdningsaffaldet. Flydelaget er langt større og vandfasen er noget mindre. I den ene prøve udgjorde den faste fase også hovedparten af voluminet.

En visuel inspektion af flydelagene for de forskellige prøver viste at der i hovedsagen er tale om fedt/olie og i enkelte prøver lidt plast. Den faste fase har et betydeligt indhold af uorganisk materiale og en visuel inspektion af materialet viser også at der sker en tydelig lagdeling ved centrifugeringen. Materialet fremtræder som meget finpartikulært øverst og med mange fibre og enkelte plaststykker nederst. Der har ikke kunnet identificeres andre fremmedlegemer som f.eks. metalstumper.

Figur 6
Fordeling af voluminet af hver af de tre fraktionen efter centrifugering.

Da biogasproduktionen er tæt knyttet til biomassens glødetab (VS) er der i figur 7 vist de enkelte fraktioners andel af det samlede glødetab. De 6 prøver af husholdningsaffald ligner hinanden og det ses at hovedparten af det organiske stof findes i den faste fase, medens flydelaget kun udgør en mindre del her, dog større end svarende til voluminet da glødetabet er meget højt i flydelaget. For biomassen fra supermarkeder og detailforretninger ses flydelaget at bidrage med en større del af det samlede organiske stof.

 

Figur 7
Fordeling af prøvens indhold af organisk stof på de tre fraktioner ved centrifugering

4.3.2 Sigtning af biomasse

Ideen med sigtningen var dels at give et visuelt indtryk af tilstedeværelse og karakter af større partikler efter separation i DeWasteren og dels at give en størrelsesfordeling af det behandlede affald. Ved de første sigtninger blev benyttet en sigtekolonne med maskevidder 8, 5,6, 4, 2, 0,5 mm. Ved de senere undersøgelser blev benyttet maskevidderne 16, 8, 4, 2 og 1 mm, idet det viste sig at sigterne med de små maskevidder hurtigt stoppede til og således ikke længere fungerede som sigte.

Ved at afveje mængden af materiale efter tørring ved 105 oC kan den tilbageholdte mængde tørstof på hver sigte bestemmes. Denne tørstofbestemmelse viste sig imidlertid mindre anvendelig, idet der tilbageholdes mindre mængder tørstof på sigtens ribber af partikler mindre end maskevidden. Desuden vil der på sigter med mindre maskevidde ske en tilstopning, således at der dannes et filter, der tilbage holder meget større mængder tørstof end svarende til sigtens maskevidde. Sigtning af biomassen skønnes derfor at kunne anvendes til at karakterisere mængden og karakteren af mindre mængder større partikler; men ikke til at give en egentlig størrelsesfraktionering af biomassen.

I bilag J er vist fotografier af sigterne for de enkelte prøver fra faserne B,C og D. Der er herudover medtaget fotografier fra to prøver fra den oprindelige undersøgelse.

Det fremgår heraf at der ikke forekommer partikler der tilbageholdes på 16 mm sigten for supermarkeds og butiksaffaldet, medens der er papirrester i prøver fra husholdningsaffaldet. Det er også tydeligt på 8 mm sigterne, hvor der en enkelt partikel fra en af supermarkedsprøverne medens der er en del partikler også plast fra husholdningsaffaldet. På sigter med mindre maskevidde ses ophobning af materiale - mest tydeligt på prøverne af husholdningsaffaldet. Det er formentlig det store antal papirsposer der resulterer i at større partikler lukker porerne i sigterne. Generelt er det således kun en marginal del af affaldet der tilbageholdes på sigterne med maskevidde > 4 mm.

4.4 Gasproduktion

Det forbehandlede organiske affald afgasses i en separat biogasreaktor. Biogasreaktoren var navnlig i starten meget lavt belastet dvs. der var en høj opholdstid, som ikke vil forekomme ved normal drift. Den tilførte mænge biomasse er gradvist steget gennem forsøget, men belastningen er fortsat langt under den, der vil være gældende ved fuld udbygning.

Den målte gasproduktion har i øvrigt været så ustabil, at den ikke kan anvendes som grundlag for en vurdering. I bilag L Energibetragtninger er gasproduktionen i stedet anslået til omkring 100 kg, svarende til 100 Nm3 biogas pr. ton indsamlet organisk affald ±20%.

4.5 Massestrømme gennem behandlingen

Behandlingen medfører en klar opdeling i en våd fraktion af udrådnet biomasse, en tør fraktion af rejekt samt biogas.

Den samlede behandling medfører, at et ton kildesorteret organisk dagrenovation bliver til 100 kg gas og 590 kg afgasset biomasse med 97% vand samt 310 kg rejekt til forbrænding jfr. bilag K om afgasningen.

Figur 8
Massebalance beregnet for indsamlet organisk affald

4.6 Vurdering af behandlingen

Der har været problemer med at flytte affald med for lidt struktur (f.eks. rent affald fra erhvervskøkkener) med snegle. Desuden har plastposer en tendens til at vikle sig om sneglene.

Forsøgene med prototypen, har givet den erfaring, at et fremtidigt anlæg skal udføres med få snegle uden stigning. Evt. bør mikseren placeres højere end DeWasteren. Desuden vil det være en fordel, hvis indsamlingsruterne tilrettelægges, så affald fra erhvervskøkkener blandes med affald fra husholdninger. Store emner skal kunne lukkes bagud af DeWasteren, styringen skal automatiseres og anlægget skal udføres i rustfrit stål.

I øvrigt vil det være mest praktisk, at anlægget placeres i et ikke forureningsfølsomt område f.eks. ved forbrændingsanlægget. Derved spares desuden transport af rejekt.