|
Central sortering af dagrenovation Forbehandling af usorteret dagrenovation med Dewaster®Retningsgivende forsøg udført hos I/S NOVEREN, Holbæk.Oktober 2002Version 1.02 1. IndledningAlt indsamlet, kildesorteret dagrenovation i I/S Noveren's område, dækkende 9 kommuner i Vestsjællands Amt, er i mere end et år blevet behandlet på en Dewaster® installation leveret og drevet af EWOC A/S i samarbejde med NLM Combineering ApS. Siden december 2001 er der dagligt behandlet ca. 15 tons kildesorteret dagrenovation på anlægget. Anlægget hos Noveren har fungeret som udviklingsplatform for EWOC's bestræbelser på at optimere Dewaster® processen samt forbehandling. Dette arbejde har resulteret i at der pr. 14/10 2002 er opstillet et helt nyt Dewaster® system med to individuelle enheder og teknologien anses nu for at være så moden at der ikke længere er tale om et forsøgsanlæg. Forud for installationen af det nye anlæg har miljøstyrelsen, ved Svend Erik Jepsen, besøgt anlægget. Ved dette besøg blev muligheden for at behandle usorteret husholdningsaffald drøftet, og det blev efterfølgende aftalt at NLM Combineering for egen regning iværksatte et kort, retningsgivende forsøg. Denne rapport beskriver resultaterne og de overvejelser forsøget har afstedkommet. Formålet for forsøget, beskrevet i denne rapport, har været at få en indekation af om der er belæg for at fortsætte undersøgelserne af muligheden for at behandle usorteret husholdningsaffald med Dewaster® teknologien. Forsøget har af økonomiske årsager været begrænset til en kvalitativ bedømmelse af systemets egnethed samt analyser for tungmetaller og miljøfremmede stoffer samt fysisk karakterisering af den del af affaldet der ender på landbrugsjord. Den umiddelbare konklusion er at der er belæg for at fortsætte undersøgelserne, hvis de nødvendige økonomiske midler kan findes. Både de kemiske analyser og den fysiske karakterisering af affaldet viste overraskende positive resultater, ligesom den mekaniske behandling viste at det er muligt at behandle usorteret husholdningsaffald på Dewaster® anlægget. PK Miljøteknik ApS har stået for den praktiske udførelse med prøveudtagning, analyserekvirering, fysisk karakterisering osv. Resultaterne af PK Miljøtekniks undersøgelser er bilagt i rapporten "Sigteforsøg med normal dagrenovation, Oktober 2002". 2. Dewaster® processen og anlægsopbygningPrincippet i det til forsøget anvendte Dewaster®® anlæg bygger på en skånsom grovsortering, hvor en række uønskede komponenter i affaldet fjernes, efterfulgt af en presning i en Dewaster® enhed. Gennem anlægget sorteres affaldet i en række fraktioner:
Anlægget består af en modtagesilo, poseåbner, sneglesigte, magnetseparator, oversizeseparator (Desizer®®), samt Dewaster®. Modtagesilo
Modtagesiloen er opbygget som helsvejsede stålsilo. Silobunden er helsvejset og monteret med ca. 3° hældning mod poseåbneren. På silobunden er monteret en skubberamme, som doserer affaldet frem til poseåbneren. Poseåbner
Poseåbneren er opbygget med to vandret liggende aksler med påmonterede opriverskiver, hver med en diameter på ca. 850 mm med 25 skiver på hver aksel. Akslerne er hydraulisk drevne og roterer under oprivningsprocessen mod hinanden. Et elektrisk/hydraulisk system overvåger akslernes rotation. Hvis fejlsorterede eller uønskede genstande som fx en stegepande kommer i poseåbneren, sørger et forudindstillet hydraulisk tryk for, at akslerne reverserer. Poseåbneren åbner plastposer og anden emballage. Plast og emballage rives i meget store stykker, så det senere i processen er nemmere at sortere fra. Sneglesigte
Sneglesigten er opbygget som to sammenbyggede centerløse snegle indbygget i u-formede profiler. Profilerne er sammenbyggede, således at den ene profil ligger over den anden. Bunden i den øverste profil er udført med en udstanset hulplade med en hulstørrelse på 80 x 50 mm, ca. 70% af pladearealet. Bunden i den underliggende snegl er beklædt med nonfrikplade. Affaldet tilføres den overliggende snegl og transporteres af sneglen mod topenden. Under denne transport, tømmes de åbnede poser, og det biologiske affald falder igennem hullerne og ned i den underliggende snegl, hvorfra det føres til et opsamlingsbånd. Magnetseparator
Fra opsamlingsbåndet føres det sigtede affald til en magnetseparator. Magnetseparatoren er opbygget som en permamagnet placeret under et bånd med afskraber. Desizer®
Desizer®en udskiller væsentlige fremmedlegemer (sten, hårde knogler etc.) som vil kunne give stop i Dewaster®en. Enheden er opbygget som en dobbeltvalse med fremdriver. Desizer®en tillader kun partikler under en vis diameter at passere. Større bløde dele vil i stor udstrækning blive deformeret og passere. Større hårde dele (fremmedlegemer, sten, ben mv.) bliver sorteret fra. Fra Desizer®en føres biomassen ned i en buffertank for biomasse. Buffertanken er en lukket tank som i bunden er forsynet med to vandret liggende snegle med modsat rettede vindinger. Sneglenes udformning sikrer at biomassen holdes i en konstant cirkulerende bevægelse. Fra buffertanken doseres det organiske affald til Dewaster®en. Dewaster®
Dewaster®en består af en kraftig konisk sneglepresse, hvor det forsorterede affald, under højt tryk presses ud gennem en række langsgående spalter placeret i en cirkel omkring maskinens center. Plast, papir, fibre og andre større emner presses ud for enden af den koniske sneglepresse via et indvendig kegleformet trykhold, monteret i enden af snegleaksen. Den rene biomasse falder ned i en underliggende tank. Pressehuset består af 38 fikserede, langsgående lameller, som danner 38 spalter af en længde på ca. 40 cm og en brede på 1½ mm. Ved pressehusets udløbsende, er der monteret en stærkt konisk dyseholder, bestående af 18 korte lameller, som danner 18 spalter. Dysseholderen er monteret på pressehuset med en bolteflange og kan demonteres. 3. UdførelseTil forsøget blev anvendt usorteret husholdningsaffald fra Roskilde, hvor der ikke er tradition for kildesortering. Affaldet fordeler sig med ca. halvdelen fra etagebyggeri og halvdelen fra blandet tæt-lav og villa område. Det blev visuelt konstateret at affaldet indeholdt aske, men mængden er det ikke muligt at verificere. Aske fra private brændeovne er en af de komponenter det på forhånd var frygtet kunne give forhøjede tungmetalværdier i biomassen. Inden forsøgets start var anlægget kørt tomt for det kildesorterede affald, som normalt behandles, og alle opsamlingscontainere mv. var tømt og tomvejet. Behandlingsprocessen fulgte i øvrigt procestrinnene som beskrevet i forrige afsnit. Selv om kildesorteringen i Noverens område ikke er optimal, kunne det ved modtagelsen af det usorterede affald konstateres at dette indeholdt langt mere metal, plast og papir end anlægget normalt opererede med. Dette betød bl.a. at det materiale der nåede frem til Dewaster® enheden var tørrere end normalt, hvorfor kapaciteten var nedsat. Ved et længerevarende forsøg med usorteret affald er der flere justeringsmuligheder der kan tages i anvendelse for at opnå normal kapacitet. På normal kildesorteret affald behandler Dewaster® enheden ca. 2 tons forsorteret affald pr. time. Kapaciteten på det usorterede affald blev ikke klarlagt, da det dels ikke var formålet med undersøgelsen og dels ville kræve en langs større mængde affald. I den indledende oprivning af affaldet kunne det konstateres at affaldet indeholdt en del materiale, som ikke egner sig til posen under håndvasken. Bl.a. blev der på dette trin sorteret en lydpotte fra affaldet. Den anvendte opriver er ikke monteret med automatisk fjernelse af så store emner, men dette kan monteres som ekstraudstyr. I sneglesigten var det forventet at der ville forsvinde en del biologisk materiale sammen med det frasorterede papir og plast, men det var overraskende ikke tilfældet. Sigteresten var meget ren og tør og bestod hovedsageligt af plast, pap og papir. Denne fraktion vurderes at have høj brændværdi og være særdeles egnet til langtidsopbevaring i baller, f.eks. til sæsonudligning på forbrændingsanlæggene. Materialet fra sneglesigten, med hovedparten af de biologiske komponenter havde en sammensætning nogenlunde som den kendes fra det kildesorterede affald, dog var det væsentligt tørrere og havde højere indhold af papir og metal. Metalfraktionen fra magnetseparatoren var meget større end for det tilsvarende kildesorterede affald og indeholdt noget medrevet biologisk materiale. Der er aldrig optimeret på magnetseparatorens funktion i det eksisterende system. Fraktionen fra Desizer®en var af samme størrelsesorden og sammensætning som det er kendt fra kildesorteret affald, dog var der en del flere plastflasker. Denne enhed fungerede uproblematisk efter hensigten, men den tilførte mængde var større end ved kildesorteret affald, hvilket må indgå som design parameter hvis der skal foretages yderligere undersøgelser af systemet med usorteret affald. Visse dele af Dewaster® enheden blev ved forsøgets start udskiftet for at imødese det tørre affald og funktionen var upåklagelig, dog var kapaciteten nedsat. Ca. 21% af det samlede tilførte affald, eller ca. 41% af det affald som blev tilført Dewaster® enheden endte som biomasse. De efterfølgende analyser viste et tørstofindhold i biomassen på op til 35% TS – selv efter at der var sat vand til for at gøre biomassen mere pumpbar. En begrænset vandtilsætning til affaldet i fødekassen umiddelbart inden Dewaster® enheden vil givet lette afpresningen og både give øget udbytte og højere kapacitet, dette er dog ikke undersøgt i dette forsøg. 4. Væsentlige resultater og diskussionUdbytte21% af det samlede usorterede husholdningsaffald endte som biomasse. En skønnet, men ikke verificeret, vurdering af affaldet tyder på at det biologiske indhold har været omkring en fjerdedel af den samlede mængde og det overraskede derfor positivt at opnå så højt et udbytte. Især var der fra starten en forventning om at de store mængder aviser og ugeblade i affaldet ville suge så meget vand at udbyttet ville falde markant. De 21% er korrigeret for den vandtilsætning der var nødvendig for at gøre materialet tilstrækkeligt pumpbart med den installerede pumpe, derimod er der ikke korrigeret for det høje tørstofindhold, som ellers ville vise et endnu bedre resultat. I dette forsøg, og i forbindelse med Dewaster® anlægget generelt, regnes papir ikke som en del af det biologiske materiale der ønskes videreført til biogas og landbrugsjord. Fysisk karakteriseingDen fysiske karakterisering af biomassen viser overraskende bedre resultater end en tilsvarende undersøgelse lavet på kildesorteret affald ca. 7 måneder tidligere. Mængden af plastkomponenter større end 1,5 mm udgør blot en halv promille af biomassen og alufolie under 0,1 promille. Da der ikke tidligere har været problemer med den fysiske anvendelse af biomassen i biogasanlægget i Snertinge, eller den efterfølgende markanvendelse, vil biomassen fra usorteret affald givet heller ikke skabe problemer. Prøven til den fysiske karakterisering er udtaget som en række delprøver over hele forsøgets varighed. TungmetallerDer er i alt foretaget tre tungmetal analyser på biomassen. De to analyser er foretaget på prøver udtaget hhv. umiddelbart efter opstart og før afslutning af forsøget. Den tredje analyse er foretaget på en gennemsnitsprøve udtaget løbende over hele forsøgets varighed, antallet af delprøver er ca. 15. Skulle der vise sig behov for yderligere analyser er der gemt et antal delprøver i frosset tilstand. Af alle tungmetalværdierne er der kun én som overskrider grænseværdien. I prøven udtaget ved forsøgets afslutning er indholdet ag kviksølv (Hg) målt til 0,95 mg/kgTS og grænseværdien er 0,8. I prøven udtaget ved forsøgets start er kviksølvværdien blot 0,11 og i gennemsnitsprøven er den så lav som 0,07. Der kan altså være tale om en uheldig punktformig forurening, idet tungmetalværdierne i gennemsnitsprøven, som representerer knapt 500 kg biomasse, rigeligt overholder alle grænseværdier. Det var umiddelbart en positiv overraskelse at opnå så lave tungmetalværdier i biomassen, idet man må forvente et vist bidrag fra f.eks. aske samt indholdet i støvsugerposer mv., men afsmitningen er tilsyneladende forholdsvist lav. En mere grundig verificering af tungmetalniveauet vil kræve et længere forsøg med mange analyser og affald indsamlet separat fra forskellige boligtyper, især vurderes det at affald fra villaområder i vinterperioden vil være mere belastet med tungmetaller end gennemsnittet. Miljøfremmede stofferAnalyse for miljøfremmede stoffer er foretaget på en gennemsnitsprøve udtaget løbende over hele forsøgets varighed, antallet af delprøver er ca. 15. Nonylphenol, DEHP og LAS overholder alle grænseværdierne, mens PAH overskrider. Indholdet af PAH er målt til 4,7 mg/kgTS mod en grænseværdi på 3. Dette er et overraskende resultat i forhold til tidligere analyser på biomasse fra kildesorteret affald, der har værdier i samme størrelsesorden for nonylphenol, DEHP og LAS, men ligger ca. en faktor 10 lavere for samtlige stoffer i PAH gruppen. Det har ikke været muligt at komme nærmere en forklaring på den forhøjede PAH værdi, men for at give et realistisk billede er det nødvendigt med et længere forsøg med flere analyser. Analyselaboratoriet har ikke kunnet finde fejl i forbindelse med de foretagne analyser, men der foreligger ved rapportens afslutning ingen endelig afklaring. AnalyseresultaterAlle kemiske analyser er foretaget af Rovesta Miljø A/S, prøvetagning er foretaget af PK Miljøteknik. Gengivelse af analyseskemaer findes bagest i rapporten. Prøvemærkning: # 1A: prøve udtaget ved forsøgets begyndelse. 5. KonklusionForsøgets formål var at få en indikation af om det er realistisk at gå videre med udviklingen af et anlæg til behandling af usorteret dagrenovation / husholdningsaffald efter Dewaster® princippet. Hovedkonklusionen på dette spørgsmål må være "Ja". Der er ifølge forsøgets resultater en overvejende sandsynlighed for at det kan lade sig gøre at opnå en biomasse fra usorteret husholdningsaffald, som er egnet til anvendelse i biogasanlæg med efterfølgende udspredning på landbrugsjord. Der er imidlertid også en række punkter som skal afklares inden et sådant anlæg kan være klar til kommerciel drift:
Sigteforsøg med normal dagrenovationOktober 2002 Rapporten vedrører forsøgskørsel med normal dagrenovation på NOVERENS behandlingsanlæg for organisk affald Sigteforsøg med normal dagrenovation Rapporten vedrører forsøgskørsel med normal dagrenovation på NOVERENS behandlingsanlæg for biologisk affald Formål Forsøgets primære formål var, at fastslå indholdet af tungmetaller i den færdigbehandlede biomasse ved behandling af "normal" dagrenovation. For yderligere at belyse kvaliteten, blev biomassen endvidere undersøgt for fraktioner større end 1,5 mm. Det var ligeledes væsentligt, at teste såvel forbehandlingsudstyrets som Dewaster® enhedens egnethed i forbindelse med behandling af denne type affald. Endelig blev rejektfraktionerne vurderet med henblik på fastlæggelse af del- og totalmængder af rejekt i procesforløbet. Affald Der blev onsdag den 25/9 indsamlet ca. 3,8 tons normal dagrenovation af vogn nr. 18, i området Skt. Jørgensbjerg. Ud af den samlede mængde på 3,8 tons udgjorde ca. 50% indholdet af omkring 10 opsamlingscontainere under affaldsskakter i etagebyggeri. Den resterende mængde bestod af papirsække indsamlet i et område med villaer og tæt lav bebyggelse. De to fraktioner blev blandet op under indsamlingen i renovationsvognen og efterfølgende tilført anlægget som en samlet mængde. Normal dagrenovation
Anlæg Anlægget er opbygget som et midlertidig behandlingsanlæg og på en sådan måde, at der løbende kan foretages modifikationer og indbygges og testes procesudstyr. Anlægget har siden 11. december 2001, behandlet ca. 15 tons/dag kildesorteret affald. Den færdige biomasse er blevet tilført Snertinge Biogasanlæg. Anlægsbeskrivelse Anlægget er opbygget med en modtagesilo som fyldes med en gummiged. Fra modtagesiloen føres affaldet ind i en specieldesignet kombineret poseopriver og oversizeseparator. Herfra føres affaldet videre via transportbånd til en ligeledes specieldesignet sneglesigte. Affaldet der falder igennem sigten viderebehandles over en magnetseparator. Herfra føres affaldet over en nyudviklet Desizer® frem til Dewaster® systemet. Rejektet fra sneglesigten føres over et transportbånd til en pressecontainer. Dagrenovation på vej ind i oversizeseparator og poseopriver
Lydpotte med mere fanget i oversizeseparator
Flow fra opriver til sneglesigte
Rejekt fra sneglesigte Ca. 40% papir, ca. 60% plast
Rejekt fra magnetseparator Magnetisk materiale blandet med biologisk- og organisk affald
Rejekt fra Desizer®Plastflasker, dåser, metaller m.m.
Affald i blandekar før Dewaster®
Rejekt fra Dewaster® Plast og andre rest komponenter
Biomasse Prøveudtagning. Der blev i henholdsvis starten og slutningen af driftsperioden udtaget prøver til bestemmelse af tungmetalindholdet i biomassen. Herudover blev der, med 15 minutters interval i hele drifttiden udtaget prøver. I alt ca. 22,5 kg. De 22,5 kg. blev nøje sammenblandet, hvorefter der blev udtaget en delmængde med henblik på analyse for tungmetaller og miljøfremmede stoffer. Undersøgelse af biomasse for plast og andre partikler over 1,5 mm Metode. En delmængde af de 22,5 kg. blev udskilt med henblik på fastsættelse af TS-indhold, hvilket blev målt til ca. 28% TS. En yderlig delmængde på 5890 g. biomasse blev omrørt og fortyndet med 50 l vand med en temperatur på 60 grader. Væsken blev herefter hældt gennem en sigte med 1,5 mm huller og spalter. Efter første sigtning og tømning af sigte, blev den fortyndede biomasse igen sigtet. De frasigtede partikler blev langsomt tørret op til et TS-indhold på ca. 28%, med en vægt på 283 g Biomasse før sigtning
Partikler i biomasse efter sigtning og tørring, men før sortering
Herefter blev partiklerne spredt ud på et sorteringsbord, hvor alle fibre, plaststykker og sølvpapir blev adskilt. Partikler efter sortering, vægt 279 g.
Plastfrakmenter 3,5 g.
Sølvpapir 0,5 g.
Måleresultater – massebalance
Måleresultater - biomasse
Klik her for at se kopi af analyserapport.
|
