| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Forbehandling af organisk husholdningsaffald ved hydraulisk stempelseparation

Bilag E
DTU's rapport "Karakterisering af biomasse og rejekt fra forbehandling med stempelseparator, AFAV, Sommeren 2002"

Trine Lund Hansen, Søren Gabriel & Thomas Højlund Christensen, Miljø & Ressourcer, DTU, Danmarks Tekniske Universitet

Indhold

1 Prøvetagning

I forbindelse med forsøgene med separation af kildesorteret organisk husholdningsaffald på AFAV har Miljø & Ressourcer, DTU, Danmarks Tekniske Universitet, udtaget og analyseret prøver af biomasse og rejekt fra forbehandling med stempelseparator på AFAV, se tabel 4.

De fire af prøverne består af sammenhørende biomasse og rejekt (markeret B og R) fra to forskellige prøvekørsler af affald på AFAV. Affaldet er separeret i forskellige separationskamre under forskelligt tryk. Disse prøver er suppleret med en enkelt prøve af biomasse, der yderligere er behandlet i en snegleseparator (AFAV_renset). Rejektet fra snegleseparatoren indgår ikke i undersøgelsen.

For at muliggøre sammenligning af den anvendte stempelseparator med de separationsteknikker, der indgår i Miljøstyrelsens igangværende forsøg, /1/ og /2/, er der i et forsøg behandlet affald fra samme opland i Hovedstadsområdet, som indgår i Miljøstyrelsens forsøg. Biomasse og rejekt fra dette affald indgår som to prøver i denne undersøgelse.

Tabel 4:
Oversigt over analyserede prøver

I forbindelse med prøvetagningen er forsorteringens effektivitet (fordeling på biomasse og rejekt) opgjort for de prøver, hvor der også er udtaget prøver af rejektet.

2 Forbehandlingseffektivitet

2.1 Fordeling af biomasse og rejekt

Fordelingen af biomasse og rejekt og sammensætningen af de enkelte fraktioner er væsentlige parametre ved optimering af en forbehandlingsmetode til kildesorteret organisk husholdningsaffald.

I figur 9 er biomassen fra forbehandling af de tre affaldsprøver på AFAV afbilledet sammen med det tilhørende rejekt. Højden af søjlerne viser, hvor stor andel af den totale affaldsmængde den enkelte fraktion udgør. Biomassen er opdelt i vand, VS og gløderest, da der ikke er foretaget yderligere sortering af denne fraktion. Mængden af plast og "andet" (hovedsageligt metal) i biomassen vurderes ud fra en visuel bedømmelse at være så lille, at den ikke ville fremgå af figuren. Andelen af VS i biomassen udgør omkring en tredjedel for alle tre prøver. Data fremgår af bilag 2.

Figur 9:
Sammensætning af biomasse og rejekt efter forbehandling af kildesorteret organisk husholdningsaffald på AFAV.

2.2 Rejekt

Efter prøvetagningen blev rejektet sorteret i tre fraktioner: Organisk, plast og "andet". Fraktionen "andet" indeholdt hovedsagelig fejlsorteringer i form af metal. Af hensyn til den videre oparbejdning af den organiske fraktion af rejektet var det nødvendigt også at inkludere bleer (våd vægt) i "andet". I rejektet fra AFAV_2 var mængden af bleer dog så stor, at det blev bestemt at opgøre denne fraktion for sig selv. Tabel 5 viser sammensætningen af de enkelte rejektprøver.

Tabel 5:
Sammensætning af rejektprøver. Hver fraktion er angivet som % (w/w) af rejektmassen

Som det ses i tabel 5 afviger rejektet fra AFAV_2 fra de øvrige rejekter ved en betydelig fraktion af "andet" (fejlsortering i form af store metalstykker fra dåser og lignende) samt væsentligt flere bleer end i de øvrige rejektprøver. Denne forskel vil ikke kunne ses på de kemiske analyser eller biogaspotentialerne, da disse analyser udelukkende udføres på den organiske fraktion.

Figur 10 viser sammensætningen af de tre rejekter opgjort på basis af den indvejede mængde affald. Søjlernes højde udgør rejektets procentmæssige andel af det indvejede affald. Vand, VS og gløderest af organisk stof udgør tilsammen det organiske stof i rejektet. Der vil ligeledes forefindes en vis del VS og vand i fraktionen "bleer", men dette er ikke medregnet i "vand" og "VS", der udelukkende er baseret på den organiske fraktion af rejektet.

Der ses store variationer mellem de enkelte rejektprøver både med hensyn til mængde og sammensætning. Især skiller AFAV_2_R sig ud. Ved separationsprocessen er opnået et restindhold af vand i rejektet (der går til forbrænding) på omkring 50%. I rejektet fra AFAV_2 udgør andelen af vand fra det organiske stof væsentligt mindre (15% w/w) pga. det forholdsmæssigt lavere indhold af organisk stof i dette rejekt.

Figur 10:
Sammensætning af rejekter fra affald forbehandlet på AFAV. Mængderne er opgjort som % af det indvejede affald.

2.3 Sammenstilling af resultater for affald fra Hovedstadsområdet

For at sammenligne effektiviteten af stempelseparatoren med andre forbehandlingsmetoder er affald fra Hovedstadsområdet forbehandlet med stempelseparator på AFAV. Affald fra samme område er i forbindelse med udførelse af /1/ og /2/ behandlet ved de øvrige forbehandlingsmetoder (rullesigte, skruepresse og shredder + magnet). Tidsmæssig forskydning af forsøgene gør dog, at der kan være nogen forskel i det undersøgte affald.

Figur 11 sammenligner rejekter fra organisk affald fra Hovedstadsområdet forsorteret med henholdsvis rullesigte, skruepresse og forsorteringen på AFAV /1/, /2/. Forbehandling med shredder + magnet er ikke medtaget i denne figur, da rejektmængden herfra er meget lille (<1%) og derfor ikke er undersøgt nærmere.

Figur 11:
Sammenligning af rejektmængde og sammensætning for forskellig forbehandling af kildesorteret organisk husholdningsaffald indsamlet i Hovedstadsområdet.

Alle tal for rullesigte og skruepresse er gennemsnitstal for fire målinger, mens tallene for AFAV forbehandlingen bygger på en måling. Figuren viser, at rejektmængden er langt mindst fra forbehandlingen hos AFAV. Der er ligeledes forskel på sammensætningen af rejekterne fra de tre forbehandlinger. I Figur 12 inkluderes biomassen fra de samme forsøg.

Figur 12:
Sammensætning af biomasse og rejekt efter forbehandling af kildesorteret organisk husholdningsaffald indsamlet i Hovedstadsområdet forbehandlet med tre forskellige forbehandlingsmetoder.

Figur 4 viser, at sammensætningen af rejekt og biomasse er meget afhængig af den benyttede forbehandlingsmetode. Forbehandlingen på AFAV resulterer i en lidt vådere biomasse og et tørrere rejekt end ved de to øvrige forbehandlingsmetoder. Således er vandindholdet i biomassen 69% efter forbehandling på AFAV mod hhv. 61 og 63% for rullesigte og skruepresse. For rejektet er vandindholdet i den organiske fraktion 47% efter forbehandling på AFAV mod hhv. 60 og 68% for rullesigte og skruepresse. Disse tal fremgår af bilag 2 og 3.

For alle tre forbehandlingsmetoder udgør VS indholdet i både biomasse og rejekt vægtmæssigt omkring en tredjedel (tallene fremgår af bilag 3). Dermed afhænger andelen af VS i de forskellige fraktioner af fordelingen mellem biomasse og rejekt efter forbehandling. En lille rejektmængde vil derfor betyde, at størstedelen af VS fra det kildesorterede affald ender i biomassen.

Ud fra tallene i bilag 2 og 3 kan andelen af VS i biomasse og rejekt beregnes for de tre forbehandlingsmetoder. Det ses, at forbehandlingen på AFAV medfører, at 92% af det totale VS-indhold går i biomassen, mens det for rullesigte og skruepresse er hhv. 68 og 61%.

3 Kemiske analyser

Der er udført komponentanalyser på samtlige biomasse- og rejektprøver. Analyser for tungmetaller og miljøfremmede stoffer er udført på biomasseprøverne. Alle kemiske analyser er udført på tørrede og neddelte prøver (pulverform) for at sikre, at prøverne er så repræsentative og homogene som muligt. Analyserne er udført af DTU, Eurofins, Alcontrol og DLG Centrallaboratorium. Metodebeskrivelser for de enkelte analyser findes i /1/.

3.1 Komponentanalyser

Analyser for enkeltkomponenter er udført på biomasseprøverne samt de tre rejekter. Disse resultater fremgår af tabel 6. Her ses ingen væsentlig variation mellem de forskellige biomasseprøver. Rejektprøverne adskiller sig fra biomasseprøverne ved et lavere kvælstofindhold og lidt lavere brændværdi.

Tabel 6:
Indhold af enkeltkomponenter i biomasse og rejekt. Analyserne af rejektet er foretaget på den organiske delfraktion.

Tabel 7 viser resultater fra analyser af forskellige komponenter i biomasse- og rejektprøverne (fedt, protein, træstof, stivelse, sukker og enzymfordøjeligt organisk stof, EFOS). Ud fra tallene i tabellen ses ingen stor variation mellem de forskellige biomasseprøver. Dog har den rensede biomasseprøve (sneglebiomassen) et lidt højere indhold af fedt og protein og dermed et forholdsvist lavere indhold af træstof end de øvrige prøver.

Tabel 7:
Indhold af fedt, protein, træstof og aske i biomasseprøverne.

3.2 Tungmetaller og miljøfremmede stoffer

Biomasseprøverne blev analyseret for miljøfremmede stoffer og tungmetaller. Resultaterne fremgår af tabel 8. Der er ingen problemer med overholdelse af gældende grænse- og afskæringsværdier for de analyserede prøver.

Tabel 8:
Indhold af tungmetaller og miljøfremmende stoffer i biomassen

4 Biogaspotentialer

Der er målt biogaspotentialer efter DTU’s metode på alle 7 prøver, dvs. 4 prøver på biomasse og 3 prøver på rejekt. Metoden omfatter termofil bioforgasning i batch ved 55° C i 50 dage. Alle prøver udføres i triplikater, og der benyttes podemateriale fra Vegger Biogasanlæg. Metanindholdet i de enkelte batch måles jævnligt gennem forsøgsperioden, og resultaterne opgives i Nm³ CH₄/t VS. Ud fra dette kan metanpotentialet for biomassen og det kildesorterede organiske husholdningsaffald beregnes. For nærmere beskrivelse af metoden henvises til /1/.

Tabel 9 viser de målte metanpotentialer. De angivne værdier er gennemsnit af triplikater, og der er stor spredning på resultaterne indenfor den enkelte prøve (se bilag 1). Desuden er en del af potentialerne meget høje (højere end det teoretiske potentiale, der kan beregnes ud fra de kemiske analyser). Der kan ikke umiddelbart gives en forklaring på de dårlige analyseresultater, og det betyder, at der ikke kan lægges afgørende vægt på de enkelte værdier. Det anbefales, at disse analyser laves om. DTU har prøver af det relevante affald i fryseren, men analysen strækker sig over 50 dage og kan tidligst påbegyndes i oktober/november 2002.

Tabel 9:
Biogaspotentialer for biomasse- og rejektprøver. Tallene er gennemsnitstal for de kørte triplikater (se bilag 1). I søjle 1 er metanen opgjort pr tons VS, i søjle 2 pr tons våd biomasse og i søjle 3 pr tons vådt kildesorteret affald (beregninger fremgår af bilag 1).

*Metanpotentialet er målt på den organiske fraktion af rejektet, men angivet pr ton rejekt (total). Det antages dermed, at de øvrige rejektfraktioner ikke indeholder direkte tilgængeligt metan.

Ud fra de kemiske analyser af biomassen og den organiske del af rejekterne (indhold af fedt, protein, kulhydrater og træstof) er det muligt at beregne et teoretisk metanpotentiale for hver enkelt fraktion. Ved batchforsøg antages det, at det er muligt at opnå omkring 85% af dette potentiale /1/. På grund af usikkerheden på de målte metanpotentialer er det valgt at lægge de teoretiske metanpotentialer til grund for videre beregninger, se tabel 10.

Tabel 10:
Biogaspotentialer for biomasse- og rejektprøver baseret på teoretiske metanpotentialer beregnet ud fra de udførte kemiske analyser.

*Metanpotentialet er målt på den organiske fraktion af rejektet, men angivet pr ton rejekt (total). Det antages dermed, at de øvrige rejektfraktioner ikke indeholder direkte tilgængeligt metan.

Der er i anden forbindelse målt metanpotentialer på affald fra Hovedstadsområdet forbehandlet hhv. på Vaarst Fjellerad (skruepresse), Herning (rullesigte) og Grindsted (shredder + magnet). Metanpotentialerne fra disse forsøg ses i tabel 11. Metanpotentialet for AFAV-prøven i denne tabel er det teoretiske metanpotentiale beregnet ud fra de kemiske analyser.

Tabel 11:
Biogaspotentialer fra tidligere prøvetagninger af affald fra Hovedstadsområdet forbehandlet på forskellig måde. Tallet i parentes angiver antallet af prøver, som gennemsnittet bygger på.

Tabel 11 viser, at der er begrænset variation i biogaspotentialet for affald indsamlet i Hovedstadsområdet forbehandlet med de fire forskellige forbehandlingsmetoder, når potentialet opgøres på baggrund af VS. AFAV-prøven ligger dog lidt lavere end de øvrige. Opgjort på basis af biomassen er der ikke afgørende forskel mellem de forskellige forbehandlingsmetoder, mens gaspotentialet ses at være væsentligt større for AFAV-behandling og magnet + shredder end for rullesigte og skruepresse, når potentialet opgøres på basis af det indsamlede affald. Dette skyldes hovedsageligt den lave rejektmængde ved disse forbehandlingsmetoder. Figur 13 viser forskellige opgørelser af biogaspotentialet for affald indsamlet i Hovedstadsområdet forbehandlet ved de fire forskellige forbehandlingsmetoder.

Figur 13:
Biogaspotentiale ved forskellige forbehandlingsmetoder for kildesorteret organisk husholdningsaffald indsamlet i Hovedstadsområdet. Det samme biogaspotentiale er i figuren opgjort i forhold til VS, biomasse og kildesorteret affald.

5 Referenceliste

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |