5.2 Omkostninger til separation af affald

Kortfattet anslået driftbudget ved årlig kapacitet på 10.000 tons.

For at vurdere investeringen i et samlet to-trins anlæg balanceres driftomkostningerne på omkring 200 kr./ ton med de eksterne faktorer, dvs. de sparede omkostninger til forbrænding fratrukket omkostningerne til at komme af med biomassen.

Selv ved en høj samlet rejektprocent på 35 % vil der være en besparelse i forbrændingsafgift på ca. 700 kr. pr. ton produceret biomasse, svarende til en besparelse på (700*0,65) =455 kr./ ton behandlet affald.

Der er således i størrelsesordnen (455-200 kr.)= 255 kr./ ton behandlet affald til at dække omkostninger til afsætning og transport af biomasse til fællesbiogasanlæg.

5.3 Måleproblemer

Som beskrevet har der været betydelige problemer med deformation og erosion af separatorkamrene. Det har ikke umiddelbart været muligt at opdage, hvornår i et driftsforløb kammeret er deformeret. Det var ikke muligt at detektere en deformation ved hjælp af ændringer i trykforløbet for en afvandingscyclus. Deformationer er først konstateret, når der kunne ses større partikler i biomassen. En del af målingerne i dette projekt må derfor forventes at have været udført med deformeret kammer.

Det har ligeledes været et problem, at skydeventilen for enden af trykkammeret er blevet mere og mere læk i løbet af projektperioden. Ventilen er dog også løbende blevet "lagt sammen", hvorefter den en tid har været mere tæt. Det anslås, at lækraten til tider (ved høje kammertryk) kan have udgjort op til 30 % af rejektmængden. Dette bevirker, at en del af den forbedring af separator effektivitet (rejektandel), der ses ved øgede kammertryk, ikke fremgår af resultaterne.

Et andet forhold, der har givet anledning til usikkerhed omkring målingerne, er plast, der bliver hængende i spaltekammerene. Det medfører, at plastbestemmelsen kan influeres af, om der hænger meget eller lidt plast og biomasse i kammeret. Dette forhold gør sig imidlertid ikke gældende for kammer 4, da der ikke hænger nævneværdige plastmængder i hulkammeret.

5.4 Affalds sortering og indsamling

Der er i løbet af forsøgsperioden kørt med meget varierende affaldskvaliteter. En dårlig kildesortering giver naturligvis en høj rejektandel, men da der vil kunne "gemme sig" biomasse i rejektet, vil en dårlig kildesortering også kunne give en dårligere biomasseudnyttelse.

Der er med AFAV affaldet observeret en tendens til, at affaldet blev mere tørt ved overgang fra vinter- til forårsperioden. Samtidig begyndte der også at komme en del haveaffald. Det kunne herefter konstateres, at rejektandelen ved et givet sæt driftsparametre steg.

Den største del af papiret i det forholdsvis tørre AFAV affald blev udskilt som rejekt, hvorimod papiret i det mere våde R-98 affald (indsamlet i containere) hovedsageligt var at finde i biomassen.

På baggrund af disse observationer kan det ved separering med højtryksstempelseparatoren ikke anbefales, at affaldet indeholder bleer og haveaffald, da disse fraktioner udelukkende udskilles som rejekt og samtidig kan øge biomassetabet fra det øvrige affald. Tørt affald (f.eks. indsamlet i sækkestativer) giver også større biomassetab, men da der samtidig herved indsamles mindre affald, er den samlede effekt heraf ikke umiddelbart klar.

Indsamling af affald i bionedbrydelige plast- eller papirsække vil, selv om der sættes høje krav til biomasse renheden, kunne gøre det muligt at separere affaldet via en et-trins separering. Hvis der derimod anvendes traditionelle plastposer, vil der, med mindre kravene til biomassens renhed er lempelige, normalt være behov for en to-trins separering.

En totrins separering forventes, som nævnt i afsnit 5.3, at flytte 10 – 20 % af biomassen over i rejektet. Den flyttede masse består dog i høj grad af fibermateriale, der med relativ høj energivirkningsgrad også kan omsættes i et forbrændingsanlæg.

Brug af bionedbrydelige poser giver således en mulighed for at reducere omkostningerne til forbrænding (pga. den lave rejektmængde) samtidig med, at gasproduktionen kan øges. Herudover vil et behov for totrins separering formentligt også give øgede anlægs- og driftsomkostninger. Om dette kan betale for meromkostningen ved brug af bionedbrydelige poser vurderes ikke her.

Det skal hertil bemærkes at;

Ved brug af almindelige tynde plastposer, hvilket normalt vil kræve totrins separering, vil biomassen efter trin to være af væsentligt højere renhed end efter trin 1 ved indsamling i bionedbrydelige poser, idet en vis fejlsortering er vanskelig at undgå i praksis.

5.5 Optimerings potentiale

Kammer 4 er det eneste hulkammer, der er afprøvet. Det forventes derfor, at det ved en variation af huldiameter og –geometri vil være muligt at optimere rejektmængde og plastandelen i biomassen.

Snegleseparatoren har et stort optimeringspotentiale. Sneglen er som nævnt konstrueret således, at biomassen "valses" 4 gange. Under drift bliver der også presset biomasse ud ved den sidste valsning. Det antages derfor, at det er muligt at forbedre sneglens effektivitet ved at forøge antallet af valsebehandlinger.

Ved samtidig at anvende en valseplade med større huller og ved at forøge sammenspændingen af denne, vil det ved en trin 2 rensning af biomasse være muligt at opnå et resultat, der minimum svarer til det håndvalsede, 14-27 %, samtidig med, at biomassen holdes fri for plast.

Da det formentligt vil være tilfredsstillende at producere en snegleseparator med så store huller, at den lader en mindre del af de helt små plaststykker gå med over i biomassen, forventes det, at plastseparation af biomassen kan udføres således, at kun 10 – 20 % af biomassen produceret i trin 1 flyttes over i rejektet. Herved kan biomassemængden fra et optimeret totrins anlæg anslås som 80-90 % af de via trin 1 fundne optimale mængder.

Omkostningerne ved disse tiltag for optimering af snegleseparatoren vil være større slid og højere energiforbrug, men i den samlede økonomi vil dette kun have marginal betydning.

6 Konklusion

Forsøgene med højtryksstempelseparationsanlægget viser lovende resultater, der ved en videreudvikling kan være attraktiv for bl.a. affaldsselskaberne.

Forsøgene har vist, at udformningen af det oprindelige kammer på stempelseparatoren skal ændres, da den planlagte opbygning med lameller er vanskelig at bygge tilstrækkelig kraftigt. Forsøg med en cylinder med borede huller til separering af det organiske affald har til gengæld vist sig at have en tilfredsstillende holdbarhed.

Plastprocent og rejektprocent er stort set omvendt proportionale. Høje tryk giver høj plastprocent og lav rejektprocent, og lave tryk giver lav plastprocent og høj rejektprocent.

Alt kraftig plast (emballage, almindelige bæreposer o.s.v.) frasepareres i stempelseparatoren, hvilket udgør en betydelig fordel, da de miljøfremmede stoffer primært forefindes i det kraftige emballageplast og ikke i den tynde poseplast.

Alle analyserne for tungmetaller og miljøfremmede stoffer ligger et pænt stykke under grænse- og afskæringsværdierne.

Over 80-90 % af det totale gaspotentiale bringes videre til biogasanlægget, uanset om der er tale om affald fra R-98 eller AFAV affald. Det er et meget tilfredsstillende resultat og absolut konkurrencedygtigt i forhold til de øvrige forsøg gennemført i Danmark.

Ved separering med højtryksstempelseparatoren kan det ikke anbefales, at affaldet indeholder bleer og haveaffald, da disse fraktioner udelukkende udskilles som rejekt.

Indsamling af affald i bionedbrydelige plast- eller papirposer vil, selv om der sættes høje krav til biomasse renheden, kunne gøre det muligt at separere affaldet via en et-trins separering. Hvis der derimod anvendes traditionelle plastposer, vil der, med mindre kravene til biomassens renhed er lempelige, normalt være behov for en to-trins separering.

Forsøgene har demonstreret, at målsætningerne for samlet rejektprocent og for plast i biomassen kan overholdes for R-98 affaldet, hvorimod det med AFAV affaldet ikke har været muligt at opnå den ønskede renhed.

Det forventes dog at der i forbindelse med en optimering af hele processen, for AFAV affald, vil være muligt at producere en biomasse renere end den ønskede renhed ved ca. 30 % total rejekt (via en to-trins proces). Hvis bleer og haveaffald fjernes forventes det at den totale rejektmængde kan bringes et stykke ned under målsætningens 25 %, samtidig med at renheds målsætningen på under 1 promille plast vil kunne overholdes.

DTU’s analyser af rejekt og biomasse d. 28/6 der indirekte viste at det med kammer 4 vil være muligt at nærme sig målsætningen hvis affaldet ikke indeholder bleer. Der blev d. 26/8 producerer 34 % rejekt hvoraf indholdet af bleer udgjorde 30 %. Rejekt andelen uden bleer i affaldet må således forventes at have udgjort omkring 26 %. Der blev målt 1,2 promille plast i biomassen.

I løbet af projektet er det dog konstateret, at det i målsætningen for anlægget burde have været taget højde for kvaliteten af affald som variabel. Man kunne således opstille en ny og mere nuanceret målsætning:

"Målet er at udvikle et separatoranlæg, der kan fjerne den oprindelige rejektmængde, der findes i det kildesorterede affald, den fraseparerede rejekt må samtidig ikke indeholde mere end 25-50 vægt % biomasse. Parallelt med at rejektprocenten holdes på et lavt niveau skal biomassen holdes helt fri for emballageplast og ikke indeholde synlige mængder af affaldsposeplast."

7 Perspektivering

Som det fremgår af afsnittet vedrørende optimeringspotentiale, vil en optimering af kammer fire (hulkammeret) sikre en et-trinsløsning, der for nogle affaldskvaliteter vil være tilfredsstillende i forhold til rejektmængde og plastmængde.

Ved samtidig at anvende en valseplade med større huller og ved at forøge sammenspændingen af denne, vil det ved en trin 2 rensning af biomasse være muligt at opnå et resultat, der minimum svarer til det håndvalsede, 14-27 % rejekt af biomassen fra stempelseparatoren, samtidig med, at biomassen holdes fri for plast.

For at markedsmodne teknologien er hensigten at udvikle anlægget i tre faser indenfor de næste 12 måneder:

1. Endelig optimering og efterfølgende afprøvning af den nuværende konstruktion inklusive det fjerde kammer og snegleseparatoren.
2. Opskalering af anlægget og efterfølgende afprøvning.
3. Standardisering og produktion af anlægget

Bilag A
Forsøgsresultater

Forsøg med varieret tryk og hastighed 24/4-02 kammer 1
Affaldet er indsamlet i Kbh. "Ellebjerg området"

Forsøg med varieret tryk og hastighed 25/4-02 kammer 1
Placeringen af de to punkter optaget ved 110 mm/s tilskrives den varierende affalds kvalitet (vurderet ud fra computerens kurvedata).

Ved sammenligning med R-98 affaldet kørt dagen før ses der ikke nogen ændring af rejektmængderne (AFAV affaldet er endnu ikke begyndt at indeholde nævneværdige mængder af haveaffald)

Forsøg med defekt kammer 30/4-02 kammer 1
Affaldet er ældre end normalt og er derfor ret "tyndt" og ildelugtende

Der er blev først kørt ved ca. 325 bars kammertryk, biomasse indeholdt utroligt meget plast og andre ting der skulle have være at finde i rejektandelen. Det var derfor umiddelbart klart at kammeret var defekt, den resterende mængde affald blev herefter kørt igennem ved lavere tryk .

Da kammeret blev nedtaget blev der fundet flere spalter på op til 5 mm.

Indledende forsøg med kammer 2 2/5 og 3/5-02

Forsøg med varieret tryk og stempelhastighed 7/5-02 kammer 2
Numrene ud for de enkelte punkter indikerer rækkefølgen af forsøgene.

I løbet af forsøgsrækken blev affaldet i blandesneglen mere og mere sammenæltet og der blev flere og flere små plaststykker (sneglen kørte for hurtigt). Der var således meget mere plast i biomassen ved forsøg nr. 10 end ved forsøg nr. 4.

Det ses samtidigt at punkterne nr. 10 og nr. 8 har "for høje" rejektandele hvis de sammenlignes med de øvrige punkter ved samme tryk, dette indikere at den øgede plastmængde ikke skyldes et defekt kammer, men det faktum at plastposerne rives itu i blandesneglen.

Forsøg med varieret tryk og stempelhastighed 8/5-02 kammer 2
Blandesneglens hastighed er reduceret til ca. 7 omdr. / min. mod normalt ca. 30 omdr. / min. Affaldet bliver herved ikke så sammenblandet og plasten forbliver i større stykker. Det ser dog ud til at blandesneglens hastighed bør reduceres yderligere.

Sammenlignet med forrige dags punkt 9 produceres der mindre rejekt ved tilsvarende driftsparametre, om dette skyldes den ændrede blandehastighed eller blot affaldets kvalitet er ikke klart.

Der har i løbet af dagen sat sig en et par søm om noget ståltråd fast mellem nogle af spalterne (formentligt start på deformation af kammeret).

Forsøg med varieret hastighed på blandesneglen 16/5 kammer 2
Alle tre forsøg er udføret med "meget grimt" affald (savsmuld, gulvtæppe, jord, mange bleer o.s.v.)

Forsøg 1: Rejektet ser tørt ud. Biomasse valseprøve på 3 mm hulplade giver 20 % rejekt

Forsøg 2: Rejektet ser mere vådt ud og indeholder mere plast. Biomasse valseprøve på 3 mm hulplade giver 27 % rejekt

Forsøg 3: Der konstateres væsentligt mere plast end ved prøve 1. Kammeret nedtages for inspektion, denne viste en spalte på 3-4 mm og flere spalter af 1-2 mm

Forsøg med genoprettet kammer 23 & 24/5 kammer 2
23/5 Kammeret er lige oprette og forstærket. Besøg fra Århus.

24/5 Der udtages prøver til DTU men dette afbrydes, da der i løbet af dagen kommer mere og mere plast. En plastprøve udtaget midt på dagen viste 5,6 promille.

Kammeret nedtages for inspektion, denne viste en spalte på 4-5 mm og flere spalter af 1-2 mm

Forsøg med varieret tryk fyldning og hastighed 31/5-02 kammer 3
Prøve 1: 9,6 promille plast - 39 % TS i biomasse - 49 % TS i rejekt

Prøve 2: 5,8 promille plast - 36 % TS i biomasse - 50 % TS i rejekt

"Københavner- / AFAV affald" 6 & 7/6 kammer 3
6/7 Der udtages prøver til DTU. "Københavner affaldet" er meget pænt, der er kun meget lidt plast og stort set ingen andre urenheder. Biomassen er derfor også meget pæn. Det vurderes at rejektmængden kan reduceres yderligere 50% ved at hæve trykket, dette blev dog ikke afprøver.

7/6 Der udtages prøver til DTU. "AFAV affaldet" er meget anderledes end "Københavner affaldet" det indeholder bl.a. bleer, skumklude, haveaffald og en hel del papir. Ved dette relativt høje tryk, og den for "AFAV affaldet" relativt lave rejektandel, påvirkes biomassekvaliteten negativt.

Kontinuerte forsøg med AFAV affald 11/6 til 20/6-02 kammer 3
14/6 TS bio = 34 % TS rejekt = 67 % TS total = 38 %

17/6 TS bio = 44 % TS rejekt = 59 % TS total = 48 %

20/6 TS bio = 39 % TS rejekt = 53 % TS total = 44 %

Kammeret er d. 20/6 nedtaget for inspektion da der blev mere og mere plast i biomassen. Inspektionen viste at mange af spalterne var lukkede p.g.a. deformation af spaltekanterne. De resterende åbninger var kraftigt eroderede, blande andet var der et hul på ca. 10*5 mm.

Forsøg med AFAV affald 27/6-02 kammer 4
* Højere rejektandel ved lav fyldning indikerer at skydeventilen er læg, dette blev også visuelt observeret under selve forsøget.

Forsøg med AFAV affald 28/6- & 12/7-02 kammer 4
Skydeventilen er læk hvilket giver en for høj rejektandel.

Punktet ved 260 bar d. 28/6 representer DTU's prøveudtagning (3. prøve).

Snegle forsøg 12/7: Renset bio = 65 %, total bio herefter = 43 % (af 19 % TS)

Håndvalse forsøg 12/7:Renset bio = 78 %, total bio herefter= 52 % (af 26 % TS)

Forsøg med plastrensning af R-98* affald 18/7-02 kammer 4
Affaldet er, sammenlignet med almindelig R-98 affald, af noget dårligere kvalitet. Umiddelbar så det ud til at indeholde ca. 50 % AFAV affald, dette er dog ikke forklaringen, for der blev udvis stor forsigtighed ved udtagning af affaldet.

Note:
Trin 1 kurven er stejlere end normalt, dette skyldes en ventil lækage der bliver mere og mere udpræget ved høje tryk. Det vurderet at en tæt ventil vil flytte de øvrige kurvers hældning til den anden side af lodret, således at der bliver faldende (evt. konstant) rejekt andel og TS tab ved stigen tryk.

Platsindholdet i "råaffaldet" var ca. 6,3 promille (kun tyndt poseplast er medregnet da alt andet plast går med over i rejektet)

TS i "råaffaldet" var ca. 34 %

Se her!

Gasproduktion og fordeling beregnet via gaspotentiale fra DTU

Bilag B
Tryk-/positionsdiagrammer fra stempelseparatoren

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 23 maj kl. 10.56.17 til 10.56.42

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 23 maj 2002 kl. 10.56.54 til 10.57.19

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 23 maj 2002 kl. 10.57.31 til 10.57.56

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 24 maj 2002 kl. 11.41.51 til 11. 42.16

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 24 maj 2002 kl. 11.42.28 til 11. 42.53

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 24 maj 2002 kl. 11.43.05 til 11. 43.32

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 31 maj 2002 kl. 15.42.18 til 15.42.45

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 31 maj 2002 kl. 15.42.56 til 15.43.23

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 31 maj 2002 kl. 15:43:43 til 15:44:01

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 6 Juni 2002 kl. 8.40.10 til 8.40.35

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 6 Juni 2002 kl.8.40.47 til 8.41.11

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 6 Juni 2002 kl. 8.41.11 til 8.41.47

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 7 Juni kl. 9.09.10 til 9.09.36

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 7 Juni kl. 9.09.48 til 9.10.14

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 7 Juni kl. 9.10.26 til 9.10.52

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 28-06-2002 kl.9.34.04

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 28-06-2002 kl.9.34.44

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 28-06-2002 kl.9.36.34

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 12-07-2002 kl. 11.47.23

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 12-07-2002 kl. 11.48.01

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 12-07-2002 kl. 11.48.37

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 18-07-2002 kl. 11.00.25

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 18-07-2002 kl. 11.00.46

Pressetryk som funktion af stempelposition AFAV den 18-07-2002 kl. 11.01.23

Bilag C
Rapport over indledende forsøg med stempelseparatoren

Indledning.

I denne forsøgsrapport beskrives resultaterne fra en række forsøg der er gennemført med separation og afvanding af organisk affald.

Forsøgene er gennemført på AFAV i tidsrummet 22/10 til 2/11 2001.

Forsøgene er gennemført af TK Energi AS.

Teknologisk Baggrund.

TK Energi AS har i en række tidligere projekter udviklet en højtryksafvander til gylle. Udviklingen blev støttet økonomisk af Energistyrelsens UVE og EFP programmer. Formålet med udviklingen af afvanderen var at udvikle en mekanisk afvander der kan afvande tørstoffet i gylle til en kvalitet så det kan bruges til brændsel uden yderligere tørring.

Højtryks afvanderen blev optimeret til afvanding forskellige typer gylle, og der blev opnået tørstof procenter i den afvandede gylle på 50-60 %.

Den udviklede afvander viste sig imidlertid at være behæftet med et kapacitets problem idet de "bløde" bestanddele i gyllen bliver presset ud sammen med væsken hvis trykket i afvandingskammeret bliver opbygget (for) hurtigt.

Politisk baggrund.

I fremtidens affaldshåndteringspolitik er der en række aktører der arbejder på at introducere biologisk forgasning som behandlingskoncept for det organiske affald.

Det forventes at der kan opnås en miljømæssig, en energimæssig og en selskabs økonomisk gevinst ved at behandle det organiske affald i biogasanlæg.

Om potentialet realiseres er blandt andet afhængig af om der kan udvikles en effektiv separation af det organiske affald, således at det biologisk forgasbare affald og vandet tilføres biogas processen mens det brændbare ikke biologisk forgasbare affald sendes til forbrænding med lavest muligt vandindhold.

Projektets formål.

Det er dette projekts formål at udføre forsøg med den ovennævnte hydrauliske stempelseparator for udskillelse af organisk affald, med henblik på at undersøge om den kan anvendes til separation og afvanding af organisk affald.

I det følgende kaldet stempelseparering af affald.

Projektets skal give en indledende vurdering af kvaliteten af den tørre og den våde fraktion fra stempelseparatoren.

Projektet skal desuden give en vurdering af potentialet i en stempelseparator der er optimeret til affaldsseparation.

Beskrivelse af Stempelseparatoren.

Den eksisterende stempelseparator er installeret i en 40 fods container med indbygget laboratorium. Selve stempelseparatoren består af:

	Stempel
	Indfødningskammer
	Separatorkammer
	Modholdsventil
	Hydraulikstation

Figur 3:
Stempelseparatoren.

Stempelseparatoren består af et 100 mm stempel der drives af en hydraulik cylinder.

Et indfødnings kammer for manuel indfødning, med mulighed for let sammenpresning oppefra af materialet foran stemplet.

Et separatorkammer med langsgående spalter og et modhold der fungerer som fasttof ventil.

Stempelseparatoren holdes sammen af 4 stagbolte.

Figur 4:
Tværsnit af separatorkammeret med angivelse af tørfasens placering og med rester af vådfase imellem separatorkammerets fladjernslameller efter presningen.

Separatorkammeret er opbygget af langsgående fladjern. Et tværsnit i kammeret er vist på figur 2.

Spalterne var oprindeligt 0,5 mm. ved den inderste kant. Fladjernslamellerne er imidlertid deformeret således at spaltebredden nu varierer mellem 0,5 og 2-3 mm.

Faststof ventilen er opbygget som en knæledsventil. Formålet med at anvende knæledsprincipppet er at opnå et tilstrækkelig højt paknings tryk til at tætne mod gyllen ved over 700 bar

Hydraulikstationen består af en totrins hydraulikpumpe.

Det første trin er en lavtryks transportpumpe der bruges til flytning af stemplet. Transportpumpen alene kan give stemplet en hastighed på op til ca. 60 mm pr. sekund.

Det andet trin er en variabel højtrykspumpe der bruges i separations fasen. Denne pumpe gør det muligt at variere stempelhastigheden med mellem 0 og 20 mm pr. sekund.

Stempelseparatorens funktion.

Det kilde sorterede affald der skal separares placeres foran stemplet i indfødnings kammeret og modholds ventilen lukkes.

Derfra skubbes affaldet ind i separatorkammeret hvor det komprimeres samtidig med at vandet og en del af de bløde bestanddele af affaldet presses ud gennem de langsgående spalter i separatorkammeret kammeret.

Under denne sammenpresning vokser den kraft der påtrykkes affaldet.

Når trykket har nået den ønskede værdi åbnes modholds ventilen og det affald der ikke er presset ud gennem spalterne skubbes ud af enden af separator kammeret.

Den udpressede våde fraktion af affaldet som er presset ud gennem spalterne kaldes vådfasen og den tørre fraktion der tilbageholdes i separator kammeret kaldes tørfasen.

Beskrivelse af forsøgene.

Der er gennemført 12 forsøg med stempelseparering af kildesorteret husholdningsaffald og et forsøg med usorteret affald, i forbindelse med dette projekt.

Affaldsbeskrivelse.

Der er gennemført forsøg med 5 forskellige typer affald, betegnet A, B, C, D og E.

1. Betegner den organiske del af almindeligt frisk husholdningsaffald sorteret i grønne plastposer.
2. Betegner samme affald men med en kraftig papir sæk udenom de grønne poser.
3. Betegner ugegammelt vådt affald af samme art som A.
4. Betegner helt usorteret affald i klare plastposer.
5. Betegner forbehandlet, ikke komposteret affald fra AFAV. Dette forelå som propper, kugler, trevler og kviste.

Affaldet foreligger som kildesorteret affald i grønne plastposer.

Det var oprindelig planen at affaldet skulle forbehandles af AFAV ved hjælp af en ombygget cementblander, det viste sig imidlertid at være sværere end forventet.

Poserne blev i stedet opskåret af TKE´s medarbejdere i forbindelse med indfødningen, men affaldet blev ikke udsat for behandling herudover.

Forsøgsbeskrivelse.

For at udføre forsøgene så ensartet som muligt gennemføres de på følgende måde:

Ca. 25 kg afvejes i en plastbalje, og overføres manuelt til stempelseparatorens indføder i mængder på en pose eller to ad gangen.

Poserne opskæres med 2-3 snit hvorefter affald og pose presses ned foran stemplet ved hjælp af en vægtarm.

Stempelseparatoren startes og stemplet presser affaldet ind i separatorkammeret; under det voksende tryk sprøjter vådfasen ud gennem spalterne og tørfasen forbliver inde i separatorkammeret.

Når trykket bag stemplet har nået en forudbestemt værdi går stemplet automatisk tilbage og processen kan gentages.

Med mellemrum åbnes modholderventilen, hvorefter en fast prop, tørfasen, kan skubbes ud ved hjælp af stemplet, gribes og lægges i en spand.

Når hele den afvejede mængde er behandlet i stempelseparatoren er al tørfasen opsamlet i en spand.

En del af vådfasen sprøjter ned i en balje under separator kammeret.

Dele af vådfasen er sprøjtet ud på afskærmningen og hænger der. Afskærmningen som er anbragt udenom separatorkammeret, består af en cylindrisk polykarbonatskærm; en mindre del af vådfasen hænger som vist figur 2, i spalterne på separatorkammeret.

Med en højtryksrenser forsynet med vandmåler spules skærmen og stempelseparatoren ren.

Den afskyllede vådfase og skyllevandet opsamles i baljen sammen med den øvrige vådfase.

Procesdiagram.

Nedenstående trædiagram beskriver handlingsforløbet i forbindelse med forsøgene.

Måleudstyr.

	Stopur
	150 kg vægt af fab. OHAUS –INDIKATOR D1505, se. nr. 1K02150, med deling på 0,01 kg.
	11 kg vægt af fab. Geniwigher GM 11, se. nr. EF 5988, med 1 g.
	300 g vægt af fab. OHAUS E 300 J se. Nr. 1069, med 0,001 g. Ventileret ovn ca. 30 liter fab. Helios
	Ventileret ovn ca. 1200 liter af fab.Lytzen.
	250 bar Manometre til måling af trykket i det hydrauliske system.

Forsøgsresultater fra Stempelafvanderforsøg på AFAV oktober 2001

Se her!

Bemærkninger til resultatskemaets kolonner.

Efter affaldet er separeret: Vådfasen og tørfasen, vejes hver for sig.

Ved bestemmelse af vådfasens vægt tages der højde for den anvendte mængde spulevand, og der opstilles en massebalance for de enkelte forsøg.

Svindet bestemmes som vægten af tilført affald, fratrukket vægten af de to faser

Beskrivelse af vådfase: Den igennem spalterne udpressede, og i baljen opsamlede, vådfase havde en tyk grødagtig karakter.

Små grønne plaststykker fra plastposerne kunne ses heri. Derudover fandtes kun forsvindende mængder anden plast i vådfasen.

Den samlede spulevandholdige vådfase havde karakter af tynd homogen vælling.

Vådfase. % tørstofindhold: Denne fremgår af resultatskemaet, og er bestemt ved udtagning af prøver på ca. 300 g fra den grundigt omrørte spulevandholdige vådfase.

Disse prøver, er herefter tørret i varmeskab ved 80⁰ C, formalet i morter og på ny tørret ved 90⁰ C til konstant vægt, og tørstofindholdet i vådfasen bestemt.

Den udtagne prøves vægt omregnes til den egentlige vægt af vådfaseprøven og tørvægten angives i % af denne.

Plast i vådfase, g: Vægten af plasten i vådfasen er bestemt ved opsamling af al plasten fra vådfase ved hjælp af si og pincet. Plasten er derefter omhyggeligt vasket, renset og tørret ved 80⁰ C. og endelig vejet.

Det er kontrolleret at en ny plastpose ikke ændrer nævneværdig vægt ved den samme behandling.

Vådfase: plast ppm i vådfase: Al plast fundet i den samlede vådfase er efter vask, tørring og vejning angivet i ppm i forhold til den vejede og for vand korrigerede vægt af vådfase.

Beskrivelse af tørfase: Tørfasen var presset til meget kompakt tilstand og føltes temmelig tør.

Bestandelene var især plast, pap, blerester, engangshandsker, engangs vaskeklude og lejlighedsvis, især ved større mængder papir eller bleer, lidt tryk-indkapslet organisk materiale, f.eks. appelsinskal.

Tørfase % tørstofindhold: Tørstofindholdet i tørfasen er bestemt ved at den samlede mængde tørfase tørres i ventileret varmeskab. Derpå vejning indtil konstant vægt. Vægten af den tørrede fase er herefter angivet i % af vægten før tørring.

Korrektion for skyllevand: I forbindelse med opstillingen af de første massebalancer konstateredes et betydeligt svind.

Vandmålerens nøjagtighed blev kontrolleret ved vejning af en nøjagtig afmålt vandmængde, som blev spulet direkte i en plast balje.

Der viste sig at være god overensstemmelse mellem den afmålte vandmængde og vægten af dette vand.

En række forsøg med spuling af det rene separatorkammer, på samme måde som ved rensning og med ca. samme vandmængde som ved rensningen under forsøgene viste, at der forsvandt ca. 15 % af det anvendte vand gennem tåge og sprøjt.

En korrektion på –15% af de udmålte vandmængder ved de allerede udførte forsøg viste sig at give god overensstemmelse ved massebalancerne.

Denne korrektion er derfor anvendt ved de resterende forsøg.

Særligt om enkelte af forsøgene.

Specielt om forsøg B1: Ved starten af forsøgsrækken forefandtes en tør papirsæk indeholdende grønne plastposer med kildesorteret husholdningsaffald.

Det blev besluttet at starte med at undersøge om processen kunne gennemføres på trods af den tørre papirsæk.

Sækken i kun delvis oprevet stand med poser uoprevet blev proppet i indføderkammeret og presninger blev gennemført med op til meget store tryk / 712kg cm².

Store mængder papir og plast satte sig fast i separatorkammerets spalter og forårsagede tilstopning.

Tilstopningen nødvendiggjorde voldsom spuling med en større vandmængde end ved de øvrige forsøg hvilket har medført fejl i forhold til den korrektion for vand som ellers blev anvendt.

Jævnfør skemaets negative svind

Forsøg A2: Dette blev søgt udført lige efter B1, men måtte opgives og en særlig rensning af spalter, med udbrænding af papir og plast var nødvendig.

Forsøgene A7,8,-E9,10: Disse blev gennemført ene og alene som demonstrationsforsøg for en række gæster, og derfor af tidsmæssige årsager kun udført med små mængder affald.

Problemer ved stempelseparatoren.

Samtidig anvendtes forsøgsvis mindre stempel tryk som det fremgår af skemaet.

En visuel vurdering, som nok på grund af de små mængder må tages med forbehold, synes at antyde at lave tryk kan give mindre plastgennemblæsning og alligevel tilfredsstillende adskillelse i vådfase og tørfase.

Forsøg D11: Dette blev gennemført på en af professor Thomas Christensen medbragt portion ikke sorteret husholdningsaffald, som ikke blev nærmere beskrevet men som indeholdt bl.a. en kraftig plastbeholder. Denne kvastes fuldstændig og fandtes i stumper i tørfasen, mens vådfasen lignede de tidligere sete, men udgjorde en mindre vægt % af den samlede vægt af affaldet.

En kraftig tør papirsæk omkring de grønne plastposer giver en hurtig tilstopning af spalterne i separatorkammeret.

Et forsøg på ved meget højt tryk at blæse disse tilstopninger ud har givet en deformation af den første del af lamellerne i separatorkammeret, dette har givet øget spalteafstand mellem lamellerne, samt øget indvendig diameter i separatorkammeret.

Dette har medført at en del plast er blæst gennem spalterne, og at dele af vådfasen er blevet presset baglæns langs indfødningsstemplet tilbage i indfødningskammeret.

Konstruktivt har en svejst lukning af spalterne ved påsvejsningen af lamellerne givet anledning til opsamling af plast i den sidste ende af spalterne.

Ved knuder på plastposerne har kombinationen med deformation af lamellerne og den heraf følgende større spaltebredde ført til ekstra opfangning af plast i spalterne.

Konstruktive forbedringer.

En konstruktion af separatorkammeret med spalterne fuldt åbne helt ud til modholdet, forventes at kunne gøre spalterne selvrensende da plast og papir i såfald vil have mulighed for at blive trukket ud med tørfase i tømnings cyklussen.

Da det nuværende modhold er konstrueret til at holde væsker tilbage og ikke som her tørt affald, vil en simplificering til et hurtigt glidelukke, sammen med en delvis automatisering af affaldstilførslen ved hjælp af en sneglekonstruktion kunne forøge kapaciteten på den nuværende stempelseparator betydeligt.

Potentiale.

Ved at opskalere til et separatorkammer på 300 mm i diameter og 1500 mm i længden, vil det være muligt at behandle ca. 10 m³ affald pr time.

Den eksisterende hydrauliske stempelseparator kan separere kildesorteret affald i en fraktion på ca. 75% af det tilførte affald med et tørstofindhold på ca. 35% og en fraktion på ca. 25% af det tilførte affald med et tørstofindhold på ca. 50% .

Den våde fraktion indeholder ca. 0,05% plast.

Der blev ikke fundet stumper af den klare plast i vådfasen

Figur 5
Stempelseparatorkammer med plastrester fanget i spalter
  

Figur 6
Vask af plastrester fra vådfase før vejning
  

Figur 7
Tørfase efter separering
  

Figur 8
Vådfase efter separering

Bilag D
Rapport over forsøg med udvikling og indkøring af snegleforbehandler til kildesorteret husholdningsaffald

Denne rapport beskriver en række indledende forsøg med udvikling og indkøring af en snegleforbehandler til kildesorteret husholdningsaffald.

Forsøgene er udført af TK Energi AS for AFAV i november og december 2001.

Formålet med forsøgene.

Disse forsøg har til formål at vise om det er muligt at neddele og homogenisere forskellige typer husholdningsaffald således at dette er egnet til separering i stempelseparator som beskrevet i rapporten: Forsøgsrapport 1^st fase

Konklusion.

2 typer bioaffald blev behandlet.

Kildesorteret bioaffald i grønne poser indsamlet i containere blev af snegleforbehandleren på ca. 20 min. bearbejdet til et gennemblandet og ensartet produkt, som er velegnet til færdigseparering i stempelseparator .

Kildesorteret bioaffald indsamlet i papirsække indeholdt ud over de grønne poser store mængder andet affald. I snegleforbehandleren blev papirsækkene i løbet af 1/2 time opsplittet i ca. 30 cm lange snoede stykker som fandtes grundigt opblandet med det øvrige affald.

Et forsøg på at færdigbehandle dette affald i den eksisterende defekte stempelseparator mislykkedes som følge af tilstopning i separatorkammereret.

Baggrund for forsøgene.

Der er udført en række lovende forsøg på separering af kildesorteret husholdningsaffald ved hjælp af en stempelseparator med det formål at separere affaldet i en fraktion kaldet biomasse, som kan føres direkte til bioforgasning, samt et reject som kan føres til forbrænding med stærkt reduceret vægt i forhold til vægten af det oprindelige affald.

Dette anlæg skal nu udbygget til et kontinuert behandlingsanlæg hvori sidste trin før separatoren er en snegleforbehandler som skal gøre det muligt at føde separatoren kontinuerligt med affald i en for separatoren egnet tilstand.

Snegleforbehandleranlægget

Snegleforbehandleren, vist i længdesnit på vedlagte tegning, er opbygget af forhåndenværende komponenter hos TK Energi og er udført af 5mm jernplade som et vandret liggende 8-kantet trug: 2000 mm langt og 500 mm bredt. Truget er åbent foroven i fuld længde.

På trugets vægge og bund er svejset et antal medbringere af 10 x10 mm jern i 400 mm´s længde og med afrundede ender, medbringerne er monteret således, at de er vinkelrette på sneglegængen som er midt for medbringeren.

I truget er anbragt en snegl med yderdiameter 450 mm og længde 1500 mm hvis aksel er ført gennem den ene lodrette endevæg og udenfor kammeret ophængt i 2 svære lejer.

Akslen er sammenbygget med en hydraulikmotor med følgende data:

Max intermitterende tryk 293 bar, moment 11,7 Nm/bar, max kontinuert omdrejningstal 400 r/min.

Sneglekammerets modsatte ende er en ligeledes lodret væg, forsynet med en tophængslet lem som dækker en åbning med samme størrelse som sneglens diameter.

I sneglekammeret kan der fyldes affald over hele længden.

Der er svejset ben på hele anlægget således at tømning af kammeret til en balje anbragt direkte på gulvet under lemmen uden videre kan finde sted.

Anlægget er opstillet i en hal ved siden af TKE`s container og forbundet med hydraulikslanger til hydraulikanlægget i containeren.

Prøvekørsel tom.

Efter opstilling blev apparaturet prøvekørt tomt, en hastighed svarende til 40 r/min. er tilstrækkelig til at opfylde den skønnede nødvendige kapacitet for snegleforbehandleren.

Kørsel ved dette omdrejningstal foregik meget stilfærdigt og støjsvagt og denne hastighed blev derfor valgt til de efterfølgende forsøg.

Prøvekørsel 1.

Hertil blev anvendt frisk indbragt kildesorteret affald i grønne poser leveret af traktor i de opstillede baljer. Affaldet blev afvejet i mindre portioner (23,3 39,0 47,8) kg. i alt 110.1 kg og fyldt i truget mens sneglen kørte.

Sneglen skubbede som forventet affaldet op mod endefladen af truget, affaldet blev presset helt op til kanten for enden af truget og en mindre del faldt tilbage over sneglen, indholdet faldt ud af poserne, som for de flestes vedkommende ikke blev revet itu.

Konstruktionsændring 1.

Ved udgangsenden af truget blev sidevæggene forhøjet med trekantede stykker jernplade med kateter på 480 mm, og for at opnå at affaldet faldt tilbage over en større del af sneglelængden blev en plade med længde 675mm i fuld bredde svejst ovenpå disse ved udgangsenden af truget.

Prøvekørsel 2.

Ved en ny prøvekørsel blev der med roterende snegl fyldt yderligere (22,24 17,34 24,47 33,77 32,62 44,39 ) kg i. Totalt 284,9 kg.

Alt affaldet blev presset mod trugets endeflade og videre op herfra til det stødte mod den skråtstillede overliggende plade. Herved blev affaldet ført noget længere ind over sneglen før det faldt ned ca. èn gængeomgang inde over sneglen.

Oprivningen foregik pænt, med udmærket tømning af plastposer og kun lidt iturivning af selve plastposerne.

Med henblik på udfødning fra sneglekammeret blev endelemmen åbnet. Trykket på lemmen var lille og kun meget lidt affald blev presset ud.

Sneglens evne til at trykke affaldet mod endefladen var trods det opadløftede materiale så lille, at en afkortning af truget i forhold til sneglelængden var påkrævet.

Snegletruget blev herefter tømt manuelt ved stillestående snegl, materialet var pakket temmelig hårdt sammen og måtte vrikkes løs med jernstang og skovl, og det var for at kunne foretage tømningen nødvendigt først at afskære de ekstra jernplader som forinden var svejset på.

Konstruktionsændring 2.

Forsøget viser klart at truget skal afkortes kraftigt i forhold til sneglelængden.

Der blev med vinkelsliber skåret 380 mm af snegletruget, endepladen og den hængslede klap samt de to trekanter med den overliggende dækplade som forhøjede enden af truget blev atter svejst på.

Prøvekørsel 3.

Der blev med stillestående snegl fyldt (22,43 23,47 13.81 15,5 16.71 13.51 25,73) i alt 131 kg i truget. Hydraulikflowet blev justeret svarende ca. 40 r/min.

Det på sikkerhedsventilen indstillede tryk på ca. 180 bar viste sig at være utilstrækkeligt.

Trykket blev herefter sat i vejret indtil sneglen startede ved et tryk på ca. 220 bar. Motoren vred kortvarigt kraftigt imod monterings stativet uden at dette tog skade.

Affaldet blev behandlet i ca. 20 min.

Snegletruget blev herefter uden problemer tømt af den roterende snegl ved at man åbnede endeklappen.

Konstruktionsændring 3.

For at muliggøre større fyldning af truget blev forhøjelsen af sidestykkerne med 390 mm udført over yderligere 490mm af længden. Længden kun begrænset af at en bekvem manuel fyldning fortsat skulle være mulig.

Prøvekørsel 4.

Med stillestående snegl blev der fyldt op igen med i alt 164 kg.

Sneglen var som tidligere ikke i stand til at rotere ved 180 bar, ved tryk på 240 bar blev et syltetøjsglas som havde at sig i klemme knust og sneglen startede.

Affaldet blev løftet op ved enden af sneglen fulgte dækpladen bagud og faldt ned ca. 400 mm fra start af snegle gænger, svarende til ca. en gænge inde på sneglen, hvorefter det på ny blev ført frem af sneglen, resultatet blev en slags æltning af affaldet.

Sikkerhedsventilen blev sat til180 bar, men sneglen kørte fint ved knap 100 bar, dog førte forskellige emner til trykforhøjelse, og endnu et syltetøjsglas satte trykket op til nær 180 bar. Behandlingstider på 15 – 20 min. medførte en nogenlunde ensartet konsistens og en efter vor hidtidige erfaring passende grad af oprivning til, at affaldet kunne behandles i stempelseparator. Der kunne opnås endnu bedre tilbageblanding af affaldet under kørslen ved større fyldningsgrad. Dette blev afprøvet med op til ialt ca. 250 kg fyldt i under drift.

Prøvekørsel 5. med ny affaldstype.

Affaldet blev udvalgt og leveret i hallen af AFAV i form af bioaffald indsamlet i papirsække.

Det bestod overvejende af papirsække med indhold af grønne plastposer med husholdningsaffald men også meget andet: Herunder konservesdåser af forskellig størrelse, store plastdunke, rødbedeglas, batterier, aviser, ugeblade, telefonbøger og mange almindelige indkøbsposer af plast.

En stor del af dette meget varierede indhold blev først synligt under opsplitningen i snegleforbehandleren.

Det leverede affald blev mens sneglen kørte kastet direkte i snegletruget.

Efter ca. 20 min´s behandling fremtrådte affaldet langt mere tørt end det tidligere behandlede kildesorterede affald i grønne poser.

Papirsækkene lå efter behandlingen i ret store stykker, ofte snoet og lignede næsten tovværk. Længder op til 30 cm forekom almindeligt.

Både grønne plastposer og almindelige plastposer blev stort set tømt for indhold og kun i begrænset omgang revet i stykker, og affaldet fremtrådte godt blandet, men med et betydeligt indhold af fremmedelementer i forhold til hvad vi hidtil havde fundet i det affald som blev leveret i form af grønne plastposer med indhold.

Forsøg med stempelseparator.

Stempelseparatorens kammer er som nævnt i en tidligere rapport deformeret og stærkt slidt.

Som det tillige er rapporteret mislykkedes forsøget på uden forbehandling at separere affald leveret i papirsække, idet separatorkammerets spalter blev tilstoppet af papir og plast.

Da papirsækkene i denne forsøgserie imidlertid er blevet revet itu, forsøgte vi alligevel at sende dette affald gennem stempelseparatoren..

Snegletruget blev åbnet for enden og sneglen pressede behandlet affald ud så det var let at opfange i en balje. Der blev udvejet en række portioner à ca. 10 kg.

En mindre del af en portion blev lagt i stempelseparatorens indføderkammer og presningen blev startet.

Separatorstemplets fremløbshastighed blev sat til 75 mm/s og afbrydertrykket sat svarende til ca. 480 bar i separatorkammeret.

I stempelseparatoren skete hurtigt en tilstopning af spalterne i kammerets fjerneste ende.

Rejectet blev trykket ud og den videre fyldning af indføderkammeret skete i små portioner og med hyppig udtrykning af reject. Alligevel blev tilstopningen hurtigt forværret.

I alt blev der presset 14 gange og rejectet blev udtrykket 6 gange. Efter få presninger gled en grødagtig biomasse tilbage langs stemplet og måtte manuelt lægges ned i indfyldningskammeret igen før næste presning, hvor det samme gentog sig.

Separatorkammeret blev hurtigt helt tilstoppet og det viste sig umuligt at få den sidste del af det tilbagepressede materiale igennem kammeret.

Al den opsamlede biomasse forekom mere tør end ved de tidligere forsøg med affald uden papirsække.

Det opsamlede reject blev under udtrykningen fugtet af væske som fulgte med stemplet frem gennem det tilstoppede kammer under udtrykningen.

Spalterne i kammeret var tilstoppet især af papir, men også af en del plast.

En fortsættelse af forsøget med yderligere materiale ville kræve en udbrænding af fasthængende affald fra separatorkammeret ligesom det var nødvendigt ved det tidligere forsøg med affald i papirsække.

Separatorkammeret vil efter udbrænding stadig være defekt, hvorfor yderligere forsøg med dette kammer vil være uden værdi.

Efter samtale med TK blev Stampe kontaktet om problemet ved at køre papirsække gennem det gamle deformerede separatorkammer. Stampe accepterede en standsning af forsøget.

Denne forsøgsrække var hermed afsluttet.

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

Bilag F
Supplerende bilag til DTU's rapport (bilag E)

Indeholder bilag 1,2 og 3 til Bilag E:

Karakterisering af biomasse og rejekt fra forbehandling med stempelseparator AFAV, Sommeren 2002

Bilag 1 Gas

Metanpotentialer målt på DTU

Se her!
  

Metanpotentialer for andre forbehandlingsmetoder

Biogaspotentiale ved forskellige forbehandlingsmetoder for kildesorteret organisk husholdningsaffald indsamlet i Hovedstadsområdet

Bilag 2 Rejekt_AFAV

Tabel 12:
Sammensætning af det organiske stof i rejektet

Tabel 13:
sammensætning af rejekt [% af rejekt]

  
Tabel 14:
Sammensætning af rejekt [% af indvejet affald]

  
Tabel 15:
Sammensætning af biomasse [% af biomasse]

  
Tabel 16:
Sammensætning af biomasse og rejekt [% af indvejet affald]

Se her!
  

Rejektsammensætning, AFAV
  

Sammensætning af affald og rejekt, AFAV
 

Bilag 3 Rejekt_Ho

Tabel 17:
Sammensætning af rejekt [% af rejekt]

Tabel 18:
Sammensætning af rejektets organiske fraktion

Tabel 19:
Sammensætning af rejekt [% af rejekt]

Tabel 20:
Sammensætning af rejekt [% af indvejet affald]

Tabel 21:
Sammensætning af biomasse [% af biomasse]

Tabel 22:
Sammensætning af biomasse og rejekt [% af indvejet affald]

Se her!
  

Rejekter fra forbehandling af affald fra Hovedstadsområdet
  

Rejekt og biomasse fra forbehandling af affald fra Hovedstadsområdet