Warum wird der Bioabfall aufbereitet?

Die im Rems-Murr-Kreis anfallenden Bioabfälle werden in der Biovergärungsanlage in Backnang-Neuschöntal gesammelt und verwertet. Der angelieferte Abfall enthält neben biogenen Bestandteilen wie beispielsweise Grüngut, Küchenabfall und Speisereste, auch Störstoffe wie Steine und Fremdstoffe aus Kunststoff, Glas und Metall. Nach einer Zerkleinerung mittels Schredder und der Abtrennung ferromagnetischer Komponenten wird der Bioabfall in der Annahmehalle in zwei Fraktionen gesiebt. Das Siebgut mit einer Korngröße kleiner 50 mm wird als Inputmaterial für die Bioraffinerie verwendet. Die Schwerfraktion der verbliebenen Störstoffe kann innerhalb der Pilotanlage durch Ablagerung und Abrasion Prozessstörungen hervorrufen sowie Anlagenteile beschädigen. Aus diesem Grund werden die sogenannten Störstoffen durch den Einsatz eines Hydrozyklons von den leichteren organischen Bestandteilen abgetrennt. Da der Betrieb des Hydrozyklons nur mit einem pumpfähigen Medium möglich ist und der Abscheidegrad maßgeblich von der Viskosität abhängig ist, wird der Bioabfall zuvor zerkleinert und mit Prozesswasser vermischt. Neben der Störstoffentfrachtung begünstigt die mechanische Behandlung des Bioabfalls auch den Aufschluss des organischen Materials in den nachgelagerten Prozessschritten. 

Zuerst die Zerkleinerung…

Mit einem Radlader werden rund 1000 kg Bioabfall in einen Wiegemischbehälter (1) aufgegeben und dort mit zwei rotierenden Schwertern homogenisiert. Eine Förderschnecke am Boden des Behälters transportiert den Bioabfall in den Einfüllschacht einer Zerkleinerungseinheit, der sogenannten RedUnit. Diese besteht aus einem Doppelwellenzerkleinerer (2) für Grobmaterial, einer Exzenterschneckenpumpe (3) für die Beförderung des Materials und einem RotaCut (4) für die Feinzerkleinerung faserhaltiger Komponenten. Indem die Verarbeitung sperriger Feststoffe in der ersten Zerkleinerungsstufe unter Zugabe von Prozesswasser aus der TDH erfolgt, entsteht ein pumpfähiges Medium mit einem Wassergehalt von ca. 90 %. Die Exzenterschneckenpumpe fördert die Suspension aus Bioabfall und Prozesswasser durch den RotaCut in einen Vorlagetank für den Hydrozyklon. Der RotaCut ist mit Schneidmessern ausgestattet, welche mit konstantem Druck auf ein Schneidsieb gepresst werden und senkrecht zur Fließrichtung rotieren. Dabei werden einerseits größere Schwerstoffe vor dem 12-mm-Sieb abgeschieden und andererseits faserige Feststoffe durch die selbstschärfenden Schneidmesser abgeschert. 

… dann die Störstoffabscheidung.

Der für die Störstoffentfrachtung eingesetzte Hydrozyklon ist ein Fliehkraftabscheider und besteht aus einem oberen, zylindrischen Segment und einem unteren, konischem Segment. Die homogenisierte Suspension wird über einen tangentialen Zulauf (5) dem Hydrozyklon (6) zugeführt, sodass sich im zylindrischen Hohlraum eine Kreisströmung ausbildet. In dem abwärtsgerichteten Außenwirbel werden die Schwerstoffe an der Zyklonwand durch Fliehkraft abgeschieden und mit dem Unterlauf (7) ausgetragen. Die Verjüngung im konischen Segment führt zu einer Verdrängung des Mediums nach innen und zu einem Aufstau im unteren Bereich des Hydrozyklons. Dadurch entsteht ein innerer, aufwärtsgerichteter Wirbel, der ein Entweichen der leichteren Fraktion aus dem Oberlauf (8) ermöglicht. Auf diese Weise kann die Schwerfraktion des Bioabfalls von der leichteren Organik getrennt und mit dem Unterlauf abgezogen werden. Wie viele Störstoffe abgeschieden werden bzw. welcher Abscheidegrad erreicht werden kann, ist vorwiegend von den Eigenschaften der Suspension und den Betriebsparametern abhängig. Eine Verbesserung der Störstoffentfrachtung durch Optimierung der Strömungsgeschwindigkeit und Anpassung der Abscheidezeit sind Gegenstand der aktuellen Forschungsversuche. Das aufbereitete Material wird im Vorlagetank für die Thermodruckhydrolyse (TDH), dem nächsten Prozessschritt, gelagert und kann bei Bedarf, mittels Exzenterschneckenpumpe, zu dieser gefördert werden.