Biogaserzeugung aus besonders störstoffhaltigen Lebensmittelresten

Kurzbeschreibung

Die Firma Franke Transport und Biogas betreibt seit 1997 in Borchen (Nordrhein-Westfalen) eine Biogasanlage, in der jährlich etwa 18.000 Tonnen tierische Nebenprodukte vergoren werden. Diese Biogasanlage sollte um eine Annahme- und Aufbereitungseinrichtung für gewerbliche Speiseabfälle und nicht mehr essbare verpackte Lebensmittel erweitert werden. Darüber hinaus war geplant, den festen Gärrest in einer Nachrotte weiter zu behandeln und einen hochwertigen Fertigkompost zu erzeugen. Durch den Bau einer Ferngasleitung sollte das aus den Substraten gewonnene Biogas für ein Blockheizkraftwerk einer benachbarten Brauerei zur Verfügung gestellt werden.

Um in der bestehenden Biogasanlage Speiseabfälle aus Restaurants und Kantinen vergären zu können, war es nötig, eine Auskippvorrichtung für die in Tonnen angelieferten Abfälle sowie eine Aufbereitungsanlage für die Speiseabfälle nachzurüsten. Die Aufbereitung der Speiseabfälle sollte verschleißarm und mit möglichst geringem Energieverbrauch erfolgen. Darüber hinaus sollten die Gärreste, anders als bisher, nicht mehr direkt als Dünger ausgebracht, sondern zu einem hochwertigen Kompost weiterverarbeitet werden. Hierfür sollte ein möglichst energiesparendes Rotteverfahren, das einerseits eine gute Rotteproduktqualität liefert und andererseits die Forderungen nach möglichst geringen Emissionen erfüllt, zur Anwendung kommen.

Die angelieferten Speisereste werden in einer Anmischgrube zerkleinert und anschließend mithilfe der neu entwickelten Röhrenpresstechnik aufbereitet. Bei dieser Technik wird der Speiseabfall in eine Röhre befördert, die über 300 kleine Löcher besitzt. Ein hydraulisch angetriebener Kolben presst den Abfall mit hohem Druck in diese Röhre. Die abbaubaren, organischen Stoffe werden durch die Löcher gepresst, aufgefangen und der Vergärung zugeführt. Zurück bleiben Störstoffe wie Metalle, Folien, Knochen, die vom Kolben gepresst und in einem Container aufgefangen werden. Diese Technik ermöglicht im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren mit Handverlesung und nachgeschalteter Zerkleinerung durch Hammermühlen, eine sehr schonende Aufbereitung der Abfälle. Es kommt zu einem wesentlich geringeren Verschleiß an den Anlagenteilen, außerdem konnte der Energieverbrauch beim Betrieb der Anlage reduziert werden. Die geringere Abnutzung hat auch zur Folge, dass die zu verwertenden Gärreste weniger mit Metallverunreinigungen belastet sind als beim Einsatz von Hammermühlen.

Zur Nachrotte der Gärreste wird ein belüftetes Mietenverfahren eingesetzt. Normalerweise erfolgt die Kompostierung der Gärreste in offenen Mieten, wodurch es zu starker Geruchs- und Sporenbildung kommen kann. Bei dem hier angewandten Verfahren wird die Miete nach dem Aufsetzen durch eine Membranplane vollständig abgedeckt. Anschließend wird mit der Druckbelüftung durch Belüftungskanäle in der Bodenplatte begonnen. Die Membranabdeckung schützt die Miete vor Witterungseinflüssen und vermindert gleichzeitig das Austreten von Geruchsstoffen und schädlichen Gasen. Das übliche Umsetzen der Mieten ist wegen der aktiven Belüftung nicht notwendig. Dadurch kann die für den Betrieb eines Umsetzgerätes, wie zum Beispiel eines Radladers, benötigte Energie eingespart werden. Die Belüftung erfolgt computergesteuert über den Sauerstoffgehalt und die Temperatur in der Miete. Aufgrund der optimal steuerbaren Sauerstoffversorgung verkürzt sich die Rottezeit von zwei bis drei Monaten auf drei bis vier Wochen. Dieses Verfahren wurde erstmalig für die Nachrotte derartiger Gärreste eingesetzt. Das gewonnene Biogas wird zum größten Teil dem Blockheizkraftwerk der benachbarten Brauerei über eine neue Gasleitung zugeleitet und dort in Strom und Wärme umgewandelt. Der Rest des Gases wird im Blockheizkraftwerk vor Ort genutzt. Die flüssigen Gärreste werden in einem geschlossenen Behälter gelagert und anschließend von benachbarten Landwirten als Dünger eingesetzt.

Mit der neu entwickelten Röhrenpresstechnik können Störstoffe im Vergleich zu herkömmlichen Aufbereitungsanlagen besonders gut abgetrennt werden. Im Ergebnis sind nach der Aufbereitung lediglich 4,6 Prozent der gesamten Speisereste als Störstoffe zu entsorgen. Die zur Aufbereitung der Speiseabfälle eingesetzte Röhrenpresstechnik arbeitet darüber hinaus sehr verschleißarm. Im Vergleich zur herkömmlich angewandten Hammermühlentechnik können mit dem neuen Verfahren bis zu 24.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr eingespart werden. Daraus ergibt sich eine CO₂-Reduzierung von 150 Tonnen. Bei dem eingesetzten Nachrotteverfahren mit Druckbelüftung und Planenabdeckung kann durch die Einsparung von Umsetzungsvorgängen der Energieverbrauch um 7.500 Kilowattstunden pro Jahr reduziert werden. Dadurch können zwei Tonnen CO₂-Emissionen vermieden werden.

Die Projektergebnisse machen deutlich, dass sich die demonstrierte Technik zur Aufbereitung von Speiseabfällen und zur Nachrotte von Gärresten auch für andere Anlagen zur Speiseabfallverwertung eignet. Sowohl der geringe Energieverbrauch als auch der reduzierte Verschleiß machen das Verfahren für die Betreiber vergleichbarer Anlagen hochinteressant.