Serie: Vorstellung von Produktionsanlagen von Mitgliedern der Bundesgütegemeinschaft Kompost e.v.

Transkript

1 Biogas- und Kompostierungsanlagen auf der Deponie in Erfurt- Schwerborn (BGK-Nr und 7012) Die Stadtwirtschaft Erfurt betreibt auf einem Deponiestandort im Außenbereich von Erfurt neben verschiedenen anderen Nutzungen seit vielen Jahren eine Pflanzenabfallkompostierungsanlage. Im vergangenen Jahr wurde auf dem Deponiegelände das vorhandene Spektrum erweitert und zusätzlich eine Biogasanlage (nach dem Trockenfermentationsverfahren der Fa. Bekon) mit einer Nachrotte des Gärrestes errichtet. Die neue Anlage hat im Frühjahr 2009 den Regelbetrieb aufgenommen und soll in Zukunft die benachbarte alte Kompostierungsanlage Am Lutherstein, zur Verarbeitung der Bioabfälle der Stadt Erfurt, ersetzen. Kompostwerke Erfurt/Schwerborn Stotternheimer Chaussee 50 D Schwerborn Tel: 0361/ Fax: 0361/ Detlef.Gutjahr@Stadtwerke-Erfurt.de Internet: Betreiber: Stadtwerke Erfurt Stadtwirtschaft GmbH Magdeburger Allee 34 D Erfurt Tel: 0361/ Fax: 0361/ Detlef.Gutjahr@Stadtwerke-Erfurt.de Internet: Inbetriebnahme: Genehmigung: Gesamtinvest*: Stammpersonal: Betriebsgelände: Anlagenkapazität: Input: (2008) Verfahren: 1976 Inbetriebnahme der Deponie, Neubau der Trockenfermentationsanlage und Nachrotte in 2008 BImSchG, Pflanzenabfallkompostierungsanl. (1993) 2,1 Mio.? Biogasanlage (2008) 4,8 Mio. 50 Personen auf Gesamtstandort 91,1 ha gesamt, davon 2 ha Grüngutompostierung davon 0,85ha Trockenfermentationsanlage (TROFA) t Grüngutkompostierung) t (Trockenfermentation) t (Grüngut) und 5.848t (Bioabfall) für Probebetrieb Grüngut: Offene Dreiecksmiete; Bioabfall: BEKON Trockenfermentation und Nachrotte in Dreiecksmiete 1

2 Nutzungen am Deponiestandort Erfurt-Schwerborn: 1. Waage/Kasse 2. Wertstoffhof/Kleinanlieferplatz 3. Gasverstromungsanlage 4. Deponie alt 5. Deponie (nur für Gewerbe) 6. Altholzaufbereitung 7. Bauschuttrecycling 8. Bodenbörse 9. Grüngutkompostierung 10.Trockenfermentation mit überdachter Nachrotte für Bioabfall Im Jahr 1976 wurde die Deponie in Erfurt-Schwerborn in Betrieb genommen und das entstehende Deponiegas zur Elektroenergiegewinnung genutzt. Die Gesamtleistung der beiden installierten Blockheizkraftwerke beläuft sich auf 1,1 MW, wovon für den eigenen Verbrauch am Standort entsprechend 300 KW in Abzug zu bringen sind. Gasverstromung aus Deponiegas Neben der ursprünglichen Deponierung sind zwischenzeitlich weitere Nutzungen auf dem Standort etabliert worden. So gibt es hier neben einer Altholzaufbereitung, dem Bauschuttrecycling und einer Bodenbörse auch eine Kompostieranlage. Seit dem Jahr 1993 findet unter der Regie der Stadtwerke Erfurt die Kompostierung von Grüngut im offenen Mietenverfahren statt. 2

3 Die im Stadtgebiet Erfurt anfallenden Bioabfälle (Biotonneninhalt) hingegen wurden bislang in der nahegelegenen Kompostieranlage Am Lutherstein, ebenfalls im offenen Mietenverfahren, kompostiert. Da die Bioabfallkompostierung am Standort Lutherstein aus Naturschutzgründen zurückgebaut werden muss, entstand die Idee, ersatzweise auf der Deponie eine neue Bioabfallbehandlungsanlage zu bauen. Im Jahr 2008 setzten die Stadtwerke Erfurt diese Planungen um und errichteten auf dem Deponiegelände zusätzlich eine Trockenfermentationsanlage mit einer Nachkompostierung des anfallenden Gärproduktes. Nach einer Bauzeit von 6 Monaten konnte Ende des Jahres 2008 der Probebetrieb der Biogasanlage anlaufen und im Frühjahr 2009 der Regelbetrieb aufgenommen werden. Durch den Neubau der Biogasanlage hat sich die Anlagenkapazität für die Bioabfallbehandlung von ehemals t auf t Bioabfall erhöht. Rohstoffe für die Kompostierung Grüngut wird im Raum Erfurt in großen Mengen sowohl über mobile als auch stationäre Grüngutannahmestellen erfasst. Die Bürger können in der Saison von April bis Oktober an 45 Standorten ihre Grünabfälle jederzeit kostenlos abgeben. Insgesamt werden t Grünabfall gesammelt. Bei den Bioabfällen wird derzeit über die wöchentliche Leerung der Biotonnen des Stadtgebietes Erfurt eine jährliche Menge von t erfasst. Tendenziell sind hier steigende Mengen zu erwarten. Für die Biotonne besteht ein Anschluss- und Benutzungszwang Sammelgefäße (80-240l) erfassen den Bioabfall von ca Haushalten. Erfurt hatte am eine Einwohnerzahl von Einwohnern. 10% der Haushalte sind auf Antrag als Eigenkompostierer vom Anschluss befreit und sparen damit jährlich 9,25 /Person an Gebühren. Der angelieferte Bioabfall enthält vergleichsweise hohe Anteile an reinen Gartenabfällen und zeichnet sich dadurch aus, dass aufgrund der sorgfältigen Abfalltrennung durch die Bürger kaum Störstoffe im Bioabfall der Haushalte zu finden sind. Annahme und Aufbereitung der Rohstoffe Alle eingehenden Rohstoffe werden über die Waage am Eingang des Deponiegeländes verwogen. Die eingehenden Grünabfälle werden auf einer separaten Lagerfläche abgeladen und gesammelt. Vor der Weiterverarbeitung erfolgt bei Bedarf noch eine händische Auslese vorhandener Störstoffe. Danach wird das Grüngut geshreddert und nach der Vorrotte zur Intensivrotte auf Dreiecksmieten aufgesetzt. Zur Belüftung und Durchmischung des Materials erfolgt 1 bis 2x monatlich ein Umsetzvorgang mit einem Mietenumsetzer. Die Dreiecksmieten werden nach einer Rottezeit von 8-10 Wochen zur Mietenumsetzer 3

4 weiteren Nachrotte zu großen Tafelmieten zusammengefasst. Die gesamte Rottezeit des Grüngutkompostes beläuft sich somit auf bis zu 6 Monaten Dauer. Die Sammlung der Bioabfälle (Biotonne) erfolgt mit Drehtrommelfahrzeugen der Stadtwerke im wöchentlichen Turnus. Diese liefern dann arbeitstäglich den Bioabfall in der Annahmehalle der neuen Biogasanlage an. Eine weitere Zerkleinerung oder Vorbehandlung des Materials erfolgt in der Regel nicht, ist aber grundsätzlich möglich. Vor dem Eintrag mit dem Radlader in den Fermenter wird der frische Bioabfall allerdings noch mit einem Teil des ausgetragenen Gärrestes zur Animpfung vermischt (bis max. 50% Anteil) und nachfolgend einer der 7 Fermenter mit dieser Mischung befüllt. Die einzelnen Fermenter haben ein Fassungsvermögen von 826m 3. Je nach Bedarf erfolgt zum besseren Abfluss des Perkolats und zur Vermeidung von Wasserblasenbildung im Eingangsbereich des Fermenters eine Zugabe von Strauch- oder Baumschnitt der Grüngutkompostierung. Behandlung Bei dem vorliegenden Verfahren der Trockenfermentation handelt es sich um ein einstufiges Vergärungsverfahren im Batch-Betrieb, dass von der Fa. Bekon entwickelt wurde. Einstufig bedeutet, dass die verschiedenen Abbaureaktionen alle zusammen in einem Fermenter ablaufen. Während des Trockenfermentationsanlage laufenden Gärprozesses selbst wird kein weiteres Material zugeführt oder entnommen (Batch-Betrieb). Im Gegensatz zur Nassvergärung erfolgt bei der trockenen Vergärung auch kein Einrühren des zu vergärenden Substrats in eine flüssige Phase. Stattdessen muss das eingebrachte Gärgut in dem Fermenter ständig feucht gehalten werden. Dazu wird das Perkolat am Fermenterboden abgezogen und über der Biomasse wieder neu versprüht. So erreicht man optimale Lebensbedingungen für die Bakterien und bei der Rezirkulation des Perkolats kann zusätzlich die Temperatur im Fermenter reguliert werden. (Durchschnitt 45 C). Vom Aufbau her erinnern diese Betonfermenter an eine Garage, die mit einem luftdichten Tor ausgestattet ist. Wenn ein Fermenter befüllt ist, wird dieser verschlossen und der 4-5 wöchige Gärprozess kann beginnen. Das entstehende Biogas wird aus dem Fermenter abgeführt und über die vorhandenen Blockheizkraftwerke der TROFA verstromt. Nach Abschluss der Vergärungsphase werden die Fermenter vor dem Öffnen der Tore mit Abgas der Motoren gespült. Nach der Öffnung der Tore kann der Gärrest dann mittels Radlader entnommen werden. Ein Teil dieses Materials findet wieder Verwendung zur Animpfung von frischem Bioabfall und gelangt damit erneut in die Vergärungsstufe. Das restliche Material wird zur Aerobisierung und Entwässerung bis zu 56 Tagen auf einer Lagerfläche aufgesetzt und vorgehalten. 4

5 Zur anschließenden Nachrotte und Kompostierung erfolgt dann das Aufsetzen des Gärrests zu Dreiecksmieten auf einer überdachten Nachrottefläche. In den ersten Probeläufen gestaltete sich der Anlaufprozess für die Kompostierung als etwas problematisch. Da dem noch sehr feuchten Gärrest vor dem Aufsetzen auf Mieten kein frisches Strukturmaterial in Form von Grünschnitt zugesetzt wurde, war der übliche Temperaturanstieg in der Anfangsphase einer Kompostierung verzögert. Die geplante Nachrottedauer von 8 Wochen musste im Probebetrieb deutlich verlängert werden, um die gewünschte Kompostqualität durch die Nachrotte zu erreichen. Zur Verbesserung der Nachrottebedingungen wurden nachfolgend verschiedene Lösungsansätze (Substratmischungen, Rottezeiten, Belüftung) verfolgt. Biogasherstellung und -nutzung über das Verfahren der Trockenfermentation Wie auch bei ähnlichen Verfahren festzustellen, sind in der Praxis Experimentierfreude und Kompostier-Know-How gefragt, um eine ausreichende Kompostqualität durch die Nachrotte des Gärrestes zu erreichen. Hygienisierung Bei der Grüngutkompostierung erfolgt die Hygienisierung über die Intensivrotte in den Dreiecksmieten. Auch bei der Bioabfallbehandlung in der Biogasanlage erfolgt der eigentliche Hygienisierungsschritt erst nach der Vergärungsstufe über die Nachrotte und Kompostierung des Gärrestes. Konfektionierung Für den Grüngutkompost erfolgen Absiebungen mit 10, 15 oder 25 mm Maschenweite. Bei der Konfektionierung des Bioabfallkompostes aus der Nachrotte des Gärrestes ist eine grobkörnige Absiebung auf 40 mm Maschenweite vorgesehen. Hier laufen noch weitere Optimierungsmaßnahmen. Aufgrund des relativ feuchten und klumpigen ersten Probematerials 5

6 war die Absiebung mit der vorhandenen Siebmaschine sehr schwierig. Nach verschiedenen Versuchen zur Optimierung der Nachrottebedingungen wurde u.a. auch eine Absiebung mit einem Sternsieb für den Bioabfallkompost getestet. Dies zeigte deutlich bessere Absiebungsergebnisse. Bestehen aber langfristige Behandlungsmöglichkeiten, ist die Absiebung mit einer Drehtommelsiebmaschine möglich. Geruchsmanagement Bei der Grünabfallkompostierung sind bislang keine problematischen Geruchsemissionen zu verzeichnen gewesen. Die Bioabfälle wurden vor dem Neubau der Vergärungsanlage in der benachbarten Anlage am Lutherstein in einem offenen Mietenverfahren kompostiert. Aufgrund der fehlenden Wohnbebauung im Umfeld der beiden Anlagen gab es bislang kaum Probleme oder Beschwerden hinsichtlich Geruchsemissionen. Als sensibel hinsichtlich möglicher Geruchsbelastungen ist bei dem neuen Verfahren der Trockenfermentation der Vorgang der Entnahme des Gärrestes aus den Boxen und die anschließende Umstellung auf aerobe Konditionen zu sehen. Das Perkolat aus der Vergärung weist eine hohe Geruchsintensität auf und der zu entnehmende Gärrest ist immer noch feucht und mit Perkolat behaftet. Allerdings verflüchtigt sich der intensive Jauchegeruch in kurzer Zeit und Geruchsimmissionen werden kaum noch wahrgenommen. Fremdstoffmanagement Ein Aussondern von möglichen Störstoffen im Kompost erfolgt nach der Absiebung desselben über eine Windsichtung. Bei der Annahme des Grüngutes wird zusätzlich eine Sichtkontrolle durchgeführt und vor dem Aufsetzen der Grüngutmieten sichtbare Störstoffe händisch abgesammelt. Auch bei den Kleinanlieferungen werden die Grünabfälle händisch entleert und die entsprechenden Sammelbehälter (z.b. Plastiksäcke) dann entsorgt. Bei der Bioabfallbehandlung erfolgt im Vorfeld keine Störstoffauslese. Hier ist als Steuerungsmaßnahmen nur eine Windsichtung nach erfolgter Absiebung des Kompostes zu nennen. Biogasnutzung Als Gasspeicher dient das freie Volumen im Fermenter. Ein separater Gasspeicher ist nicht verfügbar. Bei Störungen oder Ü- berschreitung der Leistungsgrenze der Blockheizkraftwerke (BHKW`s) muss überschüssiges Biogas daher abgefackelt werden. In dem Probebetrieb der Biogasanlage konnten bereits bis zu 540 kw Strom pro Stunde von den maximal möglichen 660 KW erzeugt werden. Unter optimalen Bedingungen produzieren die Bakterien aus einer Tonne Bioabfall m 3 Biogas. Biogaserzeugung 6

7 Die Abwärme wird über Wärmetauscher zur Beheizung des Perkolats genutzt. Produkte und Markt Die Grüngutkompostierung, die bisherige Bioabfallkompostierung und auch die neue Trockenfermentationsanlage mit Nachrotte unterliegen der Gütesicherung Kompost der Bundesgütegemeinschaft. Neben der Erzeugung eines hochwertigen Grüngutkompostes in feinen und mittleren Körnungen wird aus den Bioabfällen ein grobkörniger Frischkompost zum Einsatz in der Landwirtschaft hergestellt. Für den Grüngutkompost bestehen feste Absatzstrukturen und eine große Nachfrage, die sich in den stabil hohen Abgabepreisen widerspiegelt. Die Vermarktung in die Bereiche außerhalb der Landwirtschaft bringt Erlöse von 10 bis 15 / Tonne als lose Ware. U.a. wird auch die Erfurter Blumenerde unter Zumischung dieses Kompostes hergestellt. Weiterhin sind durch die auf der Deponie ebenfalls vorhandene Bodenbörse alle Möglichkeiten gegeben, die verschiedensten Mischungen zur Substratherstellung oder als Oberbodenersatz anzubieten. Je nach Kundenwunsch können so neben den gängigen Substratangeboten auch individuelle Mischungen zusammengestellt werden. Für den nachkompostierten Gärrest wird weiterhin die Abgabe an die Landwirtschaft dominieren. Hier gibt es feste Absatzstrukturen und Radlader im Einsatz große Mengen an Fertigkompost werden von einem einzigen Agrarhof abgenommen. Die Nachfrage nach Kompost für den Ackerbau nimmt kontinuierlich zu. Zur Warendeklaration wird das Fremdüberwachungszeugnis der Bundesgütegemeinschaft Kompost verwendet. Besonders positive Aspekte Der Deponiestandort Erfurt-Schwerborn kann aufgrund seiner jahrzehntelangen Tradition und engagierten Öffentlichkeitsarbeit auf eine hohe Akzeptanz in der Bevölkerung bauen. Die Unternehmensphilosophie ist eine ökologisch geprägte kommunale Abfallwirtschaft und sieht vor, Abfälle in erster Linie zu vermeiden und in zweiter Linie zu verwerten. Deshalb betreibt die SWE Stadtwirtschaft GmbH unter anderem erfolgreich ein Gebrauchtwarenhaus. Das traditionell etablierte System des Recyclings konnte weiter gepflegt und intensiviert werden. Beispielhaft hierfür ist u.a. die sorgfältige Trennung der Bioabfälle in den Haushalten und auffallend wenig Missbrauch bei der nicht kontrollierten öffentlichen Grüngutannahme. 7

8 Zur umweltfreundlichen Nutzung einer modernen Deponie gehört eine konsequente Renaturierung. Auf der Deponie Erfurt-Schwerborn wurde daher eine Fläche von 18 ha (20% der Gesamtfläche) durch verschiedene landschaftspflegerische Maßnahmen renaturiert. Die wichtigsten Maßnahmen sind die Bepflanzung, die Oberflächen- und Sickerwasserüberwachung und -rückhaltung und die Deponiegasaustrittkontrolle. Die Absaugung des Biogases verhindert einen unkontrollierten umweltschädlichen Gasaustritt. Seit 2007 werden,,biologische Rasenmäher eingesetzt (wie im nebenstehenden Bild zu sehen), die sich bei den Kunden der Deponie großer Beliebtheit erfreuen. Heister- und Heckenbepflanzung, Todholz-, Steinhaufen und Raubvogelsitzstangen als weitere Landschaftselemente schaffen am Standort der Deponie ein Biotop für zahlreiche Tiere, wie Hasen, Rehe, Igel und seltene Vogelarten. Mit dem Neubau der Biogasanlage wurde der Deponiestandort um eine weitere Nutzung bereichert und ein Zeichen für die bewusste stoffliche Verwertung von Bioabfällen gesetzt. Rasenmähen durch schottische Wildschafe 8