(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: Europejski Biuletyn Patentowy 2013/07 EP B1 (13) (51) T3 Int.Cl. B03B 9/06 ( ) B03B 13/00 ( ) C02F 3/00 ( ) C02F 3/28 ( ) C10L 3/08 ( ) C12P 5/02 ( ) (54) Tytuł wynalazku: Sposób eksploatacji mechaniczno-biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów, z obiegiem wody technologicznej (30) Pierwszeństwo: DE (43) Zgłoszenie ogłoszono: w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2010/06 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: Wiadomości Urzędu Patentowego 2013/07 (73) Uprawniony z patentu: Zweckverband Abfallbehandlung Kahlenberg, Ringsheim, DE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP T3 GEORG GIBIS, Ringsheim, DE TOBIAS SAUTER, Rust, DE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Zbigniew Kamiński KANCELARIA PATENTOWA D DR INŻ. ZBIGNIEW KAMIŃSKI I SYN S.C. Al. Jerozolimskie 101/ Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).

2 EP B1 U-4186n/13 Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów, z obiegiem wody technologicznej Opis [0001] Wynalazek dotyczy sposobu zgodnego z niezamienną częścią zastrzeżenia 1. [0002] Z DE A1 jest znany sposób eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów, względnie do materiałowego przetwarzania materiałów resztkowych. Ponadto z JP A jest znany system przeróbki, zgodnie z którym podczas fermentacji koncentracja amonu w wodzie technologicznej dodatkiem wody rozrzedzającej zostaje tak wyregulowana, że może zostać uniemożliwione zahamowanie wytwarzania biogazu spowodowane zbyt dużą koncentracją amonu. Na koniec z JP A jest znany sposób przeróbki, zgodnie z którym podczas fermentacji przewodność elektryczna wody technologicznej jest w taki sposób regulowana dodatkiem wody rozcieńczającej, że jej zadana wartość nie zostaje przekroczona. [0003] Zadaniem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów, z obiegiem wody technologicznej, zgodnie z którym dzięki zoptymalizowanym operacjom przeróbczymi zostaje zapewniona sprawna eksploatacja połączona ze stałym i dużym odbiorem gazu i/lub z wysoką jakością paliwa stałego. 1

3 [0004] To zadanie bazując na cechach niezamiennej części zastrzeżenia 1 zostało rozwiązane dzięki znamiennym cechom zastrzeżenia 1. W zastrzeżeniach zależnych są podane korzystne i celowe odmiany rozwiązania. [0005] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA), z obiegiem wody technologicznej, w którym jest tworzony nadmiar wody technologicznej, zależnie od stwierdzonej zawartości soli w wodzie technologicznej, do obiegu wody technologicznej zostaje doprowadzona ciecz celem obniżenia koncentracji chlorku do obiegu wody technologicznej, zwłaszcza w urządzeniu fermentacyjnym, z równoległym zmniejszeniem dodatku chlorku żelaza III zostaje powiększony dodatek tlenku żelaza jako środka odsiarczającego, celem zmniejszenia dodawania chlorku z wody technologicznej do materiału stałego, a zależnie od stwierdzonej zawartości azotu w wodzie technologicznej do obiegu wody technologicznej zostaje doprowadzona ciecz celem zmniejszenia zawartości azotu w wodzie technologicznej dla właściwej eksploatacji urządzenia fermentacyjnego. Dla takiego nadzorowania obiegu wody technologicznej i bazującego na tym kontrolowania względnie regulowania obiegu wody technologicznej zostaje zapewnione stałe, duże i równomierne wytwarzanie gazu w urządzeniu fermentacyjnym, gdyż mikroorganizmy są chronione przed przeciążeniami, względnie jest zabezpieczona wysoka i równomierna jakość wytwarzanego paliwa stałego, gdyż unika się niepożądanego w paliwie stałym podwyższenia zawartości chlorków. [0006] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów jest ponadto przewidziane, w obiegu wody technologicznej jako zawartości azotu stwierdzenie zawartości azotu amonowego, przy czym do wody technologicznej, zwłaszcza przed albo w 2

4 urządzeniu fermentacyjnym zostaje ewentualnie doprowadzona ciecz. Ponieważ azot amonowy w dużych koncentracjach działa hamująco na wytwarzanie biogazu to taki nadzór nad zawartością azotu amonowego w urządzeniu fermentacyjnym zapewnia dużą produkcję biogazu, zwłaszcza dzięki dodatkowi cieczy do urządzenia fermentacyjnego zawartość azotu amonowego może być szybciej i ekonomiczniej korygowana, niż w przypadku biologicznej redukcji azotu amonowego w obiegowej wodzie technologicznej. [0007] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów jest również przewidziane określanie zawartości soli w wodzie technologicznej po urządzeniu fermentacyjnym i przed mechanicznym separatorem. Ponieważ zawartość soli w wodzie technologicznej wpływa na zawartość soli w paliwie stałym, które jest wytwarzane w separatorze mechanicznym (I), jest ekonomicznie sensowne uniknięcie dużej zawartości soli w paliwie stałym dzięki zastosowanym wstępnie przedsięwzięciom. Zbyt wysoka zawartość soli w paliwie powoduje powiększoną korozję kotła, na przykład przez chlorki, oraz powiększoną emisję podczas spalania, na przykład w postaci NOx i SO2, oraz powoduje tym samym duże koszty wskutek powiększonego zużycia urządzeń eksploatowanych z paliwem stałym, albo wskutek powiększenia zanieczyszczenia środowiska. [0008] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów jest również przewidziane spiętrzanie wody technologicznej w obiegu wody technologicznej co najmniej w jednym urządzeniu do mieszania i gromadzenia, dla uniknięcia szczytów koncentracji, zwłaszcza pod względem zawartości soli i/lub zawartości azotu i/lub szczytu obciążenia hydraulicznego i/lub zmniejszenia zawartości substancji organicznych. Z zastosowania urządzenia do mieszania i gromadzenia wynikają 3

5 takie zalety że mogą zostać skutecznie zlikwidowane występujące szczyty koncentracji zawartości azotu i zawartości soli, które w przypadku mikroorganizmów mogą prowadzić do procesów hamowania w urządzeniu fermentacyjnym i mogą negatywnie wpływać na procesy rozpadu i tworzenie biogazu. [0009] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów doprowadzona ciecz miesza się z wodą technologiczną przed wprowadzeniem do urządzenia fermentacyjnego w urządzeniu mieszającym i gromadzącym. W ten sposób skutecznie unika się zbyt dużych różnic koncentracji w urządzeniu fermentacyjnym dzięki mieszaniu cieczy z wodą technologiczną we włączonym wstępnie urządzeniu do mieszania i gromadzenia. [0010] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów jest również przewidziane dokonywanie pomiaru zawartości soli i/lub zawartości azotu w wodzie technologicznej, w urządzeniu do mieszania i gromadzenia. W ten sposób zawartość azotu i/lub zawartość soli jest już znana zanim woda technologiczna trafi do urządzenia fermentacyjnego, zatem urządzenie fermentacyjne może być optymalnie eksploatowane, gdyż nie reaguje się na zmianę sytuacji dopiero w urządzeniu fermentacyjnym, ale już podczas zasilania urządzenia fermentacyjnego, celem równomiernej produkcji biogazu. Zgodnie z wynalazkiem jest również przewidziane dokonywanie pomiaru koncentracji substancji organicznych, aby dzięki znajomości tej wielkości w urządzeniu do mieszania i gromadzenia regulować dostawę do urządzenia fermentacyjnego i wyrównywać tworzenie biogazu. 4

6 [0011] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów, do wody technologicznej dla uniknięcia powstawania osadów, zwłaszcza w obiegu wody procesowej i zwłaszcza w rurociągach prowadzących nadmiarową wodę technologiczną, zostają dodane inhibitory osadzania. Dzięki temu można uniknąć problemów eksploatacyjnych spowodowanych osadami w rurach, zwłaszcza zmniejszenia przekroju przepływu albo zamknięcia przewodu. Również w innych urządzeniach z przemieszczanymi mechanicznie częściami zostaje zmniejszone zużycie, i ryzyko przerwy funkcjonowania. [0012] Zgodnie ze sposobem według wynalazku eksploatacji mechanicznobiologicznego urządzenia do przeróbki odpadów, regulowana jest zawartość substancji stałych w wodzie technologicznej celem optymalnej eksploatacji urządzenia fermentacyjnego przez zawracanie ubogiej w substancje stałe wody technologicznej z zespołu dekantacji albo przez doprowadzanie zagęszczonych materiałów resztkowych. W ten sposób może być optymalnie ustawiana zawartość substancji stałych w urządzeniu fermentacyjnym. Co prawda z urządzenia fermentacyjnego muszą zostać usunięte osad obojętny i zmartwiała biomasa, jednak nie może zostać usunięte zbyt wiele aktywnej biomasy. Również zawartość substancji stałych w urządzeniu fermentacyjnym nie powinna być zbyt duża gdyż w innym przypadku zawartość urządzenia fermentacyjnego jest zbyt gęsta, zbyt trudna do mieszania i zbyt ciężka do pompowania. Wymagany zrównoważony stosunek dla zapewnienia najlepszego rozpadu może zostać zapewniony dzięki zgodnemu z zapotrzebowaniem regulacyjnym zawracaniu, względnie zgodnemu z zapotrzebowaniem regulacyjnym doprowadzaniu. 5

7 [0013] Jako ciecz, która jest dodawana do obiegu wody technologicznej, jest zgodnie z wynalazkiem rozumiana woda i zwłaszcza woda powierzchniowa, słabo obciążona woda użytkowa, albo woda infiltracyjna, która jest gromadzona zwłaszcza w urządzeniu do przeróbki odpadów i/lub w przyporządkowanym składowisku, względnie tam trafia. [0014] Dalsze szczegóły wynalazku są opisane w nawiązaniu do rysunku na podstawie przedstawionego schematycznie przykładu jego wykonania. [0015] Na rysunku przedstawiają: fig.1 widok schematyczny urządzenia do przeróbki odpadów, z obiegiem wody technologicznej, a fig2. alternatywne rozwiązanie wynalazku. [0016] Na fig.1 jest przedstawione schematycznie mechaniczno-biologiczne urządzenie MBA do przeróbki odpadów (mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlage). MBA jest wyposażone w obieg wody technologicznej PWK (Prozesswasserkreislauf), przy czym jest w nim wytwarzany nadmiar PWÜ wody technologicznej (Prozesswasserüberschuss). Jest to zasadniczo uzasadnione tym, że dzięki udziałowi cieczy w przerabianych odpadach ABF (Abfall) do obiegu PWK wody technologicznej jest stale doprowadzana woda. MBA jest wyposażone w mechaniczny separator I, w którym odpady ABF zostają podzielone na główną stałą część składową odpadów, na substancję stałą FS, na przeważnie ciekłą, zawierającą materiał organiczny część składową odpadów, i na wodę technologiczną PW. Ponadto MBA obejmuje wielostopniowe urządzenie obróbcze II, w którym substancja stała FS zostaje przetworzona, zwłaszcza do postaci paliwa stałego. Równolegle do urządzenia przeróbczego II MBA zawiera wielostopniowe 6

8 urządzenie przeróbcze III, w którym następuje obróbka wody technologicznej PW. W urządzeniu przeróbczym III najpierw z dopływającej z separatora I wody technologicznej PW w urządzeniu fermentacyjnym FE zostaje wytworzony gaz względnie biogaz BG. Po przejściu przez urządzenie fermentacyjne FE woda technologiczna PW w urządzeniu dekantacyjnym DKE zostaje co najmniej częściowo rozdzielona na materiały resztkowe RST (Reststoffe) i na ubogą w substancje stałe wodę technologiczną PW, przy czym materiały resztkowe RST zostają usunięte z MBA, albo co najmniej częściowo zostają ponownie obrobione w MBA, oraz przy czym nadmiarowa objętość wolnej od substancji stałych wody technologicznej PW zostaje usunięta jako nadmiar PWU wody technologicznej z obiegu wody technologicznej PWK, zwłaszcza z MBA. W odmianie rozwiązania pozostała objętość wody technologicznej PW w obiegu wody technologicznej PWK, zwłaszcza celem obniżenia zawartości substancji stałych pozostaje w stopniu fermentacji (fig.1). Zależnie od regularnie mierzonej zawartości soli SZG (Salzgehalt) w wodzie technologicznej PW do obiegu wody technologicznej PWK zostaje doprowadzona ciecz F, na przykład w postaci zgromadzonej wody powierzchniowej i celem obniżenia koncentracji chlorków zostaje doprowadzona do obiegu wody technologicznej PWK, zwłaszcza w urządzeniu fermentacyjnym FE, przy równoległym zmniejszeniu dodatku chlorku żelaza (III) zostaje powiększony dodatek tlenku żelaza jako środka odsiarczającego, celem zmniejszenia ilości soli doprowadzanej z wody technologicznej PW do substancji stałej FP (Feststoff). Uzupełniająco, zależnie od regularnie mierzonej zawartości azotu SSG (Stickstoffgehalt) w wodzie technologicznej PW, do obiegu wody technologicznej PWK zostaje doprowadzona ciecz F, aby obniżyć zawartość azotu w wodzie technologicznej PW dla zapewnienia eksploatacji urządzenia 7

9 fermentacyjnego FE. Przy tym zawartość soli SZG i zawartość azotu SSG jest mierzona w jednym miejscu, albo w wielu miejscach obiegu wody technologicznej PWK, w regularnych odstępach czasu, albo w sposób ciągły. pomiary są oceniane zwłaszcza w taki sposób, że zostaje obliczona tendencja i wcześnie dokonuje się sterowania, względnie regulowania, dla utrzymywania zawartości soli SZG i zawartości azotu SSG w wodzie technologicznej PW w zadanym zakresie tolerancji. [0017] Fig.2 przedstawia znany z fig.1 schemat technologiczny eksploatacji mechaniczno--biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA), przy czym zawartość substancji stałych w wodzie technologicznej (PW), celem zapewnienia optymalnej eksploatacji urządzenia fermentacyjnego (FE), może zostać zmniejszona zawracaniem ubogiej w substancje stałe wody technologicznej (PW) z zespołu dekantacji (DKE). Ponadto fig.2 wykazuje możliwość zawracania materiału resztkowego RST. Część materiału resztkowego RST, stanowiąca zagęszczony szlam dekantacyjny, może być doprowadzana do urządzenia fermentacyjnego poprzez przewód materiału resztkowego RSTR, aby w miarę potrzeby powiększyć zawartość substancji stałej w urządzeniu fermentacyjnym FE. [0018] Wynalazek nie jest ograniczony do przedstawionego albo opisanego przykładu wykonania. Obejmuje również odmiany wynalazku nie wykraczające jednak poza zakres zastrzeżeń ochronnych. Wykaz oznaczeń [0019] DKE BG urządzenie dekantacyjne gaz albo biogaz 8

10 F FE FS ciecz urządzenie fermentacyjne substancja stała, albo głównie część składowa odpadów o konsystencji stałej MBA MSP PW mechaniczno-biologiczne urządzenie do przeróbki odpadów urządzenie do mieszania i gromadzenia woda technologiczna, względnie głównie ciekła, zawierająca materiał organiczny część składowa odpadów PWK PWŨ RST RSTS SZG SSG I II III obieg wody technologicznej nadwyżka wody technologicznej materiał resztkowy przewód zwrotny materiału resztkowego zawartość soli zawartość azotu mechaniczny separator wielostopniowe urządzenie przeróbcze wielostopniowe urządzenie przeróbcze 9

11 Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób eksploatacji mechaniczno--biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA), z obiegiem wody technologicznej (PWK), przy czym mechaniczno-biologiczne urządzenie do przeróbki odpadów (MBA) wytwarza nadwyżkę wody technologicznej (PWŨ), obejmujący: - mechaniczny separator (I), w którym odpady są dzielone na głównie o konsystencji stałej część odpadów, na substancję stałą (FS), na głownie ciekłą, zawierającą substancje organiczne część odpadów i na wodę technologiczną (PW), - wielostopniowe urządzenie przeróbcze (II), w którym substancja stała (FS) jest dalej przerabiana, - wielostopniowe urządzenie przeróbcze (III), które jest eksploatowane równolegle do urządzenia przeróbczego (II) i w którym woda technologiczna (PW) jest dalej przerabiana, - przy czym w urządzeniu przeróbczym (III) najpierw z dopływającej z separatora (I) wody technologicznej (PW) w urządzeniu fermentacyjnym (FE) jest wytwarzany gaz (BG), - przy czym woda technologiczna (PW) po przeprowadzeniu przez urządzenie fermentacyjne (FE), co najmniej częściowo w urządzeniu dekantacyjnym (DKE) jest rozdzielana na materiały resztkowe (RST) i na ubogą w substancje stałe wodę technologiczną (PW), - przy czym materiały resztkowe zostają usunięte z (MBA) albo co najmniej częściowo są dalej przerabiane w (MBA), - przy czym nadmiarowa objętość (PWU) ubogiej w substancje stałe wody technologicznej (PW) zostaje usunięta z obiegu wody 10

12 technologicznej (PWK), zwłaszcza z (MBA), - przy czym pozostała objętość ubogiej w substancje stałe wody technologicznej (PW) pozostaje w obiegu wody technologicznej (PWK), znamienny tym, że zależnie od zmierzonej zawartości soli (ZSG) w wodzie technologicznej (PW) do obiegu wody technologicznej (PWK) zostaje doprowadzona ciecz (F), a dla obniżenia koncentracji chlorków do obiegu wody technologicznej (PWK), przy równoległym zmniejszeniu dodatku chlorku żelaza (III) zostaje powiększony dodatek tlenku żelaza jako środka odsiarczającego, dla zmniejszenia dodatku soli z wody technologicznej (PW) do substancji stałej (FP), oraz zależnie od stwierdzonej zawartości azotu (SSG) w wodzie technologicznej (PW) do obiegu wody technologicznej (PWK) zostaje doprowadzona ciecz (F) celem obniżenia zawartości azotu w wodzie technologicznej (PW) dla zapewnienia eksploatacji urządzenia fermentacyjnego (FE). 2. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według zastrz.1, znamienny tym, że w obiegu wody technologicznej (PWK) jako zawartość azotu (SSG) jest stwierdzana zawartość azotu amonowego w wodzie technologicznej (PW), przy czym do wody technologicznej (PW) zwłaszcza przed albo w urządzeniu fermentacyjnym (FE) zostaje ewentualnie doprowadzona ciecz (F). 3. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według zastrz.1, znamienny tym, że zawartość soli (SZG) w 11

13 wodzie technologicznej (PW) jest stwierdzana po urządzeniu fermentacyjnym (FE) i przed mechanicznym separatorem (I). 4. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według jednego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że woda technologiczna (PW) w obiegu wody technologicznej (PWK) zostaje spiętrzona co najmniej w jednym urządzeniu (MSP) do mieszania i gromadzenia, dla zmniejszenia szczytów koncentracji, zwłaszcza zawartości soli (SZG) i/lub zawartości azotu (SSG) i/lub szczytów obciążenia hydraulicznego i/lub zawartości substancji organicznych. 5. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według jednego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że doprowadzana ciecz (F) zostaje zmieszana z wodą technologiczną (PW) przed jej wprowadzeniem do urządzenia fermentacyjnego (FE) w urządzeniu do mieszania i gromadzenia (MSP). 6. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według jednego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że zawartość soli (SZG) i/lub zawartość azotu (SSG) w wodzie technologicznej (PW) jest mierzona w urządzeniu do mieszania i gromadzenia (MSP). 7. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według jednego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że do wody technologicznej (PW) zostają dodane inhibitory osadzania dla zmniejszenia osadów, zwłaszcza w obiegu wody technologicznej (PWK), zwłaszcza w rurociągach i agregatach prowadzących nadmiar wody technologicznej (PW). 12

14 8. Sposób eksploatacji mechaniczno- biologicznego urządzenia do przeróbki odpadów (MBA) według jednego z poprzednich zastrz., znamienny tym, że zawartość substancji stałej w wodzie technologicznej (PW) dla zapewnienia optymalnej eksploatacji urządzenia fermentacyjnego (FE) może być regulowana przez zwracanie ubogiej w substancją stałą wody technologicznej (PW) z zespołu dekantacji (DKE), albo przez doprowadzanie zagęszczonych materiałów resztkowych. 13

15 EP B1 8

16 EP B1 9