WAS2E

Waste and Sludge to Energy – Entsorgungskonzept für Schiffsabfälle internationaler Herkunft

01.12.2016

28.02.2019

FKZ-Nr.:

03KB119

Ziel ist es ein Gesamtverfahren zu entwickeln, dass es erlaubt biogene Rest- und Abfallstoffe von Kreuzfahrtschiffen (Kat 1 – Material) unter Einhaltung definierter Hygieneanforderungen entsprechend EG Nr. 1069/2009 durch eine an die maritimen Substrate angepasste Anaerobstufe energetisch zu nutzen. Die Anpassung des Verfahrens an das Biomasseaufkommen des saisonalen Kreuzfahrtgeschäfts sowie der Nachweis der Unbedenklichkeit hinsichtlich der Gesundheit für Mensch und Tier stehen dabei im Fokus. Als Hygienisierungsstufe soll der bedarfsangepassten zweiphasigen Fermentation ein Pyrolyse- bzw. HTC-Verfahren nachgeschaltet werden, um einerseits Gesundheitsgefährdende Keime abzutöten und andererseits die Wertschöpfung des Gesamtverfahrens zu steigern.

Das Gesamtprojekt thematisiert die Entsorgung organischer Rest- und Abfallstoffe von Kreuzfahrtschiffen, die aufgrund rechtlicher Restriktionen und fehlender Technologien kostenbedingt und zu Lasten der Umwelt immer noch in die Meere geleitet werden. Der Kreuzfahrtbranche wird künftig ein weiteres Wachstum prognostiziert, mit dem auch ein erhebliches Abfallaufkommen auf den Meeren einhergeht. Durch die Entwicklung eines effektiven Biogas-Verfahrens soll ein Anreiz für Reedereien zur landseitigen Abgabe der organischen Abfälle geschaffen werden, um Nährstoffeinträge in die Meere zu unterbinden und klimaneutral Energie zu erzeugen.

Rest- und Abfallstoffe

Zunächst erfolgen labortechnische Untersuchungen zur Lagerstabilität der Substrate im feuchten Zustand durch Versauerung im Batch- und kontinuierlichen Maßstab unter Berücksichtigung verschiedener Prozessparameter sowie zu den Effekten der Applikation von Zuschlagsstoffen. Anschließend werden Untersuchungen zur Oberflächenfermentation der Substrate zu verschiedenen Aufbereitungsstufen mit Hilfe von 10 l Rührkesselfermentern unter Variation der Oberflächendichte durchgeführt, wobei der Oberflächenfermenter in Abhängigkeit des Biomasseaufkommens wahlweise mit Flüssig-, Fest- oder der Gesamtphase beschickt wird. Ziel ist ein effektives Verfahren zur Überbrückung des Winterbetriebes, in denen das Biomasseaufkommen geringer ist als während der Kreuzfahrtsaison. Daneben werden Untersuchungen zur Gärrestverwertung unter Berücksichtigung des geforderten Hygienisierungsgrad insbesondere zur hydrothermalen Karbonisierung und zur Pyrolyse durchgeführt. Die Funktionsfähigkeit des Gesamtverfahrens wird an einem Funktionsmuster mit 400 l Gärbehältern nachgewiesen.

In Abstimmung der Projektpartner werden Vorrichtungen zur Entwässerung und Zerkleinerung der Substrate für die labortechnischen und experimentellen Untersuchungen konstruiert und gefertigt. Daneben wird ein Trocknungssystem an die für die entsprechende Gärrestverwertung notwendigen Anforderungen angepasst. Die labortechnischen und experimentellen Untersuchungen werden technologisch begleitet. Auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse erfolgt die Konzeption und Entwicklung der anlagentechnischen Lösung, indem die Einzelkomponenten und Funktionseinheiten ausgelegt, dimensioniert und aufeinander abgestimmt zu einer Gesamtanlage zusammengeführt werden.

Zunächst werden Analysen zur Charakterisierung der Ausgangssubstrate durchgeführt. Anschließend werden die Lagerungs- und Fermentationsversuche hinsichtlich Gaspotential und Prozessstabilität fortlaufend analytisch begleitet. Die Substrate werden mit ausgewählten Leitkeimen gezielt geimpft und entlang der Prozesskette wird die Reduzierung der Keimbelastung durch regelmäßige Beprobung und Analytik nachgewiesen.