A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Dezentrale Aufbereitung und Lagerung von Speiseresten – Neue Wege zur Ressourcen- und Energiespeicherung
Zusammenfassung Organische Abfälle und im Speziellen Lebensmittelabfälle und Speisereste (SPR) fallen in großen Mengen und zum Teil mit starken Schwankungen an. Die Schwankungen sind sowohl in der Abfallzusammensetzung als auch dem Aufkommen, u. a. bedingt durch saisonale Gegebenheiten, zu finden. SPR werden zumeist einer biologischen und überwiegend anaeroben Abfallbehandlung (Vergärung) zugeführt, wodurch diese Abfälle sowohl als stoffliche (Gärrest, Dünger, Bodenverbesserer) als auch energetische Ressource (Biogas, elektrische und thermische Energie) genutzt werden. Durch eine dezentrale Aufbereitung und Lagerung von SPR sollen neue Lösungen zur Ressourcen- und Energiespeicherung als auch für den Ausgleich der Schwankungen gefunden werden. Im Labormaßstab erfolgte die Vorbehandlung und Aufbereitung von SPR. Anschließend wurde der Einfluss der Lagerung von SPR über einen Zeitraum von bis zu 28 Tagen bei 5, 20 und 30 °C untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass es zu einer sofortigen Versäuerung verbunden mit einer Absenkung des pH-Werts der gelagerten SPR kam. Mit steigender Temperatur nahmen die Versäuerung und gleichermaßen die Konzentration der organischen Säuren zu. Um die Auswirkungen der Lagerung auf den Energieträger SPR zu analysieren, wurde das Biogaspotenzial in Abhängigkeit von Lagerungsdauer und Temperatur bestimmt. Weder die Dauer noch die Temperatur wiesen einen signifikanten Einfluss auf den Gasertrag aus. Durch die Versäuerung, welche auch als eine Art chemischer Aufschluss betrachtet werden kann, kam es nach der Lagerung der SPR zu einer um bis zu 20 % erhöhten Gasausbeute im Vergleich zum Ursprungssubstrat. Nicht vermeidbare Speisereste können somit als Energieträger und -speicher angesehen werden und zu einer effizienten und bedarfsgerechten Energiebereitstellung beitragen.
Abstract Organic waste, especially kitchen and canteen waste, is produced in large quantities and is subject to considerable fluctuations, both in terms of its composition and quantity, due in part to changing seasonal factors. Kitchen waste commonly undergoes biological and primarily anaerobic waste treatment (fermentation), producing both material (digestate, fertilizers and soil conditioners) and energy resources (biogas, electrical and thermal energy). The introduction of decentral collection and treatment systems promises to offer new solutions with regard to resource and energy storage, and with regard to compensating for the previously mentioned fluctuations. Within this study kitchen waste was initially pretreated and processed at laboratory scale. Subsequently, the influence of storage at 5, 20 and 30 °C for a period of 28 days was investigated. It was determined that, when stored, acidification and a corresponding drop in pH value promptly set in. The higher the temperature, the higher the level of acidification and the higher the concentration of organic acids became. In order to analyze the effects of storage on kitchen waste as an energy source, its biogas potential was measured in correlation with storage duration and temperature. Neither factor proved to have any significant influence on gas yield. Due to acidification, which can be seen as a chemical decomposition process, stored substrates produced up to 20 % higher gas yield compared to the original substrate. Accordingly, unavoidable kitchen and canteen waste can be considered valuable energy sources, which can contribute to efficient and needs-oriented energy production.
Dezentrale Aufbereitung und Lagerung von Speiseresten – Neue Wege zur Ressourcen- und Energiespeicherung
Zusammenfassung Organische Abfälle und im Speziellen Lebensmittelabfälle und Speisereste (SPR) fallen in großen Mengen und zum Teil mit starken Schwankungen an. Die Schwankungen sind sowohl in der Abfallzusammensetzung als auch dem Aufkommen, u. a. bedingt durch saisonale Gegebenheiten, zu finden. SPR werden zumeist einer biologischen und überwiegend anaeroben Abfallbehandlung (Vergärung) zugeführt, wodurch diese Abfälle sowohl als stoffliche (Gärrest, Dünger, Bodenverbesserer) als auch energetische Ressource (Biogas, elektrische und thermische Energie) genutzt werden. Durch eine dezentrale Aufbereitung und Lagerung von SPR sollen neue Lösungen zur Ressourcen- und Energiespeicherung als auch für den Ausgleich der Schwankungen gefunden werden. Im Labormaßstab erfolgte die Vorbehandlung und Aufbereitung von SPR. Anschließend wurde der Einfluss der Lagerung von SPR über einen Zeitraum von bis zu 28 Tagen bei 5, 20 und 30 °C untersucht. Es konnte festgestellt werden, dass es zu einer sofortigen Versäuerung verbunden mit einer Absenkung des pH-Werts der gelagerten SPR kam. Mit steigender Temperatur nahmen die Versäuerung und gleichermaßen die Konzentration der organischen Säuren zu. Um die Auswirkungen der Lagerung auf den Energieträger SPR zu analysieren, wurde das Biogaspotenzial in Abhängigkeit von Lagerungsdauer und Temperatur bestimmt. Weder die Dauer noch die Temperatur wiesen einen signifikanten Einfluss auf den Gasertrag aus. Durch die Versäuerung, welche auch als eine Art chemischer Aufschluss betrachtet werden kann, kam es nach der Lagerung der SPR zu einer um bis zu 20 % erhöhten Gasausbeute im Vergleich zum Ursprungssubstrat. Nicht vermeidbare Speisereste können somit als Energieträger und -speicher angesehen werden und zu einer effizienten und bedarfsgerechten Energiebereitstellung beitragen.
Abstract Organic waste, especially kitchen and canteen waste, is produced in large quantities and is subject to considerable fluctuations, both in terms of its composition and quantity, due in part to changing seasonal factors. Kitchen waste commonly undergoes biological and primarily anaerobic waste treatment (fermentation), producing both material (digestate, fertilizers and soil conditioners) and energy resources (biogas, electrical and thermal energy). The introduction of decentral collection and treatment systems promises to offer new solutions with regard to resource and energy storage, and with regard to compensating for the previously mentioned fluctuations. Within this study kitchen waste was initially pretreated and processed at laboratory scale. Subsequently, the influence of storage at 5, 20 and 30 °C for a period of 28 days was investigated. It was determined that, when stored, acidification and a corresponding drop in pH value promptly set in. The higher the temperature, the higher the level of acidification and the higher the concentration of organic acids became. In order to analyze the effects of storage on kitchen waste as an energy source, its biogas potential was measured in correlation with storage duration and temperature. Neither factor proved to have any significant influence on gas yield. Due to acidification, which can be seen as a chemical decomposition process, stored substrates produced up to 20 % higher gas yield compared to the original substrate. Accordingly, unavoidable kitchen and canteen waste can be considered valuable energy sources, which can contribute to efficient and needs-oriented energy production.
Dezentrale Aufbereitung und Lagerung von Speiseresten – Neue Wege zur Ressourcen- und Energiespeicherung
Decentral collection and treatment of kitchen and canteen waste—new approaches to resource and energy storage
DI Dr. Schneider, Irene (author) / DI (FH) Gerke, Frédéric (author) / Dipl.-Biol. Dr. Kinzel, Carolina (author) / Dr.-Ing. Müller, Wolfgang (author) / Tertsch, Sandra (author) / Kuprian, Martin (author) / Univ.-Prof. Dr.-Ing. Bockreis, Anke (author)
Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft ; 68 ; 24-30
2015-12-09
7 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
German
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