Vermalen van substraten en verwijderen van vreemde voorwerpen, zand en stenen in de biogasinstallatie

Het vermalen van substraten vergroot de beschikbaarheid van het materiaal voor enzymen en vergemakkelijkt het pompen en mengen, maar even belangrijk is het verwijderen van vreemde voorwerpen, zand en stenen, die pompen beschadigen, leidingen verstoppen en zich in de vergister afzetten. In agrarische biogasinstallaties met kuilvoer en drijfmest zijn er weinig verontreinigingen en volstaat een eenvoudige controle; bij voedselafval en bioafval uit gescheiden inzameling is meestal een volledige voorbereidingslijn met depakketisatie en scheiding nodig.

Waarom vermalen

• Een groter specifiek oppervlak versnelt de hydrolyse, vooral voor vezelrijke materialen,
• Het risico op verstopping van pompen en roerders neemt af,
• De suspensie wordt homogener, wat het mengen verbetert,
• De eisen voor hygiënisatie worden vervuld (bijv. deeltjesgrootte voor UPPZ — zie apart artikel).

Vermalen verhoogt niet altijd de methaanopbrengst: het effect is het grootst voor stro, grassen en materialen met een hoog vezelgehalte; voor gemakkelijk afbreekbare materialen is het verschil vaak gering, terwijl de energiekosten stijgen.

Apparatuur voor vermalen

Verwijderen van verontreinigingen

1. Ferrometalen — magnetische separatoren (magneten op de transportband of in de leiding).
2. Stenen en zware voorwerpen — gravitatiescheiders, bezinking in een voorbezinktank (stenen zakken naar de bodem, lichtere fracties stromen verder).
3. Zand — ontzanders (hydrocyclonen, bezinkers), vaak bij drijfmest uit strooiselstallen en bij kuilvoer verontreinigd met aarde.
4. Kunststoffen en folie — zeven, afzeven na depakketisatie, handmatige selectie bij voorselectie.
5. Glas en keramiek — gravitatiescheiding, vaak samen met stenen.

Voorbeeld van een zandbalans

Aannames: een installatie verwerkt 40 t/d drijfmest uit stallen met strooisel, waarin het zandgehalte 0,5% van de massa bedraagt (illustratie, de werkelijke waarde hangt af van de huisvesting). Het zand komt binnen met een hoeveelheid van 200 kg/d, oftewel ca. 73 t per jaar. Als het niet wordt verwijderd, kan het in de loop van enkele jaren enkele tientallen kubieke meters in de vergister innemen (bulkdichtheid ca. 1,5 t/m³, oftewel ca. 49 m³ per jaar). In een vergister met een volume van 3 000 m³ zal na enkele jaren het actieve volume met enkele procenten afnemen, en de kosten voor verwijdering bij buitenbedrijfstelling van de vergister zullen hoog zijn. Ontzanden vóór dosering is aanzienlijk goedkoper.

Gevolgen van het ontbreken van scheiding

• Snelle slijtage van pompen, leidingen en roerders,
• Afname van het actieve volume en de verblijftijd,
• Verstopping van warmtewisselaars,
• Verontreiniging van digestaat met kunststoffen (beperking van het gebruik als meststof),
• Noodzaak van kostbare reiniging van de vergister.

Goede praktijken

1. Controleer de kwaliteit van de leveringen al bij de bron door een productspecificatie met leveranciers te ondertekenen.
2. Zorg voor verharde, schone laad- en opslagplaatsen.
3. Installeer een magneet en een steenseparator vóór verdringerpompen.
4. Plan het verwijderen van bezinksel van de bodem van de vergister als onderdeel van het technisch onderhoud.
5. Sla afvalstoffen (kunststoffen, metalen) op en verwerk ze volgens de afvalstoffenregelgeving; houd een registratie bij.
6. Voor gemeentelijk afval: controleer de wettelijke eisen en documenten van leveranciers — de regels voor het aannemen van bioafval worden bepaald door afzonderlijke voorschriften.

Wanneer investeren in een voorbereidingslijn

Als het aandeel verpakte afvalstoffen meer dan enkele procenten van de massa van de substraten bedraagt of als het digestaat op akkers moet worden toegepast, is een depakketisatie- en scheidingslijn geen optie meer. De investeringskosten verdienen zich terug door minder storingen, een betere kwaliteit van het digestaat en een langere levensduur van de apparatuur.

Deeltjesgrootte en eisen

Verschillende doelen vereisen verschillende korrelgroottes. Voor pompen en roerders is meestal vermalen tot enkele centimeters voldoende, voor hygiënisatie UPPZ geldt een limiet van ≤12 mm, en voor BMP-analyses worden monsters vaak verkleind tot minder dan 1–2 cm of gemalen tot enkele millimeters, afhankelijk van het protocol. Te fijn malen verbruikt energie en kan het risico op snelle verzuring bij gemakkelijk afbreekbare substraten verhogen, dus de korrelgrootte wordt afgestemd op de taak, en niet volgens het principe „hoe fijner, hoe beter”.

Checklist voor de voorbereidingslijn

1. Is er scheiding van metalen vóór elke verdringerpomp en vermaler?
2. Passen verpakte afvalstoffen depakketisatie toe, en gaan de afvalstoffen naar externe verwerking?
3. Wordt zand uit drijfmest verwijderd vóór dosering?
4. Zijn er aangewezen controlepunten voor de kwaliteit van leveringen en een procedure voor het afkeuren van partijen?
5. Hebben messen, zeven en magneten een reinigings- en vervangingsschema?