DE4114780A1 - Muellverwertungsverfahren und -einrichtung zum trennen von haerteren und weicheren muellbestandteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Müllverwertungsverfahren, insbesondere für Hausmüll, wobei weichere Müllbestandteile von härteren getrennt werden, wozu der Müll in eine Behandlungstrommel geleitet wird, die um eine im wesentlichen horizontale Achse rotierend angetrieben wird und deren Kreiszylinderwand mit einer Perforation versehen ist.

Weiter betrifft die Erfindung eine Müllverwertungseinrichtung, insbesondere für Hausmüll, wobei weichere Müllbestandteile von härteren getrennt werden, mit einer um eine im wesentlichen horizontale Achse rotierend angetriebenen Behandlungstrommel, die an ihrem ersten Ende mit einer Müll-Zuführöffnung und an ihrem zweiten Ende mit einer Austragsöffnung für den härteren Müll versehen ist und deren Kreiszylinderwand mit einer Perforation zum Austragen der weicheren Müllbestandteile versehen ist.

Bei der Müllverwertung stellt sich oft das Problem, weichere Müllbestandteile von härteren Müllbestandteilen zu trennen. Insbesondere bei der Verwertung von Hausmüll sollen häufig organische Müllbestandteile, wie bspw. Nahrungsmittelabfälle oder Gartenabfälle, von anorganischen Müllbestandteilen, wie Metall-, Stein-, Glas- oder Kunststoffabfällen, getrennt werden, um die organischen Müllbestandteile kompostieren zu können und die anorganischen Müllbestandteile weiter zu sortieren und ggf. im Recyclingverfahren weiterzuverabeiten oder auf andere Weise zu beseitigen.

Aus der DE-OS 39 07 445 ist ein Müllverwertungsverfahren und eine Müllverwertungseinrichtung der eingangs erwähnten Art bekannt, wobei in einer Siebtrommel eine der Kompostierung zugeführte Feinabsiebung bei eine Maschenweite von 100 mm vorgenommen wird. Durch eine nachfolgende Absiebung des in der Siebtrommel nach der Feinabsiebung verbleibenden Mülls bei einer Maschenweite von maximal 1000 mm wird eine der Zerfaserung und Brikettierung zugeführte Mittelfraktion abgesiebt. Die Grobfraktion mit einem Ausmaß von über 1000 mm wird durch die offene Stirnfläche der Siebtrommel ausgetragen. Nach der Lehre der DE-OS 39 07 445 kann jedoch nicht gezielt weicherer von härterem Müll getrennt werden, da unabhängig von der Härte der Müllbestandteile ausschließlich nach Größe sortiert wird.

Die Erfindung löst die Aufgabe ein Müllverwertungsverfahren und eine Müllverwertungseinrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, wobei unabhängig von der Größe der einzelnen der Verwertung zugeführten Abfallteile der Müll in eine härtere und eine weichere Fraktion getrennt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Müllverwertungsverfahren gelöst, bei welchem in der Behandlungstrommel die weicheren Müllbestandteile durch Hochdruck-Wasserstrahlen zerschnitten werden und die zerkleinerten weicheren Müllbestandteile zusammen mit dem Wasser durch die Perforation aus der Behandlungstrommel ausgetragen werden, während die härteren Müllbestandteile im wesentlichen unzerschnitten und gewaschen am Ende der Behandlungstrommel aus dieser ausgetragen werden.

Die erfindungsgemäße Müllverwertungseinrichtung zum Lösen der Aufgabe sieht eine Hochdruckpumpe vor, deren Ausgang mit in der Behandlungstrommel angeordneten Hochdruck-Wasserdüsen verbunden ist.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Müllverwertung liegt darin, daß die Separierung der Müllbestandteile unabhängig von der Größe der zugeführten Abfallteile ist. Hierzu ist der Wasserdruck so gewählt, daß nur die weicheren Abfallteile, nicht jedoch die härteren von den Wasserstrahlen zerschnitten werden. Die Löcher der Perforation können so klein gewählt werden, daß fast ausschließlich nur zerschnittene Teile durch die Löcher dringen können. Damit erreicht man beispielsweise eine hohes Maß an Trennung von organischen, kompostierbaren und anorganischen, härteren Müllbestandteilen. Darüberhinaus werden die härteren Müllbestandteile bei der Müllverwertung gewaschen, was deren Weiterbehandlung vereinfacht.

Das Schneiden von weicheren Bestandteilen mittels eines Wasserstrahl ist an sich aus der EP-OS 01 44 666 bekannt, wonach bei Kabelresten die Kunststoffummantelung durch eine chemische Vorbehandlung brüchig gemacht und anschließend von Wasserstrahlen zerkrümelt wird.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die separierten härteren Müllbestandteile durch eine offene Stirnfläche der Behandlungstrommel aus dieser ausgetragen und einem Feststoffdepot zugeführt. Es ist jedoch auch denkbar, die härteren Müllbestandteile nicht durch die Stirnfläche auszutragen, sondern die Behandlungstrommel an ihrem Ende als Siebtrommel auszubilden, wobei längs der Behandlungstrommel die Maschengröße sich erweitern kann. Dadurch könnten an unterschiedlichen Stellen in Axialrichtung der Behandlungstrommel Feststoff-Fraktionen unterschiedlicher Größe ausgetragen werden.

Vorteilhaft werden die separierten weicheren Müllbestandteile durch Zentrifugieren entwässert. Wenn die weicheren Müllbestandteile kompostierbar sind, können diese vorteilhaft nach dem Entwässern einem Kompostdepot zugeführt werden.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das durch Zentrifugieren abgeschiedene Wasser in einen Wasserkreislauf gepumpt, gefiltert und chemisch behandelt, woraufhin es erneut unter einen Hochdruck von etwa 100 atü gesetzt und als Hochdruck-Wasserstrahlen in der Behandlungstrommel auf den frisch in diese eingebrachten Müll geleitet wird. Obgleich es auch möglich ist, den Hochdruck- Wasserdüsen nur Frischwasser zuzuführen, bietet die Aufbereitung und Rückführung des Wassers den Vorteil der Wasserersparnis und entlastet die Umwelt, da das Wasser nicht in das allgemeine Entsorgungsnetz eingespeist werden muß. Durch den geschlossenen Kreislauf können auch andere Flüssigkeiten als Wasser verwendet werden. So ist es möglich, Flüssigkeiten zu verwenden, in welchen organische oder andere Abfälle entweder leichter zersetzt werden oder löslich sind. Im Falle der Löslichkeit können die gelösten Abfälle in einer anderen Station zur Ausflockung gebracht und so aus der Lösung wieder entfernt werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Perforation dadurch von Verstopfungen befreit, daß die Löcher der Perforation nach jedem Trommelumlauf jeweils von einem dem jeweiligen Loch entsprechenden Element durchdrungen werden. Obgleich Verstopfungen auch durch andere Maßnahmen wie Freibürsten mittels einer Rotationsbürste erreicht werden kann, ist das Freistechen mittels die Löcher durchdringender Elemente wirkungsvoller, da hierdurch die Löcher zwangsweise von Verstopfungen befreit werden.

Bei der erfindungsgemäßen Müllverwertungseinrichtung ist eine Hochdruckpumpe vorgesehen, deren Ausgang mit in der Behandlungstrommel angeordneten Hochdruck-Wasserdüsen verbunden ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Behandlungstrommel auf einer Hohlachse gelagert, welche die Behandlungstrommel zentrisch durchdringt und von welcher eine Mehrzahl von in Achsrichtung im Abstand zueinander angeordnete und radial ausgerichtete Hochdruck-Wasserdüsen abzweigen. Die Wasserdüsen sind dabei in der Regel nach unten gerichtet, da sich aufgrund der Schwerkraft der Müll im unteren Innenraum der Behandlungstrommel sammelt. Es ist jedoch auch möglich, die Behandlungstrommel nicht auf einer zentrischen Hohlachse, sondern auf zwei oder mehreren Stützwalzen zu lagern, auf welchen die Behandlungstrommel mit ihrer Kreiszylinderwand aufliegt. Dabei kann eine der Stützwalzen zugleich als Antriebswalze zum Antreiben der Behandlungstrommel ausgebildet sein. Im Falle der Stützwalzenlagerung können die Hochdruck- Wasserdüsen auch von einem exzentrisch in der Behandlungstrommel angeordneten Rohr abzweigen.

Je nach Stärke der Beschickung kann die Behandlungstrommel so stark gefüllt sein, daß es darüberhinaus sinnvoll ist, die Hochdruck-Wasserdüsen nicht nur nach unten, sondern auch seitlich oder ringsum von der Hohlachse abzweigen zu lassen. In letzterem Fall kann die Hohlachse auch als eine die Behandlungstrommel rotierend antreibende Hohlwelle ausgebildet sein.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kämmt die Behandlungstrommel mit einer auf ihrer Oberseite angeordneten Reinigungswalze, die rings ihrer Kreiszylinderfläche mit in die Löcher der Perforation der Behandlungstrommel eingreifenden Reinigungsnoppen versehen ist. Da die Reinigungswalze auf diese Weise formschlüssig mit der Behandlungstrommel in Kontakt steht, kann die Behandlungstrommel auch durch Antreiben der Reinigungswalze indirekt angetrieben werden, indem die Behandlungstrommel über die Reinigungsnoppen und die Perforation mitgenommen wird.

Vorteilhaft ist die Müll-Zuführöffnung mit einem Zuführungstrichter verbunden und die Austragsöffnung für den härteren Müll ist eine offene Stirnfläche der Behandlungstrommel an ihrem zweiten Ende. Dabei kann sich vorteilhaft an die Austragsöffnung für den härteren Müll mit seinem ersten Ende ein Förderer anschließen, der mit seinem zweiten Ende zu einem Feststoffdepot führt. Wenn die Behandlungstrommel an ihrem zweiten Ende jedoch wie zuvor beschrieben als Siebtrommel ausgebildet ist, können über mehrere Förderer oder einfach mehrere unterhalb der Behandlungstrommel angeordnete Auffangbehälter verschiedene Feststoff-Fraktionen mit Abfallteilen unterschiedlicher Größe aufgefangen werden. Zusätzlich kann jedoch eine Grobfraktion durch die offene Stirnfläche aus der Behandlungstrommel ausgetragen werden.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist unterhalb der Behandlungstrommel eine trichterartige Auffangeinrichtung angeordnet, an deren unterem Ende eine den weicheren Müll entwässernde Zentrifuge angeschlossen ist, deren erster Ausgang zu einer Kreislaufpumpe für das Wasser und deren zweiter Ausgang zu einem Kompostdepot für den weicheren Müll führt. Dabei ist vorteilhaft an die Kreislaufpumpe in Reihenschaltung über jeweils zwischengeschaltete Verbindungsleitungen eine chemische Behandlungsstation, ein Sandfilter und ein Mikrofilter angeschlossen, der mit seinem Ausgang mit dem Eingang der Hochdruckpumpe verbunden ist. Vorteilhaft mündet in die Verbindungsleitung zwischen dem Sandfilter und dem Mikrofilter ein Frischwasser-Rohrstutzen ein. Durch die Wasseraufbereitung und Rückführung in einem geschlossenen Kreislauf kann eine Kostenersparnis dadurch erzielt werden, daß nur so wenig Frischwasser wie nur unbedingt nötig über den Frischwasser-Rohrstutzen in den Wasserkreislauf eingespeist wird, wobei zugleich eine Entsorgung des Wassers durch Einspeisen in das allgemeine Abwassernetz entfällt, womit ein Beitrag zum Umweltschutz geleistet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt die Figur eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Müllverwertungseinrichtung.

Eine Trennung von Müll in weichere und härtere Bestandteile erfolgt in dem Behandlungsturm 1. In diesem Ausführungsbeispiel wird Hausmüll verwertet, der sowohl kompostierbare organische Abfälle wie Nahrungsmittelabfälle oder Gartenabfälle beinhaltet, die in aller Regel weich sind, als auch nicht oder nicht ohne weiteres kompostierbare und in der Regel härtere Abfälle umfaßt, wozu Metalle, Kunststoffabfälle, mineralische Abfälle wie Stein oder Ton, bzw. Holzabfälle gehören können.

In den Behandlungsturm 1 führt ein Müll-Zuführstutzen 2, dessen freies Ende in einem Zuführtrichter 3 endet. Aus dem Behandlungsturm 1 führt ein erster Ausgang 4 zum Abführen des weicheren Mülls und ein zweiter Ausgang 5 zum Abführen des härteren Mülls heraus. Mit Hilfe eines Bandförderers 6 wird der bereits gewaschene härtere Müll von dem zweiten Ausgang 5 in ein Feststoffdepot 7 geleitet. Diese festen und zumeist anorganischen Stoffe können dann zur weiteren mechanischen Sortierung oder Handsortierung befördert werden.

In dem Behandlungsturm 1 befindet sich eine Behandlungstrommel 8, in deren hohlen Innenraum der Müll-Zuführstutzen 2 mündet, über welchen die Behandlungstrommel 8 kontinuierlich oder diskontinuierlich mit in den Zuführtrichter 3 geschüttetem frischen Müll beschickt werden kann.

Die Behandlungstrommel 8 ist an ihren beiden Enden drehbar im Gehäuse 9 des Behandlungsturms 1 auf einer im Bezug auf das Gehäuse 9 ortsfesten Hohlachse 10 gelagert, welche die Behandlungstrommel 8 über ihre gesamte Axiallänge zentrisch durchdringt. Die Behandlungstrommel 8 wird von einem nicht dargestellten Antrieb in Rotation versetzt. Die Hohlachse 10 ist über eine Verbindungsleitung 11 mit einer Hochdruckpumpe 12 verbunden, über welche Wasser unter hohem Druck von mindestens etwa 100 atü in die Hohlachse 10 eingespeist werden kann.

Die Hohlachse 10 ist an ihrem der Hochdruckpumpe 12 abgewandten Ende geschlossen und längs eines sich innerhalb der Behandlungstrommel 8 erstreckenden Längenabschnitts mit im Abstand zueinander angeordneten Hochdruck-Wasserdüsen 13 versehen, die auf den in die Behandlungstrommel 8 eingebrachten Müll gerichtet sind. Die Hochdruck-Wasserdüsen 13 sind in der Zeichnung schematisch durch kleine Pfeile dargestellt, die nach unten gerichtet sind, da der Müll sich aufgrund der Schwerkraft hauptsächlich im unteren Trommelbereich sammelt.

Durch die Vielzahl von aus den Hochdruck-Wasserdüsen 13 austretenden Wasserstrahlen wird der weicheren Müll in kleine Teile zerschnitten. Die Kreiszylinderfläche 14 der Behandlungstrommel 8 ist mit einer Perforation versehen, wobei die Löcher 15 der Perforation eine definierte, im Verhältnis zu den Ausmaßen des üblichen härteren Mülls geringe Größe haben. Durch die Perforation wird der in kleine Teile zerschnittene weichere Müll zusammen mit dem Wasser in eine trichterartige Auffangeinrichtung 16 ausgetragen, die als trichterförmiger Gehäuseabschnitt des Behandlungsturms 1 ausgebildet ist.

Am spitz zulaufenden unteren Ende des trichterförmigen Gehäuseabschnitts ist über eine Verbindungsleitung 17 eine Zentrifuge 18 angeschlossen, mit welcher der weiche Müll entwässert wird. Die Zentrifuge 18 hat zwei Ausgänge. Der erste Ausgang führt über eine Verbindungsleitung 19 in ein Kompostdepot 20, in welches der aus der Zentrifuge austretende, weiche organische Müll zwecks Kompostierung geleitet wird. Der zweite Ausgang führt über eine Verbindungsleitung 21 zu einer Kreislaufpumpe 22, in welche das aus der Zentrifuge austretende Wasser geleitet wird.

An die Kreislaufpumpe 22 schließt sich über eine Verbindungsleitung 23 eine chemische Behandlungsstation 24 an, in welcher das Wasser chemisch aufbereitet wird. An die chemische Behandlungsstation 24 ist über eine Verbindungsleitung 25 ein Sandfilter 26 angeschlossen, welcher seinerseits über eine Verbindungsleitung 27 mit einem Mikrofilter 28 verbunden ist. In die Verbindungsleitung 27 zwischen dem Sandfilter 26 und dem Mikrofilter 28 mündet seitlich ein Frischwasser-Rohrstutzen 29 ein. Der Mikrofilter ist über eine Verbindungsleitung 30 mit der Hochdruckpumpe 12 verbunden, die wie bereits erwähnt über die Verbindungsleitung 11 mit der Hohlachse 10 und damit mit den Hochdruck-Wasserdüsen 13 verbunden ist. Damit ist der Wasserkreislauf geschlossen, wobei entsprechend dem gegebenenfalls verlorengegangenem oder in dem Müll nach dem Zentrifugieren verbleibenden Wasser eine entsprechende Menge Frischwasser über den Frischwasser- Rohrstutzen 29 in den Wasserkreislauf eingespeist werden kann.

Für die Reinigung der Löcher 15 der Perforierung ist eine Reinigungswalze 31 auf der Oberseite der Behandlungstrommel 8 angeordnet, die rings ihrer Kreiszylinderfläche mit in die Löcher 15 der Perforation der Behandlungstrommel 8 eingreifenden Reinigungsnoppen 32 versehen ist. Dabei stechen die Reinigungsnoppen 32 die Löcher 15 der Behandlungstrommel nach jedem Trommelumlauf frei.

Hierzu ist die Reinigungswalze 31 ebenso wie die Behandlungstrommel 8 in dem Gehäuse 9 des Behandlungsturms 1 auf einer die Reinigungswalze 31 zentrisch durchdringenden Achse 33 gelagert, wobei der Achsabstand dieser Achse 33 zu der Hohlachse 10 derart gewählt ist, daß die Reinigungswalze 31 und die Behandlungstrommel 8 mittels der Reinigungsnoppen 32 und der Löcher 15 ähnlich einem Zahnrad kämmen. Die Reinigungswalze 31 benötigt auch keinen eigenen Antrieb, da sie mit der angetriebenen Behandlungstrommel 8 kämmt.

Claims (14)

1. Müllverwertungsverfahren, insbesondere für Hausmüll, wobei weichere Müllbestandteile von härteren getrennt werden, wozu der Müll in eine Behandlungstrommel geleitet wird, die um eine im wesentlichen horizontale Achse rotierend angetrieben wird und deren Kreiszylinderwand mit einer Perforation versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Behandlungstrommel die weicheren Müllbestandteile durch Hochdruck-Wasserstrahlen zerschnitten werden und die zerkleinerten weicheren Müllbestandteile zusammen mit dem Wasser durch die Perforation aus der Behandlungstrommel ausgetragen werden, während die härteren Müllbestandteile im wesentlichen unzerschnitten und gewaschen am Ende der Behandlungstrommel aus dieser ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die separierten härteren Müllbestandteile durch eine offene Stirnfläche der Behandlungstrommel aus dieser ausgetragen und einem Feststoffdepot zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die separierten weicheren Müllbestandteile durch Zentrifugieren entwässert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weicheren Müllbestandteile kompostierbar sind und nach dem Entwässern einem Kompostdepot zugeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Zentrifugieren abgeschiedene Wasser in einen Wasserkreislauf gepumpt, gefiltert und chemisch behandelt wird, woraufhin es erneut unter einen Hochdruck von etwa 100 atü gesetzt und als Hochdruck-Wasserstrahlen in der Behandlungstrommel auf den frisch in diese eingebrachten Müll geleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforation dadurch von Verstopfungen befreit wird, daß die Löcher der Perforation nach jedem Trommelumlauf jeweils von einem dem jeweiligen Loch entsprechenden Element durchdrungen werden.

7. Müllverwertungseinrichtung, insbesondere für Hausmüll, wobei weichere Müllbestandteile von härteren getrennt werden, mit einer um eine im wesentlichen horizontale Achse rotierend angetriebenen Behandlungstrommel, die an ihrem ersten Ende mit einer Müll-Zuführöffnung und an ihrem zweiten Ende mit einer Austragsöffnung für den härteren Müll versehen ist und deren Kreiszylinderwand mit einer Perforation zum Austragen der weicheren Müllbestandteile versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hochdruckpumpe (12) vorgesehen ist, deren Ausgang mit in der Behandlungstrommel (8) angeordneten Hochdruck-Wasserdüsen (13) verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungstrommel (8) auf einer Hohlachse (10) gelagert ist, welche die Behandlungstrommel (8) zentrisch durchdringt und von welcher eine Mehrzahl von in Achsrichtung im Abstand zueinander angeordnete und radial ausgerichtete Hochdruck- Wasserdüsen (13) abzweigen.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungstrommel (8) mit einer auf ihrer Oberseite angeordneten Reinigungswalze (31) kämmt, die rings ihrer Kreiszylinderfläche mit in die Löcher der Perforation der Behandlungstrommel (8) eingreifenden Reinigungsnoppen (32) versehen ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Müll-Zuführöffnung mit einem Zuführungstrichter (3) verbunden ist und die Austragsöffnung (5) für den härteren Müll eine offene Stirnfläche der Behandlungstrommel (8) an ihrem zweiten Ende ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Austragsöffnung (5) für den härteren Müll mit seinem ersten Ende ein Förderer (6) anschließt, der mit seinem zweiten Ende zu einem Feststoffdepot (7) führt.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Behandlungstrommel (8) eine trichterartige Auffangeinrichtung (16) angeordnet ist, an deren unterem Ende eine den weicheren Müll entwässernde Zentrifuge (18) angeschlossen ist, deren erster Ausgang zu einer Kreislaufpumpe (22) für das Wasser und deren zweiter Ausgang zu einem Kompostdepot (20) für den weicheren Müll führt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kreislaufpumpe (22) in Reihenschaltung über jeweils zwischengeschaltete Verbindungsleitungen (23, 25, 27, 30) eine chemische Behandlungsstation (24), ein Sandfilter (26) und ein Mikrofilter (28) angeschlossen sind, der mit seinem Ausgang mit dem Eingang der Hochdruckpumpe (12) verbunden ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungsleitung (27) zwischen dem Sandfilter (26) und dem Mikrofilter (28) ein Frischwasser-Rohrstutzen (29) einmündet.