DE4408922C2

DE4408922C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung von Haufwerken

Info

Publication number: DE4408922C2
Application number: DE19944408922
Authority: DE
Inventors: Claus Dipl Ing Riedel; Karlo Ruehl
Original assignee: Individual
Current assignee: RIEDEL, CLAUS, DIPL.-ING., 23617 STOCKELSDORF, DE
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2014-03-17
Also published as: DE4408922A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Haufwerken, insbesondere die Trennung von Straßenkehricht, sowie Kehr- und Anschubgut, in Schwergut und Leichtgut, wobei die Haufwerke in einem Wasserbad vermischt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln kontaminierter Böden ist aus DE-OS 39 02 535 A1 bekannt, wobei nach Grobklassierung der kontaminierten Böden mehrere Großraum-Freifall Mischer mit Intensivmischwerk mit Hilfe eines schwenkbaren Förderbandes nacheinander beschickt werden. Die Mischtrommeln sind auf Fahrgestellen neigungsveränderlich montiert. Mischen- bzw. Waschen des Gutes erfolgen mit einer Trommelachsneigung von +15°, Entleerung der Trommel bei umgedrehter Drehrichtung mit einer Trommelneigung von bis zu -15°. Das zum Waschen verwendete Wasser wird in einen untergestellten Absetzkontainer entleert, in dem das Wasser regeneriert und anschließend dem Waschprozeß wieder zugeführt wird. Das Ausgießen des Wassers aus der Mischtrommel erfolgt vorzugsweise durch ein an der Mischtrommel angebrachtes Sieb, um die Feststoffe zurückzuhalten. Die entwässerte Erde kann dann an einem anderen Ort abgeladen und gelagert werden.

Die Patentschrift DE 36 19 716 C1 beschreibt eine Vorrichtung zum Abt rennen von an Schüttgut gebundenen Fremdstoffen. Das Schüttgut wird dabei in einen rohrförmigen Behälter mit horizontaler Achse eingebracht. Im Behälter befinden sich im wesentlichen vertikal angeordnete Prallwände. Diese Prallwände können in dem rohrförmigen Behälter mit Hilfe eines Linearmotors ruckartig hin- und herbewegt werden. Auf diese Weise sollen hohe Energien auf das Schüttgut übertragen werden und so eine intensive Reinigung erreicht werden.

Beide der vorhergenannten bekannten Verfahren haben eine Reinigung des Erdreiches von stark anhaftenden Verunreinigungen zum Ziel. Dazu ist eine intensive Durchmischung von Schüttgut und Waschflüssigkeit notwendig. Um dies zu erreichen, ist eine Übertragung großer Energiemengen auf das zu reinigende Gut notwendig. Eine weitere Zerkleinerung des Gutes durch die Bewegungen des Bades ist dabei erwünscht.

Haufwerke fallen insbesondere bei der Reinigung öffentlicher Anlagen an und bestehen besonders im Herbst hauptsächlich aus Laub, an dem Sand, Erde usw. anhaftet. Die genannten Haufwerke entstehen außerdem auch bei der Reinigung von Straßengräben, beim Straßenbau sowie in Form von mit organischem Material vermengtem Bauschutt.

Zwar enthalten die genannten Haufwerke im allgemeine keine umweltgefährdenden Stoffe, jedoch ist insbesondere in Großstädten die Entsorgung für die Kommunen zu einem Problem geworden, da dort bei Kommunen von ca. 2 Mio. Einwohnern bis zu 70t solcher Haufwerke täglich anfallen können. Die Behandlung erfolgte bisher z. B. durch Windsichtung, die jedoch aufgrund der entstehenden Emissionen nachteilig und wegen der erforderlichen zusätzlichen Filter und/oder Luftwäsche teuer ist. Weiterhin ist es bekannt, eine sogenannte Trummenreinigung vorzunehmen, bei der das angefallene Gut vorgesiebt und anschließend einer Aufstromsortierung unterworfen wird. Das das Leichtgut enthaltene Wasser wird über einen Überlauf entfernt und mittels Siebmaschinen von dem Leichtgut getrennt, während das Schwergut abgepumpt und mittels Hydrozyklonen in Kornfraktionen absepariert und anschließend mittels Siebmaschinen entwässert wird. Der Nachteil bei diesem Verfahren besteht jedoch darin, daß es einen sehr hohen Wasserverbrauch aufweist und relativ energieaufwendig ist, ferner ist der Organikanteil in diesem Material viel niedriger.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Trennung der eingangs genannten Haufwerke in Leicht- und Schwergut sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, dessen Wirksamkeit bei gleichzeitig niedrigem Energieaufwand wesentlich erhöht ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem genannten Verfahren, durch folgende Verfahrensschritte:

Vermischen der Haufwerke in einem Wasserbad, schonendes Bewegen des Bades während einer ersten Phase zur Abtrennung des Leichtgutes von dem Schwergut, Stehenlassen des Bades während einer zweiten Phase zur Sedimentation des Schwergutes und Dekantieren des nicht-sedimentierten Leichtgutes.

Durch die Bewegung des Bades wird am organischen Material anhaftender Schmutz abgelöst, der dann zum Behälterboden absinkt. Wichtig ist, daß die Bewegung schonend erfolgt, um eine Zerkleinerung des organischen Materials, das vor allem aus Laub oder Holzstücken besteht, zu vermeiden. Wird das Gut zu intensiv im Wasserbad durchmischt, zerfällt das organische Material in kleinste Bestandteile und kann nicht mehr einfach vom sedimentierten organischen Material abgetrennt werden. Durch das Stehenlassen trennt sich das Gemisch in drei Phasen auf, zwei feste und eine flüssige. Die flüssige Phase besteht aus Wasser, in dem Bestandteile des Schüttgutes gelöst werden können, die beiden festen Phasen trennen sich auf in eine leichter als Wasser, die organisches Material enthält, und eine schwerer als Wasser, mit den organischen Bestandteilen des Schüttgutes. Die organische Phase kann durch Dekantieren sehr leicht abgetrennt werden und dann z. B. einer Komposierung zugeführt werden.

Ein besonderer Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es vollständig in einem Behälter durchführbar ist, so daß der apparative Aufwand gering bleibt und neben einer stationären Behandlungstechnik auch eine mobile Durchführung des Verfahrens an dem Ort, wo das Gut anfällt, möglich ist.

Das Bad wird während der ersten Phase vorzugsweise durch ein Rührwerk umgewälzt. Es kann dabei ferner mit einer Wellenbewegung beaufschlagt werden. Weiterhin kann die Abtrennung des Leichtgutes von dem Schwergut auch durch die Einwirkung von Ultraschallwellen verbessert werden.

Der Wasserverbrauch kann besonders gering gehalten werden, wenn das dekantierte Leichtgut aus dem Wasser herausgefiltert und dieses anschließend in das Bad zurückgeführt wird.

Das sedimentierte Schwergut kann im Bedarfs falle erneut in das Wasserbad eingebracht und behandelt werden.

Besonders wirksam kann solches Gut behandelt werden, welches sich aus Leichtgut mit einer Dichte von etwa 0,6 bis 1,2 g/cm³ und Schwergut mit einer Dichte von etwa 1,2 bis 2,3 g/cm³ zusammensetzt.

Das Dekantieren kann zentral erfolgen, d. h. die mobilen Behälter können eine zentrale Sammelstelle anfahren, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetrennte Leichtgut dekantieren, wobei das Leichtgut dann am Ort der Sammelstelle. Z.B. einer Kompostierung zugeführt werden kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verwendet einen im wesentlichen birnenförmigen Behandlungsbehälter für das Bad, der so aufgebaut ist, daß der Behandlungsbehälter ein Schwallblech zum Rückhalten des sedimentierten Schwergutes aufweist. Das Dekontaminieren kann auf diese Weise wesentlich vereinfacht werden.

Der Behandlungsbehälter ist dann vorzugsweise zum Dekantieren des Leichtgutes in Richtung auf seinen sich verjüngenden Bereich kippbar, wobei sich in diesem Bereich eine entsprechende Überlauföffnung befindet.

Der gesamte Behälter kann schließlich sowohl zur Unterstützung der Abtrennung des Leichtgutes von dem Schwergut als auch zur Verbesserung der Sedimentation des Schwergutes durch einen Rüttler beaufschlagt werden.

Der Behandlungsbehälter kann auch auf einem Fahrzeug montiert werden, so daß die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mobil ist und dort eingesetzt werden kann, wo das zu entsorgende Material anfällt. Besonders vorteilhaft ist die Tatsache, daß zur Durchführung des Verfahrens sogenannte Wannennachmischmaschinen verwendet werden können, die in der Vergangenheit als Betonmischer verwendet wurden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit diesen Maschinen durchgeführt werden, ohne daß konstruktive Änderungen vorgenommen werden müssen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Beton- Transportfahrzeuges mit einer Wannennachmischmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 das Einbringen des zu reinigenden Gutes sowie von Brauchwasser in den Behandlungsbehälter;

Fig. 3 den Vorgang des Dekantierens in einer ersten Stufe;

Fig. 4 den Vorgang des Dekantierens in einer zweiten Stufe und

Fig. 5 das Entfernen des sedimentierten Schwergutes aus dem Behandlungsbehälter.

Das in Fig. 1 dargestellte Fahrzeug wurde in der Vergangenheit häufig als Beton-Transportmischer eingesetzt. Es ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet und bedarf dazu keiner nennenswerten technischen Veränderung.

Das Fahrzeug trägt einen Behandlungsbehälter 1, der im Inneren mit einem Pendelrührwerk 5 mit einer Mehrzahl von Rührarmen 6 ausgestattet ist. Die Rotationsachse des Pendelrührwerks erstreckt sich im wesentlichen in Längsrichtung durch den Behandlungsbehälter 1, der im wesentlichen birnenförmig ist. Das Rührwerk wird mittels eines Hydraulikmotors 13 angetrieben, wobei die Rührwerksarme 6 eine pendelnde Hin- und Herbewegung ausführen.

Der Behandlungsbehälter 1 kann nach Öffnen einer Befüllklappe 2 mit den zu behandelnden Haufwerken 30 oder sonstigem Gut gefüllt werden. Zum Dekantieren des Leichtgutes 31 weist der Behälter eine Entleerungsklappe 3 auf, die mit einem Entleerungsklappenzylinder 4 geöffnet und geschlossen werden kann. Der Behandlungsbehälter 1 ist in einem im Bereich seines verjüngten Endes angeordneten Lager 8 schwenkbar gelagert und kann mittels eines Kippzylinders 7 um dieses Lager nach oben geschwenkt werden. Schließlich ist im Bereich der Entleerungsklappe 3 ein Ausgießtrichter 9 vorgesehen, von dem das dekantierte Leichtgut 31 aufgenommen und zum Beispiel in einen gesonderten Behälter oder eine Wanne geführt wird.

Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nun anhand der Fig. 2 bis 5 beschrieben werden.

Der Behandlungsbehälter 1 wird nach öffnen der Befüllklappe 2 mittels eines Förderbandes 10 o. ä. mit den zu behandelnden Haufwerken 30 befüllt. Gleichzeitig wird Brauchwasser in den Behälter eingelassen, welches gemäß Fig. 4 vorzugsweise in einem geschlossenen Kreislauf geführt wird. Bei Erreichen eines bestimmten Badspiegels, der im wesentlichen im Bereich der Höhe der Entleerungsklappe 3 liegen sollte, wird die Zufuhr unterbrochen und das Pendelrührwerk 5 in Gang gesetzt. Dadurch wird das Bad während der ersten Phase umgewälzt, so daß sich das aneinander haftende Leicht- und Schwergut 31, 32 voneinander trennt. Bei dem zu behandelnden Gut kann es sich z. B. um verschmutztes Laub handeln, welches durch die Umwälzung von dem anhaftenden Sand bzw. der Erde getrennt wird. Die Dauer dieses Umwälzvorgangs hängt von der Menge und Konsistenz des zu behandelnden Gutes sowie von dem Mengenverhältnis zwischen Leicht- und Schwergut ab und läßt sich in einfacher Weise durch Versuche ermitteln.

Zur Unterstützung der ersten Phase sind an der der Entleerungsöffnung 3 gegenüberliegenden Stirnfläche des Behandlungsbehälters 1 eine obere erste und eine untere zweite Membran 11, 12 angeordnet. Diese Membranen können mittels eines Hydromotors 16 unabhängig voneinander in Schwingungen versetzt werden, so daß in dem Bad entsprechende Wellenbewegungen erzeugt werden, die unterschiedliche Phase, Frequenz und Amplitude aufweisen können und sich überlagern.

Nach Abschluß dieser ersten Phase wird die Bewegung des Pendelrührwerks 5 gestoppt, so daß sich in einer zweiten Phase das Schwergut 32 sedimentieren kann. Während dieses Vorganges sinkt z. B. der von dem Laubwerk abgetrennte Sand zum Boden des Behandlungsbehälters 1, während das Laub entweder obenauf schwimmt oder weitgehend in der Schwebe bleibt. Dieser Sedimentationsvorgang hängt ebenfalls von der Art des zu behandelnden Gutes und den Dichteunterschieden zwischen Leicht- und Schwergut ab. Die Zeitdauer beträgt jedoch im allgemeinen etwa 5 bis 15 min.

Nach Abschluß der Sedimentation wird die Entleerungsklappe 3 geöffnet und der Behandlungsbehälter 1 langsam mittels des Kippzylinders 7 angehoben. Dies hat zur Folge, daß das über dem sedimentierten Schwergut 32 befindliche Wasser zusammen mit dem Leichtgut 31 durch den Ausgießtrichter 9 in einen Entwässerungscontainer 25 gelangt. Dieser Entwässerungscontainer ist z. B. doppelwandig, wobei die Innenwand porös ist, so daß das Wasser mittels einer Pumpe 26 abgepumpt und einem Wasserkreislauf 20 zugeführt werden. Das Leichtgut wird in dem Entwässerungsbehälter 25 zurückgehalten und kann z. B. einer Kompostierung zugeführt werden.

Der Behandlungsbehälter 1 weist gemäß den Fig. 3 und 4 an seinem Boden im Bereich der Entleerungsklappe 3 ein Schwallblech 15, welches als Schott zum Rückhalten des Sedimentes (Schwergut) dient. Dadurch ist es möglich, den Behandlungsbehälter 1 gemäß Fig. 4 relativ weit anzuheben, ohne daß das sedimentierte Schwergut 32 aus der Entleerungsöffnung heraus rutscht.

Der Wasserkreislauf 20 weist gemäß Fig. 4 ein Rückhaltebecken 27 auf, in den das von dem Leichtgut gereinigte Wasser mittels der Pumpe 26 gepumpt wird. Von dort gelangt es als Brauchwasser zu Beginn eines neuen Verfahrensablaufes in den Behandlungsbehälter 1 zurück.

Nach Abschluß des Dekantierens kann nun noch das sedimentierte Schwergut 32 entweder durch nahezu vollständiges Aufrichten des Behandlungsbehälters aus diesem z. B. in eine Grube o. ä. entleert (siehe Fig. 5) oder zu einem anderen Ort gefahren werden.

Alternativ dazu kann auch eine erneute Behandlung des Schwergutes 32 gemäß den Fig. 2 bis 4 erfolgen, wodurch der Reinigungseffekt weiter verbessert wird. Versuche haben gezeigt, daß durch einmalige Behandlung etwa 70% des Leichtgutes 31 entfernt werden können, während nach einer zweiten Behandlung eine 90%ige Trennung erzielt worden ist.

Die beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren eignet sich in besonderer Weise für eine semi-mobile Wasch- und Separationseinheit, die als robustes und einfach funktionierendes Behandlungsgerät auf einem straßenzugelassenen LKW-Nutzfahrzeug montiert werden kann. Demzufolge kann auf komplizierte stationäre Behandlungstechnik (z. B. Bodenwaschanlagen mit Aufstrom bzw. Dichteklassifizierung) verzichtet werden.

Bezugszeichenliste

1 Behandlungsbehälter
2 Befüllklappe
3 Entleerungsklappe
4 Entleerungsklappenzylinder
5 Pendelrührwerk
6 Rührarme
7 Kippzylinder
8 Lager
9 Ausgießtrichter
10 Förderband
11 erste Membran
12 zweite Membran
13 Hydraulikmotor
15 Schwallblech
16 Hydromotor
20 Wasserkreislauf
25 Entwässerungscontainer
26 Pumpe
27 Sammelbehälter
30 Haufwerke
31 Leichtgut
32 Schwergut

Claims

1. Verfahren zur Trennung von Haufwerken, insbesondere von Straßenkehricht sowie Kehr- und Anschubgut, in Schwergut und Leichtgut, wobei die Haufwerke in einem Wasserbad vermischt werden, gekennzeichnet durch die weiteren Verfahrensschritte:

- schonendes Bewegen des Bades während einer ersten Phase zur Abtrennung des Leichtgutes von dem Schwergut,
- Beruhigen des Bades während einer zweiten Phase zur Sedimentation des Schwergutes und
- Dekantieren des nicht-sedimentierten Leichtgutes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad während der ersten Phase durch ein Rührwerk bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Rührwerk ein Pendelrührwerk verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bad während der ersten Phase eine Wellenbewegung erzeugt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad während der ersten Phase mit Ultraschallwellen beaufschlagt wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtgut aus dem dekantierten Badteil herausgefiltert und das verbleibende Brauchwasser anschließend in das Bad zurückgeführt wird.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das sedimentierte Schwergut erneut gemäß Anspruch 1 behandelt wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtgut eine Dichte von 0,6 bis 1,2 g/cm³ und das Schwergut eine Dichte von 1,2 bis 2,3 g/cm³ aufweist.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Vermischen während des Sammelns des Haufwerkes durch Zugabe des Haufwerkes in das Wasserbad erfolgt.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekantieren an einer zentralen Sammelstelle erfolgt.

11. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entwässern des Schwergutes erfolgt.

12. Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einblasen von Luft zur Bewegung des Bades erfolgt.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein etwa halbrunder sich einseitig verjüngender, Behandlungsbehälter (1) für das Bad verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter (1) ein Schwallblech (15) zum Rückhalten des sedimentierten Schwergutes (32) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behandlungsbehälter (1) mindestens eine bewegbare Membran (11, 12) zur Erzeugung einer Wellenbewegung im Bad vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Membranen (11, 12) vorgesehen sind, die zur Erzeugung von sich überlagernden Wellenbewegungen des Bades mit unterschiedlicher Amplitude, Frequenz und/oder Phasenlage angesteuert werden.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter (1) zum Dekantieren des Leichtgutes (31) kippbar gelagert ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Behandlungsbehälter ein sich in Längsrichtung durch den Behandlungsbehälter erstreckendes Rührwerk (5), zur Bewegung des Bades aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Rührwerk ein Pendelrührwerk vorgesehen ist.

19. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rüttler zur Rüttelung des Behälters während der ersten und/oder zweiten Phase vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf einem Fahrzeug montierte Wannennachmischmaschine zur Behandlung des Bades verwendet wird.

21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) mobil ist.

22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) drehbar ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter zur Erzeugung von Drehpendelbewegungen ausgebildet ist.

24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen zum Einleiten von Luft zur Unterstützung der Entmischung vorgesehen sind.