NL2001725C2 - Werkwijze ter verwijdering van zware metalen uit gecomposteerd GFT afval om dit geschikt te maken voor toepassing als horticultuur substraat. - Google Patents

Description

- 1 -

Werkwijze ter verwijdering van zware metalen uit gecomposteerd GFT afval om dit geschikt te maken voor toepassing als horticultuur substraat 5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze waarbij zware metalen uit afval, in het bijzonder nagenoeg gecomposteerd GFT afval, worden verwijderd.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op 10 residuen verkregen door toepassing van de werkwijze en op een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze.

Een dergelijke werkwijze is bekend uit WO 91/06343.

De bekende werkwijze voegt aan afval, zoals grond, compost, 15 bezinksel of dergelijke, een EDTA (Ethyleendiaminetetra-azijnzuur) bevattend bindmiddel complex toe dat een chelerende werking heeft en een verbinding aangaat met de zware metaal ionen uit het afval. Daarbij wordt een product gevormd dat uit vloeibare, het zware metaal bevattende, 20 substantie en uit vaste substantie bestaat. Daarna wordt een ion uitwisselaar gebruikt om de zware metaalionen uit de vloeibare substantie te binden.

Nadeel van de bekende werkwijze is dat aan het 25 toepassen van dergelijke irriterende bindmiddelen gezondheid- en gebruiksrisico's zijn verbonden die het nemen van aanzienlijke voorzorgsmaatregelen noodzakelijk maken. Bovendien moet het bindmiddel in staat zijn om de zware metalen daadwerkelijk aan de compost te ontrekken, 30 teneinde de onttrokken metalen in de vloeibare substantie terecht te laten komen. Dit betekent dat relatief sterke bindmiddelen, gedurende betrekkelijk lange inwerktijden, in contact met de compost dienen te worden gebracht. Dit maakt de bekende werkwijze tijdrovend, ruimtelijk veelomvattend 35 en dit leidt tot toename van de kostprijs.

- 2 -

Doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een verbeterde, meer milieu- en kostprijsvriendelijke werkwijze ter verwijdering van zware metalen uit het afval, 5 zodat dit voor meerdere nuttige doeleinden te gebruiken is.

Daartoe heeft de werkwijze volgens de uitvinding de kenmerken dat het zware metalen bevattende afval dat hoofdzakelijk gecomposteerd stabiel afval is, wordt gezeefd 10 met zeeforganen met openingen waarvan de gemiddelde maaswijdte is gekozen om afvaldeeltjes die kleiner zijn dan de maaswijdte én in hoofdzaak de te verwijderen zware metalen bevatten door te laten.

15 Voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat door het zeven de doorgelaten kleinere filtraat deeltjes, die verrassenderwijs relatief veel zware metalen blijken te bevatten, worden weg gefilterd. Met andere woorden de zware metalen worden verwijderd door het afval, 20 in het bijzonder -organisch- afval te zeven. De grotere afvaldeeltjes die het residu vormen en naar verhouding minder zware metalen blijken te bevatten hoeven daardoor in het geheel niet, of nog slechts marginaal te worden behandeld om daaruit resterende zware metalen te 25 verwijderen. Dit heeft tot gevolg dat als later in de werkwijze een zuur wordt gebruikt om de zware metalen uit de niet doorgelaten grotere residu deeltjes te verwijderen, hiervoor met voordeel minder, en/of een minder agressieve zuuroplossing, gedurende veelal kortere tijd nodig is. Voor 30 dergelijke zuuroplossingen zuren kunnen dan zelfs biologisch afbreekbare, milieuvriendelijke zuren worden gebruikt.

Hoe meer kleine organische filtraat afvaldeeltjes, die vanwege hun totaal aan buitenoppervlak naar verhouding 35 meer zware metalen bevatten, tijdens één of meer - 3 - filterstappen uit het afval zijn verwijderd, hoe minder zware metalen het residu van grotere afvaldeeltjes bevat.

Bij gebruik van bijvoorbeeld compost bevattend 5 organisch afval uit met name streken aan de kust, dat één of meer maal wordt gezeefd en zonodig tegelijkertijd ten minste één maal wordt gewassen met behulp van neutraal water, is het van voordeel gebleken om het water te verwarmen tot een temperatuur tussen 70-90 graden, in het 10 bijzonder 80-90 graden, zeer in het bijzonder tot rond 85 graden Celsius, teneinde de daarin aanwezige overmaat aan zouten eenvoudig te kunnen verwijderen.

Elders kan desgewenst, het wassen met onverwarmd, 15 voor zover beschikbaar regen- of bronwater, dan wel geschikt water uit rivieren of kanalen worden uitgevoerd.

Een volgende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat na het ten minste ene 20 wassen de pH wordt verlaagd tot tussen 1,3 en 2,0 in het bijzonder tot rond 1,5 door toevoeging van een zuur bevattende oplossing, welke bij voorkeur biologisch afbreekbare en organische, zuren bevat uit de groep omvattende: oxaalzuur, mierenzuur, citroenzuur, zwavelig 25 zuur, zwavelzuur, salpeterzuur, en zoutzuur. Om milieu- en kostprijsoverwegingen heeft voor het verlagen van de pH en/of voor het verwijderen van resterende zware metalen uit het residu, de toepassing van citroenzuur thans de bijzondere voorkeur.

30

Residu verkregen door toepassing van de werkwijze, waarbij het residu, deeltjes met een diameter groter dan tussen 0,8 en 1,2 mm, bij voorkeur groter dan ongeveer 1 mm bevat; én ook deeltjes met een diameter kleiner dan tussen 35 5 en 7 mm, bij voorkeur kleiner dan ongeveer 6 mm, bevat - 4 - wordt met name gebruikt in potgrond, zaaigrond, compost, substraat, of als vul- of meststof voor het kweken van bomen, struiken of gewassen als groenten, planten, bloemen of dergelijke. Op deze wijze ontstaat een uit GFT compost 5 verkregen, gezuiverd landbouw substraat compost dat geschikt is voor toepassing als groeimedium voor bijvoorbeeld de horticultuur. Dit residu, dat vanwege de lagere hoeveelheid turf daarin bij verbranding minder CO2 uitstoot, is bovendien volledig recyclebaar. Substraten met 10 hogere compostpercentages dan de thans vanwege de hoge vervuilingsgraad van de vroegere compost haalbare 20% zijn door toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding thans economisch mogelijk geworden.

15 Thans zullen de werkwijze en inrichting volgens de onderhavige uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de onderstaande figuren, waarin gelijksoortige bewerkingsorganen en bewerkingen van dezelfde verwijzingscijfers zijn voorzien. Daarbij toont: 20 Figuur 1 een mogelijke uitvoeringsvorm van het systeem volgens de uitvinding, aan de hand waarvan tevens de dienovereenkomstige werkwijze zal worden toegelicht; en Figuur 2 een blokschema ter toelichting van de werkwijze volgens de uitvinding.

25

Figuur 1 toont een systeem 1 voor het verwijderen van zware metalen, zoals nikkel, cadmium, lood, koper en zink, en -voor zover daarin teveel aanwezig- van zouten en andere fytotoxische bestanddelen, uit aangevoerd vervuild afval 2 30 (zie ook blokschema van figuur 2). Het afval 2 bevat bijvoorbeeld groenteafval, fruitafval, tuinafval, vaak samengevat als GFT afval, maar ook groenafval zoals afkomstig van kwekerijen, of compostresten. Het stabiele gecomposteerde afval 2 wordt batchgewijs, met 35 transportmiddelen C, aangevoerd en mogelijk in een houder - 5 - of trommel 3 gevoerd, welke trommel van interne zeeforganen, hierna kortweg aangeduid met S, is voorzien met daarin openingen met zekere maaswijdte. Het zeven kan desgewenst met niet in een trommel aangebrachte, externe, 5 zeeforganen SI, S2, naar wens één of meer malen worden uitgevoerd. De gemiddelde maaswijdte van de openingen is gekozen om die afvaldeeltjes 2-1 door te laten die kleiner zijn dan de gekozen maaswijdte én die verrassenderwijs blijken in hoofdzaak de te verwijderen zware metalen te 10 bevatten. De openingen van de zeeforganen S hebben in de praktijk een diameter tussen 0,8 en 1,2 mm, bij voorkeur rond ongeveer 1 mm. Alle afvaldeeltjes 2-2 die groter zijn dan zeg 1 mm blijven als residu op de zeeforganen S achter, terwijl de kleinere deeltjes 2-1 die naar verhouding behept 15 zijn met meer zware metaaldeeltjes, dan de grotere afvaldeeltjes 2-2 als filtraat door de zeeforganen S vallen. Het verwijderen van de kleinere deeltjes 2-1 die verantwoordelijk zijn voor een groot gedeelte van het eigenlijke gewicht leidt ertoe dat het tussenproduct 2-2 20 waaruit deze deeltjes zijn verwijderd, licht en luchtig wordt. De kleinere vervuilde deeltjes 2-1 blijken naar verhouding veel relatief zwaar wit zand W te bevatten, dat daaruit na het ondergaan van een reinigingsbehandeling R blijkt te kunnen worden verwijderd. Die behandeling omvat 25 het toevoegen van water, in een zogeheten 'hydrosand' proces, waarin eventueel onder toevoer van ozon zand van het organische en met zware metalen vervuilde gedeelte van het filtraat wordt afgescheiden. Dit nu beperkt het gewicht van de met de metalen vervuilde resterende filtraatdeeltjes 30 P aanzienlijk, zodat indien voor het dumpen van dit type afval per gewicht betaald moet worden de prijs voor het verwerken van dit met zware metalen vervuilde restafval aanzienlijk lager wordt. Het witte niet met metalen verontreinigde zand W vormt geen restafval, maar een nuttig 35 product, dat met voordeel gebruikt kan worden voor - 6 - bijvoorbeeld het ophogen van bestrating of voor zandbakken.

Het zeven met de eventueel trillende zeeforganen S, SI, S2 kan droog, of aanvankelijk droog, en/of nat plaats vinden, terwijl de trommel 3 bij gebruik daarvan ter 5 verkrijging van een goede verdeling, menging en doorloop tijdens het zeven wordt rondgedraaid. Bij toepassing van een combinatie van transportmiddelen C en zeeforganen S, SI, S2 is de combinatie veelal gekoppeld met trilmotoren ten behoeve van de zeeforganen.

10 Bij wijze van voorbeeld wordt in een eerste stap droog gezeefd, waarna water 4 vanuit een water circulatiesysteem via een trommelinlaat 5 op de zeeforganen S wordt gebracht en tegelijkertijd met het zeven en eventueel ronddraaien of laten trillen van de zeeforganen S 15 de inhoud wordt gewassen met behulp van het water 4. Het fijne filtraat 2-1 loopt met een belangrijk deel van de metaalvervuiling samen met het water 4 door een uitlaat 6, en mogelijk via verdere transportmiddelen C, naar een behandeltank of opslagbuffer 7. Het water kan onverwarmd 20 water, zoals gedeioniseerd water zijn. Als waterbron kan ook, bijvoorbeeld voor een deel, ter plaatse beschikbaar zacht bronwater of regenwater worden gebruikt

Het water 4 dat in het circulatie systeem mogelijk wordt verwarmt door eventueel aanwezige verwarmingsorganen 25 8, is bij voorkeur van ionen ontdaan water dat een lage Ec electroconductiviteit heeft. Het water wordt in een andere mogelijke uitvoeringsvorm verwarmd tot een temperatuur tussen 70-90 graden, in het bijzonder 80-90 graden, zeer in het bijzonder tot rond 85 graden Celsius, zodat bij de 30 betreffende, veelal ongeveer 15 tot 20 minuten durende, wasbeurt in de tank 7 met warm water, met name de neutrale en anionische zouten worden verwijderd. Dit is met name van belang als het afval uit gebieden rond de zee komt en relatief meer zouten bevat. Met deze werkwijze verbetert de 35 microbiologische kwaliteit van het gereinigde compost - 7 - eindproduct.

Na één maar in de praktijk meestal meerdere zeefbeurten, en koud en/of warm water wasbeurten volgt een zuurgraad verhoging waarbij de pH wordt verlaagd tot tussen 5 1,3 en 2,0 in het bijzonder tot rond 1,5 door toevoeging van een milieuvriendelijke en biologisch afbreekbare zuur bevattende oplossing. Door toepassing van dergelijke oplossingen worden ook resterende zware metalen gebonden en kunnen deze worden weggespoeld. Voorbeelden van geschikte 10 organische zuren zijn: oxaalzuur, mierenzuur, citroenzuur, zwavelig zuur, zwavelzuur, salpeterzuur, en zoutzuur. De zuuroplossing wordt vanuit een vat 9 aan het water 4 naar de trommel 3 en/of naar de zeeforganen S, SI, S2 en/of de tank 7, toegevoegd. Bij toepassing van citroenzuur duurt 15 één van, mogelijk meerdere, afwisselende zeef-, wasbeurten, vanzelfsprekend afhankelijk van onder meer het soort metaalvervuiling, dichtheid van het compostafval en de temperatuur, ongeveer 40 minuten. Hierna wordt de te bewaken zuurgraad hersteld, veelal met water van 20 omgevingstemperatuur en een pH van ongeveer 5,5 om een eindproduct te krijgen waarvan de pH tussen ongeveer 5 en 6 ligt.

Het heeft de voorkeur om na een of desgewenst elke wasbeurt water aan het residu in de trommel 3, die dan als 25 centrifuge dienst kan doen, te onttrekken hetgeen is aangeduid met 0. Als zoveel mogelijk water wordt geëxtraheerd blijft daarbij een relatief droge compostkoek over die qua volume intact blijft en waaruit de deeltjes van ongeveer 1 mm of kleiner toch niet allemaal zijn 30 weggespoeld. Deze deeltjes zijn namelijk belangrijk voor de fysische eigenschappen van een substraat dat met name geschikt is voor gebruik in de horticultuur.

Na het herstel van de zuurgraad wordt het uit de tank 7 verwijderde residu bijvoorbeeld mechanisch, door middel 35 van een oven of transportdroger T gedroogd, waarna het - 8 - vochtgehalte bij voorkeur 40% bedraagt. Eventueel kan het residu ook aan de lucht worden gedroogd, al hoewel dat een risico voor besmetting met pollen en bacteriologische kiemen met zich meebrengt.

5 Het in de figuur 1 weergegeven water circulatiesysteem heeft een op de buffer 7 aangesloten, op zichzelf bekende, flotatie eenheid 10 ter verwijdering van de kleine deeltjes uit het filtraat. Het daaruit afkomstige gezuiverde water 4 gaat naar een buffertank 11 en wordt 10 uiteindelijk rondgepompt voor herhaald gebruik.

Het eindproduct E, te weten het residu is toepasbaar in bijvoorbeeld potgrond, zaaigrond, compost, substraat, of als vul- of meststof voor het kweken van bomen, struiken of gewassen als groenten, planten, bloemen of dergelijke.

15 De roterende trommel 3, c.q. de zeeforganen S, SI, S2 kunnen grotere openingen bezitten met een diameter die kleiner is dan tussen 5 en 7 mm, die bij voorkeur kleiner is dan ongeveer 6 mm. Het residu dat ontstaat door het zowel zeven met de kleine als de voornoemde grotere 20 openingen levert gemiddeld deeltjes met een diameter tussen 1 en 6 mm. Dat residu is na het ondergaan van de hiervoor beschreven werkwijze bij uitstek geschikt voor gebruik als zaai- of potgrond, welke vanwege de lagere hoeveelheid turf daarin bij verbranding minder C02 uitstoot en tevens 25 volledig recyclebaar is.

Resterende deeltjes 2-2 die een grotere diameter dan 6 mm hebben, en veelal niet groter zijn dan ongeveer 14 mm kunnen na te zijn gebroken opnieuw door het systeem 1 worden gevoerd.

30 In een voorkeursuitvoeringsvorm wordt, eventueel ter plaatse in een ozongenerator opgewekt, ozongas aan de inhoud van de dan tegen ozon bestand zijnde trommel 3 of tank 7 toegevoegd. Met voordeel verbrandt en verwijdert het ozon de organische materie en de (resterende) zware metalen 35 in het afval. Verder vermindert het agressieve ozon de - 9 - bacteriën, in het bijzonder de bacillio basidiomyceles, de schimmels, en verdere micro-organismen en de sporenelementen in het afval, en kiemen eventueel daarin aanwezige zaden niet meer. Bovendien ontleedt het de 5 aanwezige zuren, en bij vroege toepassing in de beschreven werkwijze blijkt zich verder minder restafval te vormen. Ozon kan eventueel vervangen worden door of worden toegepast naast peroxide.

Claims (14)

1. Werkwijze waarbij zware metalen bevattend afval dat hoofdzakelijk gecomposteerd stabiel GFT afval is, wordt 5 gezeefd met zeeforganen met openingen waarvan de gemiddelde maaswijdte is gekozen om filtraat afvaldeeltjes die kleiner zijn dan de maaswijdte én in hoofdzaak de te verwijderen zware metalen bevatten door te laten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het afval één of meer maal wordt gezeefd en voor zover noodzakelijk, eventueel tegelijkertijd, residu afvaldeeltjes worden gewassen met behulp van water.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat na een ten minste één maal wassen, water aan het residu wordt onttrokken.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, met het 20 kenmerk dat het al of niet verwarmde water, gedeioniseerd water en/of regen- en/of bronwater bevat.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het water wordt verwarmd tot een temperatuur tussen 70-90 25 graden, in het bijzonder 80-90 graden, zeer in het bijzgnder tot rond 85 graden Celsius om eventueel aanwezige zouten aan residu, op de zeeforganen achterblijvende, afvaldeeltjes te onttrekken.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 2-5, met het kenmerk dat na het ten minste ene wassen de pH wordt verlaagd tot tussen 1,3 en 2,0 in het bijzonder tot rond 1,5 door toevoeging van een zuur bevattende oplossing.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk dat - 11 - de zure oplossing één of meer, bij voorkeur biologisch afbreekbare en organische, zuren bevat uit de groep omvattende: oxaalzuur, mierenzuur, citroenzuur, zwavelig zuur, zwavelzuur, salpeterzuur, en zoutzuur. 5

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7, met het kenmerk dat de na het verlagen van de pH bij verder wassen met water van omgevingstemperatuur, de pH van het residu tot tussen 5 en 6 wordt ingesteld. 10

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 2-8, met het kenmerk dat na het wassen het residu bijvoorbeeld mechanisch, door middel van een oven of aan de lucht wordt gedroogd, waarna het vochtgehalte bij voorkeur 40% 15 bedraagt.

10. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-9, met het kenmerk dat residu afvaldeeltjes met een diameter groter dan tussen 0,8 en 1,2 mm een behandeling met ozon 20 ondergaan.

11. Residu verkregen door toepassing van de werkwijze volgens één van de conclusies 1-10, met het kenmerk dat het residu zowel afvaldeeltjes met een diameter groter dan 25 tussen 0,8 en 1,2 mm, bij voorkeur groter dan ongeveer 1 mm bevat; als afvaldeeltjes met een diameter kleiner dan tussen 5 en 7 mm, bij voorkeur kleiner dan ongeveer 6 mm bevat.

12. Gebruik van het residu volgens conclusie 11 in potgrond, zaaigrond, compost, substraat, of als vul- of meststof voor het kweken van bomen, struiken of gewassen als groenten, planten, bloemen of dergelijke.

13. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze - 12 - volgens één van de conclusies 1-10, met het kenmerk dat de inrichting eerste zeeforganen omvat met openingen met een diameter tussen 0,8 en 1,2 mm, bij voorkeur rond ongeveer 1 mm; en tweede zeeforganen omvat met openingen met een 5 diameter tussen 5 en 7 mm, bij voorkeur rond ongeveer 6 mm.

14. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk dat de eerste en tweede zeeforganen in roterende middelen zijn opgenomen, en de inrichting eventueel is voorzien van 10 een inlaat voor zware metalen bevattend afval, een toevoer voor water, een uitlaat voor van de metalen ontdaan residu met deeltjes diameters tussen ongeveer 0,8 mm en 7 mm, in het bijzonder tussen 1 mm en 6 mm, en een uitlaat voor het zware metalen bevattende filtraat met deeltjes diameters 15 tussen 0 mm en 1,2 mm, in het bijzonder kleiner dan 1 mm.