WO2007054287A1 - Verfahren zur behandlung von abfall und abfallbehandlungsanlage - Google Patents

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WO2007054287A1
WO2007054287A1 PCT/EP2006/010716 EP2006010716W WO2007054287A1 WO 2007054287 A1 WO2007054287 A1 WO 2007054287A1 EP 2006010716 W EP2006010716 W EP 2006010716W WO 2007054287 A1 WO2007054287 A1 WO 2007054287A1
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waste
pulper
treatment plant
waste treatment
plant according
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PCT/EP2006/010716
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English (en)
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Inventor
Christian Widmer
Original Assignee
Christian Widmer
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/06—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for refuse
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of waste with organic components according to the preamble of claim 1 and a waste treatment plant for carrying out the process.
  • MTT mechanical biological treatment
  • the degradation of the biogenic mass is microbial, whereby a distinction can be made between aerobic and anaerobic microorganisms.
  • the aerobic conversion ultimately leads to the end products carbon dioxide and water and is referred to as rotting.
  • the anaerobic conversion is typical for fermentation, as end products are produced, inter alia, methane, ammonia and hydrogen sulfide.
  • the present invention relates to non-disposable waste according to EU regulations.
  • the object of the present invention is to provide a process for the treatment of waste with organic components, which allows a rapid and cost-effective treatment of the waste, and a waste treatment plant for carrying out this process.
  • the waste is fed to a pulper for dissolving organic matter.
  • the dissolved organic components are discharged in a suspension from the pulper, which is subjected to the separation of solids and fibers of a substance separation.
  • the thereby arising freed from solids organically highly loaded circulating water is fed to a fermentation stage for the production of biogas fermentation.
  • the circulating water can be stored in a buffer.
  • the buffer can be operated as a hydrolysis reactor in which the circulating water is subjected to hydrolysis before it enters the fermentation stage.
  • a waste treatment plant according to the invention provides a pulper, a substance separation and a fermentation stage.
  • a temporary storage is provided for storing the recovered in the separation of substances highly contaminated with organics circulating water, which can be operated advantageously as a hydrolysis reactor.
  • a bag opener may be provided which is preferably made with a loading and stuffing screw and one of these downstream snail.
  • the mechanical treatment of the delivered waste via a screening and classification plant which can replace conventional, large-volume drum screens.
  • the screening and classifying plant according to the invention has a first, carried out with a perforated screen screw conveyor or conveyor spiral.
  • the sieve passage is transported via a downstream screw conveyor / spiral to the next processing stage.
  • the screen overflow is further conveyed by the former spiral and preferably classified by means of a ballistic sifter.
  • a pulper is associated with an additional device, is subtracted from the floating matter, in particular a plastic-containing fraction of a dome of the pulper.
  • the water level in the dome may be increased to remove the plastic-containing waste fraction via an overflow and continue to promote and drain by means of a suitable conveyor.
  • the pulper can be preceded by a squeezing device in order to leach the waste to be treated, i. in a mushy state, so that the suspension in the subsequent pulper is much faster and more uniform.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a waste treatment plant
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a waste treatment plant according to the invention
  • FIG. 4 shows a process diagram of a further embodiment of a waste treatment plant according to the invention
  • FIGS. 5 to 7 are views of a bag opener for the above-described methods
  • FIGS. 8 to 10 are views of a sieving and classifying plant for the abovementioned waste treatment plants
  • Figures 14 to 16 a squeezing device for Vermusen the waste.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a waste treatment plant for the treatment of organic waste is shown.
  • the following explanation of Figure 1 is greatly simplified and only shows significant material flows.
  • the waste 60 to be treated is fed to a screening plant 62.
  • the resulting screen 78 is then passed into a pulper 1.
  • the resulting in pulper 1 Stör- / heavy substances 18 are withdrawn from the pulper 1 via the outlet lock 16 and a washing device 80 supplied in which they are cleaned of persistent organic constituents in a cleaning zone 106 by means of supplied operating water 82.
  • the digested suspension 20 withdrawn from the pulper 1 via an outlet lock 16 is fed together with the polluted process water 96 from the washing device 80 to a pulp separator 98.
  • pulp separator 98 fiber and floating matter 100 are separated from organically-containing water 102.
  • the fibrous materials 100 are cleaned in a solids screen and washer 104 by addition of process water 82.
  • the cleaned and withdrawn via the solids outlet 110 of the washer 104 solid and fibrous materials 112 are then dewatered in a dewatering press 114 and fed the dewatered solids 116 a thermal utilization or a Nachrotte for later landfilling.
  • the dissolved in the dewatering press 114 containing dissolved organic water 118 is then blended with the flowing out of the washing device 104 with organic laden wash water 120.
  • This stream contains a proportion of fine sand, which is separated in a sand scrubber 122.
  • the material stream and the organics-containing water 102 is fed from the pulp 98.
  • the fine sand portion 124 is cleaned of adhering organic matter.
  • the pre-cleaned fine sand 124 is then fed to a fine sand washing device 128.
  • the cleaned fine sand 130 can then be used for material recycling in civil engineering and road construction.
  • the highly polluted circulation water 132 present after the sand washing is then intermediately stored in a buffer store 134 and supplied to a fermenter 138 by means of a pump 136.
  • the organic constituent of the water supplied to the fermenter 138 is converted into biogas (methane gas) 144 by methanation.
  • discharged from organic wastewater 146 is then mixed with the possibly existing circulating water 132 to the so-called mixed water 158 and brought in the heat exchanger 140 to process temperature.
  • Excess water 147 that is not needed in the circuit is fed to a wastewater treatment plant 148 and the purified wastewater 150 is discharged and discharged into the sewage system.
  • a partial stream of the purified wastewater 150 is fed as process water 82 to the washing devices 80, 104, 128 and to the sand scrubber 122.
  • the mixed water 158 can be subjected at least as a partial stream to a wet oxidation or wet oxidation 164, after which an oxidized and de-nitrogened substance mixture 23 is discharged, which is freed from solids in a separation plant 168.
  • the resulting almost solids-free wastewater 170 is then fed to the wastewater treatment plant 148.
  • the resulting raw compost 212 is disposed of.
  • Figure 2 shows a second embodiment of a
  • the waste 60 to be processed is first fed to a screening plant 62.
  • the resulting rich in organic sieve 78 is fed to the pulper 1 and 1.1 respectively.
  • the impurities / heavy substances 18 contained in the pulper 1, 1.1 are withdrawn via the outlet lock 16 from the pulper 6 and a A washing device 80 is supplied in which the interfering / heavy substances 18 adhering organic constituents are cleaned in a cleaning zone 106 by means of supplied operating water 82.
  • the thus cleaned interfering / heavy substances 84 can then be fed to a ferrous metal separator 86 and a non-ferrous metal separator 88 so that the material flow of the interfering / heavy substances 84 is divided into an iron-containing fraction 90 and a non-ferrous metal fraction 92 and other substances 94.
  • the digested suspension 20 withdrawn via the outlet lock 16 from the pulper 1, 1.1 is fed to a pulp separation unit 300 for separating the liquid 132, which is heavily loaded with organic matter, from the essentially organically-free solids 116 in the suspension 21.
  • a pulp separation unit 300 for separating the liquid 132, which is heavily loaded with organic matter, from the essentially organically-free solids 116 in the suspension 21.
  • purified fine sand 130 is obtained, which can be removed from the process.
  • the dehydrated solids 116 are, after passing through a drying process 311, supplied to a compacting plant 312 for the production of a fuel for thermal / material utilization in a gasification or incineration plant 317.
  • the organically highly stressed liquid 132 is stored in a buffer 134 and fed to a fermenter 138 as needed for biogas production.
  • biogas 144 is recovered under the influence of methane bacteria from the organically highly polluted circulating water. Entowered waste water 146 accumulates here, which can be supplied to a wet oxidation 164, 164.1 as de-energized digester water 159.
  • the oxidized substance mixture 23 obtained during the wet oxidation 164, 164.1 is fed to a separation plant 168 for the production of solids-free wastewater 170, which is used for a wastewater treatment plant 148 and / or as a dilution water 4 for the pulper 1, 1.1.
  • the solids separated in the separation unit 148 are used as raw compost 212.
  • the purified wastewater 150 of the wastewater treatment plant 148 is fed to the sewerage and / or as process water 82 of the washing device 80 and / or the mass separation plant 300.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a waste treatment plant according to the invention. In order to avoid repetition, reference is made to the waste treatment plants according to FIGS. 1 and 2 and only a few differences between the waste treatment plants according to FIGS. 1 and 2 and the waste treatment plant according to FIG. 3 are explained.
  • the buffer 134 for storing the organically highly loaded circulating water 132 can be operated after the separation 98, as Hydrolsyseaktor 162, so that the circulating water 132 in the buffer 134 of a Hydrolysis can be subjected and then fed to the fermentation stage 138 as recycled circulating water.
  • the hydrolysis 162 is preferably uncontrolled.
  • a possible construction and possible operation of the hydrolysis reactor embodied as a buffer 134 is shown in FIGS. 15, 16, 17 and 20 of the abovementioned PCT application, to which reference is expressly made.
  • FIGS. 1 and 2 Another difference from the above-described waste treatment plants according to FIGS. 1 and 2 is that, by way of example, three reactors for carrying out the wet rotations 164, 164.1 after fermentation 138 are shown.
  • FIGS. 1 and 2 Another difference from the above-described waste treatment plants according to FIGS. 1 and 2 is that, by way of example, three reactors for carrying out the wet rotations 164, 164.1 after fermentation 138 are shown.
  • FIGS. 1 and 2 Another difference from the above-described waste treatment plants according to FIGS. 1 and 2 is that, by way of example, three reactors for carrying out the wet rotations 164, 164.1 after fermentation 138 are shown.
  • Figures 15, 16, 18 and 21 of the aforementioned PCT application Another difference from the above-described waste treatment plants according to FIGS. 1 and 2 is that, by way of example, three reactors for carrying out the wet rotations 164, 164.1 after fermentation 138 are shown.
  • the delivered waste 60 is cached in a flat bunker and distributed by means of, for example, a wheel loader 321 or a Greiferbaggers 322 and transported to the next stage of the process.
  • This will be great Interfering 323 separated and divided by hand sorting into different fractions, which are then received in appropriate containers, such as metal, glass, PVC, textiles, shoes, wood, plastic / PET, etc.
  • the bags contained in the waste are opened by a bag opener 330 and crushed.
  • This bag opener 330 is explained in more detail below with reference to FIGS 5 to 7.
  • the shredded / torn waste components are further divided by means of a ballistic air sifter 68, with heavy / impurities 70 of the aforementioned hand sorting 324 and the corresponding assignment are supplied.
  • the remaining residual waste 71 freed of heavy and / or impurities 70 is then fed to a sieving and classifying plant 350, which will be explained below with reference to FIGS. 8 to 10.
  • the waste fraction is further divided, which is assigned by a further ballistic classification heavy material of the aforementioned hand sorting 324.
  • the sieve pass 2 is fed to a pulper 1.1.
  • the screen overflow for example, larger plastic parts, cardboard, etc., is fed to a shredder 503 and entered in shredded form 504 in a dryer 311.
  • the pulper 1.1 is associated with an additional device 400 for floating material, in particular plastic separation. This additional device acting on the flotation principle is explained below with reference to FIGS. 11 to 13.
  • the withdrawn floating substances are dewatered by means of the additional device 400 and conveyed via the resulting dewatering pressure 407 to the abovementioned shredder 503 and introduced from there into the dryer 311.
  • the dry material is removed from the dryer 311 and separated by suitable methods, for example by electronic detection into different fractions (paper, cardboard, mixed plastic, PVC, PET, inert glass 94, ferrous metals 90 and non-ferrous metals 91).
  • This electronic separation plant for the dried recyclables is designated in Figure 4 by the reference numeral 311.1.
  • the suspension 20 / 20.1 (freed from plastics) produced in pulper 1.1 contains a high proportion of organic materials.
  • the contaminants 18 drawn off via the lock 14, 16 are divided and stored by suitable separation methods into iron and non-ferrous metals and other substances 90, 92, 94.
  • the organic constituents 453-containing suspension 20.1 is then fed to a squeezing device 450 in which the organic constituents are lost, ie converted into a pulpy state. This squeezing device 450 will be explained with reference to FIGS. 14 to 16.
  • the separation plant 300 contains a pulp separator and a sand scrubber.
  • solids 116 produced in the separation plant are dehydrated and added to the material stream present after shredder 503.
  • the cleaned fine sand 130 is stripped off and the finest fibrous materials are separated off from the remaining, organically highly loaded water by means of a fine sieve system 98.1.
  • the circulating water freed from the separation of sand, fibrous materials, etc. is then passed to a buffer store (buffer) 134, which according to the embodiments described above can also be operated as a hydrolysis reactor 162.
  • organically highly charged water 132 can then be withdrawn via a pump and the biogas plant 138 are supplied, wherein the resulting biogas 144 is energetically utilized. So it can be used for example as a heating medium for the process described.
  • the discharged wastewater 164 obtained in the biogas plant 138 can then be supplied to the first pulper 1.1 after being heated in a heat exchanger 140 (heated by the heating medium 142).
  • the discharged wastewater can also be fed to a reactor 174 for wet oxidation (wet rotting) 164.
  • this reactor 174 will not be anaerobic decomposable organics respire and the nitrogen expelled as ammonia.
  • the wet grate 164 the circulating water 132 is thus de-embroidered and prevents concentration of ammonium, which disturbs the biology in the fermenter 138 and inhibits gas production and degradation. Further details of wet oxidation can be found in the said PCT application.
  • the recirculating water freed from ammonium may be supplied to a sewage treatment plant 148 with microfiltration and reverse osmosis.
  • This wastewater treatment plant 148 may also be supplied with a portion of the loaded wastewater received in the intermediate storage tank 134, this waste water stream being digested by hydrolyzing in the intermediate storage / hydrolysis reactor 162.
  • the present after the wastewater treatment (microfiltration, reverse osmosis, etc.) operating water 150 can then be recycled as circulating water fed to the process, for example, the heavy materials 18 after the first pulper 1.1, the squeezing device 450 or the separation system 300 can be supplied. Any accumulating excess water 147 is withdrawn and introduced, for example, in the sewer.
  • the vapor condensate 311.2 obtained during the drying in the dryer 311 is fed to the wastewater treatment plant 148, preferably between the microfiltration and the reverse osmosis.
  • the accumulating press juice 210 can be supplied to the separation plant 300, for example.
  • the waste treatment plant is designed with an exhaust air treatment, which may include, for example, an acidic air scrubber 172 and a further purification stage 240.
  • incontinence products can also be processed or at least the invention Methods are combined with methods for processing incontinence products. It can also be processed in a recycling bin recyclables such as paper, cardboard, PET, glass. Such recyclables are used for example in France, England, USA, Canada, Italy, etc.
  • the PVC separated with the waste treatment process can be recycled in a central recycling plant.
  • the mixed plastics sorted out according to the above-described steps can, for example, be converted into diesel fuel, inert materials, incl. Glass, for example, to split.
  • the installation can be essentially run without output.
  • the Applicant reserves the right to direct his own independent claims to the new mechanical processing techniques according to the Bag Opener 330, the Screening and Classification System 350, the Additional Device 400 for the Pulper 1.1 and the Crimping Device 450 and to further pursue these in divisional applications.
  • FIGS. 5 to 7 show a novel bag opener 330 which is charged via the gripper excavator 322 with coarsely pre-sorted residual waste 326 via the feed hopper 331.
  • the diameters d and the lengths L1 and L2 vary.
  • the diameter d would be approximately 700 mm and the lengths L1 and L2 approximately 6.0 m each.
  • the loading and screwing screw 332 has a speed control, so that during normal operation, the screw 332 rotates by about 30 to 40% less fast than the snail 333 which is also equipped with a speed control.
  • the sacks and containers with waste components 334 already torn by the loading and stuffing screw 332 are pressed in by the larger pitch S1 (corresponds to approx. D / 2 into the snail 333 with the smaller pitch S2 corresponds to approx. D / 3) and torn open at the same time , Smaller packing and paper sacks with a content of 1 to 3 liters can partially slip in unscathed. Long parts such. As skis and wood with a diameter up to 100 mm are broken. For larger parts, especially steel, such as crankshafts, etc., the machine locks and reverses two times before an alarm raises. Thereafter, the lid 336 must be opened and the defect removed by hand or with a gripping or cutting tool provided (eg a hydraulic scissors, which is also used in firefighting operations).
  • a gripping or cutting tool provided (eg a hydraulic scissors, which is also used in firefighting operations).
  • FIGS. 8 to 10 show a novel screening and classifying system 350 which replaces the large wear-resistant drum screen systems.
  • the basic function consists of two superimposed spirals (screws) 351 and 352 wherein the overhead spiral 351 has a perforated screen 353, through which on the shear forces of the spiral 351 small parts with high organic content 354 and small bag 355 opens and their content according to the selected sieve size 353 of the underlying spiral feeds.
  • the falling material 358 which consists of light and heavy materials, is classified by an air classifier 360.
  • the air flow 361 the lightweight parts such as paper, cardboard and plastic parts 362 are blown into the shaft 363.
  • the underlying spiral 352 promotes the so-called organically rich Siebunterlauf 354 in the pulper I 1.1.
  • the upper screen is provided with a hinged cover device 364 for the maintenance and possibly removal of contaminants.
  • the below Conveyor 352 may be accessed by a fold-down device 365 (as shown here) or by other mechanical devices for maintenance.
  • the spiral diameter d is selected.
  • the length L1 corresponds to, depending on the desired residence and cycle time between 15 to 20 times the diameter d.
  • the screenless end piece L2 is about 4 times the diameter d.
  • the screen graduation according to FIG. 10 depends on the water content, organic proportion and the areal proportion of plastic in the residual waste ().
  • the division shown here corresponds to a waste collection in plastic bags with a dry matter content of 50%.
  • these dimensions may change by approximately ⁇ 30%.
  • FIGS. 11 to 13 show the pulper 1.1 with an additional device 400 in the draw-off dome 288.
  • the floating plastic components Due to the lowered water level 286.1 of the pulper 1.1, the floating plastic components through the flotation 156 / 18a in the dome 288 of the pulp 6. With open slide 401a, the suspension flows as freed from impurities 18 mixture 20 to the plant 450. To the plastic fraction 402 specifically to detect and subtract, this is done by the device 400. The flotation 36/150 is throttled and the agitator 272 turned off and the slide 401b closed, thereby the liquid level of 286.1 by the set height h2 is raised to the overflow pool 286.
  • the substrate water 20 then passes together with the plastics 402 into the dewatering spiral 403, under which a sieving and dewatering basket 404 is attached, which runs off the entrained water with a gap width of 0.2 to 1.5 mm.
  • the plastics With the spiral 405, the plastics are pressed to the somewhat slower running Hoch thoroughlyspirale 406.
  • the pressure 407 additionally dehydrates the plastics.
  • the suspension 20, which has been largely freed from the floating plastics 402, is led via the overflow 408 to the device 450.
  • this process (which takes about 10 minutes) is carried out at least once per hour.
  • FIGS. 14 to 16 show a squeezing device 450 for the organic constituents of the suspension 20 freed of plastics 402 and impurities / minerals 18.
  • the suspension 20 is separated into aqueous, dissolved organics 452 and solid or fibrous matter 453 such as fruits, vegetables, leftovers and other organic wastes that are in the residual waste.
  • the two counter-rotating rollers 454, 455 pull the waste 453 over the hopper 456 and grind or crush the waste much like applesauce.
  • the Mus 457 is mixed with the overflow water 452 and leaves the device via drain 458 in the direction of pulper Il 1.1.
  • the radially non-movable roller 454 is driven via a variable speed gear 454.1 and has a higher speed than the auspendelnde counter roll 455. Through this device, the pull-in and squeezing effect is sustainably improved.
  • the counter-roll 455 also has a speed-controlled drive 455.1.
  • the distance S between the two rollers 454, 455 is set to about 1 mm.
  • the roller 455 has a pressing and articulating device 459, here represented by a pneumatic device with piston 459 and compressor 460.
  • the deflection 461 is limited to max. 50mm, if exceeded, the system will be shut down and the foreign matter removed.
  • FIG. 12 shows a corrugation 462 on the roll surfaces, which, as shown (see FIG. 15), extend at an angle of 45 ° to the running axis.
  • the width b and the depth t of the corrugation 462 is approximately between 6 to 10mm.
  • the distance a is about 100mm.

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen bei dem nach einem Lösen organischer Bestandteile in einem Stofflöser eine Stofftrennung einer in dem Stofflöser gewonnenen Suspension durchgeführt wird, die dann als mit Organik hochbelastetes Umlaufwasser einer Fermentation zugeführt werden kann, sowie eine Abfallbehandlungsanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

Verfahren zur Behandlung von Abfall und Abfallbehandlungsanlage
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Abfallbehandlungsanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Mit der Einführung der getrennten Sammlung von organischen Haushaltsabfällen in Europa hat die mechanisch biologische Aufbereitung (MBA) von Siedlungsabfällen zunehmende Bedeutung erlangt. Der Abbau der biogenen Masse erfolgt mikrobiell, wobei zwischen aeroben und anaeroben Mikroorganismen unterschieden werden kann. Die aerobe Umsetzung führt letztendlich zu den Endprodukten Kohlenstoffdioxid und Wasser und wird als Verrottung bezeichnet. Die anaerobe Umsetzung ist typisch für die Vergärung, als Endprodukte entstehen unter anderem Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff.
Bekannte Verfahren sehen je nach Beschaffenheit der Abfallmischungen verschiedene zeitaufwendige Verfahrensschritte zur Abfallbehandlung auf. Ferner werden zur Durchführung der bekannten Verfahren teuere Abfallbehandlungsanlagen benötigt. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere nicht ablagerungsfähigen Abfall nach EU-Vorschriften.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen zu schaffen, das eine schnelle und kostengünstige Aufbereitung des Abfalls erlaubt, sowie eine Abfallbehandlungsanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Abfallbehandlungsanlage mit den Merkmalen nach Anspruch 4.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen wird der Abfall einem Stofflöser zum Lösen organischer Bestandteile zugeführt. Die gelösten organischen Bestandteile werden in einer Suspension aus dem Stofflöser ausgetragen, die zur Abtrennung von Fest- und Faserstoffen einer Stofftrennung unterzogen. Das dabei anfallende von Feststoffen befreite organisch hochbelastete Umlaufwassers wird einer Gärstufe zur Gewinnung von Biogas einer Gärstufe zugeführt.
Zur gleichmäßigen Zuführung des Umlaufwassers zur Gärstufe kann das Umlaufwasser in einem Zwischenspeicher gespeichert werden.
Bei einer Verfahrensvariante kann der Zwischenspeicher als ein Hydrolysereaktor betrieben werden, in dem das Umlaufwasser vor dem Eintritt in die Gärstufe einer Hydrolyse unterzogen wird.
Eine erfindungsgemäße Abfallbehandlungsanlage sieht einen Stofflöser, eine Stofftrennung und eine Gärstufe vor.
Vorzugsweise ist ein Zwischenspeicher zu Speicherung des in der Stofftrennung gewonnenen mit Organik hochbelasteten Umlaufwassers vorgesehen, der vorteilhafterweise als ein Hydrolysereaktor betrieben werden kann.
In dem Fall, in dem zumindest ein Teil des Abfalls in Säcken angeliefert wird, kann ein Sacköffner vorgesehen werden, der vorzugsweise mit einer Belade- und Stopfschnecke und einer dieser nachgeordneten Reissschnecke ausgeführt ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die mechanische Aufbereitung des angelieferten Abfalls über eine Sieb- und Klassieranlage, die herkömmliche, großvolumige Trommelsiebe ersetzen kann. Die erfindungsgemäße Sieb- und Klassieranlage hat eine erste, mit einem Lochsieb ausgeführte Förderschnecke oder Förderspirale. Der Siebdurchgang wird über eine nachgeschaltete Förderschnecke / -spirale zur nächsten Verarbeitungsstufe transportiert. Der Siebüberlauf wird von der erstgenannten Spirale weitergefördert und vorzugsweise mittels eines Ballistiksichters klassiert.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist einem Stofflöser eine Zusatzvorrichtung zugeordnet, über die Schwimmstoffe, insbesondere eine kunststoffhaltige Fraktion aus einem Dom des Stofflösers abgezogen wird. Bei einer besonders bevorzugten Lösung kann der Wasserspiegel im Dom erhöht werden, um die kunststoffhaltige Abfallfraktion über einen Überlauf abzuziehen und mittels einer geeigneten Fördereinrichtung weiter zu fördern und zu entwässern.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann dem Stofflöser eine Quetschvorrichtung vorgeschaltet werden, um den zu behandelnden Abfall zu vermusen, d.h. in einen breiartigen Zustand zu überführen, so dass die Suspendierung in dem nachfolgenden Stofflöser wesentlich schneller und gleichmäßiger erfolgt.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Abfallbehandlungsanlage,
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Abfallbehandlungsanlage,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abfallbehandlungsanlage,
Figur 4 ein Verfahrensschema eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Abfallbehandlungsanlage,
Figuren 5 bis 7 Ansichten eines Sacköffners für die vorbeschriebenen Verfahren,
Figuren 8 bis 10 Ansichten einer Sieb- und Klassieranlage für die oben genannten Abfallbehandlungsanlagen,
Figuren 11 bis 13 eine Vorrichtung zum Abziehen von Schwimmstoffen aus einem Stofflöser und
Figuren 14 bis 16 eine Quetscheinrichtung zum Vermusen des Abfalls.
Es ist ausdrücklich erwähnt, dass in den folgenden Figurenbeschreibungen zu den Figuren 1 , 2 und 3 nur einige Material- bzw. Stoffströme sowie Anlagenteile beschrieben sind. D.h. es werden nicht sämtliche in den Figuren 1 , 2 und 3 dargestellte Materialströme erläutert. In diesem Zusammenhang wird auf die PCT-Anmeldung PCT/EP2005/005993 der Anmelderin verwiesen, die ausdrücklich einen Teil dieser Anmeldung darstellt. Zur Vermeidung von Irritationen werden in dieser Anmeldung und in der PCT-Anmeldung für die gleichen Anlagenteile, Materialströme, etc. die gleichen Bezugszeichen verwendet. - A -
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Abfallaufbehandlungsanlage zur Behandlung von organikreichen Abfällen gezeigt. Die nachfolgende Erläuterung der Figur 1 ist stark vereinfacht und zeigt lediglich wesentliche Materialströme auf. Zu weiterführenden Erläuterungen wird ausdrücklich auf die Figurenbeschreibung zu den Figuren 1 bis 11 , insbesondere Figur 9, der PCT-Anmeldung verwiesen.
Zu Beginn des Verfahrens wird der zu behandelnde Abfall 60 einer Siebanlage 62 zugeführt. Der dabei anfallende Siebdurchlauf 78 wird dann in einen Stofflöser 1 geleitet. Die im Stofflöser 1 anfallenden Stör-/Schwerstoffe 18 werden aus dem Stofflöser 1 über die Austrittsschleuse 16 abgezogen und einer Wascheinrichtung 80 zugeführt, in dem diese von anhaltenden organischen Bestandteilen in einer Reinigungszone 106 mittels zugeführten Betriebswassers 82 gereinigt werden.
Die über eine Austrittsschleuse 16 aus dem Stofflöser 1 abgezogene aufgeschlossenen Suspension 20 wird gemeinsam mit dem verschmutzten Betriebswasser 96 aus der Wascheinrichtung 80 einem Faserstoffabscheider 98 zugeführt. In diesem Faserstoffabscheider 98 werden Faser- und Schwimmstoffe 100 von organikhaltigem Wasser 102 abgetrennt. Die Faser- /Schwimmstoffe 100 werden in einer Feststoffsieb- und Waschanlage 104 durch Zugabe von Betriebswasser 82 gereinigt.
Die abgereinigten und über den Feststoffaustritt 110 der Waschanlage 104 abgezogenen Fest- und Faserstoffe 112 werden dann in einer Entwässerungspresse 114 entwässert und die entwässerten Feststoffe 116 einer thermischen Verwertung oder einer Nachrotte zur späteren Deponierung zugeführt.
Das in der Entwässerungspresse 114 anfallende, gelöste Organik enthaltende Wasser 118 wird anschließend mit dem aus der Wascheinrichtung 104 abströmenden mit Organik befrachteten Waschwasser 120 verschmischt. Dieser Stoffstrom enthält einen Anteil an Feinsand, der in einem Sandwäscher 122 abgetrennt wird. Dem Stoffstrom wird auch das organikhaltige Wasser 102 aus dem Faserstoffabscheider 98 zugeführt. In dem Sandwäscher wird der Feinsandanteil 124 von anhaftenden organischen Bestandteilen gereinigt. Der vorgereinigte Feinsand 124 wird dann einer Feinsandwascheinrichtung 128 zugeführt. Der gereinigte Feinsand 130 kann dann einer stofflichen Verwertung im Tief- und Straßenbau zugeführt werden. Das nach der Sandwäsche vorliegende organisch hochbelastete Umlaufwasser 132 wird dann in einem Zwischenspeicher 134 zwischengespeichert und mittels einer Pumpe 136 einem Fermenter 138 zugeführt.
Je nach Prozessführung wird der organische Bestandteil des dem Fermenter 138 zugeführten Wassers durch Methanisierung in Biogas (Methangas) 144 umgesetzt.
Das nach der Fermentationsstufe vorliegende, von Organik entfrachtete Abwasser 146 wird dann mit dem ggf. vorhandenen Umlaufwasser 132 zum sogenannten Mischwasser 158 vermischt und im Wärmetauscher 140 auf Prozesstemperatur gebracht. Im Kreislauf nicht benötigtes Überschusswasser 147 wird einer Abwasserreinigungsanlage 148 zugeführt und das gereinigte Abwasser 150 abgeschlagen und in die Kanalisation geleitet. Ein Teilstrom des gereinigten Abwassers 150 wird als Betriebswasser 82 zu den Wascheinrichtungen 80, 104, 128 sowie zum Sandwäscher 122 geführt.
Das Mischwasser 158 kann zumindest als Teilstrom einer Nassrotte bzw. Nassoxidation 164 unterzogen werden, nach der ein oxidiert.es und entsticktes Stoffgemisch 23 ausgetragen wird, das in einer Trennanlage 168 von Feststoffen befreit wird. Das dabei entstehende nahezu feststofffreie Abwasser 170 wird dann der Abwasserreinigungsanlage 148 zugeführt. Der entstehende Rohkompost 212 wird entsorgt.
Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Abfallbehandlungsanlage. Die nachfolgende Erläuterung der Figur 2 ist stark vereinfacht und zeigt lediglich wesentliche Materialströme auf. Zu weiterführenden Erläuterungen wird ausdrücklich auf die Figurenbeschreibungen zu den Figuren 12 bis 24, insbesondere Figur 19, der vorgenannten PCT- Anmeldung verwiesen.
Zu Beginn der Abfallaufbereitung wird der aufzubereitende Abfall 60 zunächst einer Siebanlage 62 zugeführt. Der dabei anfallende organikreiche Siebdurchlauf 78 wird dem Stofflösers 1 bzw. 1.1 zugeführt.
Die im Stofflöser 1 , 1.1 enthaltenen Stör-/Schwerstoffe 18 werden über die Austrittsschleuse 16 aus dem Stofflösebehälter 6 abgezogen und einer Wascheinrichtung 80 zugeführt, in dem die Stör-/Schwerstoffe 18 anhaftenden organischen Bestandteilen in einer Reinigungszone 106 mittels zugeführten Betriebswassers 82 gereinigt werden. Die so gereinigten Stör-/Schwerstoffe 84 können dann einem Eisenmetallabscheider 86 sowie einem Nichteisenmetallabscheider 88 zugeführt werden, so dass der Stoffstrom der Stör-/Schwerstoffe 84 in einen eisenhaltigen Anteil 90 und einen Nichteisenmetallanteil 92 und sonstige Stoffe 94 aufgeteilt wird.
Die über die Austrittsschleuse 16 aus dem Stofflöser 1 , 1.1 abgezogene aufgeschlossene Suspension 20 wird einer Stofftrennanlage 300 zur Abtrennung der mit Organik hochbelasteten Flüssigkeit 132 von den im Wesentlichen organikfreien Feststoffen 116 der Suspension 21 zugeführt. Quasi als Nebenprodukt fällt bei dieser Stofftrennung 300 gereinigter Feinsand 130 an, der dem Prozess entnommen werden kann.
Die entwässerten Feststoffe 116 werden nach dem Durchlaufen einer Trocknung 311 einer Kompaktieranlage 312 zur Herstellung eines Brennstoffes zur thermisch/stofflichen Verwertung in einer Vergasungs- oder Verbrennungsanlage 317 zugeführt.
Die mit Organik hochbelastete Flüssigkeit 132 wird in einem Zwischenspeicher 134 gespeichert und je nach Bedarf zur Biogasgewinnung einem Fermenter 138 zugeführt.
In dem Fermenter 138 wird unter Einwirkung von Methanbakterien aus dem organisch hochbelasteten Umlaufwassser 132 Biogas 144 gewonnen. Dabei fällt entmachtetes Abwasser 146 an, das als entmachtetes Faulwasser 159 einer Nassoxidation 164, 164.1 zugeführt werden kann.
Das bei der Nassoxidation 164, 164.1 anfallende oxidierte Stoffgemisch 23 wird einer Trennanlage 168 zur Gewinnung von feststofffreien Abwasser 170 zugeführt, welches einer Abwasserreinigungsanlage 148 und/oder als Verdünnungswasser 4 für den Stofflöser 1 , 1.1 verwendet wird. Die in der Trennanlage 148 abgetrennten Feststoffe werden als Rohkompost 212 verwendet. Das gereinigte Abwasser 150 der Abwasserreinigungsanlage 148 wird der Kanalisation und/oder als Betriebswasser 82 der Wascheinrichtung 80 und/oder der Stofftrennanlage 300 zugeführt. In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abfallbehandlungsanlage dargestellt. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die Abfallbehandlungsanlagen nach den Figuren 1 und 2 verwiesen und es werden lediglich einige Unterschiede zwischen den Abfallbehandlungsanlagen nach den Figuren 1 und 2 und der Abfallbehandlungsanlage nach Figur 3 erläutert.
Der wesentliche Unterschied zu den vorbeschriebenen Abfallbehandlungsanlagen nach den Figuren 1 und 2 besteht darin, dass der Zwischenspeicher 134 zur Speicherung des mit Organik hochbelasteten Umlaufwassers 132 nach der Stofftrennung 98, als Hydrolsyseaktor 162 betrieben werden kann, so dass das Umlaufwasser 132 in dem Zwischenspeicher 134 einer Hydrolyse unterzogen werden kann und dann als aufbereitetes Umlaufwasser der Gärstufe 138 zugeführt wird. Die Hydrolyse 162 erfolgt vorzugsweise ungesteuert. Ein möglicher Aufbau und eine mögliche Betriebsweise des als Zwischenspeicher 134 ausgeführten Hydrolysereaktors ist in den Figur 15, 16, 17 und 20 der vorgenannten PCT-Anmeldung gezeigt, auf die ausdrücklich Bezug genommen wird.
Ein weiterer Unterschied zu den vorbeschriebenen Abfallbehandlungsanlagen nach den Figuren 1 und 2 besteht darin, dass anstelle eines Stofflösers zwei Stofflöser 1 , 1.1 in Reihe hintereinander geschaltet sind. Hier wird ausdrücklich auf die Figurenbeschreibungen zu den Figuren 12, 13 und 14 der vorgenannten PCT-Anmeldung verwiesen.
Ein anderer Unterschied zu den vorbeschriebenen Abfallbehandlungsanlagen nach den Figuren 1 und 2 besteht darin, dass beispielhaft drei Reaktoren zur Durchführung der Nassrotte 164, 164.1 nach der Fermentation 138 dargestellt sind. Hier wird ausdrücklich auf die Figurenbeschreibungen zu den Figuren 15, 16, 18 und 21 der vorgenannten PCT-Anmeldung verwiesen.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand des Verfahrensschemas gemäß Figur 4 erläutert. Dieses Verfahrensschehma entspricht hinsichtlich der Grundstruktur demjenigen aus Figur 3, so dass hier nur die wesentlichen Verfahrensschritte erläutert werden. Der angelieferte Abfall 60 wird in einen Flachbunker zwischengespeichert und mittels beispielsweise eines Radladers 321 oder eines Greiferbaggers 322 verteilt und zur nächsten Verfahrensstufe transportiert. Dabei werden große Störstoffe 323 abgetrennt und mittels Handsortierung in unterschiedliche Fraktionen aufgeteilt, die dann in entsprechenden Containern, beispielsweise für Metall, Glas, PVC, Textilien, Schuhe, Holz, Kunststoff / PET etc. aufgenommen werden.
Die im Abfall enthaltenen Säcke werden mittels eines Sacköffners 330 geöffnet und zerkleinert werden. Dieser Sacköffner 330 wird im Folgenden anhand der Figuren 5 bis 7 näher erläutert. Dabei werden die zerkleinerten/zerrissenen Abfallbestandteile mittels eines Ballistik- Windsichters 68 weiter aufgeteilt, wobei Schwer-/Störstoffe 70 der vorgenannten Handsortierung 324 und der entsprechenden Zuordnung zugeführt werden. Der verbleibende, von Schwer-/und Störstoffen 70 befreite Restmüll 71 wird dann einer Sieb- und Klassieranlage 350 zugeführt, die im Folgenden anhand der Figuren 8 bis 10 erläutert wird. Über diese als Spiralsiebanlage ausgeführte Sieb- und Klassieranlage 350 wird die Abfallfraktion weiter aufgeteilt, wobei durch eine weitere ballistische Klassierung Schwergut der vorgenannten Handsortierung 324 zugeordnet wird. Der Siebdurchlauf 2 wird einem Stofflöser 1.1 zugeführt. Der Siebüberlauf, beispielsweise größere Kunststoffteile, Kartonagen, etc. wird einem Schredder 503 zugeführt und in zerkleinerter Form 504 in einen Trockner 311 eingetragen.
Im Stofflöser 1 wird der Siebdurchgang 2 suspendiert und gelöst, wobei Stör- und Schwerstoffe 18 über die Austrittsschleuse 14, 16 abgezogen werden. Dem Stofflöser 1.1 ist eine Zusatzvorrichtung 400 zur Schwimmstoff- insbesondere Kunststoffabscheidung zugeordnet. Diese auf dem Flotationsprinzip wirkende Zusatzeinrichtung wird im Folgenden anhand der Figuren 11 bis 13 erläutert.
Die abgezogenen Schwimmstoffe werden mittels der Zusatzeinrichtung 400 entwässert und über den entstehenden Entwässerungsdruck 407 zum vorgenannten Schredder 503 gefördert und von da in den Trockner 311 eingetragen. Das Trockengut wird aus dem Trockner 311 abgezogen und über geeignete Verfahren, beispielsweise über elektronische Detektion in unterschiedliche Fraktionen (Papier, Karton; Mischplastik; PVC; PET, Inertglas 94, Eisenmetalle 90 und Nichteisenmetalle 91) aufgetrennt. Diese elektronische Stofftrennanlage für die getrockneten Wertstoffe ist in Figur 4 mit den Bezugszeichen 311.1 bezeichnet. Die im Stofflöser 1.1 erzeugte Suspension 20/20.1 (von Kunststoffen befreit) enthält einen hohen Anteil an organischen Materialien. Die über die Schleuse 14, 16 abgezogenen Störstoffe 18 werden über geeignete Auftrennverfahren in Eisen- und Nichteisenmetalle und sonstige Stoffe 90, 92, 94 aufgeteilt und gelagert. Die organische Bestandteile 453 enthaltende Suspension 20.1 wird dann einer Quetschvorrichtung 450 zugeführt, in der die Organikbestandteile vermust, d. h., in einen breiigen Zustand übergeführt werden. Diese Quetschvorrichtung 450 wird anhand der Figuren 14 bis 16 erläutert.
Diese Zerkleinerung und Vermusung kann durch Zuführen von gereinigtem Abwasser 150 beschleunigt werden. Die breiartige Masse 458 (Mus) wird dann einem zweiten Stofflöser 1.1 zugeführt und dort weiter gelöst. Die über eine Schleuse 14, 16 abgeführten Stör-/Schwerstoffe werden beispielsweise in der dem ersten Stofflöser 1.1 zugeordneten Trennanlage in die Fraktionen 90, 94, 92 aufgeteilt. Die nach dem zweiten Stofflöser 1.1 vorliegende Suspension 20 wird dann einer Stofftrennanlage 300 zugeführt, wie sie in der eingangs genannten PCT-Patentanmeldung beschrieben ist. Hinsichtlich der Details dieser Stofftrennanlage 300 kann daher auf Figur 22 der PCT-Patentanmeldung verwiesen werden. Die Trennanlage 300 enthält einen Faserstoffabscheider sowie einen Sandwäscher. Des Weiteren werden in der Trennanlage anfallende Feststoffe 116 entwässert und dem nach dem Schredder 503 vorliegenden Stoffstrom hinzugefügt. Der gereinigte Feinsand 130 wird abgezogen und feinste Faserstoffe aus dem verbleibenden, organisch hoch belasteten Wasser mittels einer Feinsiebanlage 98.1 abgetrennt. Das nach der Trennanlage von Sand, Faserstoffen etc. befreite Umlaufwasser wird dann in einen Zwischenspeicher (Puffer) 134 geleitet, der gemäß den eingangs beschriebenen Ausführungsbeispielen auch als Hydrolysereaktor 162 betrieben werden kann. In dem Zwischenspeicher 134 aufgenommenes organisch hochbeladenes Wasser 132 kann dann über eine Pumpe abgezogen und der Biogasanlage 138 zugeführt werden, wobei das entstehende Biogas 144 energetisch verwertet wird. So kann es beispielsweise als Heizmedium für den beschriebenen Prozess verwendet werden.
Das in der Biogasanlage 138 anfallende entfrachtete Abwasser 164 kann dann nach einer Erwärmung in einem Wärmetauscher 140 (durch das Heizmedium 142 beheizt) dem ersten Stofflöser 1.1 zugeführt werden. Prinzipiell kann das entfrachtete Abwasser auch einem Reaktor 174 zur Nassoxidation (Nassrotte) 164 zugeführt werden. In diesem Reaktor 174 wird die nicht anaerob abbaubare Organik veratmet und der Stickstoff als Ammoniak ausgetrieben. In der Nassrotte 164 wird somit das Umlaufwasser 132 entstickt und eine Aufkonzentrierung von Ammonium verhindert, welche die Biologie im Fermenter 138 stört und die Gasproduktion und Abbauleistung hemmt. Weitere Einzelheiten zur Nassoxidation finden sich in der genannten PCT-Anmeldung.
Das von Ammonium befreite Umlaufwasser kann an einer Abwasserreinigungsanlage 148 mit einer Mikrofiltration und einer Umkehrosmose zugeführt werden. Dieser Abwasserreinigungsanlage 148 kann auch ein Teil des im Zwischenspeicher 134 aufgenommenen beladenen Abwassers zugeführt werden, wobei dieser Abwasserstrom durch Hydrolysierung im Zwischenspeicher / Hydrolysereaktor 162 aufgeschlossen wird. Das nach der Abwasserreinigung (Mikrofiltration, Umkehrosmose, etc.) vorliegende Betriebswasser 150 kann dann wieder als Umlaufwasser dem Prozess zugeführt werden, wobei es beispielsweise den Schwerstoffen 18 nach dem ersten Stofflöser 1.1 , der Quetschvorrichtung 450 oder der Trennanlage 300 zugeführt werden kann. Eventuell anfallendes Überschusswasser 147 wird abgezogen und beispielsweise in die Kanalisation eingeleitet. Das bei der Trocknung im Trockner 311 anfallende Brüdenkondensat 311.2 wird der Abwasserreinigungsanlage 148, vorzugsweise zwischen der Mikrofiltration und der Umkehrosmose zugeführt.
Wie desweiteren Figur 4 entnehmbar ist, kann das bei der Schwer-/ Störstofftrennung nach dem Stofflöser 1.1 anfallende, organisch hoch beladene Abwasser gemeinsam mit dem nach der Sandwäsche anfallenden Abwasser im Zwischenspeicher 134 gespeichert und dann in der vorbeschriebenen Weise aufbereitet werden.
Nach der Nassoxidation 164 oder an sonstiger Stelle anfallende Feststoffe können noch einer Entwässerungseinrichtung 168 zugeführt werden, wobei die entwässerten Feststoffe 116 im Trockner 311 getrocknet werden. Der anfallende Presssaft 210 kann beispielsweise der Trennanlage 300 zugeführt werden. Wie in Figur 4 des Weiteren angedeutet ist die Abfallaufbereitungsanlage mit einer Abluftbehandlung ausgeführt, wobei diese beispielsweise einen sauren Luftwäscher 172 und eine weitere Reinigungsstufe 240 aufweisen kann.
Das vorbeschriebene Anlagenkonzept kann praktisch zur Verarbeitung jedweden Abfalls verwendet werden. Prinzipiell können auch Inkontinenzprodukte verarbeitet werden oder zumindest das erfindungsgemäße Verfahren mit Verfahren zur Verarbeitung von Inkontinenzprodukten kombiniert werden. Es können auch in einer Wertstofftonne anfallende Wertstoffe wie Papier, Karton, PET, Glas verarbeitet werden. Derartige Wertstofftonnen werden beispielsweise in Frankreich, England, USA, Kanada, Italien etc. eingesetzt. Das mit dem Abfallaufbereitungsverfahren abgetrennte PVC kann in einer zentralen Recyclinganlage verwertet werden. Die gemäß den vorbeschriebenen Schritten aussortierten Mischkunststoffe können beispielsweise zu Dieselkraftstoff, Inertmaterialien, incl. Glas kann beispielsweise zu Split weiterverarbeitet werden. Somit kann die Anlage mit Ausnahme von Textilien, Schuhen etc., die etwa 9 % des gesamten Inputs ausmachen, im Wesentlichen Outputfrei gefahren werden.
Der Anmelder behält sich vor, auf die neuen mechanischen Aufbereitungstechniken gemäß dem Sacköffner 330, der Sieb- und Klassieranlage 350, der Zusatzvorrichtung 400 für den Stofflöser 1.1 und der Quetschvorrichtung 450 eigene unabhängige Ansprüche zu richten und diese in Teilanmeldungen weiter zu verfolgen.
Die Figuren 5 bis 7 zeigen einen neuartigen Sacköffner 330 welcher über den Greiferbagger 322 mit grobvorsortiertem Restmüll 326 über den Aufgabetrichter 331 beschickt wird.
Je nach Durchsatzleistung der Anlage variieren die Druchmesser d und die Längen L1 und L2.
Z. B. für eine Durchsatzleistung von 10 bis 15 Mg/h (entspricht ca. 20 bis 30 m3/h) würde der Durchmesser d ca. 700 mm und die Längen L1 und L2 ca je 6.0 m betragen.
Die Belade- und Stopfschnecke 332 verfügt über eine Drehzahlregulierung, damit im Normalbetrieb die Schnecke 332 um ca. 30 bis 40 % weniger schnell dreht als die Reissschnecke 333 welche auch mit einer Drehzahlregulierung ausgerüstet ist.
Die von der Belade- und Stopfschnecke 332 bereits angerissenen Säcke und Gebinde mit Müllbestandteilen 334 werden durch die größere Steigung S1 (entspricht ca. d/2 in die Reissschnecke 333 mit der kleineren Steigung S2 entspricht ca. d/3), hineingedrückt und dabei aufgerissen. Kleinere Pack- und Papiersäcke mit einem Inhalt von 1 bis 3 Litern können dabei teilweise unversehrt druchschlüpfen. Langteile wie z. B. Skier und Holz mit einem Durchmesser bis zu 100 mm werden zerbrochen. Bei größeren Teilen, vor allem Stahl, wie Kurbelwellen etc. blockiert die Maschine und reversiert zwei Mal bevor ein Alarm anhebt. Danach muss der Deckel 336 geöffnet werden und die Störstelle von Hand oder mit einem bereitgestellten Greif- oder Schneidwerkzeug entfernt werden (z. B. eine Hydraulikschere, welche auch bei Feuerwehreinsätzen verwendet wird).
Mit dem nachgeschalteten Ballistiksichter 68 welcher hier als Schrottlaufband 68.1 dargestellt ist, werden durch die regelbare Geschwindigkeit des Bandes 68.1 mit ca. 1 ,5 bis 3,5 m1 pro Sekunde die Schwerteile 70 weitergeschossen als die Leichtteile 71 , welche zusätzlich durch den abfallenden Luftstrom 68.2 aus dem Gebläse 62.3 nach unten 71.1 geleitet werden und als "leichte" Müllfraktion 71 in den Förderer 68.4 geleitet werden. Mit dem Förderer 68.3 werden die Schwerstoffe 70 zur Handsortierung 324 gefördert.
Die Figuren 8 bis 10 zeigen eine neuartige Sieb- und Klassierungsanlage 350, welche die großen verschleißträchtigen Trommelsiebanlagen ersetzt.
Die Grundfunktion besteht aus zwei übereinander angeordneten Spiralen (Schnecken) 351 und 352 wobei die oben liegende Spirale 351 über ein Lochsieb 353 verfügt, durch welche über die Scherkräfte der Spirale 351 Kleinteile mit hohem Organikanteil 354 sowie Kleinbeutel 355 öffnet und deren Inhalt entsprechend der gewählten Siebgröße 353 der untenliegenden Spirale zuführt.
Die großflächigen Kunststofffolienteile 356 sowie Hartteile 357, welche nicht durch die Siebe 353 fallen, werden in den Abwurfschacht 359 ausgetragen. Das herabfallende Material 358, welches aus Leicht- und Schwerstoffen besteht, wird durch einen Windsichter 360 klassiert. Durch den Luftstrom 361 werden die Leichtteile wie Papier, Kartonagen und Kunststoffteile 362 in den Schacht 363 geblasen.
Die untenliegende Spirale 352 fördert den sogenannten organikreichen Siebunterlauf 354 in den Stofflöser I 1.1.
Das obere Sieb ist zur Wartung und evtl. Entfernung von Störstoffen mit einer aufklappbaren Abdeckvorrichtung 364 versehen. Die untenliegende Fördereinrichtung 352 kann durch eine Abklappvorrichtung 365 (wie hier dargestellt) oder durch andere mechanische Vorrichtungen für die Wartung zugänglich gemacht werden.
Je nach Durchsatz und Abscheideleistung wird der Spiraldurchmesser d gewählt. Die Länge L1 entspricht je nach der gewünschten Aufenthalts- und Durchlaufzeit zwischen 15 bis 20 mal dem Durchmesser d. Das sieblose Endstück L2 beträgt ca. 4 mal den Durchmesser d.
Die Siebteilung gemäß der Figur 10 richtet sich nach dem Wassergehalt, Organikanteil und dem flächigen Kunststoffanteil im zugeführten Restmüll (). Die hier dargestellte Teilung entspricht einer Müllsammlung in Plastiksäcken mit einem Trockensubstanzanteil von 50%.
Gewählt wurde für:
- a = 90 mm
- b = 40 mm
- c = 60 mm
Je nach Müllzusammensetzung können sich diese Abmessungen (a bis c) um ca. ± 30% ändern.
Die Figuren 11 bis 13 zeigen den Stofflöser 1.1 mit einer Zusatzvorrichtung 400 im Abzugdom 288.
Durch den abgesenkten Wasserspiegel 286.1 des Stofflösers 1.1 sammeln sich die schwimmenden Kunststoffanteile durch die Flotation 156 / 18a im Dom 288 des Stofflösebehälters 6. Bei geöffnetem Schieber 401a fließt die Suspension als von Störstoffen 18 befreites Gemisch 20 weiter zur Anlage 450. Um die Kunststofffraktion 402 gezielt zu erfassen und abzuziehen, geschieht dies durch die Vorrichtung 400. Die Flotation 36/150 wird gedrosselt und das Rührwerk 272 abgestellt sowie der Schieber 401b geschlossen, dadurch wird der Flüssigkeitspegel von 286.1 um die eingestellte Höhe h2 auf den Überlaufpool 286 angehoben. Nun läuft das Substratwasser 20 zusammen mit den Kunststoffen 402 über in die Entwässerungsspirale 403, unter welcher ein Sieb- und Entwässerungskorb 404 angebracht ist, welcher mit einer Spaltbreite von 0,2 bis 1 ,5 mm das mitgerissene Wasser ablaufen lässt. Mit der Spirale 405 werden die Kunststoffe zur etwas langsamer laufenden Hochförderspirale 406 gedrückt. Durch den Druck 407 werden die Kunststoffe zusätzlich entwässert. Die von den schwimmenden Kunststoffen 402 weitestgehend befreite Suspension 20 wird über den Überlauf 408 zur Einrichtung 450 geleitet.
Je nach Müllzusammensetzung und deren Kunststoffanteile wird dieser Vorgang (welcher ca. 10 Minuten dauert) mindestens einmal pro Stunde durchgeführt.
Die Figuren 14 bis 16 zeigen eine Quetschvorrichtung 450 für die organischen Bestandteile aus der von Kunststoffen 402 und Störstoffen/Mineralien 18 befreiten Suspension 20.
Zuerst wird in einer Trommelsiebanlage 451 bei einer Siebspaltweite zwischen 0,5 bis 5,0mmm die Suspension 20 getrennt in wässrige, gelöste Organik 452 und feste oder fasrige Stoffe 453 wie Obst, Gemüse, Essensreste und andere organische Abfälle, welche sich im Resthausmüll befinden.
Die beiden gegeneinander rotierenden Walzen 454, 455 ziehen die Abfälle 453 über den Trichter 456 ein und zermahlen oder zerquetschen die Abfälle ähnlich wie Apfelmus. Das Mus 457 wird mit dem Überlaufwasser 452 gemischt und verlässt die Vorrichtung über Ablauf 458 in Richtung Stofflöser Il 1.1.
Die in Radialrichtung nicht bewegbare Walze 454 wird über ein Regelgetriebe 454.1 angetrieben und hat eine höhere Drehzahl als die auspendelnde Gegenwalze 455. Durch diese Einrichtung wird der Einzug- und Quetscheffekt nachhaltig verbessert. Die Gegenwalze 455 verfügt ebenfalls über einen drehzahlgeregelten Antrieb 455.1.
Der Abstand S zwischen den beiden Walzen 454, 455 ist auf ca. 1 mm eingestellt.
Falls widererwarten Feststoffteile eingezogen werden (z. B. Steine im Gemüse oder Kartoffeln) verfügt die Walze 455 über eine Anpress- und Anlenkvorrichtung 459, hier dargestellt durch eine pneumatische Einrichtung mit Kolben 459 und Kompressor 460. Die Auslenkung 461 ist begrenzt auf max. 50mm, bei einer Überschreitung wird die Anlage abgestellt uned der Störstoff entfernt. Die Figur 12 zeigt eine Riffelung 462 auf den Walzenoberflächen, welche vorteilhaft, wie dargestellt (siehe Figur 15), im 45° Winkel zur Laufachse verlaufen. Die Breite b und die Tiefe t der Riffelung 462 liegt etwa zwischen 6 bis 10mm. Der Abstand a beträgt ca. 100mm.
Die vorbeschriebenen mechanischen Einrichtungen gemäß den Figuren 5 bis 16 können auch bei den Verfahren gemäß den Figuren 1 bis 3 eingesetzt werden.
Offenbart ist ein Verfahren zur Behandlung von nicht ablagerungsfähigem Abfall mit organischen Bestandteilen bei dem nach einem Lösen organischer Bestandteile in einem Stofflöser eine Stofftrennung einer in dem Stofflöser gewonnenen Suspension durchgeführt wird, die dann als mit Organik hochbelastetes Umlaufwasser einer Fermentation zugeführt werden kann, sowie eine Abfallbehandlungsanlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
Bezuqszeichenliste
1 Stofflöser
1.1 Stofflöser
2 Inputmaterial
4 Verdünnungswasser
6 Stofflösebehälter
8 Mischung
10 Eintrittsschleuse
12 Boden
14 Ausschleuseöffnung
16 Austrittsschleuse
18 Stör-/Schwerstoff
20 aufgeschlossene Suspension
20.1 Suspension ohne Kunststoffe
21 aufbereitete Suspension (Hydrolyse)
22 Kopf
23 oxidiertes Stoffgemisch (Nassrotte)
23a oxidiertes Stoffgemisch (Nassrotte)
23b oxidiertes Stoffgemisch (Nassrotte)
24 Gasstrompumpe
26 Innenrohr
27 Düsenplatte
28 Gaseinpressdüse
30 Druckluftleitung
32 Steuerventil
34 Windkessel
36 Druckluftverdichter
38 Saugleitung
40 Transportluft
42 Gasabzugsraum
44 Prallplatte
46 Doppelmantel
47 Isolation
48 nach oben gerichtete Suspensionsströmung
50 Druckluftblase
52 Druckluft
54 Pegel 56 Ringraum
58 Leitblech
60 Abfall
62 Siebanlage
64 Siebüberlauf
66 Umschalteinrichtung- und/oder Dosiereinrichtung
68 Sichtungsanlage (Ballistik- und Windsichter)
68.1 Beschleunigungsband
68.2 Luftstrom
68.3 Förderer
68.4 Förderer
70 Schwer-/Störstoffe
71 Restmüll ohne Schwerstoffe
72 Leichtstoffe
74 Mischanlage
76 Suspension
78 Siebdurchlauf
80 Wascheinrichtung
82 Betriebswasser
84 gereinigte Schwerstoffe
86 Eisenmetallabscheider
88 Nichteisenmetallabscheider
90 Eisenmetallanteil
92 Nichteisenmetallanteil
94 sonstige Stoffe
96 verschmutztes Betriebswasser
98 Faserstoffabscheider
98.1 Feinsiebanlage
100 Faser-/Schwimmstoffe
102 organikhaltiges Wasser
104 Feststoffsieb- und Waschanlage
106 Reinigungszone
108 Umlaufwasser
110 Feststoffaustritt
112 abgereinigter Fest-/Faserstoff
114 Entwässerungspresse
116 entwässerte Feststoffe
118 Wasser mit gelöster Organik
120 Waschwasser 121 Mischwasser
122 Sandwäscher
123 Sandaustrag
124 vorgereinigter Feinsand
126 Rührwerk
128 Feinsandwascheinrichtung
130 gereinigter Feinsand
132 organisch hochbelastetes Umlaufwasser
133 Suspensionsgemisch
134 Zwischenspeicher
136 Pumpe
138 Fermenter
140 Wärmetauscher
142 Heizmedium
144 Biogas
146 entfrachtetes Abwasser
147 Überschusswasser
148 Abwasserreinigungsanlage
148.1 Mikrofiltration
148.2 Umkehrosmose
148.3 Salze in Trockner
150 gereinigtes Abwasser
152 Schieber
154 Bypassleitung
156 Einpressleitung
158 Mischwasser
159 Faulwasser
160 Störstoffe
162 Hydrolyse bzw. Versauern ngsstufe
164 Nassrott
166 Ringraum
168 Trennanlage
170 feststofffreies Abwasser
172 saurer Luftwäscher
174 Reaktor zur Nassrotte
176 Rührer
286 Mischungsspiegel (oben)
286.1 Mischungsspiegel (unten)
311 Trockung 311.1 Elektronische Stofftrennanlage zu trockenen Wertstoffe
311.2 Brüdenkondensat aus Trockner (mit Ammoniak)
320 Flachbunker
321 Radlader
322 Greiferbagger
323 große Störstoffe
324 Handsortierung und Zuordnung
325 Zuordnung in die entsprechenden Container
326 Vorsortierung Restmüll
330 Sacköffner
331 Beladetrichter
332 Belade- und Stopfschnecke
333 Reissspirale
334 Aufgerissene Müllsäcke
336 Service-Deckel
350 Spiralsiebanlage
351 Aufreiss- und Sortierspirale für Siebüberlauf
352 Förderspirale für Siebdurchlauf
353 Lochsieb
354 Siebdurchlauf-Material
355 Beutelaufreisser
356 Beutel- und Sackfolien
357 Materialien größer als Sieblochung
358 Siebüberlauf
359 Schwergut zur Handsortierung
360 Windsichter
361 Gebläseluftstrom
362 abgeblasenes Leichtgut
363 Leichtgutkanal zur Handsortierung
364 Kontroll- und Servicedeckel zu Siebüberlauf
365 mechanische Vorrichtung zur Öffnung des Siebunterlaufs
400 Stofflöser 1.1 mit zusätzlicher Kunststoffabscheidung
401a Substratschieber geöffnet
401b Substratschieber geschlossen
402 aufschwimmendes Plastik
403 Plastikeintrag in Spirale
404 Entwässerungssieb
405 Förder- und Entwässerungsspirale
406 Hochförderspirale 407 Entwässerungsdruck
450 Quetschvorrichung
451 Siebanlage
452 Flüssigkeitsauslass und Walzensprühanlage
453 Organische Materialien
454 feststehende Quetschwalze
454.1 Antrieb
455 lose Quetschwalze
455.1 Antrieb
456 Einfülltrichter
457 vermuste Organik
458 Auslass vermischtes Mus mit Wasser
459 Anpressvorrichtung
460 Drucklufterzeugung
500 Handsortieranlagen für Leicht- und Schwerstoffe
501 PVC-Container
502 Plastik-PET-Container
503 Schredder für Kunststoffe
504 Eintrag in Trockner

Claims

- 22 -Ansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen mit den Schritten:
Lösen organischer Bestandteile in einem Stofflöser (1; 1.1) und Übergang organischer Bestandteile in eine Suspension (20), Stofftrennung (98, 104, 122; 300) zur Abtrennung von Fest- und Faserstoffen aus der Suspension (20), und
Fermentation des in der Stofftrennung von Feststoffen befreiten organisch hochbelasteten Umlaufwassers (132) in einer Gärstufe (138).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das organisch hochbelastete Umlaufwasser (132) in einem Zwischenspeicher (134) gespeichert wird, der als Hydrolysereaktor betrieben werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das organisch hochbelastete Umlaufwasser (132) als bei einer Hydrolyse aufbereitetes Umlaufwasser der Gärstufe (138) zugeführt wird.
4. Abfallbehandlungsanlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Stofflöser (1 ; 1.1), einer Stofftrennung (98, 104, 122; 300) und einer Gärstufe (138).
5. Abfallbehandlungsanlage nach Anspruch 4, wobei ein Zwischenspeicher (134) zum Speichern von einer einer Gärstufe (138) zuführbaren organisch hochbelasteten Flüssigkeit (132) als Hydrolysereaktor betreibbar ist.
6. Abfallbehandlungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, mit einem Sacköffner (330) zum mechanischen Aufbereiten von in Säcken oder dergleichen angeliefertem Abfall.
7. Abfallbehandlungsanlage nach Anspruch 6, wobei der Sacköffner (330) eine Belade- oder Stopfschnecke (332) und eine dieser nachgeschalteten Reisschnecke (333) hat. - 23 -
8. Abfallbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 7 mit einer Sieb- und Klassieranlage (350) für den angelieferten Abfall, wobei diese eine Aufreiss- und Sortierschnecke (351) mit Lochsieb (353) hat, der einer Förderspirale (352) zugeordnet ist, über die der Siebdurchgang zur weiteren Verarbeitung führbar ist.
9. Abfallbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 8 mit einer einem Stofflöser (1.1) zugeordneten Zusatzvorrichtung (400) zum Abziehen von Schwimmstoffen, insbesondere Kunststoffen aus dem Stofflöser (1.1).
10. Abfallbehandlungsanlage nach Anspruch 9, wobei in einem Abzugsdom (288) des Stofflösers (1.1) ein erhöhter Flüssigkeitsspiegel (286) vorliegt, von dem die Schwimmstoffe abziehbar sind.
11. Abfallbehandlungsanlage nach Anspruch 10, wobei im Bereich des erhöhten Flüssigkeitsspiegels (286) ein Überlauf vorgesehen ist, über den beim Schliessen eines Absperrorgans (401b) im Ablauf die Schwimmstoffe zu einer Fördereinrichtung (403) gelangen.
12. Abfallbehandlungsanlage nach Anspruch 11 , wobei die Fördereinrichtung eine Entwässerungsspirale oder -Schnecke (403) ist.
13. Abfallbehandlungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 12, mit einer einem Stofflöser (1.1) vorgeschaltetem Quetschvorrichtung (450) zum vermusen des Abfalls.
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