DE10016584A1 - Verfahren zur Abfallbehandlung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abfallbehandlung, bei welchem der Abfall von Wertstoffen wie erforderlich befreit wird, der wie erforderlich wertstoffbefreite Restabfall getrocknet wird, ein fester, zumindest im wesentlichen trockener Wärmeträger zugemischt und das Gemisch in der Wärme in ein Material zur Ausbildung einer biologisch inaktiven, wasserunlöslichen Ummantelung eingeschlossen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abfall­ behandlung.

Die Behandlung von Abfällen ist wesentlich, um das Wohl der Allgemeinheit sicherzustellen und eine Gefährdung des Lebens und/oder der Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen, sowie eine Gefährdung von Ökosystemen oder Teilen derselben durch Abfälle zu vermeiden. Das Bestreben geht dahin, das An­ fallen von Abfällen nach Möglichkeit zu vermeiden und über­ dies eine weitgehende Verwertung oder ein Recycling zu ermög­ lichen. Dies ist jedoch nicht vollständig und in allen Fällen möglich, sodass stets eine bestimmte Menge an Abfällen an­ fällt, die sich weder durch Vermeidung noch durch Verwertung reduzieren lässt.

Damit diese unvermeidbaren Abfälle Mensch und Umwelt nicht gefährden, muß eine langjährige Sicherheit gegen Umweltprobleme gewährleistet sein; zugleich ist eine preiswerte Ent­ sorgung gewünscht.

Es gibt bereits eine Vielzahl von Abfallbehandlungsverfahren.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zur Abfallbehandlung anzugeben, welches eine kostengünstige und dennoch sichere Abfallentsorgung ermög­ licht.

Im unabhängigen Verfahrensanspruch wird angegeben, wie dieses Ziel erreicht wird. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Die vorliegende Erfindung schlägt somit zunächst ein Verfah­ ren zur Abfallbehandlung vor, bei welchem der Abfall von Wertstoffen wie erforderlich befreit wird, der wie erforder­ lich wertstoffbefreite Restabfall getrocknet wird, ein fe­ ster, zumindest im wesentlichen trockener Wärmeträger zuge­ mischt und das Gemisch in der Wärme in ein Material zur Aus­ bildung einer biologisch inaktiven, wasserunlöslichen Umman­ telung eingeschlossen wird.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, dass der wertstoffbefreite Restabfall leicht mit einer innerten Ummantelung versehen werden kann, sofern dies unter geeigneter Erwärmung geschieht. Es wurde erkannt, dass es nicht sinnvoll ist, den wertstoffbefreiten Restabfall selbst auf die bei typischen Materialien zur Ummantelungsbildung er­ forderlichen Temperaturen zu erwärmen; vielmehr führt es zu besseren Ergebnissen, wenn ein Wärmeträger in im wesentlichen trockenen Zustand zugemischt wird und dann das erwärmte Gesamtgemisch aus wertstoffbefreitem Restabfall und im wesent­ lichen trockenen Wärmeträger in der Wärme ummantelt wird.

Bei der Wertstoffbefreiung aus dem Abfall können Eisenmetal­ le, Nichteisenmetalle wie Buntmetalle, Kunststoffe, Glas, Steine, Schutt und/oder thermisch verwertbare Substanzen wie Holz und/oder Papier entfernt werden. Diese Wertstoffbefrei­ ung ist per se gängig.

Der wertstoffbefreite Restabfall wird bevorzugt vor der Ver­ mischung mit dem Wärmeträger zerkleinert. Dabei kann auf eine typische Zerkleinerung bis auf eine Teilchengröße von um 40 mm Rückgriff genommen werden. Diese hat sich als für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet herausgestellt. Eine gröbere Zerkleinerung führt dazu, dass typisch ummantelndes Material die Restabfallteilchen nicht mehr vollständig genug in der Wärme umschließt oder die Mischzeiten zu hoch werden; eine zu geringe Restabfallgröße von unter 3 bis 5 mm maxima­ ler Teilchengröße führt hingegen dazu, dass zuviel ummantel­ tes Material verwendet und damit später deponiert werden muß. Es ist bevorzugt, die Zerkleinerung des Restabfalles vor des­ sen Trocknung durchzuführen.

Bei der Trocknung des wertstoffbefreiten Restabfalls ist es bevorzugt, diesen auf einen Wassergehalt von unter 25% zu trocknen. Ein höherer Restwassergehalt führt zu Problemen bei der Ummantelung, da der wertstoffbefreite Restabfall dann zu feucht ist. Noch günstigere Ergebnisse ergeben sich bei einem Restwassergehalt um 20% oder darunter, wobei eine Trocknung auf weniger als 15% aber keine signifikanten Vorteile mehr bei der Ummantelung mit sich bringt, jedoch einen erhöhten Trocknungsaufwand bedingt. Es ist möglich und bevorzugt, den wertstoffbefreiten Restabfall auf einen Wassergehalt zwischen 25 und 15% durch biologische Trocknung zu bringen, wobei die biologische Trocknung durch die Erwärmung aufgrund mikrobiel­ ler Tätigkeit im Restabfall vonstatten geht. Die Trocknung wird dabei bevorzugt unter Belüftung des Restabfalls erfol­ gen, und zwar typisch entweder auf einer offenen Fläche, in welcher bevorzugt Lüftungskanäle vorgesehen sind, oder in ge­ schlossenen Systemen, wie in belüfteten Containern, wo die biologischen Prozesse, die zur Wärmebildung und damit zur Trocknung führen, gezielt unterstützt werden können. Die bio­ logische Trocknung wird in mittleren Breiten und den dort üb­ lichen Wetterbedingungen typischerweise bei Ausgangswasserge­ halten des wertstoffbefreiten Restabfalls von 50% ein bis zwei Wochen, typisch zehn Tage dauern.

Als Material kann zur Ummantelungsbildung zunächst Zement und/oder Wasserglas verwendet werden. Das so erzeugte umman­ telte Material kann beispielsweise für Bauwerke wie Lärm­ schutzwände oder dergleichen eingesetzt werden.

In einer besonders bevorzugten Variante wird hingegen als um­ hüllendes Material Bitumen beziehungsweise bitumenartige Tee­ re verwendet. Dabei werden 10 bis 20 Gewichtsprozent Bitumen bezogen auf die Gewichtsmenge der Restabfall-Wärmeträger­ mischung bevorzugt verwendet. Eine darunter liegende Ge­ wichtsmenge Bitumen führte zu ungenügender Ummantelung, eine wesentlich über 20% liegende Bitumenmasse verbessert die Um­ mantelungsergebnisse und anderen Eigenschaften des umhüllten Konglumats nicht mehr weiter, so dass lediglich die Gesamtko­ sten für das Verfahren aufgrund der höheren Bitumenmenge an­ steigen.

Als Wärmeträger kann ein Feststoff verwendet werden, der ins­ besondere einen hohen Anteil an anorganischen Substanzen aufweist. Geeignete Wärmeträger sind Splitt und/oder zekleiner­ ter Bauschutt. Letzterer ist besonders bevorzugt, da er sehr preiswert erhältlich ist. Der Wärmeträger wird typischerweise eine Korngröße von 10 bis 15 mm aufweisen, was unter der ma­ ximalen Größe des wertstoffbefreiten zerkleinerten Restab­ falls liegt, um so eine bessere Durchmischung von Wärmeträger und wertstoffbefreitem Restabfall zu gewährleisten, wodurch eine gleichmäßige Erwärmung des wertstoffbefreiten Restab­ falls möglich wird.

Der Wärmeträger kann auf Temperaturen von über 200°C erwärmt werden, bevor er den Restabfall zugemischt wird. Bevorzugt sind Temperaturen von um 300°C. Darüber liegende Temperaturen führen zu einer lokalen Überhitzung, zu niedrige Temperaturen bewirken, daß der erfindungsgemäße Effekt nicht in vollen Um­ fange zum Tragen kommen wird.

Es ist bevorzugt, wenn die Gesamtmischung eine Temperatur von ca. 70°C einnimmt, wenn sie ummantelt wird. Die Mischungsver­ hältnisse von Restabfall und Wärmeträger können hieran ange­ passt werden.

Das ummantelte, insbesondere mit Bitumen ummantelte Gemisch wird bevorzugt warm deponiert. Dies erlaubt es, noch vor dem Erstarren und/oder Aushärten des ummantelten Gemisches eine Verdichtung vorzunehmen, beispielsweise mit den im Straßenbau üblichen Maschinen.

Es ist besonders bevorzugt, eine Ummantelung mit Bitumen vor­ zunehmen, da dies eine besonders sichere Abdichtung der Depo­ nie unter Verwendung des umhüllten Gemisches erlaubt. Bei der Abdichtung kann es sich um eine Basisabdichtung am Boden der Deponie handeln und/oder um eine Abdichtung der Oberfläche.

Es ist einleuchtenderweise möglich, eine Deponie vollständig aus Schichten aufzubauen, die aus ummantelten Bitumen be­ steht; dies ist sogar besonders bevorzugt, da hiermit ein be­ sonders grundwassersicherer Aufbau möglich ist.

Eine bestehende Deponie, die bereits mit herkömmlichem Re­ stabfall aufgeschichtet ist, kann nach oben hin mit dem um­ mantelten Gemisch abgedichtet werden. Der Vorteil der Abdich­ tung besteht darin, dass anders als bei Folienabdichtungen das abdichtende Material nicht reißen wird, keine Verschwei­ ßung von Folienbahnen oder dergleichen erforderlich ist und dennoch eine hohe Grundwassersicherheit gewährleistet ist.

Die oberflächliche Deckschicht aus dem erfindungsgemäß umman­ telten Material, insbesondere mit Bitumen ummantelten Materi­ al. kann mit einer im Straßenbau herkömmlichen Feinschicht abgedeckt werden, um eine erhöhte mechanische Festigkeit zu erzielen.

Die Erfindung wird im folgenden nur beispielsweise beschrie­ ben. In dieser zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine eingetiefte Deponie, die aus erfindungsgemäß ummantelten Material auf­ gebaut ist.

Nach Fig. 2 umfaßt eine allgemein mit 1 bezeichnete Restab­ falldeponie 1 in einer Einsenkung eine Reihe von Schichten 2a bis 2i, die eine Schichtstärke von jeweils ca. 15 cm aufwei­ sen und einem gewünschten Landschaftsverlauf folgen, wie durch die oberflächliche Erhöhung 3 angedeutet. Als oberste Schicht ist eine dünne Deckschicht 4 vorgesehen.

Die Schichten 2 bestehen aus bituminierten Restabfall und werden hergestellt wie folgt:

Zunächst wird Restabfall einer herkömmlichen Sortierung un­ terworfen, wobei Eisen und Nichteisenmetalle, Kunststoffe, Glas, Steine, Schutt und Bestandteile mit hohem Heizwert, wie Holz und Papier aussortiert und ihrer anderweitigen Verwer­ tung zugeführt werden. Der verbleibende, wertstoffbefreite Restabfall wird soweit zerkleinert, daß die Teilchengröße et­ wa 40 mm beträgt. Dann wird der Restabfall, der typisch einen Wassergehalt von etwa 50% aufweist, in einem belüfteten Con­ tainer biologisch unter Ausnutzung der von Mikroorganismen erzeugten Wärme getrocknet, bis sich ein Restwassergehalt von etwa 15% Restfeuchte eingestellt hat.

Danach wird das noch warme, biologisch getrocknete Material der Mischtrommel einer herkömmlichen Bitumenmischanlage zuge­ führt, wobei gleichzeitig Bauschutt-Recyclingmaterial mit ei­ ner Korngröße von bis zu 15 mm mit einer durch Vorerwärmung des Bauschutts auf etwa 300°C erhöhten Temperatur zugeführt wird. Der wertstoffbefreite Restabfall erwärmt sich dabei auf typisch etwa 70°C. Nach und/oder während gründlicher Durch­ mischung des Bauschutt-Recyclingmaterials und des wertstoff­ befreiten Restabfalls wird dem Mischgut, gegebenenfalls unter weiterer Heizung eine Gewichtsmenge von etwa 15% Bitumen zu­ gegeben, wobei eine weitere Durchmischung erfolgt. Recycling- Bauschutt, Bitumen und wertstoffbefreiter Restabfall werden bis zur vollständigen Ummantelung des wertstoffbefreiten Re­ stabfalls mit Bitumen vermischt, was in herkömmlichen Bitu­ menanlagen je Tonne Material nur etwa 5 Minuten in Anspruch nimmt. Der Wärmeträger, der seine Wärme nicht vollständig an den Restabfall abgegeben hat, wird dabei das Bitumen in ver­ flüssigter beziehungsweise verflüssigt bleibender Form immer wieder auf Restabfallteile bringen, bis diese vollständig um­ mantelt sind. Es erfolgt so eine vollständige Ummantelung des Restabfalls mit Bitumen.

Sobald die Vermischung abgeschlossen ist, wird das Material noch warm auf den Deponiekörper ausgebracht, dort in einer Schichtstärke um 15 cm ausgetragen und hernach verdichtet. Die Verdichtung erfolgt mit herkömmlichen Maschinen, wie aus dem Straßenbau bekannt.

Sobald die Schicht abgekühlt und damit ausgehärtet ist, ist die Auftragung der nächsten Schicht möglich. Die Schichten werden insgesamt so aufgetragen, daß sich Schichtstärken von mehreren Metern ergeben und der gesamte Deponiekörper sich der Landschaftsgestalt in gewünschter Weise anpaßt.

Sobald die Einbauhöhe erreicht ist, wird die Feinschicht 4, wie sie aus dem Straßenbau bekannt ist, in möglichst geringer Stärke aufgetragen, um so das Eindringen von Wasser und damit Frostschäden zu verhindern. Diese könnten andernfalls dazu führen, daß eindringendes Wasser einzelne Deponiebereiche allmählich auflockert und abtrennt. Selbst wenn Wasser ein­ dringen sollte, führt dies jedoch nicht dazu, daß Substanzen aus dem wertstoffbefreiten Restabfall in das Grundwasser ge­ langen können, da der gesamte Restabfall vollständig umman­ telt ist. Eine Folienabdeckung und/oder -dichtung oder der­ gleichen wird daher nicht benötigt.

Schon während des Deponiekörperaufbaus und auch danach liegt eine umweltneutrale, Sickerwasser nichtbelastende, faulgas­ bildungsfreie Deponie vor. Es ist einzuschätzen, daß der De­ ponieaufbau aus diesen Gründen auch ohne Überdachung erfolgen kann und beliebig lange Deponielagerzeiten aufgrund der bio­ logischen Inaktivität erzielbar sind.

Es sei erwähnt, daß das beschriebene Verfahren gegenüber der Verbrennung von Abfall wesentliche, insbesondere auch finan­ zielle Vorteile bietet.

Claims (21)

1. Verfahren zur Abfallbehandlung, bei welchem der Abfall von Wertstoffen wie erforderlich befreit wird, der wie erforderlich wertstoffbefreite Restabfall getrocknet wird, ein fester Wärmeträger zugemischt und das Gemisch in der Wärme in ein Material zur Ausbildung einer biolo­ gisch inaktiven, wasserunlöslichen Ummantelung einge­ schlossen wird.

2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Wertstoffbefreiung eine Entfernung von Eisen-, Nichteisenmetallen, Kunststoff, Glas, Steinen und/oder thermisch verwertbaren Substanzen zumindest teilweise um­ fasst wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wie erforderlich wertstoffbefreite Restabfall in zer­ kleinerter Form mit dem Wärmeträger vermischt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zerkleinerung des wie erforderlich wertstoffbefrei­ ten Restabfalls auf eine Teilchengröße von bis 40 Milli­ metern vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerung vor der Trocknung vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wie erforderlich wertstoffbefreite Restabfall auf ei­ nen Wassergehalt von unter 25%, bevorzugt 20%, insbe­ sondere bevorzugt um 15% getrocknet wird.

7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der wertstoffbefreite Restabfall biologisch getrocknet wird.

8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung unter Belüftung des Restabfalls erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material Zement und/oder Wasserglas verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass als umhüllendes Material Bitumen verwendet wird.

11. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge von 10 bis 20 Gewichtsprozent Bitumen bezogen auf die Gewichtsmenge der Restabfall-Wärmeträgermischung zugesetzt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fester, zumindest im wesentlichen trockener Wärmeträ­ ger mit einem hohen Anteil an anorganischen Substanzen verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Wärmeträger Splitt und/oder Bauschutt gewählt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest im wesentlichen trockene Wärmeträger eine Korngröße von 10 bis 15 Millimetern aufweist.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeträger auf eine Temperatur von über 200°C bevor­ zugt um 300°C verwendet wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung auf einer Temperatur von ca. 70°C erwärmt, und auf dieser Temperatur ummantelt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ummantelte Gemisch warm deponiert wird.

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ummantelte Gemisch vor dem Erstarren und/oder Aushär­ ten verdichtet wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deponieabdichtung mit dem umhüllten Gemisch vorgenom­ men wird, insbesondere eine Basisabdichtung und/oder eine Oberflächenabdichtung.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine bestehende Deponie mit dem ummantelten Gemisch abge­ dichtet wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, worin eine oberflächliche Deckschicht mit einer Feinschicht abge­ deckt wird.