DE1592711A1 - Verfahren zur Behandlung von staedtischem Abfallmaterial - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DIPL-CHEM. DR. WERNER KOCH · DR.-ING. RICHARD

DIPL-ING. KLAUS DELFS

HAMBURG ·MÖNCHEN

2000 Hamburg 52 · WaltzstraB· 12 · Ruf 892255 8000 Mönchen 22 · LiabharritraSe 20 · Ruf 22*548

unserzeichen HAMBURG, den

HAMBURG

ρ 4138/66

BETRIFFT: θ/Τ

Silvano MATTSINI, Florenz/Italien

Verfahren zur Behandlung von städtischem Abfallraaterial.

Die festen städtischen Abfälle, die täglich in den Städten eingesammelt v/erden, schaffen ein hygienisches und technisches Problem von hoher Bedeutung, mit dem Ziel, eine rationelle Entfernung derselben zu finden.

Außer dem unvernünftigen System der Ansammlung in Ablagefeldern, die kontrolliert oder unkontrolliert sind, sind gegenwärtig die folgenden Verfahren in Verwendung: 1«. vollständige Veraschung; 2. Umwandlung in organischen Dünger für die Landwirtschaft (Humus); 3· gemischtes System, und zwar Umwandlung eines Teiles in Humus und Veraschung des restlichen Teiles,

- 1 009884/0362

POSTSCHECK ι HAMIURG 147*07 · IANKi COMMERZIANK A. G., HAMIURO, DEf .-KASSE 20/12029 · TELEGR.i SPtCHTZIES HAMIURO

bzw. SPECHTZIES MÖNCHEN

Das System der vollständigen Veraschung der Abfälle "besteht in der Zerstörung des gesamten organischen'Materials durch Behandlung mit offener Flamme, wobei man als Rückstände Aschen und inertes Material verschiedener Natur erhält (Glas, Scherben, Metalle usw.)»

Der Prozentsatz dieser Rückstände bewegt sich um 30 ¹Z des ursprünglichen Materials, weshalb, wenn man mit diesem Purstem rationell die hygienische Seite des Problems löst, man nicht das G-Ieiehe von der praktischen Seite sagen kann. Die Aschen nämlich, die den vorherrschenden Teil der Rückstände darstellen, können auch in der Landwirtschaft in keiner Tfeise verwertet werden, insofern sie des organischen Anteils entbehren, der die Haupteigenschaft des Humus darstellt.

Das System der Umwandlung in organischen Dünger für die Landwirtschaft erfordert sehr lange Zeiträume, damit die Materialien in Humus umgewandelt werden können. Das Verfahren erfolgt, wie bekannt, mittels aerober Fermentation (oder auch, aber selten, durch anaerobe "Fermentation)· Dieser Prozeß, der sich auf natürliche Weise mit Hilfe der Enzyme entwickelt, die von den im Abfall enthaltenen Mikroorganismen abgesondert werden, erfordert beträchtlich lange Zeit; es wurden Verfahren zur Beschleunigung untersucht, die jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse geliefert haben· Daher sind für genügend vollständige Mineralisierung des organischen Materials Anlagen beträchtlicher Dimensionen nötig·

Das gemischte System, und zwar die Umwandlung eines Teiles in Humus und die Veraschung des restlichen Teiles, wurde vorgeschlagen, um die oben genannten Nachteile zu vermeiden, und besteht darin, die Umformung in Kompost bloß auf Material

009884/0362

BAD ORIGINAL

von genügend reduzierten Dimensionen zu beschränken, um rationell kurze Umwandlungszeiten zu erhalten, indem man zu der Veraschung des gesamten Restmaterials schreitete Mit diesem System wurden die Zeiträume reduziert, aber offensichtlich verliert man damit die Düngekraft des zur vollkommenen Veraschung gesandten Materials₀

Im allgemeinen gibt die Umwandlung der Gesamtheit oder eines Teiles der festen Abfälle in organischen Kompost ein Produkt, das die besondere Eigenschaft hat, dem Erdboden nicht nur mineralische Bubstanzen zuzuführen, an denen es tatsächlich nicht sehr reich ist, sondern auch Kolonien von Mikroorganismen, an denen es äußerst reich ist und die für die Entwicklung der Pflanzen wesentlich sind. Die Umwandlung erhält man durch Ausnutzung der natürlichen aeroben ■· uttd/oder anaeroben Fermentation, die sj.ch spontan in der Masse der Abfälle entwickelt_β

Das Verfahren bringt vorherige oder spätere Siebe- und/oder Zerkleinerungsoperationen mit sich, um ein homogenes und genügend feines Produkt zu erhalten, sowie die Veraschung jenes Teiles der Abfälle, der nicht umwandelbar ist oder für den die Umwandlung besonders schwierig wäre_o

Es ist zu beachten, daß die nicht fermentierten Abfälle sich als toxisch für die Pflanzen erweisen; nach einer entsprechenden Fermentation, die nicht weniger als 30 bis 40 Tage dauern soll, hat man ein nicht toxisches Material mit seinen besonderen Düngeeigenschaften. Der Reifegrad der biologischen Fermentation kann als genügend angesehen werden, wenn der Prozentsatz an organischem Material nicht mehr oder weniger ols 18 bin 20 fo beträgt,,

009884/0362 BAD OBlGlNAt.

Die schon angeführte Länge der für die Umwandlung erforderlichen Zeit bringt hohe Kosten für die Anlage und den Betrieb mit sich, wozu noch die Kosten für die Zerkleinerung, wenn eine solche stattfindet, mit ihren hohen Betriebskosten kommen.

Mit der Fermentation erreicht man auch die Tiliminierung der pathogenen Keime (dies aus hygienischen Gründen), der Parasiten, wie z.B. der Nematoden (dies um das Erdreich nicht zu verseuchen), sowie die Zerstörung der in den Abfällen enthaltenen Samen, wie Unkraut-, Tomaten-, Kürbissamen usw. (auch dies, um des Erdreich nicht zu verseuchen)„

Die durch die Verbrennung erhaltenen Aschen werden im Fall des gemischten Systems zu dem fermentierten Kompost hinzugefügt, aber sie bringen - aus den vorher dargelegten Gründen - wenig Bereicherung wegen der niedrigen Prozentsätze des enthaltenen Humuskomplexes»

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung städtischen Abfallmaterials, das, um die Nachteile der gegenwärtigen Systeme zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens ein Teil des Materials einer teilweisen Verbrennung zugeführt wird, durch die die organischen Bestandteile teilweise verascht werden und die Masse der Keime, Parasiten und Samen sterilisiert wird, indem der Prozent- . satz an fermentierbarem organischen Material unter die Grenze der Toxizität gebracht wird.

Vorteilhafterweise sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor: daß das rohe Material gesiebt wird, um das feine schon fermentierte oder rasch fermentierende Material abzutrennen; daß der von dem Sieb zurückgehaltene Rest, von mittlerer und großer Stückgröße, der teilweisen Verbrennung mittels teilweiser Oxydierung der organischen Bestandteile unterzogen

988A/0362.^ßADORfGINAL

wird; und Φ.3 dieser Rückstand dann mit dem feinen Material zur raschen Vervollständigung der totalen Fermentierung vereinigt wird, wodurch man ein Material erhält, das als nicht toxischer Dünger verwendbar isto Inerte Rückstände können in entsprechender • Yfeise nach der teilweisen Oxydierung durch Verbrennung abgetrennt werden, während das behandelte Material - wenn es nicht schon genügend durch die teilweise Verbrennung zerteilt ist - einer mechanischen Zerkleinerung unterzogen werden kann, auch z.B„ durch die Einwirkung eines rotierenden Siebes„

Das der teilweisen Oxydierung durch Verbrennung unterzogene Material wird nach dieser Behandlung unter Hinzufügen von Wasser, insbesondere von zerstäubtem Wasser, gelöscht, was auch den Zweck hat, die Feuchtigkeit der Masse auf einen genügenden G-rad zu bringen, z.B. von der G-rößenordnung von etwa 50 $ des Totalgewichtes.

Die teilv/eise Verbrennung kann man mit Überschuß an Luft · . und mit reduzierter Verbrennungszeit erhalten. Andererseits kann man diese teilweise Verbrennung mit einem Unterschuß an Verbrennungsluft erhalten.

Der teilweise Oxydierungsprozeß durch Verbrennung kann während einer begrenzten Zeitperiode erreicht werden, z.B. 10 Minuten bei einer Temperatur von>800°0. Pur diese Verbrennung kann man einen rotierenden Ofen vorsehen, der auch

die Zerteilung des Materials erleichtert, ^s kann z.B. etwa 0,5 nr Luft per Kilogramm Material bei natürlichem Zug verwendet werden.

Im wesentlichen beruht das erfindungsgemäße Verfahren auf der .Tatsache, die Oxydierung mittels teilweiser Verbrennung durchzuführen, indem man so die biologische Oxydierung duroh eine physikalische Oxydierung (Verbrennung mit Flamme) in Autokombuetion ersetzt. 009884/0362

Mit diesem physikalischen Oxydierungsprozeß erhält man:

- Reduktion des Prozentsatzes an organischem Material unterhalb die Toxizitätsgrenze (die zirka 18 bis 2O- betrrgt);

- thermische Sterilisierungsbehandlung, um die in den städtischen Abfällen enthaltenen Samen nicht in das Erdreich zu bringen (was bei dem traditionellen Fermentationnsystem während der Fermentation selbst erreicht wird);

- Sterilisierun^sbehandlung zum Vernichten der Parasiten, insbesondere der Nematoden, und der pathogenen Keime (v/obei auch diese Behandlung gegenwärtig durch Fermentation erhalten wird)ο

Das erfindungsgemäße Verfahren kann durchgeführt werden, indem man das gesamte städtische Abfallmaterial thermisch mit teilweiser Verbrennung behandelt. Durch entsprechende "Dosierung der Luftmenge und der Verbrennungszeit kann man einen reifen Kompost herstellen, der einen Prozentsatz an organischem Material innerhalb der optimalen Grenzen enthält·

Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, den gesamten Zyklus der Umwandlung in einem Zeitraum von zirka 10 Minuten durchführen zu können, im Verhältnis zu-30 bis 40 Tagen, die für die spontane Fermentation erforderlich sind, wobei auch eine Zerteilung des Materials herbeigeführt wird, die man gegenwärtig, wie gesagt, nur mit den lästigen Mahlverfahren erhält.

Offensichtlich jedoch ist der reife, so erhaltene Kompost nicht mehr reich an Kolonien von Mikroorganismen, die für die Landwirtschaft nützlich sind, denn während der Phase der teilweisen Verbrennung werden atich diese Stämme zerstört.

009884/0362

BAD ORIGINAL

Diese Kolonien von Mikroorganismen erscheinen wieder nach einer gewissen Zeit« indem sie sich» wenigstens anfangs, langsam ent« wickeln·

Wenn man einen reifen Kompost innerhall) kurzer Zeit er« halten will, der aber zugleich auch reiche Kolonien von Mikroorganismen besitzt, kann man in der folgenden Weise vorgehen©

Man unterzieht die frischen Abfälle der Siebung mittels Sieben mit Löchern von 10-15 mm, und man erhält so_s als durchgesiebtes Material« einen Kompost« der« wie experimentell nachgewiesen, Prozentsätze an organischem Material enthält, die sich innerhalb der zitierten Grenzen der Atoxizität von 18 bis 20 % halten} nämlich diese feinen Abfälle, die man durch Siebung erhält, haben einen niedrigeren Prozentsatz an organischem Material im Vergleich zum Durchschnitt, denn sie sind im Vergleich zu der Masse besonders reich an inertem Material, insbesondere Erde» Das so erhaltene feine Material braucht daher nur dem Prozeß der Sterilisierung der Samen, Parasiten und pathogenen Keime unterzogen werden« Um diese Sterisilierung zu erhalten, g%ügt die natürliche aerobe Fermentierung, die sieh in der Masse der Abfälle während relativ kurzer Zeit entwickelt, auch innerhalb von 6 Stunden und weniger·

Das grobe, in dem Sieb zurückgehaltene Material wird der teilweisen Verbrennung und Löschen durch Wasser unterzogen, für die Zwecke und mit den Modalitäten, die oben dargestellt wurden·

m 7 m

Ü098Ö4/03G2 BAD ORIGINAL

Man vereinigt dann die Bückstände der partiellen Verbrennung (nach vorheriger entsprechender Siebung zur Eliminierung der nicht umwandelbaren Teile) mit den feinen vorher gesiebten Abfällen« die gegebenenfalls schon einer anfänglichen oder totalen Fermentierung unterzogen worden waren» Wenn man das teilweise verbrannte Material mit dem feinen noch zu fermentierenden Material vereinigt, kann die so erhaltene Masse für eine Zeit von etwa 6 Stunden stehen gelassen werden, und man erhält so die Fermentierung und daher die Sterilisierung der Samen des feinen Materials« der Parasiten und pathogenen Keime, und zugleich die Vermehrung der Mikroorganismen, aus dem feinen Material« das reich an diesen ist, in dem sterilen Material» das aus dem Ofen kommt, wo die partielle Verbrennung erfolgte» Wenn man das teilweise verbrannte Material mit dem feinen Material nach der Fermentierung dieses letzteren vereinigt, erhält man ebenfalls die Vermehrung der Mikroorganismen in dem sterilen Material innerhalb relativ kurzer Zeit»

Man hat jedenfalls stets den Vorteil« eine beträchtliche Menge von Humusprodukten aus den festen Abfällen zu erhalten; trotz rascher und ökonomischer Behandlung* Während nämlich bei den traditionellen Systemen die Umwandlung außerordentlich langsam erfolgt oder ein Teil der Abfälle total eingeascht wird« und so die besonderen zitierten Eigenschaften verliert, wird mit demvorgeschlagenen System nur jener Teil oxydiert« der notwendig ist, um das Produkt nicht toxisch zu machen und man erhält einen Dünger in großen Mengen und von hervorragendem Preis»

009884/0362

Ss versteht sich, daß die obige Beschreibung nur als praktische Vorführung der Erfindung gegeben wird« wobei die Erfindung in den Formen und Anordnungen variieren kann, ohne deshalb den Umfang des Begriffes zu überschreiten« der der Erfindung zugrunde liegt«

003884/0362

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1») Verfahren zur Behandlung von städtischem Abfall« material» dadurch gekennzeichnet« daß wenigstens ein Teil des Materials einer partiellen Verbrennung unterzogen wird, durch die die organischen Bestandteile teilweise verascht werden und die Masse von Keimen, Parasiten und Samen sterilisiert wird, indem der Prozentsatz τοη organischem Material unterhalb der Grenze der Toxizität gehalten wird, wobei wenigstens ein wesentlicher feil der biologischen Oxydation ersetzt wird» *

   2|>) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohmaterial gesiebt wird, um das feine schon fermentierte oder rasch fermentierbare Material abzutrennen, daß der in dem Sieb zurückgehaltene Host, der von mittlerer und großer Stückgröße ist, der teilweisen Verbrennung durch teilweise Oxydation der organischen Bestandteile unterworfen wird» wobei deren Prozentsatz reduziert wird, und daß dieser Rest dann mit dem feinen Material zwecks rascher Vervollständigung der totalen Fermentierung vereinigt wird, wobei man ein Material erhält, das ale Dünger verwendbar ist»

   3·) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das der teilweisen Oxydierung durch Verbrennung unterzogene Material dann durch Zusatz von Wasser, insbesondere von zerstäubten Wasser gelöscht wird, um seine Feuchtigkeit auf etwa 50 % zu bringen»

   ·* 10 μ 009884/0362

   4«) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 his 3« dadurch gekennzeichnet« daß die partielle Verbrennung mit einem Überschuß an Luft und mit reduzierter Verbrennung«« zeit durchgeführt wird*

   5«) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3« dadurch gekennzeichnet, daß die partielle Verbrennung durch Unterschuß an Verbrennungsluft erhalten wird«

   6«) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4« dadurch gekennzeichnet« daß die teilweise Oxydation durch Ver<* brennung während eines begrenzten Zeitraumes, ζ»Β» 10 Minuten« bei Temperaturen von 800⁰C durchgeführt wird« 7e) Verfahren nach Anspruch 6« dadurch gekennzeich*»

   a net« daß die Verbrennung mit zirka 0,5 ι Luft per Kilogramm

   Material mit natürlichem Zug durchgeführt wird«

   8«) Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da*» durch gekennzeichnet« daß das der partiellen Verbrennung unterzogene Material vor der Vereinigung mit dem feinen Ma« terial gesiebt wird, um die inerten großen Stücke zu ent« fernen und eine Zerteilung des Materials zu erreichen»

   .11.
   00988 4/0362