DE19518443C2 - Verfahren zur Konditionierung von Abfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konditionierung von Abfällen, welche für eine weitergehende Behandlung, insbesondere in Form einer Verbrennung, Vergasung, Deponierung und/oder anderweitigen Verwertung vorgesehen sind und hierfür von den für den reibungslosen Verfahrensablauf nicht zuträglichen Inhaltsstoffen wie Sauerstoff, schädliche flüchtige und/oder schwerflüchtige Gase, geruchsintensive Komponenten, toxische Organik sowie Wasser weitestgehend befreit werden.

Dabei handelt es sich insbesondere um Abfälle aus dem Einzugsbereich der kommunalen Entsorgung wie z. B. Haus- und/oder Gewerbe- und/oder Sperrmüll.

Aus der DE 35 46 303 C2 ist ein Verfahren bekannt, wonach organische Materialien im nassen Zustand zerkleinert werden und einer anaeroben Fermentation unterworfen werden. Die anfallende Schlämme aus diesem Prozeß werden entwässert, getrocknet und mit bereits getrocknetem Material vermischt und anschließend unter aeroben Bedingungen fermentiert. Die Selbsterhitzungskapazität in Kombination mit einer Belüftung wird zur Trocknung bis auf ca. 20 Gew.-% genutzt. Nachteilig bei diesem Verfahren ist der hohe apparative Aufwand, der mit entsprechend hohen Investitionskosten verbunden ist.

Aus der DE 14 08 950 A1 ist ein System bekannt, wonach organische Stoffe in einen geschlossenen Behälter eingebracht werden, bei dem durch Luftzuführung die biologisch leichter zersetzbaren Bestandteile der organischen Stoffe biologisch umgewandelt werden und bei dem die Kompostierung durch Trocknung dann zum Stillstand gebracht wird, wenn die biologisch leichter zersetzbaren Bestandteile abgebaut worden sind. Verfahrensgemäß wird hier das Gewicht der organischen Stoffe wiederholt oder laufend gemessen. Die Kompostierung wird in Abhängigkeit von dem Gewicht der organischen Stoffe in Korrelation mit einem vorgegebenen Wert durch Trocknung zum Stillstand gebracht.

Der hohe bautechnische Aufwand für die geschlossenen Behälter sowie der relativ begrenzte Durchsatz bei gleichzeitig hohem meß-, steuer- und regeltechnischem Aufwand wird bei dem genannten Verfahren als nachteilig angesehen.

Aus der DE 43 07 430 ist ein Verfahren zur Kompostierung von organischen Stoffen (Rottegut), insbesondere Müll oder Hausmüll bekannt, wonach das Rottegut in einen Behälter eingebracht wird und unter Luftzuführung mikrobiell abgebaut wird. Eine anaerobe Behandlung des Mülls ist nicht vorgesehen. Anschließend wird das Rottegut nach einer Siebung und/oder Sichtung zerkleinert und eventuell mit nährstoffhaltigem Wasser angefeuchtet. Danach wird das Material einer erneuten Behandlung in der Rottebox unter Luftzuführung unterzogen, wobei eine Hygenisierung weitgehend vermieden werden soll. Bei dem Verfahren handelt es sich lediglich um eine Mülltrocknung. Eine weitergehende Aufbereitung des Mülls sowie damit verbunden die Erzeugung eines Brennstoffes und eines gemäß gesetzlicher Vorschriften deponierbaren Endproduktes ist nach diesem Verfahren nicht vorgesehen.

Aus dem bekannten Stand der Technik ist kein Verfahren zu entnehmen nach welchem eine zufriedenstellende Konditionierung von Abfällen vor einer thermischen Weiterbehandlung, Deponierung und/oder anderweitigen Behandlung im Hinblick auf eine verfahrenstechnische Optimierung der oben genannten Prozesse vorgenommen werden kann.

Der vorliegenden Erfindung lag von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, wonach Abfälle vor einer weiteren Behandlung der eingangs genannten Art derart konditioniert werden sollen, daß damit eine positive Beeinflussung sowohl hinsichtlich der im Abfall enthaltenen Inhaltsstoffe als auch bezüglich dessen mechanischer Eigenschaften, Gewicht und Konsistenz erreicht werden kann. Das Verfahren soll zur Herstellung verwertbarer Materialströme dienen sowie zur Erzeugung gemäß gesetzlicher Vorschriften (TA Siedlungsabfall) deponiebarer Schwerstoffe. Durch die Erfindung gelingt es, die verbleibenden zu deponierenden, quasi inerten Abfälle im Hinblick auf eine Verlängerung der Deponielaufzeit beziehungsweise Erhöhung der Kapazität weitestgehend zu verdichten und zu kompaktieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 enthalten.

Gemäß der Erfindung wird der zu behandelnde Abfall zunächst in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der angelieferten Chargen zu einer für eine biologische Behandlung optimalen Mischung zusammengestellt und anschließend homogenisiert.

Danach wird die Mischung einer anaeroben Behandlung zugeführt, wobei das homogene Abfallgemenge zu einem Haufwerk aufgeschichtet wird, welches abgedeckt und/oder abgekapselt wird.

Anschließend wird das Haufwerk aerob durch Belüftung mit Luftsauerstoff behandelt, wobei durch die Belüftung und Selbsterwärmung der größte Teil des im Haufwerk enthaltenen Wassers mit dem Abgasstrom und über seine Oberflächen ausgetragen wird.

Das derart trockengeblasene Material wird durch Sieben und/oder Sichtung desagglomeriert und klassiert, wobei ein quasi trockener und heizwertreicher Brennstoff sowie Schwerstoffe abgetrennt werden.

Der Siebdurchgang wird angemaischt und in einer anschließenden Agitationsstufe einer Feinkornreinigung unterzogen, wobei die am Korn anhaftenden Verunreinigungen in die wäßrige Phase überführt werden und mittels Aufstrom von der gereinigten Sandfraktion abgetrennt werden.

Die abgetrennte und entwässerte, weitgehend inerte Sandfraktion wird deponiert und der anfallende Reststoff einer thermischen Behandlung zugeführt.

Durch den gesteuerten aerob/anaeroben Prozeß wird erreicht, daß die Abfälle nach vorheriger Homogenisierung von organisch leicht und schwer abbaubaren Bestandteilen weitestgehend befreit werden. Durch die spezielle Belüftungstechnik und dem dadurch erreichten intensiven biologischen Organikabbau, findet eine zeitlich steuerbare intensive Wärmeentwicklung statt, die zum einen zu einer weiteren Beschleunigung der Abbauvorgänge führt, und zum anderen eine Wasserabreicherung bzw. Trocknung der zu behandelnden Restabfälle bewirkt.

Durch die kombinierte biologisch-physikalische Behandlung des Materials wird eine Elemination und/oder Aufkonzentrierung der zu entfernenden Stoffe ohne Zuführung von Wärmeenergie ermöglicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die anaerobe Biodegradation über pH-Wert, Redoxspannung und/oder Sauerstoffkonzentration kontrolliert.

Bei der Belüftung des Haufwerkes wird die Luftzufuhr nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung durch ständiges Messen von Feuchte, Temperatur sowie Sauerstoffgehalt im Haufwerk genau dosiert. Nach einem besonders bevorzugten Merkmal der Erfindung erfolgt die Klassierung des trockengeblasenen Materials bei Trennschnitten von vorzugsweise 100 und 40 mm.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein bevorzugtes Verfahrensfließbild.

Der angelieferte Abfall 1 (z. B. Hausmüll, Sperrmüll, Gewerbemüll, Restmüll) wird in Abhängigkeit der Zusammensetzung der einzelnen Chargen in einer jeweils für die biologische Behandlung optimalen Mischung zusammengestellt und mittels einer Misch- und Homogenisierungseinrichtung 2 homogenisiert, wobei ein Aufschluß des Materials erfolgt. Das auf diese Weise vorbereitete Abfallgemenge wird zu einem Haufwerk 3, mit einer Höhe von 3 bis 6 m aufgeschichtet und in geeigneter Weise abgedeckt und/oder abgekapselt. Zur Steuerung der biologischen Abbauvorgänge befinden sich in der nunmehr anaeroben Abfallmiete Meßsonden zur pH-Wert, Redox-, Sauerstoff-, Feuchte- und Temperaturmessung. Innerhalb von 2 bis 4 Tagen finden in der Miete anaerobe biologische Abbauprozesse statt, die unter anderem auch toxische organische Verbindungen wie zum Beispiel CKW dahingehend biochemisch modifiziert, daß ein anschließender, vollständiger aerober Abbau, der ohne anaerobe Vorbehandlung nicht oder nur sehr langsam erfolgt, stattfinden kann. Angezeigt und verfolgt werden kann die anaerobe Biodegradation über das Absinken des pH-Wertes und einem Ansteigen der Redoxspannung. Ferner ist bereits nach wenigen Stunden die Sauerstoffkonzentration < 0,5%.

Im Anschluß an die anaerobe Behandlung erfolgt eine Belüftung der Miete mit Luftsauerstoff im Sinne einer konventionellen Rotte. Durch ständiges Messen von Feuchte und Temperatur sowie Sauerstoffgehalt im Hautwerk kann die für den exothermen aeroben biologischen Prozeß erforderliche Luft so genau dosiert werden, daß die für den Abbau von Organik beteiligten Mikroorganismen ausreichend genug Sauerstoff zur Verfügung haben. Gleichzeitig werden durch die Selbsterwärmung und Belüftung erhebliche Mengen an Wasser mit dem Abgasstrom und über die Mietenoberfläche ausgetragen, wobei auch hierbei die gemessene Feuchte-, Sauerstoff- und Temperaturwerte dahingehend verwertet werden, daß ein zu großer Wärmeaustrag durch eine über das notwendige Maß hinausgehende Belüftung verhindert wird.

Während des Abklingens der biologischen Abbauvorgänge und gleichzeitiger Verringerung der Wärmeentwicklung kann eine Intensivierung der Belüftung zur Steigerung des Wasseraustrages erfolgen. Die mittlere Rottedauer liegt je nach Zielsetzung der nachgeschalteten, modular zusammengesetzten Aufbereitungsanlage im Mittel bei 2 bis 3 Wochen.

Die Vorgehensweise begünstigt die nachgeschalteten Aufbereitungsschritte positiv, da Anhaftungen von Feinkorn aufgrund von Adhäsionskräften des im Abfallgemenge vorliegenden Wassers minimiert werden. Bei der Aufbereitung werden die Prozesse Klassierung und/oder Magnetscheidung und/oder Wirbelstromseparation und/oder Zerkleinerung und/oder Aufstromsortierung und/oder Dichtetrennung und/oder manuelle/automatische Stör-/Schadstoffauslese eingesetzt, wobei diese ein- oder mehrstufig ausgeführt werden.

Das trockengeblasene Material mit einem mittleren Wasseranteil von circa 15 bis 20% wird zur Desagglomeration und Klassierung 4 einer entsprechend ausgelegten und mit Einbauten versehenen Siebtrommel zugeführt und bei Trennschnitten von vorzugsweise 100 mm und 40 mm abgesiebt.

Die in den groben Fraktionen angereicherten Folien und Holzreste können im Nachgang mittels eines Aufstromverfahrens 5 (Windsichtung) von den groben mineralischen Komponenten 6 (z. B. Bauschuttreste) getrennt werden. Auf diese Weise kann ein quasi trockener und heizwertreicher Brennstoff 7 erzeugt werden. Der Siebdurchgang < 40 mm beinhaltet im wesentlichen die inerte, mineralische Sandfraktion und organische, humusähnliche Anteile sowie feinkörnige Reste an Holz und Folien o. ä. Diese Fraktion wird in einem Anmaischbehälter 8 mit Wasser versetzt und anschließend in einer Agitationsstufe 9 durch Eintrag von zusätzlicher Energie einer Feinkornreinigung unterzogen. Am Korn anhaftende Verunreinigungen werden in die wäßrige Phase überführt und mittels Aufstrom von der gereinigten Sandfraktion abgetrennt.

Das mit organischen und schwimmfähigen Stoffen beladene Abwasser wird in einem Sedimentationsbehälter mit nachgeschalteter Abwasserreinigung 11 aufbereitet und in den Kreislauf zurückgeführt.

Der anfallende Reststoff 13 kann einer thermischen Behandlung zugeführt werden. Die abgetrennte und entwässerte Sandfraktion (11, 12) ist weitestgehend inert (GV < 5%) und kann deponieraumsparend und umweltgerecht deponiert werden.

Die Konditionierung erfolgt nach der Erfindung in einer voll gekapselten und emissionssicher ausgeführten Anlage, bestehend aus einer Misch- und Homogenisierungseinrichtung, mindestens einem Bereitstellungslager und/oder einer Bunkereinrichtung mit Belüftungsboden und/oder belüftbar ausgeführten Seitenwänden, wobei der Bunkerbereich mit einer verstellbaren Abdeckung versehen ist, die an ein Ablufterfassungsnetz angeschlossen ist.

Die anfallende, mit Geruchsstoffen beladene Abluft wird gezielt erfaßt und der Zuluft zur Müllverbrennung oder einem Biofilter zugeführt.

Die Bunkeranlage ist in Abhängigkeit von der Behandlungsdauer sektionsweise in Tageschargen aufgeteilt.

Die Beschickung und Entleerung erfolgt mit geeigneten Fahrzeugen beziehungsweise über ein angepaßtes Ein- und Austragssystem. Die Bunkereinrichtung ist als Flach- und/oder Tiefbunker ausgeführt. Die Luft zur Trocknung wird im Saug- und/oder Druckbetrieb zugeführt.

Zur Trocknung wird Warmluft aus dem Bereich der Müllverbrennung genutzt.

Die bei dem Verfahren anfallenden Sicker- und Prozeßwässer werden in einer externen und/oder internen Behandlungsanlage verwertet beziehungsweise im Kreislauf geführt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Konditionierung von Abfällen, welche für eine weitergehende Behandlung in Form einer Verbrennung, Vergasung, Deponierung und/oder anderweitigen Verwertung vorgesehen sind

• - wobei der zu behandelnde Abfall zunächst in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der angelieferten Chargen zu einer für eine biologische Behandlung optimalen Mischung zusammengestellt wird und anschließend homogenisiert wird,
• - danach einer anaeroben Behandlung zugeführt wird, wobei das homogene Abfallgemenge zu einem Haufwerk aufgeschichtet wird, welches abgedeckt und/oder abgekapselt wird,
• - anschließend das Haufwerk aerob durch Belüftung mit Luftsauerstoff behandelt wird, wobei durch die Belüftung und Selbsterwärmung der größte Teil des im Haufwerk enthaltenen Wassers mit dem Abgasstrom und über seine Oberflächen ausgetragen wird,
• - das derart trockengeblasene Material durch Sieben und/oder Sichtung desagglomeriert und klassiert wird, wobei ein quasi trockener und heizwertreicher Brennstoff sowie Schwerstoffe abgetrennt werden,
• - der Siebdurchgang angemaischt wird und in einer anschließenden Agitationsstufe einer Feinkornreinigung unterzogen wird, wobei die am Korn anhaftenden Verunreinigungen in die wäßrige Phase überführt werden und mittels Aufstrom von der gereinigten Sandfraktion abgetrennt werden,
• - die abgetrennte und entwässerte, weitgehend inerte Sandfraktion deponiert wird und der anfallende Reststoff einer thermischen Behandlung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anaerobe Biodegradation über pH-Wert, Redoxspannung und/oder Sauerstoffkonzentration kontrolliert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Belüftung des Haufwerkes die Luftzufuhr durch ständiges Messen von Feuchte, Temperatur sowie Sauerstoffgehalt im Haufwerk genau dosiert wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Klassierung des trockengeblasenen Materials bei Trennschnitten von 100 und 40 mm erfolgt.