DE19943157A1

DE19943157A1 - Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Behandlung von Abfällen

Info

Publication number: DE19943157A1
Application number: DE1999143157
Authority: DE
Inventors: Hermann Hofmann; Kurt Wengenroth
Original assignee: Herhof Umwelttechnik GmbH
Current assignee: Herhof Verwaltungs GmbH
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2019-09-10
Also published as: DE19943157B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur biologischen Behandlung von Abfällen werden die Abfälle von Luft durchströmt. Um ein derartiges Verfahren zu verbessern, werden die in der Luft enthaltenen heizwertartigen Substanzen, insbesondere Schadstoffe, aufkonzentriert und anschließend verbrannt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur biologischen Behandlung, insbesondere zur Kompostierung, von Abfällen oder sonstigen Stoffen oder Stoffgemischen, die or ganische Bestandteile enthalten, insbesondere von Siedlungsabfällen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Bei derartigen vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen werden die Abfälle von Luft (Spülluft) durchströmt. Die Abfälle werden in einen Behälter eingebracht, der eine Einrichtung zur Zuführung von Zuluft und zur Abführung von Abluft aufweist. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen geschlossenen Behälter. Es ist aber auch möglich einen ganz oder teilweise offenen Behälter zu verwenden. Bei einer vorbekannten Vorrichtung ist in dem Behälter ein Lochboden vorgesehen, auf dem die Abfälle aufliegen. Die Zuluft wird in einen Bereich unterhalb des Lochbodens eingebracht. Sie durchströmt das von den Abfällen gebildete Haufwerk von unten nach oben und wird dann als Abluft abgezogen. Vorzugsweise wird ein Umluftbe trieb durchgeführt, bei dem die Abluft ganz oder teilweise den Abfällen wieder zu geführt wird.

Bisher wird die Abluft aus biologischen Prozessen, beispielsweise der Abfallkom postierung, überwiegend mit Biofiltern und/oder Biowäschern gereinigt. Hierbei können allerdings nur diejenigen schädlichen Inhaltsstoffe der Luft abgeschieden werden, die unter den im Biofilter oder Biowäscher herrschenden klimatischen Be dingungen kondensierbar und/oder adsorbierbar und/oder absorbierbar sind. Ein weiterer positiver Effekt ergibt sich aus dem mikrobiologischen Abbau der vom Fil termaterial festgehaltenen Abluftbestandteile und geruchsverursachenden Sub stanzen. Dieser mikrobiologische Abbau führt allerdings auch dazu, daß die Filter körper öfter ausgetauscht werden müssen, wenn sich biologisch nicht abbaubare Substanzen darin anreichern. Die Verschärfung der zur Reinhaltung der Luft erlas senen Gesetze und Richtlinien erfordert allerdings zunehmend weiter als bisher gehende Abscheideleistungen, die von Biofiltern zunehmend nicht mehr in dem geforderten Umfang geleistet werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur biologischen Be handlung von Abfällen und eine verbesserte Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens vorzuschlagen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die in der Luft (Abluft, Spülluft) enthaltenen heizwerthaltigen Substanzen, insbesondere Schadstoffe, auf konzentriert werden und anschließend verbrannt werden. Die heizwerthaltigen, brennbaren Substanzen, die von der Luft während der Durchführung des Verfah rens zur biologischen Behandlung bzw. des Kompostierverfahrens aufgenommen worden sind, werden aufkonzentriert. Dies kann vorzugsweise dadurch erreicht werden, daß die Abfälle von der Luft mehrmals durchströmt werden. Es wird also ein Umluftbetrieb durchgeführt, bei dem die Abluft ganz oder teilweise den Abfällen erneut zugeführt wird, so daß die Luft die Abfälle mehrmals durchströmt. Dadurch werden brennbare, heizwerthaltige, Substanzen, insbesondere Schadstoffe, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffverbindungen und Mikroorganismen sowie Stoff wechselprodukte, Stripprodukte und Staub, ferner Dämpfe und Gase angereichert und aufkonzentriert. Diese heizwerthaltigen Substanzen können dann mit der aus zuschleusenden Abluft einer Brennkammer zugeführt werden, in der sie verbrannt werden und dabei ihre Energie abgeben, beispielsweise an die Brennkammer. Hierdurch wird die Reinigung der Abluft verbessert. Ferner kann auch die Energie bilanz des gesamten Verfahrens verbessert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise wird Kohlendioxid aus der Luft (Abluft, Spülluft) ausgeschleust.

Die Verbrennungsdauer beträgt vorzugsweise mindestens 2 Sekunden Ferner wird die Luft nach der Verbrennung vorzugsweise abgekühlt, wobei die Abkühlung vor zugsweise innerhalb kurzer Zeit und/oder derart erfolgt, daß eine Rückbildung von Schadstoffen, insbesondere von Dioxinen, nicht erfolgt.

Es ist möglich, einen weiteren Brennstoff in die Luft einzubringen. Dies ist insbe sondere dann vorteilhaft oder erforderlich, wenn die Konzentration der heizwerthal tigen Substanzen nicht oder noch nicht ausreicht um eine günstige Verbrennung oder überhaupt eine Verbrennung durchzuführen.

Die Luft (Abluft, Spülluft) kann nach der Verbrennung gefiltert werden, vorzugswei se durch einen Mikrofilter.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Reinigung von Abluft aus biologischen Prozessen, z. B. Kompostierung, durch thermische Nachbehandlung geschaffen, durch das verhindert werden kann, daß mit den Stoffwechselprodukten wie bei spielsweise CO₂, H₂O und NH₃ auch brennbare, heizwerthaltige Schadstoffe wie beispielsweise Kohlenwasserstoffverbindungen und Mikroorganismen über die Ab luft in die Umgebungsluft gelangen können. Die für thermische Verfahren anson sten erforderliche, hohe aufzuwendende Energiebereitstellung ist nicht erforderlich. Es müssen nicht große Luftmengen mit geringen Schadstoffkonzentrationen ange heizt und abgekühlt werden. Der ansonsten durch die Abkühlung erfolgende große Energieverlust, der insbesondere dadurch entsteht, daß zur schnellen Abkühlung und der damit verbundenen Verhinderung einer Schadstoffrückbildung eine große Temperaturdifferenz erforderlich ist, wird vermieden.

Bei einer Vorrichtung zur biologischen Behandlung von Abfällen mit einem Behälter für die Abfälle und einer Einrichtung zur Zuführung von Zuluft und zur Abführung von Abluft wird die oben angegebene Aufgabe gelöst durch eine Einrichtung zum Aufkonzentrieren der in der Abluft enthaltenen heizwerthaltigen Substanzen, insbe sondere Schadstoffe, und einer Verbrennungseinrichtung oder sonstigen Einrich tungen zum Verbrennen oder sonstigen thermischen Verwerten der heizwerthalti gen Substanzen bzw. Schadstoffe. Die Einrichtung zum Aufkonzentrieren der Abluft umfaßt vorzugsweise eine Umlufteinrichtung. Durch diese Umlufteinrichtung kann die Abluft ganz oder teilweise dem Behälter bzw. den darin befindlichen Abfällen erneut zugeführt werden, so daß die in der Abluft enthaltenen heizwerthaltigen Substanzen aufkonzentriert werden. Die Einrichtung zum Aufkonzentrieren der Ab luft kann auch aus der Umlufteinrichtung bestehen.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind in den weiteren Unteransprüchen be schrieben.

Vorteilhaft ist es, eine Kohlendioxidausschleusung vorzusehen. Ferner wird vor zugsweise eine Abkühleinrichtung zur Abkühlung der Luft nach der Verbrennung vorgesehen.

Die Erfindung betrifft schließlich eine Einrichtung zur biologischen Behandlung von Abfällen, die aus mehreren erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur biologischen Behandlung von Abfällen der oben angegebenen Art besteht und die durch eine Sammeleinrichtung zum Zusammenführen der Abluft aus mehreren Vorrichtungen gekennzeichnet ist. Die in der Sammeleinrichtung zusammengeführte Abluft kann einzelnen oder mehreren Vorrichtungen bzw. Behältern im Umluftbetrieb ganz oder teilweise wieder zugeführt werden. Ferner wird die gesammelte bzw. zusammen geführte Abluft nach der Aufkonzentration der heizwerthaltigen Substanzen, die ganz oder teilweise durch eine Umluftführung erfolgen kann, einer Verbrennungs einrichtung zugeführt.

Bei einem

Ausführungsbeispiel

der Erfindung werden organische Stoffe enthaltende Siedlungsabfälle in einen Be hälter eingebracht, der einen Lochboden aufweist sowie eine Einrichtung zur Zufüh rung von Zuluft in den Raum unterhalb des Lochbodens und eine Einrichtung zur Abführung der Abluft im oberen Bereich des geschlossenen Behälters. Die Abluft wird im Umluftbetrieb wieder in den Raum unterhalb des Lochbodens eingebracht. Durch diese Kreislaufführung der Luft während des biologischen Abbau- bzw. Trocknungsprozesses (Kompostierungsprozesses) werden die heizwerthaltigen Schadstoffkomponenten (beispielsweise diejenigen Komponenten, die einen Heiz wert von 10 kJ/kg oder mehr aufweisen) wie beispielsweise Dämpfe, Gase, Stäube und Mikroorganismen prozeßintern oder gezielt gesteuert von außen angereichert und aufkonzentriert. Danach wird die so energetisch aufgeladene Abluft durch eine Brennkammer geführt, die - einmal auf Verbrennungstemperatur gebracht - immer über dem zur vollständigen thermischen Zerstörung entsprechender Schadstoff komponenten liegenden Temperaturniveau gehalten wird, wobei die Fremdenergie zufuhr auf beispielsweise etwa 50% gedrosselt wird. Die Brennkammer ist durch geometrische Anpassung so gestaltet, daß die Hochtemperaturwärme mindestens zwei Sekunden lang auf die mitgeführten Schadstoffe einwirken und diese vollstän dig zerstören kann. Danach wird der auf Verbrennungstemperatur erhitzte Abluft strom innerhalb kurzer Zeit soweit abgekühlt, daß eine Rückbildung entsprechender Schadstoffe wie beispielsweise Dioxine nicht mehr möglich ist.

Die Erfindung betrifft den biologischen Abbau und die Trocknung von Abfällen oder sonstigen Stoffen oder Stoffgemischen, die organische Bestandteile enthalten, mit Umluft sowie die Ausschleusung und Verbrennung aufkonzentrierter Schadstoffe. Durch die Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompostierung und/oder Trocknung von Siedlungsabfällen und/oder sonstigen organische Be standteile enthaltenden Stoffen oder Stoffgemischen in geschlossenen und/oder offenen Behältern oder Räumen, vorzugsweise mit Umluftführung und/oder Koh lendioxidausschleusung, geschaffen, bei denen die in der Spülluft zur Klimatisie rung des mikrobiellen Lebensraumes enthaltenen Stoffwechselprodukte, Strippro dukte, Staub und Mikroorganismen angereichert und aufkonzentriert werden, um so heizwerthaltige Substanzen mit der auzuschleusenden Abluft einer Brennkammer zuzuführen, in der diese verbrannt werden und so ihre Energie an die Brennkam mer abgeben, wobei der gewünschte Effekt einer Einsparung der von außen der Brennkammer zuzuführenden Brennstoffmenge eintritt und die Abluft in gereinigtem Zustand in die Umgebungsluft gelangt. Zusätzlich zu den in der Umluft aufkonzen trierten heizwerthaltigen Substanzen bzw. Luftschadstoffen kann vor der Brenn kammer ein weiterer Brennstoff in den Abluftstrom eingebracht werden. Der Um luftbetrieb mit Verbrennung aufkonzentrierter Substanzen bzw. Schadstoffe kann an einem einzeln aufgestellten Behälter bzw. Reaktor erfolgen. Es ist aber auch möglich, den Umluftbetrieb mit Verbrennung aufkonzentrierter Schadstoffe bei meh reren an Luftleitungen zusammengeschlossenen Behältern bzw. Reaktoren durch zuführen. Vorzugsweise passiert die Abluft nach der Brennkammer ein Mikrofilter, welches evtl. aus der Brennkammer mitgerissene Verbrennungsprodukte zurück hält.

Claims

1. Verfahren zur biologischen Behandlung von Abfällen, bei dem die Abfälle von Luft durchströmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Luft enthaltenen heizwerthaltigen Substanzen, insbesondere Schadstoffe, aufkonzentriert werden und anschließend verbrannt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle von der Luft mehrmals durchströmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlendi oxid aus der Luft ausgeschleust wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verbrennungsdauer mindestens zwei Sekunden beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Luft nach der Verbrennung abgekühlt wird, wobei die Ab kühlung vorzugsweise innerhalb kurzer Zeit und/oder vorzugsweise derart er folgt, daß eine Rückbildung von Schadstoffen, vorzugsweise von Dioxinen, nicht erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß ein weiterer Brennstoff in die Luft eingebracht wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß die Luft nach der Verbrennung gefiltert wird, vorzugsweise durch ein Mikrofilter.

8. Vorrichtung zur biologischen Behandlung von Abfällen mit einem Behälter für die Abfälle und einer Einrichtung zur Zuführung von Zuluft und zur Abführung von Abluft, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aufkonzentrieren der in der Abluft enthaltenen heizwert haltigen Substanzen, insbesondere Schadstoffe, und einer Verbrennungsein richtung zum Verbrennen der heizwerthaltigen Substanzen bzw. Schadstoffe.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufkonzentrieren der Abluft eine Umlufteinrichtung umfaßt oder aus einer Umlufteinrichtung besteht.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Kohlendioxidausschleusung aus der Luft.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsdauer mindestens zwei Sekunden beträgt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch eine Abkühlungseinrichtung zur Abkühlung der Luft nach der Verbrennung.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einbringen eines weiteren Brennstoffes in die Luft.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch ein Mikrofilter.

15. Einrichtung zur biologischen Behandlung von Abfällen, bestehend aus mehre ren Vorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, gekennzeichnet durch eine Sammeleinrichtung zum Zusammenführen der Abluft aus mehreren Vor richtungen.