DE10256305A1

DE10256305A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Mischabfällen als Vorbereitung für ein nasses Aufschlußverfahren

Info

Publication number: DE10256305A1
Application number: DE2002156305
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Bender; Joachim Dr.-Ing. Christiani; Michael Dr.-Ing. Langen; Jörg Dipl.-Ing. Wolters; Franz Dipl.-Ing. Lackner; Gerhard Dr. Fahrbach
Original assignee: Der Gruene Punkt Duales System Deutschland AG
Current assignee: Der Gruene Punkt Duales System Deutschland AG
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2004-06-24

Abstract

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Mischabfällen, welche in einem Massestrom zu mindestens einer Sortierstation geführt werden, bei dem DOLLAR A - Artikel einer Materialklasse, die aus mehreren Materialtypen besteht, durch positive Erkennung kollektiv aus dem Massestrom als Wertstoff abgezogen werden, wobei DOLLAR A - die Trennschärfe der klassenspezifischen Erkennung in der Sortierstation derart eingestellt wird, daß eher ein Artikel als verloren gegeben wird und in dem Massestrom verbleibt, als daß ein Fehlwurf in die Materialklasse gelangt, so daß ein Wertstoffstrom positiv aufkonzentriert wird, DOLLAR A - bevor der Wertstoffstrom gegebenenfalls selektiv nach Materialtypen getrennt wird, DOLLAR A woraufhin der in zumindest einer Sortierstation positiv aufkonzentrierte Wertstoffstrom oder einer oder mehrere der selektiv nach Materialtypen aufgetrennten Teilströme des positiv aufkonzentrierten Wertstoffstromes einem nassen Aufschluß zugeführt werden und DOLLAR A bei dem ein Rest-Massestrom eine weitere Sortierstation durchläuft oder endgültig entsorgt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Mischabfällen, welche in einem Massestrom zu mindestens einer Sortierstation geführt werden, als Vorbereitung für ein nasses Aufschlußverfahren.
Unter "Mischabfällen" sollen dabei Abfälle mit verwertbaren Anteilen verstanden werden, die sowohl Abfälle in einer bei Anlieferung vorgegebenen Zusammensetzung als auch gegebenenfalls in einer nach einer Vorsortierung anfallenden Zusammensetzung umfassen. Solche Abfälle werden zu einem überwiegenden Anteil durch Verpackungsabfälle gebildet und bestehen im wesentlichen aus den unterschiedlichsten Kunststoffen sowie Verbundstoffen, beispielsweise aus mit Kunststoffolien und/oder Metallfolien kaschierter Pappe, sowie Metalldosen.

Mischabfälle können beispielsweise mit einem Verfahren gemäß der WO 98/18607 behandelt werden, bei dem die Abfälle zum Aufschluß in Wasser unter mechanischer Krafteinwirkung agitiert werden, wobei in den Abfällen enthaltene große Teile, im wesentlichen Kunststoffteile, grob zerkleinert und lösbare Anteile, im wesentlichen Pappen, papierhaltige Verpackungen und Verbunde, aufgelöst werden und eine Suspension bilden, und bei dem aus der Suspension die Metallanteile als Schwergut abgetrennt werden, die übrigen groben Feststoffe, im wesentlichen Kunststoffe, zusammen mit der Suspension abgezogen, mechanisch von der Suspension abgetrennt und die suspendierten feinen Feststoffe unter Entwässerung als Feinstoff abgetrennt werden. Ein solches nasses Aufbereitungsverfahren ist in der Anlage "SOR-TEChnology 3.0" bei Hannover realisiert. Es hat den Vorteil, daß die Abfallmengen bis zu einem gewissen Grade kompaktiert sein dürfen, da bei der Aufgabe in das Wasser durch Krafteinwirkung alle Klumpen und Ballungen zuverlässig aufgebrochen werden.

Bereits die WO 98/18607 hat jedoch erkannt, daß es zweckmäßig ist, Vorsortierungsstufen vorzusehen, die zu einer Entlastung des nassen Aufschlußverfahrens führen. Es ist dabei vorgesehen, daß der in Form einer mehr oder weniger dichten Schüttung angelieferte Abfall, wie er beispielsweise hinter einem Gebindeöffner anfällt, zu sieben und mittels eines Magnetscheiders ferromagnetische Metalle abzuscheiden. Steine, Sand, Glas und organische Anteile werden ebenfalls abgesiebt. Auch ist vorgeschlagen, Flüssigkeitskartons über eine sogenannte NIR-Sortiereinrichtung auszusondern und spezielle Kunststoffe, beispielsweise PET-Flaschen automatisch auszusortieren.

Ein weiteres trockenes Aufbereitungsverfahren ist aus der WO 01/87567 A1 bekannt. Hier wird im Anschluß an die Abscheidung von Folien und Metallen eine stoffgruppenspezifische Trennung angewendet, um aus einer Mischung, die Restmüllanteile und Kunststoffartikel enthält, allein die Kunststoffartikel kollektiv abzutrennen, ohne daß bereits einzelne Kunststoffsorten ausgesondert werden. Erst danach wird diese Mischkunststofffraktion in sortenspezifische Fraktionen aufgeteilt, wobei in der praktischen Anwendung automatische Sortierung NIR-Spektroskopie eingesetzt wird. Diese zweistufige Trennung ermöglicht eine höhere Sortenreinheit der erhaltenen Polymerfraktionen, da die Trenngenauigkeit der aufeinanderfolgenden Trennvorrichtungen miteinander wirkt, so daß insgesamt eine geringere Rate an Fehlwürfen zu erwarten ist, die jede Fraktion verunreinigen würde. Der besondere Vorteil des Verfahrens nach der WO 01/87567 A1 liegt jedoch darin, daß bestehende Sortieranlagen einfach nachgerüstet werden können, da zur Realisierung des Verfahrens kein übermäßiger Platzbedarf erforderlich ist. Es bietet sich daher an, dieses bekannte Verfahren zur trockenen Aufbereitung von Mischabfällen auch zu verwenden, um den nassen Aufschluß vorzubereiten. Allerdings hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß weiche, flächige Bestandteile, beispielsweise Folien, die sich bei hohen Geschwindigkeiten unkontrolliert auf dem Transportband überlagern, aus dem Massestrom entfernt werden müssen, um die optimale Voraussetzung für eine optische Erkennung zu gewährleisten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das aus der WO 01/87567 A1 bekannte Verfahren so zu modifizieren, daß es als Vorbereitung für ein nasses Aufschlußverfahren dienen kann, wobei eine hohe Ausbeute an Mischkunststoffen beispielsweise einem oder mehreren Pulpern zugeführt werden kann. Insbesondere soll dabei sicher verhindert werden, daß massive, grobe Störstoffe in den oder die Pulper gelangen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist bei einem Verfahren zur Aufbereitung von Mischabfällen, welche in einem Massestrom zu mindesten einer Sortierstation geführt werden vorgesehen, daß Artikel einer Materialklasse, die aus mehreren Materialtypen besteht, durch positive Erkennung kol lektiv aus dein Massestrom als Wertstoff abgezogen werden, wobei die Trennschärfe der klassenspezifischen Erkennung in einer Sortierstation derart eingestellt wird, daß eher ein Artikel verloren gegeben wird und in dem Massestrom verbleibt, als daß ein Fehlwurf in die Materialklasse gelangt, so daß ein Wertstoffstrom positiv aufkonzentriert wird, bevor der Wertstoffstrom gegebenenfalls selektiv nach Materialtypen getrennt wird, woraufhin der in zumindestens einer Sortierstation positiv aufkonzentrierte Wertstoffstrom oder einer oder mehrere der selektiv nach Materialtypen aufgetrennten Teilströme des positiv aufkonzentrierten Wertstoffstromes einem nassen Aufschluß zugeführt werden und bei dem ein Rest-Massestrom eine weitere Sortierstation durchläuft oder endgültig entsorgt wird. Bei dem neuen Verfahren gehen positiv sortierte Wertstoffströme in den Massenaufschluß, was wiederum bedeutet, daß praktisch keine Störstoffe enthalten sind. Bei dein Verfahren gemäß der WO 98/18607, bei der negativ sortierte Ströme in den nassen Aufschluß gelangen, kann zum Beispiel sein, daß eine Kurbelwelle aus Edelstahl in den Pulper gelangt und möglicherweise im weiteren Verlauf großen mechanischen Schaden anrichtet, wo sie beispielsweise durch eine Schwergutfalle aus dem Prozeß abzuziehen gewesen wäre.

Im Regelfall wird eine Materialklasse Folienartikel vorliegen, beispielsweise Kunststoff-Folien, Papiere und dergleichen, welche aus dem Massestrom durch Windsichtung abgezogen werden, wobei nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Windsichtung so eingestellt wird, daß Artikel, die ein vorbestimmtes Flächengewicht überschreiten, in dem Rest-Massestrom verbleiben.

Wenn die Materialklasse Kunststoff ist, welche als Materialtypen verschiedene Polymere, wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyethylentherephthalat und dergleichen, umfaßt, werden die Kunststoffartikel bevorzugt durch NIR-Spektroskopie erkannt, wobei die Trennschärfe der NIR-Spektroskopie so eingestellt wird, daß Kunststoffe, deren erkanntes Spektrum nicht mit einem Standardspektrum übereinstimmt, in dem Rest-Massestrom verbleiben.

Wenn die Materialklasse Nichteisenmetall ist, welche als Materialtypen Aluminium, aluminiunbeschichtete Getränkekarons und andere Verbunde, Kupfer, Blei oder dergleichen umfaßt, werden die Nichteisenartikel bevorzugt durch Wirbelstromscheidung erkannt, wobei die Trennschärfe der Wirbelstromscheidung so eingestellt wird, daß Getränkekartons und andere Verbunde in dem Rest-Massestrom verbleiben. Nichteisen, vornehmlich Aluminium, wird also positiv in einem Materialstrom aufkonzentriert, wo es bei der trockenen Aufbereitung in einem Anteil von etwa 80 % vorliegen kann.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Fraktion Papier-Pappe-Karton (PPK) erst aus dem zumindest von Mischkunststoffen weitgehend befreiten Rest-Massestrom abgezogen. In dem Rest-Massestrom hat sich nämlich dann die Fraktion Papier-Pappe-Karton aufkonzentriert, so daß eine gezielte Entfernung dieser Fraktion an anderer Stelle im Prozeßablauf als bisher bekannt möglich ist. Dies kann durch eine NIR-Sortiereinrichtung geschehen, nachdem zuvor zweckmäßigerweise eine weitere Nichteisenmetallscheidung durchge-führt wurde. Da beispielsweise Aluminiumfolien ein ähnliches NIR-Spektrum haben wie Papier, wäre die Gefahr von Fehlzuordnungen im optischen Sortierprozeß ansonsten zu groß.

Ebenso bevorzugt ist, daß die kollektiv erzeugte Mischkunststofffraktion durch ballistische Trennung von immer noch vorhandenen weichen Bestandteilen befreit wird, um die nachfolgende optische Erkennung zu erleichtern. Die weichen Bestandteile, wie Folienreste, können dann wiederum in die nasse Aufbereitung gegeben werden. Bei der optischen Erkennung kann beispielsweise die Fraktion Polystyrol abgezogen werden, alternativ oder zusätzlich die Fraktion Polyethylenterephthalat, wobei hier der Anteil transparenter Flaschen besonders interessant ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:
1 ein Fließdiagramm für eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur trockenen Aufbereitung von Mischabfällen; und
2 den Verfahrenslauf nach einer Variante der 1.
Gemäß 1 gelangen die angelieferten Mischabfälle zunächst in einen Gebindeöffner 10 und werden dann zur Grobklassierung einem ersten Sieb 20 aufgegeben, das eine Lochgröße von etwa 240 mm aufweist. Die Grobfraktion oder das Oberkorn des Siebes 20, d.h. Materialien mit Korngrößen über 240 mm, besteht überwiegend aus Kunststoffolien, insbesondere Großfolien, die in einem anschließenden Windsichter 30 als Leichtanteil abgezogen und einem Schredder 40 zugeführt werden. Die geschredderten Folien werden dann direkt in den nassen Aufschluß gegeben. Die Feinfraktion oder das Unterkorn aus dem Sieb 20, beispielsweise einem Trommelsieb, gelangt in ein weiteres Sieb 22 mit Lochdurchmesser von etwa 60 mm. Wiederum wird das Oberkorn aus dem Sieb 22 zu einem Windsichter 32 geleitet, aus dem der Leichtanteil mit einer Größe zwischen 60 und 240 mm wiederum in den nassen Aufschluß gefördert wird. Das Unterkorn aus dem Sieb 22, das ebenfalls ein Trommelsieb sein kann, gelangt auf ein Schwingsieb 24 mit einem Lochdurchmesser von ungefähr 20 mm und wird dort entstaubt. Das Oberkorn aus dem Schwingsieb 24 wird gemeinsam mit dem Schweranteil aus dem Windsichter 32 zu einem Magnetscheider 42 transportiert, wo magnetische Metalle, hauptsächlich Weißblech, entfernt werden und als Wertstoff wieder zur Verfügung stehen. Der verbleibende Massestrom gelangt in eine im nahen Infrarot (NIR) arbeitende automatische Sortieranlage 44, die Getränkeverpackungen (FKN) optisch erkennt und abführt.
Es kann vorgesehen sein, dem Sieb 22 ein weiteres Sieb nachzuschalten, das einen Lochdurchmesser hat, der es erlaubt, daß beispielsweise Kaffeemilchdöschen aussortiert werden, die dann ebenfalls mit dem Schweranteil aus dem Windsichter 32 weiterbehandelt würden. Das Schwingsieb 24 kann dann mit einem kleineren Lochdurchmesser ausgestattet sein und die Entfernung von feinem Inertanteil effektiver durchführen.
Nachdem der Massestrom die automatische Sortieranlage 44 durchlaufen hat, besteht er weitgehend aus Kunststoffen, zudem aus nicht wiederverwertbaren Restmüllanteilen, die bei der vorangegangenen Sortierung nicht ausgesondert werden konnten. Dieser Massestrom gelangt in eine NIR-Sortiereinheit 50 für Kunststoff, in der die Mischkunststofffraktion kollektiv abgetrennt wird. Der Restmüllanteil wird immer noch verlorene Kunststoffe enthalten, ansonsten besteht er weitgehend aus Papier und Pappen, Störstoffen und zuvor nicht erfaßten Mischkunststoffen. Daher wird zunächst die PPK-Fraktion nach einer zuvor durchgeführten Nichteisenmetallscheidung (in 1 nicht gezeigt) mittels einer NIR-Sortiereinrichtung 52 entfernt. Die in der Restfraktion enthaltenen, zuvor verlorenen Kunststoffe werden anschließend kollektiv als Mischkunststoffe in der NIR-Sortiereinrichtung 54 aussortiert und der Polyolefin-Schwerfraktion zugeführt.
Verbleibende Reste werden entsorgt. Es liegt nun ein weitgehend von allen Störstoffen befreiter Mischkunststoffstrom vor, der für den nassen Aufschluß zur Verfügung steht.
Die in der NIR-Sortieranlage 50 erzeugte Mischkunststofffraktion gelangt in einen an sich bekannten ballistischen Trenner 60, welcher weiche, flächige Anteile, beispielsweise verbliebene Restfolien, entgegen der Schwerkraft nach oben fördern. Diese weichen Anteile sind für die optische Sortierung nicht geeignet und werden direkt zum nassen Aufschluß gegeben. Der harte Anteil aus dem ballistischen Trenner 60, der beispielsweise Flaschen, Joghurtbecher und dergleichen enthält, gelangt in eine erste optische Sortierstufe 70, welche mittels NIR-Spektroskopie Polystyrol (PS) und Polyethylenterephthalat (PET) erkennt und aus dem Massestrom holt. Die Fraktion Polyethylenterephthalat wird in einer weiteren optischen Sortierstufe 72 mittels NIR-Farb- und Bildbearbeitung auf transparente Flaschen geprüft, die dann separat abgezogen werden. Verbleibendes Polyethylenterephthalat aus der Sortierstufe 72 gelangt in den nassen Aufschluß, ebenso wie Mischkunststoffe, die in der Sortierstufe 70 nicht identifiziert wurden, beispielsweise Polyethylen oder Polypropylen.
Alle optischen Sortierstufen nutzen bevorzugt die spektroskopischen Eigenschaften der Materialien im nahen Infrarot.
2 zeigt einen Verfahrenslauf mit Varianten zu dein Ablauf gemäß 1. Das aus dem Gebindeöffner (in 2 nicht dargestellt) gelieferte Material wird zunächst, wie bereits im Zusammenhang mit 1 beschrieben, einer Klassierung unterworfen. Das Grobkorn bzw. Oberkorn wird einem Windsichter 30 übergeben, der den Leichtanteil, wie zuvor in einem Schredder 40 zerkleinert. Anders als bei 1 erfolgt anschließend noch eine weitere Magnetscheidung 46, bei der etwa noch vorhandene Eisenstörstoffe aus dem Materialstrom ausgesondert werden. In die naßmechanische Aufbereitung gelangen daher nur im wesentlichen zerkleinerte Großfolien. Auch der Leichtanteil aus der Mittelkornwindsichtung 32 wird an die Magnetscheidung 46 gegeben. Der Schweranteil aus dem Windsichter 30 gelangt nach einer Magnetscheidung 48 in das Schwergut für die naßmechanische Aufbereitung. Der grobe Rest wird ausgesondert. Wie bei 1 wird das Oberkorn aus der Feinklassierung durch das Sieb 24 zusammen mit dein Schweranteil aus dem Windsichter 32 für das Mittekorn an einen Magnetscheider 42 gegeben. Anschließend werden Getränkekartons in der NIR-Sortiereinrichtung 40 aussortiert. Aus den von Getränkekartons (FKN) befreitem Materialstrom wird in einer weiteren NIR-Sortieranlage 50 die Mischkunststofffraktion kollektiv positiv als Wertstoffstrom abgetrennt. Im Rest-Massestrom ist jetzt die Fraktion PPK aufkonzentriert. Nach einer Nichteisenscheidung 56 erfolgt dann die Abtrennung der Fraktion PPK mittels einer NIR-Sortierinrichtung 52. Eine weitere anschließende NIR-Sortiereinrichtung 54 holt bisher verlorene Kunststoffe aus dem Massestrom und führt es als positiv separiertes Material in die naßmechanische Aufbereitung. Der Rest wird als Störstoff ausgesondert. Aus der NIR-Sortiereinrichtung 50 gelangt der Mischkunststoff in einen ballistischen Trenner 60, in dem die Kunststoffolien abgetrennt und wiederum positiv separiertes Material in die naßmechanische Aufbereitung gegeben werden. Die "harten" Kunststoffe gelangen wie zuvor in die Materialtypen-Trennung, wo zunächst in einer NIR-Sepktroskopieeinrichtung 70 Polyethylentherephthalat-Artikel positiv als Gesamtfraktion abgezogen und schließlich mittels einer NIR-Farb- und Bildverarbeitungseinrichtung in Bezug auf Flaschen weiter getrennt werden, wobei transparente Flaschen gegebenenfalls, negativ sortiert, gesondert abgeführt werden.
Oftmals wird den klar transparenten Flaschen besondere Werthaltigkeit zugeordnet. Der von dem PET befreite Massestrom wird weiter optisch sortiert, wobei Polystyrol positiv abgetrennt wird. Die restlichen Kunststoffe gelangen wiederum in die naßmechanische Aufbereitung.
Eine von Überwachungspersonal durchgeführt Produktkontrolle wird an verschiedenen Stellen des Prozesses durchgeführt, beispielsweise im Anschluß an die Abtrennung der PPK-Fraktion, bei der PET-Flaschentrennung und bei der Polystyroltrennung. Es wird damit vermieden, daß Fehlwürfe das positiv separierte Material verunreinigen bzw. Wertstoffartikel endgültig verloren gehen.
Auch im Anschluß an den Windsichter 30 kann für das Schwergut eine Nachkontrolle vorgesehen sein. Gegebenenfalls gefundene Wertstoffe können dann dem Gutstrom wieder zugeführt werden, beispielsweise nach dem Magnetscheider 46. Auch kann händisch positiv nachsortiert werden.
Insgesamt gelangen also mit Ausnahme von Polystyrol und transparenten Flaschen aus Polyethylenterephthalat sämtliche Kunststoffe in den nassen Aufschluß und können dort weiterbehandelt werden, beispielsweise nach dem Verfahren, wie es aus der WO 98/18607 bekannt ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims

Verfahren zur Aufbereitung von Mischabfällen, welche in einem Massestrom zu mindestens einer Sortierstation geführt werden, bei dem – Artikel einer Materialklasse, die aus mehreren Materialtypen besteht, durch positive Erkennung kollektiv aus dem Massestrom als Wertstoff abgezogen werden, wobei – die Trennschärfe der klassenspezifischen Erkennung in der Sortierstation derart eingestellt wird, daß eher ein Artikel als verloren gegeben wird und in dem Massestrom verbleibt, als daß ein Fehlwurf in die Materialklasse gelangt, so daß ein Wertstoffstrom positiv aufkonzentriert wird, – bevor der Wertstoffstrom gegebenenfalls selektiv nach Materialtypen getrennt wird, woraufhin der in zumindest einer Sortierstation positiv aufkonzentrierte Wertstoffstrom oder einer oder mehrere der selektiv nach Materialtypen aufgetrennten Teilströme des positiv aufkonzentrierten Wertstoffstromes einem nassen Aufschluß zugeführt werden und bei dem ein Rest-Massestrom eine weitere Sortierstation durchläuft oder endgültig entsorgt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialklasse Folienartikel, wie Kunststoff-Folien, Papiere und dergleichen, umfaßt, welche aus dem Massestrom durch Windsichtung abgezogen werden, wobei die Windsichtung so eingestellt wird, daß Artikel, die ein vorbestimmtes Flächengewicht überschreiten, in dem Massestrom verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialklasse Kunststoff ist, welche als Materialtypen verschiedene Polymere, wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyethylentherephthalat und dergleichen, umfaßt, wobei die Kunststoffartikel durch NIR-Spektroskopie erkannt werden, wobei die Trennschärfe der NIR-Spektroskopie so eingestellt wird, daß Kunststoffe, deren erkann tes Spektrum nicht mit einem Standardspektrum übereinstimmt, in dem Rest-Massestrom verbleiben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialklasse Nichteiserunmetall ist, welche als Materialtypen Aluminium, aluminiumbeschichtete Getränkekartons und Verbunde umfaßt, wobei die Nichteisenmetallartikel durch Wirbelstromscheidung erkannt werden, wobei die Trennschärfe der Wirbelstromscheidung so eingestellt wird, daß Getränkekartons und Verbunde in dem Rest-Massestrom verbleiben.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem zumindest von Mischkunststoffen weitgehend befreiten Rest-Massestrom die Fraktion Papier-Pappe-Karton abgezogen wird.