DE1916672C3 - Verfahren zur Aufbereitung von Abiällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft e:in Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen mit organischen, wie Papier, Kunststoff, Textilien und Küchenabfällen, und anorganischen Bestandteilen, wie Metallteile, Gas oder ähnliches Material, bei welchem der gesamte Abfall einem Behälter aufgegeben und in feine sowie mittlere und grobe bzw. kompaktere Bestandteile aufgetrennt wird, wobei die feinen Bestandteile in Form eines Schlammes und der nicht zerkleinerte Teil der Abfälle anderweitig abgeführt werden.

In den letzten Jahren hat die Menge fester Abfallprodukte, die eine Verwertung durch die Gemeinden erfordern, fortlaufend zugenommen. Ein Großteil geht auf das enorme Wachstum an Papierprodukten zurück, die zum Verpacken und Kennzeichnen von Konsumgütern verwendet werden. Jedoch hat erst seit kurzem die Öffentlichkeit von den Unkosten und der rückständigen Art der herkömmlichen Verfahren zur Abfallverwertung Kenntnis genommen und ist sich bewußt geworden, daß die Gemeinden mit ihrem eigenen Abfall in einer wirtschaftlicheren Weise fertig werden müssen.

Schwierig zu beseitigende Abfälle, beispielsweise aufgegebene Fahrzeuge, Straßenkehricht, Baumreste, Baumaterialien, Möbel u.dgl. können normalerweise nur auf Abfallplätzen verwertet werden. Einige dieser Abfälle können kleingeschnitten oder zusammengepreßt, als Schrott verkauft werden, wenn sie wieder verwendbar sind, oder sie können in einer städtischen Müllverbrennungsanlage vernichtet werden, wenn sie nicht zu sperrig sind.

«o Darüber hinaus sind die von sich zersetzenden Abfällen herrührenden Gesundheitsschäden durch die Verwendung moderner Verfahren zur Abwasserbehandlung in Abwasserbehandlungsanlagen teilweise unter Kontrolle gebracht worden.

Das kritischste Problem für die Gemeinden liegt heute in der täglichen Anhäufung von Feststoffen. Dieser Abfall, der sowohl Haushalts- als auch Industriemüll umfaßt, kann zum Teil durch Mikroorganismen mit hinreichender Geschwindigkeit zersetzt werden. Seine Verwertung bringt gelegentlich Gesundheitsprobleme durch die Verunreinigung der Luft und des Wassers mit sich.

Es wurden verschiedene Versuche unternommen, um sperrigen Abfall zu verdichten. Die herkömmlichen

Verfahren umfassen das Verbrennen auf offenen Plätzen sowie in Verbrennungsanlagen, die Verdichtung und das Bedecken mit Erde. Alle diese Verfahren haben größere Nachteile, insbesondere in bezug auf die Kosten und die Verunreinigung der Luft.

Abfallschlamm, also in erster Linie der Abfall, der sich bei den herkömmlichen Behandlungen des Gemeindeabwassers ergibt, stellt auch ein fortwährendes und wachsendes Verwertungsproblem für die Gemeinden dar. Abwasser besteht in erster Linie aus Abfällen aus Wohnungs-, Geschäfts- und Industrietoiletten, und zwar zu einem großen Teil aus Wasser und aufgelösten Feststoffen, in der Regel mehr als 99%, wobei der suspendierte Feststoffgehalt sowohl organische als auch anorganische Bestandteile aufweht. Näherungsweise ist

die Hälfte dieser Materialien unstabiler, organischer Natur und der Zersetzung unterworfen.

Bei dem herkömmlichen Verfahren der Abwasserbehandlung mit Sauerstoff läßt man rohen Abwasserschlamm in einem ersten Sedimentationsbehälter sich absetzen, in dem der Sauerstoff fast ganz durch aerobe Zersetzung verbraucht wird. Der abgesetzte Schlamm wird dann in Faulbecken eingebracht, in denen bei gesteuerten Bedingungen die anaerobe Zersetzung den Schlamm in der Abwesenheit von Sauerstoff vermindert und die komplexen Protein- und Kohlenwasserstoffstrukturen in niedere Ketten zerbricht. Dieser Zersetzungsprozeß erfordert in der Regel 10 bis 15 Tage, und der sich dabei ergebende, stabile Schlamm wird dann zu offenen Sandbetten ausgetrocknet oder in mechanisehen Verdichtungseinrichtungen bis zu einem Grad entwässert, bei dem er verbrannt oder vielleicht für Füllzwecke oder als minderwertiges Düngemittel verwendet werden kann.

Der primäre Sedimentationsschlamm ist schwierig zu entwässern, da er nicht stabil ist und eine relativ schleimige, gallertartige Matrix darstellt. Das; Zersetzungsverfahren, durch welches er in einen leichter zu handhabenden Rest überführt wird, erfordert nicht nur eine beträchtliche Zeitspanne sondern auch eine sorgfältige Wartung und entsprechende Umgebungsbedingungen. Die Zersetzungsausrüstung für diesen Zweck ist teuer und ihre Wartung und Überwachung ebenfalls kostspielig. Weiterhin muß der zersetzte

Schlamm für die endgültige Verwertung weiterbehan-HcIt werden, und das wirtschaftlichste Verwertungsverfchren dürfte die Verbrennung sein.

Die vorstehenden Bemerkungen über Abwasserichlammsedimente betreffen auch andere Arten von s Abfallschlamm, die aus der Industrie hervorgehen. Beispielsweise entsteht bei einer Reihe metallurgischer end chemischer Verfahren Schlamm ohne ausreichenden Wert, um irgendeine andere weitere Behandlung zu rechtfertigen als z. B. die Verbrennung. Bekannt ist die Wirbelschicntverbrennung von Abfallschlamm, der bei der Papierherstellung entsteht. Soweit bisher bekannt, Wurde die Wirbelschichtverbrennung bei solchen Abfällen erfolgreich eingesetzt, die im wesentlichen Strömungsmitteleigenschaften aufweisen, im Gegensatz itu den Abfällen mit Feststoff eigenschaften.

Die bestehenden Probleme bei den gegenwärtigen Verfahren der Verwertung von festen Abfällen zeigen den Zweck der Erfindung auf, ei., neues und »erbessertes Verfahren zur Herabsetzung der Abfälle, insbesondere in wirksamer und wirtschaftlicher Weise aufzufinden.

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen mit organischen und nichtorganischen Bestandteilen der eingangs genannten Art ist aus der US-Patentschrift Ji 59 353 bekannt. Es liegt auch dort der Wunsch vor, den in einem Müllwagen gesammelten Abfall ohne weitere Bearbeitung in einen Behälter abzukippen und weiter zu verarbeiten. Im bekannten Fall werden verschiedene Schritte zum Verteilen des Mülls vorgenommen, wobei mit dem Aufbringen scharfer Flüssigkeitsstrahlen begonnen wird, die kleinere Abfallteile möglichst weitgehend schon von dem weiteren Verfahren abtrennen sollen, bei dem ein mechanisches Zerbrechen und Mahlen erfolgt. Der heterogene Abfall wird vom Müllwagen auf eine geneigte Rampe geladen, von welcher er auf endlose, parallele Ketten rutscht. Diese fördern die Abfallmasse unter die kraftvollen Wasserstrahlen, während Dosen, Flaschen und andere kleine Gegenstände zwischen die Ketten fallen, die einen hinreichend großen Abstand voneinander hierfür vorgesehen haben, und zwar in den Tank hinein. Weiche Massen, wie z. B. Papier, Kartons und Säcke, Holzgestelle usw. werden durch die hohe Geschwindigkeit der Wasserstrahlen zerrissen und durch die Ketten in den Tank hineingepreßt. Das Sortieren des Abfalls, beispielsweise das Heraussuchen von Gummireifen und großen Metallteilen und auch das Sortieren in der Klassifiziervorrichtung sind umständlich und nachteilig. Es hat sich bei dieser und auch bei anderen bekannten Anlagen bislang stets gezeigt, daß unterschiedliche Materialien auch verschiedene Behandlungsmethoden erforderten. Weiterhin ist aus der US-Patentschrift 22 46 224 eine Vorrichtung bekannt, bei welcher das Rohmaterial zunächst in einem Mahlwerk zerkleinert wird, welches offensichtlich häufiger bei Küchenmüll als bei städtischem Abfall durchgeführt wird. Größere Metail- oder Gummiteile können sicher nicht auf diese Weise zerkleinert werden. So enthält auch das nach diesem bekannten Verfahren zu verarbeitende Material 6n keine harten Bestandteile, z. B. Metall, Keramik usw., sondern vielmehr weiche und leicht zu zerkleinernde Materialien.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Aufbereitungsverfahren gemäß der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß städtischer Müll, der auch Metall und Glasmaterialien neben anderen zerbrechlirhpn und nichtzerbrechlichen Stoffen aufweist, automa-

tisch, wirksam und wesentlich wirtschaftlicher als bei dem bisherigen Verfahren in einer Anlage behandelt werden kann.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der gesamte Abfall in den Behälter eingeführt und dort in einer wäßrigen Aufschwemmung gleichzeitig behandelt wird, wobei das sperrige Gut durch Schlagwirkung wenigstens teilweise zerkleinert, zerschlagen und/oder verdichtet und das kompaktere Material durch eine Zentrifugalscheidung nach außen befördert und dort abgezogen wird. In vorteilhafter Weise kann man somit den unsortierten Müll ohne Vorabtrennung oder Vorabscheidung in dem Zustand, wie er anfällt und in Müllwagen od. dgl. gesammelt wird, in einen Bottich einführen und automatisch weiterbehandeln bzw. aufbereiten.

Aus der US-Patentschrift 33 39 851 ist ein Verfahren zur Wiederaufbereitung von mit Kunststoff beschichtetem Abfallpapier bekannt. Es handelt sich dabei um ein Teilproblem, nämlich nur die Verarbeitung von diesen speziellen Papiermaterialien, wobei allerdings auch ein Förderer den zu behandelnden Stoff in einen Anmaischbottich fördert, in welchen Wasser, das gegebenenfalls angewärmt ist, eingemischt wird. Die Faserpulpe verläßt den Behälter und gelangt über eine Regulierkammer in eine Presse. In der daran angeschlossenen Mischkammer wird Wasser zugegeben, wobei die sich ergebende Materialmischung beim Durchlaufen der Siebe in Kunststoffe einerseits und Faserpuipe andererseits getrennt wird. Es ist leichter, zunächst die einfacher zu beherrschenden Teilgebiete der Verarbeitung von Abfallstoffen der zuvor beschriebenen bekannten Art zu behandeln, wobei jedoch das Gesamtproblem, nämlich die Verarbeitung des heterogenen Mülls, nicht lösbar ist.

Schließlich ist es aus der US-Patentschrift 33 62 650 noch bekannt, den gesamten Abfall in einen Behälter einzuführen und dort in einer wäßrigen Aufschwemmung zu behandeln. In diesem bekannten Fall fehlt jedoch die Auftrennung des Abfalls in dem Behälter in feine, mittlere und grobe Bestandteile. Gemäß d-jm letztgenannten bekannten Verfahren sinken die schweren Bestandteile vielmehr zunächst ab und werden also nicht behandelt, wohingegen das leichtere und im wesentlichen schwimmfähige Material zerkleinert wird. Auch nach diesem bekannten Verfahren ist die gestellte Aufgabe nicht lösbar.

Bei vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung werden das spezifisch leichtere und das zumindest in einer Dimension größere Gut, vorzugsweise Seile oder Drähte, gesondert aus dem Behälter ausgetragen. Man kann auf diese Weise einfach Fasern und Drähte jeglicher Art zur Erleichterung und Vereinfachung des weiteren Verfahrens herausführen.

Zweckmäßig ist es ferner, wenn der abgezogene Schlamm einer weiteren Trennung zugeführt wird. Man hat erfindungsgemäß auch vorgesehen, das wäßrige Medium für die Aufschwemmung im wesentlichen aus Abwasser bestehen zu lassen und dieses und/oder dessen Schlammsediment mit dem Schlammbrei in dem Behälter zu mischen und aus diesem mit dem Schlammbrei abzuziehen. Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn der Schlammbrei verdichtet und nachfolgend verbrannt wird. Ferner ist eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet daß das nicht zerkleinerte Gut mit höherem spezifischen Gewicht einer Magnetscheidung unterworfen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die

Abfälle, die zum Teil anfangs sehr sperrig waren, konzentriert und verarbeitet werden. Das unvermeidliche Sortieren der Abfälle, z. B. in Metall, zerbrechliche und brennbare Materialien, erfolgt automatisch ohne umständliches Vorsortieren. Selbst die Verwertung von Abwässern und Schlämmen ist ohne große Anlagen- und Verfahrenskosten mit dem neuen Verfahren möglich.

Durch die Verarbeitung der völlig unsortierten angelieferten Abfälle werden folgende Möglichkeiten geschaffen:

a) Die organischen und faserigen Bestandteile werden in der Teilchengröße verringert, bis sie mit dem Pulpemedium einen pumpfähigen Schlamm bilden, der aus dem Behälter durch ein Sieb mit geeigneter Perforation herausgezogen und an weitere Behandlungsstationen gepumpt werden kann.

b) Das Metall Glas und die anderen harten Materialien werden individuell auf kompakte Formen reduziert, die relativ frei sind von Poren, die Lufteinschlüsse aufweisen können, und die daher leicht aus dem BehäHer unter der Wirkung der Schwerkraft unabhängig von dem Schlamm zur nachfolgenden Trennung des Metalls und der nichtmetallischen Bestandteile entfernt werden können.

c) Die zähen, faserigen Materialien, wie beispielsweise Draht, Seil und Kunststoffolien werden getrennt zur Verwertung entfernt, und zwar vorzugsweise, indem sie progressiv zu einem seilförmigen Körper verbunden werden, der oberhalb des Behälters entfernbar ist.

Die Erfindung bewirkt daher durch im wesentlichen einen einzigen Behandlungsvorgang, der entweder kontinuierlich oder im Schichtbetrieb ausgeführt werden kann, die Verminderung des Sperrmülls des gemischten Abfalles auf ein optimales Minimum und auch die Trennung seiner Bestandteile in die drei Hauptkategorien, die bei der endgültigen Verwertung am einfachsten getrennt gehandhabt werden können.

Ein anderes wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß sie es ermöglicht, wahlweise das rohe Abwasser als wäßriges Pulpemedium für die festen Abfälle zu verwenden, wodurch sich eine Reihe nachfolgend beschriebener Vorteile ergeben.

Wenn Abwasser als Pulpemedium verwendet wird, ist es möglich, den durch den Pulpeprozeß aufbereiteten und extrahierten Abfallschlamm, der etwas Abwasser enthalten wird, in das bestehende Abwassersystern der Gemeinde zur nachfolgenden Behandlung mit dem anderen Abwasser nach den herkömmlichen Methoden abzugeben. Ein anderes Verfahren besteht darin, den extrahierten Schlamm einer vorläufigen Eindickungsstufe zuzuführen, die ein Pulpeprodukt ergibt, das nährstoffreiches Abwasser und nährstoffarme, faserige Materialien aufweist, die als bodenartiger Kompost mit einem Wert als Dünger od. dgl. verwendet werden können. In diesen Fällen ist die in der Eindickungsstufe entfernte Flüssigkeit verfügbar, um dem Behälter wieder für den Pulpeprozeß mit einem anderen gemischten Abfall aufgegeben zu werden. Daher bringt die Erfindung den bedeutsamen Vorteil mit sich, daß sie pur minimale Mengen an frischem Wasser erfordert, insbesondere wenn der anfängliche Wasservorrat aus Abwasser besteht

Der gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung bewirkte Pulpeprozeß führt zu einem nnmnfähieen. relativ homogenen Schlammbrei mit einem so hohen Prozentsatz an Cellulosematerial oder anderen, leicht brennbaren Materialien, daß er leicht auf einen hohen Feststoffgehalt entwässert werden kann, um einer bequemen weiteren Behandlung zugeführt zu werden. Es ist beispielsweise möglich, den extrahierten Schlammbrei direkt einem Wirbelschicht-Reaktor zuzuführen, der für manche Anordnungen praktisch sein kann. Das bevorzugte Verfahren besteht jedoch darin, den Schlammbrei auf einen relativ hohen Feststoffgehalt, beispielsweise 25% oder mehr zu entwässern, der einem Wirbelschichtreaktor durch eine Förderschnecke oder ähnliches zugeführt werden kann, aber der auch schnell aufgeschlossen wird, wenn er dem Reaktor zur schnellen und wirksamen Verbrennung aufgegeben wird.

Das Verfahren nach der Erfindung bietet auch besondere Vorteile bei der Verwertung von Abwasserschlamm, der eine gallertartige Masse darstellt und besonders schwierig durch die gewöhnlichen Verfahren zur Aufbereitung für die weitere Behandlung zu entwässern ist. Abwasserschlamm enthält einen relativ kleinen Anteil der Gesamtmenge der festen Abfälle, die die Verwertung durch eine durchschnittliche Gemeinde erforderlich macht, nämlich in der Größenordnung von 5%, und wenn nicht zersetzter Schlamm als Pulpemedium für den Gemeindeabfall verwendet wird, oder wenn er mit dem im Pulpeprozeß behandelten Abfall gemischt wird, der in einer vergleichbaren Zeitspanne gesammelt worden ist. so bildet er einen relativ kleinen Anteil der Gesamtmenge und bietet dem Entwässern der Gesamtmasse keinen bedeutsamen Widerstand. Umgekehrt gibt es einen so hohen Anteil an faserigen Bestandteilen in der Gesamtmasse, nämlich mehr als 50% des festen Materials, daß die Masse insgesamt relativ einfach entwässerbar ist und in dieser Hinsicht durch den daruniet gemischten Schlamm nicht beeinträchtigt wird. Nachdem die Mischung von Schlamm und Gemeindeabfall entwässert worden ist, was durch einen Vakuumfilter, eine Schneckenpresse, eine Zentrifuge oder eine andere geeignete Konzetitrierungsvorrichtung erfolgen kann, kann die entfernte Flüssigkeit in verschiedener Weise weiterbehandelt werden. Ein besonders nüt?'iches Verfahren ist es, sie zu sterilisieren und wiederum der Pulpestation als das wäßrige Pulpemedium aufzugeben. Der feste, beim Entwässerungsprozeß anfallende »Filterkuchen«, der Schlamm und andere feste Abfälle aufweist, wird leicht durch die Verbrennung in einem Wirbelschicht-Reaktor oder einer anderen Verbrennungsvorrichtung verwertet. Da diese Masse einen großen Anteil der faseriger Materialien hoher Verbrennbarkeh enthält, behält sie trotz des hinzugefügten Schlammes, der etwas wenigei brennfähig sein kann, diese Eigenschaft, und ihr« Verbrennung unterhalt sich im wesentlichen selbst, d. ti erzeugt genügend Wäremeenergie, um die Reaktortem peratur aufrechtzuerhalten, nachdem die Verbrennun] einmal in diesem eingeleitet worden ist Zusätzlich kam etwaige überschüssige, beim Verbrennungsprozeß ab fallende Wärme für andere Zwecke bei der Durchfür rung der Erfindung verwendet werden, insbesonder zur Sterilisation der beim Entwässern entfernte Flüssigkeit oder zum Enthitzen des gemischte Schlammbreies und des Schlammes vor dem Entwässi rungsprozeß.

Der entsprechend der Erfindung hergestellte, pum] fähige Schlammbrei, der Abfallteilchen mit oder ohi eingemischten Abwasserschlammbrei enthält, ist aui besonders für die Verbrennung durch ein Verfahn

geeignet, weiches die Wärmeenergie verwendet, die durch die Verbrennung des Schlamms geliefert wird. Danach wird ein Oxydationsmittel, insbesondere Druckluft, kontinuierlich mit dem wäßrigen Abwasserschlamm gemischt, de' durch einen Reaktor fließt, der bei etwa fO,3 bis 154,6 at und 104 bis 160 C arbeitet. Wenn die Konsistenz des Gutes näherungsweise 6 bis 7% Feststoffe zeigt, wird der Schlamm fast momentan zu inerter Asche reduziert, und seine Verbrennung erzeugt ausreichend Wärme, um eine sich selbst unterhaltende Reaktion stattfinden /. j lassen.

Verschiedene Vorteile werden erreicht, wenn das Naßoxydationsverfarn'en zur Verbrennung des kombinierten Schiammbreies verwendet wird, der aus der Pulpevorrichtung extrahiert wird. Der Wirbelbetrieb durch schnelle RotEttion eines Rotors lockert die Bestandteile in der Pulpevorrichtung und reduziert den Sauerstoffbedarf der organischen Bestandteile in der Pulpevorrichtung und reduziert den Sauerstoffbedarf der organischen Bestandteile darin. Dies reduziert den Betrag an Druckluft, tier im Reaktor erforderlich ist, um den gemischten Schlammbrei zu oxydieren. Weiterhin kann der abgezogen«; Schlammbrei von der Pulpevorrichtung kontinuierlich direkt zum Reaktor ohne Entwässerung geleitet werden, und dieser Betrieb ist insbesondere praktisch, wenn der Pulpeprozeß ausgeführt wird, während der Anteil des Schlamm enthaltenden, wäßrigen Mediums gesteuert wird, um eine relativ hohe Konsistenz des pulpemäßig aufbereiteten Schlammbreies aufrechtzuerhalten, nämlich in der Größenordnung von wenigstens 4 bis 10% oder mehr. Das Vermeiden der Entwässerungsstufe stellt die Verbrennung des Sc'ilammbreies vor dem Einsetzen des Fäulnisvorganges sicher und reduziert die Anlagekosten beträchtlich. Die Gegenwart eines hohen Teils der Papicrfasem in dem Schlammbrei in der Größenordnung von 50% des «.tädtischen Abfalles (ofentrockene Basis) steigert auch die Verbrennbarkeit des abgezogenen Schlammbreies.

Die nichtbrennbaren Materialien im Schlammbrei werden vorzugsweise in größerem Umfang durch die gleiche oder eine ähnliche Reinigungsvorrichtung entfernt, wie sie oben erwähnt wurde. Es ist in der Tat wünschenswert, dieses Reinigen zu bewirken, bevor der Schlammbrei dem Reaktor aufgegeben wird, um die größeren grobkörnigen, geröllartigen Materialien zu entfernen und dadurch ein unnötiges Zusammenbacken und einen hohen Strömungswiderstand zu vermeiden. Wenn derartige gn-öllartige Teilchen nicht durch die Reinigungseinricht-ingen entfernt werden, so werden lie sich mit der verbrannten Asche des Reaktorausflus- »es nach dem Durchlaufen des Reaktors abscheiden.

Nachdem die Feststoffe von dem Reaktorausfluß getrennt v/orden sind, kann die Flüssigkeit zum Zwecke der Anpassung de!, Feststoffgehaltes der Pulpevorrichtung wieder aufgegeben werden. Die Sterilisation dieser Flüssigkeit ist wegen der sehr vollständigen Verbrennung nicht erforderlich. Der Ascherest kann für Abfüllzwecke verwendet werden. Der abgezogene Reaktordampf kiunn verwendet werden, um den gemischten Schlammbrei vor der Verbrennung vorzuerhitzen, insbesondere, wenn die Konzentration der oxydierbaren Materialien geringer als 6 bis 7% ist.

Die Erfindung b ringt somit bisher getrennte Verwertungsverfahren zusammen, eines für Abwasser und 6s Abwasserschlamm und eines für den städtischen Abfall, indem die festen Bestandteile jedes Abfallmaterials in eine ieweils verwertbare Form gebracht werden. Indem das Naßoxydations.verfahren zur Verbrennung verwendet wird, kann der gemischte Schlammbrei erfahrungsgemäß aus der Pulpeeinrichtung an die Verwertungseinrichtung übertragen werden, bevor die organische Zersetzung oder eine bedeutende bakterielle Verwandlung innerhalb der nichtstabilen Abfallbestandteile eingesetzt hat. Andererseits kann der gemischte Schlammbrei in einem Umfang entwässert werden, der ausreicht, um die Verbrennung zu unterhalten, und er kann einem Wirbelschichtreaktor aufgegeben oder als Kompost oder für ähnliche Zwecke verwendet werden. Der mechanische und hydraulische Scherbetrieb der Pulpevorrichtung verzögert die Zersetzung bedeutend und fördert die Verbrennung, indem die unstabilen Zellwände oder organischen Molekel unter Belüftungsbedingungen innerhalb eines wäßrigen Mediums getrennt werden, das im wesentlichen Wasser enthält.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig.! ist eine Ansicht, die ein vollständiges System nach der Erfindung erläutert

F i g. 2 gibt teilweise in Seitenansicht und teilweise im vertikalen Schnitt gebrochen Einzelheiten der Pulpeeinrichtung des Systems nach F i g. 1 wieder.

F i g. 3 ist eine Ansicht eines Teiles des Bodens der Pulpeeinrichtung nach F i g. 2 in größerem Maßstab.

Fig.4 ist ein vergrößerter Teilschnitt entlang der Linie4-4von Fig.3.

F i g. 5 ist eine teilweise gebrochen dargestellte Seitenansicht, die eine Einrichtung zur Sperrgutentfernung zeigt, mit der die Pulpeeinrichtung nach Fig.! zusammenarbeitet und

F i g. 6 ist eine Teilansicht im vertikalen Schnitt, die die Vorrichtung nach F i g. 5 weiter erläutert.

In den Figuren 1 und 2 sind Vorrichtungen für den Pulpeprozeß, das Verdichten und Trennen der Bestandteile der gemischten Gemeindeabfälle dargestellt. Eine Pulpeeinrichtung IO gemäß der US-Patentschrift 33 39 851 umfaßt einen Behälter 11 mit einer sich zylindrisch erstreckenden oberen Wand, einem nach innen verjüngten, unteren Wandabschnitt 12 und einer Bodenwand 13 und wird von Stützen 14 geeigneter Art getragen. Ein Zahnradgetriebe 15 unterhalb des Behälters kann direkt mit einer Antriebsvorrichtung verbunden sein und wird in dem Ausführungsbeispie über eine Riemenscheibe 16 durch einen nichi dargestellten Motor angetrieben. Der Antrieb 15 treib eine vertikale Welle 17, die einen Rotor 20 trägt, dei zentrisch zum Bodenabsc>"itt des Behälters abgedreh wird.

Der Rotor 20 umfaßt mehrere Flügel 22, die in Betrieb eine wirksame Zirkulation außen und dann obei entlang den äußeren Abschnitten des Behälters in allgemeinen kreisförmig bewirken, was zu einer Rückfluß zu dem Flügelrad führt Stationäre Führungs platten 23 auf dem verjüngten Wandabschnitt 12 leitei den oberen Strom der Suspension in dem Behalte Neben dem Boden des Behälters befinden sich ein Ringkammer oder ein Abteil 24, und eine ringförmig Siebplatte 25 unmittelbar unterhalb der Rotorflügel 2 gestattet den Durchgang von Teilchen in die Kamme 24, die größenmäßig hinreichend reduziert worden sini um durch die Perforationen der Siebplatte 25 ζ gelangen. Bei dem bevorzugten Betrieb der Erfindur sind diese Perforationen relativ klein, vorzugsweise i der Größenordnung 3 bis 12 mm Durchmesser, und d< durch diese gelangende Schlammbrei kann aus de Abteil 24 vorzugsweise kontinuierlich durch die Lehm

26 und das Steuerventil 2:7 mit dem Betriebszylinder 28 abgezogen werden.

Der Rotor 20 ist im wesentlichen entsprechend der US-Patentschrift 30 73 535 aufgebaut. Jeder Flügel 22 weist entsprechend einen im wesentlichen flachen Unterflächenbereich 30 auf, der im allgemeinen parallel tür oberen Fläche der Siebplatte 25 ist, und jeder Flügel hat auch eine Führungsrandfläche 32, die im wesentlichen flach und entsprechend ausgedehnt ist, wie sich am besten aus F i g. 4 ergibt. Zusätzlich ist diese Führungsrandfläche 32 zur Fläche der Siebplatte 25 geneigt, so daß, wenn jeder Flügel mit dem Rotor rotiert, die Fläche 32 nicht nur einen Pumpbetrieb erstellt, der den Schlammbrei im wesentlichen nach außen zwingt, sondern er zwingt den Sehlammbrei nach unten zu den Perforationen in der Platte 25. Der nachfolgende Endabschnitt jedes Flügels bewegt sich oberhalb des Bereiches 30, wie bei 33 in F i g. 4 dargestellt ist, und dies führt zu dem Ergebnis, daß eine Hebewirkung bezüglich der Siebplatte und ihrer Perforationen auftritt, die wirksam wird, um die Materialteilchen fortzuheben, welche sonst dazu neigen würden, die Perforationen zu verstopfen, so daß der konstante Abzug aus dem Behälter möglich ist.

Dieser Aufbau des Rotors 20 und seiner Flügel 22 ergibt maximale hydraulische Scherkräfte in dem Abfall, wodurch der Papierabfall aufgefasert wird und die anderen organischen und anorganischen Abfälle verteilt werden. Zusätzlich arbeitet die Pulpeeinrichtung derart, daß, wenn sie mit dem richtigen Flüssigkeitsstand betrieben wird, große Luftmengen in die zirkulierende Masse eingeführt werden können, wodurch Sauerstoff in solchen Mengen hinzugegeben wird, so daß in günstiger Weise der biochemische Sauerstoffgehalt herabgesetzt wird, so daß weiterhin der für die Verbrennung in dem Abstrom der Verbrennungsvorrichtung erforderliche Sauerstoff herabgesetzt wird. Der Rotor hat auch eine mechanische Wirkung, die sich mit dem hydraulischen Betrieb verbindet, um die Größe des nichtverringerbaren Abfalles, beispielsweise der Metallbüchsen, zu verringern, indem er mit solcher Gewalt geschlagen wird, daß er zu Ballen zusammengerollt wird, und derselbe Betrieb bewirkt, daß Glasflaschen und andere zerbrechliche Materialien schnell in viele kleine Bruchstücke zerbrochen werden. Andere Mctallabfälle größerer Gestalt werden auch schnell verdichtet, während der Kreisbetrieb in dem Behälter bewirkt, daß die Drähte und andere faserige oder nicht faserige Folienmaterialien seilartig aufgewunden werden, um leicht von oben entfernt zu werden.

Es ist Vorsorge getroffen, um jede der beiden Klassen festen Abfalles aus dem Behälter 11 getrennt voneinander und von dem pulpefähigen Schiammbrei zu entfernen, der durch das Sieb 25 in die Leitung 26 gelangt. Die faserigen Materialien werden durch eine Abzugsvorrichtung entsprechend der US-Patentschrift 23 40 511 entfernt und umfassen eine Haspel 41, die auf dem Behälter 11 gehaltert ist Bei der Verwendung dieser Vorrichtung wird eine Länge Stacheldraht anfänglich von der Haspel 41 in den Behälter herabgehängt, und wenn die faserigen Materialien in dem Behälter gezwungen werden, sich um die Länge des Stacheldrahtes in Form eines Seiles 45 herumzuwinden, wird dieser schrittweise aus der tonnenartigen Umdrehung der Haspel 41 durch eine nicht dargestellte Antriebsvorrichtung zurückgezogen. Wenn dieses zusammengesetzte Seil anwächst, kann es aufgespult oder in geeignete Längen zur weiteren Verwertung geschnitten werden, um beispielsweise verbrannt oder vergraben oder vorzugsweise für Auffüllzwecke verwendet zu werden. Die faserigen Materialien können auch durch andere Einrichtungen entfernt werden, besonders, wenn sie nicht in großer Menge vorhanden sind, um ein Seil zu bilden, beispielsweise, indem intermittierend von oben Haken eingeführt werden, die mit den faserigen Materialien in Eingriff gelangen und diese entfernen.

Das verdichtete Metall und die anderen harten

ίο Materialien zu großer Teilchengrößen, um durch die Siebplatte 25 zu gelangen, werden von dem Schlammbrei in dem Behälter durch die Schwerkraft mit Hilfe einer kontinuierlichen Vorrichtung 50 zur Sperrabfallentfernung getrennt, die einen Turm 51 neben dem Behälter 11 aufweist. Eine Ablaufrinne 52 erstreckt sich in einem nach unten geneigten Winkel in bezug auf den Turm 51 von einer öffnung im Wandabschnitt 12 des Behälters 11, und eine Zweigrinne 53 erstreckt sich oberhalb des Turmes 51 von einer Zwischenstelle an der Spitze der Ablaufrinne 52. Innerhalb des Turmes 51 befindet sich eine kontinuierliche, mit Eimern bestückte Fördervorrichtung 55.

Wenn beim Betrieb der Pulpevorricritung 10 und der Vorrichtung zum Entfernen von Sperrabfall 50 Metall und andere harte Gegenstände hinreichend verdichtet worden sind, um Luft einschließende Räume zu vermeiden, so neigen sie dazu, um den Bodenabschnitt des Behälters zu rotieren, bis sie unter dem Einfluß der Schwerkraft in die Rinne 52 fallen. Wie groß die Stücke

leichten Abfalles, beispielsweise große Plastikstücke, auch sein mögen, die der Verkleinerung in dem Behälter oder dem Aufwinden zu einem Seil 45 entrinnen, so werden sie doch rechtzeitig in ähnlicher Weise in die Rinne 52 gelangen und nach oben durch die Zweigrinne 52 in den Turm 51, durch eine Trennwand 56 geleitet, strömen. Beide Arten von Abfall werden dann von den Eimern der Fördervorrichtung 55 aufgenommen, über den Flüssigkeitspegel im Turm 51 getragen und in ein Becken 57 getaucht, das kontinuierlich mit Flüssigkeit in

einem oder mehreren Anschlüssen 58 gespeist wird, die unter wenigstens dem oberen Rand einer Riemenfördervorrichtung 60 eines Drahtgeflechtes oder anderen perforierten Materialien angeordnet sind.

Der Aufbau der Vorrichtung 50 lehnt sich selbst an die

Schaffung von Einrichtungen zum Trennen wiedergewinnbaren Metalls von anderen harten Abfällen an. Die Riemenfördervorrichtung 60 trägt das in das Becken 57 getauchte Material zur Außenseite des Turmes 51 und arbeitet zusammen mit einer magnetischen Riemen-

scheibe 61, um durch ein Paar Rinnen 62, 63 zu einem Paar Becken 65, 66 auszulaufen, um jeweils die magnetischen bzw. nichtmagnetischen Abfälle aufzunehmen. Die nachfolgende Behandlung dieser Materialien hängt von ihrer Qualität und Brauchbarkeit ab.

Beispielsweise können die Metalle eingestampft oder vergraben werden, und die nichtmagnetischen Abfälle können vergraben werden, oder sie können weitersortiert und/oder verkleinert und als Zuschlagstoffe, insbesondere für Beton niederer Tragfähigkeit, verwen-

det werden.

Die Fig. 1 erläutert die Anwendung der Erfindung auf ein vollständiges System zur kontinuierlichen Behandlung von städtischen Abfällen, bei dem die primäre Vorrichtung aus der Pulpevorrichtung 10 mit

den bereits beschriebenen Eigenschaften besteht. Sie nimmt den Abfall kontinuierlich oder intermittierend von einer Fördervorrichtung 70 auf und ist auch mil einer kontinuierlich verfügbaren Versorgungsleitung 71

für frisches Wasser versehen, das zu Aufwaschzwecken und gegebenenfalls auch für die anfängliche Beschikkung der Pulpevorrichtung dient.

Während beim bevorzugten Betrieb der Erfindung frisches Wasser für die anfängliche Beschickung verwendet werden kann, ist das wäßrige Pulpemedium, das für den kontinuierlichen Betrieb der Pulpevorrichtung verwendet wird, rohes Abwasser aus dem sanitären Abwassersystem der Gemeinde, das normalerweise aus Wasser und einem relativ niedrigen Feststoffgehalt in der Größenordnung von 0,3% besteht. Die Leitung 75 in Fig. 1 stellt eine derartige Abwasserleitung dar. Die Versorgungsleitung 76 führt von der Abwasserleitung 75 zu den Anschlüssen 58 in dem Becken 57, von dem die durch die Leitung 76 gelieferte Flüssigkeit kontinuierlich überfließt, um einen Flüssigkeitsvorrat durch die Rinnen 52, 53 zu schaffen, der ausreicht, um den richtigen Betriebspegel in dem Becken der Pulpevorrichtung aufrechtzuerhalten und auch jegliche faserige Materialien zur Pulpevorrichtung zurück zu waschen, die an dem Sperrgut anhaften können, das dem Becken 57 zugeführt wird. Eine Zweigleitung 77 führt von der Abwasserleitung 75 zu dem Behälter 10, um gegebenenfalls direkt Abwasser zur Pulpevorrichtung zu leiten.

Der Betrieb der Pulpevorrichtung 10 reduziert in der vorstehend beschriebenen Weise progressiv so viel wie möglich von den festen Abfällen zu einem Schlammbrei, und da der Papiergehalt der durchschnittlichen Gemeindeabfälle sich jetzt 50% nähert, sind beträchtlich mehr als 50% der Teilchen in dem Schlamm Fasern. Das Gleichgewicht wird unterschiedlicher Art sein und von organischen Materialien, die aus Küchenmüll und menschlichen Abfällen stammen, bis zu harten Teilchen reichen, die im allgemeinen unter der Überschrift »Grober Abfall« zusammengefaßt werden können. Das gesamte Material wird der Kammer 24 und der Leitung 26 zugeführt, sobald es eine hinreichend kleine Teilchengröße aufweist, um durch die Perforationen des Siebes 25 zu gelangen.

F i g. 1 zeigt auch eine herkömmliche Abwasserbehandlungsanlage, um die Sedimentation des Abwasserschlammes und das Klären des Ausflusses zu bewirken, die einen primären Sedimentationsbehälter 80, einen Belüftungsbehälter 81 und ebenfalL in Reihe einen abschließenden Sedimentationsbehälter 82 enthält. Sanitäres Abwasser aus der Hauptabwasserleitung 75 gelangt durch den primären Sedimentationsbehälter 80, wo seine Strömungsgeschwindigkeit und Entspannungszeit die prozentuale Entfernung der Feststoffe aus dem Ausfluß bestimmen. Diese Feststoffe setzen sich am Boden des Behälters 80 in der Form von Abwasserschlamm ab, und dieser Ausfluß wird durch die Leitung 85 an den Belüftungstank 81 weitergegeben.

Eine Leitung 86 liefert Druckluft an die Flüssigkeit im Belüftungstank 81, um die anaerobe Zersetzung zu unterdrücken und aus diesem gelöste oder suspendierte Feststoffe zu entfernen. Die Flüssigkeit wird durch die Leitung 87 an den abschließenden Sedimentationsbehälter 82 abgegeben, wo sich ein flockiges Ausfällprodukt, genannt Aktivschlamm, ausscheidet, um einen klaren, geruchlosen Abfluß freizugeben. Für gute Ergebnisse wird etwas von diesem Ausfällprodukt zum Tank 81 durch die Leitung 91 für Keimzwecke zurückgeführt. Überschüssiger Aktivschlamm wird an den primären Behälter 80 durch die Leitung 92 zurückgeführt. Der geklärte Abfluß aus dem Behälter 82 kann verchlort 6der anders chemisch behandelt werden.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird das Schlammsediment von dem ersten Sedimentationsbehälter 80 ar einen umschlossenen, isolierten Behälter übertragen, wc die anaerobe Zersetzung ohne Kontakt mit atmosphäri schem Sauerstoff stattfindet. In jedem Falle erfordert der Prozeß der 3naeroben Zersetzung 10 bis 15 Tage seine anfänglichen Ausstaitungskosten sind hoch, und ei erfordert eine besondere Wartung und Überwachung Erfindungsgemäß werden die Zersetzungsvorrichtung und deren Betrieb vermieden, und der Schlamm wird

ίο direkt mit dem Schlammbrei anderer Abfälle vermischt und die sich ergebende Mischung von Schlamm und Schlammbrei wird dann für die endgültige Verwertung weiterbehandelt.

Bei dem bevorzugten Verfahren nach der Erfindung

is wird der Schlamm mit dem Schlammbrei, der aus der Pulpevorrichtung 10 abgezogen worden ist, vermischt, und dies ist in Fig. 1 durch einen Mischbehälter 95 dargestellt, dem der Schlammbrei und der Schlamm durch die Leitung 26 und eine Leitung 97 von der Pulpevorrichtung 10 bzw. dem Sedimentationstank 80 aufgegeben werden. Auch kann der Schlamm direkt der Pulpevorrichtung zugeführt werden, wie durch Leitung 99 angegeben ist, um ihn pulpeartig mit anderen Abfällen zu behandeln oder er kann dem Abfall vor der Lieferung beider Bestandteile durch die Fördervorrichtung 70 an die Pulpevorrichtung hinzugefügt werden. Diese Mischverfahren führen jedoch zu einer Verunreinigung der unlöslichen harten Materialien, die durch die Vorrichtung 50 zur Entfernung von Sperrabfall entfernt werden und können daher ein gründlicheres Waschen erfordern, als dies in der Vorrichtung 50 vorgesehen ist, bevor sie weiterbehandelt werden. In jedem Fall liefert das dargestellte System in dem Behälter 95 eine Suspension, die den abgezogenen, in der Pulpevorrichtung 10 erzeugten Abfallschlammbrei und den Schlamm aus dem Sedimentationsbehälter 80 aufweist.

Bei einer durchschnittlichen Gemeinde beträgt der durch das sanitäre Abwassersystem erzeugte Schlamm einen relativ kleinen Anteil des gesamten Feststoffabfalls, der eine Verwertung erforderlich macht, beispielsweise in der Größenordnung von 5 %. Selbst, wenn daher der gesamte, während einer gegebenen Zeitspanne erzeugte Schlamm mit dem Schlammbrei vermischt ist, der aus der Behandlung der festen, in derselben Zeitperiode gesammelten Abfälle in der Pulpevorrichtung 10 hervorgeht, so ist der Betrag an Schlamm noch kleiner im Vergleich zu dem Betrag an faserigen Material, insbesondere an Cellulosefasern, die bei dem Pulpebetrieb der großen Menge der Papierprodukte

so entstehen, die in den städtischen Abfällen und im Küchenmüll vorhanden sind. Die Erfindung zieht großen Nutzen aus dieser Mischung von Materialien, bei deren weiterer Behandlung und insbesondere von der Tatsache, daß bei dem relativ gallertartigen Schlamm, der mit der viel größeren Menge faserigen Bestandteile des Schlammbreies vermischt ist, das sich ergebende Gemisch leicht auf eine vergleichsweise feste Konsistenz durch herkömmliche Filter- oder andere Entwässerungsvorrichtungen konzentriert werden kann.

Daher ist in Fi g. 1 dargestellt daß die Mischung aus abgezogenem Schlammbrei und Schlamm von dem Mischbehälter 95 durch eine Pumpe 100 zu Entfernungseinrichtungen für groben Abfall gepumpt wird, die als eine Vielzahl flüssiger Zyklone 1Ü2 dargestellt sind, die zur Entfernung des groben Materials hohen spezifischen Gewichtes parallel geschaltet sind. Diese Stufe ist für den Erfolg der Erfindung nicht unbedingt erforderlich, aber sie ist sehr wünschenswert inshpsonHprp wpnn He«

Entwässern mit einem Vakuumfilter ausgeführt werden soll, da sonst der Filter unnötigen Schaden unterworfen wäre, falls die groben Materialien in dem Schlammbrei verbleiben dürfen. Das grobe Material kann nachfolgend zur sanitären Landverfüllung verwendet werden, oder es kann als Zuschlagstoff für Beton niedriger Tragfähigkeit geeignet sein. Entsprechend der Darstellung wird es von den Zyklonen an einen Behälter 82 geliefert, wo es von jeglichen faulfähigen Materialien gewaschen werden kann, die daran anhaften. ι ο

Nach der Entfernung dieser groben Bestandteile kann der Schlamm an die Abwasserleitung 75 durch eine Leitung 104 oder einen Belüftungstank 82 durch eine Leitung 106 zurückgegeben werden, oder er kann durch eine Pumpe 108 an irgendeine geeignete Entwässerungseinrichtung 110, wie beispielsweise ein Vakuumfilter herkömmlicher Bauart, weitergegeben werden, das den Feststoffgehalt von etwa 0,5% auf 30% und mehr vermehren kann. Es kann eine andere Entwässerungseinrichtung wie eine Schneckenpresse oder eine Zentrifuge verwendet werden, insbesondere, wenn ein höherer Konzentrationsgrad angestrebt wird, und es ist auch möglich, die Mischstufe für Schlamm und Schlammbrei mit der Entwässerungsstufe zu verbinden, indem beispielsweise der Schlamm dem Schlammbrei an einem Vakuumfilter beigegeben wird.

Die Erzeugnisse des Entwässerungsbetriebes, nämlich der Filterkuchen und die entfernte Flüssigkeit, können in verschiedener Weise behandelt werden. Ein Gesichtspunkt der Erfindung zieht besonderen Nutzen aus der Tatsache, daß die Entwässerung leicht bis zu einem Punkt ausgeführt werden kann, an dem dei resultierende Filterkuchen seine eigene Verbrennung unterhalten kann; dies beruht auf dem großen Anteil an faserigen Bestandteilen und kann durch einen Feststoffgehalt in der Größenordnung von 25% oder mehr erreicht werden. Dies ist in F i g. 1 durch eine Fördervorrichtung 112, beispielsweise eine Förderschnecke dargestellt, die zwischen der Entwässerungsvorrichtung UO und einer Verbrennungsvorrichtung 114 zwischengeschaltei ist. Auch kann der Filterkuchen für andere Zwecke, beispielsweise zum Düngen, verwertet werden, aber da er verhältnismäßig brennbare Abfälle niedrigen Wertes aufweist, wird er sehr einfach bei der Verbrennung verwertet. Die entfernte Flüssigkeit, die noch suspendierte und gelöste Feststoffe enthält, kann durch die Rückführleitungen 113 und 104 an die Abwasserleitung 75 abgegeben werden, oder sie kann durch eine Rückführleitung 114 an die Vorrichtung 50 zum Entfernen von grobem Abfall als Aufschlußflüssigkeit in der Pulpevorrichtung 10 zurückgeführt werden, oder sie kann durch Leitungen 113 und 106 zur Behandlung mit aktiviertem Schlamm in den Belüftungsbehälter 81 zurückgeführt v.'erden.

Während das Verfahren nach der Erfindung nicht die Verwendung einer speziellen Verbrennungseinrichtung erforderlich macht, werden sehr zufriedenstellende Ergebnisse erreicht, wenn die Verbrennung in einem Wirbelschicht-Reaktor ausgeführt wird, insbesondere wegen der Vollständigkeit der Verwertung und der ^₀ Einfachheit des Betriebes dieses Typs einer Verbrennungsvorrichtung, wenn man sie beispielsweise mit Vielkammertypen oder Strahltypen vergleicht. Die Verbrennungsvorrichtung 114 in Fig. 1 ist als Wirbelschicht-Reaktor dargestellt, der im allgemeinen einen Reaktorkörper 116 mit zylindrischem Aufbau aufweist, der einen verjüngten unteren Abschnitt enthält, in dem ein Rost 118 die Teilchenschicht 120 aus Sand, Stein oder ähnlichem, trägt. Im Betrieb werden die Teilchen, die die Schicht 120 ausmachen, durch eine nicht dargestellte Erwärmungsvorrichtung auf eine relativ hohe Temperatur, beispielsweise auf 1174°C vorerwärmt, und durch den Rost 118 wird Luft nach oben zur Wirbelschicht 120 geblasen, wie durch die Blasvorrichtung 122 angezeigt ist. Der Filterkuchen aus dem Filter 110 wird durch die Fördervorrichtung 112 zur Spitze des Körpers 116 für dessen untere Beschickung geliefert, und es ist erstrebenswert, den Filterkuchen bei der Abgabe beispielsweise durch einen Luftstrahl aufzubrechen, der durch die Düse 124 eingeführt wird. Der Filterkuchen wird anfangs durch den Kontakt mit den erwärmten Teilchen der Wirbelschicht verascht, und der hohe Anteil an Fasern und anderen leicht verbrennbaren Materialien im Filterkuchen unterhält danach die Verbrennung weiter und hält eine ausreichende Hitze der Wirbelschichtteilchen aufrecht, so daß die Zufuhr äußerer Wärme unterbrochen werde?· kann.

Auch kann eine Pumpe 125 und die Leitung 127 zwischen der Entwässerungseinrichtung 110 und dem Beschickungseinlaß der Wirbelschicht 114 geschaltet werden, und es wird vorgeschlagen, daß das Gleichge wicht des Systems F i g. 1 entspricht. Dieses System kann verwendet werden, wenn eine geringere Entwässerung des abgezogenen Schlammbreis aus der Pulpeeinrichtung angestrebt wird, nämlich, um das Entwässern oberhalb des Punktes zu beenden, an dem das entwässerte Produkt gepumpt werden kann, obwohl Konsistenzen von 20 bis 30% gepumpt werden können, wenn ihre Fließfähigkeit hinreichend groß ist. Während diese Anordnung und dieses Verfahren die Verwertung eines größeren Betrages an Flüssigkeit in dem Wirbelschicht-Reaktor erfordern, ist dies nicht notwendigerweise ein Nachteil und kann in der Tat für manche Anordnung ganz annehmbar sein.

Der relativ kleine Ascherest, der in dem Wirbelschicht-Reaktor entsteht, kann durch eine herkömmliche Einrichtung verwertet werden, die die Erfindung in keiner Weise berührt. Es wird jedoch angestrebt, die bei der Verbrennung erzeugte Wärme durch einen Wärmeaustauscher 130 in Verbindung mit dem Rauchfang 132 oder einem anderen Mechanismus zur Verwertung der Verbrennungsprodukte in dem Reaktor auszunutzen. Beispielsweise kann der Wärmeaustauscher 130 mit einer Leitung 134 verbunden sein, die die durch die Entwässerungsvorrichtung 110 entfernte Flüssigkeit aufnimmt, so daß diese Flüssigkeit erhitzt wird, bevor sie an die Pulpevorrichtung zurückgeführt wird. Dabei ist in Erwägung gezogen, daß bei dieser Anordnung die entfernte Flüssigkeit bis auf den Sterilisationspunkt erhitzt werden kann, bevor sie wieder für Pulpezwecke verwendet wird, so daß sie sowohl zur Entkeimung als auch zur Erleichterung des Pulpeprozesses und des nachfolgenden Entwässerns des aus der Pulpeeinrichtung abgezogenen Schlammbreies dient.

Eine andere Art der Verwendung durch die Verbrennungsvorrichtung 114 erzeugten Hitze besteht in der Vorerhitzung des abgezogenen Schlammbreis aus der Pulpevorrichtung 10, bevor er entwässert wird. Die Wärme aus dem Wärmeaustauscher 130 kann auch für diesen Zweck verwendet werden, indem der Schlammbrei durch die Leitungen 136 und 138 geleitet wird. Ein derartiges Vorerhitzen bringt einen oder zwei beträchtliche Vorteile mit sich, nämlich eine verstärkte Erleichterung des Entwässerns, insbesondere durch ein Vakuumfilter und auch eine Entkeimung, wenn die

Io

Erhitzung bis zum Sterilisationsprunkt ausgeführt wird. Natürlich kann irgendeiner dieser Erwärmungsvorgänge mit Hilfe von Wärme ausgeführt werden, die aus einer anderen Quelle erhalten wird, und die Sterilisation kann auch durch Hinzufügen eines geeigneten Sterilisationsmittels, beispielsweise einer Bleichsäure, erfolgen, aber die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung und des Verfahrens ist besonders groß, wenn die Verwertung der Abfälle durch Verbrennung erfolgt, und die durch eine derartige Verbrennung bzw. Veraschung erzeugte Wärme wieder in dem System verwendet wird.

Der abgezogene Schlammbrei und der Schlamm können durch ein direkteres Verfahren verascht werden, das die Entwässerungsstufe vermeidet. Das von den Zyklonen 102 aufgenommene Material kann einem Reaktor 150 zur Naßveraschung aufgegeben werden. Die Zwischenstufe der Entfernung von grobem Abfall ist zur Durchführung der Erfindung nicht unbedingi erforderlich, aber in hohem Maße wünschenswert, insbesondere, um das Zusammenbacken und einen größeren Strömungswiderstand in dem Reaktor 150 zu vermeiden, da sonst der Reaktor einer unnötigen Ablagerung von grobe 1 Materialien unterworfen wäre, wenn diese in dem SchUmmbrei verbleiben dürften.

Die Verbrennung kann in einem Reaktor durchge· führt werden, der mit Seitenwänden aufgebaut ist, die Drücken von 70,3 bis 154,6 at und Temperaturen von 104 bis 160⁰C widerstehen können. Im Betrieb wird der kalte Schlammbrei direkt der Naßoxydations-Verbrennungsanlage aufgegeben, die vorzugsweise bei einem Druck von ungefähr 105 at una 104⁰C arbeitet. Die Einrichtungen zur Erwärmung und zur Druckerzeugung sind nicht dargestellt. Der Feststoffgehalt des Schlammbreis liegt vorzugsweise bei 6 bis 7%, und es wird Druckluft als Oxydationsmittel in den Reaktor durch den Einlaß 152 eingeführt, und zwar sind ungefähr 5,14 Gew.-Teile Druckluft je Pfund oxydierbaren Materials für dessen vollständige Verbrennung erforderlich. Der ReaktO'-körper ist daher mit einer hinreichenden Aufnahmekapazität für die vollständige Verbrennung der Bestandteile des wäßrigen Schlammbreies ausgelegt.

Die Verbrennung des Schlammbreies erfolgt in einer exothermen Reaktion und gibt dabei genügend Wärme ab, um die Reaktion aufrechtzuerhalten, nachdem die Verbrennung begonnen hat. Reaktionswärme erzeugt im Reaktor 150 Dampf, der durch die Leitungen 154 und 132 an den Wärmeaustauscher 130 zur Vorerwärmung der Reaktorbeüchickung gegebenenfalls übertragen werden kann, die von den Zyklonen 102 aufgenommen ist.

Wenn die vollständige Verbrennung abgeschlossen ist, enthält der wäßrige Ausfluß vom Reaktor 150 nur verbrannte Asche und unverkennbares grobes Material, das nicht durch die Zyklone 102 entfernt worden ist.

Da sich diese Reste schnell absetzen, kann der Reaktorausfluß durch einen Absetzbehälter 160 hinreichender Lange gelangen, um ein relativ klares, wäßriges Material zu erzeugen, das im wesentlichen frei ist von suspendierten und gelösten Feststoffen. Dieses Erzeugnis kann ohne Sterilisation durch die Leitung 162 zu der Vorrichtung 50 zur Entfernung von grobem Abfall zurückgeführt werden, oder es kann durch die Leitung 162 zur Leitung 26 geleitet werden, um den Feststoffgehalt in dem Schlammbrei aufrechtzuerhalten, oder es kann durch die Leitung 166 geleitet werden, um iP.it dem Ausfluß aus dem abschließenden Sedimentationsbehälter 82 zur abschließenden Verchlorungsbehandlung Vermischt zu werden.

Obwohl die Wirbelschichtverbrennung und die Naßoxydation bevorzugte Verfahren zur Verwertung des durch den Pulpeprozeß der Mischung von festem Abfall und Schlamm erzeugten Schlammbreies sind, kann jede Abwandlung von Verwertungsstationen verwendet werden. Beispielsweise kann der Schlammbrei relativ hoher Konsistenz in ein Düngemittel. Kompost, als Mistbedeckung oder als Ausgangspunkt für Chemikalien durch entsprechende Entwässerung und andere Behandlungen verwandelt werden. Die Erfindung hat besonderen Vorteil bei der Verwendung in Gemeinden mit Schlachthäusern, da die tierischen Abfälle, die sich an den anliegenden Futterplätzen ansammeln, in der beschriebenen Weise mit den anderen Gemeindeabfällen behandelt werden können, um einen nährstoffreichen Kompost zu erzeugen.

Das Verfahren nach der Erfindung kann je nach den Bedürfnissen der einzelnen Gemeinden in verschiedener Weise abgewandelt werden. Eine relativ kleine Gemeinde kann es vorziehen, sie ohne Veraschung zusammen mit einem sanitären Landverfüllungsvorhaben zu verwenden, und den konzentrierten Schlamm zusammen mit anderen Abfallbestandteilen zu vergraben. Wegen des Verdichtungsbetriebes, der erfindungsgemäß vorgesehen wird, erfordert das Absetzen einen Zeitraum in der Größenordnung von 2 bis 5 Jahren im Gegensalz zu den 10 Jahren und mehr, die erforderlich sind, wenn der Abfall ohne vorherige Behandlung vergraben wird, und der schließlich erforderliche Zeitraum für das Vergraben wird um 50% oder mehr herabgesetzt. Um ihre Abfallverwertungsbetriebe zu konzentrieren, kann eine Stadt mittlerer Größe die Erfindung zusammen mit einer Abwasserbehandlungsanlage sowie auch einer sanitären Landauffüllung verwenden. Eine relativ große Stadt kann ihre Kosten für das Sammeln und Transportieren erheblich senken, indem sie Pulpevorrichtungen an verschiedenen Stationen der Stadt errichte⁴, und dann den Abfallschlammbrei durch eine Abwasserleitung entweder zu einer zentralen Abwasserbehandlungsanlage oder einer Reihe zentraler Verbrennungsanlagen transportiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   • ' I. Verfahren zur Aufbereitung von Abfällen mit organischen, wie Papier, Kunststoff, Textilien und Küchenabfällen, und! anorganischen Bestandteilen, wie Metallteile, Glas oder ähnliches Material, bei dem der gesamte Abfall einem Behälter aufgegeben und in feine sowie mittlere und grobe bzw. kompaktere Bestandteile aufgetrennt wird, wobei die feinen Bestandteile in Form eines Schlammes und der nicht zerkleinerte Teil der Abfälle anderweitig abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Abfall in den Behälter eingeführt und dort in einer wäßrigen Aufschwemmung gleichzeitig behandelt wird, wobei das sperrige Gut durch Schlagwirkung wenigstens teilweise zerkleinert, zerschlagen und/oder verdichtet und das kompaktere Material durch eine Zentrifugalscheidung nach außen befördert und dort abgezogen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß da^c spezifisch leichtere und das zumindest in einer Dimension größere Gut, vorzugsweise Seile oder Drähte, gesondert aus dem Behälter ausgetragen werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abgezogene Schlamm einer weiteren Trennung zugeführt wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium für die Aufschwemmung im wesentlichen aus Abwasser besteht und dieses und/oder dessen Schlammsediment mit dem Schlammbrei in dem Behälter gemischt und aus diesem mit dem Schlammbrei abgezogen wird.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlammbrei verdichtet und nachfolgend verbrannt wird.
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht zerkleinerte Gut mit höherem spezifischen Gewicht einer Magnetscheidung unterworfen wird.