DE19518443A1 - Verfahren zur Konditionierung von Abfällen - Google Patents
Verfahren zur Konditionierung von AbfällenInfo
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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 Elimination 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 Homogensierungseinrichtung
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 Haufwerk
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, insbesondere in Form einer Verbrennung,
Vergasung, Deponierung und/oder anderweitigen Verwertung
vorgesehen sind,
- - wobei der zubehandelnde 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
vorzugsweise 100 und 40 mm erfolgt.
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