DE19634741C2 - Verfahren zum Behandeln von Resthausmüll - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Resthausmüll.

Auch wenn Abfälle wie Biomüll, Papier, Glas, Textilien, Problemabfälle und Ver­ packungen getrennt gesammelt werden, fallen noch große Mengen an heteroge­ nem Resthausmüll an, die letztlich deponiert werden müssen. Um die negativen Auswirkungen einer Restmülldeponie auf die Umgebung möglichst gering zu halten, wird der Resthausmüll in zunehmendem Maße mechanisch-biologisch oder thermisch vorbehandelt. In der Bundesrepublik Deutschland schreibt die Technische Anleitung Siedlungsabfall (TA Siedlungsabfall) eine solche Vorbe­ handlung des Resthausmülls ausdrücklich vor.

Die Vorbehandlung zielt neben der Verringerung des Abfallvolumens auf die Minimierung der Gefährdungen, welche durch die Entstehung und Freisetzung von Deponiegas, durch Sickerwasserbildung und -belastung sowie durch mecha­ nische Veränderungen des Deponiekörpers entstehen. Hierzu muß der Restmüll vor der Deponierung in einen inerten, d. h. chemisch und insbesondere biologisch inaktiven Zustand übergeführt werden. Die TA Siedlungsabfall bemißt den Rest­ gehalt an reaktionsfähiger Substanz nach dem Parameter "Glühverlust", der ein Summenparameter für den Gehalt an organisch gebundenem Kohlenstoff ist.

Mechanisch-biologische Behandlungsverfahren für Siedlungsabfall sind mit un­ terschiedlichen Zielsetzungen bekannt: So sind der DE 195 03 668 A1 sowie der DE 31 42 569 A1 Verfahren zur Behandlung von Abfall zu entnehmen, die eine Verrottung desselben für eine nachfolgende Deponierung zum Gegenstand ha­ ben.

Zum technischen Hintergrund auf dem Gebiet der Müllentsorgung sind die DE- OS 22 23 841, die DE 23 65 267 A1, die US 3 236 604 und die US 3 524 594 zu nen­ nen, welche sich allerdings nicht mit der Behandlung von Resthausmüll, sondern vornehmlich mit der Verarbeitung und Trennung von nicht vorsortiertem Sied­ lungsabfall sowie mit der Rückgewinnung von Wertstoffen aus einem solchen befassen. In der DE-OS 22 23 841 und in der DE 23 65 267 A1 ist jeweils eine ther­ mische Behandlung des Rückstands mittels Pyrolyse beschrieben.

Den deutschen Gebietskörperschaften, die für die Entsorgung von Abfällen zu­ ständig sind, schreibt die TA Siedlungsabfall spätestens ab dem Jahr 2005 einen organischen Anteil des Trockenrückstandes im Endprodukt, der als Glühverlust gemessen wird, unter 5 Gew.-% vor. Dies ist nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nur mit einer thermischen Behandlung des abzulagernden Resthaus­ mülls zu gewährleisten.

Resthausmüll ist ein sehr heterogenes Stoffgemisch. Seine thermische Behand­ lung ist daher schwierig und teuer. Hinzu kommt, daß thermische Behandlungs­ anlagen, die landläufig als Müllverbrennungsanlagen bezeichnet werden, auf ei­ ne nur sehr geringe Akzeptanz in der Bevölkerung stoßen.

Die DE 195 03 669 A1 beschreibt ein Verfahren, mit dem ein organisches Material enthaltender Abfall in einem kurzen Rotteprozeß biologisch behandelt und so­ dann zu einem heizwertreichen Sekundärbrennstoff weiterverarbeitet wird. Der Schwerpunkt dieses bekannten Verfahrens liegt auf der Eignung des Verfahrens­ produkts als Sekundärbrennstoff, dessen Heizwert an den Heizwert von Braun­ kohle heranreichen oder diesen übertreffen soll. Aus diesem Grund wird der Rot­ teprozeß nach vergleichsweise kurzer Zeit kontrolliert gestoppt, um zu verhin­ dern, daß der organische Kohlenstoff zu Kohlendioxid oxidiert und in die Umge­ bung entweicht.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zum Behandeln von Resthausmüll vorzuschlagen, das mit einer thermi­ schen Behandlung des Resthausmülls die Einhaltung der Vorgaben der TA Sied­ lungsabfall hinsichtlich des Glühverlusts des Endprodukts sicherstellt, aber gleichzeitig den Aufwand für diese thermische Behandlung minimiert.

Diese Aufgabe ist durch ein Verfahren zum Behandeln von Resthausmüll gelöst, bei dem zunächst ein mechanisches Abtrennen von hochkalorischen Leichtstof­ fen erfolgt, dann eine biologische Behandlung in einem Rotteprozeß zum weit­ gehenden Abbau der organischen Bestandteile, wobei der Rotteprozeß so durch­ geführt wird, dass das Rotteprodukt ausreichend strukturiert und trocken vor­ liegt, um einen Sichtungsprozeß durchführen zu können, wonach Schwerstoffe, Inertstoffe und verbliebene hochkalorische Leichtstoffe in einem Sichtungspro­ zeß mechanisch abgezweigt werden und der Rückstand schließlich thermisch be­ handelt wird.

Der große Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens liegt darin, daß nicht nur die Masse des thermisch zu behandelnden Resthausmülls vor der thermischen Be­ handlung deutlich reduziert wird, sondern ebenso sein Energieinhalt. Die Kapa­ zität einer thermischen Behandlungsanlage muß in erster Linie entsprechend dem kalorischen Inhalt des Restmülls und erst in zweiter Linie nach dessen Mas­ se bemessen werden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vorbehand­ lung des Resthausmülls ist es daher möglich, kleinere und kostengünstigere ther­ mische Behandlungsanlagen zu verwenden, deren Akzeptanz in der Bevölkerung wesentlich größer ist.

Außerdem liegt der Resthausmüll nach der Vorbehandlung durch das vorge­ schlagene Verfahren relativ trocken und homogenisiert vor; leichte, hochkalori­ sche Stoffe sowie schwere, inerte Stoffe werden vor dem thermischen Behand­ lungsschritt abgetrennt. Dadurch ist es wesentlich einfacher möglich, zur thermi­ schen Behandlung des Resthausmülls andere thermische Behandlungsanlagen einzusetzen, als die bislang unverzichtbaren Rostfeuerungsanlagen. Dies ist vor­ teilhaft, da Rostfeuerungsanlagen einen definierten Mindestdurchsatz benötigen, relativ teuer sind und wegen des hohen Abgasvolumenstroms aufwendige Ab­ gasreinigungseinrichtungen benötigen.

Für das vorgeschlagene Verfahren ist es zweckmäßig, wenn der Resthausmüll zunächst schonend zerkleinert wird, und zwar so, daß die flächige Struktur der hochkalorischen Leichtstoffe im wesentlichen erhalten bleibt. Dieser Verfahrens­ schritt gewährleistet die leichte Abtrennbarkeit von flächigen, hochkalorischen Leichtstoffen, wie z. B. Papier oder Kunststoffolien, auch nach der Zerkleinerung des Restmülls.

Die mechanische Abtrennung der hochkalorischen Leichtstoffe erfolgt vorzugs­ weise in einem Trommelsieb, das mit einer integrierten Absaugung versehen ist. Durch die integrierte Absaugung werden flächige Leichtstoffe aus dem Innen­ raum der Trommel abgesaugt und beispielsweise in einem nachgeschalteten Zy­ klon aufgefangen. Hierdurch erhält man einen relativ sortenreinen, hochkalori­ schen Brennstoff, der, gegebenenfalls nach Zerkleinerung und Verpressung, in Industrieprozessen eingesetzt werden kann.

Als kostengünstigere Alternative kann die Abtrennung der hochkalorischen Leichtstoffe auch mit einem Flachsieb bzw. Rüttelsieb vorgenommen werden, welches mit einer Absaugung kombiniert ist. Die Absaugung entfernt die hoch­ kalorischen Leichtstoffe, die auf dem Flachsieb liegenbleiben, vom Material­ strom.

Vor dem Rotte- oder Vergärungsprozeß können ferromagnetische Bestandteile mit einem Magnetscheider abgetrennt und ebenfalls relativ sortenrein einer Wie­ derverwertung zugeführt werden.

Der Rotteprozeß kann beispielsweise drei bis sechs Wochen dauern, sodaß nicht nur ein Großteil des Wassers entzogen, sondern auch die organischen Bestandtei­ le weitgehend abgebaut werden. Dies reduziert die Masse des Restmülls um ca. 20 bis 30 Gew.-%. Der kalorische Gehalt des Restmülls wird durch eine solche Rottedauer um 10 bis 20% verringert.

Eine Kombination von aerober und anaerober Zersetzung der organischen Be­ standteile kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß dem Rotteprozeß ein Vergärungsprozeß vorgeschaltet wird.

Besondere Vorteile ergeben sich, wenn vor dem Sichtungsprozeß zum mechani­ schen Abzweigen von Schwerstoffen, Inertstoffen und verbliebenen hochkalori­ schen Leichtstoffen eine Siebung in einzelne Fraktionen mit definierten Korngrö­ ßenbereichen erfolgt, wobei die Fraktionen den Sichtungsprozeß separat durch­ laufen. Zur Erzielung einer größtmöglichen Effizienz werden vorzugsweise drei bis vier Fraktionen hergestellt. Da bei der Sichtung jeweils ein definiertes Korn­ größenspektrum vorliegt, können Schwerstoffe und Leichtstoffe besonders leicht, z. B. mittels Windsichtung, abgetrennt werden.

Wenn die Aufspaltung in einzelne Fraktionen so vorgenommen wird, daß die Fraktion mit dem kleinsten Korngrößenbereich einen signifikanten Staubanteil aufweist, ist es zweckmäßig, wenn diese Feinstfraktion keinem Sichtungsprozeß unterzogen wird, denn insbesondere eine Windsichtung ist bei einer Fraktion mit hohem Staubanteil nicht sinnvoll durchzuführen.

Die Sichtung des Rotteprodukts, die gegebenenfalls für die einzelnen Fraktionen separat erfolgt, wird vorzugsweise in einem Schwerteilausleser vorgenommen, der die schweren und in der Regel inerten Bestandteile des Restmülls, wie z. B. Glas, Metalle, Steine und Keramik abtrennt. Diese Bestandteile stellen in der thermischen Behandlungsanlage Ballast dar, der kalorisch keinen Beitrag liefert, die zu erhitzende Masse des Restmülls jedoch deutlich erhöht. Die Schwerstoff­ abscheidung reduziert die Masse des Restmülls nochmals um typischerweise 20 bis 25 Gew.-%. Außerdem wird durch die Abscheidung der leichten, hochkalori­ schen Bestandteile, die nicht schon zu Beginn des Vorbehandlungsverfahrens im Trommelsieb abgetrennt wurden, der Energieinhalt des thermisch weiterzube­ handelnden Restmülls nochmals deutlich reduziert.

Die abschließende thermische Behandlung des Rückstands kann in einer übli­ chen Rostfeuerungsanlage erfolgen, die gegenüber dem Stand der Technik jedoch kleiner dimensioniert und gleichmäßiger betrieben werden kann, da die verblei­ bende Restmüllmenge im Energiegehalt deutlich reduziert ist, relativ trocken und gut homogenisiert sowie gegebenenfalls in definierten Fraktionen vorliegt. Der verbesserte Ausbrand des Restmülls und der reduzierte Schadstoffgehalt des Rauchgases ermöglichen zudem, daß der Rost der Rostfeuerungsanlage gegenü­ ber dem Stand der Technik wesentlich kürzer und die Anlage zur Rauchgasreini­ gung wesentlich kleiner und unaufwendiger ausgebildet sein können.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Behandeln des Resthausmülls kann je­ doch besonders vorteilhaft auch mit einer Wirbelschichtverbrennung oder einem Rohrofen kombiniert werden, wobei der Rohrofen als Drehrohrofen oder als Pen­ delrohrofen betrieben werden kann.

Die Erfindung stellt also erstmals ein Verfahren zur Verfügung, mit dem Rest­ hausmüll vor der künftig unumgänglichen thermischen Behandlung derart vor­ behandelt werden kann, daß wesentlich kleinere oder auch alternative thermi­ sche Behandlungsanlagen eingesetzt werden können.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Beispiels, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, nochmals anschaulich dargestellt werden.

Als Ausgangsprodukt liegt Resthausmüll vor, dessen Wassergehalt bei 25 bis 35 Gew.-% liegt. Die Trockensubstanz besteht zu etwa 30% aus anorganischen und zu etwa 40% aus organischen Bestandteilen. 10 bis 20 Gew.-% der organi­ schen Bestandteile sind durch einen Vergärungs- oder Rotteprozeß leicht abbau­ bar; weitere 10 bis 15 Gew.-% der organischen Bestandteile bestehen aus hochka­ lorischen Brennstoffen.

Dieser Resthausmüll wird in einem Langsamläufer schonend zerkleinert, so daß die flächige Struktur von heizwertreichen Stoffen wie Papier, Pappe und Kunst­ stoffen geschont wird, die organischen Stoffe zerkleinert und aufgeschlossen werden und auch das sperrige Material zerkleinert wird.

Sodann wird eine Siebung mit einer Maschenweite von 80 bis 120 mm in einem Trommelsieb vorgenommen, wobei die schwebfähigen Leichtstoffe durch eine in­ tegrierte Absaugung aus der Trommel entfernt werden. Die im Trommelsieb ver­ bliebenen Grobstoffe, die eine Korngröße von über 120 mm aufweisen, werden nochmals der Zerkleinerungseinrichtung zugeführt. Die mittels der Absaugung abgetrennten Leichtstoffe werden in einem Zyklon von der Transportluft ge­ trennt; die Transportluft wird in einem Schlauchfilter behandelt und zum größ­ ten Teil wieder in das Trommelsieb zurückgeführt.

Nach der Siebung durchläuft der Restmüll einen Magnetscheider, der die ferro­ magnetischen Bestandteile entzieht.

Danach wird der Restmüll einer mehrere Wochen dauernden Rotte unterzogen, die durch Abbau der leicht abbaubaren organischen Materialien und durch Ent­ zug von Wasser die Masse des Restmülls um 20 bis 30 Gew.-% reduziert. Da­ durch wird eine ausreichende Struktur und Trockenheit des Rotteprodukts er­ reicht, so daß ein nachfolgender Sichtungsprozeß durchgeführt werden kann.

Das Rotteprodukt wird in drei Fraktionen gesiebt, um den Sichtungsprozeß mit definierten Korngrößen betreiben zu können. Die erste Fraktion umfaßt ein Korn­ größenspektrum bis 15/20 mm, die zweite Fraktion ein Korngrößenspektrum von 15/20 mm bis 30/40 mm und die dritte Fraktion ein Korngrößenspektrum von 30/40 mm bis 60/80 mm. Eventuell verbleibendes Überkorn kann gegebe­ nenfalls nochmals zerkleinert werden.

Die drei Fraktionen des Rotteprodukts werden jeweils getrennt in einen Schwer­ teilausleser mit integriertem Sichtungsprozeß gegeben. Die Feinstfraktion mit ei­ nem Korngrößenspektrum bis 15/20 mm durchläuft den Schwerteilausleser ohne Sichtungsprozeß, da deren hoher Staubgehalt eine sinnvolle Sichtung verhindert.

Im Schwerteilausleser werden schwere Bestandteile wie Glas, Metalle, Steine und Keramik, gegebenenfalls auch Holz, abgezweigt. Zusätzlich können auch noch vorhandene Folienbestandteile relativ sortenrein herausgezogen werden.

Die Schwerstoffabscheidung verringert die Masse des Restmülls um 20 bis 25 Gew.-%; die Abtrennung der hochkalorischen Leichtstoffe im Trommelsieb und im Sichtungsprozeß reduziert die Masse des Restmülls um insgesamt ca. 10 bis 15 Gew.-%.

Der verbleibende Rückstand des Sichtungsprozesses wird sodann in definierten, homogenen Fraktionen in eine thermische Behandlungsanlage gegeben. Die Mas­ se des Rückstands ist gegenüber dem Ausgangsprodukt um ca. 50 Gew.-% redu­ ziert, sein Energieinhalt um ca. 30 bis 40%.

Claims (10)

1. Verfahren zum Behandeln von Resthausmüll, mit folgenden Verfahrens­ schritten:

• 1. mechanisches Abtrennen von hochkalorischen Leichtstoffen,
• 2. biologische Behandlung in einem Rotteprozeß zum weitgehenden Abbau der organischen Bestandteile, wobei der Rotteprozeß so durchgeführt wird, daß das Rotteprodukt ausreichend strukturiert und trocken vorliegt, um einen Sichtungsprozeß durchführen zu können,
• 3. mechanisches Abzweigen von Schwerstoffen, Inertstoffen und verbliebenen hochkalorischen Leichtstoffen in einem Sichtungsprozeß,
• 4. thermisches Behandeln des Rückstands.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Resthausmüll zu Beginn des Verfahrens schonend zerkleinert wird, so daß die flächige Struktur der hochkalorischen Leichtstoffe im wesentlichen erhal­ ten bleibt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die mechanische Abtrennung der hochkalorischen Leichtstoffe in einem Trommelsieb erfolgt, welches mit einer integrierten Absaugung verse­ hen ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die mechanische Abtrennung der hochkalorischen Leichtstoffe mit einem Rüttelsieb vorgenommen wird, welches mit einer Absaugung kombi­ niert ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß vor dem Rotteprozeß ferromagnetische Bestandteile mit einem Magnetscheider abgetrennt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Rotteprozeß ein Vergärungsprozeß vorgeschaltet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß vor dem Sichtungsprozeß eine Siebung des Rotteproduktes in ein­ zelne Fraktionen mit definierten Korngrößenbereichen erfolgt und die Frak­ tionen den Sichtungsprozeß separat durchlaufen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Frak­ tion mit dem kleinsten Korngrößenbereich keinen Sichtungsprozeß durch­ läuft.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der Sichtungsprozeß innerhalb eines Schwerteilauslesers erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die abschließende thermische Behandlung mittels Wirbelschicht­ verbrennung erfolgt oder in einem Rohrofen vorgenommen wird.