DE19649901A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines Gemisches von Restabfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung eines Gemisches von Restabfällen und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.

Gemische von Restabfällen sollen getrennt werden, um eine für die jeweilige Frakti­ on passende Entsorgung durchführen zu können. Ziel der anzuwendenden Trenn­ verfahren ist die möglichst sortenreine Trennung des Stoffgemisches. Restabfallge­ mische stellen in dieser Hinsicht allerdings sehr schwierige Stoffgemische dar. Die ständig wechselnde Zusammensetzung der Restabfälle erfordert Verfahren, die es ermöglichen, die Heteroginität des Vielstoffgemisches "Restabfall" zu ordnen, bevor es getrennt wird. Dabei haben sich Verfahren bewährt, die insbesondere nach der Stoffdichte unterscheiden, wobei die Transportmedien Gase oder Flüssigkeiten sein können.

Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen verteuern sich mit dem geforder­ ten Reinheitsgrad der abzutrennenden Stoffkomponenten. Die stoffliche Verwertung wird begrenzt durch die stoffliche Reinheit und den im Wettbewerb mit frischen Rohstoffen erzielbaren Marktpreis.

Bei der Aufbereitung von kommunalen Restabfällen verbleiben Restfraktionen, die entweder deponiert oder verbrannt und deponiert werden müssen. Nach zukünftig geltenden Vorschriften ist für die Deponierung eine Restorganik von weniger als 3% in Bauschuttdeponiegut und weniger als 5% in Hausmülldeponiegut erforderlich. Um dies zu erreichen, muß eine sortenreine Selektierung inerter Stoffe und die Vera­ schung brennfähiger Stoffe durchgeführt werden mit den auch hier bestehenden Emissionsrisiken der Auswaschung.

Die bisher praktizierte biologisch-mechanische Aufbereitung der Restabfälle nach Abschöpfung der Wertstoffe durch getrennte Einsammlung hat zum Ziel, die organi­ sche Substanz in den Restabfällen weitestgehend abzubauen, um sich auf diesem Weg den geforderten Werten von 3% bzw. 5% Restorganik zu nähern. Hierdurch entstehen allerdings Anlagen mit sehr großem Raumbedarf, da die biologische Zer­ setzung schwerer abbaubarer organischer Substanz nur sehr langsam erfolgt (6 bis 8 Monate) und die Restabfälle während dieser ganzen Zeit einer technischen Kon­ trolle und Steuerung unterliegen. Danach erfolgt teilweise eine stoffliche Trennung mittels bekannter Klassierverfahren im erdfeuchten Zustand (ca. 35%).

Aufgabe der Erfindung ist es, Verfahren der eingangs angegebenen Art und eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens vorzuschlagen, mit denen erreicht werden kann, daß in Restabfall enthaltene, nicht brennbare Stoffe weder in eine Verbrennungsanlage gelangen noch mit einem höheren organischen Anteil als 3% bzw. 5% deponiert werden.

Nach einem ersten Vorschlag wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruchs 1 gelöst. Das Gemisch wird - gegebenenfalls nach einer vorhe­ rigen Zerkleinerung und/oder Homogenisierung - biologisch behandelt. Vorzugswei­ se wird es unter Zwangsbelüftung kompostiert und/oder stabilisiert. Dies geschieht vorzugsweise in einem geschlossenen Behälter. Anschließend werden die Kompo­ nenten des derart behandelten Gemisches in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion getrennt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise erfolgt die Trennung der Fraktionen durch eine Siebung. Die Tren­ nung der Fraktionen kann statt dessen oder zusätzlich durch eine Windsichtung er­ folgen, wobei die Windsichtung vorzugsweise nach der Siebung durchgeführt wird. Statt dessen oder zusätzlich kann die Trennung der Fraktionen durch eine Flüssig­ klassierung erfolgen. Vorzugsweise wird die Flüssigklassierung nach der Siebung und/oder Windsichtung durchgeführt.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ misch vor der biologischen Behandlung bzw. Zerkleinerung und/oder Homogenisie­ rung stofflich verwertet wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Gemisch statt dessen oder zusätzlich nach der Siebung stofflich verwertet wird. Es findet also vor­ zugsweise eine stoffliche Verwertung des Gemisches statt, vorzugsweise nach der Siebung, ferner vorzugsweise vor der biologischen Behandlung bzw. Zerkleinerung und/oder Homogenisierung.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfin­ dungsgemäß gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum biologischen Behandeln des Gemisches, vorzugsweise einem geschlossenen Behälter mit Zwangsbelüftung, und durch eine Vorrichtung zum anschließenden Trennen des Gemisches in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion, vorzugsweise eine Siebvor­ richtung und/oder einen Windsichter und/oder eine Flüssigklassierungsvorrichtung.

Vorzugsweise ist eine Zerkleinerungsvorrichtung und/oder eine Homogenisierungs­ vorrichtung vorhanden. Es ist ferner vorteilhaft, eine Vorrichtung zur stofflichen Ver­ wertung vorzusehen.

Eine weitere Lösung der eingangs angegebenen Aufgabe, für die gesondert Schutz beansprucht wird, besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6. Die Komponenten des Gemisches werden - gegebenenfalls nach einer Homogenisie­ rung - in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion getrennt. An­ schließend wird die brennbare Fraktion biologisch behandelt. Hierbei wird die brenn­ bare Fraktion vorzugsweise kompostiert und/oder stabilisiert. Dies geschieht vor­ zugsweise unter Zwangsbelüftung, vorzugsweise in einem geschlossenen Behälter.

Die Trennung der Fraktionen erfolgt vorzugsweise durch einen Sink-Schwimm-Abscheider.

Es ist ferner vorteilhaft, das Gemisch vor der Trennung in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion zu zerkleinern und/oder zu homogenisieren.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfin­ dungsgemäß gekennzeichnet durch eine Trennvorrichtung zum Trennen der Kom­ ponenten des Gemisches in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Frak­ tion, vorzugsweise einen Sink-Schwimm-Abscheider, und eine Vorrichtung zum bio­ logischen Behandeln der brennbaren Fraktion, vorzugsweise einem geschlossenen Behälter mit Zwangsbelüftung. Vorzugsweise ist ferner eine Zerkleinerungsvorrich­ tung und/oder eine Homogenisierungsvorrichtung vorhanden.

Durch beide erfindungsgemäßen Lösungen wird erreicht, daß in Restabfall enthalte­ ne, nicht brennbare Stoffe (z. B. Steine, Keramikteile, Sand, Glas, Metalle und son­ stige Schwerstoffe) weder in eine Verbrennungsanlage gelangen noch mit einem höheren organischen Anteil als 3% (für Bauschuttdeponie) und 5% (für Hausmüll­ deponie) deponiert werden, und daß in der brennfähigen Fraktion die nicht brennba­ ren Stoffe auf weniger als 10 Gewichts-% reduziert werden. Dies wird gewährleistet durch das höchstmögliche Maß an Trennschärfe, das durch die erfindungsgemäßen Lösungen erreicht werden kann, wenn aus dem Restabfall die Feuchte und die bio­ logisch leicht abbaubare organische Substanz entfernt werden.

Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren können bekannte Anlagen mit Verfahren und Vorrichtungen zur Trennung von Restabfällen Verwendung finden, insbesondere Siebanlagen, Windsichtanlagen, Schwerkrafttrennanlagen, Wirbel­ stromtrennanlagen, und/oder Flotationstrennanlagen.

Durch die erfindungsgemäßen Lösungen können in einer wesentlich kürzeren Zeit als bisher (ca. eine Woche) vor und/oder nach dem biologischen Abbau der leicht abbaubaren organischen Substanz aus dem getrockneten Restabfall (vorzugsweise wird der Restabfall auf unter 15% Restfeuchte getrocknet) durch Kombination von Trockenklassierung und Flüssigklassierung inerte und organische Fraktionen ge­ trennt werden. Weiterhin kann erreicht werden, daß die in den Stoffen gebundenen Schadstoffe wasserunlöslich festgelegt sind oder - sofern sie mobil sind - bei dem Spülvorgang entfernt und nach Trennung durch mechanisch-biologische Maßnah­ men aus dem Flüssigmedium separat in aufkonzentrierter Form entsorgt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem ersten erfindungsgemäßen Vorschlag in einer schema­ tischen Darstellung und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem zweiten erfindungsgemäßen Vorschlag in einer schematischen Darstellung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Restabfall, also das Restabfallgemisch, zerkleinert und homogenisiert. Anschließend findet die "biologische Trocknung" statt. Hierbei kann es sich um eine Kompostierung und/oder Stabilisierung in einem geschlossenen Behälter unter Zwangsbelüftung handeln. Das dabei entstehende Produkt wird einer Siebung unterworfen. Die Feinkornfraktion und die Mittelkornfraktion werden einem Windsichter zugeführt. Die Windsichtung kann für die Feinkornfraktion und die Mittelkornfraktion getrennt erfolgen. Durch die Wind­ sichtung werden eine trockene organische Feinkornfraktion und eine trockene brennbare Stabilat-Fraktion abgetrennt. Die andere Fraktion wird einer Flüssigklas­ sierung unterworfen. Der Flüssigklassiervorgang erfolgt also nach einer Sieb- und Sichtanlage für biologisch getrocknetes Stabilat. Durch die Flüssigklassierung ent­ steht eine nasse Inertfraktion. Die Flüssigkeit wird durch eine Wasseraufbereitungs­ anlage im Kreislauf geführt. Aus der Flüssigklassierung und der Wasseraufbereitung wird eine nasse Fraktion mit Holz und organischer Substanz abgetrennt.

Die bei der Siebung abgetrennte Grobkornfraktion wird in eine trockene brennbare Fraktion (Stabilat) und eine trockene Inertfraktion aufgeteilt. Zur trockenen brennba­ ren Fraktion (Stabilat) gehört auch die trockene organische Feinkornfraktion.

Vorzugsweise findet nach der Siebung in der Grobkornfraktion (trockene in Erdfrakti­ on und trockene brennbare Stabilatfraktion) eine stoffliche Verwertung statt. Auch vor der Zerkleinerung und Homogenisierung kann eine stoffliche Verwertung stattfin­ den. Die stoffliche Verwertung erfolgt vorzugsweise durch Wirbelstromscheidung, Handauslese, Magnetscheidung, optische Trennung oder durch ein anderes geeig­ netes Verfahren.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Rohabfall (Rohabfallge­ misch) zunächst zerkleinert und homogenisiert und anschließend einem Sink- Schwimm-Abscheider SSA zugeführt. Die dort abgeschiedenen Sinkstoffe bilden eine Fraktion nasser Inertstoffe. Diese Fraktion wird einem Spülvorgang unterworfen, so daß eine feuchte Fraktion gewaschener inerter Substanz entsteht, die ohne Ein­ schränkung deponierbar ist.

Die im Sink-Schwimm-Abscheider abgeschiedenen Schwebestoffe und die im Spül­ vorgang abgeschiedenen Stoffe werden einer ersten Presse zugeführt. Das dort entstehende Wasser wird in den SSA zurückgeleitet. Von der ersten Presse gelan­ gen die Stoffe in einen ersten geschlossenen Rottebehälter RB, wo sie unter Zwangsbelüftung kompostiert und biologisch getrocknet werden. Hierdurch entsteht eine trockene Fraktion gewaschener organischer Substanz, die für die Herstellung von Bodenverbesserern oder als Brennstoff geeignet ist.

Die aus dem Sink-Schwimm-Abscheider abgeschiedenen Schwimmstoffe werden einer zweiten Presse zugeführt und gelangen von dort in einen zweiten geschlosse­ nen Rottebehälter, wo sie unter Zwangsbelüftung kompostiert bzw. biologisch ge­ trocknet werden, wodurch eine trockene Fraktion von Restabfall und Stabilat ent­ steht, die zur Verbrennung und/oder Deponierung geeignet ist. Das in den Pressen und in den Rottebehältern entstehende Wasser wird aufbereitet und in den SSA rückgeleitet. Die Wasseraufbereitung kann aerob und/oder anaerob erfolgen.

In der Fig. 2 ist dargestellt, wie eine Klassierung erfolgt, wenn sie vor dem biologi­ schen Abbau der leicht abbaubaren organischen Substanz durchgeführt wird. Der Unterschied zur Fig. 1 besteht darin, daß dort nur der nach dem biologischen Abbau der leicht abbaubaren organischen Substanz und einer Sieb-Sichtertrennung des Trockenstabilates entstehende Teilstrom (z. B. ca. 0-40 mm bis 0-60 mm) über die Flüssigkeitstrennung geführt wird. Im Falle der Fig. 2 wird der gesamte Restabfall­ strom über die Flüssigkeitstrennung geführt, bevor die biologische Trocknung erfolgt. Welcher Weg gewählt wird ist auch davon abhängig, welche Feuchte und/oder wel­ che Korngrößen der Rohrestabfall hat. Es ist bekannt, daß mikrobieller Abbau eine bestimmte Feuchte voraussetzt und diese nicht immer im Restabfall in ausreichen­ dem Maße vorhanden ist.

Die Spülung der inerten Stoffe erfolgt so, daß die jeweils leichteren Partikel im Schwebezustand aus dem Spülwasserkreislauf abgezogen und durch Feuchtsie­ bung und/oder Schwerkrafttrennung entfernt werden. Die Trennung der schwimmfä­ higen Fraktionen kann durch Flotation unterstützt werden. Ein weiterer Vorteil be­ steht darin, daß durch Temperatur- und pH-Wert-Steuerung der Spülflüssigkeit Ein­ fluß genommen werden kann auf die in Lösung gehenden Schwermetalle. Die nach Durchführung des Verfahrens entstehenden Stoffe können mit anderen, dem glei­ chen Wiederverwertungsziel dienenden Stoffe besser als bisher vermischt bzw. die­ sen beigemischt werden (z. B. Baustoffherstellung, Brennstoffherstellung etc.).

Die erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen zur Trennung von Restabfäl­ len können mittels Sieb-, Sicht-, Schwimm-, Sink- und/oder Flotationsabscheidung durchgeführt werden. Die einzelnen Stoffkomponenten annähernd gleicher Dichte können vor und/oder nach der biologischen Stabilisierung in einer Rottebox in brennbare und nicht brennbare Fraktionen getrennt werden. Dies kann mit einer Sortenreinheit von mehr als 95% erfolgen. Durch die Trennung können Inertstoffe mit weniger als 3% organischer Restsubstanz (für Deponieklasse I) und weniger als 5% organischer Restsubstanz (für Deponieklasse II) hergestellt werden. Die Frakti­ on brennbarer Stoffe kann weniger als 10% mineralische Bestandteile enthalten. Die Schwebefraktion der Flotationsflüssigkeit kann nach Abtrennung durch Flüssigsie­ bung und/oder Schwerkraftabscheidung im gereinigten Zustand als Bodenverbesse­ rer und/oder Brennstoff Verwendung finden. Die Menge der übrigbleibenden, nicht stofflich verwertbaren Fraktion kann als Trockenstabilat in Ballen verpackt werden. Das Trockenstabilat kann lose oder in Ballen und/oder Briketts verbrannt werden.

Die Teilkomponenten der hergestellten Stoffe können mit anderen Stoffen gemischt werden. Die Flüssigklassierung kann vor der biologischen Trocknung der Restabfälle erfolgen. Sie kann aber auch nach der biologischen Trocknung der Restabfälle erfol­ gen. Die Flüssigklassierung der Schwerstoffraktion biologischer getrockneter Restab­ fälle kann nach einer Siebung, nach einer Siebung und Wirbelstromtrennung oder nach einer Siebung, Wirbelstromtrennung und/oder Windsichtung erfolgen, wobei die durch biologische Trocknung entstehende Hydrophobie die Abtrennung schwimmfä­ higer brennbarer Restabfallbestandteile fördert.

Claims (9)

1. Verfahren zur Trennung eines Gemisches von Restabfällen dadurch gekennzeichnet,
daß das Gemisch biologisch behandelt, vorzugsweise unter Zwangsbelüftung kompostiert und/oder stabilisiert wird,
und daß die Komponenten des Gemisches anschließend in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion getrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Fraktionen durch eine Siebung und/oder durch eine Windsichtung und/oder durch eine Flüssigklassierung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor der biologischen Behandlung zerkleinert und/oder homogenisiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gemisch vor der biologischen Behandlung bzw. Zerkleinerung und/oder Homogenisierung und/oder nach der Siebung stofflich verwertet wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum biologischen Behandeln des Gemisches, vorzugsweise einen geschlossenen Behälter mit Zwangsbelüftung, und eine Vorrichtung zum Trennen der Komponenten des Gemisches in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion, vorzugsweise eine Siebvorrichtung und/oder einen Windsichter und/oder eine Flüssigklassierungsvorrichtung.

6. Verfahren zur Trennung eines Gemisches von Restabfällen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Komponenten des Gemisches in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion getrennt werden
und daß die brennbare Fraktion anschließend biologisch behandelt, vorzugs­ weise unter Zwangsbelüftung kompostiert und/oder stabilisiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Fraktionen durch einen Sink-Schwimm-Abscheider erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vor der Trennung in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion zerkleinert und/oder homogenisiert wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch, eine Vorrichtung zum Trennen der Komponenten des Gemisches in eine brennbare Fraktion und in eine unbrennbare Fraktion, vorzugsweise einen Sink-Schwimm-Abscheider, und eine Vorrichtung zum biologischen Behandeln der brennbaren Fraktion, vorzugsweise einen geschlossenen Behälter mit Zwangsbelüftung.