DE19650103A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Abfall - Google Patents

Verfahren zur Aufbereitung von Abfall

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BITTNER UMWELTTECHNIK GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwer­ tung/Aufbereitung von Restabfall, insbesondere von Haus­ müll, hausmüllähnlichen Gewerbeabfällen, Sperrmüll, Klär­ schlamm und ähnlichen Abfallarten.
Im deutschen Abfallgesetz ist die Pflicht zur Abfall­ verwertung, das sogenannte Abfallverwertungsgebot, festge­ schrieben. Demgemäß hat die Abfallverwertung, d. h. das Ge­ winnen von Stoffen oder Energie aus Abfällen dann Vorrang vor der sonstigen Entsorgung, wenn die Abfallverwertung technisch möglich ist, die hierbei entstehenden Mehrkosten im Vergleich zu anderen Verfahren zumutbar sind und für die gewonnenen Stoffe oder die gewonnene Energie ein Markt vor­ handen ist.
Es wurden daher Abfallwirtschaftskonzepte erarbeitet, bei denen die Vermeidung und stoffliche Wiederverwertung der Abfälle im Vordergrund steht. Aber selbst bei Ausschöp­ fung sämtlicher zur Verfügung stehender Möglichkeiten - un­ ter Außerachtlassung des Kostenaspektes - verbleibt immer noch eine nicht vernachlässigbare Menge von Restabfall, der keiner stofflichen Wiederverwertung zuführbar ist. Die Ent­ sorgung eines derartigen Restabfalls steht im Mittelpunkt der abfallwirtschaftlichen Diskussionen.
In den Druckschriften "ENTSORGUNGS-MAGAZIN, Entsor­ gungswirtschaft", 4/96, Seiten 51ff und "Abfallwirtschafts Journal 4" (1992), Nr. 2, ES-Verlag für Energie- und Um­ welttechnik GmbH, Seiten 125ff werden die derzeit bekannten Verfahren vorgestellt, die zur Restabfallbehandlung einge­ setzt werden. Prinzipiell unterscheidet man drei Modelle zur Restmüllbehandlung:
  • 1. Die mechanische Aufbereitung und Vorsortierung des Restabfalls, wobei Wert- und Störstoffe abgetrennt werden, anschließende Verrottung der verbleibenden Reststoffe (Rotte) und anschließende Deponierung des Rotteendproduktes.
  • 2. Mechanische Aufbereitung und Trennung von Wert- und Störstoffen aus dem Restabfall, anschließende Verrot­ tung der verbleibenden Reststoffe zur Homogenisie­ rung, Gewichts-/Volumenreduktion und biologischen Trocknung und nachfolgender thermischer Behandlung des Rotteendproduktes in einem Reaktor (Verbrennung).
  • 3. Mechanische Aufbereitung und Abtrennung von Wert- und Störstoffen, Aufteilung der verbleibenden Restab­ fallstoffe in eine heizwertreiche und eine heizwert­ arme Fraktion. Die heizwertreiche Fraktion wird einer thermischen Behandlung zugeführt, die heizwertarme Fraktion einer biologischen Behandlung. Die verblei­ benden Reststoffe beider Behandlungsformen (Asche, biologisches Endprodukt) werden anschließend der De­ ponierung zugeführt.
Ziel dieser bekannten Abfallbehandlungsverfahren ist, die Menge des zu deponierenden oder thermisch zu behandeln­ den Reststoffes auf ein Minimum zu reduzieren, so daß die Deponieflächen bzw. die Leistung der Müllverbrennungsanla­ gen auf ein Minimum reduziert werden können.
Bei einer Weiterführung der bisher üblichen Verfahren, d. h. thermische Behandlung und/oder Deponierung (Verbrennung) ohne mechanisch/biologische Vorbehandlung des Restmülls würde die Kapazität der vorhandenen Müllverbren­ nungsanlagen und der Deponieflächen, insbesondere im Hin­ blick auf die in Zukunft weiter ansteigenden Abfallmengen, nicht ausreichen.
Durch die biologische/thermische Vorbehandlung soll eine Inertisierung und Stabilisierung der Restabfälle er­ zielt werden, so daß diese biologisch inaktiv sind und so­ mit keine Nachsorgemaßnahmen auf der Deponie erforderlich sind.
Durch die "technische Anweisung Siedlungsabfall" (TASI) wird eine maximale Ausnutzung des verfügbaren Deponievolu­ mens gefordert. Durch die TASI wird die Bedingung gestellt, daß die Freisetzung von Schadstoffen verhindert und der Aufwand für Nachsorgemaßnahmen an der Deponie gering gehal­ ten wird. Diese Bedingungen sind jedoch nur mit erheblichem technischen Aufwand zu erfüllen, so daß man weiterhin be­ strebt ist, das Restabfallvolumen auf ein Minimum zu redu­ zieren.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verwertung von Restabfall zu schaffen, durch das das Volumen der zu deponierenden Reststoffe auf ein Minimum reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst.
Durch die Maßnahme, die mechanisch und biologisch auf­ bereiteten Restabfallstoffe als Mineralstoffsubstitution im "Baustoffbereich", beispielsweise in der Ziegelindustrie, im Straßenbau, als Bergversatz oder bei der Haldenrekulti­ vierung einzusetzen, werden die Restabfälle einer sinnvol­ len Wiederverwertung zugeführt, so daß der zu deponierende Anteil auf ein Minimum reduziert wird. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß verhältnismäßig hochwer­ tige Mineralstoffe durch preiswerte Restabfallstoffe er­ setzbar sind, so daß die Herstellkosten des Baustoffes ohne Qualitätseinbußen verringerbar sind.
Mit besonders gutem Erfolg läßt sich das erfindungsge­ mäße Verfahren anwenden, wenn in der keramischen Industrie, insbesondere beim Ziegeleiprozeß, Ton - zumindestens teil­ weise - durch die aufbereiteten Restabfallstoffe ersetzt wird.
Ein weiterer Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Substitution von Baustoffen, die Untertage als Bergversatzmaterial verwendet werden, wobei der mechanisch und biologisch vorbehandelte Restabfall mit Bindemittel, beispielsweise Braunkohle- oder Steinkohlea­ sche oder Anhydrit (Calciumsulfat) vermischt wird.
Bei besonderen Anwendungsfällen kann der pH-Wert des mechanisch und biologisch vorbehandelten Restabfalles auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden, so daß sein Eluatverhalten an die Einsatzbedingungen, beispielsweise beim Einsatz als Straßenbaumaterial oder bei der Müllhal­ denkultivierung anpaßbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich an die biologi­ sche Behandlung des Restabfallstoffes eine mechanische Nachaufbereitung anschließt, bei der der Restabfallstoff in eine Kornfraktion mit mehr als 5 mm und eine Kornfraktion mit weniger als 5 mm aufgetrennt werden, wobei die Korn­ fraktion mit geringerer Korngröße vorzugsweise als Tonsub­ stitution im Ziegeleiprozeß, als Straßenbaumaterial oder zur Haldenrekultivierung eingesetzt wird, während die Korn­ fraktion mit größerem Korndurchmesser als Bergversatzmate­ rial verwendet werden kann. Anstelle der Auftrennung in un­ terschiedliche Kornfraktionen kann der Restabfallstoff nach der biologischen Behandlung zerkleinert werden, so daß der maximale Korndurchmesser unterhalb eines vorbestimmten Grenzwertes, beispielsweise unterhalb von 5 mm liegt.
Die kleine Kornfraktion kann als Tonsubstitut oder Porosierungsmittel im Ziegeleiprozeß verwendet werden.
Ein Teil der Fraktion mit größerer Korngröße kann al­ ternativ als heizwertreiche Fraktion in einem thermischen Verfahren (beispielsweise Pyrolyse) oder als Reduktionsmit­ tel im Stahlwerk Verwendung finden. Dabei wird die Asche der heizwertreichen Fraktion vorzugsweise als Tonsubstitut in der Ziegeleiindustrie oder als Mineralsubstitution für den Bergversatz verwendet. Die größere Fraktion kann auch zerkleinert und wie vorbeschrieben weiter verwendet wer­ den.
Das Abfallstoffvolumen läßt sich weiter verringern, wenn die mechanische Aufbereitung einen Schritt zur Eisen­ metall-/Nichteisenmetall-Abscheidung aufweist.
Die biologische Aufbereitung des Restabfalls kann eine Vergärung (biologischer Abbau unter Luftabschluß) oder eine Verrottung (biologischer Abbau unter Sauerstoff- /Luftzufuhr) umfassen, wobei sich in der Regel an eine Ver­ gärung eine Verrottung anschließt.
Sonstige vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
Im folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbei­ spiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Ablaufschema eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Abfallstoffe als Substitut bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse ein­ gesetzt werden und
Fig. 2 ein Ablaufschema eines zweiten Ausführungsbei­ spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die biolo­ gisch/mechanisch aufbereiteten Abfallstoffe einer minerali­ schen Verwertung zugeführt werden.
In Fig. 1 ist ein Ablaufschema des eines erfindungsge­ mäßen Verfahrens dargestellt, bei dem die Restabfallstoffe in die Matrix eines keramischen Erzeugnisses eingebunden werden (BMKV-Verfahren).
Die Restmüllfraktion durchläuft zunächst eine die Schritte 2.1 bis 2.4 enthaltende mechanische Aufbereitung, durch die eine möglichst vollständige Auftrennung der Ab­ fallstoffe in seine verwertbaren Fraktionen, die Abtrennung von Störstoffen und von heizwertreichen Materialien bewirkt werden soll.
Die angelieferten Restabfallstoffe werden im Schritt 2.1 angenommen und in geeigneten Bunkern, beispielsweise Flachbunkern gelagert, wobei nach Möglichkeit eine ge­ trennte Lagerung in Abhängigkeit von der Art und der Her­ kunft der Restabfallstoffe angestrebt wird.
Durch die getrennte Entladung der angelieferten Restab­ fallstoffe wird dem Anlagenbetreiber die Möglichkeit eröff­ net, bereits bei der Anlieferung eine gezielte Sortierung vorzunehmen, um beispielsweise Störstoffe zu entnehmen.
Die aus den Flachbunkern entnommenen Restabfallstoffe werden gemäß Schritt 2.2 in geeigneten Zerkleinerungsein­ richtungen, beispielsweise Mühlen zerkleinert. Da als Rest­ abfälle in der Regel Restmüll aus Haushalten, hausmüllähn­ liche Gewerbeabfälle, Sperrmüll und ähnliche Abfallarten verwendet werden, die somit ein sehr unterschiedliches Vo­ lumen aufweisen, wird in der Regel eine mehrstufige Zer­ kleinerung vorgesehen, da die unterschiedlichen Müllfrak­ tionen nicht in einem Schritt auf die gewünschte Korngröße zerkleinerbar ist.
Im Fall, daß Müll mit einer homogenen Zusammensetzung eingesetzt wird - beispielsweise Hausmüll oder biogene Restabfälle, kann die vorbestimmte Korngröße auch mit einem einzigen Zerkleinerungsschritt eingestellt werden.
In der Regel erfolgt die Zerkleinerung durch einen Vor­ zerkleinerungsschritt und eine weitere zweite Zerkleine­ rungsstufe mit geeigneten Zerkleinerungsaggregaten, bei­ spielsweise Mühlen, wobei die Restabfallstoffe in der zwei­ ten Zerkleinerungsstufe auf die gewünschte optimale Korn­ größe gebracht werden.
Die in den Restabfällen enthaltenen Eisenmetalle werden gemäß Verfahrensschritt 2.3 über Magnetabscheider abge­ schieden, wobei dies sowohl nach dem Vorzerkleinerungs­ schritt als auch nach dem zweiten Zerkleinerungsschritt er­ folgt.
Anschließend erfolgt gemäß Verfahrensschritt 2.4 eine Vergleichmäßigung des zerkleinerten Restabfalls in einer Homogenisierungstrommel, wobei in dieser beispielsweise un­ terschiedliche Müllsorten, wie beispielsweise Klärschlamm und Haushaltsmüll zusammengefügt werden können, so daß diese kontinuierlich durchgemischt werden. Durch die Homo­ genisierungstrommel erfolgt eine weitere Zerkleinerung des Restabfalls, wobei durch die Zugabe des Klärschlammes ein für den sich anschließenden biologischen Aufbereitungs­ schritt geeigneter Wassergehalt einstellbar ist. Dieser Wasser- oder Feuchtegehalt liegt im Bereich von ca. 40 bis 70%.
Falls sich diese Restfeuchte nicht mit der Zugabe von Klärschlamm einstellen läßt, kann gezielt Wasser in die Ho­ mogenisierungstrommel eingebracht werden.
Die Homogenisierungstrommel wird kontinuierlich betrie­ ben, so daß der zerkleinerte Restabfallstoff kontinuierlich zugeführt wird und der homogenisierte und durchmischte Restabfallstoff kontinuierlich der biologischen Aufberei­ tung gemäß den Verfahrensschritten 2.5 und 2.6 zuführbar ist.
Prinzipiell lassen sich zwei biologische Aufbereitungs­ verfahren unterscheiden. Ziel dieser biologischen Behand­ lungsverfahren ist es, die Abbauvorgänge unter kontrollier­ ten Bedingungen möglichst weitgehend ablaufen zu lassen, so daß nach der biologischen Vorbehandlung eine Stabilisierung der biologisch abbaubaren organischen Substanz erzielt wird.
In dem mit 2.6 bezeichneten Schritt wird der homogeni­ sierte Restabfallstoff einer aeroben Rottebehandlung unter­ zogen.
Unter einem Rotteverfahren versteht man den aeroben Ab­ bau organischer Verbindungen zu Kohlendioxid, Wasser und Biomasse, wobei durch den organischen Abbau eine Massenre­ duktion erfolgt, die bestimmt ist durch die Abnahme des Wassergehaltes und der Trockensubstanz. Die Vorgänge beim Rotteverfahren entsprechen im wesentlichen denjenigen bei der Kompostierung von Bioabfällen. Während des Rotteprozes­ ses werden die Abfälle durch Luftsauerstoff biologisch oxi­ diert sowie unter Mitwirkung von Kleinlebewesen, Bakterien und Pilzen zu Humusstoffen und auch zu anorganischen Ver­ bindungen zersetzt. Der Rotteprozeß läßt sich durch Luftzu­ fuhr, Temperatur und Feuchtigkeit steuern. Die Rotte ist abgeschlossen, wenn die Restabfallstoffe in ein biologisch weitgehend inaktives Rotteendprodukt umgewandelt sind.
Der Verrottungsprozeß kann gekapselt, teilweise gekap­ selt oder komplett offen durchgeführt werden, wobei in der Regel Rottereaktoren, beispielsweise Turmreaktoren einge­ setzt werden, so daß die Verweilzeit im Rottereaktor auf zwei bis drei Wochen reduzierbar ist, während die Verweil­ zeit bei einer Rottedeponie (offene Mietenrotte) drei bis sechs Monate beträgt.
Hinsichtlich des Aufbaus der unterschiedlichen Rottere­ aktoren sei der Einfachheit halber auf die vorhandene Fach­ literatur verwiesen.
Bei schwerer abbaubaren Stoffen kann sich an den vorbe­ schriebenen Rotteschritt eine Nachrotte anschließen, wobei zwischen den beiden Rotteschritten eine Auftrennung des vorgerotteten Restabfallgutes in eine Grob- und eine Fein­ fraktion erfolgt (nicht gezeigt in Fig. 1). Für diese Auf­ trennung kann eine Siebtrommel verwendet werden, über die sich die Grobfraktion derart einstellen läßt, daß in dieser vorzugsweise Kunststoffe, insbesondere Kunststoffolien an­ gereichert sind, die aus dem Rotteprozeß entfernt werden.
In der Nachrotte erfolgt die weitere biologische Umset­ zung der Feinfraktion, bis auch der Abbau der schwerer ab­ baubaren Stoffe weitestgehend abgeschlossen ist und die Rest feuchte des gerotteten Restabfallstoffes auf etwa 20 bis 30% abgesenkt ist, so daß dieser trockenstabilisiert und biologisch inaktiv ist.
Wie mit Schritt 2.5 angedeutet ist, kann der Rottebe­ handlung (Schritt 2.6) eine anaerobe Behandlung (Schritt 2.5) vorgeschaltet werden, bei der eine Vergärung der Rest­ abfallstoffe erfolgt.
Unter Vergärung versteht man den biologischen Abbau un­ ter anaeroben Bedingungen, d. h. unter Luftabschluß, wobei H₂O und ein energiereiches Biogas entstehen, das zur Ener­ giegewinnung genutzt werden kann.
Bei der Vergärung unterscheidet man einstufige und zweistufige Prozesse, wobei beim einstufigen Prozeß die Hy­ drolyse und die Vergärung in einem Reaktor stattfinden. Beim zweistufigen Prozeß wird die Hydrolyse und die Vergä­ rung zu Biogas in zwei getrennten Reaktoren durchgeführt.
Die derzeit angewendeten Vergärungsverfahren erfordern im allgemeinen eine Nachrotte des anaerob behandelten Rest­ abfallstoffes, um vergleichbare Reststoffqualitäten zu rein aerob behandeltem Material zu erzielen. Prinzipiell ent­ spricht die Vergärung einer intensiven Vorrotte, so daß die Vergärungsrückstände wie in Fig. 1 dargestellt, einer aeroben Nachbehandlung (Schritt 2.6) zugeführt werden, bis sich ein Rottegrad von 4 bis 6 einstellt.
Hinsichtlich weiterer Details zur Vergärung und zur Verrottung sei wiederum auf die Fachliteratur, beispiels­ weise das Römpp Lexikon Umwelt; Georg Time Verlag Stutt­ gart, New York, 1993 verwiesen.
An die biologische Aufbereitung schließt sich ein Sieb­ durchgang gemäß Verfahrensschritt 2.7 an, bei dem eine Auf­ trennung in eine Kornfraktion mit beispielsweise 5 mm und < 5 mm erfolgt. Selbstverständlich kann das Rotteendprodukt auch in andere Kornfraktionen aufgetrennt werden. Wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist, kann sich an die biolo­ gische Aufbereitung oder den Siebdurchgang ein Zerkleine­ rungsabschnitt anschließen, über den der Restabfall auf eine Kornfraktion mit einer vorbestimmten maximalen Korn­ größe gebracht wird. Dieser maximale Korndurchmesser kann etwa 5 mm betragen.
Die Kornfraktion mit einem größeren Durchmesser (beispielsweise 5 mm) kann gemäß Schritt 2.8 als heiz­ wertreiche Fraktion in einem anderen thermischen Verfahren, beispielsweise einer Pyrolyse oder als Energiesubstitution im Tunnelofen bei der Herstellung von keramischen Produkten eingesetzt werden. Weitere Einsatzmöglichkeiten der heiz­ wertreichen Fraktion bestehen beispielsweise bei der Fest­ bett- und Flugstromvergasung, bei Zementwerken, bei Stahl­ werken, Reduktionsmittel und bei Kohlekraftwerken.
Bei den Zementwerken können die Restabfälle einer Pyro­ lyse zugeführt werden, um die Energieinhalte auszunutzen. Bei Stahlwerken erfolgt der Einsatz der Restabfälle als Er­ satz von Koks und als Reduktionsmittel.
Bei dem im Schritt 2.8 angedeuteten Einsatzgebiet wird die grobkörnigere Kornfraktion in hitzebeständige Kassetten eingefüllt und beim Ziegeleiprozeß mit den Keramikprodukten in den Tunnelofen eingebracht, wobei der Energieinhalt der heizwertreichen Fraktion mit zum Brennen der Ziegel verwen­ det wird. Die bei der Veraschung der Grobkornfraktion des Restabfallstoffes frei werdende Wärme wird über geeignete Wärmetauschersysteme zur Beheizung des Tunnelofens verwen­ det.
Die in den Kassetten befindliche Asche wird anschlie­ ßend einem weiteren Siebdurchgang zugeführt, wobei die Fraktion mit einem Durchmesser 5 mm gemeinsam mit der bei Schritt 2.7 oder nach der Zerkleinerung (gestrichelt in Fig. 1) anfallenden Kornfraktion mit geringerem Durchmesser einem Verfahrensschritt 2.10 zugeführt werden, bei dem die derart aufbereiteten Restabfallstoffe (Asche aus Schritt 2.8, Kornfraktion mit einem Durchmesser 5 mm aus Schritt 2.7 oder der Zerkleinerung) zur Substitution von Ton oder als Porosierungsmittel bei der Herstellung von keramischen Erzeugnissen, beispielsweise beim klassischen Ziegeleipro­ zeß verwendet werden.
Dabei wird beispielsweise ein bestimmter Anteil des bei der Ziegelherstellung verwendeten Tons aus Aluminiumsilika­ ten oder Lehm (mit Sand gemagerter Ton) mit der ausgesieb­ ten Kornfraktion (Asche, Rotteendprodukt) in einem vorbe­ stimmten Mischungsverhältnis vermischt, wobei gegebenen­ falls geeignete Beimengungen, wie beispielsweise Magerungs­ mittel hinzugefügt werden. Dieser Mischvorgang erfolgt üb­ licherweise in einem Kollergang, wobei die Mischung durch Walzen auf geschlitzten Stahlplatten mit sich gegenläufig drehenden Walzenpaaren zerkleinert und geknetet wird.
Das Mischungsverhältnis wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren derart eingestellt, daß der Anteil an Bindeton etwa ??? Massenprozent beträgt, so daß der Restab­ fallstoffanteil etwa ??? Gewichtsprozent beträgt. Selbst­ verständlich sind auch andere Einstellungen möglich. Nach dem Zerkleinern und Mischen der Komponenten (Restabfallstoff, Bindeton) wird die Masse mit H₂O-Dampf versetzt und einer Strangpresse zugeführt, wobei durch ge­ eignete Ausgestaltung des Mundstückes ein Strang mit vorbe­ stimmten Außenabmessungen ausgeformt wird.
Dieser kontinuierlich ausgepreßte Strang wird bei­ spielsweise durch eine Drahtschneideeinrichtung auf Maß ge­ schnitten und die so entstandene wasserhaltige Formlinge einem Trocknungsvorgang zugeführt.
Die vorgeformten Rohlinge werden entweder stationär in Trockenkammern oder auf einem Wagen aufgestapelt, in Durch­ lauftrocknern bei einer Temperatur von etwa 100°C getrock­ net, so daß das an der Oberfläche der Rohlinge angelagerte Wasser entzogen wird, das zum Geschmeidigmachen des Roh­ stoffes in Form von Wasserdampf beim Strangpressen zuge­ führt wird.
Nach dem Trocknungsvorgang durchlaufen die aufgestapel­ ten Rohlinge einen Tunnel- oder Ringofen, in dem die Roh­ linge bei einer Temperatur von 800 bis 1200°C gebrannt wer­ den. Wie bereits in Zusammenhang mit Schritt 2.8 beschrie­ ben wurde, kann in diesem Tunnelofen die Kornfraktion mit größerem Korndurchmesser (Schritt 2.7) in Kassetten einge­ bracht und der Energiegehalt dieser heizwertreichen Frak­ tion für den Brennprozeß ausgenutzt werden. Prinzipiell sind die aufbereiteten Restabfälle bei jedem Keramikprozeß einsetzbar.
Nach dem Schritt 2.10 erhält man somit ein keramisches Erzeugnis, bei dem ein bestimmter Anteil der Tonmasse durch die erfindungsgemäß vorbehandelten Restabfallstoffe ersetzt wurde.
Selbstverständlich sind anstelle der Tonsubstitution im Ziegeleiprozeß auch andere Anwendungen vorstellbar, wobei das Anwendungsgebiet allgemein in der Substitution von Mi­ neralstoffen zu sehen ist. Weitere Anwendungsgebiete liegen beispielsweise im Straßenbau, im Bergversatz oder bei der Rekultivierung von Müllhalden.
Wie des weiteren in Schritt 2.9 angedeutet ist, kann die beim Siebvorgang anfallende Kornfraktion mit größerem Durchmesser ( 5 mm) als mineralischer Baustoff für den Bergversatz verwendet werden. Diese Anwendung wird im fol­ genden näher beschrieben.
Selbstverständlich kann die beim Verfahrensschritt 2.9 anfallende Kornfraktion mit größerem Durchmesser nach dem Siebvorgang zerkleinert und wiederum als Tonsubstitut als Porosierungsmittel im Verfahrensschritt 2.10 eingesetzt werden.
In Fig. 2 ist ein Ablaufschema eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens darge­ stellt.
Die Schritte 1.1 bis 1.6 entsprechen im wesentlichen den Schritten 2.1 bis 2.6 der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Verfahrensvariante. D.h., der angelieferte Restabfall (Restmüll aus Haushalten, Hausmüll ähnliche Ge­ werbeabfälle, Sperrmüll, Klärschlämme und ähnliche Ab­ fallarten, etc.) wird gemäß Schritt 1.1 in der Aufberei­ tungsanlage angenommen und in Flachbunkern zwischengelagert und von dort einem Zerkleinerungsschritt (1.2) zugeführt, wobei die Zerkleinerung je nach Zusammensetzung des Mülls in ein oder zwei Stufen erfolgt. Nach jeder Zerkleinerungs­ stufe werden eisenhaltige Metallbestandteile mittels eines Magnetabscheiders (Schritt 1.3) abgeschieden und die derart mechanisch aufbereitete Restabfallfraktion einer Homogeni­ sierungstrommel zugeführt, in der eine Vermischung, Zer­ kleinerung und Einstellung des Feuchtegehaltes des Restab­ falls erfolgt, bis eine homogene Mischung mit einem vorbe­ stimmten Feuchtegehalt vorliegt.
Daran schließt sich eine ebenfalls dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechende biologische Aufbereitung des Restabfallgutes an, wobei dem Rotteschritt gemäß 1.6 in einer Alternativvariante ein Vergärungsschritt gemäß 1.5 vorgeschaltet sein kann, bei dem ein Biogas (hoher Methan­ gehalt) entsteht und eine Entfeuchtung stattfindet.
An den Rotteprozeß schließt sich wiederum ein Siebvor­ gang gemäß Verfahrensschritt 1.7 an, bei dem das Rottegut in eine Fraktion mit einem Durchmesser < 100 mm und eine Fraktion mit einem Korndurchmesser < 100 mm unterteilt wird.
Die Kornfraktion mit größerem Durchmesser wird im Ver­ fahrensschritt 1.8 briketiert (???), d. h. zu Briketts ver­ preßt und anschließend in Verfahrensschritt 1.9 in einem geeigneten Zerkleinerungsaggregat (beispielsweise Mühle) zerkleinert, so daß sich eine vorbestimmte Korngröße (beispielsweise 6 mm) einstellt. Die derart anfallende Fraktion mit einem vorbestimmten Korndurchmesser wird einem thermischen Verfahren zugeführt, wobei - wie im Zusammen­ hang mit Fig. 1 beschrieben - der Energieinhalt dieser Fraktion für den thermischen Prozeß ausgenutzt werden kann. Diesem thermischen Prozeß kann beispielsweise eine Pyrolyse (beispielsweise im Zementwerk) oder die Verwendung als Re­ duktionsmittel beim Hochofenprozeß etc. sein.
Die Kornfraktion mit geringerem Durchmesser (< 100 mm) wird mit einem weiteren Siebvorgang in eine Fraktion mit einem Korndurchmesser 5 mm und in eine Kornfraktion < 5 mm unterteilt, wobei die Kornfraktion mit größerem Korn­ durchmesser gemäß Verfahrensschritt 1.12 mit einem geeigne­ ten Bindemittel vermischt wird. Ahnlich wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren kann die nach den Siebvorgängen (1.7 und 1.11) anfallende Fraktion zerkleinert und auf ei­ nen vorbestimmten maximalen Korndurchmesser gebracht wer­ den. Dieser Zerkleinerungsschritt kann sich unmittelbar auch an den Schritt 1.6 oder 1.7 anschließen.
Dieses Bindemittel kann Braunkohleasche, Steinkohlea­ sche oder Anhydrit (Calciumsulfat) sein.
Diese Mischung (Bindemittel, mechanisch/biologisch auf­ bereitete Restabfallfraktion) kann dann gemäß Schritt? 1.13 als Bergversatzmittel im Untertagebau verwendet werden, um Stollen abzustützen und somit eine Absenkung der sich über den Stollen befindlichen Erdoberfläche zu vermeiden. Übli­ cherweise werden als Bergversatzmittel mit einem Lösungs­ mittel versetzte Aschen, Filterstäube und Chloride verwen­ det, die in den Schacht eingebracht werden und nach dem Ab­ sickern des Lösungsmittels eine salzähnliche Verbindung ausbilden, die einerseits zur Abstützung der Stollen bei­ trägt und andererseits mit dem salzhaltigen Stollenmaterial eine innige Verbindung eingeht.
Die nach dem Verfahrensschritt 1.11 anfallende Korn­ fraktion mit geringerem Durchmesser wird gemäß Schritt 1.14 einer chemisch-physikalischen Behandlung zugeführt, bei der ein vorbestimmter pH-Wert eingestellt wird. Die derart vor­ gehandelte Restabfallfraktion wird als Straßenbaumaterial oder als Abdeckungsmaterial bei der Rekultivierung von Hal­ ten verwendet. Derartige Haldenabdeckungen bestehen im we­ sentlichen aus drei Schichten, einer kapillarbrechenden Schicht, einer sich darauf befindlichen konturgebenden Schicht und einer die äußere Deckschicht bildende Kultur­ schicht.
Die kapillarbrechende Schicht ist eine Grobschüttung, bei der das Lückenvolumen derart gewählt ist, daß keine Ka­ pillaren ausgebildet werden, durch die Feuchtigkeit aus der Halde zur abdeckenden Kulturschicht vordringen kann.
Die Bodenschicht kann zumindest teilweise durch die chemisch-physikalisch vorbehandelte Restabfallfraktion ge­ bildet werden, wobei der einzustellende pH-Wert vom Eluat­ verhalten des Abfallstoffes abhängt.
Weitere Einzelheiten zum Aufbau der Haldenrichtlinie und zu den Grenzwerten im Eluat sind der Haldenrichtlinie entnehmbar.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals vor­ geschlagen, die Restabfallstoffe anstelle einer Ablagerung auf einer Deponie als Mineralstoffsubstitut bei der Her­ stellung von keramischen Erzeugnissen, im Bergversatz als Versatz im Untertagebau, beim Straßenbau und für die Kul­ turschicht bei der Rekultivierung von Halden - d. h. allge­ mein als Baustoffsubstitut - einzusetzen. D.h., bei Anwen­ dung der erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich die bisher lediglich in einer Deponie ablagerbaren Restabfallstoffe einer weiteren sinnvollen Verwendung zuführen.
Offenbart ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Rest­ abfall, insbesondere von Hausmüll, hausmüllähnlichen Gewer­ beabfällen, Sperrmüll, Klärschlamm oder anderen derartigen Abfallstoffen, die zunächst einer mechanischen Aufbereitung unterzogen werden. An diese schließt sich eine biologische Behandlung an, die ein Rotteverfahren und eine Vergärung umfaßt.
Das Rotteendprodukt wird einer mechanischen Nachbehand­ lung unterzogen und anschließend als Mineralstoffsubstitut im Baustoffbereich, beispielsweise in der Ziegeleiindu­ strie, im Straßenbau, als Bergversatzmaterial im Untertage­ bau oder bei der Haldenrekultivierung eingesetzt.

Claims (12)

1. Verfahren zur Verwertung von Restabfall, insbesondere von Hausmüll, hausmüllähnlichen Gewerbeabfällen, Sperrmüll, Klärschlamm oder ähnlichen Abfällen, mit den Schritten:
  • - mechanische Aufbereitung des Abfalls,
  • - biologische Behandlung des mechanisch aufbereiteten Abfalls,
  • - mechanische Nachaufbereitung des biologisch behan­ delten Abfalls zur Einstellung einer vorbestimmten Restab­ fall-Korngröße und
  • - Substitution von Mineralstoff im Baustoffbereich, beispielsweise in der keramischen Industrie, beim Straßen­ bau, für Bergversatzmaterial oder bei der Haldenrekultivie­ rung durch den Restabfall.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Ziegeleiprozeß Ton durch den Restabfall sub­ stitutiert wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Restabfall mit Bindemittel, beispielsweise Braun-/Steinkohlenasche oder Anhydritegemisch und als Bergversatzmaterial im Untertagebau verwendet wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der pH-Wert des Restabfalls auf einen vorbestimm­ ten Wert eingestellt und anschließend als Straßenbaumate­ rial oder zur Haldenkultivierung eingesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Restabfall nach der biologischen Behandlung auf eine vorbestimmte maximale Korngröße von vorzugsweise weniger als 5 mm zerkleinert wird.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Nachaufbereitung die Trennung in eine Kornfraktion mit 5 mm und eine Kornfraktion mit < 5 mm umfaßt, wobei die Kornfraktion mit geringerer Korn­ größe als Tonsubstitution, zur Haldenrekultivierung oder als Straßenbaumaterial und die andere Kornfraktion als Bergversatzmaterial verwendet wird.
7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die andere Kornfraktion als heizwertreiche Frak­ tion zur Energiesubstitution in einem thermischen Verfahren verwendet wird.
8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Asche der heizwertreichen Fraktion als Tonsub­ stitution in der keramischen Industrie oder als Mineralsub­ stitution für den Bergversatz verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß bei der mechanischen Nach­ bearbeitung eine Kornfraktion mit einer Korngröße von etwa 100 mm abgetrennt wird und diese Kornfraktion nach einem Zerkleinerungsschritt als Zugabemittel bei einem thermi­ schen Verfahren verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Aufberei­ tung einen Schritt zur Eisenmetallabscheidung enthält.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Aufberei­ tung einen biologischen Abbau unter aeroben Bedingungen um­ faßt.
12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die biologische Aufbereitung ei­ nen biologischen Abbau unter anaeroben Bedingungen umfaßt.
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