DE19721412A1 - Verfahren und Reaktor zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle - Google Patents

Verfahren und Reaktor zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mehrstufigen Reaktor zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle.
In Deutschland liegt die Menge an sogenannten Siedlungsabfällen bei ca. 40 Mio. Tonnen pro Jahr, hierzu gehören Hausmüll einschließlich Sperrmüll, hausmüllähnliche Gewerbeabfälle, Straßenkehricht und Marktabfälle. Als Einzelabfälle seien genannt Wohnungsabfall, Küchen­ abfall, auch aus Gastronomiebetrieben und Großhaushalten, Gartenabfälle, Park- und Grün­ anlagenabfälle, organische Gewerbeabfälle z. B. aus der Lebensmittelindustrie, Tierverarbei­ tung, Brauerei, Krankenhäusern u. a. Die Zuordnung der genannten Abfälle zu bestimmten Entsorgungswegen wird durch die TA Siedlungsabfall geregelt.
Obgleich verstärkt getrennt gesammelt wird, wie z. B. Kunststoffe und Dosen im Dualen System oder Bioabfälle in Biotonnen, die einer Kompostierung zugeführt werden, verbleibt nach Abtrennen von Glas, Papier und Metallen ein Mischabfall, der entweder verbrannt wird, wobei eine nur geringe Rückstandsmenge zurückbleibt oder deponiert wird.
Je höher der Feuchtigkeitsgehalt in diesem Abfall ist, desto höhere Anforderungen werden an die Abdichtungen von Deponien gestellt und desto geringer ist der Heizwert bei Einsatz in Verbrennungsanlagen.
Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung war daher, Abfälle so vorzubereiten, daß der Einsatz in Verbrennungsanlagen und Deponien begünstigt wird.
Dies ist der Anmelderin durch ein Verfahren zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle gelungen, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Abfälle in einen Reaktor eingesetzt wer­ den, der in drei Funktionsbereiche A, B und C unterteilt ist, wobei die Abfälle in Bereich A ein­ getragen werden und durch den Bereich mittels einer Presse gedrückt werden, wobei Wasser ausgepreßt wird, welches abgeführt wird, daß der Abfall von Bereich A in Bereich B gelangt, durch den er unter Zufuhr von Luft hindurchgeschoben wird, wobei organische Abfallbestand­ teile zumindest teilweise biologisch zu CO2 und Wasser umgesetzt werden, wobei das anfal­ lende Wasser abgeleitet wird und anfallendes Gas abgeführt wird und daß das Abfallmaterial von Bereich B in Bereich C gelangt, der ebenfalls belüftet wird.
Die vorliegende Erfindung umfaßt auch einen Reaktor nach den Ansprüchen 13-22 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der erfindungsgemäße Reaktor ist liegend angeordnet und hat bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt. Jedoch auch andere äußere Formen sind möglich, z. B. runde, viereckige, trapezförmige und andere.
Er ist als dreistufiger Reaktor eingeteilt in drei Bereich A, B und C. Grundsätzlich können je­ doch 2 oder mehr als 3 Stufen vorliegen, die jedoch nicht näher beschrieben werden sollen.
Die Abfälle werden im Bereich A in den Reaktor eingetragen, durch Bereich B des Reaktors gefördert und verlassen diesen nach Durchgang durch den Bereich C.
Die Verweilzeit im Reaktor beträgt üblicherweise 4 bis 14 Tage, bevorzugt 6 bis 10 Tage. Die Verweilzeit ist in gewissem Umfang vom Einsatzzweck des Endproduktes und vom Einsatzmaterial abhängig.
Als Einsatzmaterialien können die auf Seite 1 genannten Abfälle verwendet werden. Die Auf­ zählung ist jedoch nicht vollständig. Auch zahlreiche nicht genannte Industrieabfälle, verunrei­ nigte Böden und andere Abfälle können erfindungsgemäß umgesetzt werden.
Der Abfall wird in Bereich A üblicherweise von oben eingeführt und wird dann mit einer Ver­ weilzeit von 0,5 bis 3 Tagen, bevorzugt von 1 bis 2 Tagen mittels einer Presse durch den Bereich A gedrückt. Eine geeignete Presse ist beispielsweise ein sogenanntes Preßschild, jedoch auch andere dem Fachmann bekannte Pressen können eingesetzt werden. Das Preß­ schild kann beispielsweise einen Hub von 0,50 m bis 1,50 m haben. Der Reaktor steigt in Förderrichtung an. Eine bevorzugte Neigung sind 8-15%. Die Neigung kann jedoch auch geringer oder größer sein. Da durch die Neigung der Reaktorquerschnitt abnimmt, entsteht ein Gegendruck zum Preßorgan. Durch die Verdichtung wird Wasser ausgepreßt. Der Wasser­ gehalt des Materials läßt sich auf diese Weise stark reduzieren. Beispielhaft vermindert sich ein ursprünglicher Wassergehalt im Abfall von 65% auf 50%. Die Abnahme kann jedoch durch Änderung des Hubs und Änderung des Neigungswinkels des Bodens noch erhöht wer­ den. Auf diese Weise wird ein wesentliches der genannten Aufgabenstellung entsprechendes Ziel erreicht.
Die Zuführung von Luftsauerstoff erfolgt im Bereich A nicht, da der im Material eingeschlos­ sene Luftsauerstoff für die Ausbildung einer Bakterienpopulation ausreicht. Im Bedarfsfall ist jedoch eine Luftzufuhr möglich.
Im Bereich B findet der eigentliche biologische Stoffabbau und eine biologische Trocknung statt.
Der Boden im Bereich B liegt bevorzugt tiefer als in Bereich A. Dies hat zur Folge, daß durch die Vergrößerung des Raumes B beim Übergang von A nach B eine Auflockerung des Abfall­ materials erfolgt. Das Material wird durch eine Schubvorrichtung durch den Raum B gefördert. Ein geeignetes Gerät ist z. B. ein sogenannter Vorschubboden. Jedoch auch andere dem Fachmann bekannte Schubeinrichtungen können erfindungsgemäß eingesetzt werden. Der Bereich B wird von unten mit Luftsauerstoff versorgt. Lüftungstechnisch ist der Bereich B in unterschiedliche Belüftungsfelder aufgeteilt, die getrennt steuerbar sind. Die Anzahl der Felder richtet sich nach individuellen Anforderungen des jeweiligen Projektes. Durch die ver­ stärkte biologische Aktivität kommt es zu einer deutlichen Erwärmung. Organische Abfall­ bestandteile werden zumindest teilweise biologisch zu CO2 und Wasser umgesetzt. Anfallen­ des Wasser wird über die Belüftungsöffnungen oder sonstige Öffnungen abgeleitet. Die ent­ stehenden gasförmigen Produkte werden abgesaugt.
Die unter aeroben Bedingungen abgebauten organischen Bestandteile werden in beträcht­ lichem Umfang abgebaut. Je nach Fahrweise und Anteil an organischen Bestandteilen kann ein Abbau von bis zu 50% der organischen Bestandteile erfolgen, unter üblichen Bedingun­ gen um wenigstens 25%. Auch dieser Vorgang führt zu einer Erhöhung des Heizwerts des Abfalls. So ist es ohne weiteres möglich, daß sich nach Durchlaufen des Abfalls durch die Be­ reiche A und B eine Erhöhung des Heizwerts um das doppelte ergibt, z. B. von 5.000 KJ/kg auf 10.000 KJ/kg.
In einer bevorzugten Einrichtung setzt sich der Vorschubboden im Bereich C fort. Auch dieser Bereich weist unterschiedliche Belüftungsfelder auf, die getrennt steuerbar sind. Im Unter­ schied zu Bereich B wird in Bereich C bevorzugt vorgewärmte Luft zur Belüftung eingesetzt Diese erwärmte Luft kann, falls eine solche Anlage vorhanden ist, aus einer benachbarten Verbrennungsanlage zugeführt werden.
So ist es ohne weiteres möglich, daß sich nach Durchlaufen des Abfalls durch die Bereiche A, B und C eine Erhöhung des Heizwerkes um das doppelte ergibt, z. B. von 5.000 KJ/kg auf 10.000 KJ/kg.
Je nach gewünschtem Endwassergehalt können Temperatur und Menge der Zuluft variiert werden.
Die warme, feuchte und geruchsbeladene Abluft kann an mehreren Stellen durch Öffnungen in der Reaktordecke in den einzelnen Bereichen abgesaugt werden. Dabei wird bevorzugt ständig mehr Luft abgesaugt, als durch die Belüftung in den Bereichen B und C zugeführt wird, so daß der gesamte Reaktor ständig leicht unter Unterdruck steht und keine Emissionen auftreten.
Teilvolumenströme können zur Minimierung der Gesamtabluftmenge im Kreislauf gefahren werden. Die Abluft des Reaktors kann nach Trocknung als Zuluft für einen Verbrennungs­ prozeß, sofern ein solcher vorhanden ist, verwendet werden.
Die Erfindung soll mit Hilfe der Figur beispielhaft näher erläutert werden.
(12) stellt das Reaktorgehäuse dar. Bei (4) wird der Abfall zugeführt. (1), (2) und (3) kenn­ zeichnet die Bereich A, B und C im Reaktor. (11) ist die Presse. (10) der Abfall angehäuft im Reaktor. Über (5) wird Luft, ggf. auch Sauerstoff, in Bereich B eingeführt. Über (6) wird Luft oder ggf. Sauerstoff in Bereich C eingeführt. Abwasser wird über (9) abgeführt (7) ist der Austrag für den behandelten Abfall. (13) ist der Vorschubboden in den Bereichen B und C. Über (8) wird das Abgas abgeführt.

Claims (22)

1. Verfahren zur Verrottung und Trocknung feuchter Abfälle, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Abfälle in einen Reaktor eingesetzt werden, der in drei Funktionsbereiche A, B und C unterteilt ist, wobei die Abfälle in Bereich A eingetragen werden und durch den Bereich mittels einer Presse gedrückt werden, wobei Wasser ausgepreßt wird, welches abgeführt wird, daß der Abfall von Bereich A in Bereich B gelangt, durch den er unter Zufuhr von Luft hindurchgeschoben wird, wobei organische Abfallbestandteile zumindest teilweise biologisch zu CO2 und Wasser umgesetzt werden, wobei das anfal­ lende Wasser abgeleitet wird und anfallendes Gas abgeführt wird und daß das Abfall­ material von Bereich B in Bereich C gelangt, der ebenfalls belüftet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit im Reaktor 4 bis 14 Tage, bevorzugt 6 bis 10 Tage beträgt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein liegender Reaktor durchfahren wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle in Bereich A von oben zugeführt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung durch den Bereich A mittels eines Preßschilds erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial im Bereich A über einen Boden geschoben wird, der in Förderrichtung ansteigt.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial im Bereich B über einen Boden geschoben wird, der tiefer liegt als in Bereich A.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfallmaterial mittels eines Vorschubbodens durch Bereich B geschoben wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bereichen B und C die Luftzuführung von unten erfolgt.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche B und C jeweils in unterschiedliche Belüftungsfelder aufgeteilt sind, die jeweils getrennt gesteuert werden.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß auftretende Gase abgesaugt werden.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bereich C erwärmte Luft zugeführt wird.
13. Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dieser 3 Funktionsbereiche aufweist, daß sich die Zuführungsvor­ richtung im Bereich A befindet, daß Bereich A zur Förderung des Abfallmaterials eine Presse aufweist, daß der Bereich B zur Förderung des Abfallmaterials eine Fördervor­ richtung und Luftzuführungen aufweist und daß der Bereich C ebenfalls eine Luftzufuhr aufweist.
14. Reaktor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Reaktor liegend ist.
15. Reaktor nach den Ansprüchen 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Zufüh­ rungsvorrichtung oberhalb des Bereichs A befindet.
16. Reaktor nach den Ansprüchen 13-15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Förderung des Abfallmaterials im Bereich A ein Preßschild ist.
17. Reaktor nach den Ansprüchen 13-16, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorboden im Bereich A in Förderrichtung ansteigt.
18. Reaktor nach den Ansprüchen 13-17, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden im Bereich B tiefer liegt als im Bereich A.
19. Reaktor nach den Ansprüchen 13-18, dadurch gekennzeichnet, daß Bereich B einen Vorschubboden zur Förderung des Abfallmaterials aufweist.
20. Reaktor nach den Ansprüchen 13-19, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den Berei­ chen B und C unten Luftzuführungen befinden.
21. Reaktor nach den Ansprüchen 13-20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche B und C jeweils unterschiedliche, getrennt steuerbare Belüftungsfelder aufweisen.
22. Reaktor nach den Ansprüchen 13-21, dadurch gekennzeichnet, daß dieser eine Absaugung für entstehende Gase aufweist.
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