DE19803681A1

DE19803681A1 - Process to remove inorganic residues from wastes prior to fermentation

Info

Publication number: DE19803681A1
Application number: DE1998103681
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Dohmann; Iqbal Muhammad Mlan
Original assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Current assignee: Deutsche Babcock Anlagen AG
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-05

Abstract

The crushed liquid-borne residues pass through a rising gully in which they are driven by a rising flow of water overlain by a pulsating flow of water. The pulsating flow of water incorporates a multitude of individual water flows of low penetration depth, and which are introduced into the gully from below. In a process to treat residual materials and organic residues, the residual materials are shredded, crushed and sieved, to remove substances which would hinder the subsequent treatment of organic residues by fermentation. Two or more such rising gullies are linked in series. The heavy particles are separated in one gully, and the lighter residues are separated in the second gully. The crushed substances are then de-watered, and the water is returned to the gully separation circuit. The liquid-borne organic residues are surrendered for treatment by fermentation. Following fermentation and separation of the products, water surrendered from the fermentation process is returned to the closed circuit gully system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von organische Bestandteile enthaltenden Reststoffen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for processing residues containing organic components after Preamble of claim 1.

Bei der Vergärung der aufbereiteten Reststoffe dienen deren organische Bestandteile als Substrat für Organismen, die diese Bestandteile innerhalb eines Reaktionsraumes möglichst vollständig abbauen. In den Reststoffen können Störstoffe enthalten sein, die die biologische Aktivität der Organismen innerhalb des Reaktionsraumes nachteilig beeinflussen, zumindest aber keinen positiven Beitrag zu deren Vitalität liefern. Insbesondere sind Inertstoffe bei der Vergärung unerwünscht, da diese vom Reaktionsraum aufgenommen werden müssen. Das erforderliche Volumen für diesen Reaktionsraum ist größer als dies bei Abwesenheit der Störstoffe sein würde. Außerdem kann es innerhalb des Reaktionsraumes zu einer lokalen Aufkonzentrierung der Störstoffe, etwa zu einer Ansammlung der schweren Störstoffe im unteren Bereich des Gärbehälters kommen. Diese Aufkonzentrierung beeinträchtigt die innere Vermischung innerhalb des Gärbehälters, was zu einer lokalen Hemmung der bakteriellen Aktivität führen kann. Die Reaktionsgeschwindigkeit innerhalb des Gärbehälters kann dadurch beträchtlich abnehmen.They serve in the fermentation of the processed residues organic constituents as a substrate for organisms that use them Components within a reaction space if possible completely dismantle. Impurities can be found in the residues be included, the biological activity of the organism adversely affect within the reaction space, at least not a positive contribution to their vitality deliver. Inert substances are particularly important during fermentation undesirable, since these are taken up by the reaction space have to. The volume required for this reaction space is larger than it would be in the absence of the contaminants. In addition, it can become local within the reaction space Concentration of the contaminants, for example to a collection of heavy impurities come in the lower area of the fermentation tank. This concentration affects the internal mixing inside the fermentation tank, causing local inhibition of the bacterial activity. The Reaction speed inside the fermenter can thereby decrease considerably.

Aus den genannten Gründen werden die unerwünschte Störstoffe aus den Reststoffen abgetrennt, und nur die von den Störstoffen befreiten Reststoffe werden der Vergärung zugeführt. Eine derartige Abtrennung der Störstoffe erfolgt beispielsweise mittels naßgehender Trennapparate, etwa mittels eines Aufstromsortierers oder eines Schwertrübeabscheiders. Weiterhin ist aus der EP-B-639 108 ein Anmaischbehälter bekannt, in dem Reststoffe mit Hilfe eines Rührwerkes unter Zusatz von Wasser zu einer pumpfähigen, in den Vergärungsbehälter einzusetzenden Suspension vermischt werden. Nach einer bestimmten Rührdauer wird der Rührvorgang unterbrochen, wonach sich die Störstoffe absetzen oder aufschwimmen und abgetrennt werden können. Nachteilig an den bekannten Verfahren ist, daß zwischen einzelnen der zu trennenden Teilchen des zu behandelnden Reststoffstromes anziehende Kräfte herrschen können, die zu überwinden sind, wenn eine Separation erreicht werden soll. Hierzu dient z. B. der bekannte, mit einem Rührwerk versehene Anmaischbehälter, bei dem durch die Einbringung der Rührleistung die Separation unterstützt wird. Bei bestimmten Werten des Feststoffgehaltes der Reststoffsuspension ist eine Trennung derart erschwert, daß das Trennergebnis unzureichend ist. Eine unzureichende Trennung bedeutet, daß umsetzbare organische Bestandteile der zu behandelnden Reststoffe in den Störstoffaustrag geraten, andererseits aber auch Störstoffe in den Austrag für organisch umsetzbare Stoffe geraten, was zu einer Belastung des der Separation anschließenden biologischen Behandlungsstufe führt. Nachteilig ist ferner, daß der Anmaischbehälter ein beträchtliches Volumen aufweist und zudem über eine ungünstige Verweilzeitverteilung des Aufgabegutes verfügt. Teile der eingebrachten Reststoffe werden sehr bald nach ihrer Aufgabe aus dem Anmaischbehälter ausgeschleust, während andere Teile überproportional lange in dem Anmaischbehälter verbleiben. Nachteilig ist ebenfalls, daß es in dem Anmaischbehälter bereits zu biologischen Prozessen kommen kann, die sich nachteilig auf die Hygiene auswirken. Bei gerührten Apparaten kann es ferner zu unerwünschten und nur schwer handhabbaren Funktionsbeeinträchtigungen kommen, wenn faserige Bestandteile in den Reststoffen vorhanden sind, die sich um die Rührerwelle oder andere Rührorganteile legen.For the reasons mentioned, the unwanted contaminants separated from the residues, and only those from the contaminants liberated residues are sent to fermentation. A such separation of the contaminants takes place, for example by means of wet separators, for example by means of a Upstream sorter or a heavy turbidity separator. Farther a mash container is known from EP-B-639 108, in which Residues with the help of an agitator with the addition of water to a pumpable one that can be inserted into the fermentation tank Suspension to be mixed. After a certain period of stirring the stirring process is interrupted, after which the contaminants settle or float and can be separated. A disadvantage of the known methods is that between individual of the particles to be separated Residual flow attractive forces can prevail, which too overcome if separation is to be achieved. This serves z. B. the well-known, provided with an agitator Mashing container, in which by introducing the Stirring performance the separation is supported. With certain Values of the solids content of the residue suspension is one Separation so difficult that the separation result is insufficient is. Inadequate separation means that actionable organic components of the residues to be treated in the Impurities discharge, but on the other hand also impurities in the discharge for organically feasible substances come to what a load on the biological following the separation Treatment stage leads. Another disadvantage is that the Mashing container has a considerable volume and also about an unfavorable dwell time distribution of the feed material disposes. Parts of the introduced residues will be removed very soon ejected from the mashing container after its task, while other parts in the Mash container remain. Another disadvantage is that it biological processes already in the mashing container can come that adversely affect hygiene. At stirred apparatus can also be undesirable and only elusive functional impairments come when fibrous components are present in the residues that lay around the stirrer shaft or other parts of the stirrer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem gattungsgemäßen Verfahren die Separation der Störstoffe so zu gestalten, daß die Verweilzeit der Reststoffe in der Separationseinrichtung verkürzt wird, die Verweilzeitverteilung eingeengt wird sowie der apparative Aufwand und der Energiebedarf zur Durchführung des Verfahrens vermindert werden.The invention is based, in which Generic methods to separate the impurities shape that the residence time of the residues in the Separation device is shortened, the residence time distribution is narrowed down as well as the equipment and the Energy requirement for performing the method is reduced become.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This task is carried out in a generic method according to the invention by the characterizing features of Claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet nach dem Prinzip der an sich bekannten Setzmaschine, das erstmals auf die Aufbereitung von Reststoffen für eine anschließende Vergärung angewendet wurde. Die Gerinneströmung gewährleistet eine kontinuierliche Förderung der Reststoffe. Durch die überlagerte pulsierende Strömung werden die Haftkräfte zwischen den zu trennenden Teilchen überwunden. Die getrennten Teilchen vollziehen in der pulsierenden Gerinneströmung eine Dichteschichtung, bei der sich die schweren Teilchen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit im Bodenbereich der Gerinneströmung und die leichten Teilchen vermehrt an der Oberfläche dieser Strömung ansammeln. Durch eine geeignete Vorrichtung werden die Störstoffe abgetrennt, und die mengenmäßig bedeutendste, von den Störstoffen befreite Teilfraktion wird dem Gärbehälter zugeführt. Vorteilhaft an dieser Behandlungsmethode ist, daß der spezifische Energiebedarf gering ist, die Einwirkungsdauer und Verweilzeit kurz sind und eine in Hinblick auf die Prozeßführung des zu separierenden Gutes eine kontinuierliche Betriebsweise möglich ist. Der Wasseranteil des zu vergärenden Materials erweist sich bei der anschließenden Vergärung nicht als nachteilig.The method according to the invention works on the principle of well-known typesetting machine, which for the first time on the preparation of residues used for subsequent fermentation has been. The channel flow ensures a continuous flow Promotion of residues. Due to the overlaid pulsating Flow become the adhesive forces between those to be separated Particles overcome. The separated particles take place in the pulsating channel flow a density stratification in which the heavy particles are more likely to Bottom area of the channel flow and the light particles accumulate increasingly on the surface of this flow. By a suitable device separates the contaminants, and the most significant in terms of quantity, freed from the contaminants Partial fraction is fed to the fermentation tank. Advantageous This treatment method is that the specific one Energy requirements are low, the exposure time and dwell time are short and one in terms of litigation separating goods continuous operation possible is. The water content of the material to be fermented proves itself not detrimental to the subsequent fermentation.

In Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Gerinneströmungen hintereinander geschaltet, in denen jeweils Fraktionen unterschiedlicher Dichte abgetrennt werden. Die abgetrennten Störstoffe werden entwässert, wobei das abgetrennte Wasser erneut dem Behandlungsprozeß zugeführt wird. Vorteilhaft ist auch, daß als Prozeßwasser jegliche Wässer aus dem nachfolgenden Gärprozeß verwendet werden können.In one embodiment of the invention, several channel flows connected in series, in each of which factions different density can be separated. The severed Impurities are dewatered, leaving the separated water is returned to the treatment process. It is advantageous also that any water from the process water subsequent fermentation process can be used.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is described below a drawing explained in more detail. Show it

Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 1 in connection with

Fig. 2 ein Verfahrensschema zur Aufbereitung von Reststoffen und Fig. 2 shows a process scheme for the preparation of residues and

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 1. Fig. 3 shows the section III-III of FIG. 1.

Reststoffe, wie Abfälle oder Müll, die organische Bestandteile enthalten, werden in einem Silo 1 bereitgehalten. Über eine Austragsvorrichtung werden die Reststoffe dem Silo 1 entnommen und einem Brecher 2 zugeführt, in dem sie zerkleinert werden. Das bei der Zerkleinerung anfallende Überkorn wird in den Brecher 2 zurückgeführt.Residues, such as waste or garbage, which contain organic components, are kept in a silo 1 . The residues are removed from the silo 1 via a discharge device and fed to a crusher 2 , in which they are comminuted. The oversize particles that are produced during comminution are returned to the crusher 2 .

Die zerkleinerten Reststoffe werden in einer Siebeinrichtung, vorzugsweise einem Trommelsieb 3, auf eine Maximalgröße von beispielsweise 50 mm abgesiebt. Der Siebdurchfall gelangt in eine Rinne 4, die mit Wasser als Fördermittel beaufschlagt ist. Der Querschnitt der Rinne 4 ist konisch ausgebildet und verjüngt sich nach unten, um auch bei zeitweise geringen anfallenden Mengen an Reststoffen eine Förderung aufrechtzuerhalten.The crushed residues are screened in a screening device, preferably a drum screen 3 , to a maximum size of 50 mm, for example. The sieve diarrhea arrives in a trough 4 which is supplied with water as a means of conveyance. The cross section of the trough 4 is conical and tapers downward in order to maintain conveyance even with occasionally small amounts of residues.

Aus der Rinne 4 werden die zerkleinerten und abgesiebten Reststoffe über eine Förderleitung 5 einer vorzugsweise mehrstufigen Behandlungseinrichtung 6 zugeführt. Jede der im vorliegenden Fall zwei Behandlungsstufen 7, 8 enthält eine an sich bekannte Setzmaschine 9, 10, die in der Zeichnung nur schematisch dargestellt ist. Die Setzmaschine 9, 10 besteht aus einem Gehäuse, das durch einen mit einer Vielzahl von Löchern oder Spalten versehenen Lochboden 11 in zwei übereinander liegende Kammern 12, 13 aufgeteilt ist. In die obere Kammer 12 werden über die Förderleitung 5 die mit Hilfe von Wasser geförderten Reststoffe eingespeist. Durch einen stetigen Strom von Wasser wird in der oberen Kammer 12 eine Gerinneströmung erzeugt, durch die die Reststoffe zu dem Austragsende der Setzmaschine 9, 10 gefördert werden. Reicht die mit den Reststoffen aus der Rinne 4 in die Setzmaschine 9, 10 eingebrachte Wassermenge zur Erzeugung dieser Gerinneströmung nicht aus, wird eine weitere Menge an Wasser als stetiger Strom in die obere Kammer 12 und/oder untere Kammer 13 eingespeist. Die Ausbildung der Gerinneströmung kann durch eine geneigte Anordnung des Lochbodens 11 unterstützt werden.From the trough 4 , the crushed and screened residues are fed via a conveyor line 5 to a preferably multi-stage treatment device 6 . Each of the two treatment stages 7 , 8 in the present case contains a known setting machine 9 , 10 , which is shown only schematically in the drawing. The setting machine 9 , 10 consists of a housing which is divided into two superimposed chambers 12 , 13 by a perforated base 11 provided with a plurality of holes or gaps. In the upper chamber 12 , the residues conveyed with the aid of water are fed via the conveying line 5 . A continuous flow of water creates a channel flow in the upper chamber 12 , through which the residues are conveyed to the discharge end of the setting machine 9 , 10 . If the amount of water introduced from the channel 4 into the setting machine 9 , 10 is insufficient to produce this channel flow, a further amount of water is fed as a constant stream into the upper chamber 12 and / or lower chamber 13 . The formation of the channel flow can be supported by an inclined arrangement of the perforated base 11 .

Dem stetigen Strom wird ein pulsierender Strom überlagert. Dieser pulsierende Strom besteht aus einer Vielzahl von Einzelströmen, die kurzzeitig von unten aus der unteren Kammer 13 durch die Löcher oder Spalten des Lochbodens 11 in die Gerinneströmung eintreten. Der pulsierende Strom wird dadurch erzeugt, daß aus der unteren Kammer 13 impulsartig eine bestimmte Menge Wasser verdrängt wird.A pulsating current is superimposed on the continuous current. This pulsating stream consists of a large number of individual streams which briefly enter the channel flow from below from the lower chamber 13 through the holes or gaps in the perforated base 11 . The pulsating current is generated in that a certain amount of water is displaced in pulses from the lower chamber 13 .

Die pulsierenden Einzelströmen dringen bis zu einer bestimmten Tiefe in die Gerinneströmung ein, ohne aus der Oberfläche der Gerinneströmung auszutreten. Die pulsierenden Einzelströme bewirken in der Gerinneströmung eine Verwirbelung, wodurch die Haftkräfte zwischen den Teilchen innerhalb der Gerinneströmung überwunden werden und sich eine Dichteschichtung ausbildet. Dadurch werden sich die schweren Teilchen im Bodenbereich ansammeln, während die leichteren Teilchen zur Oberfläche der Gerinneströmung aufsteigen.The pulsating individual currents penetrate to a certain one Depth into the channel flow without leaving the surface of the Leakage flow. The pulsating individual currents cause turbulence in the channel flow, causing the Adhesive forces between the particles within the channel flow be overcome and a density stratification forms. This will remove the heavy particles in the bottom area accumulate while the lighter particles get to the surface of the Channel flow rise.

Das Austragsende der Setzmaschine 9, ist so gestaltet, daß ein Unterlauf 14 und ein Oberlauf 15 abgezogen werden können. Der Unterlauf 14 enthält die schwereren und der Oberlauf 15 enthält die leichteren Bestandteile der Gerinneströmung. Der Unterlauf 14 aus der Setzmaschine 9 der ersten Behandlungsstufe 7 wird der Setzmaschine 10 der zweiten Behandlungsstufe 8 zugeführt. In der zweiten Behandlungsstufe 8 wird in der oben beschriebenen Weise ebenfalls eine Gerinneströmung aufrechterhalten, der ein pulsierender Strom überlagert wird. Es wird wiederum eine Dichteschichtung erzeugt, so daß ein Unterlauf 16 und ein Oberlauf 17 aus der Setzmaschine 10 der zweiten Behandlungsstufe 8 abgeführt werden können. Es ist ebenso möglich, den Oberlauf 15 der ersten Behandlungsstufe 7 in der zweiten Behandlungsstufe 8 nachzubehandeln. Wird eine schärfere Trennung angestrebt, so können sich an die zweite Behandlungsstufe 8 eine oder mehrere weitere gleichartige Behandlungsstufen anschließen.The discharge end of the setting machine 9 is designed so that an underflow 14 and an upper run 15 can be withdrawn. The lower course 14 contains the heavier and the upper course 15 contains the lighter components of the channel flow. The underflow 14 from the setting machine 9 of the first treatment stage 7 is fed to the setting machine 10 of the second treatment stage 8 . In the second treatment stage 8 , a channel flow is also maintained in the manner described above, on which a pulsating flow is superimposed. A density stratification is again generated so that an underflow 16 and an overflow 17 can be removed from the setting machine 10 of the second treatment stage 8 . It is also possible to post-treat the upper course 15 of the first treatment stage 7 in the second treatment stage 8 . If a stricter separation is sought, one or more further treatment stages of the same type can follow the second treatment stage 8 .

Der Unterlauf 16 der zweiten Behandlungsstufe 8 enthält die schweren Bestandteile aus den Reststoffe, wie Inertstoffe, Metalle, Glasbruch, Steine und ähnliches, die bei einer Vergärung der organischen Bestandteile der Reststoffe störend wirken. Der Oberlauf 15 der ersten Behandlungsstufe 7 enthält die leichteren und schwimmfähigen Bestandteile, die ebenso wie die schweren Bestandteile bei der Vergärung der organischen Bestandteile der Reststoffe stören. Der Oberlauf 17 der zweiten Behandlungsstufe 8 enthält als Mittelgut die von den störenden Bestandteilen befreiten organischen Bestandteile der Reststoffe und bildet die mengenmäßig größte Fraktion. Dieses Material wird der Vergärung zugeführt. Die schweren und die leichten, bei der Vergärung störenden Bestandteile werden aus dem System entfernt. Diese Bestandteile werden möglichst einer Verwertung zugeführt, oder falls das nicht möglich ist, deponiert oder verbrannt.The underflow 16 of the second treatment stage 8 contains the heavy constituents from the residues, such as inert substances, metals, broken glass, stones and the like, which have a disruptive effect on the fermentation of the organic constituents of the residues. The upper course 15 of the first treatment stage 7 contains the lighter and buoyant components which, like the heavy components, interfere with the fermentation of the organic components of the residues. The upper course 17 of the second treatment stage 8 contains, as the middle goods, the organic constituents of the residues freed from the disruptive constituents and forms the largest fraction in terms of quantity. This material is used for fermentation. The heavy and light components, which interfere with fermentation, are removed from the system. These components are recycled if possible, or landfilled or incinerated if this is not possible.

Die Oberläufe 15, 17 der ersten und der zweiten Behandlungsstufe 7, 8 sowie der Unterlauf 16 der zweiten Behandlungsstufe 8 werden jeweils einer Entwässerung 18, 19, 20 zugeführt, die vorzugsweise als Band- oder Trommelsieb ausgebildet sind. Das abgetrennte Wasser wird über Leitungen 21, 22, 23 einem Sammelbehälter 24 zugeführt. An den Sammelbehälter 24 sind Zuführungsleitungen 25, 16, 27 angeschlossen, über die das Wasser den Setzmaschinen 9, 10 und der Rinne 4 zugeführt wird. Auf diese Weise wird das Wasser im Kreislauf genutzt. Wasserverluste werden durch Zusatz von Frischwassser ausgeglichen. Dem Sammelbehälter 24 kann auch das bei der Vergärung der organischen Bestandteile der Reststoffe anfallende Restwasser zugeführt werden.The upper runs 15 , 17 of the first and second treatment stages 7 , 8 and the lower run 16 of the second treatment stage 8 are each fed to a drainage 18 , 19 , 20 , which are preferably designed as a belt or drum screen. The separated water is fed via lines 21 , 22 , 23 to a collecting container 24 . Supply lines 25 , 16 , 27 are connected to the collecting container 24 , via which the water is fed to the setting machines 9 , 10 and the channel 4 . In this way, the water is used in the cycle. Water losses are compensated for by adding fresh water. The residual water obtained during the fermentation of the organic constituents of the residual substances can also be fed to the collecting container 24 .

Claims

1. Process for the preparation of residues containing organic constituents, in which the residues are pre-comminuted and sieved, brought into contact with water and thereby freed from heavy and light contaminants and the residues freed from contaminants are fed to fermentation, characterized in that the Residual materials in a channel flow are subjected to a steady water flow, which is overlaid with a pulsating water flow which is introduced into the channel flow from below in the form of a large number of individual flows with a low penetration depth.

2. The method according to claim 1, characterized in that two or more channel flows are connected in series and that in one of the channel currents the heavy ones Impurities and the light in another channel flow Contaminants are separated from the residues.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the contaminants are dewatered and the separated Water is returned to the channel flow.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the separated in the fermentation Process water of the channel flow is supplied.