DE19804629A1 - Verfahren zur Behandlung von Restabfall - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Behandlung von Restabfall vor, bei dem der Abfall zunächst mechanisch und danach aerob biologisch behandelt wird und danach in wenigstens eine feine und wenigstens eine grobe Fraktion getrennt wird, wobei die grobe Fraktion danach thermisch verwertet und die feine Fraktion gesiebt wird, um Teile < 3 mm herauszusieben und der Rest danach ggf. mechanisch und biologisch weiterbehandelt wird und die ggf. danach zurückbleibenden Reste deponiert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Restabfall.

In jüngerer Zeit wurden Vorschriften erlassen, die regeln, daß Abfälle, wie Hausmüll, kommunale Abfälle oder dgl., nur noch nach vorheriger Behandlung deponiert werden dürfen. Es soll damit verhindert werden, daß die in den Abfällen vorhandene organische Masse im Deponiekörper unkontrolliert durch mikrobiologische Prozesse abgebaut wird. Die Vorbehandlung der Abfälle soll sicherstellen, daß die bei mikrobiologischen Abbau­ prozessen entstehenden Deponiegase und hochbelasteten Sickerwässer vermieden werden. Zur Vorbehandlung hat man in jüngerer Zeit überwiegend die thermische Be­ handlung vorgeschlagen. Dabei wird der Abfall praktisch verbrannt. Andererseits wurde auch herausgefunden, daß unter gewissen Umständen auch eine - im Vergleich zur Verbrennung wesentlich kostengünstigere - mechanisch biologische Restabfallbehand­ lung ein emissionsarmes und weitgehend inertisiertes Deponiegut erzeugen kann.

Da jedoch beide unterschiedlichen Behandlungsarten jeweils Vor- und Nachteile haben, ist keinem der Verfahren uneingeschränkt der Vorzug zu geben. Man hat deshalb in der Praxis schon vorgeschlagen, den Abfall vor der Verbrennung in große abgeschlossene luft- und flüssigkeitsdichte Behälter zu geben, in denen unter Steuerung der ablaufen­ den Prozesse in mehreren Tagen eine Verrottung (Rotte) des Materials erfolgt. In die­ sem Rotteprozeß zersetzen sich die leicht abbaubaren organischen Substanzen und das Material trocknet. Es eignet sich daher besser für die spätere Verbrennung.

Dieses Verfahren ist aber ebenfalls mit einem großen Aufwand verbunden, weil spezi­ elle für die Rotte geeignete Behälter und Transportsysteme entwickelt werden müssen, die den Abfall aufnehmen und behandeln können.

Die Erfindung will dagegen ein Verfahren zur Behandlung von Restabfall angeben, bei dem einfach und kostengünstig unter optimaler Anpassung an die Verwertbarkeit der unterschiedlichsten im Restabfall vorkommenden Stoffe eine Behandlung stattfindet, die die Vorteile bekannter Verfahren optimal und gegebenenfalls modular kombiniert, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen zu müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zur Behandlung von Restabfall, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.

Durch diese Kombination einzelner Verfahrensschritte gelingt es, die Abfälle jeweils mit den günstigsten technischen Verfahren zu behandeln und aus den Abfällen auch mög­ lichst viele Stoffe zurückzugewinnen, die dann einer Nutzung zugeführt werden können. Die optimale Behandlung erfolgt dabei zum einen für die Beseitigung und zum anderen aber auch für die Wiedergewinnung von Wertstoffen. Durch die geeignete Kombination von mechanisch biologischen und thermischen Behandlungsschritten gelingt es, einmal die Inputmasse für die Verbrennung zu reduzieren, da im Schritt b ein erheblicher Anteil der biologisch abbaubaren organischen Masse abgebaut werden kann. Der Heizwert des Materials erhöht sich, weil durch die biologische Behandlung die Abfälle getrocknet werden. Der Massenstrom zur thermischen Behandlung kann vergleichmäßigt werden, weil in der mechanisch biologischen Behandlung (Schritte a und b) eine Speicherung des Materials erfolgt, so daß sich eine Vergleichmäßigung des Massenstroms bei der Zuführung zur Verbrennung verwirklichen läßt. Ebenso ergibt sich ein emissionsarme Lagerung. Die Abfallzusammensetzung ermöglicht einen besseren Ausbrand und damit auch eine bessere Qualität der letztlich für die Deponierung entstehenden Schlacke. Der Einsatz der aeroben biologischen Abfallbehandlung führt zu dem großen Vorteil, daß dadurch Anlieferungsspitzen an die thermische Verbrennungsanlage vermieden werden können. Mit aeroben biologischen Verfahren können die Abfälle problemlos auch über längere Zeiträume zwischengelagert werden. Daher brauchen Spitzenlasten bei der Abfallanlieferung, z. B. in Tourismusgebieten in der Saison, nicht als Bemes­ sungslast für die Dimensionierung einer thermischen Anlage dienen. Auch für Ausfall­ zeiten der thermischen Behandlung braucht keine zweite Linie vorgeschaltet werden, da in solchen Zeiten die Abfälle ebenfalls in der biologischen Behandlungsstufe gespeichert werden können. Dadurch können die Investitionskosten für die thermische Behand­ lungsanlage deutlich reduziert werden. Ein wesentlicher Vorteil des beanspruchten Verfahrens liegt also in der Kombination der thermischen Verbrennung mit einem vor­ geschalteten aeroben biologischen Behandlungsschrittes, wie im Schritt b angegeben.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Kombination der mechanisch biologischen Re­ stabfallbehandlung mit der thermischen Restabfallbehandlung ist die Möglichkeit, eine Wiedergewinnung von Wertstoffen auch nachträglich einzurichten. Durch eine einfache mechanische Behandlung, wie im Schritt c vorgesehen, kann eine heizwertreiche Frak­ tion (Grobfraktion) und eine Feinfraktion aus den Restabfällen separiert werden. Durch den Schritt c kann man erreichen, daß ca. 50% der Abfälle einer weiteren Nutzung wie­ der zugeführt werden können. Insbesonder durch die im Schritt d. vorgesehene Aussie­ bung von Teilchen < 3 mm erhält man Teilchen, die sich optimal als Baustoffe, insbeson­ der als Zusatz zu Baumaterialien wiederverwerten lassen. Die übrigbleibenden Rest­ stoffe können emissionsarm deponiert oder zuvor noch biologisch oder thermisch wei­ terbehandelt werden.

Neben der Verbesserung der Lagerungsfähigkeit der Abfälle fällt somit insbesondere die Senkung der Kosten für die Verbrennung ins Gewicht, weil weniger Masse thermisch zu behandeln ist und die Anlage damit kleiner dimensioniert werden kann.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß der Abfall im Schritt a zerkleinert und homogenisiert wird. Ziel dieser Behandlung ist es, ein gut durchmischtes Produkt, in dem Einzelfraktionen der Abfälle nicht mehr erkennbar sind, zu erzielen. Da­ bei ist für die Fraktion Hausmüll und hausmüllähnlichem Gewerbeabfall die Behandlung z. B. in einer Homogenisierungstrommel ausreichend. Für Fraktionen mit sehr groben Abfällen (z. B. Sperrmüll) kann eine getrennte Zerkleinerung vorgesehen werden. Da­ nach kann auch diese Fraktion mit in die Homogenisierungstrommel gefüllt werden. Ide­ al geeignet für eine gute Durchmischung der einzelnen Fraktionen ist ein Chargenmi­ scher. Das so homogenisierte und aufbereitete Abfallgut eignet sich dann besonders gut für die Weiterbehandlung.

Für die biologische Behandlung in der aerobischen biologischen Behandlungsstufe b können statische oder auch dynamische Verfahren eingesetzt werden. Bei dynamischen Verfahren werden die Abfälle durch Bewegung belüftet. Große Maschinen wenden die Abfälle in bestimmten Zeitabständen und sorgen durch die Bewegung durch die Luft für eine Belüftung. Im Gegensatz dazu werden die Abfälle bei statischen Verfahren nicht bewegt. Die Belüftung erfolgt durch technische Einrichtungen. Es können zwangsbelüf­ tete Systeme, bei denen die Luft z. B. über Druck- und Sauglanzen zugeführt werden oder aber in sehr vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung selbstbelüftende Systeme, z. B. das Kaminzugverfahren nach Spielmann und Collins, eingesetzt werden. Beim Ka­ minzugverfahren werden in die Abfälle vertikal kleine Kamine eingezogen, die über hori­ zontal gelochte Leitungen am Fuße der Miete mit der Umgebungsluft verbunden sind. Durch die biologischen Umsetzungsprozesse wird eine Erwärmung erreicht, durch die in den Kaminen ein Zug erzeugt wird. Durch diesen Zug wird selbstgängig immer frische Luft in die Miete eingezogen. Dieses Verfahren läßt sich sehr kostengünstig durchführen und sorgt sehr effektiv für eine wirksame Verrottung des Abfalls.

Die im Schritt c vorgesehene Trennung erfolgt am besten durch Siebung. Dazu kann ein Trommelsieb eingesetzt werden, wobei der Siebschnitt vorzugsweise zwischen 60 und 120 mm liegen kann. Die dabei herausgesiebte Grobfraktion enthält bei üblichen Abfall­ chargen einen hohen Anteil an Kunststoff (Kohlenstoffe) und ist somit eine heizwertrei­ che Fraktion. Die Absiebung an dieser Stelle, also nach der biologischen Behandlung ist deshalb vorteilhaft, weil durch die vorgeschaltete Rotte organische Anhaftungen an den Kunststoffen entfernt werden. Der Heizwert der Grobfraktion ist daher deutlich erhöht (Hu < 20000 KJ/Hg), und es geht auch eine verbesserte Lagerungs- und Transportfä­ higkeit der Abfälle damit einher.

Die erfindungsgemäße Verfahrensführung wird im folgenden anhand des in der Figur dargestellten Ablaufdiagramms noch weiter erläutert und beschrieben.

Die als kommunale Abfälle, als Gewerbeabfall, als Sperrmüll oder als Hausmüll anfal­ lenden, insgesamt mit Restabfall bezeichneten Materialien werden in herkömmlicher­ weise von entsprechenden Transportfahrzeugen zur Behandlungsanlage gebracht, wo sie zunächst in einem ersten Schritt (a des Anspruchs 1) mechanisch behandelt werden. Diese mechanische Behandlung sieht eine Aufbereitung für die nachfolgenden Be­ handlungsschritte vor, indem der Abfall zerkleinert und homogenisiert wird. Grobe Ab­ fälle können mehrmals zerkleinert werden. Die Durchmischung und Homogenisierung erfolgt bevorzugt in einer Homogenisierungstrommel.

Nach der so erfolgten Vorbereitung und Durchmischung des Materials erfolgt eine erste biologische Behandlung und zwar in einem aeroben Behandlungsprozeß. Diese Be­ handlung kann alternativ in einer statischen Mietenrotte mit selbstbelüftetem oder zwangsbelüftetem System erfolgen oder aber in einer dynamischen Rotte, in der eine Zwangsbelüftung stattfindet. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung des Ka­ minzugverfahrens in diesem Schritt herausgestellt. Bei diesem Verfahren belüftet sich das System selbst. Es wird durch biologische Umsetzungsprozesse eine Erwärmung erreicht, die in den in den Abfällen eingezogenen Kaminen einen Zug erzeugt. Durch diesen Zug wird selbstgängig immer frische Luft in die Miete eingezogen. In der Literatur ist dieses Verfahren als Kaminzugverfahren nach Spielmann/Collins bekannt.

Diese aerobe Behandlung kann mehrere Monate dauern. Sie läßt sich kostengünstig durchführen, insbesondere wenn ein selbstbelüftendes System eingesetzt wird. Nach dem aeroben Abbau des Abfalls erfolgt eine weitere mechanische Behandlung (mechanische Behandlung II), wobei der Abfall wenigstens in eine Grobfraktion und eine Feinfraktion unterteilt wird. Die Grobfraktion, deren Siebschnitt vorzugsweise bei über 60 mm liegt, besteht aus kohlenstoffhaltigen Anteilen (Kunststoffen) und stellt damit eine heizwertreiche Fraktion dar, die besonders vorteilhaft der thermsichen Verwertung (Verbrennung) zugeführt werden kann. Die Feinfraktion (< 60 mm) wird einer weiteren Siebung unterzogen, um Teichen < 3 mm herauszusieben. Diese Teilchen werden in Baustoffen recycelt. Die Teile < 3 mm der Feinfraktion können entweder direkt deponiert werden oder aber thermisch oder biologisch vor der Deponierung weiterbehandelt wer­ den. Die biologische Weiterbehandlung erfolgt aerob. Diese biologisch Behandlung kann ebenfalls wieder in einer selbstbelüfteten Mietenrotte (Kaminzugverfahren) durch­ geführt werden oder auch in einer Dreiecksmiete. Dabei wird der Restabfall so nachbe­ handelt, daß er dann dünnschichtig und emissionsarm deponiert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere durch die Kombination aerobe bio­ logische Vorbehandlung mit anschließender Nachverbrennung der groben heizwertrei­ chen Fraktion verschiedene Vorteile. Insbesondere läßt sich die Inputmasse der Ver­ brennung reduzieren, der Heizwert des Materials wird erhöht, der Massenstrom durch die Pufferwirkung der aeroben biologischen Abfallbehandlungsanlage vergleichmäßigt, die Transportfähigkeit der Abfälle verbessert, die Lagerungsfähigkeit erhöht, sowie die Kosten der Verbrennung reduziert. Für die in den einzenen Stufen anfallenden Zwi­ schenprodukte ergeben sich zumindest teilweise günstige Wiederverwertungen, wie z. B. für die Teilchen < 3 mm der Feinfraktion als Baustoff.

Die Erfindung kombiniert somit in optimaler Weise die Vorteile der unterschiedlichen Abfallbehandlungsverfahren, ohne die jeweiligen Nachteile in Kauf nehmen zu müssen und erlaubt eine kostengünstige und effektive umweltschonende, dem jeweiligen Stoffstrom angepaßte (stoffstromspezifische) Behandlung der Abfälle.

Claims (7)

1. Verfahren zur Behandlung von Restabfall mit den folgenden Schritten:

• a) der Abfall wird zunächst mechanisch behandelt;
• b) der Abfall wird danach aerob biologisch behandelt;
• c) der Abfall wird danach in wenigstens eine feine und wenigstens eine grobe Fraktion getrennt;
• d) die grobe Fraktion wird thermisch verwertet und danach die Reste deponiert;
• e) die feine Fraktion wird derart weiterbehandelt, dass ein Teil < 3 mm ausgesiebt und als Baustoff wiederverwertet wird;
• f) der übrige Teil der Feinfraktion wird deponiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a) der Abfall zerkleinert und homogenisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung im Schritt d) mittels eines selbstbelüftenden Systems erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Schritt c) vorgesehene Trennung durch Siebung erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebschnitt bei der Siebung zwischen ca. 60 mm und 120 mm liegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schritt e. und f. der restliche Teil der Feinfrak­ tion thermisch oder biologisch weiterbehandelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die biologische Weiterbehandlung eine aerobe Behan­ lung umfasst.