DE19846336A1 - Verfahren sowie Anlage zur Behandlung von Abfällen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Behandlung eines Stoffgemisches aus Inertstoffen sowie organischen Stoffen mit wasserlöslichen und biologisch umsetzbaren Anteilen vorgeschlagen. In einem zweistufigen Behandlungsprozeß wird das Stoffgemisch einem aeroben Hydrolyseprozeß unterzogen, bei gleichzeitiger Auswaschung von inerten Stoffen und organischer Stoffkomponenten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Anlage zur Behandlung eines Stoffgemisches nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 23.

Stand der Technik

Die wirtschaftliche Entsorgung und Verwertung von biologischen Abfällen aus Haushalt, Gewerbe und Industrie befindet sich derzeit in einem Umstrukturierungsprozeß. Knapper Deponieraum und teure Verwertungsanlagen zwingen zur Optimierung der bekannten Verfahren. Zur Behandlung insbesondere auch von organischen Abfällen sind biologische, mechanisch-biologische oder chemisch-biologische Restabfallverwertungen bekannt geworden. Erwähnt sei beispielsweise die Kompostierung, bei welcher organische Substanzen mittels Mikroorganismen abgebaut werden. Bekannt sind der aerobe Verrottungsprozeß, die anaerobe Vergärung zur Behandlung biologischer Abfälle. Hierzu wird beispielsweise auf die Beschreibungseinleitung der WO 97/27158 verwiesen. In dieser Druckschrift werden insbesondere die festen organischen Stoffe in einem Reaktor, einem aeroben mikrobiellen Behandlungsprozeß unterzogen, so daß sie in eine auswaschbare Form überführt und mittels einer Auswaschflüssigkeit aus dem Stoffgemisch ausgewaschen werden. Dabei findet mittels eines Rührwerks eine ständige Umwälzung und Homogenisierung statt, damit ein gleichmäßiger Abbau der organischen Stoffe erfolgen kann. Dieser Auswaschvorgang bewirkt eine "Hydrolyse", das heißt, es findet eine Verflüssigung der organischen Substanzen durch einen biologischen Aufschluß in Gegenwart von Luft statt. In einem aeroben Prozeß werden demzufolge die Zellen der organischen Stoffe biologisch aufgeschlossen, wobei die Waschflüssigkeit gleichzeitig als Transportmittel und Impfungsmittel dient.

Bei der sogenannten "Kompostierung" findet zwar ebenfalls eine Wasserzugabe in geringem Umfang statt. Hier dient die Wasserzugabe jedoch ausschließlich dazu, den Mikroorganismus am Leben zu erhalten. Ziel der Kompostierung ist jedoch eine weitgehende Umsetzung mittels Mikroorganismen zur Bildung von Kompost, das heißt, es findet kein Auswaschprozeß im oben genannten Sinne statt.

Die verschiedenen Verfahrensprozesse zur Behandlung von Abfällen weisen insgesamt Vor- und Nachteile auf. Nachteilig bei der aeroben Kompostierung ist beispielsweise der erhebliche Platzbedarf beim nachfolgenden Nachrottevorgang und die hiermit verbundene lange Prozeßdauer.

Dies gilt sinngemäß auch für die sogenannte anaerobe Fermentation, die auf einen Faulungsprozeß unter Luftabschluß beruht. Soweit eine Flüssigkeitszugabe zur Aufrechterhaltung des Prozesses vorgesehen ist, dient diese im allgemeinen zur Verflüssigung des Abfalls und nicht zur Auswaschung der Organik. Im übrigen steht die wesentlich zeitaufwendigere Feststoffvergärung durch anaerobe Mikroorganismen im Vordergrund.

Der Begriff "Abfall" ist derzeit nur unklar definiert. Der Gesetzgeber unterscheidet hierbei zwischen "Abfällen zur Verwertung" und zwischen "Abfällen zur Beseitigung". Grenzen hierfür sind fließend. Bei der Abfallverwertung ist es maßgeblich, daß die nach der Abfallbehandlung verbleibenden Reststoffe entweder einer thermischen Behandlung (Müllverbrennung) oder einer sonstigen Verwertung zuführbar sind. Eine Optimierung der Abfallbeseitigung liegt darin, daß die Abfälle in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt und jeder Bestandteil einer optimalen Weiterbehandlung zugeführt wird.

"Abfälle" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Haushaltsabfälle, Grünschnitt, Bioabfälle, Gewerbeabfälle und insbesondere auch Lebensmittelabfälle oder Papier, landwirtschaftliche Abfälle, Küchen-, Großküchenabfälle, Altlasten aus ehemaligen Mülldeponien, verunreinigte Industrieböden oder dergleichen.

Aufgabe und Vorteile der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine Anlage hierzu zur Behandlung eines Stoffgemisches aus Inertstoffen sowie organischen Stoffen vorzuschlagen, bei welchem ein Endprodukt geschaffen wird, welches in seiner Masse erheblich reduziert ist und bei welchem das behandelte bzw. aufbereitete Stoffgemisch einer optimalen stofflichen und/oder energetischen Verwertung zugeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 sowie des Anlagenanspruchs 23 gelöst.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der in den Ansprüchen 1 und 20 angegebenen Maßnahmen beschrieben.

Gegenüber den bekannten Verfahren und Anlagen hat die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß aus einem höchst unterschiedlichen Eingangsprodukt aus einem Stoffgemisch der unterschiedlichsten Zusammensetzung ein Endprodukt geschaffen wird, welches ordnungsgemäß weiter verwertet werden kann. Dabei werden Verfahrensschritte verwendet, die weniger Probleme in der technischen-mechanischen Behandlung der einzelnen Anlagenkomponenten aufwerfen. Insbesondere können auch abrassive Anteile des Stoffgemisches problemlos behandelt werden, ohne daß ein erhöhter Verschleiß sich einstellt. Störstoffe werden gezielt entnommen und insbesondere auch die beim Auswaschvorgang mit der Wasserphase austretenden Faserstoffe gezielt behandelt, so daß der Flüssigkeitskreislauf ohne Verschlammung aufrecht erhalten bleibt.

Durch die Kombination von zum Teil bewährten Verfahrensschritten mit neuen Verfahrensschritten wird eine Optimierung der Abfallbehandlung erzielt, wobei der problemlose Ablauf des Verfahrens und das sich einstellende Resultat aus dem Verfahren im Vordergrund steht.

Die Erfindung wird näher anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert sind. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 eine Variante der Anlage nach Fig. 1 mit einer mehrstufigen Hydrolysezone,

Fig. 3 einen Schnitt durch die aufgetrennten Anlagenteile nach Fig. 1 oder 2,

Fig. 4 eine Variante der Anlagen nach Fig. 1 mit einer alternativen Behandlungsmethode der Prozeßflüssigkeit,

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der Behandlungsanlage mit einer Siebtrommel mit mehreren integrierten Prozeßschritten,

Fig. 6 eine Darstellung der Siebtrommel nach Fig. 5 in der Gesamtanlage und

Fig. 7 eine alternative Ausbildung der Darstellung nach Fig. 6.

Beschreibung der Erfindung

Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Anlage dient zur Durchführung des Verfahrens zur Behandlung eines Stoffgemisches aus Inertstoffen sowie organischen Stoffen mit einem wasserlöslichen und biologisch umsetzbaren Anteil und insbesondere zur Behandlung von Abfällen aller Art, wie sie in der Beschreibungseinleitung bezeichnet sind. Dabei umfaßt die Anlage 1 zur Behandlung des zugeführten Stoffgemisches 2 im wesentlichen einen ersten Prozeßschritt, im weiteren "erste Behandlungsstufe 3" genannt sowie einen zweiten Prozeßschritt, im weiteren "zweite Behandlungsstufe 4" genannt, wobei gemäß der Darstellung in Fig. 1 und 2 die zweite Behandlungsstufe in zwei Teilstufen 5 und 6 im gleichen Reaktor bzw. 5' und 6' in getrennten Reaktoren aufgeteilt ist. Die zweite Teilstufe 6, 6' könnte auch als "dritte Behandlungsstufe" bezeichnet werden.

In den beiden Behandlungsstufen 3, 4 wird das zugeführte Stoffgemisch einem aeroben Hydrolyseprozeß bei einer gleichzeitigen Auswaschung unterzogen. Die erste Behandlungsstufe 3 ist als Wascheinrichtung ausgebildet und besteht aus einer dynamischen (rotierend oder schwingend) siebartigen Wascheinrichtung 7 und insbesondere aus einer rotierenden, siebförmigen Waschtrommel 7, wobei das Ausgangs- Stoffgemisch 2 über eine obere Einfüllöffnung 8 kontinuierlich oder diskontinuierlich zugeführt wird. Das sich in der Wascheinrichtung 7 befindende Stoffgemisch 2 wird über eine, sich über die gesamte Länge der Wascheinrichtung erstreckende Berieselungseinrichtung 9 mit Berieselungsdüsen 10 mit einer Waschflüssigkeit 11 behandelt, die über eine Zuleitung 12 zugeführt wird. Dabei erfolgt die Behandlung derart, daß einerseits leicht lösliche organische Komponenten und andererseits inerte abrassive Stoffe mit der Waschflüssigkeit 11 ausgetragen werden. Unter "Inertstoffe" werden dabei biologisch nicht abbaubare Stoffe verstanden, das heißt z. B. anorganische oder mineralische Stoffe. Die Wascheinrichtung 7 ist dynamisch z. B. auf rotierenden Rädern 13, Walzen 13, Federbeinen 13 oder Schwingkörpern 15 gelagert, so daß innerhalb der Wascheinrichtung keine störenden Antriebsaggregate oder Lagerungen vorhanden sind. Die Wascheinrichtung 7 ist siebförmig ausgestaltet und erlaubt die Siebung einer Korngröße von 5 bis 30 mm und vorzugsweise von 8 bis 15 mm. Ist die Wascheinrichtung als Waschtrommel ausgebildet, weist diese beispielsweise eine Länge von 10 bis 20 m auf, bei einem Trommeldurchmesser von z. B. 2-3 m. Die siebförmige Mantelfläche 15 befindet sich in diesem Falle symmetrisch zwischen den motorisch angetriebenen Antriebsrädern 13 (Motor 16) und mündet in einen trichterförmigen stationären Auffangbehälter 17. Die in dem Auffangbehälter 17 aufgefangenen Waschflüssigkeit 18 mündet in die Leitung 19.

Die Verweildauer des Stoffgemisches 2 in der Wascheinrichtung 7 kann ca. 1 bis 10 Stunden und vorzugsweise 2 bis 6 Stunden betragen.

Die erste Behandlungsstufe 3 stellt eine Art Vorstufe zur zweiten Behandlungsstufe 4 dar. Ziel der ersten Behandlungsstufe ist es, insbesondere die inerten, und abrassiven Stoffe auszuwaschen, wobei mittels einer Waschflüssigkeit bereits leicht lösliche Organik in dieser Stufe ausgewaschen werden soll. Hier werden die Zellen der Organik vorzugsweise mechanisch, das heißt auch durch die mechanische Bewegung der Wascheinrichtung aufgeschlossen, was als Vorbereitung des Zellaufschlusses in der nachfolgenden Stufe dient. Insbesondere erfolgt ein Herauswaschen aller leicht löslichen organischen Komponenten. Dabei erfolgt die Betriebsweise im wesentlichen im kontinuierlichen Betrieb, das heißt, es findet eine ständige Zugabe von neuem Material und eine ständige Abgabe von behandeltem Material statt.

Die über den Auffangtrichter 17 mit der Auswaschflüssigkeit 18 abgetrennten Inertstoffe, Faserstoffe sowie auswaschbare Feinstoffe werden als "Prozeßwasser" über die Leitung 18 einem nachfolgenden Klassierer 20 zugeführt. Im Klassierer 20 werden die ausgewaschenen Inertstoffe von den organischen und gelösten Stoffen befreit und gereinigt, so daß die Inertstoffe 21 gereinigt aus dem System ausgetragen werden. Dies folgt über die Leitung 22 in den Behälter 23.

Das durch den Klassierer 20 von Inertstoffen befreite Prozeßwasser 24 wird über eine Leitung 25 einer Faserstoff- Abtrennvorrichtung 26 zugeführt.

Die obere Einfüllöffnung 8 zur Wascheinrichtung 7 kann in einem stationären Anschlußgehäuse 7' angeordnet sein. Diametral gegenüberliegend befindet sich eine Austragsöffnung 27 für das verbleibende Feststoffgemisch, welches in einen trichterförmigen Auffangbehälter 28 aufgefangen und als Rückstand-Gemisch 29 über die Leitung 30 der zweiten Behandlungsstufe 4 zugeführt wird. Auch hier kann ein stationäres Gehäuseteil 7'' den Auffangbehälter 28 bzw. den Auslauf 27 aufnehmen. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist die zweite Behandlungsstufe 4 in zwei Teilstufen 5 und 6 aufgeteilt, wobei die Teilstufe 5 als "Hydrolysezone" oder auch als "Perkolationsstufe" und die Teilstufe 6 als "Hydrolyse-Filtrationszone" definiert ist. Diese beiden Stufen können gemäß der Darstellung nach Fig. 2 räumlich auch getrennt in eigenen Reaktoren ausgeführt sein.

Das aus der ersten Behandlungsstufe 3 ausgetragene Rückstand- Gemisch 29 wird in der ersten Teilstufe 5 der zweiten Stufe 4 einem aeroben mikrobiellen Aufschluß unterzogen, wobei der biologisch abbaubare Teil in eine auswaschbare Form überführt und mittels einer Auswaschflüssigkeit ausgetragen wird. Es findet demzufolge ebenso wie in der ersten Behandlungsstufe ein Hydrolyseprozeß statt, wobei jedoch durch starke Zugabe einer Waschflüssigkeit 31 bei gleichzeitiger mechanischer Homogenisierung z. B. mittels eines Rührwerks 32 und einer Belüftung mittels einer Druckleitung 33 mit Druckluft 34 ein mikrobieller Aufschluß der festen Organik wiederum in eine auswaschbare Form erfolgt und wobei die so mit Organik belastete Auswaschflüssigkeit 35 der Hydrolysezone 5 entnommen wird.

In der zweiten Behandlungsstufe 4 wird demzufolge als Hauptstufe der Auswaschvorgang der ersten Stufe 3 fortgesetzt, wobei durch starke Flüssigkeitszugabe, Homogenisierung und Belüftung ein weitergehender Abbau der organischen Zellen durch einen biologischen Aufschluß erfolgt. Entgegengesetzt zur herkömmlichen Kompostierung, bei welcher eine Flüssigkeitszugabe lediglich zur Anfeuchtung erfolgt, wird in dieser Hydrolysezone 5 durch die Auswaschflüssigkeit ein starker Abbau der organischen Zellen durch einen biologischen Aufschluß und eine Freisetzung des Zellwassers erzielt. Hierfür ist es erforderlich, daß mittels der Homogenisiereinrichtung 32 eine gute Durchmischung des Gemisches erfolgt, bei gleichzeitiger Belüftung, so daß der aerobe mikrobielle Aufschluß der Zellen erfolgen kann und auch die schwerer lösliche Organik in die Flüssigkeitsphase übergeht. Hierdurch werden auch feste organische Stoffe durch den mikrobiellen Aufschluß aufgelöst und als flüssige Organik mit der Auswaschflüssigkeit ausgetragen.

Die in der Fig. 1 oder Fig. 2 dargestellte Hydrolysezone 5, 5' besteht hierzu vorzugsweise aus einem rechteckförmigen Behälter 36, wie er in Fig. 3a und 3b schematisch dargestellt ist. Der Behälter 36 umfaßt eine Homogenisiereinrichtung 32, welche beispielsweise aus mindestens zwei parallel, horizontal verlaufenden Rührachsen 38, 39 besteht, an denen Rührflügel 40 angebracht sind. Die Homogenisiereinrichtung 32 sorgt für eine gleichmäßige gute Durchmischung des Abfallgemisches 29 in dieser Behandlungsstufe. Dadurch werden Kurzschlußströme der Auswaschflüssigkeit durch Kanalbildung vermieden. Zusätzlich wird die Auswaschflüssigkeit 31 wiederum über eine Berieselungseinrichtung 41 über die gesamte Oberfläche des Abfallgemisches 29 aufgetragen. Der Behälter 36 ist als Rechteckbehälter (Fig. 3a, 3b) ausgebildet, wobei sich im unteren Teil des Behälters eine Transporteinrichtung 43 für das Material befindet. Der Transport erfolgt in Längsrichtung durch den Reaktor (Pfeil 44). Diese kann aus einer oder mehreren über die gesamte Behälterbreite nebeneinanderliegenden Transporteinrichtungen bestehen, wobei die Homogenisiereinrichtung den Längstransport unterstützen kann. Im unteren Bereich der Hydrolysezone 5 befinden sich ein oder mehrere Siebboden 45, durch welchen die Waschflüssigkeit mit der aufgenommenen Organik durchtreten kann. Eine intensive Belüftung wird mittels der Drucklufteinrichtung 33, 34, 46 vollzogen, wobei zur Lufteinbringung nach oben weisende Blasdüsen 46 vorgesehen sind. Durch diese Blasdüsen 46 kann auch der Siebboden 45 gegebenenfalls freigeblasen werden.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 ist der Hydrolysezone 5 eine sogenannte Hydrolyse-Filtrationszone 6 nachgeschaltet. Diese beiden Zonen sind symbolisch durch die Trennlinie 47 in dem einteiligen Reaktor 48 aufgeteilt. Anstelle des einteiligen Reaktors 48 in Fig. 1 können diese beiden Zonen gemäß der Darstellung in Fig. 2 auch in getrennten Reaktoren 49, 50 angeordnet sein, wobei die Hydrolysezone 5' und die Hydrolyse-Filtrationszone 6' über eine Material- Transportleitung 51 verbunden sind.

In der Hydrolyse-Filtrationszone 6 in Fig. 1 bzw. 6' in Fig. 2 findet eine mikrobielle Nachbehandlung des sich darin befindlichen Feststoffgemisches 52 statt. Dabei kann gemäß der Ausführungsform nach Fig. 1 mit einem gemeinsamen Reaktor ein oder mehrere kombinierte Entwässerungs- und Belüftungsboden 45 vorgesehen sein, über welche die Waschflüssigkeit 35 aus beiden Zonen 5, 6 abgeführt und über welche auch gegebenenfalls die Druckluft 34 zugeführt wird. Weiterhin ist eine gemeinsame mechanische Transporteinrichtung 43 für den Längstransport des Feststoffgemisches 29, 52 in beiden Behälterteilen 5, 6 vorgesehen. Gemäß der Darstellung in Fig. 3b ist jedoch der Reaktorteil 50 (Behälter 36'') der Hydrolyse-Filtrationszone 6, 6' ohne eine Homogenisiereinrichtung ausgebildet. Auch hier wird das Feststoffmaterial 52 über die gesamte Behälterbreite mittels einer breiten oder mehreren nebeneinanderliegenden Transportvorrichtungen 43, 43' transportiert. Dabei befinden sich beispielsweise drei nebeneinanderliegende Förderbänder im Behälter 36, die für den Längstransport des Materials sorgen.

Der in der Hydrolysezone 5 im unteren Bereich konisch zulaufende Behälter 36 kann sich demzufolge bei einteiliger Bauweise im hinteren Bereich zu einem rechteckförmigen Behälter 36' erweitern, wobei der Übergang zwischen den beiden Behälterteilen als schräge Fläche angepaßt ist. Dies ist in Fig. 3a gestrichelt eingezeichnet. Bei getrennten Zonen 5', 6' sind getrennte Behälter 36', 36'' vorgesehen.

Die Hydrolyse-Filtrationszone 6, 6' gemäß der Darstellung in Fig. 3b weist ebenfalls den über die gesamte Breite sich erstreckenden Siebboden 45 auf. Unter der Hydrolyse (5, 5') und Hydrolyse-Filtrationszone (6, 6') befindet sich ein oder mehrere trichterförmige Auffangbehälter 53 für die Auswaschflüssigkeit 35.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen gemeinsamen Auffangbehälter 56 in Seitenansicht mit einer unteren Austragsleitung 57 für die Waschflüssigkeit 35.

Wie zuvor beschrieben, wird das aus der ersten Behandlungsstufe 3 ausgetragene und über einen Klassierer 20 von Inertstoffen befreite Prozeßwasser 24 ganz oder teilweise einer Faserstoff-Abtrennvorrichtung 26 zugeführt, in welcher das mit Faserstoffen sowie mit Feinstoffen und wasserlöslichen Stoffen belastete Prozeßwasser 24 von Faserstoffen entfrachtet wird, wobei die abgetrennten Faserstoffe 58 der Oberfläche 59 der Hydrolyse- Filtrationszone 6, 6' zugeführt werden. Dies erfolgt über die Leitung 60. Der Reaktor 48, 50 weist hierfür eine obere Zuführöffnung 61 mit einer nicht näher dargestellten Verteilereinrichtung auf. Die so abgetrennten Faserstoffe 58 stellen demnach eine obere Belegungsschicht 58' auf dem darunter liegenden Feststoffgemisch 52 dar, so daß hier eine Art Filterwirkung entsteht. Auch die Hydrolyse- Filtrationszone 6 kann über die gemeinsame Berieselungseinrichtung 41 ganz oder teilweise mit der Waschflüssigkeit 31 beaufschlagt werden. Das gleiche gilt sinngemäß für die Zone 6'. Eine Ablufteinrichtung 62 führt entstehende Gase aus der Hydrolyse-Filtrationszone 6 ab. Eine ähnliche Ablufteinrichtung 62' kann auch in der ersten Behandlungsstufe der Wascheinrichtung 7 vorgesehen sein.

Der Rückstand bzw. das Feststoffgemisch 63 aus der Hydrolyse- Filtrationszone 6, 6' wird einer nachfolgenden mechanischen Entwässerungseinrichtung 64 zugeführt und in dieser entwässert. Der Rückstand 65 aus dieser Entwässerungsstufe 64 bietet als homogenisierter Feststoff 66 die Voraussetzung für eine stoffliche und/oder energetische Verwertung und/oder thermische Behandlung (Behälter 67).

Das aus der Entwässerungeinrichtung 64 anfallende Prozeßwasser 68 wird dem Prozeßwasser 69 aus dem Reaktor 48 zugefügt und über eine gemeinsame Leitung 70 mittels einer Flüssigkeitspumpe 71 der Zuleitung 12 zur ersten Behandlungsstufe 3 zugeführt. Die Waschflüssigkeit 11 der ersten Behandlungsstufe setzt sich demnach zusammen aus dem Prozeßwasser 68, 69.

Das von Faserstoffen 58 in der Faserstoffabtrennvorrichtung 26 entfrachtete Prozeßwasser 72 wird gemäß der Darstellung in Fig. 1 und 2 einem Anaerobreaktor 73 zugeführt, wobei organische Inhaltsstoffe in Biogas 74 einerseits und das von Organik entfrachtete Prozeßwasser 75 ganz oder teilweise der Berieselungseinrichtung 41 für die Hydrolysezone 5, 5' und für die Hydrolyse-Filtrationszone 6, 6' zugeführt wird. Hierzu dient die Leitung 76 sowie die Flüssigkeitspumpe 77.

Das in dem Anaerobreaktor 73 behandelte Prozeßwasser 75 kann auch einer zusätzlichen nachfolgenden Behandlungsstufe 78 zugeführt werden, in welcher eine biologische und/oder chemisch-physikalische Schadstoffausschleusung 91 erfolgt, die zur Entnahme der organischen und anorganischen Verbindungen wie Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor oder Schwermetalle oder dergleichen dient, wobei das so zusätzlich behandelte Prozeßwasser 79 wiederum ganz oder teilweise über die Leitung 76 der Berieselungseinrichtung 41 für die Hydrolysezone 5, 5' bzw. für die Hydrolyse-Filtrationszone 6, 6' zugeführt wird.

Die Berieselungseinrichtungen 9, 41 der ersten und zweiten Behandlungsstufen 3, 4 beinhalten deshalb vorbehandeltes Prozeßwasser, wie dies vorstehend beschrieben ist. Die Zuführung des Prozeßwassers 72 zum Anaerobreaktor 73 kann über eine Flüssigkeitspumpe 80 erfolgen.

In der Darstellung nach Fig. 1 sind eine Reihe von Austragspfeilen 81 dargestellt, die symbolisch die Möglichkeit des Austrags eines Teils der Auswaschflüssigkeit bzw. des Prozeßwassers aus dem System andeuten, um dieses zu regenerieren und zu ersetzen.

Die Darstellung der alternativen Ausbildung der Erfindung in Fig. 4 zeigt gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen wie in Fig. 1. Alternativ zur Darstellung in Fig. 1 wird das von Inertstoffen entfrachtete Prozeßwasser 25 und gegebenenfalls von Inert- und Faserstoffen entfrachtete Prozeßwasser 72 über die Flüssigkeitspumpe 80 einer anaeroben Schlammfaulung einer externen Abwasserreinigungsanlage in einem Faulbehälter 82 unterzogen, wobei organische Inhaltsstoffe in Faulgas bzw. Biogas 83 umgewandelt werden. Das ausgefaulte Reststoff- Klärschlammgemisch wird über einen Austrag 84 den Faulbehälter 82 entnommen.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform wird vorgeklärtes Abwasser, Brauchwasser bzw. Abwasserschlamm gegebenenfalls in eingedickter Form einer externen Abwasserreinigungsanlage als Prozeßwasser 86 über eine Pumpe 87 und einer Leitung 88 wiederum der Berieselungseinrichtung 41 der Hydrolysezone 5, 5' bzw. der Hydrolyse-Filtrationszone 6, 6' zugeführt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle Abwandlungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. Beispielsweise könnte das Prozeß­ wasser 68 und/oder 69 bei einer zu starken organischen Belastung einer anaeroben Entfrachtung unterzogen werden. Dies könnte über gesteuerte Verbindungsleitungen 89, 90 zur Verbindungsleitung 25 erfolgen.

Weiterhin könnte das anaerob behandelte Prozeßwasser 75 bzw. das behandelte Prozeßwasser 79 neben der Zuführung zur Berieselungseinrichtung 41 auch gesteuert der Berieselungseinrichtung 9 zugeführt oder zugemischt werden. Dies ist symbolisch durch die Verbindungsleitung 91 in Fig. 1 angedeutet.

Maßgeblich ist die Einstellung der Auswaschflüssigkeit in den Behandlungsstufen 3 und 4 derart, daß einerseits eine Vorversäurung vorliegt und andererseits eine optimale Beladung mit Organik möglich ist.

Grundsätzlich sind alle Materialflüsse in ihrem Mengenfluß durch Ventile oder dergleichen steuerbar oder regelbar.

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5, 6 und 7 sind die im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 dargestellten Prozeßschritte in einer gemeinsamen Verfahrensstufe 3' zusammengefaßt. In allen Zeichnungen sind gleiche Teile mit gleichem Bezugszeichen versehen, wie sie zu den Fig. 1 und 2 näher erläutert sind. Demzufolge ist in Fig. 5 ein Drehtrommelperkolator mit drei Kammern und Zwangsbelüftung vorgesehen, wobei die Kammer 7 die Inertstoffwäsche, die Kammer 5 die Hydrolyse und die Kammer 6 die Faserstoffrückführung und Abtropfstufe in einer gemeinsamen Verfahrensstufe umfaßt. Bezüglich der Wirkungsweise der einzelnen Stufen wird auf die Beschreibung der Fig. 1 und 2 verwiesen.

Die Darstellung nach Fig. 6 zeigt den Drehtrommelperkolator nach Fig. 5 in der Gesamtanlage, wobei die Bezugszeichen aus den Fig. 1 und 2 weitestgehend beibehalten sind. Hieraus ist ersichtlich, daß die zwei beschriebenen Behandlungsstufen 3 und 4 zusammengefaßt sind in einen ersten und zweiten Prozeßschritt in den gedachten Kammern 7 und 5, dem sich der dritte Prozeßschritt 6 in dem gemeinsamen Drehtrommelpercolator anschließt. Ein alternatives Ausführungsbeispiel hierzu ist noch in Fig. 7 dargestellt. Dies entspricht dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, wobei gleiche Teile und Verfahrensabläufe mit gleichen Bezugszeichen dargestellt sind.

Maßgeblich beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 bis 7 ist demzufolge die Zusammenfassung der nachfolgenden Prozeßschritte 7, 5, 6 in einem gemeinsamen Drehtrommelpercolator. Die Trommel ist in je drei hintereinander geschaltete Trommeln mit separatem Antrieb ausgebildet, welche die Funktionen der Kammern 7, 5, 6 einzeln erfüllen.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle Abwandlungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche.

Claims (24)

1. Verfahren zur Behandlung eines Stoffgemisches aus Inertstoffen sowie organischen Stoffen mit einem wasserlöslichen und biologisch umsetzbaren Anteil, insbesondere von Abfällen aller Art, wobei das Stoffgemisch einem aeroben Hydrolyseprozeß bei gleichzeitiger Auswaschung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoffgemisch (2) einem ersten Prozeßschritt zugeführt wird, bei welchem mittels einer Waschflüssigkeit (11) eine Auswaschung von vorzugsweise löslichen, organischen Stoffkomponenten erfolgt, wobei diese mit gegebenenfalls vorhandenen Inertstoffen (21) mit der Waschflüssigkeit (17) ausgetragen werden,
daß das im ersten Prozeßschritt behandelte Rückstand-Gemisch in einem nachfolgenden zweiten Prozeßschritt einem aeroben mikrobiellen Aufschluß unterzogen wird, wobei der biologisch abbaubare Teil in eine auswaschbare Form überführt und mittels einer Auswaschflüssigkeit ausgetragen wird,
und daß die mit der Auswaschflüssigkeit des ersten- und/oder zweiten Prozeßschrittes ausgetragenen Faser- und/oder Feinstoffe aus dem Flüssigkeitskreislauf der Waschflüssigkeit ausgeschieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Prozeßschritte in getrennten (3) und (4) oder in einer Verfahrensstufe (3') durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Prozeßschritt (3) als Wascheinrichtung und insbesondere als dynamische Siebung als rotierende, siebförmige Waschtrommel (7) bzw. als Schwing- oder Rüttelsieb (7) ausgebildet ist, wobei das Stoffgemisch durch Aufgabe einer vorversäuerten Waschflüssigkeit derart behandelt wird, daß einerseits leicht lösliche organische Komponenten und andererseits inerte abrasive Stoffe mit der Waschflüssigkeit (11) ausgetragen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Prozeßschritt (3) und insbesondere die Wascheinrichtung bzw. Waschtrommel (7) das Stoffgemisch in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Behandlungsprozeß aufnimmt, wobei die Verweildauer des Stoffgemisches (2) zwischen 1 bis 10 Stunden und insbesondere zwischen 2 bis 6 Stunden beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Prozeßschritt eine Wascheinrichtung (7) umfaßt, bei welcher eine Siebung mit einer Korngröße von 5 mm bis 30 mm und vorzugsweise von 8 mm bis 15 mm erfolgt, wobei die Wascheinrichtung vorzugsweise im Falle der Waschtrommel (7) eine Länge von 5 m bis 20 m und einen Durchmesser von 2 m bis 4 m aufweist.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten Prozeßschritt (3) Inertstoffe und/oder Faserstoffe sowie auswaschbare Feinstoffe und wasserlösliche Stoffe mittels Wasser, Abwasser, Abwasserschlamm oder Prozeßwasser mittels einer Wascheinrichtung (7) abgetrennt und ausgewaschen werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Wascheinrichtung (7) des ersten Prozeßschrittes (3) mit Wasser, Abwasser oder Prozeßwasser abgetrennten und ausgewaschenen Inertstoffe in einem Klassierer (20) von den organischen und der Auswaschflüssigkeit gelösten Stoffen befreit und gereinigt werden und daß diese gereinigten Inertstoffe (21) aus dem Behandlungssystem ausgetragen werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem ersten Prozeßschritt (3) ausgetragene Rückstands-Gemisch (29) in einer nachfolgenden zweiten Prozeßschritt (4) einem Hydrolyseprozeß unterzogen wird, wobei durch starke Zugabe einer Waschflüssigkeit (31) bei gleichzeitiger mechanischer Homogenisierung und Belüftung ein mikrobieller Aufschluß der festen Organik in eine auswaschbare Form erfolgt und wobei die so mit Organik belastete Auswaschflüssigkeit der Hydrolysezone (5) entnommen wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrolyse-, Homogenisierungs- und Auswaschbehandlung des zweiten Prozeßschrittes (4) eine Hydrolyse-Filtrationszone (6) nachgeschaltet ist, in welcher eine mikrobielle Nachbehandlung des Feststoffgemisches des zweiten Prozeßschrittes erfolgt.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolysezone, und die nachfolgende Hydrolyse-Filtrationszone (6) in einem gemeinsamen, in diese Zonen unterteilten Behälter (48), oder in zwei getrennten Behältern (49, 50) erfolgt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrolysezone (5) und/oder Hydrolyse-Filtrationszone (6) eine kombinierte gegebenenfalls in Abschnitten unterteilten Entwässerungs- und Belüftungseinrichtung (45) aufweist, über welche die Waschflüssigkeit (35) abgeführt und über welchen gegebenenfalls Druckluft (34) zugeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei rechteckigen Behältern Hydrolysezone (5) und/oder die Hydrolyse-Filtrationszone (6) eine mechanische Transporteinrichtung (43) für den Längstransport des Feststoffgemisches (29, 52) aufweist, wobei vorzugsweise die Hydrolysezone (5) sowie die Hydrolyse- Filtrationszone (6) am Behälterboden eine oder mehrere, nebeneinanderliegende Transporteinrichtungen (43) aufweist.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei rechteckförmigen Behältern die Homogenisierungsvorrichtung (32) des zweiten Prozeßschrittes flügelförmige Umwälzschaufeln (40) aufweist, die eine gleichmäßige Durchmischung und damit Homogenisierung des Feststoffgemisches zur Unterbindung von Kurzschlußströmen der Auswaschflüssigkeit bewirken, wobei vorzugsweise zwei oder mehrere parallel liegende, horizontal verlaufende, die gesamte Behandlungsstufe durchlaufende Rührwellen (38, 39) vorgesehen sind, deren Umwälzschaufeln (40) vorzugsweise versetzt zueinander verlaufen.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand bzw. das Feststoffgemisch (63) der Hydrolyse-Filtrationszone einer nachfolgenden mechanischen Entwässerungseinrichtung (64) zugeführt und entwässert wird, und daß der Rückstand nach der Entwässerungsstufe einer stofflichen und/oder energetischen Verwertung und/oder thermischen Behandlung zugeführt wird.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prozeßwasser (69) aus der Hydrolysezone (5) und/oder der Hydrolyse-Filtrationszone und/oder aus der Entwässerungseinrichtung (64) ganz oder teilweise als Auswaschflüssigkeit dem ersten Prozeßschritt (3) zugeführt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem ersten Prozeßschritt (3) ausgetragene und über einen Klassierer (20) von Inertstoffen befreite Prozeßwasser (24) ganz oder teilweise einer Faserstoff-Abtrennvorrichtung (26) zugeführt wird, in welcher das mit Faserstoffen sowie mit Feinstoffen und wasserlöslichen Stoffen belastete Prozeßwasser (24) mittels einer Faserstoffabtrennung entfrachtet wird, wobei die abgetrennten Faserstoffe (52) vorzugsweise auf die Oberfläche der Hydrolyse-Filtrationszone (6) zugeführt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das von Faserstoffen in der Faserstoff-Abtrennvorrichtung (26) entfrachtete Prozeßwasser (72) einem Anaerobreaktor (73) zugeführt wird, wobei organische Inhaltsstoffe in Biogas umgesetzt werden und das von Organik entfrachtete Prozeßwasser (75) ganz oder teilweise der Hydrolysezone (5) und/oder der Hydrolyse-Filtrationszone (6) zugeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Anaerobreaktor (73) behandelte Prozeßwasser (75) ganz oder teilweise einer nachfolgenden Behandlungsstufe (78) zugeführt wird, zu einer biologischen und/oder chemisch- physikalischen Schadstoffausschleusung (91) zur Entnahme der organischen und anorganischen Verbindungen wie Kohlenstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwermetalle oder dergleichen, wobei das so behandelte Prozeßwasser (79) ganz oder teilweise der Hydrolysezone (5) und/oder der Hydrolyse-Filtrationszone (6) zugeführt wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von Inertstoffen (25) und gegebenenfalls von Inert- und Faserstoffen (72) entfrachtete Prozeßwasser einer anaeroben Schlammfaulung in einem Faulbehälter (82) unterzogen wird, wobei organische Inhaltsstoffe in Faulgas bzw. Biogas umgewandelt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß vorgeklärtes Abwasser, Brauchwasser, Abwasserschlamm gegebenenfalls auch in eingedickter Form der Hydrolysezone (5) und/oder der Hydrolyse-Filtrationszone (6) zugeführt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Prozeßschritte (3, 4) in einer gemeinsamen rotierenden Siebtrommel (Drehtrommelperkolator) erfolgen, wobei eine erste Zone (7) als Waschtrommel (Inertstoffwäsche) ausgebildet ist, in der das Stoffgemisch durch Aufgabe einer Waschflüssigkeit derart behandelt wird, daß einerseits leicht lösliche organische Komponenten und andererseits inerte abrasive Stoffe mit der Waschflüssigkeit ausgetragen werden, und wobei eine zweite Zone (5) (Hydrolysezone) als aerobe Hydrolysetrommel ausgebildete ist, wobei durch starke Zugabe einer Waschflüssigkeit bei gleichzeitiger mechanischer Homogenisierung und Belüftung ein mikrobieller Aufschluß der festen Organik in eine auswaschbare Form erfolgen und wobei die so mit Organik belastete Auswaschflüssigkeit der Hydrolysezone (5) entnommen wird, und daß eine dritte Zone (6) (Hydrolysefiltrationszone) als aerobe Filtrations- und Entwässerungstrommel vorgesehen ist, wobei die in den vorhergehenden Zonen mit der Waschflüssigkeit abgetrennten Faserstoffe (52) der dritten Zone zugeführt werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschzone (7) und die nachgeschaltete Hydrolysezone (5), und die nachfolgende Hydrolyse-Filtrationszone (6) in einem gemeinsamen in diese Zonen unterteilten Behälter bzw. in einer Trommel (7'') oder in mehreren getrennten Behältern oder Trommeln (49, 50) erfolgt.

23. Anlage zur Behandlung eines Stoffgemisches aus Inertstoffen sowie organischen Stoffen mit einem wasserlöslichen und biologisch umsetzbaren Anteil, insbesondere von Abfällen aller Art, wobei das Stoffgemisch in wenigstens einem Reaktor einem aeroben Hydrolyseprozeß bei gleichzeitiger Auswaschung unterziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoffgemisch (2) einem als Wascheinrichtung (7) ausgebildeten ersten Prozeßschritt (3) zugeführt wird, in welcher ein mechanischer Zellaufschluß und mittels einer Waschflüssigkeit (11) eine Auswaschung von vorzugsweise löslichen organischen Stoffkomponenten erfolgt, wobei gegebenenfalls vorhandene Inertstoffe (21) mit der Waschflüssigkeit (17) ausgetragen werden, daß das aus der ersten Prozeßschritt (3) ausgetragene Rückstand-Gemisch (29) in einem als Perkolationsreaktor ausgebildeten nachfolgenden zweiten Prozeßschritt (4) einem aeroben mikrobiellen Aufschluß unterzogen wird, wobei der biologisch abbaubare Teil in eine auswaschbare Form überführt und mittels einer Auswaschflüssigkeit ausgetragen wird, und daß die mit der Auswaschflüssigkeit des ersten- und/oder zweiten Behandlungsstufe mittels einer Faserstoff- Abtrennvorrichtung (26) ausgetragenen Faser- und/oder Feinstoffe aus dem Flüssigkeitskreislauf der Waschflüssigkeit ausgeschieden werden.

24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame rotierende Siebtrommel (Drehtrommelperkolator) vorgesehen ist, in welcher sich eine Waschzone (7) mit einer nachgeschalteten Hydrolysezone (5) und einer nachfolgenden Hydrolyse-Filtrationszone 6 befinden, wobei die Trommel in je 3 hintereinander geschaltete Einzeltrommeln mit separaten Antrieb ausgebildet ist, welche die Einzelfunktionen der jeweiligen Kammern erfüllen.