DE19923108A1 - Verfahren zur Abtrennung unterschiedlicher verwertbarer Materialfraktionen aus gemischtem Abfall - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung verschiedener verwertbarer Materialfraktionen aus gemischten Abfällen. DOLLAR A Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Vorbehandlung des Abfalls durch mechanische Zerkleinerung durchgeführt. Dieser Schritt ermöglicht nach Zugabe von Fremdwasser die Durchführung der nachfolgenden Schwimm-Sink-Trennung. Nach Abtrennung einer ersten Schwerstoff-Fraktion erfolgt das Auflösen wasserlöslicher und/oder suspendierbarer Bestandteile des Abfalls unter mechanischem Energieeintrag in einem Stofflöser (Pulper). Bei erhöhtem Anteil an Papier, Pappe und/oder in Abhängigkeit von den Anhaftungseigenschaften der Nativorganik wird der Betrieb des Stofflösers zusätzlich modifiziert und/oder weitere Vorbehandlungsschritte durchgeführt. DOLLAR A Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Trennung von gemischten Abfällen, die aufgrund der Stoffvielfalt, des Vermischungszustandes und dem Gehalt an Lebensmitteln und/oder Speiseresten bisher beseitigt werden mußten, in verwertbare Fraktionen möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtren­ nung unterschiedlicher verwertbarer Materialfraktionen aus gemischtem Abfall.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf gemischten Abfall, wie er in vielen Bereichen von Produktion und Handel anfällt. Er besteht aus einer Vielzahl von Materialien, die häufig mit nativ-organischen Stoffen wie Lebensmittel- oder Speiseresten verunreinigt sind. Derartige gemischte Abfälle, die z. T. noch verpackte Bestandteile enthalten, konnten bisher aufgrund der darin enthaltenen Stoffvielfalt, des Vermischungs­ zustandes und dem Gehalt an Lebensmitteln und/oder Speiseresten nicht in einzelne verwertbare Fraktionen getrennt werden und mußten daher trotz ihrem Gehalt an verwertbaren Inhaltsstoffen vollständig beseitigt werden.

Gemischte Abfälle, die mit dem nachfolgend darge­ stellten erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden können, stammen typischerweise aus Catering- und Fastfood-Betrieben, aus Imbißständen, aus fahrenden Bewirtungsbetrieben wie Zugrestaurants, Schiffen, Flugzeugen etc., von Großveranstaltungen, von Messe- und Freizeitveranstaltungen wie Straßenfesten, Freizeitparks etc., von Einkaufszentren usw. Dem gemischten Abfall von solchen Anfallstellen ist gemeinsam, daß erhebliche Abfallanteile direkt oder indirekt als Folge des Konsums von Speisen und Getränken entstehen. Zu nennen sind hierbei ins­ besondere Speisereste, Cateringgeschirr, Servietten, gebrauchte Verpackungen aller Art einschl. Flaschen, Schachteln, Metalldosen, Folien, Papiere, Becher etc.. Als typische Bestandteile treten darüber hinaus Druckerzeugnis-Abfälle, Hygieneartikel-Abfälle, Windeln und in geringerem Umfang weitere, oft veranstaltungs­ typische Bedarfsgegenstände wie Regenschirme, Iso­ matten, Textilien etc. sowie die zur Abfallerfassung eingesetzten Müllsäcke (Papier- oder Kunststoffsäcke) im gemischten Abfall auf.

Eine weitere Quelle von gemischten Abfällen, deren Fraktionierung das erfindungsgemäße Verfahren leistet, sind Betriebe des Lebensmittelgroß- und -einzelhandels sowie das Lebensmittel produzierende Gewerbe. Dort fallen gemischte Abfälle, für die sich das erfindungs­ gemäße Verfahren eignet, in Form von verpackter und unverpackter verdorbener oder überlagerter Ware, Fehlchargen oder Remittenden an. Zur Behandlung im erfindungsgemäßen Verfahren können alle Arten von Verpackungen, insbesondere auch Konservendosen, Gläser, Becher, Beutel, Tuben, Blister, Trays, auch aus Verbundmaterialien, wie z. B. Kunststoff-Alu, Kunst­ stoff-Papier, Papier-Alu-Kunststoff usw., sowie praktisch alle Arten von Füllgütern, wie z. B. Trockenprodukte, Pasten, Flüssigkeiten, stückige Güter mit weicher bis mittelharter Konsistenz, akzeptiert werden. Dies gilt auch für hygienerechtlich streng reglementierte Produktabfälle wie Fleisch, Fisch, Eiprodukte etc.

Die stoffliche Zusammensetzung des gemischten Abfalls kann in weiten Grenzen variieren. So bestehen gemischte Cateringabfälle vorwiegend aus Cateringgeschirr, Speiseresten und diversen Verunreinigungen, wohingegen Fehlchargen aus der Lebensmittelproduktion z. B. nur aus einer speziellen Verpackung, eventuell einer Umver­ packung und/oder Transportverpackung und einem speziellen Lebensmittel (Füllgut) bestehen.

Derartiger gemischter Abfall, bei dem der Anteil an Speiseresten und Lebensmitteln im Bereich von etwa 5-50% liegt, kann mit den bekannten Verfahren des Standes der Technik nicht oder nur unzureichend fraktioniert werden. Für gemischten Cateringabfall und gemischte Abfälle aus Produktion und Handel von Lebensmitteln werden zur Zeit daher die Deponierung vorgezogen sowie v. a. die Abfallverbrennung eingesetzt. Eine Verwertung der einzelnen Abfallbestandteile ist im allgemeinen nicht möglich, da herkömmliche Sortierprozesse zur Trennung solcher Abfallgemische in verwertbare Fraktionen unvertretbar kostenintensiv und aus hygienischen Gründen für das beteiligte Personal unzumutbar sind.

Eine Möglichkeit der Verwertung von Abfallbestandteilen bietet sich derzeit nur bei bereits getrennt gesammeltem Abfall oder bei Abfällen, die keine Anteile an Speiseresten oder Lebensmitteln enthalten.

So können bei geringer Stoffvielfalt und ohne Anteile von überlagerten oder verdorbenen Lebensmitteln und/oder Speiseresten im Abfall die enthaltenen Verpackungsmaterialien, wie Kunststoff, Metall, Karton, oder Glas, mit Anlagen nach dem Stand der Technik (z. B. Sortierung "Gelber Sack") sortiert und der Verwertung zugeführt werden.

Andererseits sind Verfahren bekannt, mit denen Abfälle mit einem sehr hohen Anteil an nativ-organischen Stoffen und einem sehr geringen Anteil an sog.

Störstoffen verarbeitet werden können. Bei derart in der Regel separat gesammelten Speiseresten bzw. Bioabfällen ist die nativ-organische Fraktion die zu verwertende Abfallkomponente (Gutstoff). Unter der Voraussetzung eines geringen Anteils nicht nativ- organischer Materialien (Störstoffe) ist eine Verwertung derartiger Abfälle als Futtermittel bzw. durch Vergärung zu Biogas und durch Rotte zu Kompost möglich. Die Störstoffe müssen in diesem Fall mit bekannten Anlagenkomponenten sicher entfernt werden können.

In diesem Zusammenhang sind zahlreiche Verfahren zur Behandlung von Biomüll bzw. Hausmüll bekannt.

Gegenstand dieser Verfahren ist allerdings immer die Verwertung der biogen-organischen Hauptfraktion. So ist beispielsweise aus der EP 520172 ein Verfahren zur Aufbereitung von Stoffgemischen für die anaerobe Vergärung der darin enthaltenen biogen-organischen Bestandteile bekannt, bei dem eine leicht entwässerbare Suspension der biogen-organischen Stoffe durch eine mechanische Aufbereitung mit selektiver Auflösung und Zerfaserung der Stoffe hergestellt, und geringe Anteile an Störstoffen abgetrennt werden.

Für die Realisierung dieses und der anderen bekannten Verfahren kommen vorwiegend Stofflöser (Pulper) nach dem Stand der Technik zum Einsatz, wie sie in einigen Wirtschaftszweigen wie z. B. der Papierindustrie Verwendung finden.

Die Zweckbestimmung dieser Verfahren ist die Vergärung der organischen Hauptfraktion (Gutstoffe) ohne Verwertung der ggf. abgetrennten Störstoffe.

Insbesondere soll durch den Einsatz von Stofflösern die Ausbeute des vergärbaren Abfallanteils maximiert und die Biogasausbeute durch hydromechanischen Aufschluß und Hydrolyse gesteigert werden.

Ist der Anteil der für diese Verfahren als Störstoffe (= nicht nativ-organische Stoffe) zu betrachtenden Abfallbestandteile, wie beim einleitend beschriebenen gemischten Abfall, groß, so sind die genannten Verfahren nach dem Stand der Technik nicht mehr in der Lage, die Abfälle zu fraktionieren. Dies liegt vor allem daran, daß ein hoher Störstoffgehalt im sog. Biomüll zu einer Beschädigung, einem erhöhten Verschleiß oder zum Verlust einer ausreichenden Trennwirkung des Stofflösers führt.

Bei höherem Störstoffgehalt oder gar bei gegenteiligem Verhältnis von Störstoffen und Gutstoffen (in obigem Sinne), d. h. bei geringen Anteilen von Nativorganik (Speisereste bzw. Lebensmittel) in bzw. an unter­ schiedlichsten Feststoffen, wie bei dem Anwendungs­ gebiet der vorliegenden Erfindung, sind Verwertungen bisher ausgeschlossen. Eine sichere Stofftrennung ist mit den bekannten Verfahren nicht möglich.

Zu beachten sind bei Abfällen, die Speisereste/Lebens­ mittel enthalten, ferner die über das Abfallrecht hinausgehenden Anforderungen, wie sie das Tierkörper­ beseitigungsrecht, die Seuchenhygiene und das Futter­ mittelrecht stellen.

Wenn eine entsprechende Abfallvortrennung an der Anfallstelle z. B. wegen unzumutbar großem Aufwand, aus Platzgründen o. ä. nicht durchführbar ist, müssen die eingangs erwähnten gemischten Abfälle unter Inkaufnahme hoher Kosten beseitigt und damit den Stoffkreisläufen entzogen werden.

Ein Verfahren, das die oben dargestellten gemischt anfallenden, gewerblichen Abfälle, die z. T. verpackte Bestandteile und Anteile von Lebensmitteln, verdorbenen Lebensmitteln und/oder Speiseresten enthalten, ohne vorheriges Öffnen von Verpackungen, Umverpackungen und Transportverpackungen in Fraktionen auftrennt, die dann zur Verwertung weiter aufbereitet werden können, ist bisher nicht bekannt.

Ausgehend von der dargestellten Problematik besteht aufgrund der Zusammensetzung des gemischten Abfalls die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren bereitzustellen, das die Abtrennung von unterschied­ lichen verwertbaren Materialfraktionen aus gemischtem Abfall ermöglicht.

Die Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens können die eingangs dargestellten gemischten Abfälle aufgetrennt und nach weiterer, fraktionsspezifischer Aufbereitung nahezu alle Bestandteile des Abfallgemisches verwertet werden.

Bei dem Verfahren wird der Abfall zunächst einer Vorbehandlung unterzogen, bei der eine mechanische Zerkleinerung des gesamten Abfalls durchgeführt wird. Anschließend wird dem auf diese Weise zerkleinerten Abfall Fremdwasser zugegeben und die anfallende Abfall­ suspension einer Schwimm-Sink-Trennung unterworfen. Ziel der Schwimm-Sink-Trennung ist eine Vorabtrennung von Schwerstoffen, die im weiteren Prozeßablauf zu erhöhtem Verschleiß, abrasiven Beschädigungen oder Verstopfungen führen können. Enthält der gemischte Abfall auch Stoffe, die in Verbindung mit Rührorganen zu Zopfbildung neigen (z. B. Schnüre, Drähte, Folien), so können diese ebenfalls aus der Schwimm-Sink-Trennung abgezogen, nachfolgend zerkleinert und zusammen mit der Suspension weiterbehandelt werden. Die Suspension gelangt im folgenden in einen Reaktor, in dem wasserlösliche und/oder suspendierbare Bestandteile des Abfalls im Wasser weitgehend aufgelöst werden.

Dieser Auflösevorgang erfolgt in einem vorzugsweise handelsüblichen Stofflöser, wie er bisher nur für die Verarbeitung von nur geringe Anteile an nicht nativ- organischen Stoffen enthaltenden Abfällen (z. B. Biomüll) eingesetzt wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß ein derartiger Stofflöser, in dem eine Trennung der in Wasser suspendierbaren Abfallinhalts­ stoffe vom restlichen Abfall erfolgt, auch für den vorliegenden Anwendungsbereich gemischter Abfälle Verwendung finden kann, wenn die obige Vorbehandlung des Abfalls durchgeführt wird.

Aus der im Stofflöser erhaltenen Suspension wird mit einer geeigneten mechanischen Vorrichtung, vorzugsweise einem Rechen, eine auf der Suspension schwimmende Schwimmstoff-Fraktion von einem oberen Bereich der Suspension abgezogen. Von einem unteren Bereich der Suspension, d. h. vom Bodenbereich eines Behältnisses, in der die Suspension vorliegt, wird eine Schwerstoff-Fraktion, beispielsweise über einen dort vorgesehen Auslaß abgezogen bzw. ausgeschleust. Die Schwerstoff-Fraktion enthält die nicht löslichen Abfallanteile, die aufgrund ihres Gewichtes in der Suspension absinken. Die sog. Suspensions-Fraktion, d. h. die Fraktion mit den wasserlöslichen und/oder supendierbaren Stoffen, wird über eine Siebvorrichtung abgezogen.

Ein wesentlicher Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt der Schritt der Vorbehandlung des Abfalls dar. Erst diese Vorbehandlung ermöglicht die spätere Trennung der unterschiedlichen Stoffbestand­ teile in bekannten Stofflösern des Standes der Technik, die ursprünglich für eine andere Zielsetzung, d. h. für andere Abfallzusammensetzungen (Biomüll), entwickelt und eingesetzt wurden.

Die Zerkleinerung im Vorbehandlungsschritt wird hierbei in einem Maße durchgeführt, daß einerseits ein Öffnen von im Abfall enthaltenen Verpackungen, einschließlich das Zerbrechen von Glasverpackungen, gewährleistet wird und andererseits die enthaltenen Feststoffe, v. a. die Kunststoffanteile, zwar so weit zerkleinert werden, daß eine Zopfbildung und/oder abrasive Beschädigung des Stofflösers verhindert wird, die im Stofflöser aufschwimmende Leichtfraktion aber mit einem Rechen entfernt werden kann und die Kunststoffe nicht mit der Suspensions-Fraktion über das Sieb ausgetragen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt somit die Trennung des einleitend beschriebenen gemischten Abfalls in zumindest eine Schwerstoff-Fraktion, eine Schwimmstoff-Fraktion und eine Suspensions-Fraktion. Die Schwerstoff-Fraktion besteht vorwiegend aus Fe-Metall, wie z. B. zerquetschten Blechen, Bestecken, oder Fe-metallischen Gebrauchsgegenständen usw., aus Glasbruch, aus Nichteisen-Metallen (NE-Metalle), aus Steinen und aus Sand.

Die Schwimmstoff-Fraktion besteht vorwiegend aus Kunst­ stoffen, flächigem Blech, Aluminium und Kunststoff- Metall-Verbunden.

Die Suspensions-Fraktion setzt sich aus allen Bestand­ teilen des gemischten Abfalls zusammen, welche nach Zugabe von Fremdwasser unter der Einwirkung von Scher­ kräften, eventuell bei erhöhter Temperatur (< 98°C), in Wasser gelöst oder, eventuell nach Zerfaserung im Scherfeld, suspendiert und mit dem Prozeßwasser über eine Siebvorrichtung als Siebdurchgang aus dem Abfall­ gemisch entfernt werden können.

Schwerstoff-Fraktion, Schwimmstoff-Fraktion und Suspensions-Fraktion stehen, gegebenenfalls nach weiteren Aufbereitungsschritten, für die stoffliche und/oder energetische Abfallverwertung zur Verfügung, wie weiter unter näher beschrieben wird.

Durch einen optionalen zusätzlichen Vorbehandlungs­ schritt der mechanischen Entfernung von Sperrstoffen, der je nach Abfallzusammensetzung angewendet wird, wird auch eine Sperrstoff-Fraktion, bestehend aus sperrigen Gegenständen wie z. B. Kisten, Eimer, Regenschirme, gewonnen.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat als entscheidendes Charakteristikum, daß erst die mit dem Verfahren gewonnenen Fraktionen eine Zusammensetzung aufweisen, die eine Verwertung wirtschaftlich möglich macht.

Weiterhin können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemischte Abfälle mit einem sehr viel größeren Spektrum der Abfallzusammensetzung für eine Verwertung fraktioniert werden, als es mit den derzeit bekannten Verfahren und Verfahrenskombinationen möglich ist (vgl. Fig. 1).

Neben den bereits dargestellten Verfahrensschritten können weitere Schritte, je nach typischer Zusammen­ setzung des zu verarbeitenden Abfalls, die Vorbehand­ lung ergänzen, das gesamte Verfahren an hygiene- oder seuchenrechtliche Vorschriften anpassen oder nach­ folgend eine weitere Fraktionierung bzw. Auftrennung in engere Stoffgruppen ermöglichen.

Weiterhin kann bei Bedarf, d. h. bei entsprechender Zusammensetzung des gemischten Abfalls vorab eine mechanische Vereinzelung fester Bestandteile des Abfalls durch Auflockern von gepreßten Bestandteilen und Öffnen von Spannbändern und Transportsicherungen durchgeführt werden.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Vorbehandlung des gemischten Abfalls kann eine trocken-mechanische Zerkleinerung durch Shreddern und/oder Brechen ohne Zugabe von Fremdwasser erfolgen. Das Shreddern zeigt insbesondere bei zopfbildenden Bestandteilen im Abfall eine große Wirkung, um die Verstopfung des Stofflösers zu verhindern.

Die trocken-mechanische Zerkleinerung kann auch, insbesondere bei spröden und/oder harten Bestandteilen im Abfall, durch Brechen erfolgen.

Der jeweils geeignete Zerkleinerungsmechanismus wird je nach Abfallzusammensetzung gewählt. Dem Fachmann sind entsprechende Zerkleinerungsmechanismen bekannt.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfaßt der Schritt des Auflösens wasser­ löslicher/-suspendierbarer Bestandteile mehrere aufeinanderfolgende Waschschritte zur weitgehenden Entfernung bzw. zur vollständigen Suspendierung der wasserlöslichen/-suspendierbaren Bestandteile. Die einzelnen Waschschritte erfolgen durch Abziehen der Suspension über die Siebvorrichtung, Wiederbefüllen des eingesetzten Behältnisses mit Fremdwasser und erneuten, kurzzeitigen mechanischen oder hydraulischen Energieeintrag. Die Anzahl dieser Waschschritte, vorzugsweise 2-3, richtet sich nach der Zusammensetzung des Abfalls, v. a. nach den Anteilen an Papier/Pappe, und dem Verschmutzungs- und Anhaftungsgrad wasserlöslicher/-suspendierbarer, meist nativ-organischer Bestandteile im gemischten Abfall.

Ein zusätzlicher Hinderungsgrund für die Verwertung der vorliegenden gemischten Abfälle war bisher auch die Gegenwart hygiene- bzw. seuchenrechtlich relevanter Abfallbestandteile. Diese Bestandteile erfordern eine thermische Behandlung des Abfalls, eine sog.

Hygienisierung, die die Inaktivierung von Krankheits­ erregern leistet. Diese Hygienisierung kann optional im erfindungsgemäßen Verfahren parallel zu den verfahrens­ technischen Vorgängen im Stofflöser erfolgen.

Der Abfall wird hierfür vorzugsweise für einen Zeitraum von 20 bis 90 Minuten auf Temperaturen von 70 bis 95°C gehalten. Vorzugsweise wird für die Temperaturerhöhung die Abwärme aus der Biogasverstromung benutzt, die in Folge der Verwertung der Suspensions-Fraktion in der Regel vorgesehen ist.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Fraktionen können durch dem Verfahren nachfolgende Schritte weiterverarbeitet werden.

Die Schwimmstoff- und die Schwerstoff-Fraktionen können nach dem Abziehen erneut gewaschen werden.

Vorzugsweise wird aus der Schwimmstoff- und den Schwerstoff-Fraktionen Fe abgeschieden, so daß verwertbare Fe-Metalle erhalten werden. Weiterhin werden aus beiden Fraktionen NE-Metalle abgeschieden, um eine weitergehende Fremdstoffentfernung aus der kunststoffreichen Schwimmstoff-Fraktion und eine Separierung verwertbarer NE-Metalle zu erzielen. Die Suspensions-Fraktion wird vorzugsweise einem Anaerobreaktor zur Biogas-Gewinnung zugeleitet.

Aus der Schwimmstoff-Fraktion können, beispielsweise durch Dichtetrennung oder Trennung durch selektives Lösen, eine oder mehrere Kunststoff-Fraktionen extrahiert werden, die vorzugsweise durch Shreddern, Trocknen und Granulieren für eine stoffliche oder energetische Verwertung weiter aufbereitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet die Möglichkeit zur Verwertung von nahezu allen Bestandteilen des gemischten Abfalls, wie er einleitend beschrieben ist. Die Erfindung ermöglicht eine Trennung des heterogenen Stoffgemisches in Fraktionen, die jeweils einzeln einer weiteren Aufbereitung und einer Verwertung technisch zugänglich sind. Dies gilt auch für verpackte Abfälle.

Für derartige Abfälle besteht der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens insbesondere darin, daß die Abfälle direkt und ohne vorheriges Öffnen der Verpackungen, der Umverpackungen oder der Transport­ verpackungen zu verwertbaren Fraktionen aufgetrennt werden können.

Eine verfahrenstechnische Komponente des erfindungs­ gemäßen Verfahrens ist ein Stofflöser, wie er bei anderen Abfallsorten und mit anderen Zielsetzungen im Stand der Technik bereits eingesetzt wird. Ein Beispiel für einen derartigen Stofflöser ist in der EP 0 520 172 offenbart. Dieses Aggregat dient bisher der Suspendierung der biologisch abbaubaren Organik (Gutstoff-Fraktion) zum Zwecke einer erhöhten Biogasausbeute in einer anschließenden Vergärung.

Wie bereits dargelegt, hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ein herkömmlicher Stofflöser auch für die Auftrennung gemischter Abfälle in einzelne Fraktionen eingesetzt werden kann, die sich einzeln zur Verwertung eignen, wenn gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren der zu behandelnde Abfall zusammensetzungs­ spezifischen Vorbehandlungsprozessen unterzogen und der Stofflöser gegebenenfalls in modifizierter Fahrweise betrieben wird.

Die Definition von Gutstoff und Störstoff im Abfall ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entgegengesetzt der Definition bei Verfahren, die mit Hilfe des Stofflösers die Biogas-Gewinnung begünstigen wollen. Den Störstoff stellen bei den vorliegenden gemischten Abfällen die nativ-organischen Stoffe, insbesondere Lebensmittel- und Speisereste dar, während die Gutstoffe hier beispielsweise die Metall- oder Glasanteile sind, die von den Speiseresten getrennt werden sollen. Das neue Verfahren kann gegenüber dem Stand der Technik die Verpackungsmaterialien und das Cateringgeschirr für Verwertungszwecke gewinnen, auch und insbesondere dann, wenn diese Materialien einen großen oder sehr großen Anteil am Abfallgemisch darstellen.

Ein weiterer Umstand, der die Verwertbarkeit dieser gemischten Abfälle bisher verhindert hat, ist die Gegenwart von großen Anteilen von z. T. nassem und verschmutztem Papierabfall im Abfallgemisch. Die Papierfraktion wird durch den oben genannten Stofflöser zerfasert und zusammen mit dem Prozeßwasser der biologischen Verwertung übergeben, so daß die übrigen Materialfraktionen praktisch frei von Papierfasern sind. Dies erleichtert insbesondere die Verwertung der in der Regel kunststoffhaltigen Schwimmstoff-Fraktion. Mit steigendem Papieranteil und/oder in Gegenwart von wasserfesteren Papierartikeln wie Becher oder Teller im gemischten Abfall wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise die Anzahl der Suspendier- und Abzugzyklen bei der Stoffauflösung vergrößert, um den beschriebenen Effekt ausreichend vollständig zu erzielen.

Gläser, großflächige Kunststoffolien und Dosen sowie Sperrstoffe, die in großen wie in kleinen Anteilen vorliegen, sind für die bekannten Verfahren ebenfalls nicht handhabbar. Die Gegenwart dieser Stoffe im Stofflöser führt zu Zopfbildungen, Verstopfungen und abrasiven Beschädigungen der Anlage, und es kann die Funktion der Anlage außer Kraft gesetzt werden. In jedem Fall wird die Stofftrennfunktion beeinträchtigt bis unterbunden.

Zur Vermeidung dieser Problematik werden im erfindungs­ gemäßen Verfahren dem Stofflöser auf die Abfall­ zusammensetzung abgestimmte Vorbehandlungsschritte vorgeschaltet. Diese umfassen, neben den optionalen Schritten der Auflockerung des Abfalls und der Aus­ schleusung von Sperrstoffen, eine geeignete mechanische Zerkleinerung des gesamten Abfalls und die Vorab­ scheidung von Schwerstoffen, vornehmlich Glas.

Weiterhin kann der Stofflöser in seiner Betriebsweise den stofflichen Eigenschaften des Abfalls angepaßt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Erweiterung der Zusammensetzung des fraktionierbaren gemischten Abfalls, die durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht wird;

Fig. 2 eine Darstellung, die die erweiterten Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Verfahren aufzeigt; und

Fig. 3 ein Beispiel für mögliche Verfahrensschritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Es hat sich herausgestellt, daß Stofflöser, wie z. B. nach der EP 05 20 172 zum Zwecke der besseren Biogas­ ausbeute beschrieben, unter den oben genannten, erfindungsgemäßen Voraussetzungen auch zum Zwecke der Fraktionierung gemischter Abfälle eingesetzt werden können, insbesondere bei solchen Abfällen, die nur einen geringen Anteil an Nativorganik enthalten. Nach bisherigem Verständnis ist bei derartigen Abfällen das Verhältnis von Gutstoff zu Störstoff stark auf die Seite des Störstoffs verschoben. Die Anlagen nach dem Stand der Technik sind für derartige Abfälle nicht vorgesehen.

Fig. 1 zeigt schematisch und exemplarisch, wie das erfindungsgemäße Verfahren das Spektrum der Abfälle, die mit einem Stofflöser zum Zwecke der Verwertung fraktioniert werden können, deutlich erweitert. Hierbei ist in Fig. 1a) der maximale Papieranteil (in Gew.-%) im behandelbaren Abfall dargestellt. Fig. 1b) zeigt entsprechend den maximal tolerierbaren Anteil an Glas. Es handelt sich bei den Zahlenangaben jeweils nur um Anhaltswerte.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Vorbehandlungs­ schritte läßt sich der mögliche von einem Stofflöser verarbeitbare Anteil an Papier im gemischten Abfall von bisher 0-10% auf ca. 40-50% erhöhen. Durch eine weitere Modifikation der Fahrweise des Stofflösers, insbesondere durch mehrmaliges Befüllen mit Wasser und Entleeren der Suspensions-Fraktion, läßt sich der verarbeitbare Papieranteil nochmals auf ca. 60% erhöhen.

In Fig. 1b) ist der Einfluß des Vorbehandlungs­ schrittes durch trocken-mechanische Zerkleinerung, in diesem Fall mit einer Spaltpresse, und des Schwerstoff­ abscheiders zu erkennen. Durch Vorsehen beider Schritte läßt sich gemischter Abfall mit einem Glasanteil (z. B. gefüllte Glasverpackungen) von bis zu 50 Gew.-% in einem Stofflöser problemlos fraktionieren.

Fig. 2 zeigt die Integration des erfindungsgemäßen Verfahrens in eine Anlage zur Behandlung von Bioab­ fällen, in der die nativ-organischen Abfallbestandteile durch einen Stoffauflöseapparat extrahiert, hydro­ mechanisch aufbereitet und der Vergärung zugeführt werden.

Wie aus der Figur ersichtlich, kann mit den bekannten Verfahren des Standes der Technik nur Bioabfall verarbeitet und der Verwertung in Form einer Vergärung bzw. Biogas-Erzeugung zugeführt werden. Störstoffe werden in der Regel beseitigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht hingegen durch die definierte Vorbehandlung des Abfalls mit nachfolgender Schwimm-Sink-Trennung und gegebenenfalls eine modifizierte Betriebsweise des Stofflösers die Verarbeitung gemischten Abfalls, wie er einleitend beschrieben wurde, so daß zahlreiche unterschiedliche verwertbare Fraktionen gewonnen werden.

Fig. 3 zeigt anhand eines Prozeßschemas ein Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Fraktionierung und Aufbereitung des in der Einleitung beschriebenen gemischten Abfalls erfolgt durch die folgenden Verfahrensschritte, die in Bild 3 schematisch dargestellt sind:

• - Vorbehandlung der gemischten Abfälle, wobei in Abhängigkeit von der Abfallzusammensetzung alle Verfahrensschritte oder nur einzelne Verfahrensschritte der Vorbehandlung durchgeführt werden, durch:
• - mechanische Vereinzelung der festen Bestandteile des Abfallgemisches durch Auflockern von gepreßten Abfällen und Öffnen von Spannbändern und Transportsicherungen, wenn dies für die Weiterbehandlung erforderlich ist;
• - mechanisches Entfernen von Sperrstoffen (= Bestandteile mit ein-, zwei- oder dreidimensionalem Übermaß), beispielsweise durch ein Sieb, wenn diese im Abfall enthalten sind;
• - mechanischer Stoffaufschluß durch definiertes Vorzerkleinern (vornehmlich: Shreddern, Brechen) ohne Zugabe von Fremdwasser, wodurch einerseits ein Öffnen der Verpackungen einschl. Zerbrechen der Glasverpackungen gewährleistet wird und andererseits die Feststoffe, v. a. die Kunststoffanteile, zwar so weit zerkleinert werden, daß eine Zopfbildung und/oder abrasive Beschädigung des Stofflösers verhindert wird die Kunststoffe nachfolgend aber noch mit Hilfe eines Rechens aus dem Stofflöser ausgetragen werden können.
• - Vorabscheidung von Schwerstoffen durch Schwimm-Sink-Trennung;
• - Auflösen wasserlöslicher/-suspendierbarer, überwiegend nativ-organischer Bestandteile einschl. Zerfasern von Feststoffen vom Typ Papier, Karton, tierische und pflanzliche Gewebe nach Zugabe von Fremdwasser und durch mechanischen Energieeintrag, eventuell unter erhöhten Temperaturen in einem Stofflöser;
• - optional: Änderungen an der konstruktiven Gestaltung bestehender Stofflöser, insbesondere durch Anpassung der Rechengeometrie und der Einlaufgeometrie in die Schwerstoff-Falle;
• - optional: Hygienisierung des gesamten gemischten, gewerblichen Abfalls während der Stoffauflösung durch Temperaturerhöhung auf 70 bis 95°C während einer Zeit­ spanne von 20 bis 90 min.
• - gegebenenfalls mehrere Waschschritte zur weitgehenden Entfernung bzw. zur vollständigen Suspendierung von wasserlöslichen/-suspendierbaren, überwiegend nativ-organischen Bestandteilen durch Abziehen der Suspension über eine Siebvorrichtung und Zuleitung zu einem Anaerobreaktor sowie Wiederbefüllen mit Fremdwasser und erneuten, kurzzeitigen mechanischen Energieeintrag;
• - Abzug der Schwimmstoff-Fraktion mittels einschwenkbarem Rechen, dessen Zinkenabstand entsprechend der trocken-mechanischen Vorzerkleinerung geeignet gewählt wird, vom oberen Bereich der Suspension; dadurch wird eine kunststoffreiche Fraktion gewonnen;
• - Abzug der Schwerstoff-Fraktion aus der Suspension mittels Schleuse vom Bodenbereich des Stofflösers;
• - Abzug der Suspensions-Fraktion(en) und Zuleitung zu einem Anaerobreaktor;
• - optional: Waschen der Schwimmstoff-Fraktion nach dem Ausschleusen aus dem Stofflöser;
• - optional: Waschen der Schwerstoff-Fraktion nach dem Ausschleusen aus dem Stofflöser;
• - Fe-Abscheidung aus Schwimmstoff- und Schwerstoff- Fraktion zum Abtrennen verwertbarer Fe-Metalle;
• - NE-Abscheidung aus Schwimmstoff- und Schwerstoff- Fraktion, mit dem Ziel einer weitergehenden Fremdstoff­ entfernung aus der kunststoffreichen Schwimmstoff- Fraktion sowie der Separierung verwertbarer NE-Metalle;
• - optional: Kunststoff-Fraktionierung aus der Schwimmstoff-Fraktion mit Verfahren des Standes der Technik (z. B. Dichte-Trennung, Trennung durch selektives Lösen), Shreddern, Trocknen und Granulieren der gewonnenen Kunststoff-Fraktion(en) zur Aufbereitung für die stoffliche oder energetische Verwertung.

Typische Zusammensetzungen gemischter Abfälle, wie sie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden können, sind (Angaben in Gew.-%):

• - 5 bis 90% (insbesondere 5 bis 50%) Speisereste, verdorbene Lebensmittel, Lebensmittel mit abgelaufenem Mindesthaltbarkeitsdatum etc.;
• - 0 bis 60% Papier, Kartonagen, Becher und Teller aus Pappe, etc.;
• - 0 bis 70% Kunststoffe, vorwiegend aus Verpackungen oder Cateringgeschirr;
• - 0 bis 30% Blechdosen und andere Metallartikel;
• - 0 bis 20% Alufolien, Alu-Trays etc.;
• - 0 bis 40% Glas;
• - 0 bis 10% Kehricht (kleine Schwerstoffpartikel);
• - 0 bis 10% Sonstiges, insbesondere sperrige Abfallbestandteile.

Claims (14)

1. Verfahren zur Abtrennung unterschiedlicher verwertbarer Materialfraktionen aus gemischtem gewerblichen Abfall, mit folgenden Schritten:

• - Vorbehandlung des Abfalls durch mechanische Zerkleinerung;
• - Schwimm-Sink-Trennung des zerkleinerten Abfalls nach Zugabe von Fremdwasser;
• - Abziehen einer ersten Schwerstoff-Fraktion;
• - Abziehen einer ersten Suspensions-Fraktion, die Schwimmstoffe enthält;
• - Auflösen wasserlöslicher und/oder suspendierbarer Bestandteile der ersten Suspensions-Fraktion in einem Stofflöser;
• - Abziehen einer Schwimmstoff-Fraktion aus dem Stofflöser;
• - Abziehen einer zweiten Suspensions-Fraktion über eine Siebvorrichtung aus dem Stofflöser; und
• - Abziehen einer zweiten Schwerstoff-Fraktion aus dem Stofflöser.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zopfbildende Schwimmstoffe aus einem oberen Bereich der Schwimm-Sink-Trennung abgezogen werden, die zopfbildenden Schwimmstoffe mechanisch zerkleinert werden und mit der ersten Suspensions-Fraktion in den Stofflöser gegeben werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Zerkleinerung trocken-mechanisch ohne Zugabe von Fremdwasser erfolgt, wobei Shredder und/oder Brecher eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur weitgehenden Entfernung bzw. zur vollständigen Suspendierung der wasserlöslichen und/oder suspendierbaren Bestandteile im Stofflöser ein oder mehrere Waschschritte erfolgen, wobei die einzelnen Waschschritte durch Abziehen der jeweils im Stofflöser vorliegenden Suspension über die Siebvorrichtung, Wiederbefüllen mit Fremdwasser und erneuten, kurzzeitigen mechanischen Energieeintrag durchgeführt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Vorbehandlung des Abfalls die mechanische Vereinzelung fester Bestandteile des Abfalls durch Auflockern von gepreßten Bestandteilen und Öffnen von Spannbändern und Transportsicherungen vor der Zerkleinerung umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Vorbehandlung des Abfalls die mechanische Entfernung von Sperrstoffen im Abfall vor der Zerkleinerung umfaßt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall nach Zugabe von Fremdwasser bei der Schwimm-Sink-Trennung und/oder im Stofflöser durch Temperaturerhöhung auf 70 bis 95°C während einer Zeitspanne von 20 bis 90 min hygienisiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmstoff-Fraktion nach dem Abziehen gewaschen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und/oder zweite Schwerstoff-Fraktion nach dem Abziehen gewaschen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Schwimmstoff- und/oder den Schwerstoff- Fraktionen Fe abgeschieden wird, so daß verwertbare Fe-Metalle erhalten werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Schwimmstoff- und/oder den Schwerstoff- Fraktionen NE-Metalle abgeschieden werden, um verwertbare NE-Metalle zu erzielen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Schwimmstoff-Fraktion, insbesondere durch Dichte-Trennung oder Trennung durch selektives Lösen, eine oder mehrere Kunststoff-Fraktionen extrahiert werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die extrahierte(n) Kunststoff-Fraktion(en) durch Shreddern, Trocknen und/oder Granulieren für eine stoffliche oder energetische Verwertung aufbereitet werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Suspensions-Fraktion einem Anaerobreaktor zugeführt wird.