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Verfahren und Vorrichtung zu Umwandeln von Haushalts-, Landwirtschafts-und
Großhandels-Müll sowie von verrottbaren Industrie- und Gewerbe-Abfällen in Klärschlam,
Wasser und Gase.
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Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren und die zu seiner Durchführung
erforderlichen Vorrichtungen zun Umwandeln von Haushalts-, Landwirtschafts- und
Großhandels-Müll sowie von verrottbaren Industrie-und Gewerbe-Abfällen in Klärschlamm,
Wasser und Gase. Bisher wird der vorgenannte Müll im allgemeinen zusammen mit dem
übrigen bei der Industrie und in Gewerbebetrieben anfallenden Müll auf Deponien
abgelagert oder in müllverbrennungsanlagen vernichtet0 Beide--Verfahren erfordern
einen verhältnismäßig hohen Kostenaufwand und sind wegen der mit ihnen verbundenen
Umwelt-Belastung nicht befriedigend.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den in Haushalten, landwirtschaftlichen
Betrieben und bei Großhandelstirmen, vor allem der Lebensmittelbranchef anfallenden
Müll sowie sonstige Industrie- und Gewerbe-Abfälle mit einem verhältnismäßig hohen
Anteil von biologisch abbaubaren Stoffen dglichst nahe an ihrem Antallort, d. h.
unter Verringerung bzw. Einsparung von Transportkosten nach einem auch bei kleineren
engen mit einem relativ geringen Vorrichtungsautwand und damit auch wirtschaftlichen
Verfahren in Klärschlån, Wasser und Gas uzzuwandeln. Der dabei gewonnene Klärschlamm
kann entweder als wertvolles Düngemittel in Gartnereien, sonstigen landwirtschaftlichen
Betrieben zum Aufbereiten von Fäkalien und zur Bodenverbesserung (durch Entsalzen)
verwendet oder aber einseitig belasteten Industrie-Kläranlagen zugesetzt werden.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der vorzugsweise
vorher durch grobes Aussortieren von netallischen und mineralischen sowie Papierbestandteilen
im wesentlichen ausgesonderte biologisch abbautähig lüllenteil zusammen mit Wasser
in einen - zu Prozeßbeginn it Belebtschlamm geinptten -biologischen
Abbauturm
eingebracht und unter Belüftung und mechanischer Umwälzung bei einer Temperatur
zwischen ca. 40 und 60 C einem aeroben biologischen Abbau unterworfen wird, wobei-der
sich bildende biologische Belebtschlamm unten aus dem Turm abgezogen und einem Schlammtrockner
zugeführt wird, während die sich im Abbauturm bildende wässerige Lösung zum Trennen
in Schlamm und teilweise im Kreislauf wieder dem Abbauturm zugeführtes gereinigtes
Wasser in eino mehrstufige Kläranlage übergeleitet wird, aus der der sich absetzende
Schlamm ebenfalls dem Trockner zugeführt wird zum Trennen in z. B. als wertvolles
Düngemittel verwendbaren-Trockenschlamm und in ein dem Abbauturm zur Beheizung wieder
zugeführtes Wasserdampf-Warmluft-Gemisch. Für die Durchführung dieses Verfahrens
braucht dem Müll laufend nur so viel Wasser zugesetzt werden, daß der Wasserverlust
durch die Klärschlammentnahme ersetzt und ein gewisser Wasserwechsel gewährleistet
ist, der für eine Erneuerung des Wassers etwa alle 2 Stunden sorgt. Klärschlamm
braucht dem in den Abbauturm eingebrachten Müll nur beim Anfahren der Anlage beigemischt
werden oder falls der biologische Abbau durch Giftstoffe unterbrochen sein sollte.
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Die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung
wird vorteilhaft so ausgestaltet, daß der während des Betriebes geschlossene Abbauturm
mit einer in Art einer Zellenradschleuse ausgebildeten Müll-Eintülleinrichtung,
einer mechanisch antreibbaren Rühreinrichtung, einer Vorrichtung zum Einführen von
Wasserdampf-Warmluft-Gemisch an der Unterseite und einem Wassereinlaß auf der Oberseite
sowie einem zumindest in seinem unteren Teil als Sieb ausgebildeten nach oben aus
dem Turm herausnehmbaren Einsatz versehen ist. Bei eine. solchen Abbauturm ermöglicht
die als eine Art Zellenradachleuse ausgebIldete Einfülleinrichtung ein kontinuierliches
Nachfüllen von Müll ohne Gefahr, daß durch die Einfüllöffnung übelriechendes Gas
aus dem Abbauturm in die Atmosphäre gelangen kann. Die mechanisch antreibbare Rühreinrichtung
sorgt für eine ständige gute Durchmischung des eingefüllten Mülls mit Wasser und
das Absinken des sich bildenden Schlamms.
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Der in seinem unteren Teil als Sieb ausgebildete nach oben aus dem
Abbauturm herausnehmbare Einsatz ermöglicht ein einfaches Sammeln und Entfernen
der biologisch nicht abbaubaren Müllbestandteile durch in gewissen Zeitabständen
durchzuführendes Ausheben und Entleeren des Einsatzes von den Rückständen außerhalb
des Abbauturmes, wobei brennbare Bestandteile vorteilhaft zur'Beheizung des Schlamntrockners
mit ausgenutzt werden können.
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Eine weitere auch tür andere Klärzwecke vorteilhafte Ausgestaltung
der Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgeiäßen Verfahrens besteht darin,
daß die als Kläranlage dienenden Behälter eine Mehrzahl von übereinander angeordneten
nach unten konkaven Zischenbödeienthalten zum wirksamen Vergröbern der mit der zu
reinigenden wässerigen Lösung in Berührung kommenden Luftoberfläche. Ein derartiger
Aufbau der Klärbehälter ergibt eine besonders wirksame Durchmischung des zu klärenden
Abwassers mit einem gleichzeitig zur aeroben Behandlung des Wassers und zur Wärmezufuhr
dienenden Wsralutt-Gasgerenge sowohl an den freien Oberflächen der flUssigksit unterhalb
der konkaven Behälter-Zwischenböden als auch der aus diesen Zwischenböden seitlich
austretenden und zur Oberfläche der Wasserfüllung aufsteigenden Luftblasen.
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Schließlich wird die zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens
dienende Vorrichtung vorteilhaft so ausgebildet, daß der Trockner aus einem mit
Fremdgas, das z. B. aus einer Fäkalientaulanlage gewonnen werden kann, beheizten
doppelwandigen zylindrischen Rohre mit konischem Boden besteht, in die von unten
Heißluft eingeblasen und von oben der aus dem Abbauturm und der Kläranlage abgezogene
Schlamm eingesprüht wird, wobei die vorzugsweise in einem Wärmetauscher von den
Abgasen vorgewärmte Heißluft beim Durchleiten durch den mantel des Trockners auf
die Endtemperatur von ca. 150 bis 200° C gebracht, die feuchtigkeitsgesättigte Abluft
nach dem Durchlaufen eins Staubabscheiders dem Abbauturm zur Erwärmung wieder zugeführt
wird, wobei der Wassergehalt kondensiert und der Sauerstoffgehalt den biologischen
Abbau des Mühe in Gang hält, während die Schlamitrockenmasse nach unten aus dem
Trockner abgezogen wird. Bei einer solchen Ausgestaltung des Trockners wird der
aus dem Abbauturm und den Klärbehältern gewonnene Naß schlamm kontinuierlich im
Gegenstrom
in eine verpackungs- und trensportgünstige Trockenmasse
umgewandelt, während die vor allem im dabei entstehenden Wasserdampf und in der
Abluft enthaltene Wärmeenergie dem Abbauturm und den Klärbehältern zur Aufrechterhaltung
der gUnstigsten Betriebstemperatur von ca. 40 bis 600 zugeführt wird und der Sauerstoffgehalt
der Abluft zur Aufrechterhaltung der biologischen Umwandlung im Abbauturm dient.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann grundsätzlich jeder beliebigen
Müllmenge angepaßt uerden, d. h., daß sowohl ein Tagesanfall von 100 kg müll oder
100 t Müll nach demselben Verfahren behandelt werden können.
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Weitere vorteilhafte Merkmale der Ertindung ergeben sich aus den zugehörigen
Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand
der Schemazeichnung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienenden
Vorrichtung.
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Müll mit vorwiegend organischen Anteilen, z. B. landwirtschaftlicher,
Haus-, Lebensmittel und Papiergewerbemüll wird von großstückigen Anteilen und magnetischen
Eisenanteilen befreit; danach durch eine Mülleinfüllöffnung 1 in den Abbauturm I
eingebracht und so lange mit Wasser angefeuchtet, bis eine Wasserüberdeckung von
20 cm erreicht ist.
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Das dabei entstehende Gemisch wird mittels einer Rührvorrichtung 2
ständig bewegt und auf eine konstante Temperatur zwischen etwa 40 und 500 C angebracht.
Der PH-Wert ist durch Zugabe von Kalkmilch oder Säure auf 6,5 bis 7,5 zu halten.
Bei der Inbetriebsetzung wird dem Abbauturil so viel Belebtschlamm zugegeben und
durch eine Vorrichtung 3 ständig reichlich erwärmte Frischluft sowie durch einen
Einlaß 4 geklärtes Wasser zugeführt, daß eine hohe Mikroben-Abbauleistung erreicht
wird.
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Durch die ständige Umwälzung bei erhöhter Temperatur, durch Frischwasser
und Sauerstoffzugabe wird in dem Abbauturm ein großer Teil der organischen Anteile
innerhalb 24 bis 48 Stunden abgebaut, so daß laufend Klärschlamm abgezogen werden
kann. Durch den Mikroben-Abbau wird eine Volumenreduzierung der organischen müllanteile
bis um 80 % erreicht,
wobei eine Zersetzung in Wasser, Klärschlamm
und Gas eintritt. Durch die laufende Frischwasserzugabe entsteht ein Wasserüberschuß;
dieser Wasserüberschuß wird in einer zweistufigen biologischen Kläranlage II,III,
gereinigt, anschließend chemisch ausgefällt und danach mit Filterkohle endgereinigt.
Das gereinigte Wasser wird z. Teil als Frischwasser wieder dem Abbauturm I zugeführt,
das Überschußwaseer kann entlassen werden. Der abgezogene Klärschlamm aus dem Abbauturm
I und dem Klärbecken II, III, wird in einen Trockenturm IV von oben eingesprüht,
während von unten in den Trockentur Heißluft mit ca.
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150 bis 250°C eingeblasen wird. Dabei wird der Klärschlamm entkeimt,
entgast und getrocknet. Der gesamte Abbau erfolgt aerob. Die biologischen Klärbecken
II, 111 werden auf einer Temperatur des Abbauturmes, d. h.
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zwischen etwa 40 und 600 gehalten. Die zur Klärung der aus dem Abbauturm
I abfließenden wässerigen Lösung dienende biologische Kläranlage besteht aus zwei
geschlossenen Behältern 11 und III, die jeweils mit einer Anzahl konkaver Zwischenböden
6 bis 6''''' versehen sind. In die unter den Zwischenböden gebildeten Hohlraume
wird erwärmte Umluft eingefOhrt, die an den freien Flüssigkeitsoberflächen unterhalb
der Zwischenböden und in Form von aus den Zwischenböden auf steigenden Blasen ihren
Sauerstoff an die zu reinigende Flüssigkeit abgibt. Die biologischen Klärbecken
II und III werden auf der Temperatur des Abbauturmes I, d. h. zwischen etwa 40 und
600 gehalten. Um den Wärmehaushalt aufrechtzuerhalten, wird die feuchtigkeitsgesättigte
Abluft des Trockners IV in den Abbauturm I und in die Klärbehälter II und III eingeleitet;
dabei wird der Daeptanteil kondensiert, die Luft entgast und die Wärme entzogen.
Der Abbau turm I und die Becken II und III sind gegen die Außenluft abgeschlossen.
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Die Abluft wird mittels eins Gebläses durch eine Sammelleitung abgezogen
und vorzugsweise mit dem zum Aufrechterhalten der Betriebstemperatur zugeführten
Heizgas vermischt einem Brenner zugeführt. Die in Trockner IV aus dem von oben mittels
einer Pumpe zugeführten Naß schlamm gewonnene Klärschlamm-Trocksnmasse wird abgesackt
und zum Versand gelagert. Der Trockner IV besteht im wesentlichen aus einer doppelwandigen
zylindrischen Rohre 7 mit einem konischen Boden 8, in die von unten bei 11 Heißlutt
eingeblasen
und von oben bei 12 der aus dem Abbautur I-und der Kläranlage II und III abgezogene
Schlamm eingesprüht wird. Die vorzugsweise in einem nicht mit dargestellten Wärmetauscher
von den Abgasen vorgewärmte Heißluft wird beim Durchleiten durch einen äußeren mantel
9 des Trockners auf die Endtemperatur von ca. 150 bis 200° gebracht. Die feuchtigkeitsgesättigte
Abluft wird nach dem Durchlaufen eines Staubabscheiders 10 dem Abbauturm I und den
Klärbehältern II und III zur Erwärmung wieder zugeführt, wobei der Wassergehalt
kondensiert und der Sauerstoffgehalt im biologischen Abbau des MOlle in Gang hält.
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Patentansprüche: