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Verfahren zum Verwerten von Abfallstoffen,
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insbesondere von Müll und Klärschlamm Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfähren zum Verwerten von Klärschlamm, Industrieschlamm, Insustriemüll,
Hausmüll und ähnlichen Abfallstoffen.
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Wie die Erfahrung zeigt, bereitet die Verwertung bzw. Beseitigung
der in unserer hochentwickelten Zivilisationsgesellschaft ständig steigenden Henge
von Abfallstoffen, insDesondere von Müll und Industrie- und Kommunalschlam, immer
größere Schwierigkeiten.
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Es ist bekannt, derartige Abfälle zu verbrennen, zu kompostieren oder
auch zu deponieren.
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So ist es z.B. aus der DT-PS 574 062 bekannt, Brennstoff-Brl-etts
aus zerkleinerten Hüll dadurch zu erzeugen, daß der feuchte Müll bis zur Zerstörung
der darin enthaltenen organischen Zellgewebe zerkleinert und dann ohne jeden
frenden
Zusatz brikettiert wird, um dann die Briketts durch Trocknen an der Luft praktisch
vollständig zu entwässern.
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Diese Methode ist sehr aufwendig; sie setzt mehrere aufeinander abgestimmte
Mahlwerk voraus, die so stark dimensioniert sein müssen, daPJ der Müll so fein zerkleinert
werden kann, um sämtliche organischen Zellgewebe zu zerstören. Insbesondere ist
eine Sortierung des Mülls in organische und anorganische Bestandteile notwendig,
da nur organische Bestandteile sich in der angegebenen IJcise zerkleinern lassen.
Ferner unterliegen die nach diesem Verfahren hergestellten Müllbriketts während
der Trocknung an der Luft einen anaeroben Rotteprozeß und belasten dabei die Umwelt
mit unangenehmen Gerüchen sowie mit pathogenen Keimen.
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Der Bau einer solchen Anlage in der Nähe von Wohnbereichen verbietet
sich daher schon aus diesen Gründen. Der Heizwert solcher Brilretts ist gering,
so daß eine wirtschaftliche Vorwertung nicht lohnend erscheint.
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Es ist daher vorgeschlagen worden, ein aufbereitetes Müll-und Klärschlammgemisch
zu Preßlingen mit einem Stückgewicht von etwa 20 kg zuverarbeiten. Die Preßlinge
werden in IIallen 2 bis 3 Wochen gelagert, wo sie durch den dabei einsetzenden Rottevorgang
biologisch stabilisiert werden sollen. Durch die Austrocknung des Materials kommt
der Rottevorgang sehr schnell zum Stillstand. Die angerotteten Preßlinge sind nunmehr
lagerfähig und können bei Bedarf zermahlen und als Koneost weiter-verwendet werden.
Dieses Verfahren ist als sogenanntes Brikollare-Verfahren bekannt geworden.
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Um Klärschlamm verbrennen zu können, nuß dieser getrocknet sein, was
im allgemeinen durch eine mechanische Entwässerung erfolgt. Die mechanische Entwässerung
erfordert eine orange hende Flockung des Klärschlammes. Der Klärschlamm kann auch
ir, sogenannten Vertikaltrocknern oder ir kontinuierlich
arbeitenden
Dünnschicht-Schlammtrocknern getrocknet werden Hierzu wird der Klärschlamm ständig
durch schraubenförmige Schaufeln umgewälzt und dabei getrocknet. Ausgangsmaterial
derartiger Trockner ist ein krümeliges Material, das zum Zwecke der Verbrennung
dosiert in Brennkammern eingebracht werden kann, vgl. "Umwelt" 1/76, Seite 38. I)er
so aufbereitete Klärschlamm muß aber dem Verbrennungsprozeß genau dosiert zugeführt
und unter Zusatz von luft und zusätzlichen Brennstoffen in eine hierfür geeignete
Brennkammer eingebracht werden um eine einwandfreie Verbrennung zu gewährleisten,
vgl. DT-OS 15 26 061. Bei einer solchen Verbrennung ergeben sich weitere Schwierigkeiten,
da die im Klärschlamm noch enthaltenen toxischen Stoffe und in gelöster Forin vorhandenen
Schwermetall-Ionen nur mit erheblichen Kosten aus der Abluft der Brennkammer ausgefiltert
werden können. Auch fallen rclativ viel zu deponierende Verbrennungsrückstände an.
Außerdem ist auch dort der Heizwert des getrockneten Klärschlannes verhältnismäßig
gering, so daß eine echte wirtschaftliche Nutzung der Abwärme ebenfalls nicht gegeben
ist.
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Allen bisher bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß die für die Verbrennung
notwendigen Anlagen kostspielig sind und außerdem der Hiezwert von derart vorbehandelten
Abfällen, insbesondere von getrockneten Klärschlamm nur gering ist, so daß zusätzliche
Energieträger für die Verbrennung notwendig sind. Ferner ist die Umweltbelastung
durch die bei der Verbrennung auftretenden Schadstoffemissionen groß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Verwerten von Abfallstoffen,
insbesondere von Müll und Klärschlamm, anzugeben c.as einfach zu realisieren ist,
und durch das die Abfallstoffe in ein Zwischenprodukt überführt werden, das hygienisch
einwandfrei und geruchlos ist und einen
hohen Heizwert aufweist,
und das risikolos und ohne Geruchsbelästigung entweder sofort oder nach einer Lagerung
bzw. Transport ohne belastende Schadstoffemission mit hohem wirtschaftlichen Nutzeffekt
verbrannt werden kann.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Abfallstoffe
nach dem Ausscheiden von Metallen entwässert und/oder zerkleinert und gegebenenfalls
nach Zusatz eines natürlichen Kohlenstoffträgers wie Sägemehl, Stroh, Torf oder
ähnl. einen aeroben Rotteprozeß zugeführt werden', durch den sie unter Durchlaufen
der tllernonhilen Phase gut angerottet werden, daß das teilweise verrottete Material
zu einer Vielzahl von Kapillarräunen aufweisenden Ziegeln mit rauer Oberfläche gepreßt
werden und daß die Ziegel nach einer Zwischenlagerung einem wirtschaftlich nutzbaren
Verbrennungsprozeß zugeführt werden.
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Bestehen diese Abfallstoffe aus Müll, so wird erfindungsgemäß der
unsortierte Müll zunächst bis etwa auf mittlere Korngröße zerkleinert und danach
einem zwangsbelüfteten Rottebehälter zugeführt, in dem die verrottbaren Anteile
des Mülls mittels aerober Rotteprozesse unter Durchlaufen der thermophilen Phase
bis zur Stabilisierung angerotten werden, daß das Rottegut jeweils ohne weitere
Zusätze brikettiert und die Briketts nach einer Zwischenlagerung von etwa 2 bis
4 Wochen dem Verbrennungsprozeß zugeführt werden Bestehen diese Abfälle aus Klärschlarm,
so wird erfindungsgemäß der bis auf etwa 70 bis 80 % mechanisch entwässerte Klärschlamm
mit 10 bis 80 % vorzugsweise mit 10 bis 12 % Kohlenstoffträgern versetzt, in einen
zwangsbelüfteten Rottebehälter eingebracht und in diesem mittels eines aerob
verlaufenden
Rotteprozesses nullter Durchlaufen der thermophilen Phase, wobei das noch feuchte
einen Wassergehalt von etwa 3o bis 50 % aufweisende -tcilweise verrottete Ausgangsmaterial
des Rottebehal-ters ohne weitere Zusätze brikettiert und daraufhin nach einer Zwischenlagerung
von etwa 2 bis 4 Wochen dem Verbrennungsprozeß zugefiüihrt wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durchläuft der mechanisch
entwässerte, mit Kohlenstoffträgern versetzte Klärschlamm einen zwangsbelüfteten
Rottebehälter kontinuierlich von oben nach unten, wobei dem Material gegebenenfalls
it Sauerstoff angereicherte Luft in einer solchen Menge im Gegenstrom zugeführt
wird, daß sich im Rottebehält er eine Zone höchster Temperatur in oberen Drittel
und eine Zone niedrigster Temperatur an dem Boden des Rottebehälters, eine Zone
niedrigsten Sauerstoffgehaltes in der obersten Schicht des im Rottebehälter befindlichen
Materialhaufwerkes und eine Zone höchsten Sauerstoffgehaltes al den Boden des Rottebehälter
befindet, uid daß nach einem aeroo verlauf enden Rotteprozeß von etwa 8 bis 16 Tagen
der angeorottete Klärschlamm am Boden des Rottebehälters kontinuierlich entnommen
und ohne Zusätze brikettiert und nach einer Zwischenlagerung dem Verbrennungsprozeß
zugeführt wird.
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Technologisch einwandfrei beherrschbare Verfahren zum aeroben Verrotten
von großen Mengen von Mull und/oder Klärschlamm sind beispielsweise aus der DT-AS
22 52 188 und der DT-AS 22 53 009 bekannt, vorzugsweise wird jedoch das Verfahren
nach der DT-OS 25 41 070 anzuwenden sein.
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Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gewonnenen Preßlinge oder
Briketts aus Abfallstoffen haben je nach den
Preßdruck beim Brikettieren
nur noch einen geringen Wassergehalt, der bei der Zwischenlagerung von 2 bis 4 Wochen
auf etwa 10 % sinkt. Sie sind demnach nahezu vollständig trocken und haben einen
hohen Heizwert und verbrennen mit nur geringen Rückständen, die einer Deponie zuzuführen
sind.
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Überraschederweise hat sich gezeigt, daß das aus den Abfallstoffen
gewonnene angerottete Material ohne alle Zusätze brikettiert werden kann, d.h. daß
in ihm genügend eie Bindungsmittel für das Brikettieren vorhanden sind.
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Die dem Rottegut gewonnene Briketts können unbedenklich auch in der
Nähe von Wohnanlagen bis zu ihren Abtransport gelagert werden, ohne daß es zu Geruchsbelästigungen
oder etwa zur Emission von gesundheitsschädigenden pathogenen Keimen kommt. Großräumige
Deponien sind nicht mehr erforderlich. Die Briketts können,ohne Spezialfahrzeuge
zu verwenden, mit einen Paletten, auf denen sie gelagert sind, zu einem Heizkraftwerk,
transportiert werden.
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Die fiir die Verrottung des Klärschlamms notwendigen Isohlenstoffträger,
wie Torf, Sägemehl oder Stroh, sind reichlich vorhandene Abfallprodukte, deren Beseitigung
infolge der fast ausschließlich benutzten Ölfeuerungen ebenfalls Scllwierigkeiten
bereitet. Das gilt insbesondere für Sägemehl, für dessen Verbrennung bisher ebenfalls
besondere Verbrennungseinrichtungen notwendig weren.
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Der Anteil der dem Klärschlamm zuzusetzenden Kohlenstoffträger ist
je nach Konsistenz wird Art des Schlammes, sei es nun aus Industrie- oder Kommunalabwässern
gewonnenner Klärschlamm, verschieden und beträgt maximal bis So %, für den Fall,
das vorzugsweise Sägemehl zu verbrennen ist. Soll da gegen Klärschlamm verbrannt
werden, so genügen bereits 10 %
Kohlenstoffträger für den Rottevorgang.
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Schließlich erfordert ein solcher Rotteprozeß nit nachgeschaltet er
Brikettierung einen erheblich geringeren Aufwand an Maschinen und Einrichtungen
zur Überführung der Abfallstoffe in ein brennföliiges Gut als die bisher bekannten
Verfahren.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Verfahrensschema beschrieben.
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Abfallstoffe in fester Form wie z. B. Müll, wird einer Aufgabestelle
1 unsortiert zugeführt und vor dem Durchlaufen eines Zerkleinerungswerkes 2 durch
einen Metall-Ausscheider 3 von Metallen befreit. Im Zerkleinerungswerk z. B. einem
Shredder, werden die Abfallstoffe auf eine durchschnittliche Korngröße von 40 Millimeter
gebracht. Die so vorbehandelten Abfallstoffe gelangen über eine weitere Fördervorrichtung
in einen Rottebehälter 5* den sie von oben nach unten durchlaufen, während im Gegenstorm
dazu über ein Gebläse 6 Luft geblasen wird. Durch den dabei sich entwickelnden aeroben
Rottevorgang wie er z. B. in der DT-AS 22 52 die beschrieben ist werden die zugeführten
Abfallstoffe gut angerottet. Hierbei ist darauf zu achten, daß die thermophile Blase,
also Temperaturen iiber + 700 0, durchlaufen wird, so daß eine Hygienisierung des
Materials stattgefunden hat. Das angerottete Material hat einen Wassergehalt von
ca. 30 bis 50 ryt. Der Durchlauf geschieht in etwa 3 bis 16 Tagen.
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Die Abluft aus dem Rottebehälter wird über einen Filter 8 gereinigt,
ehe sie in die Umgebung abgeblasen wird.
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Das den Rottebehälter verlassende, gut angerottete Gut wird über eine
Fördervorrichtung 10 einem Preßwerk, z.ß. einer Brikettierpresse 11, zugeführt und
dort zu Preßlingen oder Ziegeln derart verpreßt, daß diese eine Vielzahl von hapillar-Räumen
und eine rauhe Oberfläche aufweisen. Die Preßlinge werden, z.B. auf Paletten 13.
zwei bis vier Wochen zwischengelagert, um aem Restwasser im Preßling den Austritt
und den Zutritt von Sauerstoff zu ermöglichen. ilierbei findet eine völlig geruchsfreie
Nachrotte statt, die sich auf den Trocknungsvorgang günstig auswirkt. Der Feuchtigkeitsgehalt
der Preßlinse beträgt dann nur noch etwa 10 9o'.
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Die Preßlinge können dann einen Kraftwerk oder einer anderen Verbrennungsstelle
zur Erzeugung von Wärme zugeführt also verbrannt erden. Der Transport kann ohne
Spezialfahrzeuge durchgeführt werden, falls Aufbereitungsanlagen und Verbrennungsstelle
sich an verschiedenen Orten befinden.
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Auf gleiche Weise werden Abfallstoffe in Form von Klärschlamm in Preßlinge
mit hohem Heizwert überführt. Der über eine Rohrleitung 20 zugeführte Klärschlamm
wird bei 21 mechanisch entwässert und vor der Einführung in den Rottebehälter 5
mit einem Kohlenstoffträger, wie Sägemehl, Torf. Stroh oder ähnlichem.
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aus dem Behälter 23 versetzt. Der Kohlenstoffträger wird also dem
auf einem Förderband in dünner Scnicht zugeführten entwässerter Klärschlamm zugeschüttet.
Eventuell kann ein hischer nachgeschaltet sein. Jc nach Aufgabenstellung können
etwa 10 bis 80 % Kohlenstoffträger. vorzugsweise etwa 10 bis 12 %, zugesetzt werden.
Ein Zusatz bis 80 % wird dann gewählt werden.
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wenn beispielsweise als Abfallsteff Sägemehl zu beseitigen ist.
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Die weiteren Verfahrensschritte entsprechen den bereits beschriebenen
Verfahrensschritten, wobei die Rotte vorzugsweise nach dem in der DT-AS 22 53 009
beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
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mit Ifilfe der beschriebenen Verfahren lassen sich also Abfallstoffe
der genannten Art auf einfache und wirtschaftliche Weise in lagerfähige, die Umwelt
nicht belastende Preßlinge mit hohem Heizwert überführen. Weder Spezialbehälter
noch Spezialfahrzeuge für eine Zwischenlagerung bzw. für den Transport sind notwendig.
@. Darüber hinaus findet; eine erhebliche Volumenreduzierung statt, die mindestens
80 % ausgehend von den Ausgangsstoffen, beträgt.
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Patentansprüche: