DE2834718C2

DE2834718C2 - Verfahren zur kombinierten Müllverwertung/Abwasseraufbereitung und Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2834718C2
Application number: DE2834718A
Authority: DE
Inventors: Adolf H. 7322 Donzdorf Borst
Original assignee: Individual
Current assignee: BORST GEB LINKE RUTH 7322 DONZDORF DE
Priority date: 1977-08-12
Filing date: 1978-08-08
Publication date: 1987-04-16
Also published as: ZA784336B; SE7808560L; CS215012B2; ATA585178A; JPS5463462A; SU1061705A3; AU3880678A; FI782354A7; IT7868897A0; DE2834717A1; ES472533A1; PL118042B1; CA1144082A; NO151530B; CA1124183A; YU192278A; DE2834717C2; FR2399857A1; BE869693A; HU178995B

Description

Beschreibung

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten Müllverwertung/Abwasseraufbereitung, wobei das Abwasser ggf. mit mindestens einem Teil des zerkleinerten Mülls vermischt wird, eine Auftrennung in organische und anorganische Bestandteile erfolgt, der Abwasserstrom mit den ggf. darin gelösten bzw. suspendierten Bestandteilen des Mülls durch ein Zweistufenfilter aus nichtaktivierter und aktivierter Kohle geleitet wird, in einem ersten Reaktor eines mehrere Reaktoren aufweisenden Ofens der Großteil der mit Schmutzlast gesättigten Filterkohle zur Regenerierung thermisch behandelt wird, wobei die Schmutzlast, welche an dem Kohlefilter angelagert wurde, unter Gewinnung von Kohle und Brenngas thermisch zersetzt wird, in mindestens einem zweiten Reaktor fester Müll bzw. ein Teil der mit Schmutzlast gesättigten Filterkohle unter Gewinnung von Wärme und Brenngas verbrannt bzw. teilverbrannt wird, und die regenerierte Filterkohle des ersten Reaktors wieder in die Abwasserfilterzone zurückgeführt wird.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf Mehrstufen-Filtrationsvorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Aus der DE-OS 25 58 703 der Anmelderin ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Bei diesem Verfahren wird auf einfache und zugleich wirtschaftliche Weise

(1) das Abwasser als Transportmittel für den Müll sowie zu dessen Auftrennung in im wesentlichen anorganische und organische Bestandteile verwendet;

(2) das mit dem Müll kontaminierte Abwasser durch Filtration mittels Normal- und Aktivkohle gereinigt;

(3) ein Teil des Mülls bzw. der mit Schmutzlast beladener Aktivkohle unter Abgabe eines Brenngases verbrannt, welches für die Pyrolyse Energie liefert; sowie

(4) der Hauptteil der mit Schmutzlast beladenen Fillerkohle in einem Pyrolysereaktor thermisch zersetzt, wodurch die Filterkohle regeneriert und ein kohlenwasserstoffreiches Schwelgas gewonnen wird.

Wenngleich durch dieses Verfahren vielerlei Vorteile erzielt werden und insbesondere eine optimale Nutzung der Energieinhalte des Mülls sowie dessen Verwertung auch zur Abwasserbehandlung ermöglicht wird, haben sich bei der praktischen Durchführung des Verfahrens

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60 noch teilweise Schwicrigke'ucn gezeigt.

Diese treten insbesondere dann auf, wenn Müll ständig wechselnder Ausgangszusammensetzung in das System eingegeben und gleichzeitig eine Variation der Zusammensetzung des ebenfalls zugeführten Abwassers zu beobachten ist. Hierdurch, aber auch aufgrund besonders hartnäckiger, unangenehmer Schmutzstoffe kann es insbesondere zu Schwierigkeiten bei den für das System vitalen Abscheidungs- und Filtrationsvorgängen kommen. Die kontinuierliche Aufarbeitung von Müll und Abwasser kann insbesondere durch Verstopfung bzw. Verklebung der Kohlefilter, Strömungsveränderungen und übermäßigen Abrieb der Filterkohle behindert werden. Hierdurch kann es teilweise auch zum Durchlauf von Verunreinigungen durch die mit Aktivkohle beschickten Feinfilter, insbesondere von polaren Substanzen, kommen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in dem Verfahren des eingangs genannten Typs die Filtrationsprozesse und Abscheidungsvorgänge auf einfache und kontinuierlich handhabbare Weise zu verbessern. Hierbei soll insbesondere durch Variation der Filterbedingungen bzw. durch Schaffung neuartiger Filtrationsvorrichtungen und deren Handhabung eine Verbesserung der Anhaftungsprozesse der Schmutzstoffe an den Filtermedien erreicht werden, ohne daß der Durchtritt des zu reinigenden Abwassers behindert wird. Durch gezielte Variation der Filtermedien soll unter Nutzung des anfallenden Mülls schließlich noch eine Verbesserung des erzielbaren Filtereffekts unter zusätzlicher Erfassung stark polarer Stoffe erfolgen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das ggf. mit Müll beladene Abwasser durch ein bewegtes Mehrstufen-Filtersystem geführt wird, in dem die Grobfiltration zumindest teilweise durch lose Schüttungen aus Kohle bewirkt wird, die aus den organischen Bestandteilen des Mülls gewonnen und ggf. zur Erhöhung der Adsorption und Adhäsion vorbehandelt sind, und die mit organischen Schmutzstoffen beladene Schüttung zur Verkokung der Schmutzstoffe in den mehrere Reaktoren aufweisenden Ofen zurückgeführt wird.

Die Erfindung baut maßgeblich mit auf der Erkenntnis auf, daß durch den Einsatz eines Mehrstufen-Filtersystems, in dem die Filtrationsvorgänge zumindest teilweise durch lose Schüttungen, die Kohle enthalten, erfolgen, eine Vermeidung der bisher beobachteten Nachteile möglich ist. Durch die Aufteilung der Filtrationsvorgänge in mehrere Stufen und insbesondere durch die Vorschaltung von Grobfiltern, die lose Schüttungen aus Filtrationsgut enthalten, ist eine mechanische und zum Teil auch adsorptive Abtrennung der Schmutzbeladung des Abwassers möglich, ohne daß es zu einer Verstopfung bzw. Verklebung der perforierten Wände, Siebe und dergleichen der Filtrationsvorrichtungen kommt. Die Verstopfung bzw. Verklebung der perforierten Wände und Siebeinheiten wird dadurch vermieden, daß die Schmutzbeladung an den Partikeln des Filtrationsschüttgutes anhaftet und durch einfache Kipp- bzw. Umlenkvorgänge eine Entfernung des schmutzbeladenen Fütrationsgutes unter Freilegung der unverklebten perforierten Siebflächen möglich ist. Dadurch wird in kontinuierlicher Weise eine Neubefüllung der entleerten Filtersysteme mit frischem Filtrationsgut und somit ein ungestörter Ablauf der Filtrationsvorgänge möglich. Die mit Schmutz beladenen, abgeführten Schüttungen werden dann zur nachfolgenden Verkokung der

Schmutzstoffe unter Erhalt neuer Filtrationskohle in einen Reaktor des Ofens mit mehreren Reaktoren zurückgeführt.

Es ist zweckmäßig, die Filtration durch lose Schüttungen in geeigneten Vorrichtungen als eine Grobfiltration vorzunehmen, bevor nachfolgend eine weitergehende Filtration und Klärung des durchgeführten Abwassers durch nichtaktivierte und aktivierte Kohle enthaltende weitere Filtereinheiten erfolgt. Wenngleich es möglich ist, vor den Vorfilter, der eine lose Schüttung aus Filtrationsgut, die Kohle enthält, aufweist, eine mechanische Rechenanlage zu schalten, so kann letztere auch vollständig durch den Vorfilter selbst ersetzt werden, da durch die Filtration mittels Schüttgut eine Verstopfung der apparativen Teile der Fütrationsvorrichiungen weitgehend ausgeschlossen wird.

Die Vorfilter, die als erste Grobfilter dienen, werden im allgemeinen im Gegenstrom zu dem durchtretenden schmutzbeladenen Abwasser geführt, wobei eine Filtration aufgrund von Schwerkrafteffekten erfolgt. Die Grobfilter können jedoch auch rotierend in stehendes Abwasser eingeführt oder durch fließendes Abwasser bewegt werden.

Die Schüttungen aus Filtrationsgut enthalten in maßgeblichem Umfang Kohle. Bei den zunächst zu passierenden Grobfiltern liegt die Kohle im allgemeinen in stückiger, nichtaktivierter Form vor und dient hierdurch als mechanischer Filter. Die Kohle wird aus den organischen Bestandteilen des Mülls ohne Aktivierung gewonnen. Je nach Art der Zusammensetzung des zu behandelnden Abwassers bzw. dessen Schmutzbeladung, kann dem Grobfilter auch ein gewisser Anteil von aktivierter Kohle beigefügt sein, die ebenfalls aus den organischen Bestandteilen des Mülls gewonnen ist

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die Schüttungen Kohle im pelletisierten Zustand, um den Abrieb an Kohlestaub möglichst hintan zu halten. Diese Pelletisierung des Kohleschüttgutes wird vorzugsweise sowohl für die Grobfiltration als auch für die Feinfiltration, im letzteren Fall mit aktivierter Kohle, durchgeführt. Ausgehend von der aus Müll in dem Reaktor durch Verkokung erzeugten Kohle, wird diese nach Abkühlung fein vermählen, mit organischem Bindemittel, wie z. B. Teer, Brikettpech, vermischt und bei erhöhter Temperatur und Druck, z. B. 8O⁰C bei einem Druck von 1200 kp/cm², kompaktiert. Diese kompaktierte Kohle kann dann erneut auf die gewünschte duiiJiDiJiiiiulicne Korngröße durch Vermahlung gebracht werden. Sie stellt dann nichtaktivierte, für die Grobfiltration geeignete Filterkohle dar. Ist die Verwendung der Kohle für die Feinfilter vorgesehen, so wird das erhaltene Splittergranulat in an sich bekannter Weise aktiviert, was beispielsweise durch Hitzebehandlung über mehrere Stunden in dem gasdicht verschlossenen Reaktor des Ofens unter Einführung von Wasserdampf und/oder Zinkchlorid erfolgen kann. Die hierbei aus den organischen Bestandteilen des Mülls erhaltene pelletierte Aktivkohle weist eine gute Abriebfestigkeit bei gleichzeitig hoher Oberflächenentwicklung auf.

Die Qualität der pelletisierten Kohle läßt sich noch zusätzlich dadurch erhöhen, daß der Müll vor dem Einsatz in die erste thermische Stufe oder in der ersten thermischen Stufe, mit flüssigen brennbaren organischen Abfallprodukten, wie z. B. Altöl, besprüht wird.

Durch eine derartige Pelletisierung lassen sich Abriebseffekte der Kohle und damit zusammenhängende Störungen weitgehend vermeiden.

Besonders günstige Filtrationseffekte werden mit losem Kohlefiltrationsgut erzielt, das auch einen Anteil an polaren Stoffen aufweist. Dieser Anteil an polaren Stoffen läßt sich dadurch erreichen, daß dem Müll und/oder Abwasser solche Abfallstoffe zugemischt werden, die bei der Hitzebehandlung in filtrationsförderndcr und zum Teil sich aktiv an der Adsorption beteiligenden Form vorliegen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß dem zu behandelnden Haushalts- und Industriemüll, der auf das Abwasser, im Regelfall kommunales Abwasser, aufgebracht wird, ein gewisser Anteil an Abwasser aus der Papierfabrikation oder auch Porzellanverarbeitung zugegeben wird. Müll b/w. Abwasser aus diesem Industriebereich enthalten in der Regel polare Stoffe, z. B. Füllstoffe, wie Aluminiumoxide, Siliziurnoxide, Titanoxide, etc., die bei der Umwandlung der vorhandenen organischen Bestandteile in Kohle bei den Verkohlungstemperaturen im Bereich von ca. 300 bis max. 800° C in aktivierter Form erhalten werden. Andere in Frage kommende polare Metalloxide, die häufig eine geringe positive Ladung tragen, sind beispielsweise Eisenoxide und Magnesiumoxide, wie sie im Bereich der keramischen und Aluminium produzierenden Industrien als Abfallschlämme anfallen. Durch die gezielte Zumischung von Abfallschlämmen, die bei der Verkohlung aktivierte polare Oxide ergeben, können an den mechanischen Kohlefiltern nicht nur zusätzliche Filtrationseffekte aufgrund polarer elektrostatischer Wirkungen erzielt werden, sondern es ergibt sich auch eine günstige Auswirkung auf das Klärungs- und Sedimentationsverhalten der Abwässer. Deshalb ist diese Maßnahme der Zusammensetzung des losen Schüttgutes aus sowohl Kohle als auch polaren Abfallsubstanzen, neben der Pelletisierung des Schüttgutes, bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Feinfiltration.

Nach einer weiteren Verkörperung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zumindest die Feinfilter vor der Entleerung der beladenen Schüttung mit Brauchwasser rückgewaschen, das vorzugsweise bereits gereinigtem Abwasser in einem Teilstrom entnommen ist.

Die Filtrationsvorgänge unter Einsatz losen Schüttgutes, vorzugsweise in pelletisierter Form, lassen sich dadurch teilweise noch begünstigen, daß eine ständige Bewegung des Schüttgutes erzielt wird. Bei der Bewegung des Schüttgutes, beispielsweise durch Bewegung der dieses beherbergenden Container, muß jedoch darauf geachtet werden, daß dieses nicht einen Fließbettzustand erreicht, da hierdurch die mechanische Filierwirkung aufgehoben wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt derart durchgeführt, daß das Filtrationssystem im kontinuierlichen Betrieb mit Füllgut befüllt, sodann von müllbeladenem Abwasser durchströmt, gegebenenfalls nach vorheriger Rückwaschung vom beladenen Füllgut befreit, und nach erneuter Befüliung mit Füllgut wieder zur Filtration verwendet wird. Diese im kontinuierlichen Betrieb vorgenommenen unterschiedlichen Maßnahmen können beispielsweise an räumlich getrennten Stationen einer einzigen Filtrationsvorrichlung erreicht werden.

Derartige Mehrstufen-Filtrationsvorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachstehend als bevorzugte Ausführungsformen anhand der Fig. 1 bis 3a beschrieben. Wenngleich die Figuren besonders geeignete Verkörperungen der vorgesehenen Filtrationsvorrichtungen darstellen, so ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf

derartige Vorrichtungen nicht ausschließlich festgelegt, da für den Fachmann leicht erkennbar ist, daß durch gewisse Abwandlungen ähnliche Effekte im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielt werden können.

Fig. la, 1b beschreiben die prinzipielle Abfolge eines mehrstufigen Filtrationsverfahrens gemäß der Erfindung,

Fig. Ic zeigt einen umlaufenden Kübelfilter, der sowohl als Grob- wie auch Feinfilter einsetzbar ist, Fig. 2 stellt einen Bandfilter dar, und

Fig. 3a, 3b veranschaulichen ein kontinuierlich arbeitendes Filtrationsband.

In Fig. la ist der hauptsächliche Filtrationsablauf beim erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt, wobei die in dem System für die Regenerierung und gegebenenfalls Verbrennung der beladenen Filtrationskohle benötigten Reaktoren des Ofens, in dem auch die organischen Bestandteile des Mülls in Kohle, zum Teil in aktivierter, zum Teil nichtaktivierter Form, übergeführt werden, sowie eine Müllverbrennung erfolgen kann, nicht gezeigt sind. Bezüglich dieser zusätzlichen Einrichtungen wird auf die eingangs genannte DE-OS 25 58 703 der Anmelderin, sowie die zu der vorliegenden Anmeldung gleichzeitig eingereichte, parallele Patentanmeldung "Verfahren zur kombinierten Müllverwertung und Abwasseraufbereitung", Aktenzeichen P 28 34 7173 ausdrücklich Bezug genommen. Als Ofen mit mehreren Reaktoren findet beim erfindungsgemäßen Verfahren eine Anordnung Verwendung, die aus mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehr, im wesentlichen zylindrischen, horizontal angeordneten und parallelen Trommeln besteht, die um ihre jeweiligen Achsen rotiert werden können. Bei einer bevorzugten Reaktoranordnung sind diese im Dreieck übereinander angeordnet, so daß auch von einem Paar unterer Reaktoren und einem oberen, zwischen den unteren Reaktoren angebrachten, oberen Reaktor gesprochen werden könnte.

Nachstehend soll nun getrennt anhand der Verfolgung des Weges des Abwassers bzw. des festen Mülls die Filtrationsanordnung gemäß der Erfindung erklärt werden:

Das Abwasser, das sowohl städtisches Abwasser als auch Industrieabwasser umfassen kann, wird durch einen Abwassereinlaßkanal 108 über ein Düsensystem 170, in dem durch Gaseinblasung, z. B. Luft eine Druckmisc.Tjng &ugr;&pgr;« Fe:nverte:.ur:g der ggfs. aufgcu-racuicn Schmutzstoffe erfolgt zu einem Absetzbecken 110, einem Sieb 112 und sodann zu einer Mehrstufenkohlefilteranordnung 106 geführt Vor den Mehrstufenkohlefilter 106 ist ein in das Abwasser einsenkbarer Vorfilter 142, der ein Grobfilter darstellt vorgesehen. Dieser Vorfiller dient erfindungsgemäß zur Abfangung sehr schwerer bzw. hartnäckiger Verunreinigungen und kann — sofern dies erwünscht ist — sogar den mechanisehen Rechen bzw. das Sieb 112 völlig ersetzen. Dieser Vorfilter 142 rotiert im Gegenstrom zu dem durch ihn hindurchtretenden Abwasser. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in Fig. Ib gezeigt ist, besteht der Vorfilter aus einzelnen Filterelementen 144, die eine Kohleschüttung enthalten, wobei die Filterelemente auf einem sich langsam oder intermittierend bewegenden Kettenförderer 146 oder dergleichen angeordnet sind, der das Filterelement in Richtung der Pfeile in Fig. 2 in den Abwasserfluß beim Abstromende 148 des Vorfilters und sodann in Gegenflußrichtung stromaufwärts zu dem Stromaufwärtspunkt 150 transportiert bei dem die nunmehr beladenen Einzelfilterelemente dem Wasserfluß in Aufwärtsrichtung entzogen werden. Einen Vorteil dieser Konstruktion des rotierenden Vorfilters stellt es dar, daß die Verweilzeit der Filterelemente in dem Abwasser leicht in Abhängigkeit zu dem beobachteten Maß der Verunreinigungen durch entsprechende Erhöhung oder Abnahme der Geschwindigkeit der Förderkette 146 geregelt werden kann. Naturgemäß kann eine derartige oder ähnliche Konstruktion auch für die nachfolgenden Grobfilter 114 und Feinfilter 116 Anwendung finden.

Die Filterelemente 144 des Vorfilters umfassen im allgemeinen einen geeigneten Rahmen, der eine lose Schüttung zumindest eines Anteils von Kohleteilchen, bevorzugt in pelletierter Form, enthält. Dieser Rahmen ist in seinem von der Schüttung beaufschlagten Bereich perforiert, um einen Flüssigkeitsdurchtritt zu erlauben. Nach der Entfernung der Filterelemente aus dem Abwasserfluß werden die schmutzbeladenen Kohleschüttungen mittels Förderkette 146 zu einem Reaktor des Mehrfachreaktormeilers (in der Figur nicht gezeigt) geführt, in dem die Regenerierung der Kohle und eine gleichzeitige Thermolyse der anhaftenden organischen Verunreinigungen erfolgt. Hierdurch werden die Verunreinigungen direkt in erneut verwertbare Filterkohle übergeführt. Hierbei ist es vorteilhaft, eine Abtropfvorrichtung für die Filterelemente vorzusehen, durch die der beladenen Filterkohle anhaftende Flüssigkeit vor deren Regenerierung und/oder Verbrennung bestmöglich entfernt wird. Diese Abtropfvorrichtung kann beispielsweise einen Schüttelmechanismus (nicht gezeigt) zur Verbesserung der Wasserentfernung enthalten.

Die nunmehr leeren Filterelemente, deren perforierte Siebflächen durch die Schüttung im unverklebten bzw. nicht verstopften Zustand erhalten sind, können nunmehr mit frischer, regenerierter Kohle, aus einem Reaktor des Ofens mit mehreren Reaktoren (in der Figur nicht gezeigt, jedoch auch mit "Ofen" bezeichnet) beschickt werden. Hierbei kann es zweckmäßig sein, was in der Figur nicht gezeigt ist gegebenenfalls Zwischenwaschvorgänge im Falle von Störungen vorzusehen. Die leeren Filterelemente werden dann mit frischer Kohleschüttung erneut zu dem Vorfilter 142 zurückgeführt. Zwischen dem Kohleauslaß des (nicht gezeigten) Reaktors und dem Vorfilter kann eine Wärmesammeivorrichtung 156 zur Abkühlung der heißen regenerierten Kohle und zur Übertragung der Wärme der Kohle über geeignete Vr'änncäüStäüSC'hvüfiichiiuigcii (iiichi separat gezeigt) an wärmetransportierende Medien, z. B. Wasser, vorgesehen sein.

Durch das rotierende Vorfilter 142, dem gegebenenfalls ein mechanischer Rechen vor und/oder nachgeschaltet sein kann, kann bereits ein großer Teil der in dem Wasser suspendierten oder aufschwimmenden organischen Bestandteile, die durch den Müll in das Abwasser eingebracht wurden, auf relativ einfache Weise entfernt werden. Weiter ist aus der Figur ersichtlich, daß die flotierten oder suspendierten, primär organischen Verunreinigungen, die durch das Sieb bzw. den Rechen 112 aufgefangen wurden, durch ein aufwärtsgerichtetes Förderband 132 aus dem Abwasser ausgetragen und der Verbrennung bzw. Verkokung zugeführt werden können. Hierbei ist der Förderer 132 derart konstruktiv ausgestaltet bzw. angeordnet daß ein relativ unbehinderter Wasserdurchtritt während der Erfassung und Entfernung der notierenden und suspendierten Partikel möglich ist

Das durch den Vorfilter 142, gegebenenfalls durch Unterstützung des Siebes 112, vorgereinigte Abwasser

tritt nun in ein System von Grobfilter 114 und Feinfiltern 116 ein, bevor es über den Auslaufkanal 118 als Brauchwasser verläßt.

Das Grobfilter 114 besteht aus einer Vielzahl von Grobfilterelementen 120, welche durch Heben und Senken des Grobfilters diesen zur Regenerierung verlassen bzw. wieder in diesen zurückgeführt werden können. Die Filterelemente 120 sind üblicherweise mit Normalfilterkohle geeigneter Teilchengröße, vorzugsweise in pelletisierter Form gefüllt. Die Filterelemente werden beim Betrieb im Gegenstrom vom Ende des Filters 122 zum Anfang des Filters 124 bewegt.

Das Feinfilter 116 besteht ebenfalls aus einer Reihe von Filterelementen 126, die ebenfalls im Gegenstrom zum Abwasser vom unteren Ende 128 zürn oberen Ende 130 stufenweise bewegt werden. Das Feinfilter kann durch Rückspülung, gegebenenfalls in den dafür vorgesehenen Rückspüleinrichtungen 134, gereinigt werden.

Vorzugsweise wird das Rückspülwasser direkt aus dem Brauchwasserkanal 118 entnommen und kann, soweit gewünscht, in dem Reservoir 136, das mit Heizspiralen 138 ausgestattet ist, gelagert werden. Das durch die Rückspülung kontaminierte Wasser fließt durch eine Rückführleitung zurück zum Abwassereinlaß 108.

Nach Beendigung des Rückspülvorgangs kann das Filterelement 126 wieder in den Feinfilter 116 zum erneuten Einsatz zurückgeführt werden. Die Rückspülung stellt jedoch lediglich eine Gegebenenfallsmaßnahme dar, da die übliche Regenerierung der beladenen und erschöpften Einzelfeinfilterelemente in einem Reaktor des nicht gezeigten Ofens mit mehreren Reaktoren durchgeführt wird, wo auch ggf. eine vollkommene Veraschung und der Austrag der Asche aus dem Reaktor erfolgen kann. In letzterem Fall werden die Behältnisse der Feinfilterelemente 126 mit frischer Aktivkohle aus einem zweiten Reaktor des Ofens befüllt, deren Wärmeinhalt vor der Einbringung in das Abwasser innerhalb der Wärmesammeivorrichtung 156 noch ausnützbar ist.

Verfolgt man nun den Weg des zu verarbeitenden, überwiegend festen Mülls, welche unter anderem Nahrungsmittelabfälle, Papier, Kunststoffe, Öl- und Teerrückstände, Altreifen, Holz, Glas, Asche, etc., umfaßt, so wird dieser aus einem Bunker 160 über ein Magnetband 162, ein Förderband 166, den Zerkieinerungswalzen 164 einer ersten Behandlung bzw. Auftrennung unterworfen. Im Absetzbecken 110 werden die Stoffe einer Dichte > 1 absitzen gelassen und mit Hilfe eines Förderer«, z. B. des Becherförderers 168, entfernt. Durch die Reihe der Luftdüsen 170 wird eine gründliche Durchmischung von Abwasser und Müll zur Verbesserung der gewünschten Auftrennung in organische und anorganische Bestandteile erleichtert. Über den Förderer 132 werden die aufschwimmenden organischen Bestandteile des Mülls aus dem Rechen 112 entfernt und in den Reaktor zur Verkokung übergeführt. Sofern dies gewünscht wird, kann der Müll auch unmittelbar, gegebenenfalls nachdem der das Magnetband 162 und die Zerkleinerungswalzen 164 durchlaufen hat, dem Ofen mit mehreren Reaktoren über ein Transportband zugeführt werden. Dies ist vornehmlich dann der Fall, wenn der Müll besonders stark mit schädlichen Stoffen angereichert ist. Auf diese Weise soll eine Kontaminierung des Abwassers durch dieselben vermieden werden. Außerdem ist es nicht erforderlich, den Müll in Kontakt mit dem Abwasser zu bringen, wenn dieser keine oder nur einen geringfügigen Anteil an anorganischen Bestandteilen aufweist

In dem Ofen mit mehreren Reaktoren erfolgt in den

Einzelreaktoren, die in unmittelbarer räumlicher Nachbarschaft zueinander angeordnet sind (in der Figur nicht gezeigt) eine Pyrolyse und Verbrennung sowohl der mechanisch entfernten Verunreinigungen, der beladenen Schüttgutkohlen und anderer Kohlefilter, wobei in gezieltem Maße auch eine teilweise direkte Einführung von Müll in die Reaktoren vorgesehen sein kann.

In Fig. Ic ist eine andere, bevorzugte Ausführungsform eines Vorfilters 188, der übrigens auch als Feinfilter verwendet werden kann, gezeigt. Dieser besteht im wesentlichen aus einem auf einer Führung 180 umlaufenden System von kippbaren, oben offenen Eiiizelkübeln 182, deren Bodenwandung 184 perforiert ist und die das lose Filtrationsgut 186 enthalten, wobei die Führung 180 eine Entladung des beiadenen Fütrationsgutes und das Neubeladen mit frischem Filtrationsgut durch beispielsweise eine Kippbewegung, Umlenkbewegung, gewichtsbezogene Zwangsführung etc. ermöglicht. Wie aus Fig. Ic ersichtlich ist, laufen die Einzelbehälter 182, hier als Kübel dargestellt, dem Abwasser entgegen, das seine Schmutzbeladung auf dem Schüttgut ablädt und sodann durch die perforierte Bodenwandung hindurchtritt. Hier kann je nach Geschwindigkeit, Beladung des Abwassers mit Schmutzstoffen etc., die Filtration den Bedürfnissen dadurch leicht angepaßt werden, daß eine entsprechend gewählte Anzahl von Behältern 182 dem Abwasser entgegengeführt wird. Hierdurch kann ein Abwasserdurchtritt durch nur einen oder mehrere Behälter je nach Wunsch erreicht werden, zumal die Einzelbehältnisse zweckmäßig auch aus dem Abwasserzufluß 194 seitlich um die Führung 180 herum heraus- bzw. in diesen hineinbewegt werden können. Das z. B. durch Umlenkbewegung provozierte Entleeren des beladenen Filtrationsgutes führt einem zum Ofen führenden Band 190 die schmutzbeladenen Filtrationsstoffe zu. Die Wiederauffüllung der Behälter 182 mit Filtrationsgut erfolgt dann mit einer vom Ofen kommenden Fördereinrichtung, z. B. Band 192.

Diese Vorrichtung hat sich für die wechselnden Bedürfnisse des kontinuierlich laufenden Abwasser-Müllverwertungsbetriebes hervorragend bewährt, da sie sowohl eine Verstopfung der Filtermedien durch eine einfache Zu- und Abführung von Filtrationsgut vermeidet, als auch durch leichte Zuschaltung von Behältern 182, deren Geschwindigkeit gegenüber dem Abwasser noch regelbar ist, auch ein sehr flexibles System darstellt.

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richtung gezeigt, die einen endlosen Kübelfilter 330 auf einem Band darstellt, der an einem geeigneten Ort in den Abwasserstrom eingebracht werden kann. Der Kübelfilter umfaßt im allgemeinen ein Paar lateral angeordneter Förderbänder 332 oder ähnliches, die über Rollen 334 derart angetrieben werden, daß der obere Teil des Bandes 336 sich aufwärts nach links oben, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, bewegt, auf dem Band ist eine Reihe von oben offenen Kübeln angeordnet, deren feste Bodenflächen 340 quadratisch, rechteckig oder dergleichen sein können und die durch ein Paar, z. B. dreieckige, Seitenwände 342 abgeschlossen sind. Die Einzelkübel sind durch aufrechtstehende perforierte Wandungen 344 miteinander in Verbindung, durch die das zu reinigende Abwasser unter Zurücklassung der suspendierten Schmutzstoffe aus dem Filtrationsschüttgut hindurchtritt. Durch entsprechend eingefülltes Schüttgut wird wiederum ein Schutz der perforierten Siebwandungen erzielt und dadurch ein kontinuierlicher Betrieb des Verfahrens möglich. Wie aus Fig. 2 gut ersichtlich ist, kann eine Beladung mit frischem Filtra-

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tionsgut bzw. eine Entleerung des schmutzbeladenen Filtrationsgutes leicht an den jeweiligen Endseiten der Anordnung erfolgen.

Es ist bevorzugt, daß die Bodenfläche der Kübel 338 strukturiert, z. B. genoppt, ist, um hierdurch starken Verschiebungen des Filtrationsschüttgutes möglichst vorzubeugen. Zu diesem Zweck können gegebenenfalls auch weitere Unterteilungen der Fläche der Einzelbehältcr vorgenommen werden, was vorzugsweise in Längsrichtung erfolgt.

In den Fig. 3a und 3b ist schließlich eine als Vorfilter und/oder als Feinfilter verwendbare Vorrichtung 400 in Quer- und Längsschnitt gezeigt, die im wesentlichen ein umlaufendes perforiertes endloses Band 402 umfaßt, das an räumlich getrennten Stationen 420,430,440 mit FiI-trationsschüttgut beladen, von beladenem Abwasser durchströmt und von dem schmutzbeladenen Schüttgut befreit wird. Wie in Fig. 3b gezeigt ist, wird im Beladungsbereich 440 durch eine vom Ofen herkommende Fördereinrichtung 428 frisches Filtrationsgut aufgebrachl, während die im Durchströmungsbereich 420 beladene Schüttgutmasse dann auf ein zum Ofen abführendes Band 426 auf geeignete Weise im Entladungsbereich 430 gekippt wird. Hierbei kann das Band über geeignete Antriebselemente 422, die sich bevorzugt außerhalb des Durchströmungsbereiches befinden, betrieben sein.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das umlaufende Band in seinem Durchströmungsbereich 420 V-förmig, in seinem Beladungsbereich 440 V-förmig oder plan und in seinem Entladungsbereich 430 in Schräg- bzw. Kipplage plan auf den Antriebselementen 422 geführt In Fig. 3a ist eine derartige V-förmige Führung des Bandes 402 im Durchströmungsbereich ersichtlich. Hier wird das Band 402 auf Antriebsrollen 404 geführt, wobei sich auf der Oberflächenstrukturierung 412 des Bandes das Filtrationsgut 406 befindet. Durch diese oder eine ähnliche Oberflächenstrukturierung kann wiederum einer zu starken Verschiebung des Filtrationsgutes vorgebeugt werden. In Fig. 3a ist die Ablagerung von Schmutzpartikeln mit 410 bezeichnet, während das Wasser 408 durch das poröse Band nach unten hin bei 424 austritt

Es wird darauf hingewiesen, daß das Band kontinuierlich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit oder intermittierend betrieben werden kann. Auch hier erlaubt die kontinuierliche Zu- und .Abführung von Filtrationsschüttgut einen Oberflächenschutz, der anderweitig leicht verstopfenden, perforierten Filterelementteile.

Es ist leicht ersichtlich, daß durch die Einbringung von Filterelementen, die einen kontinuierlichen Schutz der perforierten Siebflächen des System durch Filtrationsgul erfahren, das bequem ebenfalls in kontinuierlicher Weise zu- und abgeführt werden kann, ein flexibler und störungsfreier Betrieb des Gesamtsystems ermöglicht wird. Dieser wird insbesondere noch durch die Pelletisierung der Kohlematerialien, die in den Vorfiltern, Grobfiltern und Feinfiltern Verwendung finden, sowie durch die gezielte Anwesenheit von Anteilen polarer Materialien, die ebenfalls aus Müll bzw. Abwasser gewonnen werden können, insbesondere kalzinierten Metalloxiden, wie Eisenoxid, Aluminiumoxid, Kieselsäure etc., wie sie aus dem Mehrfachreaktormeiler anfallen, zusätzlich begünstigt

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,1 Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur kombinierten Müllverwertung/ Abwasseraufbereitung, wobei das Abwasser ggf. mit mindestens einem Teil des zerkleinerten Mülls vermischt wird, eine Auftrennung in organische und anorganische Bestandteile erfolgt, der Abwasserstrom mit den ggf. darin gelösten bzw. suspendierten Bestandteilen des Mülls durch ein Zweistufenfilter aus nichtaktivierter und aktivierter Kohle geleitet wird, in einem ersten Reaktor eines mehrere Reaktoren aufweisenden Ofens der Großteil der mit Schmutzlast gesättigten Filterkohle zur Regenerierung thermisch behandelt wird, wobei die Schmutzlast, welche an dem Kohlefilter angelagert wurde, unter Gewinnung von Kohle und Brenngas thermisch zersetzt wird, in mindestens einem zweiten Reaktor fester Müll bzw. ein Teil der mit Schmutzlast gesättigten Fiherkohle unter Gewinnung von Wärme und Brenngas verbrannt bzw. teilverbrannt wird, und die regenerierte Filterkohle des ersten Reaktors wieder in die Abwasserfilterzone zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das ggf. mit Müll beladene Abwasser durch ein bewegtes Mehrstufen-Filtersystem geführt wird, in dem die Grobfiltration zumindest teilweise durch lose Schüttungen aus Kohle bewirkt wird, die aus den organischen Bestandteilen des Mülls gewonnen und gegebenenfalls zur Erhöhung von Adsorption und Adhäsion vorbehandelt sind, und die mit organischen Schmutzstoffen beladene Schüttung zur Verkokung der Schmutzstoffe in den mehrere Reaktoren aufweisenden Ofen zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Adsorption und Adhäsion der Kohle Aluminiumoxid und/oder Siliziumoxid zugemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Müll, aus dem die Kohle gewonnen wird, ein Anteil an AI2O3- oder SiO2-haltiger Müll bzw. Abwasser aus der Papierfabrikation zugemischt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter im Gegenstrom zu dem beladenen Abwasser geführt werden.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Feinfilter vor der Entleerung der beladenen Schüttung mit Brauchwasser rückgewaschen werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtrationssystem im kontinuierlichen Betrieb mit Füllgut befüllt, sodann von ggf. mit Müll beladenem Abwasser durchströmt, gegebenenfalls nach vorheriger Rückwaschung vom beladenen Füllgut befreit, und nach erneuter Befüllung mit Füügui wieder zur Filtration verwendet wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter zur Verbesserung des Filtrationseffektes derart bewegt werden, daß eine ständige Bewegung des Schüttguts bewirkt wird.

8. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Grobfilter (114) aus zumindest teilweise siebförmigen Containern (120) in denen nichtaktivierte grobstückige Kohle enthalten ist, und einen davor befindlichen rotierenden Vorfilter (142), der in das Abwassersystem einschwenkbar ist, und dessen einzelne, die Kohleschüttung enthaltende Filterelemente (144) gegebenenfalls abtrennbar sind.

9. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Vorfilter (142) eine Kettenfördervorrichtung darstellt, die einen Abtropfmechanismus aufweist.

10. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Vorfilter oder nachgeschalteten Filter einen Kübelfilter (330) enthält, der auf einem Förderband angebrachte, nach oben offene Kübel (338) aufweist, deren Wandung (344) in Durchflußrichtung perforiert ist, und die Kübel Filtrationsschüttgut aufweisen.

11. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Kübel (338) genoppt ist und gegebenenfalls in Längsrichtung Unterteilungen (350) enthält

12. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vorfilter und/oder Feinfilter (400) ein umlaufendes, perforiertes, endloses Band (402) enthält, das an räumlich getrennten Stationen (420,430,440) mit Filtrationsschüttgut beladen, vom beladenen Abwasser durchströmt und von dem schmutzbeladenen Schüttgut befreit ist.

13. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das umlaufende Band in seinem Durchströmungsbereich (420) V-förmig, in seinem Beladungsbereich (440) V-förmig oder plan und in seinem Entladungsbereich (430) in Schräg- bzw. Kipplage plan auf den Antriebselementen (422) geführt ist.

14. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekannzeichnet, daß das Band eine Oberflächenstrukturierung(412) aufweist, die eine starke Bewegung der Kohleschüttung in dem Durchströmungsbereich (420) verhindert.

15. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das endlose Band ein System von wenigstens drei in einem Winkel zueinander getrennt geführten, sich gegenseitig bedienenden Einzelbändern (428, 426, 402) darstellt, von denen eines (428) frisches Filtrationsgut übernimmt und an das nachfolgende Filtrationsband (402) übergibt, das auf das letzte Band (426) mit Schmutz beladenes Filtrationsgut zum Transport in den Mehrfachreaktormeiler fördert.

16. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfilter und/oder Feinfilter (188) ein auf einer Führung (180) umlaufendes System von kippbaren, oben offenen bmzelkübeln (182) darstellt, deren Bodenwandung (184) perforiert ist und die das lose Filtrationsgut (186) enthalten, wobei die Führung (180) eine Entladung des beladenen Filtrationsgutes und das Neubeladen mit frischem Filtrationsgut durch eine Kipp- bzw. Umlenkbewegung ermöglicht.

17. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, da-

durch gekennzeichnet, daß die zunächst zu passierenden Grobfilter Schüttungen von nicht-aktivierter Kohle aufweisen.

18. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Grobfilter folgende Filter Schüttungen aufweist, die zumindest teilweise aus Aktivkohle bestehen.

19. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttungen Kohle im pelietisierten Zustand aufweisen.

20. Mehrstufen-Filtrationsvorrichtung nach Ansprüchen 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüttungen auch einen Anteil an polaren Stoffen aufweisen.