DE4313977A1 - Verfahren zur Wiederverwertung von Kunststoff-Hausmüllabfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Wiederverwertung von Kunststoff-Hausmüllabfällen.

Das duale System Deutschland (sogenanntes DSD-System) sieht das Müllvorsortieren durch die Allgemeinheit, insbe­ sondere die Haushalte vor. Nach dessen Einführung hat sich gezeigt, daß die sich als Inhalt des sogenannten "gelben Sackes" ergebenden anfallenden Kunststoff-Hausmüllabfälle nach den DSD-Bestimmungen von Hand oder in aufwendiger Weise maschinell vorsortiert werden müssen, um erst als sich so ergebende Reinfraktion einer Wiederverwertung im Wirtschafts­ kreislauf zugeführt werden zu können. Diese Maßnahmen im Sinne des bisherigen Kunststoffabfallrecycling/Wiederverwertung sind sehr arbeits- und zeitaufwendig und somit kostspielig. Überdies fallen auch bei dieser Vorgangsweise als Ergebnis der Vorsortierung Restfraktionen an, die noch auf Mülldeponien eingelagert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter auszugestalten, daß das Sortieren der Kunststoffe entfällt und das Material in der vorliegenden Mischfraktion weitestgehend wiederverwertet wer­ den kann, so daß der einer Deponie zuzuführende Müllanteil möglichst auf Null reduzierbar ist.

Das Verfahren nach der Erfindung, bei dem diese Aufgabe gelöst ist, ist im wesentlichen durch folgende Verfahrens­ schritte gekennzeichnet:

Zerkleinern (Schreddern) der Kunststoff-Hausmüllabfälle, Sepa­ ration der metallischen Bestandteile, Unterwerfen des Gemischs einer Niedertemperatur-Verschmelzungs-Behandlung und Ausformen von kleinen Körpern (Pellets), mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm, die einer weiteren Verwertung zuführbar sind.

Dieses Verfahren basiert auf der überraschenden Er­ kenntnis, daß es keiner Kunststoff-Hausmüll-Sortierung in die verschiedenen Kunststoffbestandteile zur Bildung von Reinfrak­ tionen bedarf, um den Kunststoff-Hausmüll für verschiedene Anwendungsbereiche einem Wertstoffrecycling zuführen zu kön­ nen. Es ist vielmehr möglich, die Kunststoffabfälle, die sogar einige Prozentanteile an Nichtkunststoff, z. B. Papierreste enthalten können, als Gemisch auf die angegebene Weise bei der Herstellung der Pellets mit einzubinden und sie damit in einen eine Weiterverarbeitung ermöglichenden Zustand zu überführen, so daß eine Deponierung auch für diese Reste entfällt. Die aus der Mischfraktion hergestellten Kunststoff-Pellets lassen eine Weiterverarbeitung im Sinne des Wertstoffrecycling zu.

Dabei hat es sich in weiterer Ausbildung des Erfin­ dungsgedankens als sehr günstig erwiesen, wenn dem Gemisch aus zerkleinerten Kunststoff-Hausmüllabfällen vor der Niedertem­ peratur-Verschmelzungsbehandlung die Eigenschaften der Pellets bestimmende Additive beigegeben werden. Durch die Zuführung von Additiven ist die Güte-Eigenschaft des Produktes je nach Anforderungsprofil beeinflußbar. Selbst die anfallenden Rest­ fraktionen, die bisher auf einer Deponie eingelagert werden mußten, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in die Wiederverwertung eingebunden werden. Dadurch werden Deponie­ kosten und natürliche Rohstoffe eingespart und eine län­ gerfristige Nutzung der Ressourcen gewährleistet.

Hier können vorteilhafterweise für in mechanischer Hin­ sicht höherwertige Anforderungen stabilisierend wirkende Addi­ tive in Form von PE- oder PP-Regranulat und/oder glasfa­ serverstärktem Kunststoff (GFK) und/oder Harze und/oder Kunst­ stoff-Reinfraktionen aus sortiertem Material beigegeben wer­ den. Das sich ergebende Granulat (Pellets) erhält auf diese Weise eine Widerstandsfestigkeit gegen mechanische Bela­ stungen, die den Einsatz als Filtermaterial, Schüttgut und auch die Verarbeitung zu Spezialartikeln im Betonbau oder zu Gebindebehältnissen bzw. Formteilen für die Industrie etc. er­ laubt. Bei der Verfahrensdurchführung unter Einsatz von Sta­ bilisatoren hat es sich als zweckmäßig erwiesen, industrielle Kunststoffabfälle bzw. Recyclate zu verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit Erfolg ein­ setzbar, wenn Problemstoffe, wie kontaminierte Stäube einer Entsorgung bedürfen. Bislang wurden sie durch Einmischung in eine sie nach Verfestigung einschließende Betonmasse entsorgt bzw. bei Anwendung der bekannten Faß-in Faß-Methode auf einer Sondermülldeponie eingelagert. Die Handhabung der sich er­ gebenden Einheit aus ausgehärteter Betonmasse und einge­ schlossenen kontaminierten Stäuben ist jedoch aufgrund der Eigenschaften des Betons, der langfristig einer Erosion unter­ liegt (Atmosphäre und Sickerwässer), unsicher und zudem sehr umständlich und aufwendig. Dies ist auf das relativ hohe spe­ zifische Gewicht der Betonmasse sowie die Größe und die Unhandlichkeit der entstehenden Betonblöcke zurückzuführen.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß eine wesentlich günstigere und größere Sicherheit gewährleistende Entsorgung solcher Problemstoffe bei Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens möglich ist, wenn zur Entsorgung von kontaminierten Stäuben und ähnlichen Problemstoffen diese Problemstoffe den Kunststoffabfällen vor dem oder beim Zer­ kleinern (Schreddern) zugegeben werden und wenn nach dem Aus­ formen der Pellets letztere mit einer wasserunlöslichen Um­ hüllung versehen werden.

Nach diesem Verfahren erfolgt somit eine Einbindung der Problemstoffe in einen Träger aus minderwertigem Kunststoff und kann nunmehr in kompakterer Form als üblich einer Deponie zugeführt werden. Als noch günstiger hat es sich erwiesen, wenn die mit der wasserunlöslichen Umhüllung versehenen Pel­ lets Baustoffen als Füllstoffe zugesetzt werden. Auf diese Weise entfällt nämlich die Deponie-Lagerung.

Statt dessen ist es auch möglich, die mit der wasser­ unlöslichen Umhüllung versehenen Pellets einem Hochtemperatur- Verbrennungsverfahren zuzuführen. Auch in diesem Fall wird die Deponie-Lagerung entbehrlich. Es ist sogar möglich, die Pel­ lets den Deponien zu entnehmen, in denen sie zunächst zwi­ schengelagert wurden, um sie durch Hochtemperatur-Verbrennung vollständig zu entsorgen.

Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn vor dem Aus formen bzw. dem Überziehen der Pellets dem Hausmüll- Problemstoff-Gemisch als zusätzliche Komponente ein auf den Problemstoff abgestimmter, über einen längeren Zeitraum seinen Abbau bewirkender bzw. begünstigender Neutralisator beigegeben wird.

Im Gegensatz zu herkömmlichem Kunststoff-Hausmüll die­ ser Art sind die die Problemstoffe enthaltenden Pellets nicht nur für Transport- und Lagerungszwecke sehr günstig. Sie stel­ len vielmehr sehr kleine Reaktoren dar, in denen im Laufe der Zeit durch das Wechselspiel der Problemstoffe mit den bei­ gefügten Neutralisatoren auch auf Dauer eine "Entsorgung im kleinen" stattfindet.

Die Erfindung richtet sich nicht nur auf das Verfahren zur Wiederverwertung von unsortiertem Kunststoff-Hausmüll und auf das Einbinden von Schadstoffen in Kunststoff-Hausmüll, sondern vielmehr auch auf eine Anlage zur Durchführung der Verfahren. Diese Anlage zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß ein Extruder mit beheizten Doppelwalzen zum Auf­ schmelzen und Verkneten des Kunststoffmüll-Gemisches vor­ gesehen ist, dem abnahmeseitig eine Vorrichtung zum Formen der plastifizierten Masse in Pellets zugeordnet ist.

Zweckmäßigerweise sind dem Extruder mindestens ein geschredderten Kunststoff-Hausmüll enthaltender Vorrats­ behälter sowie ein zweiter Additive enthaltender Vorrats­ behälter bzw. ein dritter Problemstoffe enthaltender Vor­ ratsbehälter zur Einbindung in den Kunststoff-Hausmüll und für die Zuführung auf den Extruder Förderschnecken mit in­ tegrierten Dosiereinrichtungen zugeordnet.

Sehr günstig ist es, wenn die Vorrichtung zum Formen der Pellets durch eine Granulierscheibe gebildet ist.

In sehr zweckmäßiger Weise schließt sich an die Einheit aus Extruder und Pellets-Formvorrichtung bei der Einbindung von Problemstoffen (schwarze Linie) eine Coating-Box zum Ummanteln der Pellets mit wasserunlöslichem Bindemittel an.

Günstigerweise ist zwischen die Einheit aus Extruder und Pellets-Formvorrichtung sowie Coating-Box eine För­ derschnecke eingeschaltet.

Die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Anlagen werden dadurch weiter begünstigt, daß die Anlagen für das Wertstoffrecycling (weiße Linie) bzw. für die Schadstoff­ einbringung (schwarze Linie) als transportable, semimobile bzw. stationäre Einheiten ausgebildet sind. Diese beispiels­ weise in Form von Containern (Baukastenprinzip/Modulbauweise) ausgeführte Einheit bietet die Möglichkeit, sie zum jeweiligen Einsatzort zu transportieren.

Die Einheit kann dabei auf einem Fahrgestell angeordnet sein, das die Möglichkeit bietet, sie in Form eines Ent­ sorgungsfahrzeugs auszuführen.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung, auf die be­ züglich aller in der Beschreibung nicht besonders erwähnt er Merkmale ausdrücklich verwiesen wird. In dieser Zeichnung zei­ gen:

Fig. 1 ein Diagramm zur schematischen Veranschaulichung des Aufbaus einer Anlage gemaß einem ersten Ausführungs­ beispiel und

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Anlage gemäß einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die ver­ anschaulichte Anlage einen Annahmebunker 1 zur Aufnahme von Kunststoff-Hausmüllabfällen, an den sich eine Vorrichtung 2 zum Zerkleinern (Schreddern) der vom Annahmebunker 1 zu­ geführten Kunststoff-Hausmüllabfälle anschließt. Von dort ge­ langen die Kunststoff-Hausmüllabfälle in ein Annahmesilo 3, in dem sie in zerkleinertem Zustand für die Weiterbehandlung gesammelt werden. Der aus dem Annahmesilo 3 austretende zerkleinerte Kunststoff-Hausmüll enthält naturgemäß mehr oder weniger viele metallische Einlagerungen. Zum Abscheiden der eisenhaltigen Müllbestandteile ist einer dem Annahmesilo 3 nachgeschalteten Vibrationsrinne 4 ein magnetisch arbeitender erster Abscheider 5 zugeordnet. Zum Abtrennen von Nicht­ eisenmetallen schließt sich an die Vibrationsrinne 4 ein elektrisch arbeitender zweiter Abscheider 6 an. Die Eisen­ metalle und die Nichteisenmetalle werden jeweils einem Eisen- bzw. Nichteisen-Silo 7 bzw. 8 zugeführt und gelangen von dort in eine Eisen- bzw. Nichteisen-Presse 9. Der von metallischen Bestandteilen freie Müll wird zunächst in eine Mahlanlage 10 geführt und von dort in ein Vorlagesilo 11 mit einem nach­ geschalteten Innenmischer 12, der die Aufgabe hat, dem zer­ kleinerten Müll Additive beizugeben, um diese mit dem Müll innig zu vermischen. Hier handelt es sich insbesondere um stabilisierend wirkende Beimischungen in Form von PE- bzw. PP-Regranulat, Partikeln aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), Harze, Kunststoff-Reinfraktionen aus sortiertem Ma­ terial. Im Bereich des Innenmischers 12 können auch Problem­ stoffe eingeführt werden, wie dies später noch näher erläutert wird.

Das den Innenmischer 12 verlassende Gut wird in einem Scherwalzenextruder 13, der beheizte Doppelwalzen umfaßt, einer Niedertemperatur-Verschmelzungsbehandlung unterworfen. Auf in Fig. 1 nicht näher dargestellte Weise ist dem Extruder 13 abnahmeseitig der Walzen eine angetriebene Granulierscheibe nachgeschaltet, der die plastifizierte Masse von den Walzen zugeleitet und zu Pellets einer Größe von 5 bis 10 mm geformt wird. Die Pellets gelangen über einen Wärmetauscher 14, in dem sie abgekühlt werden, zu einem Vorratssilo 15, von dem aus sie der jeweiligen Weiterverarbeitung zugeführt werden.

Die mit Hilfe der vorstehend erläuterten Anlage ge­ wonnenen Pellets lassen sich auf vielfältigste Weise sinnvoll nutzen und zu diesem Zweck einer weiteren Verarbeitung zu brauchbaren Produkten zuführen, für deren Herstellung bislang natürliche Rohstoffe benötigt wurden. Die Pellets können bei­ spielsweise in der Bauindustrie unmittelbar, d. h. ohne weitere Formgebung als Filtermaterial bzw. Schüttgut eingesetzt wer­ den. Hier ist vor allem die Verwendung der Pellets bei Her­ stellung von Gründächern zu erwähnen. Zweckmäßigerweise werden hier einmal Pellets gebildet, die aufgrund ihrer Kunststoff­ matrix als bleibende untere Filtrierschicht einsetzbar sind. Zum anderen kann ihnen auch Kalziumcarbonat beigegeben werden. Derartige die obere Schicht eines Gründaches bildende Pellets lösen sich im Laufe der Zeit auf und unterstützen dabei den Begrünungsvorgang.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Anlage veranschaulicht, mit deren Hilfe auch Problemstoffe entsorgt werden können, indem diese in die Pellets eingelagert werden. In der Zeich­ nung sind mit gleichen Bezugszeichen übereinstimmende Bauelemente bezeichnet. Da es sich um eine stark vereinfachte schematische Darstellung handelt, sind einige Anlagenelemente nicht veranschaulicht.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist dem Scherwalzenextruder 13 eine Förderschnecke 19 vorgeschaltet, über der sich der Vorratsbehälter 11 zur Aufnahme-des geschredderten Kunststoff- Hausmülls befindet, vor dem ein Vorratssilo 20 zur Aufnahme von Problemstoff, beispielsweise in Form von kontaminierten Stäuben, angeordnet ist. Bei diesen Stäuben kann es sich beispielsweise um dioxinhaltige Substanzen handeln. Die je­ weilige Menge an Problemstoff bzw. Kunststoff-Hausmüll läßt sich durch geeignete Steuerung von Austritts-Ventilen 21 bzw. 22 so steuern, daß am oberen Ende der Förderschnecke 1 dem nachgeschalteten Scherwalzenextruder 13, bei dem es sich um einen Extruder der Firma Colormetall GmbH, Heitersheim handeln kann, ein geeignetes Problemstoff-Kunststoff-Hausmüll-Gemisch zugeleitet wird. Anstelle der Förderschnecke 19 kann für den gleichen Zweck auch ein luftbetriebenes Transportrohrlei­ tungssystem Anwendung finden. Mit Hilfe der beheizten Dop­ pelwalzen des Extruders 13, in denen das Gemenge aufge­ schmolzen und verknetet wird, werden die Problemstoff-Stäube bzw. -Fasern innig in die durch den Kunststoff-Hausmüll gebildete Kunststoff-Masse eingebunden. Bei den fraglichen Stäuben kann es sich um sehr feine Partikel bis hin zu kleinen Körnern handeln.

In dieser Fig. 2 ist die dem Extruder 13 abnahmeseitig nachgeschaltete angetriebene Granulierscheibe 23 schematisch veranschaulicht, der die plastifizierte Masse von den Walzen zugeleitet und zu den Pellets einer Größe von 5 bis 10 mm geformt wird. Unvollständig verarbeitetes Material wird über eine Rückführschnecke 24 zum Extruder 13 zurückgeführt. Die Pellets gelangen über eine weitere Förderschnecke 25 zu einer Coating-Box 26, in der sie mit einem wasserunlöslichen Binde­ mittelfilm ummantelt werden. Eine der Coating-Box 26 nach­ geschaltete Förderschnecke 27 dient der Zuleitung der umman­ telten Pellets in das Vorratssilo 15. Statt dessen ist es auch möglich, die Pellets unmittelbar einer Sackabfüllvorrichtung (nicht dargestellt) zuzuleiten.

Auf nicht näher veranschaulichte Weise können die vorbeschriebenen Elemente der Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch als kompakte Anlage in Form eines stationären Containers oder aber auch als mobile Einheit (Entsorgungsfahrzeug) ausgeführt werden.

Claims (15)

1. Verfahren zur Wiederverwertung von Kunststoff-Haus­ müllabfällen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschrit­ te:
Zerkleinern (Schreddern) der Kunststoff-Hausmüllabfälle,
Separation der metallischen Bestandteile,
Unterwerfen des Gemischs einer Niedertemperatur-Verschmel­ zungs-Behandlung und
Ausformen von kleinen Körpern (Pellets) mit einem Durchmesser von 5 bis 10 mm, die einer weiteren Verwertung zuführbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch aus zerkleinerten Kunststoff-Hausmüllabfällen vor der Niedertemperatur-Verschmelzungsbehandlung die Eigen­ schaften der Pellets bestimmende Additive beigegeben werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für in mechanischer Hinsicht höherwertige Anforderungen stabilisierend wirkende Additive in Form von PE- oder PP-Regranulat und/oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) und/oder Harze und/oder Kunststoff-Reinfraktionen aus sor­ tiertem Material beigegeben werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Einsatz der Pellets zur Gründachbeschichtung (Vegetationssubstrat) dem Gemisch vor der Niedertemperatur- Verschmelzungsbehandlung Calziumcarbonat-haltige Additive bei­ gegeben werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Entsorgung von kontaminierten Stäuben und ähnlichen Problemstoffen diese Problemstoffe den Kunst­ stoffabfällen vor dem oder beim Zerkleinern (Schreddern) zu­ gegeben werden und
daß nach dem Ausformen der Pellets letztere mit einer wasser­ unlöslichen Umhüllung versehen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der wasserunlöslichen Umhüllung versehenen Pellets Baustoffen als Füllstoffe zugesetzt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der wasserunlöslichen Umhüllung versehenen Pellets einem Hochtemperatur-Verbrennungs-Verfahren zugeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ausformen bzw. dem Überziehen der Pellets dem Hausmüll-Problemstoff-Gemisch als zusätzliche Kom­ ponente ein auf den Problemstoff abgestimmter, über einen län­ geren Zeitraum seinen Abbau bewirkender bzw. begünstigender Neutralisator beigegeben wird.

9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Extruder (13) mit beheizten Doppelwalzen zum Aufschmelzen und Verkneten des Kunststoffmüllgemischs vorgesehen ist, dem ab­ nahmeseitig eine Vorrichtung (23) zum Formen der plasti­ fizierten Masse in Pellets zugeordnet ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Extruder (13) mindestens ein erster geschredderten Kunst­ stoff-Hausmüll enthaltender Vorratsbehälter (11) sowie ein zweiter Additive enthaltender Vorratsbehälter bzw. ein drit­ ter, Problemstoffe enthaltender Vorratsbehälter (20) zur Ein­ bindung in den Kunststoff-Hausmüll und für die Zuführung auf den Extruder (13) Förderschnecken (19) mit integrierten Do­ siereinrichtungen (21, 22) zugeordnet sind.

11. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (23) zum Formen der Pellets durch eine Granu­ lierscheibe gebildet ist.

12. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Einheit aus Extruder (13) und Pellets-Formvorrichtung (23) bei der Einbindung von Problem­ stoffen (schwarze Linie) eine Coating-Box (26) zum Ummanteln der Pellets mit einem wasserunlöslichen Bindemittel an­ schließt.

13. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Einheit aus Extruder (13) und Pellets-Formvorrichtung (23) und Coating-Box (26) eine För­ derschnecke (25) eingeschaltet ist.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 9 bis 13 für das Wertstoffrecycling (weiße Linie) bzw. für die Schadstoff­ einbringung (schwarze Linie), dadurch gekennzeichnet, daß sie als transportable, semimobile bzw. stationäre Einheit ausge­ bildet ist.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit auf einem Fahrgestell angeordnet ist.