DE4432288A1 - Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung von Shredderrückständen aus der Schrottaufbereitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung von Shredderrückständen aus der Schrott­ aufbereitung.

Metallschrott wird zur Wiederaufbereitung üblicherweise einem Prozeß unterzogen, der im wesentlichen durch Zerkleinerung und Sortierung nach eisenmetallischen Wertstoffen, nichteisenmetallischen Rohstoffen und nichtmetallischen Abfällen, sogenannten Shredderrückständen, gekennzeichnet ist. Für die Erfindung ist die letztgenannte Fraktion von Interesse.

Die Shredderrückstände sind ein schwer definierbares Gemisch aus Materialien, die u. a. bei der Aufarbeitung von metallischen Gebrauchsgegenständen, Maschinen und Anlagen verschiedenster Art anfallen, beispielsweise resultierend aus Isolationsmaterial, Korrosionsschutzmitteln, Gummi- und Plastwerkstoffen, aus Materialien zur Schwingungsdämpfung oder zur Schmierung. Sie sind daher auch mit verschiedenen lipophilen Stoffen behaftet. Messungen haben ergeben, daß der Gehalt an lipophilen Stoffen im Shredderrückstand etwa 2,0 Masse-% beträgt. Somit ist der beschriebene Reststoff aufgrund des gesteigerten Umweltbewußtseins und der daraus resultierenden Gesetzgebung für die Verbringung auf Hausmülldeponien nicht zugelassen und vielmehr als besonders überwachungsbedürftiger Abfall zu behandeln. Weil nur begrenzte Verbrennungs- und Deponiekapazitäten für derartige Abfälle zur Verfügung stehen, ergeben sich zunehmend Entsorgungsschwierigkeiten, die letztendlich auf die Wirtschaftlichkeit des Metallschrottrecyclings Auswirkungen haben.

Es war daher erforderlich, Überlegungen anzustellen, wie der Anteil der lipophilen Stoffe im beschriebenen Shredderrückstand unter oder zumindest auf 0,8 Masse-% gesenkt werden kann, um eine Deponierfähigkeit gemeinsam mit kommunalen Abfällen zu ermöglichen.

Zunächst war man in der Industrie generell bemüht, den oben genannten Anteil an lipophilen Stoffen durch Zumischung von anderen, nicht lipophil verunreinigten Abfällen zu senken.

Hierzu wird in DE 37 08 123 vorgeschlagen, erdölhaltigen Abfall mit kommunalem Abfall zu mischen und damit den Erdölanteil auf ein vorgegebenes Masseverhältnis einzustellen.

Ein anderer Weg wird mit einem Verfahren und einer Anlagen zur Entsorgung ölverschmutzter Gegenstände, überwiegend aus Metall oder Kunststoff (DE 41 30 924), beschritten. Die Gegenstände werden geshreddert und anschließend einer Zentrifuge zugeführt, wo die Ölabtrennung erfolgt. Beide Lösungen müssen apparativ und logistisch als zu aufwendig eingeschätzt werden. Mit Letzterer lassen sich nur flüssige Lipoide abtrennen.

Zum Abbau von lipophilen Stoffen sind seit geraumer Zeit biologische Verfahren und entsprechende Vorrichtungen zur Verfahrensdurchführung bekannt und auch im Praxiseinsatz. Überwiegend sollen damit Schadstoffe aus Flüssigkeiten abgebaut werden.

Der Stand der Technik hält aber auch Lösungen für Fälle bereit, wo die lipophilen Stoffe am Grundmaterial anhaften oder von diesem aufgenommen (verinnerlicht) wurden. Bei diesen Lösungen ist das Grundmaterial von vornherein genau definiert. Die vorgeschlagenen technischen Lösungen sind verfahrens- und anlagentechnisch darauf abgestimmt.

In DE 42 33 458 wird ein Verfahren zur biologischen Reinigung von anorganischem, mit Kohlenwasserstoffen verunreinigtem, grobkörnigem Material beschrieben. Nacheinander werden folgende. Verfahrensschritte durchgeführt:

• - Das grobkörnige Material wird in einen mit Wasser gefüllten Behälter eingebracht, in der Weise, daß es vollständig mit Wasser bedeckt ist.
• - Zugabe von Mikroorganismen, die an die als Verunreinigungen vorhandenen Kohlenwasserstoffe adaptiert sind.
• - Zugabe von Nährstoffen, Vitaminen und Spurenelementen.
• - Sauerstoffzuführung
• - Das grobkörnige Material wird solange im Behälter belassen, bis die Verunreinigungen im wesentlichen abgebaut oder abgelöst sind.
• - Das grobkörnige Material wird dem Behälter entnommen und einer Verwertung zugeführt
• - Der Schlamm wird abgezogen, entwässert und entsorgt.
• - Das Wasser, welches noch Mikroorganismen und gegebenenfalls Nährsalze enthält, wird in den Behälter zurückgeführt.

Nachteilig bei dem Verfahren ist die lange Verweildauer des grobkörnigen Materials im Behälter, nämlich solange, bis die lipophilen Verunreinigungen nahezu abgebaut oder abgelöst sind. Der zur Verfügung stehende Reaktionsraum ist begrenzt. Die einzusetzende Wassermenge ist recht hoch, was bedeutet, daß zur Sicherung des Verfahrenserfolges große Mengen an Mikroorganismen, Nährsalzen usw. benötigt werden.

Der apparative Aufwand zur Verfahrensdurchführung ist infolge der Sauerstoffeindüsung und der notwendigen Entwässerung und Entsorgung des Schlammes unvertretbar hoch. Das Verfahren eignet sich vorzugsweise für die Reinigung von nicht schwimmfähigem Grundmaterial.

Schließlich ist ein Verfahren zur Entsorgung von teeröl­ bzw. salzimprägnierten Gleisholzschwellen nach DE 43 16 260 bekannt. Hier werden die schadstoffbelasteten Schwellen zusammen mit organischem Rottematerial zerkleinert und gemischt. Nach Ablauf einer Zwischenlagerzeit wird weiter zerkleinert und es erfolgt die weitere Vermischung u. a. unter Zugabe von Mikroorganismen. Das so entstandene Gemisch wird nachfolgend zur Kompostierung weitergelagert.

Durch zweimalige Zerkleinerung und Mischung ist auch hier ein erheblicher Arbeits- und Energieaufwand erforderlich. Das gilt auch in anlagentechnischer Sicht. Durch Zugabe von organischem Rottematerial vergrößert sich das Volumen erheblich.

Auch dieses Verfahren war, wie bereits die Vorgenannten, zur Losung der erfinderischen Aufgabenstellung nicht unmittelbar aus dem Stand der Technik entnehmbar.

Mit dem eingangs erwähnten Ziel, die mit lipophilen Stoffen verunreinigten Shredderrückstände, wie sie bei der Metallschrottaufbereitung anfallen, gemeinsam mit kommunalen Abfällen deponieren zu können, stellt sich die Aufgabe der Erfindung wie folgt:

Es ist ein Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung dieser Abfälle zu entwickeln, mit dem der Anteil der lipophilen Stoffe in den Shredderrückständen, der erfahrungsgemäß etwa 2,0 Masse-% beträgt, mindestens auf 0,8 Masse-% gesenktwerden kann, ohne daß sich das Volumen wesentlich erhöht. Die Anzahl der Verfahrensschritte, Nebenabläufe, und Umschlagvorgänge soll, verglichen mit bekannten Verfahren, minimiert werden. Anlagentechnisch soll der Aufwand ebenfalls in vertretbaren Grenzen gehalten werden.

Besondere Beachtung bei der Lösung der Aufgabe ist der Zusammensetzung der Shredderrückstände zu widmen. Diese ist, wie bereits erwähnt, äußerst vielfältig. Daher sind auch die Eigenschaften kaum definierbar, insbesondere nicht im Hinblick auf Dichte, Art und Weise der Anbindung der lipophilen Stoffe an die einzelnen Bestandteile des Abfalls sowie in Bezug auf das anteilmäßige Vorhandensein der verschiedenen lipophilen Verunreinigungen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach Maßgabe der Patentansprüche gelöst.

Üblicherweise werden die shredderrückstände aus der Metallschrottaufbereitungsanlage ausgetragen, in geeigneten Transportcontainern gesammelt und nachfolgend zur Deponierung oder Verbrennung abtransportiert. Hier setzt das erfindungsgemäße Verfahren an. Durch Besprühen mit einer wäßrigen Bakteriensuspension werden die Shredderrückstände beimpft. Vorteilhafterweise verbleiben diese während des Beimpfens im Transportcontainer.

Die Suspension besteht aus Wasser, prinzipiell zum Abbau von Kohlenwasserstoffen geeigneten Mikroorganismen und nötigen Nährsalzen, d. h. Makroelementen, Mikroelementen und gegebenenfalls Vitaminen. In erster Linie sind Phosphate und Stickstoff enthalten.

Zur Verbesserung der Benetzungsfähigkeit ist der Einsatz von, bezüglich Art und Konzentration, nichttoxischen Tensiden vorteilhaft.

Zur sicheren Funktionsweise des Verfahrens ist die Arbeitsweise in verschiedenen Temperaturregimen vorgesehen: Im Temperaturbereich zwischen 0 und 15° C werden psikrophile Mikroorganismen eingesetzt. Im Bereich zwischen 15 und 50° C kommen mesophile und zwischen 50 und 100° C thermophile Mikroorganismen zum Einsatz.

Das Beimpfen wird mindestens solange durchgeführt, bis eine ausreichende Sättigung der Abfallmasse erreicht ist.

Deutliches Sättigungsanzeichen ist, wenn Bakteriensuspension aus dem Material austritt. Die sich am Behälterboden sammelnde Bakteriensuspension wird abgezogen und wieder aufgesprüht.

Wenn die Shredderrückstände nicht mehr zur Aufnahme von Bakteriensuspension in der Lage sind, erfahrungsgemäß ist das nach Erreichen eines Feuchtigkeitsgehaltes von ca. 20% der Fall, werden diese auf ein gedichtetes Zwischenlager gebracht und gegen Austrocknung geschützt.

Bekannterweise geschieht dies durch Auflage einer Folie, durch Bedecken mit Holzschnitzeln und dgl. oder auf andere geeignete Weise.

Die beimpfte Charge Shredderrückstände verbleibt bei einem Anfangsgehalt von 2,0 Masse-% lipophiler Stoffe über eine Reaktionszeit von mindestens 30 Tagen auf dem Zwischenlager. Nach dieser Zeit hat sich ihr Anteil in der Reaktionsmasse auf einen Wert von bzw. unter 0,8 Masse-% verringert. Im Zweifelsfall, z. B. bei höheren Anteilen, muß ,beprobt und gegebenenfalls nachdosiert werden. Vorteilhafterweise wird hierzu Depotdünger in Form von Granulat verwendet.

Die Reaktionszeit kann verkürzt werden, wenn nur sehr wenig lipophile Stoffe enthalten sind, und durch den Einsatz der bereits erwähnten Tenside.

Während der Reaktionszeit ist die Sauerstoffzufuhr durch geeignete Mittel und Methoden zu sichern.

Nach Ablauf der Reaktionszeit bzw. nach Erreichen eines Anteils von 0,8 Masse-% an lipophilen Stoffen in der Reaktionsmasse, kann die kontaminationsarme Charge gemeinsam mit kommunalen Abfällen dauerhaft gelagert werden. Denkbar wäre auch, die Charge zur Reaktion anstelle auf das Zwischenlager sofort auf die Hausmülldeponie zu bringen. Alternativ kann das gesamte Verfahren entweder auf dem Zwischenlager oder direkt auf der Hausmülldeponie durchgeführt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung von Shredderrückständen aus der Schrottaufbereitung in der Weise, daß der Anteil lipophiler Stoffe in der Abfallmasse weitestgehend minimiert wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Beimpfen der mit lipophilen Stoffen verschiedenster Art behafteten Shredderrückstände mit einer wäßrigen Bakteriensuspension durch Besprühen, bis ein Feuchtigkeitsgehalt von ca. 20% ist;
• - Lagerung der beimpften Shredderrückstände, vorzugsweise auf einem gedichteten Zwischenlager, welches mit einer geeigneten Abdeckung versehen ist, bei einem Anfangsgehalt von 2,0 Masse-% lipophiler Stoffe in der Reaktionsmasse über einen Reaktionszeitraum von mindestens 30 Tagen, bzw. solange, bis durch Beprobung festgestellt ist, daß der Anteil der lipophilen Stoffe in der Reaktionsmasse 0,8 Masse-% oder weniger beträgt;
• - Dauerhafte Lagerung der Reaktionsmasse auf einer Hausmülldeponie nach Ablauf der Reaktionszeit;

und dadurch, daß die Verfahrensschritte vorteilhaft chargenweise durchgeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bakteriensuspension aus Wasser, Mikroorganismen, die prinzipiell zum Abbau von Kohlenwasserstoffen geeignet sind, und notigen Nährsalzen, d. h. Makroelementen, Mikroelementen und gegebenenfalls Vitaminen, besteht und daß darüberhinaus Tenside enthalten sein können, die bezüglich Art und Konzentration nichttoxisch wirken.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• - bei einem Temperaturregime zwischen 0 und 15° C psikrophile,
• - zwischen 15 und 5° C mesophile,
• - und in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 100° C thermophile Mikroorganismen eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beimpfen der shredderrückstände durch Besprühen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt "Beimpfen" in den ohnehin vorhandenen Transportcontainern durchgeführt wird, während die bakterielle Reaktion überwiegend auf dem Zwischenlager oder alternativ überwiegend auf der Hausmülldeponie erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beimpfen dort vorgenommen wird, wo auch die bakterielle Reaktion vorgesehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmasse während der Reaktionszeit ausreichend mit Nährstoffen, vorzugsweise in Form von granuliertem Depotdünger, versorgt wird und der Sauerstoffbedarf durch geeignete Mittel und Methoden gedeckt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsmasse während der Reaktionszeit in definierten Abständen beprobt und nach Erreichen von 0,8 Masse-% lipophiler Stoffe dauerhaft deponiert wird.