NO853944L - Anordning for behandling av avfall. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning til behandling av avfall som foreksempel kommunalt og industrielt avfall i fast form, avfallsvann og slam med en mekanisk opparbeiding av fast avfall, særlig en søppelknuser og/eller søppelsorterer og en anordning til slambehandling.

Det er kjent en rekke anordninger av den innledningsvis nevnte art, hvis felles ulempe består i at de er innrettet for en bestemt i det vesentlige konstant mengde avfall med bestemt i det vesentlige konstant sammensetning. Slik er det kjent renseanlegg for avfallsvann med hvilke det riktig-nok kan fremstilles i det vesentlige renset vann, men hvor det dog med hensyn til de faste rester fortsatt er nødvend-ig med søppelplasser. Særlig ved i konsentrasjonen sterkt varierende og toksiske bestanddeler, er opparbeidelse og behandling i de kjente anlegg ikke gjennomførbart i den ut-strekning at det kan arbeides virkelig restfritt, dvs. uten behov for spesialdepoter for høytoksiske substanser. En videre ulempe ved de kjente anordninger består i at de av økonomiske hensyn er tilpasset en gjennomsnittlig mengde av avfall som skal behandles. Ved rensing av avfallsvann be-tyr dette at kapasiteten til anlegget ved en temporær større mengde, særlig på grunn av sesongavhengige større mengder, er vanligvis ikke tilstrekkelig, og den overskyt-ende mengde av avfallsvann som ikke kan bearbeides mellom-lagres i det gunstigste tilfelle eller det føres videre u-renset. Med hver av de kjente anordninger til opparbeidelse av spesielle avfall dannes det vanligvis en rekke forskjellige produkter hvis viderebehandling ville være mulig på forskjellige måter. Biogene avfall kan eksempelvis underkastes en kompostering, samtidig som det dog er mulig å underkaste biogene avfall en fermentering eller en umidd-elbar forbrenning.

Fra DE-AS 19 16 672 er det kjent en anordning til opparbeidelse av avfall, ved hvilken det fremstilles en vandig oppslamming og i denne oppslamming utføres i det minste delvis en finfordeling ved slagpåvirknig. DE-OS 21 32 537 viser og beskriver en fremgangsmåte ved opparbeidelse av fast avfall, ved hvilken det utføres en søppelknusing og deretter en slamseparering. Fra US-PS 4 113 185 er det kjent en anordning med hvilken en mekanisk opparbeidelse etterfølges av en slambehandling.

Ved de kjente anlegg er det vanlig å anvende kun en av de mulige fremgangsmåter for den videre opparbeidelse av mellom- eller sluttprodukter av søppelbehandlingen i best-emte anordninger og da søppelet som skal renses ikke utvis-er minste konsentrasjoner av videre nyttbare avfallstoffer som er nødvendig for økonomisk drift av slike etterkoblede anlegg, er et tvilsomt om hele anordningen er økonomisk.

Oppfinnelsen har nå til hensikt å frembringe en anordning av den innledningsvis nevnte art, hvilket gjennom anleggs-bestanddelenes utvalg og minste konfigurasjon sikrer høy fleksibilitet og behandling av forskjellige mengder og forskjellige sammensetninger i søppelet som skal behandles i større grad. Til løsning av denne oppgave består anordningen i henhold til oppfinnelsen i det vesentlige av kombinasjonen av de i og for seg kjente anordninger: a) en avvanning- og/eller tørkeanordning; b) en energinytte-anordning, særlig en varmekjele for forbrenningen av de brennbare stoffer som oppstår ved behandlingen sammen med ytterligere innførte brennbare stoffer; c) rensing av avfallsvann, særlig en mekanisk, biologisk og/eller kjemisk rensing, d) en komposteringsanordning for kompostering av organiske faststoffer og eventuelt e) en hydrometalurgisk anordning for opparbeiding og adskillelse av metaller fra metalliske eller metalloksid-henholdsvis saltholdige avfall,

samt befordringsanordninger til transport av sluttprodukter- eller mellomprodukter fra de enkelte anordninger henholdsvis anlegg til innførselsiden til minst en av de forutnevnte anordninger henholdsvis anlegg. Ved at behandl-ingsanordningen består av minst de nevnte anleggsdeler, kan det tas hensyn til ulike sammensetninger av søppelet som skal behandles gjennom en rekke alternative behandlings-måter på en enkel måte, hvorved fremgangsmåten kan gjøres betraktelig mer ..økonomisk. Fremfor alt muliggjør kombinasjonen i henhold til oppfinnelsen en rekke alternative opp-arbeidelsesverktøyer, hvilke sikrer at også energinytte-anordningene kan drives økonomisk. Energinytte-anordning-ene kan særlig drives økonomisk når de brennbare stoffer som oppstår ved behandlingen sammen gir lavere energi-inn-hold enn energinytte-anordningen kan utnytte hverved det i ethvert tilfelle forbrennes ytterligere innførte brennbare stoffer. Denne betingelse lar seg på enkel måte virkelig-gjøre ved at energiutnyttelsen etterkobles en forbruker hvis energibehov er større enn energien som de enkelte deler av anordningen frembringer, og at fremmed energi i størr-else av den nødvendige differens mellom energiutnyttelse og energibehov kan tilføres. Kun under denne forutsetning kan det oppnås en vidtgående restfri og også med hensyn til forbrenningsgass-sammensetningen optimal omsetning av mellomproduktene fra behandlingen av avfall. Det er videre en vesentlig forutsetning at en avvannings- og en tørkean-ordning forefinnes. Slik anordning for slambehandling gjør det mulig å tilføre tørket slam sammen med biogen eller organisk materiale fra den mekaniske opparbeidelse til energiutnyttelsen, eller også å tillate alternative oppar-beidelsesruter for mellomproduktene fra hver av disse trinnene. Når avfallsvann-rensingen er utformet som en biologisk rensing, oppstår også her slam, hvilken umiddelbart kan tilføres en slambehandling, særlig avvanning og/ eller tørking. Det samtidig foreliggende av en avfallsvann-rensing og en anordning til slambehandling medfører derved vesentlige fordeler overfor et isolert drevet kloakk-vann renseanlegg, særlig tatt i betraktning at energiut-

nytteren kun mates med det som oppstår som mellomprodukter ved avfalls-behandlingen, hvilket ligger under nominalkapa-siteten til energinytteren. Det er spesielt fordelaktig å anordne et komposteringsanlegg for kompostering av organiske faststoffer, til hvilket avvannet eller tørket slam fra både slambehandlingen og den mekaniske opparbeidelse kan tilføres alternativt til tilførsel til energinytteren. Innlemming av et komposteringsanlegg i anordningen i henhold til oppfinnelsen muliggjør derved samtidig en fleksi-bel føring av fremgangsmåten for opparbeidelsen. Endelig er det fordelaktig å anordne et hydrometalurgisk anlegg. I kommunalsøppel kan det uten videre foreligge brukte batte-rier og metallavfall, eksempelvis hermetikkbokser, og en slik hydrometallurgisk opparbeidelse muliggjør adskillelse og nyttegjøring av disse andeler av avfallet som skal behandles. Når det i henhold til en foretrukket videre ut-vikling av anordningen i henhold til oppfinnelsen, i tillegg minst er anordnet en anordning for fermentering, for enzymatisk hydrolyse og/eller ekstraksjon, får foreliggende av et hydrometallurgisk anlegg et ytterligere vesentlig aspekt. Ved fermenteringen skjer vanligvis nedbrytning av eggehvitestoffer og hydrogensulfidet som dannes herved kan nettopp da bearbeides spesielt lett, når de råstoffer som tilføres til fermenteringen også inneholder tungmetaller. I dette tilfelle dannes sulfidiske slam, hvilke umiddelbart kan tilføres den hydrometallurgiske opparbeidelse. Like-ledes kan organiske syrer fra fermenteringen tilføres den hydrometallurgiske opparbeidelse.

Komposteringsanlegget kan i henhold til oppfnnelsen på fordelaktig måte være forbundet med en gjødselopparbeiding, til hvilken også tørr-slam fra slambehandlingen kan til-føres .

I en videre forbedring av anordningen i henhold til oppfinnelsen er en anordning til forgassing og/eller konvert-ering av biogene avfall og/eller tørr-slam koblet foran energinytte-anordningen, hvilken er tilpasset både for-

brenning av gasser og også faststoffer.

For en ytterligere diversifisering av de mulige fremgangsmåte-mellomproduktene er slambehandlingen fortrinnsvis utformet slik at den omfatter en mekanisk avvanning og en termisk behandling, særlig under anvendelse av damp. Med en slik anordning kan det fremstilles hydrolysater for en etterkoblet fermentering, tørr-slam for energiutnyttelsen, komposteringen eller gjødselopparbeidelsen, og forbehandl-ede substrater for en enzymatisk hydrolyse henholdsvis ekstraksjon samt for fermentering, hvilke deretter innenfor anordningen i henhold til oppfinnelsen kan tilføres en egnet mellomforbruker.

En slik omfattende fornetning av de enkelte deler av en anordning for behandling av avfall muliggjør på en spesiell fordelaktig måte en utforming, ved hvilken kloakkslammen som oppstår ved avfallsvann-rensingen kan tilføres slambehandling og faststoffene som oppstår ved avfallsvann-rensingen kan tilføres den mekaniske opparbeidelse, idet igjen avfallsvann fra komposteringen, fra det hydrometallurgiske anlegg, den enzymatiske hydrolyse, ekstraksjon og fermentering, filtrater, kondensater og spillvann fra slambehandlingen, gass-vaskevann fra forbrenningen og forgassingen samt rensevann fra alle anleggsdeler kan tilføres avfallsvann-rensingen. Komposteringskondensatet som oppstår ved komposteringen, særlig r^O-dampflyktige substanser og organiske syrer, likesom hydrolysatene fra slambehandlingen kan herved tilføres fermenteringen. Fermenteringsrestene kan uten videre tilbakeføres til slambehandlingen og fermenteringsgassene umiddelbart tilføres energiutnyttelsen.

Som allerede nevnt kan det avvannede eller tørkede slam fra komposteringen tilføres gjødselopparbeidelsen, energiutnyttelsen eller forgassingen, hvorved det store antall alternative veier på spesiell enkel måte sikrer den optimale belastning av de enkelte anleggsdeler.

Den sulfidiske slam og/eller de organiske syrer som dannes ved fermenteringen kan likesom skrapjernet og de jernfrie metaller som utskilles ved den mekaniske opparbeidelse til-føres til det hydrometallurgiske anlegg. Endelig kan de biogene henholdsvis brennbare andeler fra den mekaniske opparbeidelse tilføres energiutnyttelsen og/eller forgassingen og/eller den enzymatiske hydrolyse henholdsvis ekstraksjon.

På grunn av den viste minste konfigurasjon av forskjellige anleggsdeler for anordningen i henhold til oppfinnelsen, er det til hver anleggsdel etterkoblet minst to fortrinnsvis flere forbrukere eller mellomforbrukere, slik at det mulig-gjøres stor grad av fleksibilitet og en økonomisk føring av fremgangsmåten under optimal belastning av de enkelte anleggsdeler. Ved kombinasjonen av de enkelte anleggsdeler oppnås det vesentlige fortrinn at en restfri opparbeidelse muliggjøres, dvs. en opparbeidelse hvorved nødvendigheten for et spesialdeponi bortfaller. Alle stoffer som til slutt føres ut fra fremgangsmåten kan utnyttes miljøvennlig. Herved er anordningen på fordelaktig måte utformet slik at det fra anordningen utføres aske fra forgassingen og energiutnyttelsen, nøytraliserte slam, Fe-skrapjern samt metaller fra det hydrometallurgiske anlegg, bioteknologiske produkter fra fermenteringen, "Hartstoffe" fra den mekaniske opparbeidelse, jordforbedringsmidler eller torverstatning fra gjødselopparbeidelsen og renset avfallsvann fra avfalls-rensingen og alle andre produkter kan overføres fra en del av anlegget til en annen del av anlegget til det oppnås minst et av de nevnte produkter.

Oppfinnelsen skal i det følgende belyses nærmere ved hjelp av tegninger på hvilke utføringseksempler er fremstilt som flytediagram.

Fig. 1 viser et fremgangsmåteskjerna innenfor rammen av anlegget i henhold til oppfinnelsen for opparbeidelse av hus-holdningssøppel i form av et flytediagram, fig, 2 viser et analogt fremgangsmåteskjerna for opparbeidelse av kloakkslam og fig. 3 viser et analogt fremgangsmåteskjerna for opparbeidelse av avlingsrester.

På fig. 1 tilføres kommunalt søppel til en mekanisk opparbeidelse 1. Fra denne mekaniske opparbeidelse kan det ut-føres jern, skrapjern og "faststoffer", hvorved faststoffene underkastes en våt opparbeidelse 2, ved hvilken adskill-elsen i jernfri metaller og mineraliske faststoffer skjer. Fra den mekaniske opparbeidelse 1 kan det videre utføres en kompostfraksjon, hvilken tilføres et komposteringsanlegg 3. Fra dette komposteringsanlegg 3 kan opparbeidelsesrester, hvilke vanligvis er brennbare, utføres og sammen med de brennbare deler fra den mekaniske opparbeidelse tilføres en enzymatisk hydrolyse 4. De brennbare deler henholdsvis fraksjoner betegnes ofte som søppel-brennstoff, "Brennstoff aus Miill (BRAM)" og inneholdre vanligvis cellulose. Ved den enzymatiske hydrolyse utvinnes et hydrolysat, hvilket tilføres en fermentering 5. Ved fermenteringen kan det gjennomføres en gjæring henholdsvis forråtnelse ved hvilke alt etter fremgangsmåten det fremstilles etanol, metan eller lignende. Til denne fermentering 5 kan videre kondensatene fra komposteringsanlegget 3 tilføres, hvorved det innføres tørket slam i komposteringsanlegget 3 og utføres finkornede andeler. Hydrolyserestene fra den enzymatiske hydrolyse når til slutt i en mekanisk og termisk slambehandling 6, til hvilken også biomasse i form av fermenter-ingsrester kan tilføres. Hydrolysatene og kondensatene fra denne mekaniske og termiske slambehandling kan igjen til-føres tilbake til fermenteringen 5. Tørkede hydrolyserest-er henholdsvis biomasse kan tildels tilføres komposteringsanlegget eller også tilbakeføres til den enzymatiske hydrolyse 4. Alternativt til dette kan en del av disse brennbare andeler underkastes en forbrenning 7, hvilken leverer den nødvendige energi for å fremstille damp for den mekaniske og termiske slambehandling. Endel av dette BRAM kan også tilføres en forgasning 8, hvorpå deretter den dannede gass tilføres forbrenningen 7. Både fra forgassingen og fra forbrenningen utføres aske og den energi som utvinnes kan nyttiggjøres av andre anleggsdeler.

Ved utformingen i henhold til fig. 2 opparbeides kloakkslam og finfordelt "Rechgut" og tilføres først en mekanisk og termisk slambehandling 6. Kondensatene og hydrolysatene fra denne mekaniske og termiske slambehandling tilføres igjen en fermentering 5 ved hvilken likesom beskrevet for fig. 1 alt etter fremgangsmåte det kan fremstilles etanol, metan eller lignende. Til fermenteringen kan igjen kondensater fra et etterkoblet komposteringsanlegg 3 tilføres, hvorved tørr-slammen fra den mekaniske og termiske slambehandling tilføres til dette komposteringsanlegg. Biomassen og fermenteringsrestene fra fermenteringen 5 kan igjen til-føres tilbake til den mekaniske og termiske slambehandling 6. I denne mekaniske og termiske slambehandling 6 innføres nyttevann over en ledning 9 og kloakkslam fra et avfallsvann-renséanlegg 10. Filtratene fra den mekaniske og termiske slambehandling kan tilføres avfallsvann-renseanlegget 10, fra hvilken det rensede vann kan trekkes ut og delvis tilbakeføres som nyttevann.

Finkomposten føres ut av komposteringsanlegget og likesom ved utføringen i henhold til fig. 1 tilført en sekundær brennstoff-fraksjon sammen med en del tørr-slam til en forbrenning 7 henholdsvis forgassing 8. Fra disse to trinn kan igjen aske utføres og gassen fra forgassingen kan underkastes forbrenning.

Ved utformingen i henhold til fig. 3 behandles opparbeid-ingen av avlingsrester i et anlegg i henhold til oppfinnelsen. Avlingsrester, foreksempel maisstrå, tilføres først en mekanisk opparbeidelse 6, hvoretter de finknuste avlingsrester etter utskilllelse av hardstoffer som foreksempel sand delvis tilføres et komposteringsanlegg 3. En annen del tilføres sammen med sekundærbrennstoff-fraksjonen fra komposteringsanlegget til en forbrenning 7 henholdsvis forgassing 8. En del av denne brennstoff-fraksjon tilføres dog en enzymatisk hydrolyse 4, ved hvilke de dannede hydrolysater igjen tilføres en fermentering 5. Til denne fermentering 5 tilføres igjen kondensatene fra komposteringsanlegget og vanligvis også kondensatene henholdsvis hydrolysatene fra en etterkoblet mekanisk og termisk slambehandling 6. Biomassen henholdsvis fermenteringsrestene som forblir i fermenteringen kan igjen som ved fremgangsmåten i henhold til fig. 1 tilføres tilbake til den mekaniske og termiske slambehandling 6. Fra den mekaniske og termiske slambehandling utføres i en avvannet og tørket faststoff-fraksjon, som danner tørr-slam og som sådan minst delvis kan tilføres komposteringsanlegget 3.

Fra forbrenningen henholdsvis forgassingen utføres i en akse, det dannes energi, og dampen som dannes tilføres den mekaniske og termiske slammbehandling.

For samtidig opparbeiding av husholdningssøppel, kloakkslam og/eller avlingsrester kan det anvendes enhver kombinasjon av disse anleggsdeler, særlig lar det seg som innledningsvis beskrevet også tilslutte en hydrometallurgisk opparbeidelse, som det i henhold til utførelseseksempel etter fig. 1 i tilslutning til våt-opparbeidelsen er antydet.

Claims (12)

1. Anordning ved behandling av avfall som foreksempel kommunale eller industrielle faste avfall, avfallsvann og slam med en mekanisk opparbeidelse av faste avfall, særlig en søppelknuser og/eller sø ppelsorterer og en anordning til slambehandling, karakterisert ved den etterfø lgende kombinasjon av i og for seg kjente anordninger: a) en avvannings- og/eller tørkeanordning; b) en energiutnyttelses-anordning, særlig en brennkjele for forbrenning av ved behandlingen oppstående brennbare stoffer sammen med ytterligere innførte brennbare stoffer; c) en avfallsvann-resning, særlig en mekanisk, biologisk og/eller kjemisk rensing; d) et komposteringsanlegg til kompostering av organiske faststoffer og eventuelt e) et hydrometallurgisk anlegg til opparbeidelse og adskillelse av metaller fra metalliske eller metalloksid-henholdsvis saltholdige avfall, samt en befordringsanordning til transport av sluttprodukt-ene eller mellomproduktene fra hver av disse anordninger henholdsvis anlegg til innfø rselssiden til minst en av de forutnevnte anordninger henholdsvis anlegg.

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved at det i tillegg minst er anordnet en anordning til fermentering, til enzymatisk hydrolyse og/eller ekstraksjon.

3. Anordning i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at en gjødselopparbeid-ing er etterkoblet komposteringsanlegget og/eller slambe- handl ingen.

4. Anordning i henhold til krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at en anordning til forgassing av biogene avfall og/eller av tørr-slam er for-koblet energi nytte-anordningen og at energinytte-anordningen er tilpasset både forbrenning av gasser og faststoffer.

5. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 4, karakterisert ved at slambehandlingen omfatter en mekanisk avvanning og en termisk behandling, særlig under anvendelse av damp.

6. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 5, karakterisert ved at slammen som oppstår ved avfallsvann-rensingen kan tilfø res slambehandlingen og at faststoffene som oppstår ved avfallsvann-rensingen kan tilføres den mekaniske opparbeidelse og at avfallsvann fra komposteringen, avfallsvann fra det hydrometallurgiske anlegg, den enzymatiske hydrolyse, ekstraksjon og fermentering, filtrater, kondensater og spillvann fra slambehandlingen, gassvaskevann fra forbrenningen og forgassingen samt rensevann fra alle anleggsdeler kan tilføres avfallsvann-rensingen.

7. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 6, karakterisert ved at komposteringskonden-satene, særlig r^O-dampflyktige substanser og organiske syrer likesom hydrolysatene fra slambehandlingen, kan til-føres fermenteringen, at fermenteringsrestene kan tilføres slambehandlingen og at fermenteringsgassene kan tilføres energiutnyttelsen.

8. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 7, karakterisert ved at det avvannede eller tørkede slam kan tilføres komposteringen og/eller energiutnyttelsen .

9. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 8, karakterisert ved at det sulfidiske slam og/eller de organiske syrer som dannes ved fermenteringen samt skrapjern-fraksjonen og adskilt jernfrie metaller fra den mekaniske opparbeidelsen kan tilføres det hydrometallurgiske anlegg.

10. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 9, karakterisert ved at de biogene henholdsvis brennbare deler fra den mekaniske opparbeidelsen kan tilføres energiutnyttelsen og/eller forgassingen og/eller den enzymatiske hydrolyse henholdsvis ekstraksjon.

11. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 10, karakterisert ved at det fra anordningen kan utføres aske fra forgassing og energidannelsen, nøytra-lisert slam, Fe-skrap samt metaller fra det hydrometallurgiske anlegg, bioteknologiske produkter fra fermenteringen, hardstoffer fra den mekaniske opparbeidelse, gjødsel, jordforbedringsmidler eller torverstatning fra gjødselopp-arbeidelsen og renset avfallsvann fra avfallsvann-rensingen og alle andre produkter kan innenfor anlegget overføres fra en del til en annen del av anlegget til det oppnås minst et av de nevnte produkter.

12. Anordning i henhold til et av kravene 1 til og med 11, karakterisert ved at en forbruker er etterkoblet til energiutnytteren, hvis energibehov er større en den energi som leveres fra de enkelte deler av anordningen og at fremmed energi på størrelse av den nød-vendige differens i energiutnyttelsen kan tilføres.