WO1999024168A1 - Verfahren und vorrichtung zur wertstoffgewinnung aus gebrauchten hygieneprodukten - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for extracting valuable materials from used hygiene products, such as incontinence articles and feminine hygiene products, from absorbent composites.
  • the latter contain a cellulose-containing absorption layer, superabsorbent polymers and a backing sheet and / or top sheet made of plastic film attached to the absorption layer.
  • the task is to specify a method in which a separation of cellulose material and superabsorbents is also possible, but the separation is more effective and in particular the washing liquor is not loaded with the superabsorbents, but the latter from them are to be separated.
  • This object is achieved by a process which is characterized in that the superabsorbent polymers present in the wash liquor as a swollen, highly water-containing gel are converted into a contracted, water-insoluble state with a specific mass above 1 g / cm 3 under gel contraction the sinking in the wash liquor from the floating cellulose fibers and pollution particles as well as from the wash liquor itself.
  • the superabsorbents are typically acrylic polymers that can absorb many times their own weight in water. When swollen, they have a specific weight of about 1 g / cm3 and are very difficult to separate from water. Only the transfer to compounds with alkaline earths gives them a specific weight sufficiently above 1 g / cm3, i.e. above that of water, whereby these contracted gels now sink and can be separated from the water relatively easily - compared to the only swollen state.
  • gel contraction is achieved by adding salts, hydroxides and oxides of the alkaline earth metals, in particular calcium and magnesium. Both the calcium and magnesium compounds are relatively inexpensive to obtain and therefore inexpensive to use.
  • alkaline earth salts hydroxides or oxides, if appropriate also mixed, for the gel contraction of the superabsorbent polymers.
  • Calcium chloride and magnesium chloride are preferably suitable for this, but also magnesium sulfate, calcium hydroxide or calcium oxide.
  • the soiled washing liquor can be separated from the deposited superabsorbent polymers by decanting, the solids being able to be removed from the pool base in the latter procedure.
  • Period of time between 10 seconds and 20 minutes, preferably in a period of 3 to 5 minutes.
  • the upstream dry separation of film and cellulose / SAP fraction and the division into two separate washing sections for plastic and cellulose / SAP fraction can save a considerable amount of equipment and, moreover, energy and water.
  • the contamination of the plastic film is relatively easy to remove, while cleaning the soiled cellulose with the adhering SAP particles is considerably more complex. , - It also prevents the aqueous liquors from influencing each other with the substances to be washed. The separation required after washing the pulp superabsorbent fraction is possible continuously.
  • the cellulose-containing absorption layer is torn dry from the existing backsheets and / or topsheets, so that the present sections of the plastic film used essentially maintain their size and are therefore also easier to separate mechanically from the other fractions.
  • the dissolved amount of calcium chloride can be worked.
  • An apparatus for carrying out the method comprises in particular a washing section downstream of a fiberizing machine, which has at least one washing trough and is characterized in that the or each washing trough has a bottom area or is connected to a separate settling basin which is connected to the a discharge opening is provided, from which the contracted superabsorbent polymers can be removed.
  • a cyclone separator is installed downstream of the defibration machine, which in turn is connected upstream of the washing trough.
  • the washing section is followed by a film separating basin, each with a scoop sieve, which is preferably a curved sieve.
  • the scraps of film are picked up using a conveyor belt.
  • the scooping screens can be emptied into a dewatering screw which screens the foils
  • a corrugated disk mill has proven to be a favorable embodiment for the fiberizing machine.
  • Fig. L is a schematic view of the device as a whole
  • Fig. 2 dry separation of the plastic fraction
  • FIG. 3 shows a washing trough for the washing liquor with an acrylate discharge
  • Fig. 4 shows the shape of the agitator shafts in the pulp ash
  • Fig. 5 shows the shape of the film transport devices in the film washing of the plastic fraction.
  • FIG. 1 shows the details of a device as it is used for a method for treating hygiene products made of absorbent composites and for extracting valuable materials.
  • Incontinence articles and baby diapers are produced in hospitals, retirement homes and private households, which are contaminated with faeces and urine. These articles are collected in hermetically sealed lid bags, which are brought together in containers. Shortly before processing, the closed lid sacks are fed to an automatic opening device 2, opened and conveyed on by a conveyor belt 30, opened. Any impurities, for example plastic parts such as syringes or similar foreign bodies, are removed on a sorting table 3 manually or using manipulators. Metal parts are separated out using metal detectors and manipulators.
  • the pre-cleaned disposable articles then arrive via a further conveyor belt 31 to a disk or corrugated mill 4, in which the disposable articles are torn into small pieces in the non-wetted state, the back and / or top sheet made of plastic film attached to the absorption layer corresponding to the function of the disk mill undamaged and largely torn down without cellulose.
  • the plastic film usually consists of polyethylene or polypropylene, although other film materials, for example starch derivatives, are also known.
  • the shredded and torn material is then sent through a cyclone container 5 to separate and remove cellulose fine particles and dust that arise in the disk shredder from the outset.
  • the material coming out of the cyclone separator 5 remains unwetted and not watered and is guided over a conveyor section 6. Then it arrives in the dry separation section 7 (see FIG. 2).
  • continuously moving bar rakes 40 take up the vertically falling material stream 41 and collect the plastic fraction 42.
  • the separated plastic fraction 42 is transferred to a conveyor belt 33 by lowering the bars 43 from the bar rake 40.
  • the pulp fraction 44 falls through the rods 43 onto the conveyor belt 34 and is continuously processed separately.
  • the plastic fraction 42 goes into a foil wash 8a, the remaining fractions (pulp and SAP) into a pulp wash 8b.
  • a washing liquor is present in the washing tub of the cellulose wash 8b.
  • the temperature of the aqueous washing liquor is about 20 ° C.
  • Calcium chloride is added to the liquor in an amount that induces the gel collapse of the SAP, namely about 10-5 to 10-6 mol / 1.
  • the swollen superabsorbent polymer is converted by the dissolved alkaline earth salt into a water-insoluble, white and elastic, but no longer flowable gel with a specific weight sufficiently larger than 1 g / cm 3.
  • the washing liquor from the cellulose washing is transferred to one or more further basins, stirred and circulated, so that the mass is washed and rinsed. Faeces are discharged through the wash liquor 9.
  • the sedimentation basin 9 is provided with discharge funnels 32 on its pool floor, in which the sunken and contracted amounts of gel are collected and kept ready for removal. Incoming air ensures that the cellulose fibers are kept in suspension and rise upwards so that they cannot escape with the contracted SAP particles. Remnants of plastic films are also carried to the surface.
  • FIG. 3 shows the sedimentation basin 9 in a somewhat more detailed representation. Air flowing in from the side, which has a floating effect in the water, swirls the cellulose constituents and carries them upwards, forming a middle layer. In the uppermost part of the sedimentation tank, lighter plastic parts are collected which can be fished out or otherwise removed.
  • Collapsed SAP particles collect at the base of the settling basin 9 and are sucked off by a periodically acting suction device 35.
  • the freed washing liquor is introduced into a separation basin 10, where the cellulose fibers are removed from the basin 10 via a curved sieve 11 and fed into a dewatering screw 12.
  • the water is extracted from them by means of the drainage screw 12.
  • the water that is pressed out is drained into a pump sump and fed back into the washing and treatment section after cleaning.
  • the cellulose fibers removed are washed again in a post-wash in a container 13.
  • the cellulose fibers are then fed via a curved screen to a so-called omni-sorter system 14 (FIG. 1 a), as is known per se to the person skilled in the art. Residual foreign bodies are removed from the cellulose fibers and the last remaining poly- ⁇ , scraps of ethylene and polypropylene film screened out.
  • the cellulose is in this case pressed by means of a rotor through a sieve, wherein a Behoff- is achieved 5 of mung Siebkorbinneren by the shape of the rotor.
  • a UV disinfection section is integrated in the water circuit of the omni-sorter system 14.
  • Cellulose and water are disinfected here.
  • the disinfected and cleaned cellulose can then for various areas of the pulp, n production are used, in particular "virgin" material be admixed, for example, in the paper production.
  • the propulsion in the film washing section 8a takes place via a conveyor arm arrangement 50 shown in FIG. 5.
  • a take-off bath 19 which receives the pieces of film floating on the water due to their lower density and conveys them to a collecting container (not shown).
  • the plastic scraps from the washing section 8b which have occurred in the meantime are also collected for recycling.
  • the wastewater treatment of the water 5 to be circulated is carried out approximately every week.
  • the water is transferred to an elevated tank 15 (FIG. 1b), a biological wastewater treatment taking place over a period of three weeks.
  • the water is nitrified, ie enriched with nitrogen gas.
  • the water passes from the elevated wastewater tank 15 into a sedimentation tank 16, in which the sewage sludge settles and nitrification is carried out again.
  • the pre-clarified water now goes into a reverse osmosis system with upstream ultrafiltration.
  • the cleaned water after the reverse osmosis is stored in a fresh water storage tank and fed to the water cycle as required.
  • the enriched concentrate of the reverse osmosis is distilled in a vacuum evaporator and the purified distillate is also fed back into the water cycle.
  • the concentrate of the vacuum evaporation is residual material and is disposed of as residual waste.
  • the result is a process that enables the recovery of valuable materials from disposable products with relatively little effort and also enables the recovery of a large amount of valuable materials.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Hygieneprodukten aus absorbierenden Verbundstoffen. Folgende Verfahrensschritte werden nacheinander angewandt: mechanisches Zerkleinern der verschmutzten Hygieneprodukte unter Ablösung des an der Absorptionsschicht angebrachten Back- und/oder Topsheets ohne Hinzufügung einer Flüssigkeit; Überführen der zerkleinerten Wegwerfartikel in wenigstens eine Wasch- und Trennflotte und Trennen der Stoffgruppen: Folien, Superabsorber-Polymere, Cellulose-Teile, Verschmutzungsstoffe; Überführen der in der Waschflotte als gequollenes, stark wasserhaltiges Gel vorliegenden Superabsorber-Polymere unter Gelkontraktion in einen kontrahierten, mit einer spezifischen Masse über 1g/cm3 liegenden wasserunlöslichen Zustand; Trennung der abgesunkenen SAP von den schwimmenden Cellulosefasern und Verschmutzungsteilchen sowie von der Waschflotte; Reinigen, Desinfizieren, Trocknen und Aufbereiten der gereinigten Cellulosefasern; Reinigen und Aufbereiten der Folien-Teile.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Wertstoffgewinnung aus gebrauchten Hygieneprodukten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wertstoffgewinnung aus gebrauchten Hygieneprodukten, wie Inkontinenzartikeln und Damenhygieneprodukten aus absorbierenden Verbundstoffen. Letztere enthalten eine cellulosehaltige Absorptionsschicht, Superabsorber-Polymere und ein an der Absorptionsschicht angebrachtes Back- und/oder Topsheet aus Kunststoffolie.
Es ist bekannt, mit folgenden Verfahrensschritten zu arbeiten:
- mechanische Zerkleinerung der verschmutzten Wegwerfartikel unter Ablösung eines an der Absorptionsschicht angebrachten Back- und/oder Topsheets aus Folie,
- Überführen der zerkleinerten Wegwerfartikel in eine Wasch- und Trennflotte und Trennen der Stoffgruppen
• Folien
• Superabsorber-Polymere
• Cellulose-Teile,
• Verschmutzungsstoffe
- Reinigen, Desinfizieren, Trocknen und Aufbereiten der gereinigten Cellulosefasern,
- Reinigen und Aufbereiten der Folien-Teile. Bekannt ist ein Verfahren aus der US-A 5,322,225. In dieser Patentschrift wird darauf hingewiesen, daß bereits verschiedene Versuche gemacht worden sind, um das Problem des Re- cycelns von Wegwerfwindeln, Hygieneartikeln und ähnlichen Zellstoffhaltigen Produkten zu ermöglichen. Die im Stand der Technik referierten Verfahren gehen davon aus, daß die cellu- losehaltigen Artikel eine Mischung aus Vliesen, Kunststoff- Abschlußmaterial (Folien) und eine Füllung aus Flockmaterial, bestehend aus Cellulose und Superabsorbentien enthält.
Im vorgenannten Stand der Technik wird nun darauf hingewiesen, daß das Problem bei derartigen Verfahren nicht das der Cellulose-Wiedergewinnung und des Entfernens der Kunststoff- Folien ist, sondern die Trennung der Cellulose von den Superabsorbentien. Alle im Stand der Technik US 5,322,225 refer- tierten, seinerzeit bekannten Verfahren litten daher unter dem Nachteil, daß der Trennprozeß der Cellulosefasern von den Superabsorbentien nicht effektiv konzipiert sei.
Um dieses Problem zu lösen, wird in der US 5,322,225 vorgeschlagen, bei einem Verfahren des vorgenannten Oberbegriffes den Cellulosestrom im Wasser zu desintegrieren und die Cellulosefasern und -flocken von den Superabsorbentien zu trennen und letzere zusammen mit dem Abwasser zu verwerfen. Das Heraustragen der Celluloseflocken und -fasern geschieht durch eine spezielle Vorrichtung? die eine rauhe Oberfläche umfaßt, die das Cellulosematerial aus dem Wasser herausfischt . Eine Trennung der Superabsorbentien von der übrigen Waschflotte ist nicht vorgesehen.
Gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, bei dem ebenfalls eine Trennung von Cellulose-Material und Superabsorbentien möglich ist, wobei jedoch die Trennung effektiver ist und insbesondere die Waschflotte nicht mit den Superabsorbentien belastet wird, sondern letztere von dieser zu trennen sind. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet, daß die in der Waschflotte als gequollenes, stark wasserhaltiges Gel vorliegenden Superabsorber-Polymere unter Gelkontraktion in einen kontrahierten, mit einer spezifischen Masse über l g/cm3 liegenden wasserunlöslichen Zustand überführt werden -und nach dem Absinken in der Waschflotte von den schwimmenden Cellulosefasern und Verschmutzungsteilchen sowie von der Waschflotte selbst getrennt werden.
Bei den Superabsorbentien handelt es sich typischerweise um Acrylpolymere, die ein Vielfaches ihres Eigengewichtes an Wasser absorbieren können. Im gequollenen Zustand haben sie etwa das spezifische Gewicht 1 g/cm3 und sind sehr schwer von Wasser zu trennen. Erst die Überführung in Verbindungen mit Erdalkalien verleiht ihnen ein spezifisches Gewicht ausreichend über l g/cm3, also über dem des Wassers, wobei diese kontrahierten Gele nunmehr absinken und relativ leicht - verglichen mit dem nur gequollenen Zustand - vom Wasser getrennt werden können.
Es wurde gefunden, daß eine Gelkontraktion durch Zugabe von Salzen, Hydroxiden und Oxiden der Erdalkali-Metalle, insbesondere von Calcium und Magnesium, erzielt wird. Sowohl die Calcium- als auch die Magnesiumverbindungen sind relativ preiswert zu erhalten und damit kostengünstig einzusetzen.
Die Gelkontraktion unterscheidet sich grundlegend von üblichen Ausflockungsmechanismen. Bei Zusatz beispielsweise von Calciumchlorid (CaCla) gibt das Natriumpolyacrylatgel das enthaltene Wasser wieder ab. Dieser Prozeß geschieht innerhalb kurzer Zeiträume . Schon nach 10 Sekunden beginnt der eigentliche Kontraktionsprozeß, der sich dann etwa 3 bis 5 Minuten hinzieht, je nach Konzentration, Temperatur und pH-Wert. Es entsteht der optische Eindruck einer "Zusammenballung" . Nach 24 Stunden hat sich das Polymer in einen harten, kalksteinähnlichen Festkörper aus Calciumpolyacrylat umgewandelt. Dieser Stoff ist wasserunlöslich und kann entweder abgelagert oder in eine Acrylat-Verbindung zurückgeführt werden.
Vorzugsweise werden daher für die Gelkontraktion der Superabsorber-Polymere Erdalkalisalze, -hydroxide oder -oxide, gegebenenfalls auch vermischt, verwendet. Hierzu eignen sich vorzugsweise Calciumchlorid und Magnesiumchlorid, aber auch Magnesiumsulfat, Claziumhydroxid oder Calciumoxid.
Während sich durch Kontraktion bildende Körnchen auf dem Boden des Waschtroges absetzen, werden die Cellulosefasern mittels einströmender Luft in der Schwebe gehalten und können dann abgeschöpft werden.
Die verschmutzte Waschflotte kann durch Dekantieren von den abgesetzten Superabsorber-Polymeren getrennt werden, wobei bei letzerer Vorgehensweise die Festkörper vom Beckengrund abgezogen werden können.
Die bei der Gelkontraktion herrschenden Parameter können wie folgt angegeben werden:
- pH-Wert in der Waschflotte auf einem Wert zwischen 6 und 14, vorzugsweise zwischen 6,5 und 8,0;
- Waschflottentemperatur zwischen 15 und 100°C, vorzugsweise zwischen 18 und 30°C;
- Zeitspanne zwischen 10 Sekunden und 20 Minuten, vorzugsweise in einer Zeitspanne von 3 bis 5 Minuten.
Es stellt sich weiterhin die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, das kontinuierlich durchgeführt werden kann, das einen geringeren Aufwand an Stationen aufweist und das mit einem moderaten Energie- und Wasseraufwand auskommt.
Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, das mit folgenden Verfahrensschritten arbeitet :
- mechanisches Zerkleinern der Verbundstoffe ohne Hinzufügung von Flüssigkeit,
- mechanisches Abtrennen der Kunststoffolie von der cellulosehaltigen Absorptionsschicht mit den Superabsorbentien,
- Überführen der Kunststoffolien-Fraktion und der cellulose- und absorberhaltigen Fraktion in getrennte Waschflotten,
- Waschen der Fraktionen, 0 - Trennen in einer kontinuierlich zu betreibenden wäßrigen Trennstrecke von Cellulose und Superabsorbentien, letztere nach Gelkontraktion und Ausfällen,
- Gewinnen und gegebenenfalls Weiterverarbeiten der drei gewaschenen Fraktionen Kunststoffolie, Cellulose und C- Superabsorbentien.
Inbesondere durch das vorgeschaltete trockene Trennen von Folie und Zellstoff/SAP-Fraktion und das Aufteilen in zwei separate Waschstrecken für Kunststoff und Zellstoff/SAP-Fraktion läßt sich eine erhebliche Menge an apparativem Aufwand und darüber hinaus an Energie und Wasser sparen. Die Verschmutzung der Kunststoffolie ist relativ einfach zu beseitigen, während das Reinigen des verschmutzten Zellstoffes mit den anhaftenden SAP-Teilchen erheblich aufwendiger ist . ,- Außerdem wird verhindert, daß die wäßrigen Flotten mit den zu waschenden Stoffen sich gegenseitig beeinflussen. Das nach dem Waschen der Zellstoff-Superabsorbens-Fraktion erforderliche Trennen ist kontinuierlich möglich.
Insbesondere wird die cellulosehaltige Absorptionsschicht trocken von den vorhandenen Back- und/oder Topsheets gerissen, so daß die vorliegenden Abschnitte der verwendeten Kunststoffolie im wesentlichen ihre Größe beibehalten und damit auch leichter mechanisch von den übrigen Fraktionen abtrennbar sind.
Damit kann an einer Waschstrecke kontinuierlich gearbeitet werden, indem die Komponenten verrührt und vermischt werden und anschließend in einer Absetzstrecke Zellstoff und kolla- biertes SAP voneinander getrennt werden. Als treibende Kraft für diese Durchströmung dient die Fließenergie des Wassers, das im Kreislauf fließt. Mit Hilfe spezieller Rührwellen mit abgeknickten Schaufeln ergeben sich mechanische Schlagkräfte, die die Zellstoff-Reinigung verbessern. Hierbei wird auch ein Vortrieb erzeugt, der den Zellstoff, dessen Dichte geringfügig höher ist als die des Wassers, vorantreibt.
1 0 Durch geeignete Einstellung der Fließgeschwindigkeit und der Zeitdauer der SAP-Rückquellung können diese so koordiniert werden, daß im Bereich der Abtrennung alles SAP rückgequollen ist.
, c Zur Gelkontraktion der SAP eignet sich eine Calciumchlorid- Lösung, die im neutralen Bereich gehalten wird, also bei einem pH-Wert zwischen 6,5 und 8,0,und mit der bei Zimmertemperatur, also im Bereich von 18° bis 30° C, gearbeitet werden kann. Die gelöste Menge an Calciumchlorid kann bei
9n 10-6 bis 10-4 Mol/1 gehalten werden. Von den vorgenannten Werten kann je nach Verschmutzungsgrad, Art des Superab- sorbens und ähnlichen technologischen Parametern auch abgewichen werden.
2(- Die Trennung und das Ausfällen erfolgt im Schwerkraftfeld durch Flotation der Cellulose-Suspension mittels Lufteinblasen und Absinkenlassen ües kontrahierten SAP, die am Grund über Trichter od. dgl . abgezogen werden kann.
30 Um von Anfang an eine gute Durchmischung zu haben, aber auch um Zersetzungsprozesse vor dem Zerkleinern zu unterdrücken, werden die die Gelkontraktion hervorrufenden Salze den noch unzerrissenen Wegwerfartikeln in ausreichender Menge beigemischt. Es ist auch möglich, der Waschflotte die Salze nach _ dem Zerreißen und Aufschwemmen in trockener oder vorgelöster Form beizufügen. • 1 Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt insbesondere eine einer Zerfaserungsmaschine nachgeschaltete Waschstrecke, die wenigstens einen Waschtrog aufweist und dadurch gekennzeichnet ist, daß der bzw. jeder Waschtrog einen 5 Bodenbereich aufweist oder mit einem gesonderten Absetzbek- ken verbunden ist, der oder das mit einer Abführöffnung versehen ist, aus der die abgesetzten kontrahierten Superabsorber-Polymere abführbar sind.
10 Um Staubentwicklung zu unterdrücken und von vorneherein die Fasermenge zu verkleinern, wird der Zerfaserungsmaschine ein Zyklonabscheider nachgeschaltet, der dem Waschtrog wiederum vorgeschaltet ist.
15 Darüberhinaus wird der Waschstrecke ein Folien-Trennbecken mit jeweils einem Schöpfsieb, das vorzugsweise ein Bogensieb ist, nachgeschaltet. Die Folien-Fetzen werden mithilfe eines Förderbandes aufgenommen. Die Schöpfsiebe können in eine Ent- wässerungsschnecke entleert werden, die die Folien absiebt
20 und ihnen das unerwünschte Wasser entzieht.
Als günstige Ausführungsform für die Zerfaserungsmaschine hat sich eine Riffelscheibenmühle erwiesen.
-P- Ausführungsbeispiele der bei dem Verfahrensablauf verwendeten Einzelteile sind anhand der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeig€n:
Fig. l eine schematische Ansicht der Vorrichtung im Ganzen
30 mit verschieden Einzelteilen;
Fig. la und lb Detaillösungen der Wasser-Aufbereitung;
Fig. 2 Trockenabtrennung der Kunststoff-Fraktion;
35
Fig. 3 einen Waschtrog für die Waschflotte mit einem Acrylat-Abzug; Fig. 4 Darstellung der Form der Rührwellen in der Zellstoff asche ;
Fig. 5 Darstellung der Form der Folien-Transportvorrichtungen in der Folienwäsche der Kunststoff-Fraktion.
Das in Fig. 1 dargestellte Schema zeigt die Einzelheiten einer Vorrichtung, wie sie für ein Verfahren zum Behandeln von Hygieneprodukten aus absorbierenden Verbundstoffen und zur Wertstoffgewinnung verwendet wird.
In Krankenhäusern, Seniorenheimen und Privathaushalten fallen Inkontinenzartikel und Babywindeln an, die mit Fäkalien und Urin verschmutzt sind. Diese Artikel werden in luftdicht verschlossene Deckelsäcken gesammelt, welche in Containern zusammengeführt werden. Kurz vor der Verarbeitung werden die geschlossenen Deckelsäcke einer automatischen Öffnungsvorrichtung 2 zugeführt, geöffnet und mit einem Förderband 30 weiterbefördert, geöffnet. Auf einem Sortiertisch 3 werden manuell oder über Manipulatoren eventuelle Störstoffe entfernt, beispielsweise Kunststoffteile, wie Spritzen, oder ähnliche Fremdkörper. Metallteile werden über Metalldetektoren und Manipulatoren ausgesondert .
Über ein weiteres Förderband 31 gelangen dann die vorgereinigten Wegwerfartikel zu eϊner Scheiben- oder Riffelmühle 4, in der die Wegwerfartikel im unbenetzten Zustand in kleine Stücke zerrissen werden, wobei entsprechend der Funktion der Scheibenmühle das an der Absorptionsschicht angebrachte Back- und/oder Topsheet aus Kunststoffolie unbeschädigt und weitgehend zellstoffrei abgerissen wird. Die Kunststoffolie besteht üblicherweise aus Polyethylen oder Polypropylen, wobei andere Folienmaterialien, beispielsweise Stärkederivate, ebenfalls bekannt sind.
Das zerkleinerte und gerissene Material wird anschließend über einen Zyklonbehälter 5 geschickt, um Cellulose-Feinteilchen und Staub, die im Scheibenzerkleinerer entstehen, von vorneherein abzutrennen und abzuführen.
Das aus dem Zyklonabscheider 5 kommende Material bleibt weiterhin unbenetzt und ungewässert und wird über eine Förderstrecke 6 geführt. Anschließend gelangt es in die Trockenabtrennstrecke 7 (vgl. Figur 2) . Wie aus Fig. 2 detailliert erkennbar ist, nehmen kontinuierlich sich bewegende Stabrechen 40 den senkrecht fallenden Materialstrom 41 auf und fangen die Kunststoff-Fraktion 42 auf. Die abgetrennte Kunststoff-Fraktion 42 werden auf ein Förderband 33 durch Absenken der Stäbe 43 vom Stabrechen 40 überführt. Die Zellstoff- Fraktion 44 dagegen fällt durch die Stäbe 43 hindurch auf das Förderband 34 und wird getrennt kontinuierlich weiterbehandelt .
Nach der Abtrennung gelangt die Kunststoff-Fraktion 42 in eine Folienwäsche 8a, die restlichen Fraktionen (Zellstoff und SAP) in eine Zellstoffwasche 8b.
In dem Waschtrog der Zellstoffwäsche 8b ist eine Waschflotte vorhanden. Die Temperatur der wäßrigen Waschflotte beträgt etwa 20°C. Es wird der Flotte Calciumchlorid in einer Menge, die die Gelkollabierung des SAP induziert, nämlich etwa 10-5 bis 10-6 Mol/1. Das gequollene Superabsorber-Polymer wird durch das gelöste Erdalkal'1-Salz in ein wasserunlösliches, weißes und elastisches, aber nicht mehr fließfähiges Gel mit einem spezifischen Gewicht ausreichend größer l g/cm3 umgewandelt .
Die Waschflotte der Zellstoffwäsche wird in ein oder mehrere weitere Becken überführt, gerührt und umgewälzt, so daß die Masse gewaschen und gespült wird. Fäkalien werden hierbei durch die Waschflotte 9 abgeführt .
Anschließend wird in einem gesonderten Absetzbecken 9 (vgl . Fig. 3), eine Flotation durchgeführt. An seinem Beckenboden ist das Absetzbecken 9 mit Abführtrichtern 32 versehen, in denen die abgesunkenen und kontrahierten Gelmengen gesammelt und zum Abführen bereitgehalten werden. Durch einströmende Luft wird dafür gesorgt, daß die Cellulosefasern in Schwebe gehalten werden und nach oben steigen, so daß sie nicht mit den kontrahierten SAP-Teilchen austreten können. Ferner werden Reste von Kunststoff-Folien an die Oberfläche getragen.
Fig. 3 zeigt in etwas detaillierter Darstellung das Absetzbecken 9. Über seitlich einströmende Luft, die im Wasser flotierend wirkt, werden die Cellulosebestandteile verwirbelt und nach oben getragen und bilden eine mittlere Schicht . Im obersten Teil des Absetzbeckens sammeln sich leichtere Kunststoffteilreste die dort abgefischt oder anderweitig entfernt werden können.
Am Grunde des Absetzbeckens 9 sammeln sich kollabierte SAP- Teilchen, die über eine periodisch wirkende Absaugvorrichtung 35 abgesaugt werden.
Nachdem die Superabsorber abgezogen sind, wird die befreite Waschflotte in ein Trennbecken 10 eingeführt, wo die Cellulosefasern über ein Bogensieb 11 aus dem Becken 10 entfernt und in eine Entwässerungsschnecke 12 eingespeist werden. Mittels der Entwässerungsschnecke 12 wird ihnen das Wasser entzogen. Das herausgedrückte Wasser wird in einen Pumpensumpf abgeführt und nach Reinigung der Wasch- und Behandlungsstrecke wieder zugeführt .
Die entnommenen Cellulosefasern werden in einer Nachwäsche in einem Behälter 13 nochmals gewaschen. Die Cellulosefasern werden danach über ein Bogensieb einer sogenannten Omni-Sorter-Anlage 14 (Figur la) zugeführt, wie sie dem Fachmann an sich bekannt ist. Hier werden restliche Fremdkörper aus den Zellulosefasern entfernt und letzte noch vorhandene Poly- ■, ethylen- und Polypropylenfolien-Fetzen herausgesiebt.
Die Zellulose wird hierbei mittels eines Rotors durch ein Sieb gedrückt, wobei durch die Form des Rotors eine Beräu- 5 mung des Siebkorbinneren erreicht wird. Gleichzeitig ist in dem Wasserkreislauf der Omni-Sorter-Anlage 14 eine UV-Desin- fektionsstrecke integriert. Zellstoff und Wasser werden hier desinfiziert. Die desinfizierte und gereinigte Zellulose kann anschließend für verschiedene Bereiche der Zellstoff- , n Produktion verwendet werden, insbesondere auch "jungfräulichem" Material zugemischt werden, beispielsweise in der Papier-Produktion .
In der Folienwaschstrecke 8a werd die Folienstücke 42 von
15 Fäkalien gereinigt. Der Vortrieb in der Folienwaschstreck 8a erfolgt über eine in Fig. 5 dargestellte Förderarmanordnung 50. Am Ende der Folienwaschstrecke befindet sich ein Abnahmebad 19, das die auf dem Wasser infolge geringerer Dichte aufschwimmenden Folienstücke aufnimmt und in einen Sammelbehälter (nicht dargestellt) befördert. Auch die zwischen0 zeitlich angefallenen Kunststoff-Fetzen aus der Waschstrecke 8b werden gesammelt zur Wiederverwertung.
Die Abwasserreinigung des im Kreislauf zu führenden Wassers 5 wird etwa im Wochenabstand durchgeführt . Das Wasser wird in einen Hochbehälter 15 überführt (Figur lb) , wobei über einen Zeitraum von drei Wochen e"ϊne biologische Abwasserbehandlung stattfindet. Das Wasser wird nitrifiziert, d.h. mit Stickstoffgas angereichert . Das Wasser gelangt aus dem Abwasser- 0 Hochbehälter 15 in einen Sedimentationsbehälter 16, in dem sich der Klärschlamm absetzt und wieder eine Nitrifizierung durchgeführt wird. Das vorgeklärte Wasser gelangt nunmehr in eine Umkehrosmoseanläge mit vorgeschalteter Ultrafiltration. Das gereinigte Wasser nach der Umkehrosmose wird in einem Frischwasser-Vorratsbehälter gelagert und nach Bedarf dem 5 Wasserkreislauf zugeführt. Das angereichterte Konzentrat der Umkehrosmose wird in einem Vakuumverdampfer destilliert und das gereinigte Destillat ebenfalls des Wasserkreislauf wieder zugeführt.
Das Konzentrat der Vakuumverdampfung ist Reststoff und wird als Restmüll entsorgt.
Es ergibt sich damit ein Verfahren, das unter verhältnismäßig geringem Aufwand die Wertstoffgewinnung aus Wegwerf- produkten ermöglicht und darüber hinaus die Wiedergewinnung einer großen Menge wertvoller Stoffe ermöglicht.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Behandeln von Hygieneprodukten, wie Inkontinenzartikeln und Damenhygieneprodukten, aus absorbierenden Verbundstoffen, letztere enthaltend eine cellulosehaltige Absorptionsschicht, Superabsorber-Polymere (SAP) und an der Absorptionsschicht angebrachte Back- und/oder Topsheets aus Kunststoff-Folie, mit folgenden Verfahrensschritten:
- mechanisches Zerkleinern der verschmutzten Hygieneprodukte unter Ablösung des an der Absorptionsschicht angebrachten Back- und/oder Topsheets ohne Hinzufügung einer Flüssigkeit,
- Überführen der zerkleinerten Wegwerfartikel in wenigstens eine Wasch- und Trennflotte und Trennen der Stoffgruppen
• Folien
• Superabsorber-Polymere
• Cellulose-Teile,
• Verschmutzungsstoffe
- Überführen der in der Waschflotte als gequollenes, stark wasserhaltiges Gel vorliegenden Superabsorber-Polymere unter GeIkontraktion in einen kontrahierten, mit einer spezifischen Masse über lg/cm3 liegenden wasserunlöslichen Zustand,
- Trennung der abgesunkenen SAP von den schwimmenden Cellulosefasern und Verschmutzungsteilchen sowie von der Waschflotte,
- Reinigen, Desinfizieren, Trocknen und Aufbereiten der gereinigten Cellulosefasern,
- Reinigen und Aufbereiten der Folien-Teile.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem mechanischen Zerkleinern der Verbundstoffe folgende Schrittfolge einsetz : mechanisches Abtrennen der Kunststoff-Folie von der zellulosehaltigen Absorptionsschicht mit den Superabsorbentien;
Überführen der Kunststoff-Folien-Fraktion und der cellulose- und absorberhaltigen Fraktion in getrennte Waschflotten (8a, 8b) , Waschen der Fraktionen;
Trennen von Cellulose und Superabsorbentien mit Hilfe von Gelkontraktion und Ausfällen in einer kontinuierlich zu betreibenden wäßrigen Trennstrecke; Gewinnen und gegebenenfalls Weiterverarbeiten der drei gewaschenen Fraktionen Kunststoff-Folie, Zellulose und Superabsorber-Polymere .
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die cellulosehaltige Absorptionsschicht derart von Back- und/oder Topsheet gerissen ist, daß die abgerissenen Kunststoff-Folienteile im wesentlichen ihre Größe behalten.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelkontraktion der Superabsorber-Polymere durch Zugabe von löslichen Erdalkalisalzen, -hydroxiden oder -oxiden erreicht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als lösliche Erdalkalisalze eines oder mehrere aus folgender Gruppe gewählt wird: Calciumchlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet, daß durch Zugabe von Erdalkalisalzen, -hydroxiden oder -oxiden der pH-Wert in der Waschflotte auf einen Wert zwischen 6 und 14, vorzugsweise zwischen 6,5 und 8,0, gehalten wird und daß bei einer Temperatur zwischen 18 und 30°C (Raumtemperatur) gearbeitet wird.
1
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelkontraktion in einer Reaktionszeit zwischen 10 sec und 20 min, vorzugsweise in einer Zeitspanne von 3 bis 5 min durchgeführt wird.
5
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennen und Ausfällen in einem Schwerkraftfeld durch Flotation der Cellulose-Suspen- sion und Folienreste mittels Lufteinblasen durchgeführt wird Q und durch Absinkenlassen der kontrahierten Superabsorbentien durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser aus den verschmutzten Waschflotten zur Wieder5 gewinnung gefiltert, mit Stickstoff angereichert und durch Umkehrosmose gereinigt wird.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2 und gegebenfalls weiterer Ansprüche 3 bis 9, 0 gekennzeichnet durch zwei Waschstrecken (8a, 8b) , in denen getrennt voneinander die Kunststoff-Fraktion und die Zellstoff-SAP-Fraktion gewaschen werden.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich- _ net, daß dem Waschtrog (8b) zur Trennung der Cellulose und der SAP-Fraktion ein gesonderts Absetzbecken zugeordnet ist, das mit einer Abführöffnung versehen ist, aus der die abgesetzten kontrahierten SAP abführbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 und zur Durchführung des mechanischen Abtrenπeπs gemäß Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, daß die Zerfaserungsmaschine eine Scheibenmühle
(4) ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerfaserungmaschine ein Zyklonabscheider (5) nachgeschaltet ist.
14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abtrennen der Cellulose-Fraktion von den abgesunkenen SAP ein Schöpfsieb, beispielsweise ein Bogensieb, verwendet wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Schöpfsieb in Entwässerungsschnecken (12, 16) hinein entleerbar sind.
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