WO2005118147A2 - Stofflöser, reaktor für hydrolyse und/oder nassrotte und abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen stofflöser und reaktor - Google Patents

Stofflöser, reaktor für hydrolyse und/oder nassrotte und abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen stofflöser und reaktor Download PDF

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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a method for treating waste with organic constituents according to the preamble of patent claim 1, a material solver for dissolving ' organic constituents of waste in a dilution liquid according to the preamble of patent claim 5 and 19 respectively, a reactor for carrying out hydrolysis and / or Wet rotting according to the preamble of patent claims 28 and 36 as well as a waste treatment plant containing such material dissolvers and / or reactors.
  • MTT mechanical biological treatment
  • the biogenic mass is broken down microbially, and a distinction can be made between aerobic and anaerobic microorganisms.
  • the aerobic conversion ultimately leads to the end products carbon dioxide and water and is called rotting.
  • the anaerobic conversion is typical for fermentation, the end products being methane, ammonia and hydrogen sulfide.
  • Waste fraction are washed out in a percolator and the residue is burned or deposited after drying, for example.
  • the percolation can take place, for example, in a box percolation plant according to WO 97/27158 AI.
  • a boiling-point heating system according to DE 101 42 906 AI in which percolation is carried out in the boiling range of the process water, have also shown promise.
  • the organically highly contaminated outlet water drawn off from the percolator is fed to a biogas plant for anaerobic degradation, the organic fraction being converted by means of methane bacteria and being able to be burned to generate energy.
  • the above-described aerobic treatment of waste materials in a percolator has proven to be extremely competitive with the anaerobic processes and is becoming increasingly important.
  • EP 0 192 900 B1 describes the so-called Valorga process - in which the fermentation takes place in a fermenter which is fed from below.
  • the waste to be processed is carried in the form of a plug to a discharge which is arranged below the radially outer inlet opening.
  • the waste is conveyed by injecting compressed biogas through gas nozzles arranged in several sectors of the fermenter, each sector being individually controllable in order to maintain the plug flow of the waste between the inlet opening and the discharge opening.
  • EP 0 476 217 A1 discloses a heatable fermenter in which fresh material and digested material are fed to the fermenter as bacterial inoculum and the resulting digested material is transported to a digested material discharge via a stirrer. Such addition of inoculum can also be provided in the Valorga method described at the outset according to EP 0 192 900 B1.
  • EP 0 794 247 A1 discloses a fermenter in which the digestate is introduced into a rotating drum in which a spiral is arranged.
  • the digestate is guided in a plug-shaped manner from the inlet to the digestate discharge via this spiral. This promotion can be done by rotating the drum back and forth, with the forward rotation, i. H. the transport of the digestate in the direction of the digestate discharge takes longer than in the opposite direction, so that a predetermined dwell time of the digestate is achieved.
  • dry waste is treated which has a comparatively high dry matter content (TS) of more than 25%.
  • pulper In the treatment of flowable, moist wastes, for example according to DE 197 04 065 AI, so-called pulper is used, in which the waste is diluted with a dilution liquid and torn apart by means of a mixer. and crushed so that a suspension is formed and organic components in solution go into the dilution liquid.
  • the mixing takes place by means of a stirrer, the blades of which are designed in such a way that a vertical flow is formed in sections in the pulper.
  • the disadvantage of this solution is that, on the one hand, a requires significant technical effort device for forming the complex geometry of the stirrer blades, and secondly, these blades are subjected to considerable wear due to the floating and 'impurities contained in the suspension.
  • DE 196 24 268 AI discloses a fermentation process for waste in flowable form.
  • a multi-chamber reactor is used, and the fermentation material can be transported from an inlet opening through the chambers to a discharge opening via an agitator.
  • a common gas space is assigned to the multi-chamber reactor, from which the biogas generated during the fermentation process is drawn off.
  • the metabolism in the individual chambers can be individually controlled by different process control, for example via heat exchangers, adding inoculum, etc.
  • the solutions with mechanical conveying means are relative in particular subject to severe wear and tear because the conveying means and other internals used can be damaged by the sediments with the contaminants / heavy substances.
  • the invention has for its object to provide a uniform method for treating waste with organic components. Furthermore, it is an object of the present invention to provide material dissolvers and reactors for use in such a method, and to provide a waste treatment plant accordingly. This object is achieved by a method having the features according to claim 1, a pulper by the features of claims 5 and 19, a reactor having the features of claims 28 and 36 and by a waste treatment plant having the features of claim 41.
  • a preferred method according to the invention comprises mechanical processing of the waste, a solution of organic constituents in a pulper, hydrolysis of the biologically contaminated suspension withdrawn from the pulper in a reactor and fermentation in a fermentation stage, the one obtained in the hydrolysis or fermenter Process water is circulated as circulating water.
  • the pulp solver and / or reactor to be used in the plant is selected as a function of the grain size of the mechanically processed waste mixture. This has the advantage that the process is identical for different waste mixtures and only the system components pulp solver and reactor have to be selected depending on the grain size of the waste.
  • a preferred "limit grain size" is about 80 mm.
  • 'a wet fermentation or wet oxidation is provided in addition to hydrolysis, which is carried out in a reactor corresponding to the hydrolysis reactor.
  • suitable separation steps can be provided for separating out impurities, heavy substances, fiber materials etc.
  • the organic constituents are dissolved at a maximum grain size of approximately 80 mm in a pulper which, instead of a known mechanical agitator, has a quasi-pneumatic agitator in which gas, preferably air, mixes through the suspension in the pulper and the organic fractions pass into the dilution water as a solution, through which a suspension flow in the pulper is produced.
  • gas preferably air
  • gas injection nozzles are part of a gas flow pump, by means of which the suspension can be pumped around periodically or continuously within the pulp dissolving tank.
  • the gas can also be pressed into the bottom of the substance dissolving container so that the impurities / heavy substances accumulating there are mixed with the gas.
  • This gas flow pump preferably has an inner pipe, on the lower end section of which a nozzle plate with gas injection nozzles around or through which the suspension can flow is arranged and the upper end section of which is an outlet opening for the suspension transported in the inner pipe.
  • Embodiment is arranged at a distance from the outlet opening, a baffle against which the
  • Gas flow pump promoted mixture of substances with high Speed bounces and is unlocked.
  • the organic components go into the water phase. Inert particles and sand sink downwards and can be removed. Fibers and solids contained in the suspension rub against each other during this conveyance towards the baffle plate and are additionally freed from persistent organic components.
  • the baffle plate delimits sections of a gas extraction space via which the gas which is conducted in the circuit is drawn off.
  • the inner tube is of double-walled design, the gas injection nozzles then being arranged either in the inner cylinder space or in the annular space and the other space serving to accommodate a heating medium, so that the inner tube simultaneously acts as a heat exchanger via which the suspension is applied a process temperature is maintained.
  • the mixing can be further improved if baffles on the outer circumference of the inner tube
  • a material dissolver according to the invention for dissolving organic constituents of waste with a minimum grain size of approximately 80 mm in a dilution liquid sees at least one mechanical stirrer according to the invention before, the respective adjacent stirring elements have opposite conveying directions. This has the advantage that the mixture in the pulper between the stirring elements is conveyed towards and away from each other, so that an improved abrasion and thus an improved solution of the organic matter can be achieved.
  • the stirring elements are preferably rotor blades arranged on a rotor, the blade pitch angles of which are offset from one another in each case by approximately 180 °.
  • the number of rotor blades can be selected as desired, but an even number, for example 6 rotor blades, is preferred.
  • the rotor blades can be evenly distributed on the rotor from an entry gate for waste to an exit opening for separated impurities / heavy materials.
  • the pulper has several parallel rotors, the rotor blades of the individual rotors each forming an overlap area.
  • a gas injection for whirling up the interfering / heavy substances can be arranged in the area of the discharge opening. It is possible that the injected gas is circulated so that the required amount of gas is reduced.
  • the material dissolver can have a rectangular shape in longitudinal section, its length L1 corresponding to at least four times the height hl.
  • a reactor with a mechanical mixer for mixing the mixture of materials and with a guide tube which surrounds the mixer is used.
  • the mixer is controlled in such a way that the mixture of substances can be sucked in from the reactor head side to the reactor bottom side through the guide tube, an ascending loop-shaped flow being formed outside the guide tube.
  • Diameter can be arranged in a reactor.
  • the oxygen required for the hydrolysis or wet rotting can take place via an oxygen injection near the ground and / or in the area of the mixing plant.
  • a 02 ⁇ probe can be provided which detects the 02 ⁇ content, so that depending on these signals the axial extension, the axial position of the guide tube and / or a substance mixture level can be adjusted so that an optimal, ie almost 100%, oxygen utilization takes place.
  • Exemplary geometrical relationships include:
  • the guide tube height Hl corresponds to 8 to 10 times the guide tube diameter dl
  • the effective diameter d2, ie the inside diameter of the reactor corresponds to 4 to 6 times the guide tube diameter dl
  • the ground clearance H2 from the reactor base to the guide tube corresponds to 1 to 2 times the guide tube diameter dl
  • the distance between the compound level and the guide tube corresponds to 2 to 3 times the guide tube diameter dl
  • the variable height adjustment H4 between the compound level and the guide tube is 0.5 to 2 times the guide tube diameter dl
  • the upstream velocity vl of the circulating flow is between 0.1 m / s and 0.8 m / s
  • the guide tube diameter dl is between 0.5 m and 1.5 m depending on the composition of the mixture and the dry matter content.
  • Overheating of the mixture of substances can be effectively prevented by a cooling medium flowing around the guide tube.
  • hydrolyses or wet rotting can be arranged in a row.
  • a reactor according to the invention for processing a suspension loaded with organic matter, which is obtained from a waste mixture with a minimum grain size of approximately 80 mm, has a blowing device for gas, preferably oxygen, as a mixing device for mixing the substance mixture.
  • the gas injection is preferably carried out via a large number of gas injection nozzles near the bottom of the reactor and can be regulated using a gas measuring probe.
  • the gas can preferably be circulated via a pump.
  • exhaust gases produced in the reactor can also be pressed into the mixture of substances near the bottom of the engine via a fan.
  • a waste treatment plant designed with the pulper preferably has a solids treatment for separating and washing the contaminants / sediments drawn off from the pulper.
  • the waste treatment plant can also have a separation stage for separating fibrous materials or the like from the digested suspension removed from the pulper.
  • This separation stage preferably has a washing system and a dewatering press, by means of which the separated fiber / floating materials can be cleaned and used for further use.
  • the waste treatment plant can be sand washed to
  • washing of fine sand can be carried out after the
  • Suspension (dilution water) is included.
  • the dilution water containing the organic constituents is preferably fed to a fermenter in that these organic constituents are converted to biogas and / or are fed to a wet rot or wet oxidation as mixed water.
  • the dilution water, which has been freed from the organic constituents, is then returned to the pulper, with excess water being able to be fed to a wastewater treatment plant.
  • the solids content fed to the pulper is preferably minimized by an upstream solids treatment.
  • the processing time can be reduced by the preparation plant according to the invention from the usual approximately 61 days to approximately 29 days if the digested suspension of the pulp solvent undergoes hydrolysis at least as a partial stream and is subsequently freed from fibers and solids, the solids pass through the wet rotting or wet oxidation at least as a partial stream to obtain an oxidized mixture of substances.
  • the suspension of the pulper is aerobically acidified and the organic material which has not yet been digested is also digested, so that additional material can be fed to the fermenter.
  • the compacting is preferably carried out under low pressure and with the addition of a binder which acts as an adhesive until it burns up in the gasification and combustion system.
  • the binder can be generated during the waste processing itself, for example separated plastics, or can be supplied.
  • the shaped pieces must remain "stable to gasification" in the glowing state, ie the shape is retained until ashing.
  • the suspension processed in the hydrolysis is fed directly to the fermenter. Since the freed wastewater obtained during fermentation can still have a high solids content, this should not be mixed with the dilution water or circulating water. However, an admixture can be achieved in that the solids are essentially separated from the wastewater in a separation system, so that the wastewater is free of solids. The dewatered solids can then be subjected to wet rotting, a partial flow of the solids-free wastewater being able to be mixed with the solids again to form a suspension for optimum adjustment of the solids content.
  • the solids get from the hydrolysis into the wet rot or wet oxidation.
  • the non-anaerobically degradable organic matter is breathed in and the nitrogen is expelled as ammonia.
  • the mixture of substances oxidized after the wet oxidation can be fed to a separation plant with a solid separator, a solid sieve and washing plant and a dewatering press. It is possible to use the wastewater accumulating in the solids separator as dilution water for the solubilizer and / or to supply it to the wastewater treatment plant.
  • the raw compost produced in the dewatering press can be disposed of immediately.
  • Mixing water which arises when the circulating water is mixed with the waste water from the fermenter, is preferably added to the substance mixture in the wet rotting process.
  • the oxidized mixture of substances resulting from wet rotting can pass through a separation system for the production of raw compost and waste water.
  • the wastewater can be mixed with the dilution water and / or fed into the wastewater treatment plant.
  • the raw compost can be reddened for drying and / or disposed of immediately.
  • waste gases generated during hydrolysis and wet rotting can be • fed to an air washer to remove ammonia
  • the treatment plant has, in particular for mechanically processed waste mixtures with a maximum grain size of approximately 80 mm, the pulper according to the invention with pneumatic stirrer and for hydrolysis and / or for wet oxidation the reactor according to the invention with mechanical stirrer.
  • the pulper according to the invention with mechanical agitator is preferably used, and for hydrolysis and / or for wet oxidation, the reactor according to the invention with pneumatic agitator.
  • the latter can also be used for the smaller body sizes.
  • the “limit grain size” can vary depending on the waste to be treated, the 80 mm mentioned are to be seen as examples.
  • Hygiene of the mixture of substances takes place in the reactor.
  • An air washer in which the ammonia can be washed out can be provided to remove ammonia from the waste gases formed during hydrolysis and wet oxidation.
  • FIG. 1 shows a basic illustration of a material solver according to the invention for waste mixtures with an approximate particle size of less than 80 mm;
  • FIG. 2 shows a schematic cross section of the pulper from FIG. 1;
  • FIGS. 5 to 7 basic representations of different operating states of the pulper from FIG. 1;
  • FIG. 8 shows a variant of the pulper according to Figure 1;
  • FIG. 9 shows a waste treatment plant with a pulper according to FIG. 1,
  • FIG. 9a shows an alternative operating case from FIG. 9 in a simplified and enlarged representation (cf. also FIG. 19),
  • FIG. 9b shows a further alternative operating case from FIG. 9 in a simplified and enlarged illustration (cf. also FIG. 19),
  • FIG. 10 shows a detailed illustration of a hydrolysis and wet rotting from FIG. 9,
  • FIG. 11 two fabric dissolvers according to the invention from FIG. 1 connected in series
  • FIG. 12 shows a longitudinal section through an alternative material solver according to the invention for waste mixtures with an approximate grain size greater than 80 mm
  • 13 a to 13 d are exemplary cross sections through the pulper according to FIG. 12,
  • FIG. 14 shows a series connection of the pulper from FIG. 12
  • FIG. 15 shows a longitudinal section through a preferred exemplary embodiment of a reactor for hydrolysis or wet rotting for waste mixtures with an approximate particle size of less than 80 mm,
  • FIG. 16 shows a cross section through a further preferred exemplary embodiment of a reactor for hydrolysis or wet rotting
  • FIG. 17 shows a series connection of several reactors during the hydrolysis
  • Figure 18 shows a series connection of several reactors in the wet rotting process
  • FIG. 19 shows a simplified process diagram of the waste treatment plant according to the invention.
  • FIG. 20 shows a hydrolysis reactor for waste mixtures with an approximate grain size greater than 80 mm
  • FIG. 21 shows an alternative wet rot reactor for waste mixtures with an approximate grain size greater than 80 mm
  • FIG. 22 shows a detailed separation plant from FIG. 19
  • FIG. 23 shows a detailed separation plant from FIG. 19 and
  • FIG. 24 shows a detailed process diagram of the compacting from FIG. 19.
  • a pulper 1 shows the basic structure of a pulper 1, in which organic constituents of an input material 2, preferably waste, are dissolved in a dilution liquid, for example dilution water 4, so that a mixture 8 is present in the pulper 1, which has a dry matter content of about 5 to 10 % having.
  • the waste mixture fed to the pulper 1 preferably has a maximum grain size of approximately 80 mm.
  • the waste 2 and the dilution water 4 are each fed to a pulp dissolving container 6 via inlet locks 10.
  • a bottom 12 of the Sto flinate mattersers is conical and opens into a discharge opening 14 with an outlet lock 16 through which settling on the conical bottom 12 contaminants / heavy substances 18 can be withdrawn.
  • a gas flow pump 24 is arranged in the interior of the pulp dissolving container 6, via which - as will be described in more detail below - the mixture 8 is mixed within the pulp dissolving container.
  • the gas flow pump 24 has an inner tube 26 which is arranged coaxially with the material dissolving container 6 and has a nozzle plate 27 with a plurality of gas injection nozzles 28 at its inlet opening, which is at the bottom in FIG. 1, through a gas, preferably air, into the Inner tube can be pressed.
  • the suspension plate 8 can flow around the nozzle plate 27.
  • the gas injection nozzles 28 are connected via a compressed air line 30 and a control valve 32 which can be controlled by the system controller to a medium pressure accumulator or air boiler 34 which is charged to a pressure of, for example, 3 to 8 bar via a compressed air compressor 36.
  • This sucks in transport air 40 from a gas extraction space 42 at the head 22 of the material dissolving container 6 via a suction line 38 - that is, this transport air 40 is also circulated and by the corresponding actuation of the control valve 32 pressed into the inner tube 26 from the air chamber 34 via the compressed air line 30 and the gas injection nozzles 28.
  • the wind boiler 34 can be operated with the control valve, i.e. the pulsation, bypassed.
  • a bypass line 154 is opened, which opens downstream of the control valve 36 into the compressed air line 30.
  • the mixture 8 can be circulated with the blower pressure, which corresponds to 1.5 times the manometric height.
  • a switching and / or metering device 66 can be provided in the compressed air line 30, from which a press-in line 156 extends into the discharge opening 14 of the pulper 1.
  • FIG. 2 shows schematically the cross section of the material dissolving container 6 with the concentrically arranged gas flow pump 24, in which the inner tube 26 is provided with a double jacket 46 through which the so-called heating medium flows.
  • the gas injection nozzles 28 are arranged in the interior of the cylinder space encompassed by the inner tube 26.
  • the gas injection nozzles 28 can also be arranged in the annular space encompassed by the double jacket 46, so that the heating medium flows through the central cylindrical space.
  • gas flow pumps 24a, 24b, 24c in the pulp dissolving container 6.
  • a baffle plate 44 is arranged at a distance above an outlet opening of the inner tube 26, which limits the gas discharge space 42 downwards in sections and can be flowed around laterally by the transport air 40.
  • the inner tube 26 is provided with a double jacket 46, a heating medium being guided in the resulting annular space, so that the inner tube 26 acts as a heat exchanger.
  • the jacket of the material dissolving container 6 can be provided with insulation.
  • the input material 2 introduced into the material dissolving container 6 is first adjusted to a dry matter proportion TS of approximately 5 to 10% by supplying the dilution water 4 which is circulated. Compressed air is then pressed in via the gas injection nozzles 26 by actuating the control valve 32. In the illustrated embodiment, pulsating operation is preferred, the pulse interval being, for example, approximately 5 to 10 seconds.
  • the process temperature is set to a temperature between 50 to 70 ° via the heating medium flowing in the double jacket 46.
  • This compressed air pulsation creates compressed air bubbles 50 in the interior of the gas flow pump 24, which suck in mixture / suspension 8 from the bottom 12 similarly to a piston of a piston pump, so that an upward suspension flow 48 is created within the inner tube 26.
  • This aspirated suspension then hits the at a high speed, which can be in the range between 10 to 20 m / s Baffle plate 44, whereby mechanical impact is caused by the impact and friction energy and the organic components in the dilution water 4 dissolve.
  • the compressed air 52 flowing through the inner tube 26 flows around the baffle plate 54 and is then largely relaxed in the area of the gas discharge space 42 and is sucked in as transport air 40 by the compressor 36 and fed back to the -wind boiler 34 - the compressed air circuit is closed.
  • baffles are provided in the annular space 56, for example baffles 58 which are inclined downwards and which are directed downwards
  • Suspension flow ( Figure 6) must flow around, so that additional shear forces are introduced into the suspension. Since these guide plates 58 are arranged stationary, their wear is also minimal. In the exemplary embodiment shown, the guide plates 58 are alternately arranged on the inner circumferential jacket of the material dissolving container 6 and on the outer jacket of the inner tube 26, so that the wavy flow shown results in the annular space 56. Of course, other internals or fillers can be used instead of the guide plates 58.
  • FIG. 9 shows a waste treatment plant in which the above-described pulper 1 according to FIG. 1 is used.
  • the pulper 1 is preceded by a few steps for the separation of solids.
  • the waste 60 to be processed is first fed - if necessary after comminution - to a screening plant 62, which in the exemplary embodiment shown is designed as a rotary screen.
  • the screen overflow 64 with a grain size between 80 to 200 mm is then either eliminated directly via a material switch or switching and / or metering device 66 or separated by an additional step.
  • a partial flow or the entire solids flow can be guided to a screening system 68 via the switching and / or metering device 66, in which the screen overflow 64 is separated into heavy / interfering substances 70 and contaminated light substances 72, which are each eliminated.
  • the organically rich sieve pass 78 can have a
  • Switching and / or metering device 66 are fed to a mixing system 74, in which it is diluted with a partial stream of the denitrified dilution water 4 and by means of a mixer 268 is processed into a suspension 76 with a solids content of 5% to 15%.
  • the suspension 76 is fed to the inlet lock 10 of the pulper 1.
  • Impurities 160 e.g. Tapes, ropes and cables are separated from the suspension 76 via a mechanical device of the mixing system 74 and ejected.
  • the impurities / heavy substances 18 occurring in the pulper 1 are drawn off from the pulper 1 via the outlet lock 16 and fed to a washing device 80 in which they are cleaned of persistent organic constituents in a cleaning zone 106 by means of supplied service water 82.
  • the cleaned heavy / interfering substances 84 are then fed to a ferrous metal separator 86 and a non-ferrous metal separator 88, so that the material flow 84 is accordingly divided into an iron-containing portion 90, a non-ferrous metal portion 92 and other substances 94.
  • the disrupted suspension 20 drawn off from the pulper 1 via the outlet lock 16 is fed together with the dirty process water 96 from the washing device 80 to a fiber separator 98, which in turn is designed as a rotary screen.
  • fiber and floating materials 100 are separated from organic water 102.
  • the fibrous / floating materials 100 are cleaned in a solid sieve and washing system 104 by adding operating water 82 which is fed to a cleaning zone 106 of the washing system.
  • This cleaning process can additionally be supported by supplying circulating water 108 to the cleaning zone 106, which is branched off from the treatment circuit for the dilution water 4.
  • the two washing devices 80, 104 are each designed with inclined spiral conveyors, via which the respective material flow to be cleaned is conveyed to one of the cleaning zones 106 and finally drawn off via a solids outlet 110.
  • the cleaning zone 106 organic constituents are detached from the solids.
  • this cleaning is carried out essentially by means of process water 82; with lower demands on this cleaning, the proportion of circulating water 108 can be increased.
  • the cleaned solids and fibrous materials 112 which are drawn off via the solids outlet 110 of the washing system 104, are then dewatered in a dewatering press 114 and the dewatered solids 116 are sent for thermal recycling or post-rotting for later landfill disposal.
  • the water 118 contained in the dewatering press 114 and containing dissolved organic matter is then mixed with the washing water 120 flowing out of the cleaning zone 106 and loaded with organic matter.
  • This stream contains a proportion of fine sand, which is separated in a sand washer 122.
  • the organic water 102 from the fiber separator 98 is also fed to the material flow.
  • the fine sand portion 124 is separated by the action of a stirrer 126, removed via a sand discharge 123 and cleaned of adhering organic components by adding process water 82.
  • the pre-cleaned fine sand 124 is then fed to a fine sand washing device 128, the basic structure of which corresponds to the washing device 80, 104, so that further explanations are unnecessary.
  • the cleaned fine sand 130 can then be recycled for use in civil engineering and road construction.
  • the organically highly contaminated circulating water 132 present after the sand washing is then temporarily stored in a buffer storage 134 and either fed to a fermenter 138 by means of a pump 136 or fed directly to a heat exchanger 140 as circulating water 132, in which it is heated up by means of a heating medium 142
  • the heating medium 142 can also be used to heat the double jacket of the gas flow pump 24.
  • the wastewater 146 that has been removed from organic matter after the fermentation stage is then mixed with any that may be present. Circulating water 132 mixed and brought to process temperature in the heat exchanger 140. Excess water 147 not required in the circuit is fed to a wastewater treatment plant 148 and the cleaned wastewater 150 is knocked off and fed into the sewage system. A partial stream> of the cleaned wastewater 150 is fed as operating water 82 to the washing devices 80, 104, 128 and to the sand washer 122, so that the operating water circuit is also closed.
  • Organic, contained in the decomposed suspension 20 'components can be made even faster separate the waste when the unlocked suspension 20 of the pulper 1 is first fed to an aerobic hydrolysis or acidification stage 162 via a switching and / or metering device 66 and after a treatment time of 1 to 4 days the suspension 20 of solids in the pulp separator 98 and the sand washer 122 is released. Subsequently, the suspension 21 treated in this way is stored as organically highly contaminated circulating water 132 in the intermediate store 13 and fed to the fermenter 138.
  • the separated solids and fibers 100 of the fiber separator 98 which then pass through the solid sieve and washing system 104 and dewatering press 114, are dewatered solids 116 with a dry matter content of 35% to 60% DM of a wet rot by means of a switching and / or metering device 66 164 supplied and diluted there via a switching and / or metering device 66 with the mixed water 158 to a dry matter content of 5 to 15%.
  • the oxidized and denitrified substance mixture 23 is discharged and freed of solids in a separation system 168.
  • the resulting almost solids-free wastewater 170 is then fed as dilution water 4 to the pulp remover 1 and / or via a switching and / or metering device 66 to the wastewater treatment plant "148.
  • the resulting raw compost 212 is disposed of.
  • waste gases produced during hydrolysis 162 and wet rotting 164 are freed of ammonia together in an acid air washer 172.
  • the organic components of the waste can be separated with very little outlay in terms of device technology, and the remaining material flow can be separated into usable or landfillable partial material flows.
  • FIG. 9 it is also possible in an operating case to bypass the separation device 98, 104, 114, 122, 128 and to feed the suspension 21 prepared in the hydrolysis 162 directly to the fermenter 138, with a switching device and / or metering device 66 a suspension mixture 133 is produced from the organically highly contaminated wastewater 132 and the prepared suspension 21.
  • the wastewater 146 of the fermenter 138 containing solids is fed to the wet rotting or wet composting 164 as digestate via a switching device and / or metering device 66.
  • the oxidized substance mixture 23 after the wet rot 162 is then subjected to a substance separation with a filter device 206, a sand washer 122 and a dewatering press 208 to separate the solids.
  • the solid-free waste water 170 obtained in the material separation is used as dilution water or circulation water 4.
  • the solids 212 separated during the material separation can be subjected to a rotting 214, the dry product 216 obtained in the rotting 214 passing through a sieving 218 in which the remaining materials 224 and compost 212 are separated.
  • the remaining materials are e.g. B. fed a material recycling.
  • the solids-laden can Waste water 146 can only be introduced into the circuit of the dilution water 4 if, as indicated in FIG. 9 and enlarged in FIG. 9b, the solids and fibrous materials have previously been separated in a separation system with the solids separation 98, the solids sieve and washing system 104 and the downstream dewatering press 11.4 were.
  • the "fermented in the fermenter 138 • and separated in the separating plant 98, 104, 114 -Feststoffe 116 of the wet fermentation are supplied to 164, wherein, in the separating plant 98 , 104, 114, pressed fermentation water 171 is at least used as a partial flow for mixing with the solids 116 again in order to set an ideal dry substance content in the wet rot 164.
  • the dry substance content can be between 5-15%.
  • the excess of the fermentation water 171 is the circulating water Waste water 170 is added to the wet rot 164 and can thus be supplied as dilution water 4 to the pulper 1, for example.
  • the final concentration of the grease-laden wastewater 146 from the fermenter 138 in the separation system 98, 104, 114 has the result that the solids content in the wet rot 164 can be optimally adjusted by the at least partial return of the solids-free fermentation water 171 to the pressed-out solids 116
  • Wet rottereactor 192 can be dimensioned significantly smaller and the excess solid-free fermentation water 171 can be pressed into the circuit of the dilution water 4.
  • FIG. 10 shows a process diagram with the hydrolysis 162, the wet rot 164, the separation system 168 and with the acidic air washer 172.
  • the digested suspension 20 is acidified aerobically and organic material is digested in such a way that it is also available for fermentation in the fermenter 138.
  • the adhesive grain and the dirt are separated from the non-anaerobically degradable substances.
  • the hydrolysis 162 essentially comprises a reactor 174 in which a mechanical stirrer 176 is arranged for mixing the substance mixture (cf. FIG. 12).
  • a blow-in device 178 for blowing in oxygen is provided in the vicinity of the bottom of the reactor 174 and is fed via an oxygen supply 180.
  • the digested suspension 20 of the pulper 1 is fed to the reactor 174 near the bottom above the blowing device 178.
  • the introduction of oxygen and the actuation of the stirrer 176 mix the substance mixture and, after a treatment time of 1 to 4 days, remove it as a prepared suspension 21 in the vicinity of the substance mixture level 186.
  • the non-anaerobically degradable organic matter is breathed in and the nitrogen is expelled as ammonia.
  • the circulating water 132, 133, 4 is denitrified by the gassing and thus a concentration of ammonium is prevented, which disrupts the biology in the fermenter 138 and inhibits gas production and degradation.
  • the wet rotting 164 essentially has a reactor 192 in which a stirrer 194 for mixing the
  • a blow-in device 196 for blowing in oxygen is provided near the bottom of the reactor 192 and is fed via the same oxygen supply 180 as that of the hydrolysis 162.
  • An exhaust gas space 200 for collecting the resulting exhaust gases 202 is formed above a substance mixture level 198.
  • a cooling unit 182 is provided in order to avoid overheating of the substance mixture in the wet rotting 164.
  • the cooling unit 182 is connected to a flow 184 and a return 204, which are immersed in the mixture of substances.
  • coolant is conveyed through the feed 184 and the return 204, as a result of which excess heat can be dissipated in the mixture of substances.
  • the solids 116 are charged into the reactor 192 near the stirrer 194.
  • the strongly ammonia-laden mixed water 158 is conducted into the mixture 192 above the solids 116.
  • the mixture of substances is mixed via the stirrer 194 and the oxygen introduced and, after a dwell time of 3 to 10 days, removed from the reactor 192 as a prepared and oxidized mixture of substances 23 and fed to the separation system 168.
  • the separation system 168 comprises a filter device 206 and a dewatering press 208.
  • the processed and oxidized substance mixture 23 is fed to the filter device 206.
  • the resulting almost solids-free wastewater 170 is fed to the dilution water 4 and / or the wastewater treatment plant 148.
  • Solid and fibrous materials 220 obtained are further treated in the dewatering press 208, for example a classifying press.
  • the press juice 210 formed in the dewatering press 208 is fed back into the filter device 206.
  • the resulting dewatered raw compost 212 can be subjected to rotting and / or drying 214 via a switching and / or metering device 66.
  • the dewatered raw compost 212 is processed into a separable dry product 216 with a dry substance content of 75% to 85%.
  • the rotting 214 is followed by a separating device 218, in which the inert substances 222 are deposited and the remaining materials 224 are recycled.
  • the waste gases 188, 200 collected in the waste gas spaces 190, 202 of the hydrolysis reactor 174 and of the wet rottereactor 192 are fed to a mixing container 226 of the acidic air washer 172 and are freed of ammonia there.
  • Amonium chloride or sulfate 230 can be obtained as a commercial product by adding hydrochloric or sulfuric acid 228.
  • a water-acid mixture 232 collects in the bottom area of the mixing container 226, which is removed from the mixing container 226 via a spray device 234 with a circulating pump 236 and sprayed in again at the head side, so that it can react flatly with the exhaust gases 188, 200.
  • a part is removed during the circulation via a switching and / or metering device 66 as a finished commercial product ammonium chloride or sulfate 230.
  • the denitrified exhaust air 238 produced in this process can be freed of odorous substances in a downstream cleaning stage 240 as released process air 242 to the atmosphere.
  • FIG. 11 shows a variant of a pulper by which quasi-continuous operation can be carried out.
  • two or more fabric dissolving containers 6 are connected in series, each with a gas flow pump, not shown in Figure 10.
  • the mechanically processed input material 2 is fed to the first material dissolving container 6a via the inlet lock 10 and adjusted to the predetermined dry substance content by adding dilution water 4.
  • the resulting impurities / high-gravity solids 18 are withdrawn through arranged at the bottom outlet lock 16 and the accumulating in the '' ''' material solubilizing tank 6a, intensively mixed by the pneumatic • agitator decomposed suspension 20 initiated by actuation of a slider 152 in the further material solubilizing tank 6b wherein the Conveying is preferably carried out by gravity without a pump, in which a further disruption takes place by means of the pneumatic agitator, the resulting suspension 20b then being pushed via a slide 152 to one or more pulp dissolving containers (not shown) or the processing described with reference to FIG.
  • the dry substance fraction TS in the pulp container 6b is set either as a function of the TS content in the S. fabric dissolver 6a or dilution liquid can also be fed directly into the fabric dissolving container 6b so that the dry matter content in each fabric dissolving container 6a, 6b, ... can be individually adjusted.
  • Dilution water 4 can be solved.
  • the grain size of the waste mixture supplied (after mechanical processing) is preferably at least 80 mm.
  • the mixture 8 is diluted in the pulper 1.1 to a dry matter content of about 1-15%.
  • the pulper 1.1 has a pulp container 6 with a rectangular shape that is essentially “lying” in longitudinal section with the length L1 and a height hl.
  • the height-length ratio hl: Ll> 1: 4 is preferably fulfilled.
  • the waste 278 and the dilution water 4 are each the pulp dissolving tank 6 via an entry lock
  • a conical base 12 is embodied, which opens into a discharge opening 14 with an outlet lock 16, via which the disruptive deposits on the base 12
  • Entry lock 10 is fed again.
  • An agitator 270 with a motor-driven rotor 272 is arranged in the interior of the substance dissolving container 6, which extends essentially over the entire length L1 of the substance dissolving container 6 and on which a plurality of rotor blades 276a, b, c, 278a, b, c are arranged.
  • An even number of rotor blades 276, 278 is preferably selected.
  • the shown The exemplary embodiment shows, for example, six rotor blades 276, 278, but other numbers are also conceivable.
  • the rotor blades 276, 278 each have blade pitch angles which are offset from one another by approximately 180 °, so that the rotor blades 276a, 278a and 276b, 278b and 276c, 278c each have an opposite conveying direction.
  • the mixture 8 is brought together between the rotor blades 276a, 278a and-'2 ' 76b, 278b and 276c, 278c, whereby in each case an abrasive vortex 280a, 280b, 280c is formed and the organic matter changes into a solution.
  • a counter-vortex 282a, 282b forms between the rotor blades 278a, 276b and 278b, 276c, by means of which the mixture is guided apart and thus also promotes abrasion and supports the transition of the organic matter into solution.
  • the impurities / heavy substances 18 sink downward in the mixture 8 and are conveyed, for example, via a screw conveyor 284 to the conical bottom 12 and thus to the outlet lock 16.
  • a gas injection device is provided, via which compressed air is preferably blown into the discharge opening 14 by means of an injection line 156 and a compressed air compressor 36 in a pulsed manner, ie discontinuously, or continuously , whereby the impurities / heavy substances 18 rise up to a certain distance h2 from the mixture level 286.
  • the distance h2 can be selected variably via the amount and intensity of the gas injection.
  • the entire interior of the material dissolving container 6 is preferably filled with the mixture 8, with a chimney 288 on a ceiling section opposite the floor 12 is arranged in which the mixture 8 rises. Above the mixing level 286, a gas extraction space 240 is formed in the chimney 288 and is connected to the compressed air compressor 36 via a suction line 38, so that the compressed air 52 of the gas injection device can be circulated.
  • the process water 82 of the waste water purification system 148 and; the circulating water 108, which is branched off from the treatment circuit for the dilution water 4, is introduced into the pulp dissolving tank 6 so that the impurities / heavy substances 18 can leave the pulp dissolving tank 6 as cleaned or clear solids.
  • this can be encompassed at least in sections by a double jacket 46 through which a heating medium 142 is guided.
  • an insulation 47 can be provided which encloses the material dissolving container 6 and the double jacket 46.
  • FIGS. 13a-d show exemplary cross-sectional shapes of the pulper 1.1 from FIG. 12.
  • the circle 290 shown in broken lines represents the circular path that the rotor blades 276, 278 and their
  • FIG. 13 a it is conceivable to design the material dissolving container 6 with a circular cross section or according to FIG. 13 b with two parallel longitudinal walls 292, 294, which are connected to one another via a semicircular bottom wall 295. It is also possible to design the material dissolving container 6 according to FIG. 13c as a polygon, in particular as a hexagon, whereby a bottom wall 295 has a short transverse extent than an opposite top wall 297.
  • a polygon in particular as a hexagon
  • a fabric release container 6 with a rectangular cross section with arcuate longitudinal walls 292, 294 is realized, two parallel rotors 274, 296, the rotor blade tips of which are arranged in the interior of the fabric release container 6 each describe a circular path 290, 298, which together form an overlap region 302.
  • FIG. 14 several pulverizers 1.1 can be connected in series, the downstream pulper container 6n being charged with the suspension 22 obtained in the upstream pulverizer container 6a.
  • the gas injection is preferably carried out via a common compressed air compressor 36.
  • the discharged impurities / heavy substances 18 are preferably fed to the washing device 80 via a common conveyor 304, for example a screw conveyor, and thus to the further process steps according to FIG. 9.
  • the circulating water 108 can be introduced into the cleaning zone 106 of the washing device 80.
  • FIG. 15 shows a preferred exemplary embodiment of a hydrolysis reactor 174 for waste mixtures with a maximum grain size of approximately 80 mm.
  • the wet rot reactor 192 is constructed essentially like the hydrolysis reactor 174, so that the following explanations also apply to this reactor 192 or to the wet rot 164.
  • the reactor 174 for the hydrolysis 162 has a stirrer 176 with adjustable delivery capacity, preferably a paddle stirrer.
  • the stirrer 176 is from encompassed a double-walled guide tube 244, which is spaced on the end face from the reactor base 246 and the reactor head 248 and preferably completely immersed in the mixture of substances.
  • the stirrer 176 is activated in such a way that a recirculating flow 250 results, the mixture of substances in FIG. 15 being conveyed through the guide tube 244 from top to bottom and an ascending loop-shaped flow 252 forming outside the guide tube 244.
  • the guide tube 244 has an annular space 166 between its inner and its outer wall, which is connected to an upper flow 184 and a lower return 204 of a cooling unit, not shown.
  • a coolant flows through the annular space 166, as a result of which overheating of the mixture of substances can be prevented.
  • An oxygen supply 180 is provided, optionally via arms 254, 256, 258 near the ground or in
  • 256, 258 can have a large number of gas injection nozzles and are individually opened and closed via valves 262. The one required for hydrolysis 162
  • Oxygen can be both liquid and technical
  • Oxygen i.e. > 95% O2, as well as in one
  • a build-up occurs in the top area of the reactor 174
  • the exhaust gas chamber 190 is separated by the
  • the exhaust gases 188 can Flow out via a line 262 in the reactor head 248 to the acidic air washer 172.
  • the oxygen bubbles Via a head-side, length-adjustable axial extension 264 of the guide tube 244, the oxygen bubbles, which move upward with the loop-like flow 252, can be sucked in again by the stirrer 176, so that an almost 100% utilization of the oxygen present is realized.
  • Oxygen utilization can be determined via a 02 ⁇ probe 266 in line 262 by determining the injected
  • Oxygen and the setting of the extension 264 are regulated. However, it is also possible to optimize the oxygen utilization by means of an axial displacement of the entire guide tube 244 and / or by changing the material mixture level 186.
  • the guide tube height Hl corresponds to 8 to 10 times the guide tube diameter dl.
  • the effective diameter d2 i.e. the inner diameter of the reactor 174 corresponds to 4 to 6 times the guide tube diameter dl.
  • the bottom distance H2 from the reactor bottom 246 to the guide tube 244 corresponds to 1 to 2 times the guide tube diameter dl.
  • the distance between the material mixture level 186 and the guide tube 244 corresponds to 2 to 3 times the guide tube diameter dl.
  • variable height adjustment H4 between the material mixture level 186 and the guide tube 244 is 0.5 to 2 times the guide tube diameter dl.
  • the upstream velocity vl of the circulating flow 250 ranges between 0.1 m / s and 0.8 m / s.
  • the guide tube diameter dl is between 0.5 m and 1.5 m, depending on the composition of the mixture and the dry matter content.
  • a plurality of guide tubes 244 mentioned above can also be provided in the reactor 174.
  • three guide tubes 244a, 244b, 244c can be triangular to one another.
  • FIG. 19 schematically shows a second process scheme for waste treatment of waste with organic components.
  • the reference numerals are chosen in accordance with the first method scheme according to FIG. 9, so that in order to avoid repetition, a detailed examination of the common facilities and material flows is dispensed with.
  • the waste 60 to be treated is first fed to a screening plant 62, which is designed, for example, as a rotary screen.
  • the waste 60 preferably has a dry matter content of 45-60%.
  • the resulting screen overflow 64 can either be disposed of directly or at least fed as a partial flow to a screening system 68 for separating the screen overflow 64 into contaminants / heavy materials 70 and contaminated light materials 72, which can then subsequently be eliminated.
  • the organically rich sieve pass 78 can be fed at least as a partial stream to a mixing system 74, in which it is diluted with a partial stream of a denitrified dilution water 4 and processed by means of a mixer 268 to a suspension 76 with a solids content of 5-15%. Furthermore, impurities 160, such as tapes, ropes and cables, are separated from the suspension 76 and ejected via a mechanical device of the mixing system 74. The suspension 76 prepared in this way and freed from the coarse contaminants 160 is fed to the inlet lock 10 of the pulper 1 or 1.1.
  • the contaminants / heavy substances 18 contained in the pulver 1, 1.1 are withdrawn via the outlet lock 16 to the pulverizer 6 and fed to a washing device 80, in which the organic constituents adhering to the contaminants 18 are cleaned in a cleaning zone 106 by means of supplied operating water 82.
  • the contaminants / heavy substances 84 cleaned in this way can then be fed to a ferrous metal separator 86 and a non-ferrous metal separator 88, so that the material flow of the contaminants / heavy substances 84 is divided into an iron-containing portion 90 and a non-ferrous metal portion 92 and other substances 94.
  • the digested suspension 20 drawn off from the pulper 1, 1.1 via the outlet lock 16 is subjected to a hydrolysis 162 or 162.1.
  • a dry matter content of 5-15% is preferably set in the hydrolysis 162, 162.1.
  • the nitrogen-laden waste gases 188 from the hydrolysis 162, 162.1 are used for denitrification in an acidic air scrubber 172 and then, after passing through a purification stage 240, to remove odorous substances from the denitrified waste gases released into the atmosphere as purified process air 240.
  • the suspension 21 prepared in the hydrolysis 162, 162.1 is fed to a material separation system 300 for separating the liquid 132, which is highly loaded with organic matter, from the essentially organic-free solids 116 of the suspension 21.
  • a material separation system 300 for separating the liquid 132, which is highly loaded with organic matter, from the essentially organic-free solids 116 of the suspension 21.
  • purified fine sand 130 is obtained, which can be removed from the process.
  • the liquid 132 is stored in an intermediate storage 134 and, as required for biogas production, is fed to a fermenter 138 and / or as circulating water, a heat exchanger 140 in which it is heated to process temperature by means of a heating medium 142 and then as dilution water 4 for the pulper 1.
  • 1.1 can be used.
  • the solids 116 preferably have a dry matter content of 5% and are subjected to a wet rotting 164 or 164.1 - also referred to as wet oxidation.
  • the exhaust gases 200 which occur in the wet oxidation 164, 164.1 and in the associated denitrification are heavily loaded with nitrogen and are supplied to the acidic air washer 172 for denitrification.
  • the mixture of substances 23 oxidized in the wet oxidation 164, 164.1 " is fed to a separation plant 168, from which, on the one hand, raw compost 212 is excreted and, on the other hand, solids-free wastewater 170 is fed to the pulper 1, 1.1 as dilution water 4 and / or in a wastewater treatment plant 148 for discharge as wastewater 150 is cleaned in the sewage system.
  • a partial flow of the cleaned wastewater 150 is led as operating water 82 into the cleaning zone 106 of the washing device 80 and to the material separation plant 300.
  • a partial stream of the cleaned waste water 150 is mixed as process water 82 with the partial stream of the circulating water 132 after the fermenter 138.
  • 132 biogas 144 is obtained from the organically highly contaminated circulating water under the influence of methane bacteria. This results in de-contaminated wastewater 146 which can be fed to wet oxidation 164, 164.1 as de-fouled digestion water 159. The stream of waste water 146 not required for the wet oxidation 164, 164.1 can be fed to the waste water purification system 148 as excess water 174.
  • FIG. 19 also shows that the dewatered solids 116, at least as a partial stream after passing through a drying process 311, can be fed to a compacting system 312 for producing a fuel for thermal / material recycling in a gasification or combustion system 317, one in a liquefaction device 313 and / or a preparation and metering device 314 prepared binder 315 for use as an adhesive of the compacting system 312 is supplied.
  • a compacting system 312 for producing a fuel for thermal / material recycling in a gasification or combustion system 317, one in a liquefaction device 313 and / or a preparation and metering device 314 prepared binder 315 for use as an adhesive of the compacting system 312 is supplied.
  • Material separation plant 300 the separation plant 168 and the pactation.
  • hydrolysis 162.1 as in hydrolysis 162 with the reactor according to FIG. 15, the digested suspension 20 is roughly cleaned and organic material is digested in such a way that it is available for fermentation in the fermenter 138.
  • the non-anaerobically degradable substances are separated from adhesive grain and dirt.
  • the hydrolysis 162.1 takes place essentially in a reactor 174 which has a blowing device 178 in the vicinity of the bottom 246 for blowing in oxygen, as a result of which a helical flow 252 rising in the mixture of substances is formed.
  • a blowing device 178 in the vicinity of the bottom 246 for blowing in oxygen, as a result of which a helical flow 252 rising in the mixture of substances is formed.
  • the injection can be pulse-like or continuous.
  • the reactor 174 is charged with the suspension 20 from the pulper 1, 1.11 and the hydrolyzed suspension 21 is removed in each case in a central reactor section.
  • the blowing device 178 comprises at least one lance or an arm 254 with a plurality of “ nozzles for blowing oxygen into the mixture of matter, which is connected to an oxygen supply 180. Pure oxygen is preferably injected through the nozzles.
  • the injected oxygen and the exhaust gases 188 obtained in the hydrolysis 162.1 collect above a substance mixture level 186 in an exhaust gas space 190. Since in the hydrolysis 162 part of the oxygen is breathed through C0 2 , ie rendered inert, the oxygen supply 180 is optimal for regulating the oxygen supply Reactor head 248 a 0 2 measuring probe 266 is provided. To increase the mixing of the mixture of substances in the hydrolysis reactor 174, at least a partial flow of the exhaust gas 188 can be carried out via a suction line 38, a compressed air compressor 36, a press-in line 136 and an arm 306, which is provided with a large number of nozzles and according to the view in FIG.
  • the injected exhaust gases 188 likewise form an ascending helical flow 308, which overlaps with the flow 252 of the injected oxygen to form an overall flow 310.
  • the exhaust gases 188 not injected into the mixture of substances are fed to the acidic air washer 172 for denitrification, as already described under FIG. 19.
  • the dry substance content of the mixture is preferably 5-15% and the temperature of the mixture in the reactor 174 is 70 ° C. This temperature is sufficient to loosen fat or fat compounds.
  • an insulation 47 is provided, through which the cooling liquid of a refrigeration unit 182 flows.
  • wet rot or wet oxidation 164.1 as with the wet rot 164, the wet rot reactor is used in accordance with
  • Oxidation 164.1 becomes the circulating water through the gassing
  • the wet oxidation 164.1 essentially takes place in a reactor 192 which corresponds to the reactor 174 of the hydrolysis 162.1.
  • this reactor 192 also has a blow-in device 178 which can be operated at the bottom in a pulsed and discontinuous manner for blowing in oxygen and for mixing the substance mixture in the reactor 192.
  • a previously described 0 2 measuring probe 266 is provided for regulating the oxygen supply 180.
  • the exhaust gases 200 formed in the wet oxidation 164.1 can be injected back into the mixture of substances at least as a partial flow, implicitly or discontinuously, by means of a recirculation.
  • the non-recirculated exhaust gases 200 are fed to the acidic air mixer 172 for denitrification in accordance with FIG. 19.
  • an insulation 74 with a refrigeration unit 182 is provided for setting a constant temperature of the substance mixture.
  • the solids 116 dewatered in the material separation 200 and the digestion water 159 of the fermenter 138 are fed in and the oxidized material mixture 23, like the material streams 20, 21 in the hydrolysis 162.1, is removed in a central reactor section.
  • a dry matter content of 5-15% is preferably set in the reactor 192.
  • the digestion water 159 supplied serves primarily as dilution water.
  • Hydrolysis reactor 174 and the wet oxidation reactor 192 is that in the wet oxidation 164.1 more
  • Oxygen is injected into the mixture of substances To transfer substances that have not yet passed into solution and to denitrify the mixture of substances.
  • This has the advantage that rotting 214, as in the process diagram according to FIG. 9 and FIG. 10, can be dispensed with, which among other things results in considerable cost reductions possible are.
  • the mixture of substances in the reactor 192 can also be hygienized in the wet oxidation 164, 164.1, depending on the type of control. Not only can those in the mixture of substances be found Solids 116, but also the wastewater 146 of the fermenter 138 mixed with and without solids can also be hygienized.
  • the hygienization in wet oxidation 164, 164.1 enables hygienized solids (compost) as well as a mixture of solids and process water or waste water or pure process water or special waste water to be used directly for agriculture.
  • Hygiene in wet oxidation 164, 164.1 preferably takes place at the beginning of wet oxidation 164, 164.1, since the prevailing high temperatures also improve the microbial availability of the organic substances. However, it is also conceivable to carry out the hygienization at the end of the wet oxidation 164, 164.1.
  • Hygiene is particularly relevant for all biomass raw materials that are to be used for agricultural purposes. These include in particular organic and green waste, waste from agriculture and energy crops, kitchen and canteen waste, sewage sludge and special process and waste water. Throughout Europe, biomass products from total waste can also be counted.
  • FIG. 22 shows a schematic structure of the material separation plant 300.
  • the suspension 21 prepared in the hydrolysis 162, 162.1 is fed together with the dirty process water 96 from the washing device 80 to a fiber separator 98, which is designed, for example, as a rotary screen.
  • the process water 82 obtained in the wastewater treatment plant 148 can be fed to the fiber separator 98 as a dilution.
  • fiber separator 98 fibers and floating materials 100 are separated from the organic water 102.
  • the fibers and floating materials 100 are cleaned in a solid sieve and washing system 104 by adding a partial stream of the operating water 82 in a cleaning zone 106.
  • This cleaning process can be supported by circulating water 108, which is branched off from the circuit of the dilution water 4 upstream of the heat exchanger 140, through the cleaning zone 106.
  • the organic constituents of the fibrous and floating materials 100 detached from this. If very intensive cleaning is required, the operating water 82 is additionally supplied to the cleaning zone 106. With less intensive cleaning, the proportion of circulating water 108 can be increased.
  • the water 118 in the dewatering press 114 loaded with organics, is mixed with the washing water 120 flowing out of the cleaning zone 106 and fed to a sand washer 122.
  • the organic water 102 can also be fed to the sand washer 122.
  • the fine sand portion 124 is separated by the action of a stirrer 126 and the organic constituents adhering to the fine sand portion 124 are removed by adding the operating water 82.
  • the fine sand 124 thus pre-cleaned is then fed to a fine sand washing device 128, the basic structure of which corresponds to the washing device 80 or 104 according to FIG. 19.
  • the cleaned fine sand 130 can then be recycled for use in civil engineering and road construction.
  • the liquid 132 that is highly contaminated with organic matter during sand washing is as already mentioned below
  • FIG. 19 described temporarily stored in the intermediate storage 134 and fed to a fermenter 138 and / or used as circulating water 132.
  • the fibrous material separator 98 is designed, for example, as a rotary sieve, the separated fibrous and floating substances 100 being fed to the solid sieve and washing system 104, in the cleaning zone 106 of which the adhering organic constituents are separated off by means of the process water 82 and / or the branched-off circulating water 108 Solids 112 dewatered and cleaned in the cleaning zone 106 are drawn off via a solids outlet 110 and compacted in the dewatering press 114 to form the raw compost 212 already mentioned in FIG.
  • Organic highly contaminated water 118, together with the washing water 120, is fed to the solid sieve and washing system 104 as the mixed water 121 to the fiber separator 98.
  • the dewatered solids 116 are subjected to a drying process 311.
  • a resulting dry substance mixture 311.1 with a water content of preferably 15% to 25% is subjected to a compacting system 312, in particular a briquetting device or pelletizing device with an integrated mixer or Extruder or a bar press fed.
  • the compacting is preferably carried out under low pressure, with a binder as an adhesive being added to the dry substance mixture 311.1, in order to hold the shaped pieces 312.1, such as briquettes and pellets, produced under low pressure until they burn up 317.
  • the compacting under low pressure and with the addition of the binder 315 has the advantage that the energy expenditure for producing the shaped pieces 317 is reduced and the wear on the system parts of the compacting system 312, such as the mixer, is reduced.
  • the compacting 312 according to the invention with the binding agent 315 requires approximately 20 kW of electrical current and causes wear costs of approximately € 1 / mg to € 6 / mg, whereas in the case of conventional compacting for the production of IMg molded parts from waste, 100 kW of electrical current and wear costs of around 15 € incurred, resulting in a total cost / mg of approximately € 50.
  • the adhesive 315 is obtained primarily from the sieve overflow 72 which is produced, which consists of approximately 80% plastics and is converted into a viscous injection mass 313.1 in a liquefaction device 313 by extrusion or thermal / chemical action.
  • plastic material 72 In the event that no or too little plastic material 72 is available, it can also be mixed with supplied binder 316 such as lime milk or starch via the preparation and metering device 314 as organic or inorganic binder 314.1 of the compacting system 312. In this case, priority is given to organic starch, such as potato starch, because, in contrast to the cheaper lime milk, it is burned without residue and electrical and / or thermal energy 317.1 is released.
  • the lime milk can be disposed of as slag or minerals 317.2.
  • the compacting system 312 can be bypassed in whole or in part and the material flows 72 and 311.1 can be fed directly to the thermal utilization 317.
  • a process for treating waste with organic constituents is disclosed, wherein in the case of uniform process steps, depending on the grain size of the waste mixture, different material dissolvers are used to dissolve the organic constituents in a dilution liquid and different reactors are used to carry out hydrolysis and / or wet rotting, and suitable material dissolvers and reactors. Furthermore, a suitable waste treatment plant is disclosed.

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Abstract

Offenbart sind ein Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen, wobei bei einheitlichen Verfahrensschritten in Abhängigkeit der Korngröβe der Abfallmischung unterschiedliche Stofflöser zum Lösen der organischen Bestandteile in einer Verdünnungsflüssigkeit und unterschiedliche Reaktoren zur Durchführung einer Hydrolyse und/oder einer Nassrotte verwendet werden sowie geeignete Stofflöser und Reaktoren. Weiterhin ist eine geeignete Abfallaufbereitungsanlage offenbart.

Description

Beschreibung
Stofflöser, Reaktor für Hydrolyse und/oder Nassrotte und
Abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen Stofflöser und Reaktor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einen Stofflöser zum Lösen' organischer Bestandteile von Abfall in einer Verdünnungsflüssigkeit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5 bzw.19, einen Reaktor zur Durchführung einer Hydrolyse und/oder Nassrotte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 28 bzw.36 sowie eine derartige Stofflöser und/oder Reaktoren enthaltende Abfallauf ereitungsanlage .
Mit der Einführung der getrennten Sammlung von organischen Haushaltsabfällen in Europa hat die mechanisch biologische Aufbereitung (MBA) von Siedlungsabfällen zunehmende Bedeutung erlangt. Der Abbau der biogenen Masse erfolgt mikrobiell, wobei zwischen aeroben und anaeroben Mikroorganismen unterschieden werden kann. Die aerobe Umsetzung führt letztendlich zu den Endprodukten Kohlenstoffdioxid und Wasser und wird als Verrottung bezeichnet. Die anaerobe Umsetzung ist typisch für die Vergärung, als Endprodukte entstehen unter anderem Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff.
Bekannte Verfahren sehen je nach Beschaffenheit der Abfallmischungen verschiedene Verfahrensschritte zur Abfallbehandlung auf. Die individuelle Bereitstellung einzelner Verfahrensanlagen ist jedoch sehr teuer.
BES ÄTIGU SSKOPIE In der DE 196 48 731 AI wird ein aerobes Verfahren beschrieben, bei der die organischen Bestandteile einer
Abfallfraktion in einem Perkolator ausgewaschen werden und der Rückstand nach einer Trocknung beispielsweise verbrannt oder deponiert wird.
Die Perkolation kann beispielsweise in einer Kastenperkolationsanlage gemäß der WO 97/27158 AI erfolgen. Vielversprechend erwiesen sich auch Versuche mit -einer Siedeperkolationsanlage gemäß der DE 101 42 906 AI, bei der , die Perkolation im Siedebereich des Prozesswassers betrieben wird.
Das vom Perkolator abgezogene organisch hochbelastete Austrittswasser wird zum anaeroben Abbau einer Biogasanlage zugeführt, wobei der Organikanteil mittels Methanbakterien umgesetzt und zur Energieerzeugung einer Biogasverbrennung zuführbar ist. Die vorbeschriebene aerobe Behandlung der Abfallstoffe in einem Perkolator hat sich als äußerst konkurrenzfähig zu den anaeroben Verfahren erwiesen und gewinnt zunehmend an Bedeutung.
In der EP 0 192 900 Bl ist das sogenannte Valorga- Verfahren beschrieben - bei dem die Vergärung in einem Fermenter erfolgt, der von unten beschickt wird. Der aufzubereitende Abfall wird pfropfenförmig zu einem Austrag geführt, der unterhalb der radial außenliegenden Eintrittsöffnung angeordnet ist. Die Förderung des Abfalls erfolgt durch Einblasen von komprimiertem Biogas über Gasdüsen, die in mehreren Sektoren des Fermenters angeordnet sind, wobei jeder Sektor einzeln angesteuert werden kann, um die Pfropfenströmung des Abfalls zwischen der Eintrittsöffnung und der Austragsöffnung aufrecht zu erhalten. In der EP 0 476 217 AI ist ein beheizbarer Fermenter offenbart, in dem Frischgut und Faulgut als Bakterien- Impfgut dem Fermenter zugeführt und das entstehenden Faulgut über ein Rührwerk zu einem Faulgutaustrag transportiert werden. Eine derartige Zugabe von Impfgut kann auch bei dem eingangs beschriebenen Valorga- Verfahren gemäß der EP 0 192 900 Bl vorgesehen sein.
Die EP 0 794 247 AI offenbart einen Fermenter, bei dem-'das Gärgut in eine rotierende Trommel eingebracht wird, in der eine Spirale angeordnet ist. Über diese Spirale wird das Gärgut pfropfenförmig vom Eintritt zum Faulgutaustrag geführt. Diese Förderung kann durch Vor- und Rückwärtsdrehen der Trommel erfolgen, wobei die Vorwärtsdrehung, d. h. der Transport des Gärguts in Richtung Gärgutaustrag zeitlich länger erfolgt als in Gegenrichtung, so dass eine vorbestimmte Verweilzeit des Gärguts erreicht wird.
Bei den vorbeschriebenen bekannten Verfahren wird trockner Abfall behandelt, der einen vergleichsweise hohen Trockensubstanzgehalt (TS) von mehr als 25 % aufweist.
Bei der Behandlung fließfähiger, feuchter Abfälle werden beispielsweise gemäß der DE 197 04 065 AI sogenannte Stofflöser (Pulper) eingesetzt, bei denen der Abfall mit einer Verdünnungsflüssigkeit verdünnt und mittels eines Mischers auseinandergerissen. und zerkleinert wird, so dass eine Suspension entsteht und organische Bestandteile in Lösung in die Verdünnungsflüssigkeit gehen. Bei der bekannten Lösung erfolgt die Durchmischung mittels eines Rührers, dessen Schaufeln so ausgebildet sind, dass sich im Stofflöser abschnittsweise eine Vertikalströmung ausbildet. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass zum Einen ein erheblicher vorrichtungstechnischer Aufwand zur Ausbildung der komplexen Geometrie der Rührerschaufeln erforderlich ist, und zum anderen sind diese Schaufeln aufgrund der in der Suspension enthaltenen Schwimm- und' Störstoffe einem erheblichen Verschleiß unterworfen.
In der DE 196 24 268 AI ist ein Gärverfahren für Abfälle in fließfähiger Form, offenbart. Dabei wird ein Mehrkammerreaktor verwendet, wobei der Transport des Gärguts von einer Eintrittsöffnung durch die Kammern hindurch zu einer Austragsöffnung über ein Rührwerk erfolgen kann. Dem Mehrkammerreaktor ist ein gemeinsamer Gasraum zugeordnet, aus dem das während des Gärprozesses entstehende Biogas abgezogen wird. Der Stoffwechsel lässt sich in den einzelnen Kammern durch unterschiedliche Prozessführung, beispielsweise über Wärmetauscher, Zugabe von Impfgut usw. individuell steuern.
Da der zu behandelnde Abfall auch einen nicht unerheblichen Anteil an Schwer- und StörStoffen enthält, sind insbesondere die Lösungen mit mechanischen Fördermitteln (EP 0 794 247 AI, EP 0 476 217 AI, DE 197 04 065 AI, DE 196 24 268 AI) relativ starkem Verschleiß unterworfen, da die eingesetzten Fördermittel und sonstigen Einbauten durch die Sedimente mit den Stör- /Schwerstoffen beschädigt werden können.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einheitliches Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen zu schaffen. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Stofflöser und Reaktoren zur Verwendung in einem derartigen Verfahren sowie eine demgemäße Abfallaufbereitungsanlage zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren' mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1, einen Stofflöser mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 bzw. 19, einen Reaktor mit den Merkmalen des Patentanspruchs 28 bzw. 36 sowie durch eine Abfallaufbereitungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 41 gelöst.
Ein erfindungsgemäßes bevorzugtes Verfahren weist eine mechanische Aufbereitung des Abfalls, eine Lösung organischer Bestandteile in einem Stofflöser, eine Hydrolyse der aus dem Stofflöser abgezogenen biologischen belasteten Suspension in einem Reaktor und eine Fermentation in einer Gärstufe auf, wobei das bei der Hydrolyse -oder dem Fermenter gewonnene Prozesswasser als Umlaufwasser im Kreis geführt wird. Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit von der Korngröße der mechanisch aufbereiteten Abfallmischung der bei der Anlage einzusetzende Stofflöser und/oder Reaktor ausgewählt. Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren für verschiedene Abfallmischungen identisch ist und nur die Anlagenteile Stofflöser und Reaktor in Abhängigkeit von der Korngrösse des Abfalls auszuwählen sind. Eine bevorzugte „Grenzkorngröße" ist etwa 80 mm.
Vorteilhafterweise' ist zusätzlich zur Hydrolyse eine Nassrotte bzw. Nassoxidation vorgesehen, die in einem Reaktor entsprechend dem Hydrolysereaktor durchgeführt wird.
Zur Einleitung einer im Wesentlichen von Feststoffen befreiten biologischen Suspension in den Fermenter können geeignete Trennschritte zum Abtrennen von Störstoffen, Schwerstoffen, Faserstoffen usw. vorgesehen sein.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der organischen Bestandteile bei einer maximalen Korngröße von etwa 80 mm in einem Stofflöser, der anstelle eines bekannten mechanischen Rührwerks ein quasi pneumatisches Rührwerk aufweist, bei dem durch Einpressen von Gas, vorzugsweise Luft, durch die Suspension in dem Stofflöser durchmischt und die organischen Anteile als Lösung in das Verdünnungswasser übergehen, durch das eine Suspensionströmung im Stofflöser erzeugt wird.
Diese pneumatische Lösung weist praktisch keinen Verschleiß auf und lässt sich mit wesentlich geringerem vorrichtungstechnischen Aufwand realisieren als es bei den herkömmlichen Lösungen der Fall ist. Es zeigte sich, dass die organischen Bestandteile in wesentlich kürzerer Zeit als bei den Konstruktionen mit mechanischem Rührwerk gelöst werden können.
Die Durchmischung läßt sich weiter verbessern, wenn die Gaseinpressdüsen Teil einer Gasstrompumpe sind, über die die Suspension innerhalb des Stofflösebehälters periodisch oder kontinuierlich umpumpbar ist. Dabei kann das Gas auch in den Boden des Stofflösebehälters eingepresst werden, so daß auch die sich dort ansammelnden Stör-/Schwerstoffe mit dem Gas durchmischt werden.
Diese Gasstrompumpe hat vorzugsweise ein Innenrohr, an dessen unterem Endabschnitt eine von der Suspension um- oder durchströmbare Düsenplatte mit Gaseinpressdüsen angeordnet ist und dessen oberem Endabschnitt eine Austrittsöffnung für die im Innenrohr transportierte Suspension ausgebildet ist.
Bei einem besonders effektiv arbeitenden
Ausführungsbeispiel wird im Abstand zur Austrittsöffnung eine Prallplatte angeordnet, gegen die das von der
Gasstrompumpe geförderte Stoffgemisch mit hoher Geschwindigkeit prallt und aufgeschlossen wird. Dabei gehen die organischen Anteile in die Wasserphase über. Inertstoffpartikel und Sand sinken nach unten hin ab und können abgezogen werden. In der Suspension enthaltende Faserstoffe und Feststoffanteile reiben während dieser Förderung hin zur Prallplatte aneinander und werden zusätzlich von anhaltenden Organikbestandteilen befreit.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel begrenzt die -Prallplatte abschnittsweise einen Gasabzugsraum, über den das im Kreislauf geführte Gas abgezogen wird.
Bei großen Behältervolumina kann es vorteilhaft sein, mehrere Gasstrompumpen im Stofflösebehälter anzuordnen.
Erfindungsgemäß wird es besonders bevorzugt wenn das Innenrohr doppelwandig ausgebildet ist, wobei die Gaseinpressdüsen dann entweder im inneren Zylinderraum oder im Ringraum angeordnet sind und der jeweils andere Raum zur Aufnahme eines Heizmediums dient, so dass das Innenrohr gleichzeitig als Wärmetauscher wirkt, über die die Suspension auf einer Prozesstemperatur gehalten wird.
~ i
Die Durchmischung lässt sich weiter verbessern, wenn am Außenumfang des Innenrohrs Leitbleche zur
Strömungsführung angeordnet sind. Da diese Leitbleche fest im Stofflösebehälter angeordnet sind, ist deren
Verschleiß minimal.
Bei bestimmten Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, mehrere Stofflöser in Reihe zu betreiben.
Ein erfindungsgemäßer Stofflöser zum Lösen organischer Bestandteile von Abfall mit einer minimalen Korngröße von etwa 80 mm in einer Verdünnungsflüssigkeit sieht erfindungsgemäß zumindest ein mechanisches Rührwerk vor, dessen jeweils benachbarten Rührelemente entgegengesetzte Förderrichtungen aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass die in dem Stofflöser sich befindende Mischung zwischen den Rührelementen aufeinander zu bzw. voneinander weg gefördert wird, so dass eine verbesserte Abrasion und somit eine verbesserte Lösung der Organik erzielbar ist.
Vorzugsweise sind die Rührelemente auf einem Rotor angeordnete Rotorblätter, deren Blattsteigungswinkel um jeweils etwa 180° zueinander versetzt sind. Die Anzahl der Rotorblätter ist beliebig wählbar, jedoch ist eine gerade Anzahl, beispielsweise 6 Rotorblätter, bevorzugt.
Die Rotorblätter können gleichmäßig auf dem Rotor von einer Eintrittsschleuse für den Abfall bis zu einer Austrittsöffnung für abgetrennte Stör-/Schwerstoffe verteilt sein.
Ebenso ist es vorstellbar, dass der Stofflöser mehrere parallele Rotoren aufweist, wobei die Rotorblätter der einzelnen Rotoren jeweils einen Überschneidungsbereich bilden.
Bei einer besonderen Ausführungsform kann im Bereich der Ausschleuseöffnung eine Gaseinpressung zur Aufwirbelung der Stör-/Schwerstoffe angeordnet sein. Dabei ist es möglich, dass das eingeblasene Gas im Kreislauf geführt wird, so dass die benötigte Gasmenge reduziert ist.
Der Stofflöser kann im Längsschnitt eine rechteckige Gestalt haben, wobei seine Länge Ll mindestens der vierfachen Höhe hl entspricht. Erfindungsgemäß wird bei der Hydrolyse und/oder der Nassrotte der Suspension aus dem Abfall mit einer maximalen Korngröße von etwa 80 mm ein Reaktor mit einem mechanischen Mischwerk zum Durchmischen des Stoffgemisches und mit einem Leitrohr verwendet, welches das Mischwerk umgreift. Dabei ist das Mischwerk derart angesteuert, daß das Stoffgemisch von einer Reaktorkopfseite zur Reaktorbodenseite durch das Leitrohr ansaugbar ist, wobei sich außerhalb des Leitrohrs eine aufsteigende schleifenförmige Strömung ausbildet.
Zur Optimierung der Hydrolyse bzw. Nassrotte hat das
Leitrohr eine axiale Verlängerung zur Veränderung seiner
Länge bzw. Höhe. Weiterhin können mehrere Leitrohre, zum Beispiel 3 Leitrohre, mit entsprechend reduziertem
Durchmesser in einem Reaktor angeordnet sein.
Der für die Hydrolyse bzw. Nassrotte benötigte Sauerstoff kann über eine Sauerstoffeinblasung in Bodennähe und/oder im Bereich des Mischwerks erfolgen.
Zur Regulierung der einzublasenden Sauerstoffmenge kann eine 02~Sonde vorgesehen sein, die den 02~Gehalt erfaßt, so daß in Abhängigkeit von diesen Signalen die axiale Verlängerung, die axiale Position des Leitrohrs und/oder ein Stoffgemischspiegel so einstellbar ist, daß bevorzugterweise eine optimale, d.h. nahezu 100%-ige, Sauerstoffausnutzung erfolgt.
Beispielhafte Geometrieverhältnisse sind z.B.:
Die Leitrohrhöhe Hl entspricht 8 bis 10 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, der Wirkdurchmesser d2, d.h. der Innendurchmesser des Reaktors, entspricht 4 bis 6 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, der Bodenabstand H2 vom Reaktorboden zum Leitrohr entspricht 1 bis 2 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, der Abstand zwischen dem Stoffgemischspiegel und dem Leitrohr entspricht 2 bis 3 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, die variable Höhenverstellung H4 zwischen dem Stoffgemischspiegel und dem Leitrohr beträgt 0,5 bis 2 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, die Aufströmgeschwindigkeit vl der UmlaufStrömung bewegt sich zwischen 0,1 m/s und 0,8 m/s, der Leitrohrdurchmesser dl beträgt je nach Stoffgemischzusammensetzung und dem Trockensubstanzanteil zwischen 0,5 m und 1,5 m.
Eine Überhitzung des Stoffgemisches kann durch ein das Leitrohr umströmendes Kühlmedium wirkungsvoll verhindert werden.
Grundsätzlich sind mehrere Hydrolysen oder Nassrotten in Reihe anordbar.
Ein erfindungsgemäßer Reaktor zur Bearbeitung einer zugeführten mit Organik belasteten Suspension, die aus einer Abfallmischung mit einer minimalen Korngröße von etwa 80 mm gewonnen wird, hat als eine Mischeinrichtung zum Durchmischen des Stoffgemisches eine Einblaseinrichtung für Gas, bevorzugterweise Sauerstoff.
Die Gaseinpressung erfolgt vorzugsweise über eine Vielzahl von Gaseinpressdüsen in Bodennähe des Reaktors und ist über eine Gasmesssonde regelbar.
Bevorzugterweise ist das Gas über eine Pumpe im Kreislauf führbar. Zur Erhöhung der Durchmischung können in dem Reaktor entstehende Abgase ebenfalls in das Stoffgemisch in Bodennähe des Motors über ein Gebläse einpressbar sein.
Eine mit dem Stofflöser ausgeführte Abfallaufbereitungsanlage hat vorzugsweise eine Feststoffaufbereitung zum Trennen und Waschen der aus dem Stofflöser abgezogenen Stör-/Sinkstoffe.
.Erfindungsgemäß kann die Abfallaufbereitungsanlage auch eine Trennstufe zum Abscheiden von Faserstoffen oder dergleichen von der aus dem Stofflöser entnommenen aufgeschlossenen Suspension aufweisen. Diese Trennstufe weist vorzugsweise eine Waschanlage und eine Entwässerungspresse auf, über die die abgeschiedenen Faser-/Schwimmstoffe gereinigt und einer weiteren Verwendung zugeführt werden können.
Zusätzlich zu den Faserstoffabscheidern kann die Abfallaufbereitungsanlage mit einer Sandwäsche zum
Waschen von Feinsand ausgeführt sein, der nach dem
Abtrennen der Faserstoffe noch in der verbleibenden
Suspension (Verdünnungswasser) enthalten ist.
Das die organischen Bestandteile enthaltende Verdünnungswasser wird vorzugsweise einem Fermenter zugeführt, indem diese organischen Bestandteile zu Biogas umgesetzt wird und/oder als Mischwasser einer Naßrotte bzw. Nassoxidation zugeführt werden.
Das von den organischen Bestandteilen befreite Verdünnungswasser wird dann wieder zum Stofflöser zurückgeführt, wobei Überschusswasser einer Abwasserreinigungsanlage zugeführt werden kann. Die dem Stofflöser zugeführten Feststoffanteile werden vorzugsweise durch eine vorgeschaltete Feststoffaufbereitung minimiert.
Es hat sich gezeigt, daß die Durchlaufzeit durch die erfindungsgemäße Aufbereitungsanlage von üblichen etwa 61 Tagen auf etwa 29 Tage reduziert werden kann, wenn die aufgeschlossene Suspension des Stofflösers zumindest als Teilstrom eine Hydrolyse durchläuft und anschließend von Faser- und Feststoffen befreit wird, wobei die Feststoffe zumindest als Teilstrom die Nassrotte bzw. Nassoxidation zur Gewinnung eines oxidierten Stoffgemisches durchlaufen.
Bei der Hydrolyse wird die Suspension des Stofflösers aerob versäuert und das noch nicht aufgeschlossene organische Material ebenfalls aufgeschlossen, so daß dem Fermenter zusätzliches Material zuführbar ist.
Ebenfalls ist es möglich, zumindest einen Teilstrom der in einer der Hydrolyse nachgeschalteten Trennanlage abgetrennten Feststoffe einer Trocknung und einer Kompaktierung zur Herstellung von Formstücken für Vergasungs- und Verbrennungsanlagen zu unterziehen. Vorzugsweise erfolgt die Kompaktierung unter Niederdruck und unter Beimischung eines Bindemittels, das als Klebemittel bis zur Verglühung in der Vergasungs- und Verbrennungsanlage wirkt. Das Bindemittel kann während der Abfallaufbereitung selbst erzeugt, zum Beispiel abgetrennte Kunststoffe, oder zugeliefert sein.
Für den Vergasungsvorgang müssen die Formstücke im glühendem Zustand „Vergasungsstabil" bleiben d.h., bis zu Veraschung bleibt die Form erhalten. Bei einer Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage wird die bei der Hydrolyse aufbereitete Suspension direkt dem Fermenter zugeführt. Da das dann bei der Fermentation anfallende entfrachtete Abwasser noch einen hohen Feststoffanteil aufweisen kann, sollte dieses nicht dem Verdünnungswasser bzw. Umlaufwasser beigemischt werden. Eine Beimischung kann jedoch dadurch erreicht werden, dass die Feststoffe in einer Trennanlage aus dem Abwasser im Wesentlichen abgetrennt werden, so dass das Abwasser feststofffrei ist. Die entwässerten Feststoffe können dann einer Nassrotte unterzogen werden, wobei zur optimalen Einstellung des Feststoffgehalts ein Teilstrom des feststofffreien Abwassers wieder mit den Feststoffen zu einer Suspension vermischbar ist.
Bei einer anderen Ausführungsform einer Aufbereitungsanlage gelangen die Feststoffe aus der Hydrolyse in die Nassrotte bzw. Nassoxidation. Dabei wird durch Begasung mit Sauerstoff die nicht anaerob abbaubare Organik veratmet und der Stickstoff als Ammoniak ausgetrieben.
Das nach der Nassoxidation oxidierte Stoffgemisch kann einer Trennanlage mit einem Feststoffabscheider, einer Feststoffsieb- und Waschanlage und einer Entwässerungspresse zugeführt werden. Dabei ist es möglich, dass in dem Feststoffabscheider anfallende Abwasser als Verdünnungswasser für den Stofflöser zu nutzen und/oder der Abwasserreinigungsanlage zuzuführen. Der in der Entwässerungspresse entstehende Rohkompost kann unmittelbar entsorgt werden.
Bevorzugterweise wird dem Stoffgemisch bei der Nassrotte Mischwasser, das bei der Vermischung des Umlaufwassers mit dem Abwasser des Fermenters entsteht, zugeführt . Das bei der Nassrotte anfallende oxidierte Stoffgemisch kann eine Trennanlage zur Erzeugung von Rohkompost und Abwasser durchlaufen. Dabei kann das Abwasser mit dem Verdünnungswasser vermischt und/oder in die Abwasserreinigungsanlage eingespeist werden. Der Rohkompost kann einer Nachrottung zur Trocknung unterzogen und/oder unmittelbar entsorgt werden.
' Die bei der Hydrolyse und Nassrotte entstehenden Abgase können • einem Luftwäscher zur Befreiung von Ammoniak zugeführt werden
Die Aufbereitungsanlage weist insbesondere für mechanisch aufbereitete Abfallmischungen mit einer maximalen Korngröße von etwa 80 mm den erfindungsgemäßen Stofflöser mit pneumatischen Rührwerk und zur Hydrolyse und/oder zur Nassoxidation den erfindungsgemäßen Reaktor mit mechanischen Rührwerk auf.
Für mechanisch aufbereitete Abfallmischungen mit einer minimalen Korngröße von etwa 80 mm wird vorzugsweise der erfindungsgemäße Stofflöser mit mechanischen Rührwerk und zur Hydrolyse und/oder zur Nassoxidation der erfindungsgemäße Reaktor mit pneumatischen Rührwerk eingesetzt. Letzeres kann auch bei den kleineren Kormgrössen eingesetzt werden. Die „Grenzkorngrösse" kann in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Abfall variieren, die genannten 80 mm sind beispielhaft zu sehen.
Vorteilhafterweise kann zumindest in dem Reaktor für die Nassoxidation bei entsprechender Betriebsweise eine
Hygienisierung des Stoffgemisches in dem Reaktor erfolgen. Zu Befreiung der bei Hydrolyse und der Nassoxidation entstehenden Abgase von Ammoniak kann ein Luftwäscher vorgesehen sein, in dem das Ammoniak auswaschbar ist.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1. eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Stofflösers für Abfallmischungen mit einer ungefähren Korngröße kleiner 80 mm;
Figur 2 einen schematisierten Querschnitt des Stofflösers aus Figur 1;
Figur 3, Figur 4 Querschnitte alternativer Ausführungsbeispiele eines Stofflösers;
Figuren 5 bis 7 Prinzipdarstellungen unterschiedlicher Betriebszustände des Stofflösers aus Figur 1;
Figur 8 eine Variante des Stofflösers gemäß Figur 1; Figur 9 eine Abfallaufbereitungsanlage mit einem Stofflöser gemäß Figur 1,
Figur 9a einen alternativen Betriebsfall aus Figur 9 in vereinfachter und vergrößerter Darstellung (vgl. auch Fig. 19),
Figur 9b einen weiteren alternativen Betriebsfall aus Figur 9 in vereinfachter und vergrößerter Darstellung (vgl. auch Fig. 19) , Figur 10 eine Detailldarstellung einer Hydrolyse und einer Nassrotte aus Figur 9,
Figur 11 zwei in Reihe geschaltete erfindungsgemäße Stofflöser aus Figur 1,
Figur 12 einen Längsschnitt durch einen alternativen erfindungsgemäßen Stofflöser für Abfallmischungen mit einer ungefähren Korngröße größer 80 mm, Figur 13 a bis 13 d beispielhafte Querschnitte durch den Stofflöser nach Figur 12,
Figur 14 eine Reihenschaltung des Stofflösers aus Figur 12, Figur 15 einen Längsschnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Reaktors für die Hydrolyse oder die Nassrotte für Abfallmischungen mit einer ungefähren Korngröße kleiner 80 mm,
Figur 16 einen Querschnitt durch ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Reaktors für die Hydrolyse oder die Nassrotte,
Figur 17 eine Reihenschaltung mehrerer Reaktor bei der Hydrolyse, und
Figur 18 eine Reihenschaltung mehrerer Reaktor bei der Nassrotte
Figur 19 ein vereinfachtes Verfahrensschema der erfindungsgemäßen Abfallaufbereitungsanlage,
Figur 20 einen Hydrolysereaktor für Abfallmischungen mit einer ungefähren Korngröße größer 80 mm, Figur 21 einen alternativen Nassrottereaktor für Abfallmischungen mit einer ungefähren Korngröße größer 80 mm,
Figur 22 eine detaillierte Stofftrennanlage aus Figur 19, Figur 23 eine detaillierte Trennanlage aus Figur 19 und
Figur 24 ein detailliertes Verfahrensschema der Kompaktierung aus Figur 19.
In Figur 1 ist der Grundaufbau eines Stofflösers 1 dargestellt, in dem organische Bestandteile eines zugeführten Inputmaterials 2, vorzugsweise Abfall in einer Verdünnungsflüssigkeit, beispielsweise Verdünnungswasser 4 gelöst werden, so dass im Stofflöser 1 eine Mischung 8 vorliegt, die einen Trockensubstanzgehalt von etwa 5 bis 10 % aufweist. Bevorzugterweise weist die dem Stofflöser 1 zugeführte Abfallmischung eine Korngröße von maximal etwa 80 mm auf. Der Abfall 2 und das Verdünnungswasser 4 werden jeweils über Eintrittsschleusen 10 einem Stofflösebehälter 6 zugeführt. Ein Boden 12 des Sto flösebehälters ist konisch ausgeführt und mündet in einer Ausschleuseöffnung 14 mit einer Austrittsschleuse 16, über die sich am konischen Boden 12 absetzende Stör-/Schwerstoffe 18 abgezogen werden können. Im Bereich des konischen Bodens 12 -ist eine weitere Austrittsschleuse 16 ausgebildet, über die die im. Stofflöser 1 aufgeschlossene, mit Organik befrachtete Suspension 20 abgezogen und gemäß Figur 9 aufbereitet und dann im Kreislauf als Verdünnungswasser 4 über die Eintrittsschleuse 10 wieder zugeführt wird.
Im Inneren des Stofflösebehälters 6 ist eine Gasstrompumpe 24 angeordnet, über die - wie im folgenden noch näher beschrieben wird - die Mischung 8 innerhalb des Stofflösebehälters durchmischt wird. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Gasstrompumpe 24 ein Innenrohr 26, das koaxial zum Stofflösebehälter 6 angeordnet ist und an' seiner in Figur 1 untenliegenden Eintrittsöffnung eine Düsenplatte 27 mit einer Vielzahl von Gaseinpressdüsen 28 hat, durch ein Gas, vorzugsweise Luft in das Innenrohr eingepresst werden kann. Die Düsenplatte 27 kann von der Suspension 8 umströmt werden. Die Gaseinpressdüsen 28 sind über eine Druckluftleitung 30 sowie ein von der Anlagensteuerung ansteuerbares Steuerventil 32 mit einem Mitteldruckspeicher oder Windkessel 34 verbunden, der über einen Druckluftverdichter 36 auf einen Druck von beispielsweise 3 bis 8 bar aufgeladen ist. Dieser saugt über eine Saugleitung 38 Transportluft 40 aus einem Gasabzugsraum 42 am Kopf 22 des Stofflösebehälters 6 an - d. h., diese Transportluft 40 wird ebenfalls im Kreislauf geführt und durch die entsprechende Ansteuerung des Steuerventils 32 aus dem Windkessel 34 über die Druckluftleitung 30 und die Gaseinpressdüsen 28 in das Innenrohr 26 eingepresst.
Über eine Umschalteinrichtung- und/oder Dosiereinrichtung 66 stromabwärts des Druckluftverdichters 36 kann der Windkessel 34 mit dem Steuerventil, d.h. die Pulsierung, umgangen werden. Dabei wird eine Bypassleitung 154 aufgesteuert, die stromabwärts des Steuerventils 36 in die Druckluftleitung 30 mündet. In diesem Fall kann die Mischung 8 mit dem Gebläsedruck, der dem 1,5-fachen der manometrischen Höhe entspricht, umgewälzt werden.
Weiterhin kann in der Druckluftleitung 30 eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 vorgesehen sein, von der sich eine Einpressleitung 156 in die Ausschleuseöffnung 14 des Stofflösers 1 erstreckt. Dadurch können auch die Stör- und Schwerstoffe mit Druckluft bewegt und durchmischt werden, so daß sich die anhaftende Organik ablöst und in die Mischung 8 übergeht.
Figur 2 zeigt schematisch den Querschnitt des Stofflösebehälters 6 mit der konzentrisch angeordneten Gasstrompumpe 24, bei der das Innenrohr 26 mit einem Doppelmantel 46 versehen ist, der von dem sogenannten Heizmedium durchströmt ist. Dabei sind die Gaseinpressdüsen 28 in dem Inneren, vom Innenrohr 26 umgriffenen Zylinderraum angeordnet.
Bei einer alternativen Variante gemäß Figur 3 können die Gaseinpressdüsen 28 auch in dem vom Doppelmantel 46 umgriffenen Ringraum angeordnet sein, so dass das Heizmedium den zentralen zylinderför igen Raum durchströmt . Bei sehr großen Behältervolumina kann es vorteilhaft sein, mehrere, beispielsweise drei Gasstrompumpen 24a, 24b, 24c im Stofflösebehälter 6 anzuordnen.
Im Abstand oberhalb einer Austrittsöffnung des Innenrohrs 26 ist eine Prallplatte 44 angeordnet, die den Gasabzugsraum 42 nach unten hin abschnittsweise begrenzt und seitlich von der Transportluft 40 umströmbar ist.
-Zum Erwärmen der Suspension 8 auf die Prozesstemperatur ist das Innenrohr 26 mit einem Doppelmantel 46 versehen, wobei in dem entstehenden Ringraum ein Heizmedium geführt ist, so dass das Innenrohr 26 als Wärmetauscher wirkt. Der Mantel des Stofflösebehälters 6 kann mit einer Isolation versehen sein.
Zum Stofflösen wird das in den Stofflösebehälter 6 eingeschleuste Inputmaterial 2 zunächst durch Zuführung des im Kreislauf geführten Verdünnungswassers 4 auf einen Trockensubstanzanteil TS von etwa 5 bis 10 % eingestellt. Anschließend wird durch Ansteuerung des Steuerventils 32 Druckluft über die Gaseinpressdüsen 26 eingepresst. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dabei ein pulsierender Betrieb bevorzugt, wobei der Pulsabstand beispielsweise etwa 5 bis 10 Sekunden beträgt. Die Prozesstemperatur ist dabei über das im Doppelmantel 46 strömende Heizmedium auf eine Temperatur zwischen 50 bis 70° eingestellt. Durch diese Druckluftpulsation entstehen jeweils im Inneren der Gasstrompumpe 24 Druckluftblasen 50, die ähnlich wie ein Kolben einer Kolbenpumpe Mischung/Suspension 8 vom Boden 12 her ansaugen, so dass innerhalb des Innenrohrs 26 eine nach oben gerichtete Suspensionsströmung 48 entsteht. Diese angesaugte Suspension trifft dann mit hoher Geschwindigkeit, die im Bereich zwischen 10 bis 20 m/s liegen kann auf die Prallplatte 44 auf, wobei durch die Aufprall- und Reibungsenergie ein mechanischer Aufschluss erfolgt und die organischen Anteile im Verdünnungswasser 4 in Lösung gehen.
Die das Innenrohr 26 durchströmende Druckluft 52 umströmt die Prallplatte 54 und ist dann im Bereich des Gasabzugsraum 42 weitestgehend entspannt und wird als Transportluft 40 vom Verdichter 36 angesaugt und wieder dem -Windkessel 34 zugeführt - der Druckluftkreislauf ist geschlossen.
Im Abfall enthaltene Inertstoffpartikel, Sand, Stör- /Schwerstoffe etc. werden gelöst und sinken zum konischen Boden 12 hin ab. Des Weiteren werden Faserstoffe freigesetzt und gehen in Suspension, wobei durch die eingebrachten Scherkräfte Folien und sonstige Feststoffanteile von anhaftenden Organikbestandteilen gereinigt werden. Die anfallenden Stör-/Schwerstoffe werden über die Austrittsschleuse 16 und die Ausschleuseöffnung 14 am Boden 12 des Stofflösebehälters 6 abgezogen. Es zeigte sich, dass sich mit dem erfindungsgemäßen Stofflöser die organischen Bestandteile wesentlich schneller und mit geringerem vorrichtungstechnischen Aufwand in Lösung bringen lassen als dies mit herkömmmlichen Stofflösern der Fall ist, bei denen mechanische Rührwerke oder dergleichen eingesetzt sind.
Die Funktion der Gasstrompumpe 24 sei nochmals anhand der Figuren 5 bis 7 näher erläutert.
In Figur 5 ist der Stofflösebehälter 6 im gefüllten
Ruhezustand dargestellt, wobei in diesem das Inputmaterial 2 durch Zugabe von Verdünnungswasser 4 auf den genannten Trockensubstanzanteil von 5 bis 10 % eingestellt ist. Ein Pegel 54 des Stoffgemisches ist dabei so eingestellt, dass er unterhalb der oberen Austrittsöffnung des Innenrohrs ' 26 der Gasstrompumpe 24 liegt. Durch die anhand Figur 1 erläuterte pneumatische Umwälzung wird durch die nach oben gerichtete Suspensionsströmung 48 Suspension angesaugt und gegen die Prallplatte 44 geschleudert und strömt dann wieder in dem vom Innenrohr 24 und vom Mantel des Stofflösebehälter 6 begrenzten Ringraum nach unten. Der Anteil der nach oben geförderten Suspension ist so groß, dass der Pegel 54 innerhalb des Stofflösebehälters 6 um das Maß Δh gemäß Figur 6 absinkt. Bei Beendigung der Lufteinpressung, d. h, jeweils nach Ende eines Druckluftimpulses sinkt die Suspensionssäule innerhalb des Innenrohr 26 nach unten hin ab (siehe Figur 7) und der Pegel 54 in dem Ringraum 56 steigt wieder an, bis sich der Grundzustand gemäß Figur 5 einstellt - der nächste Einpresszyklus kann beginnen. Durch die vorbeschriebenen Strömungen innerhalb des Stofflösebehälters 6 und durch das Aufprallen der Suspension auf die Prallplatte 44 erfolgt eine äußerst intensive Durchmischung der Suspension, so dass die organischen Bestandteile des Inputmaterials 2 sehr schnell und mit einem hohen Wirkungsgrad in Lösung gebracht werden und darüber hinaus die Faserstoffe suspensiert und die Stör-/Schwebstoffe sedimentiert werden. Da für diese intensive Durchmischung innerhalb des Stofflösebehälters 6 praktisch keinerlei bewegte Bauelemente erforderlich sind, ist der Verschleiß des erfindungsgemäßen Stofflösers 1 gegenüber herkömmlichen Lösungen minimal.
Die Durchmischung lässt sich weiter verbessern, wenn gemäß Figur 8 in dem Ringraum 56 Einbauten, beispielsweise nach unten geneigte Leitbleche 58 vorgesehen werden, die von der nach unten gerichteten
Suspensionsströmung (Figur 6) umströmt werden müssen, so dass weitere Scherkräfte in die Suspension eingebracht werden. Da diese Leitbleche 58 stationär angeordnet sind, ist deren Verschleiß ebenfalls minimal. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Leitbleche 58 wechselweise am Innenumfangsmantel des Stofflösebehälters 6 und am Außenmantel des Innenrohrs 26 angeordnet, so dass sich im Ringraum 56 die dargestellte wellenförmige Strömung ergibt. Selbstverständlich können anstelle der Leitbleche 58 auch andere Einbauten oder Füllkörper verwendet werden.
In Figur 9 ist eine Abfallaufbereitungsanlage gezeigt, bei der der vorbeschriebene Stofflöser 1 gemäß Figur 1 verwendet wird.
Bei dieser Abfallaufbereitungsanlage sind dem Stofflöser 1 einige Schritte zur Abtrennung von Feststoffen vorgeschaltet. Dabei wird der aufzubereitende Abfall 60 zunächst - ggf. nach einer Zerkleinerung - einer Siebanlage 62 zugeführt, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Rotationssieb ausgeführt ist. Der Siebüberlauf 64 mit einer Korngröße zwischen 80 bis 200 mm wird dann über eine Materialweiche oder Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 entweder direkt beseitigt oder über einen zusätzlichen Schritt getrennt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann über die Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 ein Teilstrom oder der gesamte Feststoffström zu einer Sichtungsanlage 68 geführt werden, in der der Siebüberlauf 64 in Schwer- /Störstoffe 70 sowie verschmutzte Leichtstoffe 72 getrennt wird, die jeweils beseitigt werden.
Der organikreiche Siebdurchlauf 78 kann über eine
Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 einer Mischanlage 74 zugeführt werden, in welchem er mit einem Teilstrom des entstickten Verdünnungswasser 4 verdünnt und mittels eines Mischers 268 zu einer Suspension 76 mit einem Feststoffgehalt von 5% bis 15% aufbereitet wird.
Die Suspension 76 wird der Eintrittsschleuse 10 des Stofflösers 1 zugeführt. Störstoffe 160, wie z.B. Bänder, Seile und Kabel, werden über eine mechanische Vorrichtung der Mischanlage 74 aus der Suspension 76 abgetrennt und ausgeworfen.
-Die im Stofflöser 1 anfallenden Stör-/Schwerstoffe 18 werden aus dem Stofflöser 1 über die Austrittsschleuse 16 abgezogen und einer Wascheinrichtung 80 zugeführt, in dem diese von anhaltenden organischen Bestandteilen in einer Reinigungszone 106 mittels zugeführten Betriebswassers 82 gereinigt werden. Die gereinigten Schwer-/Störstoffe 84 werden dann einem Eisenmetallabscheider 86 sowie einem Nichteisenmetallabscheider 88 zugeführt, so dass der Stoffstrom 84 entsprechend in einen eisenhaltigen Anteil 90 einen Nichteisenmetallanteil 92 und sonstige Stoffe 94 aufgeteilt wird.
Die über die Austrittsschleuse 16 aus dem Stofflöser 1 abgezogene aufgeschlossenen Suspension 20 wird gemeinsam mit dem verschmutzten Betriebswasser 96 aus der Wascheinrichtung 80 einem Faserstoffabscheider 98 zugeführt, der wiederum als Rotationssieb ausgeführt ist. In diesem Faserstoffabscheider 98 werden Faser- und Schwimmstoffe 100 von organikhaltigem Wasser 102 abgetrennt. Die Faser-/Schwimmstoffe 100 werden in einer Feststoffsieb- und Waschanlage 104 durch Zugabe von Betriebswasser 82 gereinigt, das einer Reinigungszone 106 der Waschanlage zugeführt wird. Dieser Reinigungsvorgang kann zusätzlich noch dadurch unterstützt werden, in dem der Reinigungszone 106 Umlaufwasser 108 zugeführt wird, das dem Aufbereitungskreislauf für das Verdünnungswasser 4 abgezweigt wird. Die beiden Wascheinrichtungen 80, 104 sind bei den beschriebenen, Ausführungsbeispielen jeweils mit schräg angestellten Spiralförderern ausgeführt, über die der jeweils zu reinigende Stoffström zu einer der Reinigungszonen 106 gefördert und schließlich über einen Feststoffaustritt 110 abgezogen wird. In der Reinigungszone 106 werden jeweils organische Bestandteile von den Feststoffen abgelöst. In dem Fall, in dem eine sehr- -intensive Reinigung erforderlich ist, wird diese Reinigung im .Wesentlichen mittels Betriebswasser 82 durchgeführt, bei geringeren Anforderungen an diese Reinigung kann der Anteil an Umlaufwasser 108 vergrößert werden.
Die abgereinigten und über den Feststoffaustritt 110 der Waschanlage 104 abgezogenen Fest- und Faserstoffe 112 werden dann in einer Entwässerungspresse 114 entwässert und die entwässerten Feststoffe 116 einer thermischen Verwertung oder einer Nachrotte zur späteren Depon: srung zugeführt .
Das in der Entwässerungspresse 114 anfallende, gelöste Organik enthaltende Wasser 118 wird anschließend mit dem aus der Reinigungszone 106 abströmenden mit Organik befrachteten Waschwasser 120 verschmischt . Dieser Stoffstrom enthält einen Anteil an Feinsand, der in einem Sandwäscher 122 abgetrennt wird. Dem Stoffstrom wird auch das organikhaltige Wasser 102 aus dem Faserstoffabscheider 98 zugeführt. In dem Sandwäscher wird der Feinsandanteil 124 durch Einwirkung eines Rührers 126 abgetrennt, über einen Sandaustrag 123 abgeführt und durch Zugabe von Betriebswasser 82 von anhaftenden organischen Bestandteilen gereinigt. Der vorgereinigte Feinsand 124 wird dann einer Feinsandwascheinrichtung 128 zugeführt, deren Grundaufbau der Wascheinrichtung 80, 104 entspricht, so dass weitere Ausführungen entbehrlich sind. Der gereinigte Feinsand 130 kann dann einer stofflichen Verwertung im Tief- und Straßenbau zugeführt werden. ι _ _ > . -- _. .
Das_ .nach der Sandwäsche vorliegende organisch hochbelastete Umlaufwasser 132 wird dann in einem Zwischenspeicher 134 zwischengespeichert und mittels einer Pumpe 136 entweder, einem Fermenter 138 zugeführt oder '"als Umlaufwasser 132 direkt einem Wärmetauscher 140 zugeführt, . in dem es mittels eines Heizmediums 142 auf
• die Prozesstemperatur erwärmt . und dann als
Verdünnungswasser 4 über die Eintrittsschleuse 10 in den
.Stofflöser ■ 1 eingeleitet wird. Das Heizmedium 142 kann auch zur Beheizung des Doppelmantels der Gasstrompumpe 24 verwendet werden.
Je nach Prozessführung wird der organische
Bestandteil des dem Fermenter 138 zugeführten Wassers durch Methanisierung in Biogas (Methangas) 144 umgesetzt.
Das nach der Fermentationsstufe vorliegende von Organik entfrachtete Abwasser 146 wird dann mit dem ggf. vorhandenen . Umlaufwasser 132 vermischt und im Wärmetauscher 140 auf Prozesstemperatur gebracht. Im Kreislauf nicht benötigtes Überschusswasser 147 wird einer Abwasserreinigungsanlage 148 zugeführt und das gereinigte Abwasser 150 abgeschlagen und in die Kanalisation- geleitet. Ein Teilstrom >des gereinigten Abwassers 150 wird als Betriebswasser 82 zu den Wascheinrichtungen 80, 104, 128 sowie zum Sandwäscher 122 geführt, so dass auch der Betriebswasserkreislauf geschlossen ist.
Organische, in der aufgeschlossenen Suspension 20 enthaltende' Bestandteile lassen sich noch schneller aus dem Abfall abtrennen, wenn über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 die aufgeschlossene Suspension 20 des Stofflösers 1 erst einer aeroben Hydrolyse bzw. Versäuerungsstufe 162 zugeführt wird und nach einer Behandlungszeit von 1 bis 4 Tagen die Suspension 20 von Feststoffen in dem Faserstoffabscheider 98 und dem Sandwäscher 122 befreit wird. Anschließend wird die derartig behandelte Suspension 21 als organisch hochbelastetes Umlaufwasser 132 im Zwischenspeicher 13 gespeichert und dem Fermenter 138 zugeführt.
Die abgetrennten Fest- und Faserstoffe 100 des Faserstoffabscheiders 98, die anschließend die Feststoffsieb- und Waschanlage 104 und Entwässerungspresse 114 durchlaufen, werden über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 als entwässerte Feststoffe 116 mit einem Trockensubstanzgehalt von 35% bis 60% TS einer Nassrotte 164 zugeführt und dort über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 mit dem Mischwasser 158 auf einen Trockensubstanzgehalt von 5 bis 15% verdünnt.
Nach einer Verweilzeit von 3 bis 10 Tagen in der Nassrotte 164 wird das oxidierte und entstickte Stoffgemisch 23 ausgetragen und in einer Trennanlage 168 von Feststoffen befreit. Das dabei entstehende nahezu feststofffreie Abwasser 170 wird dann als Verdünnungswasser 4 dem Stofflöser 1 und/oder über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 der Abwasserreinigungsanlage" 148 zugeführt. Der entstehende Rohkompost 212 wird entsorgt.
Die bei der Hydrolyse 162 und bei der Nassrotte 164 entstehenden Abgase werden gemeinsam in einem sauren Luftwäscher 172 von Ammoniak befreit. Mittels der vorbeschriebenen Abfallaufbereitungsanlage lassen sich die organischen Bestandteile des Abfalls mit einem sehr geringen vorrichtungstechnischen Aufwand abtrennen, und der verbleibende Stoffstrom in verwertbare oder deponierbare Teilstoffströme auftrennen.
Gemäß Figur 9 ist es in einem Betriebsfall ebenfalls möglich, die Abtrenneinrichtung 98, 104, 114, 122, 128 zu umfahren und die in der Hydrolyse 162 aufbereitete Suspe"nsion 21 direkt dem Fermenter 138 zuzuführen, wobei über eine Umschalteinrichtung und/oder Dosiereinrichtung 66 ein Suspensionsgemisch 133 aus dem organisch hochbelasteten Abwasser 132 und der aufbereiteten Suspension 21 hergestellt wird. Das Feststoffe enthaltende Abwasser 146 des Fermenters 138 wird über eine Umschalteinrichtung und/oder Dosiereinrichtung 66 der Nassrotte bzw. Nasskompostierung 164 als Gärgut zugeführt .
Das oxidierte Stoffgemisch 23 nach der Nassrotte 162 wird dann gemäß Figur 9a zur Abtrennung der Feststoffe einer Stofftrennung mit einer Filtereinrichtung 206, einem Sandwäscher 122 und einer Entwässerungspresse 208 unterzogen. Das bei der Stofftrennung gewonnene feststofffreie Abwasser 170 wird als Verdünnungswasser bzw. Umlaufwasser 4 verwendet. Die bei der Stofftrennung abgetrennten Feststoffe 212 können einer Nachrottung 214 unterzogen werden, wobei das in der Nachrottung 214 anfallende Trockenprodukt 216 eine Siebung 218 durchläuft, in der die restlichen Materialien 224 und Kompost 212 abgetrennt wird. Die restlichen Materialien werden z. B. einer stofflichen Verwertung zugeführt.
Wenn der Fermenter 138 vorwiegend mit der feststoffhaltigen Suspension 21 nach der Hydrolyse 162 beschickt wird, kann das mit Feststoffen beladene Abwasser 146 nur in den Kreislauf des Verdünnungswassers 4 eingebracht werden, wenn wie in Figur 9 angedeutet und in Figur 9b vergrößert dargestellt die Fest- und Faserstoffe zuvor in einer Trennanlage mit der Feststoffabscheidung 98, der Feststoffsieb- und Waschanlage 104 und der nachgeschalteten Entwässerungspresse 11.4 abgeschieden wurden. Die Regelung bzw. Steuerung des Abwassers 146 erfolgt über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66. Die im Fermenter 138 • "vergorenen und in der Trennanlage 98, 104, 114 abgeschiedenen -Feststoffe 116 werden der Nassrotte 164 zugeführt, wobei in der Trennanlage 98, 104, 114 abgepresstes Faulwasser 171 zumindest als Teilstrom wieder zur Vermischung mit den Feststoffen 116 herangezogen wird, um einen in der Nassrotte 164 idealen Trockensubstanzgehalt einzustellen. Beispielsweise kann der Trockensubstanzgehalt zwischen 5-15% betragen. Der Uberschuss des Faulwassers 171 wird als Umlaufwasser dem Abwasser 170 der Nassrotte 164 zugeschlagen und ist somit als Verdünnungswasser 4 bspw. dem Stofflöser 1 zuführbar.
Erfindungsgemäß hat das Endkonzentrieren des fettstoffbeladenen Abwassers 146 aus dem Fermenter 138 in der Trennanlage 98, 104, 114 zur Folge, dass durch die zumindest teilweise Rückführung des feststofffreien Faulwassers 171 zu den abgepressten Feststoffen 116 der Feststoffgehalt in der Nassrotte 164 optimal eingestellt werden kann und der Nassrottereaktor 192 erheblich kleiner dimensionierbar ist sowie das überschüssige feststofffreie Faulwasser 171 in den Kreislauf des Verdünnungswassers 4 eingepresst werden kann.
Figur 10 zeigt ein Verfahrenschema mit der Hydrolyse 162, der Nassrotte 164, der Trennanlage 168 sowie mit dem sauren Luftwäscher 172. Mit der Hydrolyse 162 wird die aufgeschlossene Suspension 20 aerob versäuert und organisches Material wird derart aufgeschlossen, daß es ebenfalls der Vergärung in dem Fermenter 138 zur Verfügung steht. Von den nicht anaerob abbaubaren Stoffen werden das Haftkorn und die Verschmutzungen abgetrennt.
Die Hydrolyse 162 umfasst im wesentlichen einen Reaktor 174, in dem ein mechanischer Rührer 176 zum Vermi'schen des Stoffgemisches angeordnet ist (vgl. Figur 12) . In • Bodennähe des Reaktors 174 ist eine Einblaseinrichtung 178 zum Einblasen von Sauerstoff vorgesehen, die über eine Sauerstoffversorgung 180 gespeist wird. Oberhalb eines Stoffgemischspiegels 186 ist ein Abgasraum 188 gebildet, in dem sich die bei der Hydrolyse 162 entstehende Abgase 190 sammeln.
Die aufgeschlossene Suspension 20 des Stofflösers 1 wird in Bodennähe oberhalb der Einblaseinrichtung 178 dem Reaktor 174 zugeführt. Durch die Einleitung von Sauerstoff und durch die Betätigung des Rührers 176 wird das Stoffgemisch vermischt und nach einer Behandlungszeit von 1 bis 4 Tagen als aufbereitete Suspension 21 in der Nähe des Stoffgemischspiegels 186 entnommen.
In der Nassrotte 164 wird die nicht anaerob abbaubare Organik veratmet und der Stickstoff als Ammoniak ausgetrieben. In der Nassrotte 164 wird durch die Begasung das Umlaufwasser 132, 133, 4 entstickt und somit eine Aufkonzentrierung von Ammonium verhindert, welche die Biologie im Fermenter 138 stört und die Gasproduktion und Abbauleistung hemmt.
Die Nassrotte 164 weist im Wesentlichen einen Reaktor 192 auf, in dem ein Rührer 194 zum Vermischen des
Stoffgemisches 23 angeordnet ist (vgl. Figur 12) . In Bodennähe des Reaktors 192 ist eine Einblaseinrichtung 196 zum Einblasen von Sauerstoff vorgesehen, die über die gleiche Sauerstoffversorgung 180 wie die der Hydrolyse 162 gespeist wird. Oberhalb eines Stoffgemischspiegels 198 ist ein Abgasraum 200 zum Sammeln der entstehenden Abgase 202 ausgebildet.
Um eine Überhitzung des Stoffgemisches bei der Nassrotte 164 zu vermeiden, ist ein Kühlaggregat 182 vorgesehen. Das Kühlaggregat 182 ist mit einem Vorlauf 184 und einem Rücklauf 204 verbunden, die in das Stoffgemisch eintauchen. Zum Kühlen des Stoffgemisches wird durch den Vorlauf 184 und den Rücklauf 204 Kühlmittel gefördert, wodurch überschüssige Wärme im Stoffgemisch abgeführt werden kann.
Die Feststoffe 116 werden in der Nähe des Rührers 194 in den Reaktor 192 eingefüllt. Zusätzlich wird das stark Ammoniak belastete Mischwasser 158 oberhalb der Feststoffe 116 in das Stoffgemisch 192 geleitet. Das Stoffgemisch wird über den Rührer 194 und den eingeleiteten Sauerstoff vermischt und nach einer Verweilzeit von 3 bis 10 Tagen dem Reaktor 192 als aufbereitetes und oxidiertes Stoffgemisch 23 entnommen und der Trennanlage 168 zugeführt.
Die Trennanlage 168 umfaßt eine Filtereinrichtung 206 und eine Entwässerungspresse 208. Das aufbereitete und oxidierte Stoffgemisch 23 wird der Filtereinrichtung 206, zugeführt. Das dabei entstehende nahezu feststofffreie Abwasser 170 wird dem Verdünnungswasser 4 und/oder der Abwasserreinigungsanlage 148 zugeführt. Anfallende Fest- und Faserstoffe 220 werden in der Entwässerungspresse 208, bspw. eine Klassierpresse, weiterbehandelt. Der in der Entwässerungspresse 208 entstehende Presssaft 210 wird zurück in die Filtereinrichtung 206 geführt. Der entstehende entwässerte Rohkompost 212 kann über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 einer Nachrottung und/oder Trocknung 214 unterzogen werden.
In der Nachrottung 214 wird der entwässerte Rohkompost 212 zu einem trennbaren Trockenprodukt 216 mit einem Trockensubstanzgehalt von 75% bis 85% aufbereitet. Der Nachrottung 214 schließt sich eine Trenneinrichtung 218 an, in der die Inertstoffe 222 zur Ablagerung gelaflgen und die restlichen Materialien 224 einer stofflichen Verwertung zugeführt werden.
Die in den Abgasräumen 190, 202 des Hydrolysereaktors 174 und des Nassrottereaktors 192 gesammelten Abgase 188, 200 werden einem Mischbehälter 226 des sauren Luftwäschers 172 zugeführt und dort von Ammoniak befreit. Unter Zudosierung von Salz- oder Schwefelsäure 228 kann als Handelsprodukt Amonium-Clorid oder Sulfat 230 gewonnen werden. Dabei sammelt sich im Bodenbereich des Mischbehälters 226 ein Wasser-Säuregemisch 232 an, das über eine Sprüheinrichtung 234 mit einer Umwälzpumpe 236 dem Mischbehälter 226 entnommen und kopfseitig wieder eingesprüht wird, so daß es mit den Abgasen 188, 200 flächig reagieren kann. Je nach dem Behandlungsgrad des Wasser-Säuregemisches 232 wird ein Teil bei der Umwälzung über eine Umschalt- und/oder Dosiereinrichtung 66 als fertiges Handelsprodukt Ammonium-Clorid oder Sulfat 230 entnommen. Die bei diesem Prozeß entstehende entstickte Abluft 238 kann in einer nachgeschalteten Reinigungsstufe 240 von Geruchsstoffen befreit als gereinigte Prozeßluft 242 an die Atmosphäre abgegeben werden.
Figur 11 zeigt eine Variante eines Stofflösers, durch den ein quasikontinuierlicher Betrieb gefahren werden kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei oder mehrere Stofflösebehälter 6 hintereinander geschaltet, wobei jeder mit einer in Figur 10 nicht dargestellten Gasstrompumpe ausgeführt ist.
Das mechanisch aufbereitete Inputmaterial 2 wird dem ersten Stofflösebehälter 6a über die Eintrittsschleuse 10 zugeführt und durch Zugabe von Verdünnungswasser 4 auf den vorbestimmten Trockensubstanzgehalt eingestellt. Die anfallenden Stör-/Schwerstoffe 18 werden über die am Boden angeordnete Austrittsschleuse 16 abgezogen und die im ' '"'Stofflösebehälter 6a anfallende, durch das pneumatische • Rührwerk intensiv durchmischte aufgeschlossene Suspension 20 durch Betätigen eines Schiebers 152 in den weiteren Stofflösebehälter 6b eingeleitet wobei die Förderung vorzugsweise ohne Pumpe durch Schwerkraftwirkung erfolgt. In diesem erfolgt mittels des pneumatischen Rührwerks ein weiterer Aufschluss, wobei die entstehende Suspension 20b dann über einen Schieber 152 einem oder weiteren Stofflösebehältern (nicht dargestellt) oder der anhand Figur 9 beschriebenen Aufbereitung mittels des Faserstoffabscheiders 98, des Sandwäschers 122 und des Fermenters 138 zugeführt wird. Die im Stofflösebehälter 6b anfallenden Stör-/Schwerstoffe 18b werden wieder am Boden abgezogen. Die Einstellung des Trockensubstanzanteils TS im Stofflösebehälter 6b erfolgt entweder in Abhängigkeit vom TS-Gehalt im Stofflöser 6a oder es kann auch in den Stofflösebehälter 6b direkt Verdünnungsflüssigkeit zugeführt werden, so dass der TS- Gehalt in jedem Stofflösebehälter 6a, 6b, ... individuell einstellbar ist.
In Figur 12 ist ein Grundaufbau eines alternativen
Stofflösers 1.1 dargestellt, in dem organische
Bestandteile des zugeführten Inputmaterials 2, und/oder des Siebdurchlaufs 78 der Siebanlage 62 in dem
Verdünnungswasser 4 gelöst werden. Vorzugsweise wird der Stofflöser 1.1 gemäß Figur. 12 zur Aufbereitung von groben Restmüll und der Stofflöser 1 gemäß Figur 1 zur Aufbereitung von Biomüll in Monochargen verwendet. Dabei beträgt die Korngröße der zugeführten Abfallmischung (nach mechanischer Aufbereitung) bevorzugterweise mindestens 80 mm. Die Mischung 8 wird in dem Stofflöser 1.1 auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 1-15% verdünnt. Der Stofflöser 1.1 hat einen Stofflösebehälter 6 mit einer im Längsschnitt im Wesentlichen „liegenden" rechteckigen Form mit der Länge Ll und einer Höhe hl. Vorzugsweise ist das Höhen-Längen-Verhältnis hl:Ll > 1:4 erfüllt.
Der Abfall 278 und das Verdünnungswasser 4 werden dem Stofflösebehälter 6 jeweils über eine Eintrittsschleuse
10 in einem gemäß der Darstellung linken Endabschnitt zugeführt. In einem gemäß der Darstellung in der Figur 12 rechten Endabschnitt des Stoffbehälters 6 ist ein konischer Boden 12 ausgeführt, der in eine Ausschleuseöffnung 14 mit einer Austrittsschleuse 16 mündet, über die die sich am Boden 12 absetzenden Stör-
/Schwerstoffe 18 abgezogen werden können. Oberhalb des konischen Bodens 12 ist eine weitere Austrittsschleuse 16 ausgebildet, über die die im Stofflöser 1 aufgeschlossene, mit Organik befrachtete Suspension 20. abgezogen, gemäß der vorbeschriebenen Figur 9 aufbereitet und dann als Verdünnungswasser 4 über die
Eintrittsschleuse 10 wieder zugeführt wird.
Im Innenraum des Stofflösebehälters 6 ist ein Rührwerk 270 mit einem motorgetriebenen Rotor 272 angeordnet, der sich im Wesentlichen über die gesamte Länge Ll des Stofflösebehälters 6 erstreckt und auf dem eine Vielzahl von Rotorblättern 276a, b, c, 278a, b, c angeordnet sind. Bevorzugterweise ist eine gerade Anzahl von Rotorblättern 276, 278 gewählt. Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt beispielsweise sechs Rotorblätter 276, 278, jedoch sind auch andere Anzahlen vorstellbar.
Die Rotorblätter 276, 278 weisen jeweils um etwa 180° zueinander versetzte Blattsteigungswinkel auf, so dass die Rotorblätter 276a, 278a und 276b, 278b und 276c, 278c jeweils eine entgegengesetzte Förderrichtung haben. Somit wird die Mischung 8 zwischen den Rotorblättern 276a, 278a und-'2'76b, 278b und 276c, 278c zusammengeführt, wodurch sich jeweils eine abrasionsfordernde Verwirbelung 280a, 280b, 280c ausbildet und die Organik in eine Lösung übergeht. Gleichzeitig bildet sich zwischen den Rotorblättern 278a, 276b und 278b, 276c eine Gegenverwirbelung 282a, 282b aus, durch die die Mischung auseinandergeführt wird und somit ebenfalls die Abrasion begünstigt und der Übergang der Organik in Lösung unterstützt wird. Die Stör-/Schwerstoffe 18 sinken in der Mischung 8 nach unten und werden z.B. über einen Schneckenförderer 284 zum konischen Boden 12 und somit zur Austrittsschleuse 16 gefördert.
Um die zum Teil an den Stör-/Schwerstoffen 18 anhaftende Organik vollständig von diesen zu lösen, ist eine Gaseinpresseinrichtung vorgesehen, .über die vorzugsweise Druckluft in die Ausschleuseöffnung 14 mittels einer Einpressleitung 156 und einem Druckluftverdichter 36 impulsartig, d. h. diskontinuierlich, oder kontinuierlich eingeblasen wird, wodurch die Stör-/Schwerstoffe 18 bis zu einem gewissen Abstand h2 zum Mischungsspiegel 286 aufsteigen. Der Abstand h2 kann über die Menge und Intensität der Gaseinpressung variabel gewählt werden. Vorzugsweise ist der gesamte Innenraum des Stofflösebehälters 6 mit der Mischung 8 gefüllt, wobei an einem dem Boden 12 gegenüberliegenden Deckenabschnitt ein Kamin 288 angeordnet ist, in dem die Mischung 8 aufsteigt. Oberhalb des Mischungsspiegels 286 ist in dem Kamin 288 ein Gasabzugsraum 240 gebildet, der über eine Saugleitung 38 mit dem Druckluftverdichter 36 verbunden ist, so dass die Druckluft 52 der Gaseinpresseinrichtung im Kreislauf gefahren werden kann.
Des Weiteren können im Bereich der Ausschleuseöffnung 14 das Betriebswasser 82 der Abwasserreinigungsanlage 148 sowie; das Umlaufwasser 108, das dem Aufbereitungskreislauf für das Verdünnungswasser 4 abgezweigt wird, in den Stofflösebehälter 6 eingeleitet werden, so dass die Stör-/Schwerstoffe 18 den Stofflösebehälter 6 als gereinigte bzw. klare Feststoffe verlassen können.
Zur Einstellung einer optimalen Prozesstemperatur in dem Stofflösebehälter 6 kann dieser zumindest abschnittsweise von einem Doppelmantel 46 umgriffen sein, durch den ein Heizmedium 142 geführt wird. Zusätzlich kann eine Isolation 47 vorgesehen sein, die den Stofflösebehälter 6 und den Doppelmantel 46 umschließt.
Die Figuren 13a-d zeigen beispielhafte Querschnittsformen des Stofflösers 1.1 aus Figur 12.
Dabei steht der gestrichelt dargestellte Kreis 290 für die Kreisbahn, die die Rotorblätter 276, 278 mit ihren
Blattspitzen beschreiben.
So ist es gemäß Figur 13a vorstellbar, den Stofflösebehälter 6 mit einem kreisrunden Querschnitt oder gemäß Figur 13b mit zwei parallelen Längswänden 292, 294 auszuführen, die über eine halbkreisförmige Bodenwandung 295 miteinander verbunden sind. Ebenso ist es möglich, den Stofflösebehälter 6 gemäß Figur 13c als Vieleck, insbesondere als Sechseck, zu gestalten, wobei eine Bodenwandung 295 eine kürze Quererstreckung hat als eine gegenüberliegende Deckenwandung 297. In Figur 13d ist ein Stofflösebehälter 6 mit einem rechteckigen Querschnitt mit bogenförmigen Längswänden 292, 294 realisiert, wobei im Innenraum des Stofflösebehälters 6 zwei parallel verlaufende Rotoren 274, 296 angeordnet sind, deren Rotorblattspitzen jeweils eine Kreisbahn 290, 298 beschreiben, die zusammen einen Überschneidungsbereich 302 bilden.
Gemäß Figur 14 können mehrere Stofflöser 1.1 hintereinander geschaltet werden, wobei der nachgeschaltete Stofflösebehälter 6n mit der in dem vorgeschalteten Stofflösebehälter 6a anfallenden Suspension 22 beschickt wird. Die Gaseinpressung erfolgt vorzugsweise über einen gemeinsamen Druckluftverdichter 36. Die ausgetragenen Stör-/Schwerstoffe 18 werden vorzugsweise über einen gemeinsamen Förderer 304, beispielsweise ein Schneckenförderer, der Wascheinrichtung 80 und somit den weiteren Prozessschritten gemäß Figur 9 zugeführt. Alternativ zur Figur 9 kann in die Reinigungszone 106 der Wascheinrichtung 80 das Umlaufwasser 108 eingeleitet werden.
Figur 15 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Hydrolysereaktors 174 für Abfallmischungen mit einer maximalen Korngröße von etwa 80 mm. Der Nassrottereaktor 192 ist für derartige Korngrößen im Wesentlichen wie der Hydrolysereaktor 174 aufgebaut, so daß die folgenden Erläuterungen auch für diesen Reaktor 192 bzw. für die Nassrotte 164 gelten.
Der Reaktor 174 für die Hydrolyse 162 hat im Innern einen Rührer 176 mit verstellbarer Förderleistung, vorzugsweise ein Schaufelrührwerk. Der Rührer 176 ist von einem doppelwandigen Leitrohr 244 umgriffen, das stirnseitig vom Reaktorboden 246 und Reaktorkopf 248 beabstandet ist und vorzugsweise vollständig in das Stoffgemisch eintaucht. Der Rührer 176 wird derart angesteuert, daß sich eine UmlaufStrömung 250 ergibt, wobei das Stoffgemisch in der Figur 15 von oben nach unten durch das Leitrohr 244 gefördert wird und sich außerhalb des Leitrohrs 244 eine aufsteigende schleifenförmige Strömung 252 ausbildet.
Das Leitrohr 244 hat zwischen seiner Innen- und seiner Außenwandung einen Ringraum 166, der mit einem oberen Vorlauf 184 und einen unteren Rücklauf 204 eines nicht dargestellten Kühlaggregats verbunden ist. Bei Ansteuerung des Kühlaggregats wird der Ringraum 166 von einem Kühlmittel durchströmt, wodurch eine Überhitzung des Stoffgemisches verhindert werden kann.
Es ist eine Sauerstoffversorgung 180 vorgesehen, die wahlweise über Arme 254, 256, 258 in Bodennähe oder im
Bereich oberhalb und unterhalb des Rührers 176 in das
Stoffgemisch Sauerstoff einblasen kann. Die Arme 254,
256, 258 können eine Vielzahl von Gaseinpressdüsen aufweisen und werden über Ventile 262 individuell auf- und zugesteuert. Der für die Hydrolyse 162 benötigte
Sauerstoff kann sowohl als flüssiger, technischer
Sauerstoff, d.h. > 95% O2, vorliegen, als auch in einer
Luftzerlegungsanlage als angereicherter Sauerstoff , d. h
> 95% O2, aufbereitet sein. Bei niedrig belasteten Stoffgemischen ist es ebenfalls möglich, Umgebungsluft aus der Atmosphäre in den Reaktor 174 zu blasen.
Im Kopfbereich des Reaktors 174 bildet sich ein
Abgasraum 190 zum Sammeln der bei der Hydrolyse 162 entstehenden Abgase 188. Der Abgasraum 190 wird durch den
Stoffgemischspiegel 186 begrenzt. Die Abgase 188 können über eine Leitung 262 im Reaktorkopf 248 zum sauren Luftwäscher 172 abströmen.
Über eine kopfseitige, längenverstellbare axiale Verlängerung 264 des Leitrohrs 244 können die Sauerstoffblasen, die sich mit der schleifenartigen Strömung 252 nach oben bewegen durch den Rührer 176 wieder angesaugt werden, so daß eine nahezu 100%-ige Ausnutzung des vorhandenen Sauerstoffs realisiert wird.
Die Sauerst-offausnutzung kann über eine 02~Sonde 266 in der Leitung 262 durch Bestimmung des eingeblasenen
Sauerstoffs und der Einstellung der Verlängerung 264 reguliert werden. Es ist jedoch auch möglich, die Sauerstoffausnutzung über eine Axialverschiebung des gesamten Leitrohrs 244 und/oder über eine Änderung des Stoffgemischspiegels 186 zu optimieren.
Im Folgenden werden bevorzugte Bedingungen für eine optimierte Sauerstoffausnutzung beispielhaft genannt:
Die Leitrohrhöhe Hl entspricht 8 bis 10 mal dem Leitrohrdurchmesser dl.
Der Wirkdurchmesser d2, d.h. der Innendurchmesser des Reaktors 174, entspricht 4 bis 6 mal dem Leitrohrdurchmesser dl.
Der Bodenabstand H2 vom Reaktorboden 246 zum Leitrohr 244 entspricht 1 bis 2 mal dem Leitrohrdurchmesser dl.
Der Abstand zwischen dem Stoffgemischspiegel 186 und dem Leitrohr 244 entspricht 2 bis 3 mal dem Leitrohrdurchmesser dl.
Die variable Höhenverstellung H4 zwischen dem Stoffgemischspiegel 186 und dem Leitrohr 244 beträgt 0,5 bis 2 mal dem Leitrohrdurchmesser dl. Die Aufströmgeschwindigkeit vl der UmlaufStrömung 250 bewegt sich zwischen 0,1 m/s und 0,8 m/s. Der Leitrohrdurchmesser dl beträgt je nach Stoffgemischzusammensetzung und dem Trockensubstanzanteil zwischen 0,5 m und 1,5 m.
Gemäß Figur 16 können auch mehrere obengenannte Leitrohre 244 in dem Reaktor 174 vorgesehen sein. So können beispielsweise drei Leitrohre, 244a, 244b, 244c im Dreieck zueinander stehen.
'Gemäß den Figuren 17 und 18 ist es zur Optimierung der Hydrolyse '162 bzw. der Nassrotte 164 vorstellbar, mehrere Reaktor 174 bzw. 192 in Reihe zu schalten. Dabei wird jeweils die aufbereitete Substanz 21, 21a, 21b bzw. das oxidierte Stoffgemisch 23, 23a, 23b einer erneuten Hydrolyse 162a, 162b bzw. Nassrotte 164a, 164b unterzogen. Die Reaktor 174 bzw. 192 können jedoch auch parallel betrieben werden.
In Figur 19 ist ein zweites Verfahrensschema zur Abfallaufbereitung von Abfall mit organischen Bestandteilen schematisch dargestellt. Die Bezugszeichen sind entsprechend dem ersten Verfahrensschema gemäß Figur 9 gewählt, so dass zur Vermeidung einer Wiederholung auf eine detaillierte Betrachtung der gemeinsamen Einrichtungen und Stoffströme verzichtet wird.
Zu Beginn der Abfallaufbereitung wird der aufzubereitende Abfall 60 zunächst einer Siebanlage 62 zugeführt, die beispielsweise als ein Rotationssieb ausgeführt ist. Der Abfall 60 weist vorzugsweise einen Trockensubstanzgehalt von 45-60% auf. Der entstehende Siebüberlauf 64 kann entweder direkt entsorgt oder zumindest als Teilstrom einer Sichtungsanlage 68 zur Trennung des Siebüberlaufs 64 in Stör-/Schwerstoffe 70 sowie verschmutzte Leichtstoffe 72 zugeführt werden, die dann jeweils anschließend beseitigt werden können. Der organikreiche Siebdurchlauf 78 kann zumindest als Teilstrom einer Mischanlage 74 zugeführt werden, in der er mit einem Teilstrom eines entstickten Verdünnungswassers 4 verdünnt und mittels eines Mischers 268 zu einer Suspension 76 mit einem Feststoffgehalt von 5-15% aufbereitet wird. Des Weiteren werden über eine mechanische Vorrichtung der Mischanlage 74 Störstoffe 160, wie zum Beispiel Bänder, Seile und Kabel, aus der Suspension 76 abgetrennt und ausgeworfen. Die derart aufbereitete und von den groben Störstoffen 160 befreite Suspension 76 wird der Eintrittsschleuse 10 des Stofflösers 1 bzw. 1.1 zugeführt.
Die im Stofflöser 1, 1.1 enthaltenen Stör- /Schwerstoffe 18 werden über die Austrittsschleuse 16 dem Stofflösebehälter 6 abgezogen und einer Wascheinrichtung 80 zugeführt, in dem die Stör-/Schwerstoffe 18 anhaftenden organischen Bestandteilen in einer Reinigungszone 106 mittels zugeführten Betriebswassers 82 gereinigt werden. Die so gereinigten Stör-/Schwerstoffe 84 können dann einem Eisenmetallabscheider 86 sowie einem Nichteisenmetallabscheider 88 zugeführt werden, so dass der Stoffstrom der Stör-/Schwerstoffe 84 in einen eisenhaltigen Anteil 90 und einen Nichteisenmetallanteil 92 und sonstige Stoffe 94 aufgeteilt wird.
Die über die Austrittsschleuse 16 aus dem Stofflöser 1, 1.1 abgezogene aufgeschlossene Suspension 20 wird einer Hydrolyse 162 bzw. 162.1 unterzogen. Bevorzugterweise wird in der Hydrolyse 162, 162.1 ein Trockensubstanzgehalt von 5-15% eingestellt. Die mit Stickstoff beladenen Abgase 188 der Hydrolyse 162, 162.1 werden zur Entstickung einem sauren Luftwäscher 172 und anschließend nach Durchlaufen einer Reinigungsstufe 240 zur Befreiung der entstickten Abgase von Geruchsstoffen als gereinigte Prozessluft 240 an die Atmosphäre abgegeben.
Die in der Hydrolyse 162, 162.1 aufbereitete Suspension 21 wird einer Stofftrennanlage 300 zur Abtrennung der mit Organik hochbelasteten Flüssigkeit 132 von den im Wesentlichen organikfreien Feststoffen 116 der Suspension 21 zugeführt. Quasi als Nebenprodukt fällt bei dieser Stofftrennung 300 gereinigter Feinsand 130 an, der dem'Prozess entnommen werden kann.
Die Flüssigkeit 132 wird in einem Zwischenspeicher 134 gespeichert und je nach Bedarf zur Biogasgewinnung einem Fermenter 138 und/oder als Umlaufwasser, einem Wärmetauscher 140 zugeführt, in dem es mittels eines Heizmediums 142 auf Prozesstemperatur erwärmt wird und dann als Verdünnungswasser 4 für den Stofflöser 1, 1.1 verwendet werden kann.
Die Feststoffe 116 weisen vorzugsweise einen Trockensubstanzgehalt von 5% auf und werden einer Nassrotte 164 bzw. 164.1 - auch als Nassoxidation bezeichnet - unterzogen. Die bei der Nassoxidation 164, 164.1 und bei der damit einhergehenden Entstickung anfallenden Abgase 200 sind stark mit Stickstoff beladen und werden zur Entstickung dem sauren Luftwäscher 172 zugeführt.
Das in der Nassoxidation 164, 164.1 " oxidierte Stoffgemisch 23 wird einer Trennanlage 168 zugeführt, aus der zum Einen Rohkompost 212 ausgeschieden und zum Anderen feststofffreies Abwasser 170 als Verdünnungswasser 4 dem Stofflöser 1, 1.1 zugeführt und/oder in einer Abwasserreinigungsanlage 148 zur Abführung als Abwasser 150 in die Kanalisation gereinigt wird. Ein Teilstrom des gereinigten Abwassers 150 wird als Betriebswasser 82 in die Reinigungszone 106 der Wascheinrichtung 80 sowie zur Stofftrennanlage 300 geführt. Ebenso wird ein Teilstrom des gereinigten Abwassers 150 als Betriebswasser 82 mit dem Teilstrom des Umlaufwassers 132 nach dem Fermenter 138 vermischt.
In dem Fermenter wird unter Einwirkung von Methanbakterien aus dem organisch hochbelasteten Umlaufwassser 132 Biogas 144 gewonnen. Dabei fällt entfrächtetes Abwasser 146 an, das als entfrachtetes Faulwasser 159. der Nassoxidation 164, 164.1 zugeführt werden kann. Der für die Nassoxidation 164, 164.1 nicht benötigte Stoffstrom des Abwassers 146 kann als Überschusswasser 174 der Abwasserreinigungsanlage 148 zugeführt werden.
Weiterhin ist in Figur 19 dargestellt, dass die entwässerten Feststoffe 116 zumindest als Teilstrom nach dem Durchlaufen einer Trocknung 311 eine Kompaktieranlage 312 zur Herstellung eines Brennstoffes zur thermisch/stofflichen Verwertung in einer Vergasungsoder Verbrennungsanlage 317 zugeführt werden können, wobei ein in einer Verflüssigungseinrichtung 313 und/oder einer Aufbereitungs- und Dosiereinrichtung 314 aufbereitetes Bindemittel 315 zur Verwendung als Klebstoff der Kompaktieranlage 312 zugeführt wird.
Im Folgenden erfolgt eine detailliertere Beschreibung der Hydrolyse 162.1, der Nassoxidation 164.1, der
Stofftrennanlage 300, der Trennanlage 168 sowie der Ko paktierung.
Bei der Hydrolyse 162.1 wird wie bereits bei der Hydrolyse 162 mit dem Reaktor nach Figur 15 die aufgeschlossene Suspension 20 grob gesäubert und organisches Material derart aufgeschlossen, dass es der Vergärung in dem Fermenter 138 zur Verfügung steht. Ferner werden die nicht anaerob abbaubaren Stoffe von Haftkorn und Verschmutzungen abgetrennt.
Gemäß Figur 20 erfolgt für Stoffgemische mit einer minimalen Korngröße von etwa 80 mm die Hydrolyse 162.1 im Wesentlichen in einem Reaktor 174, der in Bodennähe 246 eine Einblaseinrichtung 178 zum Einblasen von Sauerstoff aufweist, wodurch sich eine in dem Stoffgemisch aufsteigende ■ schraubenlinieneartige Strömung 252 ausbildet, mittels derer das Stoffgemisch durchmischt wird. Entsprechend ist kein mechanisches Rührwerk notwendig. Die Einblasung kann impulsartig oder kontinuierlich erfolgen.
Die Beschickung des Reaktors 174 mit der Suspension 20 aus dem Stofflöser 1, 1.11 sowie die Entnahme der hydrolysierten Suspension 21 erfolgt jeweils in einem mittleren Reaktorabschnitt.
Die Einblaseinrichtung 178 umfasst zumindest eine Lanze bzw. einen Arm 254 mit einer Vielzahl "von Düsen zum Einblasen des Sauerstoffs in das Stoffgemisch, der mit einer Sauerstoffversorgung 180 in Verbindung steht. Vorzugsweise wird durch die Düsen reiner Sauerstoff eingeblasen.
Der eingeblasene Sauerstoff und die bei der Hydrolyse 162.1 anfallenden Abgase 188 sammeln sich oberhalb eines Stoffgemischspiegels 186 in einem Abgasraum 190. Da bei der Hydrolyse 162 ein Teil des Sauerstoffs durch C02 veratmet, d.h. inertisiert, wird, ist zur optimalen Regelung der Sauerstoffversorgung 180 im Reaktorkopf 248 eine 02-Messsonde 266 vorgesehen. Zur Verstärkung der Durchmischung des Stoffgemisches in dem Hydrolysereaktor 174 kann zumindest ein Teilstrom des Abgases 188 über eine Saugleitung 38, einen Druckluftverdichter 36, eine Einpressleitung 136 sowie e_inen Arm 306, der mit einer Vielzahl von Düsen versehen ist und gemäß der Ansicht in der Figur 20 oberhalb der Lanze 254 der Einblaseinrichtung 178 angeordnet ist, in das Stoffgemisch impulsartig oder kontinuierlich eingedüst werden. Die eingedüsten Abgase 188 bilden ebenfalls eine aufsteigende schraubenlinienartige Strömung 308 aus, die sich mit der Strömung 252 des eingedüsten Sauerstoffs zu einer Gesamtströmung 310 überlagert .
Die nicht in das Stoffgemisch eingedüsten Abgase 188 werden wie bereits unter Figur 19 beschrieben dem sauren Luftwäscher 172 zur Entstickung zugeführt.
Bevorzugterweise beträgt der Trockensubstanzgehalt des Stoffgemisches 5-15% und die Temperatur des Stoffgemisches in dem Reaktor 174 70 °C. Diese Temperatur ist ausreichend, um Fett bzw. Fettverbindungen zu lösen. Um die 70 °C konstant einhalten zu können, ist eine Isolation 47 vorgesehen, die von Kühlflüssigkeit eines Kälteaggregat 182 durchströmt wird.
In der Nassrotte bzw. Nassoxidation 164.1 wird wie bei der Nassrotte 164 mit dem Nassrottereaktor gemäß
Figur 15 die nicht anaerob abbaubare Organik veratmet und der Stickstoff als Ammoniak ausgetrieben. Bei der
Oxidation 164.1 wird durch die Begasung das Umlaufwasser
'132, 133, 4 entstickt und somit eine Aufkonzentrierung von Ammonium verhindert, welche die Biologie im Fermenter
138 stört und die Gasproduktion und Abbauleistung hemmt. Die Nassoxidation 164.1 erfolgt für Stoffgemische mit einer minimalen Korngröße von etwa 80 mm gemäß Fig. 21 im Wesentlichen in einem Reaktor 192, der den Reaktor 174 der Hydrolyse 162.1 entspricht. So weist auch dieser Reaktor 192 eine bodennahe impulsartig und diskontinuierlich betreibbare Einblaseinrichtung 178 zum Einblasen von Sauerstoff und zum Durchmischen des Stoffgemisches in dem Reaktor 192 auf. Zur Regelung der Sauerstoffversorgung 180 ist eine vorbeschriebene 02- Messsonde 266 vorgesehen.
Ebenso können die bei der Nassoxidation 164.1 entstehenden Abgase 200 mittels einer Rückführung wieder in das Stoffgemisch zumindest als Teilstrom implusartig oder diskontinuierlich eingedüst werden. Die nicht zurückgeführten Abgase 200 werden gemäß Figur 19 dem sauren Luftmischer 172 zur Entstickung zugeführt.
Weiterhin ist eine Isolation 74 mit einem Kälteaggregat 182 zur Einstellung einer konstanten Temperatur des Stoffgemisches vorgesehen.
Ferner erfolgt die Zuführung der in der Stofftrennung 200 entwässerten Feststoffe 116 sowie des Faulwassers 159 des Fermenters 138 und die Entnahme des oxidierten Stoffgemisches 23 wie die Stoffströme 20, 21 bei der Hydrolyse 162.1 in einem mittleren Reaktorabschnitt. Vorzugsweise wird in dem Reaktor 192 ein Trockensubstanzgehalt von 5-15% eingestellt. Das zugeführte Faulwasser 159 dient vornehmlich als Verdünnungswasser.
Der wesentliche Unterschied zwischen dem
Hydrolysereaktor 174 und dem Nassoxidationsreaktor 192 besteht darin, dass bei der Nassoxidation 164.1 mehr
Sauerstoff in das Stoffgemisch eingepresst wird, um die Stoffe, die noch nicht in Lösung übergegangen sind, in eine derartige zu überführen sowie um das Stoffgemisch zu entsticken Dies hat den Vorteil, dass auf eine Nachrottung 214 wie bei dem Verfahrensschema nach Figur 9 und Figur 10 verzichtet werden kann, wodurch unter Anderem erhebliche Kostenreduzierungen möglich sind.
Neben dem Beatmen der nicht anaeroben abbaubaren Organik und dem Austreiben des Stickstoffs als Ammoniak kann".bei der Nassoxidation 164, 164.1 ebenfalls je nach Art der Steuerung eine Hygienisierung des Stoffgemisches in dem Reaktor 192 erfolgen. Dabei können nicht nur die sich in dem Stoffgemisch befindenden Feststoffe 116, sondern auch die mit und ohne Feststoffe versetzten Abwässer 146 des Fermenters 138 hygienisiert werden. Ebenso können Abwässer von Kompostanlagen mit Hilfe der Nassoxidation 164, 164.1 hygienisiert werden.
Durch die Hygienisierung in der Nassoxidation 164, 164.1 wird die Möglichkeit gegeben, sowohl hygienisierte Feststoffe (Kompost) als auch ein Gemisch von Feststoffen und Prozesswässern bzw. Abwässern oder aber reine Prozesswässer oder spezielle Abwässer direkt landbaulich zu nutzen.
Vorzugsweise erfolgt die Hygienisierung bei der Nassoxidation 164, 164.1 zu Beginn der Nassoxidation 164, 164.1, da mit den vorherrschenden hohen Temperaturen auch eine Verbesserung der mikrobiellen Verfügbarkeit der organischen Substanzen bewirkt wird. Jedoch ist es auch vorstellbar, die Hygienisierung am Ende der Nassoxidation 164, 164.1 durchzuführen.
Die Hygienisierungszeiten sind von den vorherrschenden Temperaturen abhängig, so dass je nach
Temperatur verschiedene Hygienisierungszeiten einzuhalten sind. Z. B. kann eine von der deutschen Bioabfallverordnung geforderte Hygienisierungsleistung bei 70 °C über einen Zeitraum von einer Stunde erreicht werden. Bei geringeren Temperaturen muß die Verweilzeit entsprechend verlängert werden.
Die Hygienisierung ist insbesondere für alle Biomasserohstoffe relevant, die einer landbaulichen Verwertung zugeführt werden sollen. Hierzu zählen insbesondere Bio- und Grünabfälle, Abfälle aus der Landwirtschaft • und Energiepflanzen, Küchen- und Kantinenabfälle, Klärschlämme und spezielle Prozess- und Abwässer. Europaweit können hierzu auch Biomasseprodukte aus dem Gesamtmüll gezählt werden.
Figur 22 zeigt einen schematischen Aufbau der Stofftrennanlage 300. Die in der Hydrolyse 162, 162.1 aufbereitete Suspension 21 wird gemeinsam mit dem verschmutzten Betriebswasser 96 aus der Wascheinrichtung 80 einen Faserstoffabscheider 98 zugeführt, der beispielhaft als Rotationssieb ausgeführt ist. Zusätzlich kann das in der Abwasserreinigungsanlage 148 gewonnen Betriebswasser 82 dem Faserstoffabscheider 98 als Verdünnung zugeführt werden. In dem Faserstoffabscheider 98 werden Faser und Schwimmstoffe 100 vom organikhaltigen Wasser 102 abgetrennt.
Die Faser und Schwimmstoffe 100 werden in einer Feststoffsieb- und Waschanlage 104 durch Zugabe eines Teilstroms des Betriebswassers 82 in einer Reinigungszone 106 gereinigt. Dieser Reinigungsvorgang kann dadurch unterstützt werden, dass durch die Reinigungszone 106 zusätzlich Umlaufwasser 108 geführt wird, das dem Kreislauf des Verdünnungswassers 4 vor dem Wärmetauscher 140 abgezweigt ist. In der Reinigungszone 106 werden die organischen Bestandteile der Faser- und Schwimmstoffe 100 von diesem abgelöst. Wenn eine sehr intensive Reinigung erforderlich ist, wird der Reinigungszone 106 zusätzlich das Betriebswasser 82 zugeführt. Bei weniger intensiven Reinigungen kann der Anteil am Umlaufwasser 108 vergrößert werden.
Die abgereinigten und über einen Feststoffaustritt
110 der Waschanlage 104 abgezogenen Fest- und Faserstoffe
112 werden in einer Entwässerungspresse 114 entwässert und'" die entwässerten Feststoffe 116 werden der
Nassoxidation 164, 164.1 unterzogen.
Das in der Entwässerungspresse 114 anfallende, mit Organik beladene Wasser 118 wird zusammen mit dem aus der Reinigungszone 106 abströmenden mit Organik beladenen Waschwasser 120 vermischt einem Sandwäscher 122 zugeführt. Ebenso kann das organikhaltige Wasser 102 dem Sandwäscher 122 zugeführt werden. In dem Sandwäscher 122 wird der Feinsandanteil 124 durch Einwirkung eines Rührers 126 abgetrennt und die an dem Feinsandanteil 124 anhaftenden organischen Bestandteile durch Zugabe des Betriebswassers 82 abgelöst. Der so vorgereinigte Feinsand 124 wird dann einer Feinsandwascheinrichtung 128 zugeführt, deren Grundaufbau der Wascheinrichtung 80 bzw. 104 gemäß Fig. 19 entspricht. Der gereinigte Feinsand 130 kann dann einer stofflichen Verwertung im Tief- und Straßenbau zugeführt werden.
Die bei der Sandwäsche anfallende mit Organik hochbelastete Flüssigkeit 132 wird wie bereits unter
Figur 19 beschrieben in dem Zwischenspeicher 134 zwischengespeichert und einem Fermenter 138 zugeführt und/oder als Umlaufwasser 132 verwendet.
Gemäß Figur 23 wird bei der Trennanlage 168 das oxidierte Stoffgemisch 23 der Nassoxidation 164, 164.1 zusammen mit dem Betriebswasser 82 und Mischwasser 121 aus einer Feststoffsieb- und Waschanlage 104 und einer Entwässerungspresse 114 einem Faserstoffabscheider 98 zur Gewinnung des feststofffreien Abwassers 170 zugeführt, welches wie unter Figur 19 beschrieben der Abwasserreinigungsanlage 148 und/oder als Verdünnungswasser 4 für den Stofflöser 1, 1.1 verwendet wird.
- "Der Faserstoffabscheider 98 ist beispielhaft als Rotationssieb ausgeführt, wobei die abgetrennten Faserund Schwimmstoffe 100 der Feststoffsieb- und Waschanlage 104 zugeführt werden, in deren Reinigungszone 106 die anhaftenden organischen Bestandteile mittels des Betriebswassers 82 und/oder des abgezweigten Umlaufwassers 108 abgetrennt werden. Die nach der Reinigungszone 106 entwässerten und gereinigten Feststoffe 112 werden über einen Feststoff ustritt 110 abgezogen und in der Entwässerungspresse 114 zu dem bereits in der Figur 19 genannten Rohkompost 212 verdichtet.
Das in der Entwässerungspresse 114 ausgepresste mit
Organik hochbelastete Wasser 118 wird zusammen mit dem Waschwasser 120 der Feststoffsieb- und Waschanlage 104 als das Mischwasser 121 dem Faserstoffabscheider 98 zugeführt.
Gemäß Figur 24 werden bei der Kompaktierung zur Herstellung von Brennstoffen für die Vergasungs- oder Verbrennungsanlage 317 aus Figur 19 die entwässerten Feststoffe 116 einer Trocknung 311 unterzogen Nach der Trocknung 311 wird ein entstehendes Trockenstoffgemisch 311.1 mit einem Wassergehalt von vorzugsweise 15% bis 25% einer Kompaktieranlage 312, insbesondere eine Brikettier¬ oder Pelletiereinrichtung mit integrierten Mischer oder Extruder oder einer Stangenpresse, zugeführt. Die Kompaktierung erfolgt vorzugsweise unter Niederdruck, wobei dem Trockenstoffgemisch 311.1 ein Bindemittel als Klebstoff beigemischt wird, um die unter Niederdruck erzeugten Formstücke 312.1 wie zum Beispiel Briketts und Pellets bis zur Verglühung 317 zusammenzuhalten. Die Kompaktierung unter Niederdruck und unter Zugabe des Bindemittels 315 hat den Vorteil, dass der Energieaufwand zur Herstellung der Formstücke 317 reduziert und der Verschleiß der Anlagenteile der Kompaktieranlage 312 wie zum Beispiel des Mischers verringert ist. So benötigt die erfindungsgemäße Kompaktierung 312 mit dem Bindemittel 315 etwa 20 kW elektrischen Strom und verursacht Verschleißkosten von etwa l€/Mg bis 6€/Mg, wohingegen bei einer herkömmlichen Kompaktierung zur Herstellung von IMg Formstücken aus Abfall 100 kW elektrischer Strom und Verschleißkosten um 15€ anfallen, wodurch Gesamtkosten/Mg von etwa €50 anfallen.
Der Klebstoff 315 wird vorrangig aus dem erzeugten Siebüberlauf 72 gewonnen, welcher zu etwa 80% aus Kunststoffen besteht und in einer Verflüssigungsvorrichtung 313 durch Extrudieren oder thermisch/chemische Einwirkung in eine zähflüssige Einspritzmasse 313.1 umgeformt wird.
Für den Fall, dass kein oder zu wenig Kunststoffmaterial 72 zur Verfügung steht, kann auch mit zugelieferten Bindemittel 316 wie zum Beispiel Kalkmilch oder Stärke über die Aufbereitungs- und Dosiereinrichtung 314 als organisch- oder anorganisches Bindemittel 314.1 der Kompaktieranlage 312 beigemischt werden. In diesem Fall wird natürlich der organischen Stärke wie zum Beispiel Kartoffelstärke der Vorrang gegeben, weil diese im Gegensatz zur kostengünstigeren Kalkmilch rückstandslos verbrannt wird und elektrische und/oder thermische Energie 317.1 freigesetzt wird. Die Kalkmilch kann als Schlacke bzw. Mineralstoffe 317.2 entsorgt werden.
Je nach den Qualitätsanforderungen an den zuzuführenden Brennstoff in die Vergasungs- oder Verbrennungsanlage 317 kann ganz oder teilweise die Kompaktieranlage 312 umfahren werden und die Stoffströme72 und 311.1 direkt der thermischen Verwertung 317 zugeführt werden.
Offenbart sind ein Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen, wobei bei einheitlichen Verfahrensschritten in Abhängigkeit der Korngröße der Abfallmischung unterschiedliche Stofflöser zum Lösen der organischen Bestandteile in einer Verdünnungsflüssigkeit und unterschiedliche Reaktoren zur Durchführung einer Hydrolyse und/oder einer Nassrotte verwendet werden sowie geeignete Stofflöser und Reaktoren. Weiterhin ist eine geeignete Abfallauf ereitungsanlage offenbart .
Bezugszeichenliste
1 Stofflöser
1.1 Stofflöser
2 Inputmaterial
4 Verdünnungswasser
6 Stofflösebehälter
8 Mischung -•1100 Eintrittsschleuse
12 Boden-
14 Ausschleuseöffnung
16 Austrittsschleuse
18 Stör-/Schwerstoff 2200 aufgeschlossene Suspension
21 aufbereitete Suspension (Hydrolyse)
21a aufbereitete Suspension (Hydrolyse)
21b aufbereitete Suspension (Hydrolyse)
22 Kopf 2233 oxidiertes Stoffgemisch (Nassrotte)
23a oxidiertes Stoffgemisch (Nassrotte)
23b oxidiertes Stoffgemisch (Nassrotte)
24 Gasstrompumpe
26 Innenrohr 2277 Düsenplatte
28 Gaseinpressdüse
30 Druckluftleitung
32 Steuerventil
34 Windkessel 3366 Druckluftverdichter
38 Saugleitung
40 Transportluft
42 Gasabzugsraum
44 Prallplatte 4466 Doppelmantel
47 Isolation 48 nach oben gerichtete Suspensionsströmung
50 Druckluftblase
52 Druckluft
54 Pegel 56 Ringraum
58 Leitblech
60 Abfall
62 Siebanlage
64 Siebüberlauf '66 Umschalteinrichtung- und/oder Dosiereinrichtung
68 Sichtungsanlage
70 Schwer-/Störstoffe
72 Leichtstoffe
74 Mischanlage 76 Suspension
78 Siebdurchlauf
80 Wascheinrichtung
82 Betriebswasser
84 gereinigte Schwerstoffe 86 Eisenmetallabscheider
88 Nichteisenmetallabscheider
90 Eisenmetallanteil
92 Nichteisenmetallanteil
94 sonstige Stoffe 96 verschmutztes Betriebswasser
98 Faserstoffabscheider
100 Faser-/Schwimmstoffe
102 organikhaltiges Wasser
104 Feststoffsieb- und Waschanlage 106 Reinigungszone
' 108 Umlaufwasser
110 Feststoffaustritt
112 abgereinigter Fest-/Faserstoff
114 Entwässerungspresse 116 entwässerte Feststoffe
118 Wasser mit gelöster Organik 120 Waschwasser
121 Mischwasser
122 Sandwäscher
123 Sandaustrag 124 vorgereinigter Feinsand
126 Rührwerk
128 Feinsandwascheinrichtung
130 gereinigter Feinsand
132 organisch hochbelastetes Umlaufwasser '133 Suspensionsgemisch
134 Zwischenspeicher
136 Pumpe
138 Fermenter
140 Wärmetauscher 142 Heizmedium
144 Biogas
146 entfrachtetes Abwasser
147 Überschusswasser
148 Abwasserreinigungsanlage 150 gereinigtes Abwasser
152 Schieber
154 Bypassleitung
156 Einpressleitung
158 Mischwasser 159 Faulwasser
160 Störstoffe
162 Hydrolyse bzw. Versäuerungsstufe
162a Hydrolyse bzw. Versäuerungsstufe
162b Hydrolyse bzw. Versäuerungsstufe 164 Nassrotte
164a Nassrotte
164b Nassrotte
166 Ringraum
168 Trennanlage 170 feststofffreies Abwasser
172 saurer Luftwäscher 174 Reaktor 1-76 Rührer
178 Einblaseinrichtung
180 Sauerstoffversorgung 182 Kälteaggregat 184. Vorlauf
186 Stoffgemischspiegel 188 Abgase
190 Abgasräum '192 Reaktor
194 Rührer
196 Einblaseinrichtung
198 Stof.fgemischspiegel
200 Abgase 202 Abgasraum
204 Rücklauf
206 Filtereinrichtung
208 Entwässerungspresse
210 Presssaft 212 Rohkompost
214 Nachrottung
216 Trockenprodukt
218 Trenneinrichtung
220 Fest- und Faserstoffe 222 Inertstoffe
224 Materialien
226 Mischbehälter
228 Salz- oder Schwefelsäure
230 Ammonium-Clorid oder Sulfat 232 Wasser-Säuregemisch
234 Sprüheinrichtung
236 Umwälzpumpe
238 Abluft
240 Reinigungsstufe 242 Prozeßluft
244 Leitrohr 244a Leitrohr
244b Leitrohr
244c Leitrohr
246 Reaktorboden
248 Reaktorkopf
250 UmlaufStrömung
252 Strömung
254 Arm
256 Arm
258 Arm
260 Ventil
262 Leitung
264 Verlängerung
266 02-Sonde
268 Mischer
270 Rührwerk
272 Rotor
276a Rotorblatt
276b Rotorblatt
276c Rotorblatt
278a Rotorblatt
278b Rotorblatt
278c Rotorblatt
280a Verwirbeluung
280b Verwirbeluung
280c Verwirbeluung
282a Gegenverwirbelung
282b Gegenverwirbelung
282c Gegenverwirbelung
284 Schneckenförderer
286 Mischungsspiegel
288 Kamin
290 Kreisbahn
292 Längswandung
294 Längswandung
295 Bodenwandung 296 Rotor
297 Deckenwandung
298 Kreisbahn
300 Stofftrennanlage 302 Überschneidungsbereich 304 Förderer 306 Arm 308 Strömung 310 Gesamtströmung '311 Trockung
311.1 Trockenstoffgemisch
312 Kompaktieranlage
312.1 Formstück (Briketts, Pellets)
313 Verflüssigungsvorrichtung 313.1 Einspritzmasse
314 Aufbereitungs- und Dosiereinrichtung 314.1 Bindemittel
315 eigenerzeugtes Bindemittel
316 zugeliefertes Bindemittel 317 Verbrennungs- Vergasungsanlage
317.1 elektrische und thermischen Energie
317.2 Mineralstoffe/Schlacke

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von Abfall mit organischen Bestandteilen mit den Schritten:
• mechanische Aufbereitung des Abfalls zu einer Abfallmischung,
• Lösen organischer Bestandteile in einem Stofflöser (1, 1.1), '•' Hydrolyse (162, 162.1) der aus dem Stofflöser (1, 1.1-) abgezogenen mit Organik belasteten Suspension (20) in einem Reaktor (174) und
• Fermentation der hydrolysierten Suspension (21) in einer Gärstufe (138) , wobei • das bei der Hydrolyse oder der Fermentation gewonnene Prozesswasser als Umlaufwasser (4) im Kreis geführt wird und
• Auswählen des Stofflösers (1, 1.1) und des Reaktors (174) für die Hydrolyse (162, 162.1) in Abhängigkeit von der Korngröße der mechanisch aufbereiteten Abfallmischung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei einer Korngröße von etwa' 80 mm der Stofflöser (1, 1.1) und der Reaktor (162, 162.1) gewechselt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Hydrolyse (162, 162.1) zumindest mittelbar eine Nassrotte bzw. Nassoxidation (164, 164.1) nachgeschaltet ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei Trennschritte zum Abtrennen von Störstoffen, Schwerstoffen, Faserstoffen usw. von der der Gärstufe (138) zuführenden biologischen Suspension (132) vorgesehen sind.
5. Stofflöser zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 zum Lösen organischer Bestandteile von Abfall in einer Verdünnungsflüssigkeit mit einer bestimmten maximalen Korngröße von beispielsweise 80 mm, mit einem Stofflösebehälter (6), in dem eine Mischeinrichtung zum Durchmischen des Abfalls und des Verdünnungswasser angeordnet ist, wobei über einen 'Sύspensionsaustritt (16) die mit Organik beladene Suspension • (20) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung zumindest eine Gaseinpressdüse (28) hat, über die ein Gas, vorzugsweise Luft, die Suspension (8) derart mit Druck beaufschlagt, dass durch die über das Gas aufgebrachten Scherkräfte organische Bestandteile in der Verdünnungsflüssigkeit in Lösung gehen oder verteilt werden.
6. Stofflöser nach Patentanspruch 5, wobei die Gaseinpressdüse (28) Teil einer Gasstrompumpe (24) ist, über die die Suspension (8) innerhalb des Stofflösebehälters (6) periodisch oder kontinuierlich umpumpbar ist.
7. Stofflöser nach Patentanspruch 6, wobei der Pulsabstand mehr als 3 Sekunden, vorzugsweise zwischen 5 und 10 Sekunden beträgt.
8. Stofflöser nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei die Gasstrompumpe (24) ein Innenrohr (26) hat, an dessen unterer Eintrittsöffnung eine von der Suspension (8) um- oder durchströmbare Düsenplatte (27) mit einer Vielzahl von Gaseinpressdüsen (28) angeordnet ist und dessen oberer Endabschnitt eine Austrittsöffnung für die im Innenrohr (26) transportierte Suspension hat.
9. Stofflöser nach Patentanspruch 8, wobei im Abstand zur Austrittsöffnung des Innenrohrs (26) eine Prallplatte (44) angeordnet ist.
10. Stofflöser nach Patentanspruch 9, wobei die Prallplatte (44) zumindest abschnittsweise ein Gasabzugsraum (42) begrenzt.
11. 'Stofflöser nach einem der Patentansprüche 6 bis 10, wobei mehrere Gasstrompumpen (24a, 24b, 24c) im Stofflösebehälter (6) angeordnet sind.
12. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 8 bis 11, wobei das Innenrohr (26) doppelwandig ausgebildet ist und die Gaseinpressdüsen (28) im inneren Zylinderraum oder im Ringraum angeordnet sind und der jeweils andere Raum von einem Heizmedium (142) durchströmt ist .
13. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 5 bis 12, wobei das Gas im Kreislauf geführt ist und von einer Pumpe (36) aus dem Stofflösebehälter (6) angesaugt und/oder mit Druck beaufschlagt aus einem Speicher (34) zu den Gaseinpressdüsen (28) zurückgeführt ist.
14. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 8 bis 13, wobei in dem vom Innenrohr (26) und von der Außenumfangswandung des Stofflösebehälters (6) begrenzten Ringraum (56) Leitbleche (58) zur Strömungsführung angeordnet sind.
15. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 5 bis 14, wobei mehrere Stofflösebehälter (6a, 6b,... 6n) in Reihe geschaltet sind und die Suspension vom ersten Stofflösebehälter (6a) in die nachgeschalteten Stofflösebehälter (6b,... 6n) strömt.
16. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 5 bis 15, mit einer Ausschleuseöffnung (14) für Stör-
/Schwerstoffe (18) .
17. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 5 bis 16, wobei in der Ausschleuseöffnung (14) ein Anschluß zum 'Gäseinblasen und Durchmischen der abgesetzten Stör- /Schwerstoffe (18) vorgesehen ist.
18. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 5 bis 17, wobei die Verdünnungsflüssigkeit (4) im Kreislauf gefahren ist.
19. Stofflöser zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 zum Lösen organischer Bestandteile und Abfall in einer Verdünnungsflüssigkeit mit einer bestimmten minimalen
Korngröße von beispielsweise 80 mm, mit einem
Stofflösebehälter (6), in dem zumindest ein Rührwerk
(270) zum Durchmischen des Abfalls und des
Verdünnungswassers zu einer Suspension angeordnet ist, wobei über eine Austrittsschleuse (16) die mit Organik beladene Suspension (20) austritt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rührwerk (270) eine Vielzahl von benachbarten Rührelementen (276, 278) hat, die jeweils eine entgegengesetzte Förderrichtung aufweisen.
20. Stofflöser nach Anspruch 19, wobei die Rührelemente als Rotorblätter (276, 278) ausgebildet sind, die auf einem gemeinsamen Rotor (272) angeordnet sind und benachbarte Rotorblätter (276, 278) einen um etwa 180° versetzten Blattsteigungswinkel aufweisen.
21. Stofflöser nach Patentanspruch 20, wobei die Rotorblätter (276, 278) von einer Eintrittsöffnung (10) bis zu einer Austrittsschleuse (16) für Stör- /Schwerstoffe (18) gleichmäßig auf dem Rotor (272) angeordnet sind.
22. Stofflöser nach Patentanspruch 20 oder 21, wobei eine gerade Anzahl von Rotorblättern (276, 278) gewählt -ist.
23. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 20 bis 22, wobei zwei Rotoren (274, 296) vorgesehen sind, die mit ihren Rotorblättern (276, 278) einen Überschneidungsbereich (302) bilden.
24. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 19 bis 23, wobei im Bereich einer Ausschleuseöffnung (14) für die Stör-/Schwerstoffe (18) ein Ga's, vorzugsweise Druckluft, einblasbar ist.
25. Stofflöser nach Patentanspruch 24, wobei das Gas im Kreislauf geführt ist und von einer Pumpe (36) aus dem Stofflösebehälter (6) angesaugt und in diesen zurückgeführt ist.
26. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 19 bis 25, wobei mehrere Stofflösebehälter (6a,...6n) in Reihe geschaltet sind und die Suspension (20) vom ersten Stofflösebehälter (6a) in die nachgeschalteten Stofflösebehälter (6n) strömt.
27. Stofflöser nach einem der Patentansprüche 19 bis 26, wobei der Stofflösebehälter (6) im Längsschnitt eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt hat, deren Höhen- Längen-Verhältnis der Gleichung hl:Ll > 1:4 entspricht.
28. Reaktor zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 zur Bearbeitung eines zugeführten Stoffgemisches mit einer bestimmten maximalen Korngröße von beispielsweise 80 mm, mit einem Zu- und Ablauf und mit einem mechanischen Mischwerk (176) zum Durchmischen des Stoffgemisches, 'dadurch gekennzeichnet, daß das Mischwerk (176) von einem Leitrohr (244) umgriffen ist, wobei bei Ansteuerung des Mischwerks (176) das Stoffgemisch von einer ReaktorkopfSeite zu einer Reaktorbodenseite durch das Leitrohr (244) ansaugbar ist und sich außerhalb des Leitrohrs (244) eine aufsteigende schleifenartige Strömung (252) ausbildet.
29. Reaktor nach Patentanspruch 28, wobei das Leitrohr (244) eine axiale Verlängerung (264) zur Veränderung seiner Länge bzw. Höhe aufweist.
30. Reaktor nach Patentanspruch 28 oder 29, wobei eine Sauerstoffversorgung ' (180) zum Einblasen von Sauerstoff in das Stoffgemisch vorgesehen ist, wobei die Einblasung wahlweise in Bodennähe und/oder im Höhenbereich des Mischwerks (176) erfolgt.
31. Reaktor nach Patentanspruch 30, wobei eine 02~Sonde zur Regulierung der einzublasenden Sauerstoffmenge vorgesehen ist, über die die axiale Verlängerung (264) , die axiale Position des Leitrohrs (244) und/oder ein Stoffgemischspiegel (186) so einstellbar ist, daß bevorzugterweise eine optimale, d.h. nahezu 100%-ige, Sauerstoffausnutzung erfolgt.
32. Reaktor nach einem der Patentansprüche 28 bis 31, wobei das Innenrohr (244) doppelwandig zum Durchführen eines Kühlmediums zum Kühlen des Stoffgemisches vorgesehen ist.
33. Reaktor nach einem der Patentansprüche 28 bis 32, wobei drei Leitrohre (244a, 244b, 244c) in dem Reaktor (174) angeordnet sind.
34. -Reaktor nach einem der Patentansprüche 28 bis 33, wobei der Reaktor bei einer Hydrolyse (162) und/oder bei einer Nassrotte (164) einsetzbar ist.
35. Reaktor nach einem der Patentansprüche 28 bis 34, wobei der Reaktor bevorzugterweise folgende Geometrien einzeln oder in Kombination aufweist, die Leitrohrhöhe Hl entspricht 8 bis 10 mal dem
Leitrohrdurchmesser dl, der Wirkdurchmesser d2, d.h. der Innendurchmesser des Reaktors 174, entspricht 4 bis 6 mal dem
Leitrohrdurchmesser dl, der Bodenabstand H2 vom Reaktorboden 246 zum Leitrohr 244 entspricht 1 bis 2 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, - der Abstand zwischen dem Stoffgemischspiegel 186 und dem Leitrohr 244 entspricht 2 bis 3 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, die variable Höhenverstellung H4 zwischen dem Stoffgemischspiegel 186 und dem Leitrohr 244 beträgt 0,5 bis 2 mal dem Leitrohrdurchmesser dl, die Aufströmgeschwindigkeit vl der UmlaufStrömung 250 bewegt sich zwischen 0,1 m/s und 0,8 m/s, der Leitrohrdurchmesser dl beträgt je nach Stoffgemischzusammensetzung und dem Trockensubstanzanteil zwischen 0,5 m und 1,5 m.
36. Reaktor zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 zur Bearbeitung eines zugeführten Stoffgemisches mit einer bestimmten minimalen Korngröße von beispielsweise 80 mm, mit einem Zu- und Ablauf und mit einer Mischeinrichtung zum Durchmischen des Stoffgemisches, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung von einer Einblaseinrichtung (178) zum Einblasen von Gas, vorzugsweise Sauerstoff, gebildet ist.
37. Reaktor nach Patentanspruch 36, wobei eine Vielzahl von Gaseinpressdüsen in Bodennähe des Reaktors (174, 192), angeordnet ist.
38. Reaktor nach Patentanspruch 36 oder 37, wobei das Gas im Kreislauf geführt ist und von einer Pumpe (36) aus dem Stofflösebehälter (6) angesaugt und in diesem zurückgeführt ist.
39. Reaktor nach einem der Patentansprüche 36, 37 oder 38, wobei eine Gasmesssonde (266) zur Regulierung der einzublasenden Sauerstoffmenge vorgesehen sind.
40. Reaktor nach einem der Patentansprüche 36 bis 39, wobei in dem Reaktor (174, 192) entstehende Abgase
(188, 200) über ein Gebläse (36) in das Stoffgemisch, vorzugsweise in Bodennähe, einpressbar ist.
41. Abfallaufbereitungsanlage zur Verwendung in dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4 mit einem Stofflöser nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, in dem organische Bestandteile des Abfalls in Lösung übergehen, mit einer Trennstufe zum Abscheiden von Faserstoffen von der aus dem Stofflöser (1) abgezogenen, Organik enthaltenden aufgeschlossenen Suspension (20) .
42. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 41 mit einer Feststoffaufbereitung (80, 86, 88) zum Trennen und Waschen der aus dem Stofflöser (6) abgezogenen Feststoffe (18) .
43. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 41 oder 42, wobei die Trennstufe einen Faserstoffabscheider (98) zum Abscheiden von Faserstoffen, Schwimmstoffen -oder dergleichen und eine Waschanlage (104) für diese Stoffe (100.) und eine Entwässerungspresse (114) hat.
44. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 41, 42 oder 43, mit einem Sandwäscher (142) zum Abscheiden und Waschen von in dem beladenen Abwasser enthaltenden Feinsand (130) .
45. Abfallaufbereitungsanlage nach einem der Patentansprüche 41 bis 44 mit einem Fermenter (138) zum Umsetzen der organischen Bestandteile des organisch hochbelasteten Wassers (132) in Biogas.
46. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 45, mit einer Abwasserreinigungsanlage (148) zur Reinigung von nach der Fermentation anfallendem Überschusswasser.
47. Abfallaufbereitungsanlage nach einem der Patentansprüche 41 bis 46, wobei die in dem Stofflöser (1) aufgeschlossene Suspension (20) zumindest als Teilstrom eine Hydrolyse (162, 162.1) durchläuft.
48. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 47, wobei die in der Hydrolyse (162) aufbereitete Suspension (21) den Faserstoffabscheider (98) durchläuft.
49. Aufbereitungsanlage nach Patentanspruch 47, wobei die in der Hydrolyse (162, 162.1) aufbereitete Suspension
(21) direkt dem Fermenter (138) zugeführt ist.
50. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 49, wobei das in den Fermenter (138) anfallende Abwasser -'(146) einer Trennanlage (98, 104, 114) zugeführt wird und dabei • abgetrenntes feststofffreies Faulwasser (171) mit dem Verdünnungswasser (4) vermischt ist.
51. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 50, wobei ein Teilstrom des feststofffreien Faulwassers
(171) mit den entwässerten Feststoffen (116) aus der Trennanlage (98, 104, 114) vermischt und einer Nassrotte (164, 164.1) zugeführt wird.
52. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 48, wobei zumindest ein Teilstrom der nach der Trennanlage (98, 104, 114) anfallenden entwässerten Feststoffe (116) getrocknet und unter Beimischung eines Bindemittels (315, 316) in einer vorzugsweise unter Niederdruck betriebenen Kompaktieranlage (312) zu Formstücken für eine Vergasungs- oder Verbrennungsanlage (317) kompaktiert werden.
53. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 52, wobei das Bindemittel die Formstücke bis zum
Verglühen in der Vergasungs- oder Verbrennungsanlage
(317) vergasungsstabil zusammenhält und bei der
Abfallaufbereitung eigenerzeugte Bindemittel 315 aus abgetrennten Kunststoffen und/oder zugelieferten Bindemittel (316) verwendet werden.
54. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 48, wobei die bei der Entwässerungspresse (114) anfallenden Feststoffe (116) zumindest als Teilstrom eine Nassrotte (164, 164.1) zur Gewinnung eines oxidierten Stoffgemisches (23) durchlaufen.
55. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 54, wobei der Nassrotte (164, 164.1) Mischwasser (158), das bei der Vermischung des Umlaufwassers (132) mit 'dem Abwasser (146) des Fermenters (138) entsteht, zuführbar ist.
56. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 55, wobei das oxidierte Stoffgemisch (23) der Nassrotte (164, 164.1) eine Trennanlage (168) durchläuft und das in der Trennanlage (168) entstehende Abwasser dem Verdünnungswasser (4) und/oder der Abwasserreinigungsanlage (148) zuführbar ist.
57. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 56, wobei die Trennanlage (168) einen Feststoffabscheider (98), eine Feststoffsieb- und Waschanlage (104) und eine Entwässerungspresse (114) aufweist.
58. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 57, wobei der in der Trennanlage (168) entstehende Rohkompost (212) eine Nachrottung (212) zur Trocknung durchläuft und/oder unmittelbar entsorgbar ist.
59. Abfallaufbereitungsanlage nach einem der Patentansprüche 41 bis 58, wobei bei der Hydrolyse (162, 162.1) und/oder der Nassrotte (164, 164.1) ein Reaktor (174) nach den Patentansprüchen 1 bis 40 eingesetzt ist.
60. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 59, wobei mehrere Reaktor (174) hintereinander und/oder parallel zueinander geschaltet sind, so daß eine mehrteilige Hydrolyse (162, 162a, 162b) und/oder Nassrotte (164, 164a, 164b) erfolgt.
61. Abfallaufbereitungsanlage nach Patentanspruch 59 oder 60, wobei die im Reaktor (174, 192) entstehenden Abgase (188, 200) einem Luftwäscher (172) zur •Befreiung von Ammoniak zuführbar sind.
62. Abfallaufbereitungsanlage nach einem der Patentansprüche 54 bis 61, wobei zumindest der Reaktor (192) für die Nassrotte ;i64.1) derart betreibbar ist, dass eine Hygienisierung als Stoffgemisches erfolgt.
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