WO2007051479A1 - Method and system for the treatment and processing of waste containing portions posing a health hazard - Google Patents

Method and system for the treatment and processing of waste containing portions posing a health hazard Download PDF

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WO2007051479A1
WO2007051479A1 PCT/EP2005/011673 EP2005011673W WO2007051479A1 WO 2007051479 A1 WO2007051479 A1 WO 2007051479A1 EP 2005011673 W EP2005011673 W EP 2005011673W WO 2007051479 A1 WO2007051479 A1 WO 2007051479A1
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waste
residues
contaminated
mixer
additives
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PCT/EP2005/011673
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Inventor
Harald Kremnitz
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Ciwatec Gmbh
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L11/00Methods specially adapted for refuse
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/0075Disposal of medical waste
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/0463Hazardous waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00767Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the invention relates to a method for the treatment and processing of waste, in particular toxic, infectious and / or slightly radiation-contaminated residues, the remnants or residues of various kinds and various hazards and hazards such as perishable and / or spoiled household waste, microorganisms, drugs, narcotics, Insecticides, pesticides, slaughterhouse waste, prions contaminated tissues (PrP, BSE), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges, heavy metal contaminated substances, as well as a facility for performing the method.
  • waste in particular toxic, infectious and / or slightly radiation-contaminated residues, the remnants or residues of various kinds and various hazards and hazards such as perishable and / or spoiled household waste, microorganisms, drugs, narcotics, Insecticides, pesticides, slaughterhouse waste, prions contaminated tissues (PrP, BSE), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank
  • roasting technologies These processes are always accompanied by emissions whose health and environmental hazards are viewed very critically.
  • the exhaust gas purification is expensive and the remaining residues (ashes) must be disposed of consuming.
  • this type of disposal technology is banned or strictly enforced, and it is difficult to obtain new construction and operating permits.
  • a decentralized operation with low-risk transport routes is hardly possible.
  • the incineration plant whether stationary or mobile, is costly and has a long production and construction period.
  • Some types of, in particular, pharmaceutical waste must not be incinerated, such as narcotics (heroin, LSD and different types of
  • Microwave Method is one of the most common techniques for sterilizing infectious material. It works very effectively and is suitable for both stationary and mobile use. However, it is not a disposal method, because the sterilized substances remain more or less unchanged, even after treatment represent a preferred for the re-colonization of microorganisms material and require post-treatment and final disposal. In addition, the range of substances to be processed is limited; Thus, metallic objects such as needles, scalpels, metal containers are problematic. A detoxification of heavy metal contaminated remains or, for example, of chemical and pharmaceutical substances is not possible.
  • the main object of the invention is to provide a process engineering for the waste treatment and disposal of infectious and hazardous waste, which is carried out with a variable size, mobile or stationary to operate plant with the lowest possible energy consumption and low-risk and widely available consumables and equipment thereby enabling residue- and emission-free operation and utilizing the material properties of the raw material produced.
  • the inventive method is used for the treatment and processing of waste with hazardous, especially toxic, infectious and / or slightly radiation contaminated residues, the remnants or residues of various kinds and various hazards and hazards include perishable and / or spoiled household waste, microorganisms, drugs, narcotics , Insecticides, pesticides, slaughterhouse waste, prions contaminated tissues (PrP, BSE), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges, heavy metal contaminated substances.
  • the method according to the invention comprises a physical method step and at least one chemical method step.
  • the volume of the waste is reduced and the total surface area of the waste is reduced by comminution, as essentially by the mechanical processes of tearing, cutting, crushing, smashing, smashing, which occur during the shredding process.
  • the added additives chemically attack the waste gradually and under controlled conditions, that is, such that no violent reactions lead to foaming, excessive heat and strong, rapid expansion.
  • the present invention Compared to the alternative and previously used and implemented technologies for the disposal of medical, infectious and hazardous waste, the present invention has the following advantages:
  • the central aspect of the process is a multi-stage chemical treatment process with both chemical detoxification and biocidal effects.
  • the aim of the chemical treatment by means of selected reagents is on the one hand, the molecular restructuring of existing organic and inorganic substances or materials to simple, non-toxic and harmless substances, on the other hand, the killing of existing biological agents such as fungi, bacteria and other microorganisms.
  • the solids are treated during the mechanical comminution process, for example in a shredder system. Liquid waste (in larger quantities) can be treated in a separate liquid treatment station using the same process and then added to the solid fraction.
  • a particularly preferred feature of the process is that the various types of waste and residue forms, such as sludge, solids, powders, liquids and fibers, can be processed together in a single treatment step.
  • An exception here is, for example, the - upstream separate treatment - of larger quantities of liquids.
  • sludge, solids, powders, oily and greasy substances, and fiber materials are processed together in the shredding plant, where they are preneutralized against liquid wastes such as oils or chemicals in an integrated and independently operating liquid treatment station before being reacted by a mixer be injected.
  • the neutralized material can be further processed by technical additives into a workable crude product, from which then can be produced by finishing technical products.
  • the process thus serves, in particular, for the residue- and emission-free treatment, sterilization, detoxification and neutralization of undesirable toxic, infectious or otherwise dangerous or harmful residues or low-radiation residues, the process being designed so that liquid and solid wastes both separately and together can be treated.
  • the wastes can be accepted at the plant according to the invention in the form in which they are obtained and collected on site. For example :
  • Hospital-specific solid waste including, for example, hypodermic needles and sharp objects (scalpels, knives, blades) as well as small amounts of liquid waste containing vessels, are usually collected separately in hospital and are thus delivered to the processing plant. After being collected, they are fed into the shredder system and crushed there, resulting in a reduction in volume while increasing the contact area for the chemical additives. Larger quantities of liquid waste to be treated separately are introduced into a liquid waste pre-neutralization station. At the beginning of shredding, the first additive is added and the shredder space is exposed to ozone and nitrogen. The shredder is located directly above the mixer station into which the pre-reacted shredder material is entered.
  • the second additive is added with stirring; Due to the onset of strongly exothermic reaction, it comes to temperature increase.
  • the third additive is added, whereby a strong increase in pH is achieved and thereby precipitation, in particular of the iron and aluminum hydroxides is achieved. These act as precipitants and coagulants, thus fixing problematic ingredients and providing the framework for the mineral matrix of the Process product to be formed raw material.
  • the identically chemically treated liquid wastes are added from the liquid waste pre-neutralization in the mixer to be mixed there with the solid residues.
  • Test facilities biochemical and chemical laboratories as well pharmaceutical, biological, microbiological, biochemical and related industries, but also originated only by private households and include residues or residues such as fluids, drugs, narcotics, infectious waste, microorganisms and their cultures, insecticides, pesticides, prions contaminated with prions (PrP , BSE), slaughterhouse waste, infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges and heavy metal contaminated materials and substances.
  • residues or residues such as fluids, drugs, narcotics, infectious waste, microorganisms and their cultures, insecticides, pesticides, prions contaminated with prions (PrP , BSE), slaughterhouse waste, infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges and heavy metal contaminated materials and substances.
  • the process can be safely carried out for humans and the environment, and only harmless supplies can be used for the central chemical process; in the physical part of the process, shredding, for example, reduces the volume of waste and thus increases the total surface area of the material, allowing the additives added in the chemical process step to chemically and effectively penetrate the material deeply and to penetrate;
  • the various chemical reactions that take place include, for example, oxidation, acid-base reactions, radical reactions, hydrolyzation of metal compounds and their conversion into metal oxides or hydroxides; the addition of the various reagents and additives is carried out stepwise, in particular in a defined order, in order to obtain an optimum reactive effect on the various and mutually mixed residues.
  • the reaction conditions are controlled, and the reaction can be adapted to the essential properties of the materials and reactants (oxidation / reduction, acid-base behavior, pH control).
  • the reaction regime preferably involves the mineralization of chemically degraded problem substances and their incorporation into an inorganic matrix by precipitation processes. This preferably produces an inert substance that can be reused without risk as a secondary raw material.
  • the described leach and dissolve chemical reaction existing heavy metals and other existing metal forms and convert them into poorly soluble metal oxides or hydroxides.
  • the same basic additives and process equipment can be used to treat lightly radiated waste of various origins (such as laboratories, health care facilities or industry), with the restriction that this treatment should be performed strictly independently of all others if the possibility of cross-contamination of the non-radiated residues is to be avoided.
  • a mixture with I 2 , Cu 2 SO 4 , MgSO 4 , MgO, Fe 2 O 3 and / or Cu 2 O is preferably used.
  • the reacted material is preferably taken up in a polymer matrix and compressed by pressure in this.
  • Preferred according to the invention is the process in which the fundamental chemically induced mineralization and precipitation reaction to form amorphous or simple crystalline solids is crowned by the advantage of a chemical process for the cost-effective and environmentally friendly formation of a polymer foam as a matrix for safely receiving the treated materials.
  • the polymer foam according to the invention is preferably comparable to a conventional polyurethane foam, but avoids the use of expensive and toxic isocyanate compounds; is then used a very inexpensive mixture of water, sugar and alcohol (propanol or iso-propanol, C 3 H 7 OH) and a conventional polyol from polyurethane production, which reacts slowly when merging and expanded by foaming.
  • the forming solid polymer matrix is compacted by external pressure, so that the treated, previously lightly radiation-loaded materials are firmly embedded in the matrix with the admixed additives.
  • the method is furthermore preferred, in which the process can process the following residues: liquid, solid and slightly radiation-contaminated residues, metal-containing residues (such as filters and filter cartridges of heart-lung and dialysis machines, which for the most part consist of metal and ceramic sieves, needles, sharp-edged objects and other related materials), residues from cotton, synthetic and other fibers, rubber and plastic components, residues from chemotherapy, other pharmaceutical residues, waste from laboratories (for example blood vessels), residues of chemicals (for example xylene, benzene, toluene), waste medicines, tissues and surgical waste as well as generally infectious residues.
  • metal-containing residues such as filters and filter cartridges of heart-lung and dialysis machines, which for the most part consist of metal and ceramic sieves, needles, sharp-edged objects and other related materials
  • Also preferred according to the invention is the process in which chemically highly reactive, strongly oxidizing and germicidal conditions are created which strongly decompose organic components (for example tissue, blood and blood plasma) and chemical compounds and have a killing effect on living organisms; chemical-biological efficiency is aided by an upstream mechanical disruption and comminution technique that provides controlled control of a desired maximum particle size to increase the surface area of the material and facilitate the attack of chemical additives, with the chemical heat of reaction additionally supporting the germicidal effect;
  • the combined mechanical-chemical process results in a sterile end-product that no longer reflects its origin.
  • the method is also preferred in which the physico-chemical process produces a chemically inert, biologically sterile and harmless from its appearance material according to laboratory analyzes, as a secondary raw material by adding normal cement, bentonite, lime, mortar binder , various adhesives, resin binders or other cementitious Binders can be used for the production of building materials.
  • the process is also still preferred, in which the process uses only those additives or aggregates which are widely available, in their concentration not toxic or more dangerous than the residues and residues to be neutralized and converted and are not direct in their used form or indirect hazards or risks to personnel and the environment.
  • the process is also still preferred, in which the process also degrades organic nitrogen compounds, such as, for example, proteins, which also include BSE-inducing prions, which are predominantly found in animal brains and bone marrow and are considered to be the source of BSE and related diseases.
  • organic nitrogen compounds such as, for example, proteins, which also include BSE-inducing prions, which are predominantly found in animal brains and bone marrow and are considered to be the source of BSE and related diseases.
  • the treated material is then incorporated into the pressure-formed, thereby high-density polymer matrix, which is resistant to ultraviolet and infrared radiation and acids and bases resistant, fire-resistant, water-repellent and mechanically highly resilient and does not provide a breeding ground for microbial germs.
  • the process is preferably carried out at moderate temperatures without external heat, increased only by the mechanical friction and chemical reaction heat.
  • the entire process can be left behind and emis- and, unlike incineration and roasting technologies, is preferably a flameless process.
  • the process preferably ends in a homogenization step which produces an inert, uniform mass from the introduced mixed residues, whose original origin can not be recognized and which represents a raw material which can be used for various products and applications can be reused in a manner harmless to humans and the environment.
  • FIG 1 “Storage and mixing tanks for additives, flow diagram” (Schematic representation, cross-sectional view) Mobile compact system, in particular the loading, mixing and storage stations and injection quantity measuring systems are shown for the liquid additives.
  • FIG. 2 “shredder and mixing station, flow chart,” (Schematic representation, cross-sectional view) flow chart for additives and solid waste, which are shown in particular: feed station (elevator), liquid, gas and solid station, liquid injection and gas injection station, shredder station with integrated hopper and directly below mixer station, dry additive Storage with supply system to the mixer, special additive mixing station for adding additives to the process for slightly radiation-contaminated waste.
  • feed station Elevator
  • liquid, gas and solid station liquid injection and gas injection station
  • shredder station with integrated hopper and directly below mixer station
  • dry additive Storage with supply system to the mixer
  • special additive mixing station for adding additives to the process for slightly radiation-contaminated waste.
  • FIG 2a "shredder and mixing station, flow diagram” (Schematic representation, cross-sectional view) detail view of Figure 2, wherein in particular the upper operator's room is shown with hopper and shredder unit.
  • Figure 3 "Overall plant, longitudinal section”: Schematic representation and longitudinal section view of a mobile plant and material flow diagram of the liquid additives and solid waste compact system with automatic control for continuous process, which is made possible by a dual mixer system.
  • Figure 3a "Task Systems”: Schematic representation and cross-sectional view (at right angles to the main axis of the system, rear end section) of a compact system with automatic control for continuous process.
  • FIG. 4 Exhaust air purification system with wet cleaner (Schematic representation, cross-sectional view) flow diagram of the air and wet-cleaning liquid of a compact system.
  • the schematic and the flow chart show the operation of the entire wet scrubber system including the air scrubber, the bubble system, the ozone task and the air and water or wet liquid reactivation by means of UV and infrared reactivators.
  • the process for processing such materials of different hazard or hazard classes has been tested and proven and works free of emissions, odors and residues.
  • the process can handle all types of wastes and remains produced by hospitals, doctors and dental practices or clinics, health care centers, funeral homes, morgues, agricultural testing facilities, biochemical and chemical laboratories, and pharmaceutical, biological, microbiological, biochemical and related industries ,
  • the process can process remnants in liquid, solid, pasty, powdery, fibrous, gaseous and slightly contaminated forms.
  • the residues to be processed are typically composed of blood, tissue, body parts, bandages, diapers, cotton, textiles, bandages, plastics, rubber, hypodermic needles, sharp objects, dextrose residues, contaminated blood containers, various chemical residues (for example xylene, benzene, alcohols and other organic and inorganic substances), X-ray films, surgical waste in general, batteries, workshop waste (such as oil, fats, paints, thinners, solvents), alt-drugs and pharmaceutical residues (such as fluids and drugs, narcotics, infectious material in general, biological crops), insecticides, pesticides, prion-containing tissues (PrP, BSE, from contaminated slaughterhouse waste), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, residues and residues contaminated with heavy metals and other household and kitchen waste.
  • various chemical residues for example xylene
  • the process is designed to unsorted incoming materials and regardless of their consistency and chemical composition, including steel or stainless steel parts with a diameter of less than 25 mm and transferred to the shredding system for shredding (output at least 20 hp).
  • the continuous physical, chemical and biological tests (using standard methods only in the European Union and in the United States of America) show that no toxic, infectious, dangerous or hazardous substances or germs can be mobilized from the final material; The process can therefore be termed the sterilization neutralization and detoxification process.
  • the final material is inert and earth-dry in consistency, with no unpleasant odors or fumes, extinguishing, heat and fire-proof, and without any possibility of recognizing its origin.
  • the materials and reagents used for neutralization and sterilization are free and widely available on the market and do not present any particular problems or risks during transport, storage and handling. All required mixtures and concentrations of reagents to be adjusted are prepared in a separate additive mixing station.
  • Hydrogen peroxide is used in technical grade as an aqueous solution with a concentration of 5-50%, preferably with a concentration of 5%.
  • the mixing tank no. 2 (Fig. 1: Figure 1 (only one tank dargestelllt), Fig. 3: Figure Ia) with integrated circulation and medium transfer system (pump) (Fig : Numeral 2, 12, 13, 14, Fig. 3: numeral 2a) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) used.
  • the system of H 2 O 2 mixing, storage and charging units described above is constructed as an independent circuit (FIG. 3: point Ia, FIG. Mixing tank 2, number 1 mixing tank 1).
  • 3% technical hydrochloric acid (hydrochloric acid, HCl) is stirred into the dilute H 2 O 2 solution.
  • the mixing ratio is between 2 and 7% by volume, preferably 3% by volume of HCl.
  • This mixed solution is placed in a specially marked storage tank (Fig. 1: 3) with integrated level control (Fig. 1: 4) and
  • H 2 O 2 acts directly as an oxidant, serves as a source of highly reactive hydroxyl radicals, and kills existing organisms (e.g., larvae) and microorganisms such as spores, germs, sponges, fungi, coliforms, yeast bacteria, tubercle bacilli, and others to the species the microorgan pathogens and toxins of aerobic and anaerobic character. It also degrades proteins, enzymes and other organic nitrogen compounds, including prions (Jacob-Creutzfeldt disease, mad cow disease (BSE)). Research in recent years have shown that proteins, enzymes and organic nitrogen compounds were as good degraded by chemical treatment at least as measured by combustion (1000 0 C) (see "National and international laboratory testing and analysis" in the appendix).
  • the mixture of H 2 O 2 and HCl decomposes organic components (for example blood or tissue parts), chemically degrades, for example, xylene, toluene, phenol and oxidizes heavy metals into their higher-value oxides.
  • organic components for example blood or tissue parts
  • chemically degrades for example, xylene, toluene, phenol
  • oxidizes heavy metals into their higher-value oxides are already take place in the shredder chamber during the mechanical treatment.
  • the shredding chamber is continuously supplied with ozone (O 3 ).
  • nitrogen (N 2 ) is used as protective and inert gas.
  • Ozone is used as gas and generated directly in its own generator, because it is very unstable and decomposes to oxygen after a short time. It is blown into the reaction space in a continuous stream of air.
  • the gas has a strong oxidizing effect on many chemical substances (with functional groups) such as, for example, olefins, alcohols, carbonyl compounds, halogen compounds, amines and, in particular, on proteins, killing cell and tissue material or structures and on biological germs and microorganisms.
  • chemical substances such as, for example, olefins, alcohols, carbonyl compounds, halogen compounds, amines and, in particular, on proteins, killing cell and tissue material or structures and on biological germs and microorganisms.
  • Nitrogen is an inert gas and acts as a shielding gas against fire or explosion or dust explosion during the shredding process.
  • Ferric chloride is used as an aqueous solution and can be obtained in solid form as iron (III) chloride hexahydrate and as a more highly concentrated solution (50% strength) in industrial grade.
  • the range of dilution of FeCl 3 with water for its use as an additive in this process can be adjusted to a concentration between 5 and 50%. Ideally, a concentration of 7% is used.
  • a 3% aqueous sugar solution is added 2-7, preferably 5% by volume of a 3% aqueous sugar solution.
  • This can be low-value industrial sugar, molasses or other saccharides or polysaccharides are used.
  • FeCl 3 is used in many areas of environmental technology and is often used in the field of wastewater treatment as a reagent and flocculant. Partly also works with mixtures of FeCl 3 and FeCl 2 . It is corrosive and reacts violently with the additive introduced in step 1.
  • the FeCl 3 -sugar mixture is mixed at the mixing station in mixing tank no. 1 (FIG. 3: number 1) with integrated circulation (stirrer) and medium transfer system (pumps) (FIG. 1: number 2, 12, 13, 14, FIG. Mixing tank) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) formulated.
  • FOG. 3 number 1
  • Pumps medium transfer system
  • FeCl 3 is kept separate from the H 2 O 2 - leading system.
  • the FeCl 3 mixed solution is placed in a specially marked storage tank ( Figure 1: Figure 3 (only one tank shown) with integrated liquid volume control (Figure 1: Figure 4), media circulation (pump, blower) (Figure 1: Figure 9). 14, 15)
  • the liquid injection quantity is measured and controlled using a visual level control measuring tank and mechanical (gravity) overflow control (Fig. 1: 5, 6) .
  • the tank is directly (Fig.
  • the pretreated mixture from the shredder is gravity fed into the current mixer (Fig. 1 & 2 u. 2a: 20) and then the FeCl 3 additive is added.
  • FeCl 3 reacts vigorously and exothermically with the mixture of H 2 O 2 and HCl still active in the reaction mixture, and intermediately highly reactive intermediates such as hydroxyl radicals form, which react particularly strongly with organic compounds and oxidatively degrade them. Just as much metals and metal compounds are attacked. Metals and heavy metals are converted to their most stable oxidation states and eventually mineralized.
  • FeCl 3 provides improved results compared to FeCl 2.
  • FeCl 3 is easier to handle and store (FeCl 2 is oxidized to FeCl 3 by air oxygen) and cheaper to obtain.
  • the sugar used in the process has been empirically proven to be more reactive in the course of the tests.
  • Excess FeCl 3 is later in the course by addition of sodium hydroxide to iron hydroxide Fe (OH) 3 , which then acts coagulant in its precipitation and acts as a flocculant.
  • an essential aspect of the invention is to create a chemical-physical environment in the process flow to safely and comprehensively treat the large and in detail mostly unknown variety of substances and ingredients in the waste and, above all, to reduce the toxic and hazardous substances and convert them into harmless substances and then fix them.
  • the iron hydroxide which precipitates from excess iron (III) chloride in basic and the aluminum sulfate Al 2 (SO 4 ) 3 described below act as coagulants to which, above all, metal oxides and other mineral constituents are bound. This is to ensure that no pollutants can return to the biosphere via normal processes.
  • An additional criterion is that after completion of the process, the material obtained has a quality that allows suitable further processing to the end product.
  • Aluminum sulfate (also alum cake) is widely used as a flocculant such as in wastewater treatment plants. It is very easily water-soluble and commercially available as a basic chemical in solid form. In the process, it can be used as an aqueous solution in the concentration range between 1.5 and 50 wt.%. The preferred concentration is 5% by weight. It has been empirically proven that an addition of 5% by volume of propanol (C 3 H 7 OH) or isopropanol (iC 3 H 7 OH; "Alcohol for external application”) to the aqueous aluminum sulfate solution improves the subsequent precipitation process impact.
  • the aluminum sulfate itself serves as an additional coagulating and flocculating agent. In the acidic medium, it remains initially dissolved, but precipitates in the same way as iron (III) in the basic, wherein mineral substances are bound and precipitated with.
  • the precipitated material constitutes an amorphous framework, which later optimally integrates into the overall matrix in the further processing process and thereby immobilizes the stored substances.
  • the mixture of aluminum sulphate and alcohol in the mixing station in the mixing tank no. 1 ( Figure 3: Figure 1) with integrated circulation (stirrer) and medium transfer system (pumps) (Fig. 1: 2, 12, 13, 14, mixing tank ) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) formulated.
  • the mixed solution is placed in a specially marked storage tank (Fig. 1: 3) (only one tank shown) with integrated liquid volume control (Fig. 1: 4), media circulation (pump, blower) (Fig 1: Number 9, 14, 15 ).
  • the amount of liquid injection is measured and controlled using a visual level control and mechanical (gravity) spill control (Fig. 1: 5, 6) measuring tank.
  • the tank is connected directly to the mixer (Fig. 1 no. 25).
  • the further chemical treatment takes place in the mixer, which is mounted below the shredder system (Fig. I and 2 and 2a: paragraph 20).
  • the additive is added to the mixer via an independent pump, via air pressure or, as shown in the diagram (FIG. 1: number 5, 24, 25), via gravity feed.
  • the feeding of the additive to the mixer (FIG. 1: number 5, 20) is carried out centrally from the operator control room.
  • Sodium hydroxide NaOH
  • Sodium hydroxide Sodium hydroxide (caustic soda) is a corrosive and highly corrosive compound that dissolves very easily in water and has a strong alkaline effect. It is commercially available in solid and dissolved form in wide concentration ranges.
  • the chemical treatment process is terminated.
  • the final pH of the is adjusted to pH 9.
  • the sodium hydroxide solution is mixed in the mixing tank No. 1 (Fig. 3: No. 1) with integrated circulation (stirrer) and medium transfer system (pump) (Fig. 1: 2, 12, 13, 14, mixing tank ) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) formulated.
  • the sodium hydroxide solution is added to the mixer via an independent pump, via air pressure or, as shown in the diagram (FIG. 1: number 5, 24, 25), via gravity feed.
  • the feeding of the additive to the mixer (FIG. 1 : number 5, 20) is carried out centrally from the operator control room.
  • the mixing time after addition of the described chemical additives is preferably 15 minutes in total in the mixer.
  • the total mixing time depends on the concentration of the additives used. At a lower concentration, a longer mixing time (chemical contact time or reaction time) is required than when using higher concentrations.
  • Caution A higher or higher concentration leads to a higher temperature, to increased gas and vapor formation, which must be absorbed by the wet scrubber.
  • the specified mixing time is based on the concentrations recommended above.
  • slaked lime Ca (OH) 2
  • the lime is produced from a silo (FIGS. 2 and 3: number 4; FIGS. 2a and 3a number 4, 4a) by means of a conveyor system (FIGS. 2 and 2a and 3: number 14) into the rotating mixer (FIG 2, 2a and 3 and 3a: number 20).
  • the amount to be introduced is 10% by volume of the volume of material treated; when using a mixture of lime and slaked lime, it is possible to work with 8% by volume and in the case of pure slaked lime with 5% by volume. After addition, mix for 5 minutes before finally adding the binder.
  • Cement serves as a binder for the production of concrete as a raw product from which various molded parts can be produced by further processing.
  • Portland cement is generally used, but other types can be used as desired.
  • binders can also be used, for example bentonite, mortar, adhesives or mixtures thereof, as required.
  • the cement is introduced into the mixer over the same distance as the lime. After addition, stirring is continued for about 5 minutes in the mixer before the concrete is then discharged.
  • additives such as plasticizers, water repellents, color pigments, etc.
  • the amount of cement depends on the desired concrete quality, which depends on the type of final product to be produced. For example, to produce standard blocks for secondary use or for safe disposal in a landfill, the mixture is spiked with 0.8 kilograms per 20 kilograms of treated material. Tests have shown that any products can be produced from the raw concrete produced: this includes building material elements for interior as well as exterior construction. However, for ethical reasons, it is recommended that only products for outdoor use, such as landscaping or consolidating slope protection elements, fence panels, paving slabs or curbs be made. In order to prove the durability of these materials, the following products were manufactured: hollow blocks, water-based stucco with acid-resistant and color-stable properties, floor plates for landfill coverings, sewer pipes, channel elements, fasteners and bricks and paving stones.
  • the additives are supplied to the wastes to be treated in the manner and sequence given above and in the concentrations and dosages specified there. Together with the iron (III) chloride solution, the special additive is added to the mixer. It is dosed so that each kilogram of waste about 0.2 1 additive is added.
  • the special additive consists of Cu 2 SO 4 , MgSO 4 , MgO, Fe 2 O 3 , Cu 2 O and I 2 in water.
  • 0.5 to 5 l, preferably 1 l of powdered Cu 2 SO 4 and MgSO 4 are dissolved in 10 l of water.
  • This solution is a mixture of equal amounts of iodine and the above specified metal oxides with 3 to max. 20%, preferably 7% of the volume of the sulfate solution added and slurried.
  • a mixing time of preferably 20 minutes is required before adjusting to a pH of about 10-12 by adding caustic soda solution, which is necessary for subsequent production of the particular polymer matrix.
  • the polymer matrix resembles a polyurethane foam in its behavior and appearance. In contrast to polyurethane, it is not produced using highly toxic isocyanate, but instead from the harmless substances sugar (glucose, C 5 Hi 2 O 6 ) and propanol (C 3 H 7 OH) or isopropanol UC 3 H 7 OH).
  • component B Volume of a polyurethane used for polyurethane production conventionally used (component B) and stirred thoroughly. After some time, reaction starts with foaming.
  • the material must be placed in a variable mold and subjected to a pressure of at least 1,500, better 2500 pounds per square inch (psi). After the reaction time of approximately 10 minutes under pressure, the
  • Material will be taken out of the mold and will rest for another hour to final cure. sen. Subsequently, the material is cured and can be spent accordingly.
  • Hopper and shredder form a coherent system with multiple input ports ( Figures 2 and 2a: numbers 1, 2, 3, 9) for supplying the liquid additives and gases.
  • the system is connected to the integrated air, dust, steam and gas control system with wet scrubber (Fig. 4: numbers 1, 3).
  • the shredder outlet is located directly above the mixer ( Figures 2 and 2a: Item 20) and the material grain size is defined by an exchangeable perforated screen.
  • FIG. 2 figure 12
  • This is an integrated stirrer system with all necessary connections for chemicals and aggregates needed for pretreatment of the liquid wastes before being sent via an injection system ( Figures 2 and 2a: point 9) , 10, 11, 12) are injected directly into the shredder filling funnel or into the mixer ( Figures 2 and 2a: Item 20). The decision on where the injection takes place depends on the pre-neutralized material.
  • the mixer picks up the pre-reacted material from the shredder for final treatment.
  • the mixer is at the additive or chemical station (Fig.
  • twin-chamber silo storage tanks located above the mixer. The dry or
  • the feeding of the silos can be done manually or by means of a conveyor system.
  • the sterilized and neutralized material is discharged from the mixer by means of an outlet screw conveyor (Fig. 2: Item 15).
  • the material can then be further processed as a secondary raw material.
  • the mixing station for the additives consists of two identical but separate systems to ensure separation of H 2 O 2 from all other additives, especially FeCl 3 .
  • Each system consists of mixing tank, stirrer, pumps and connections to chemical tanks, wet scrubbers, water inlet and storage tanks.
  • H 2 O 2 is passed through the entire system separately via its own piping system, its own storage tank and its own mixing and injection station (Fig. 1: 3, 4, 5, 6, 24, 25).
  • the system is used for air purification and air control. It is designed according to the wet scrubber principle, which is activated by two blower units (FIG. 4: FIG. Number 1, 3).
  • the wet scrubber works with negative pressure, but due to its construction, it also ensures its safe function in the event of overpressure, in order to increase the pressure in the event of strong reactions with gas or vapor.
  • the wet cleaning system is connected to all important parts of the system where exhaust air problems could arise. It is a self-contained and circulating system.
  • the wet scrubber has its own integrated air and water or liquid reactivation and control systems.
  • ozone is continuously injected into the wet scrubber liquid and the circulated air flows through an air scrubber before entering the wet scrubber chamber.
  • the discharged air and the discharged, continuously circulating wet-cleaning water are conducted via UV stations operating independently of one another (FIG. 4: points 9, 10).
  • the air passes through an activated carbon filter station (Figure 4: Figure 4) before reentering the system and the wet scrubber water is returned to the scrubber chamber.
  • the system is equipped with an independent pressurized fresh water system (Fig. 1 and 2: Numbers 21, 22, 23) in order to be able to operate the emergency shower with integrated eyewash and full body shower system.
  • the fresh water system acts as a process and reaction emergency shutdown. That is why the fresh water system is connected to all equipment and facilities where chemical reactions take place.
  • the system is also equipped with a dark ultraviolet system and germicidal lamps.
  • the lamps are installed in every room and every chamber.
  • the lamps are concealed as they are mounted between two ceilings (Fig. 3a: numbers 1, 2, 7, 8) with separate service openings and integrated airflow.
  • the UV and germicidal lamps are only switched on during standstill and switched off again at least one hour before the start of operation. Only in the processing departments, where nobody is allowed to stand during operation, the lights are permanently switched on.
  • Each room and chamber is connected to an intercom system to ensure unrestricted communication during operation and maintenance.
  • Additional controls include the visual flow direction control system, pH and process reaction temperature controls, visual control of additive levels in the storage tanks and sample tanks, and visual and pH control on the wet scrubber with integrated color coding to estimate which Time the wet cleaning liquid needs to be replaced.
  • the exchanged wet scrubber liquid is introduced into a process residual water tank and reused in and during the continuous treatment process as fresh water substitute.
  • the delivered waste can be inspected and tested for radiation and larger metal parts in addition to the standardized incoming inspection.
  • Certain sections of the system are color-coded and only personnel with the corresponding color code may enter the section concerned.
  • Additive mixing tank with line connections 2. Transfer system with filling line system,
  • Air extraction system combined with exhaust air cleaning
  • Circulation pump with piping system for filling, mixing circuit and process feed
  • Mixer discharge system 16.
  • mixing tank 1 for additives Ia mixing tank 2 for additives
  • UV system for air purification (bacteria control) 10. Wet cleaner application system 11. UV system for water purification

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Abstract

The invention relates to a method for treating and processing waste containing residual substances that pose a health hazard, particularly toxic, infectious, and/or slightly irradiated residual substances, including different types of leftovers or residues representing different degrees of danger and hazard such as perishable and/or foul domestic waste, microorganisms, medicaments, narcotics, insecticides, pesticides, waste from slaughterhouses, prion-loaded tissue (PrP, BSE), infectious and cross-contaminated feces and sludge, septic tank sludge, heavy metal-loaded substances. The inventive method is characterized in that the volume of the waste is reduced while the total surface thereof is increased in a physical step by comminuting, especially shredding, the waste, whereupon additives that are added step by step chemically attack the waste in controlled conditions in at least one chemical step. Also disclosed is a device for carrying out said method.

Description

Verfahren und Anlage zur Behandlung und Verarbeitung von Abfall mit gesundheitsgefährdenden Anteilen Process and installation for the treatment and processing of waste containing harmful substances
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung und Verarbeitung von Abfall, insbesondere giftigen, infektiösen und/oder leicht strahlungsverunreinigten Reststoffen, die Überreste oder Rückstände verschiedener Art und verschiedener Gefahren- und Gefährdungsgrade einschließen wie verderblichen und/oder verdorbenen Hausmüll, Mikroorganismen, Arzneimittel, Narkotika, Insektizide, Pestizide, Schlachthofabfalle, Prionen belastete Gewebe (PrP, BSE) , infektiöse und kreuzkontaminierte Fäkalien und Schlämme, Septiktankschlämme, schwermetallbelastete Substanzen, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the treatment and processing of waste, in particular toxic, infectious and / or slightly radiation-contaminated residues, the remnants or residues of various kinds and various hazards and hazards such as perishable and / or spoiled household waste, microorganisms, drugs, narcotics, Insecticides, pesticides, slaughterhouse waste, prions contaminated tissues (PrP, BSE), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges, heavy metal contaminated substances, as well as a facility for performing the method.
Zu solchem Verfahrenszweck sind grundsätzlich insbesondere folgende Verfahrensgattungen bekannt : 1. Verbrennung und Pyrolyse (Wärmebehandlungs- undFor such a process purpose, in particular the following types of process are known in principle: 1. combustion and pyrolysis (heat treatment and
Rösttechnologien) : Diese Prozesse sind stets von Emissionen begleitet, deren gesundheits- und Umweltgefährdung sehr kritisch gesehen werden. Die Abgasreinigung ist aufwendig und die verbleibenden Rückstände (Aschen) müssen aufwendig entsorgt werden. In einigen Ländern ist diese Art der Entsorgungstechnologie verboten oder unterliegt strengen Auflagen und es ist schwierig, neue Bau- und Betriebsgenehmigungen zu erhalten. Ein dezentraler Betrieb mit risikoarmen Transportwegen ist kaum möglich. Die Verbrennungsanlage, ob stationär oder mobil, ist kostenintensiv und hat eine lange Ferti- gungs- und Aufbaudauer. Einige Arten von insbesondere pharmazeutischen Abfällen dürfen nicht verbrannt werden, wie beispielsweise Narkotika (Heroin, LSD und mit diesen Kategorien verwandte unterschiedliche Arten vonRoasting technologies): These processes are always accompanied by emissions whose health and environmental hazards are viewed very critically. The exhaust gas purification is expensive and the remaining residues (ashes) must be disposed of consuming. In some countries, this type of disposal technology is banned or strictly enforced, and it is difficult to obtain new construction and operating permits. A decentralized operation with low-risk transport routes is hardly possible. The incineration plant, whether stationary or mobile, is costly and has a long production and construction period. Some types of, in particular, pharmaceutical waste must not be incinerated, such as narcotics (heroin, LSD and different types of
Substanzen in flüssiger, pulveriger und fester Form) und mit dem Krankenhaus- oder Klinikbetrieb verbundene strahlungshaltige Rückstände und schwermetallhaltige Überreste und Rückstände.Substances in liquid, powdery and solid form) and associated with the hospital or clinic operation Radiation containing residues and heavy metal residues and residues.
2. Autoklav-/Dampfdesinfektion: Der Autoklavprozess arbeitet sehr effektiv, ist aber zeit- und energieauf- wändig und mit hohen Anschaffungskosten verbunden. Die meisten der Autoklav- und Dampfdesinfektionssysteme verwenden neben Dampf zusätzlich Ethylenoxid als ein Gas mit sterilisierenden Eigenschaften, das aber überaus giftig und gefährlich ist und zusätzliche Risiken für Bediener und Umwelt schafft. Die Verfahrenstechnik ist auf die Entsorgung infektiöser Abfälle eingeschränkt, da andere Stoffe und Materialien wie Injektionsnadeln und scharfkantige Gegenstände, chemische und pharmazeutische Mittel sowie sonstige belastete Rück- stände nicht zerkleinert und entgiftet werden. Nach Beendigung der Dampfdesinfektion sind die desinfizierten Rückstände immer noch zu erkennen und auf ihre Herkunft zurückführbar. Darum müssen diese Überreste nachbehandelt oder getrennt deponiert oder entsorgt werden, was zusätzliche Kosten, Risiken für Mensch und2. Autoclave / Steam Disinfection: The autoclave process works very effectively, but is time- and energy-consuming and associated with high acquisition costs. In addition to steam, most of the autoclave and steam disinfection systems use ethylene oxide as a gas with sterilizing properties, but it is extremely toxic, hazardous, and poses additional risks to the operator and the environment. The process technology is restricted to the disposal of infectious waste, since other substances and materials such as hypodermic needles and sharp-edged objects, chemical and pharmaceutical agents as well as other contaminated residues are not crushed and detoxified. After completion of the steam disinfection the disinfected residues are still recognizable and traceable to their origin. Therefore, these remnants must be aftertreated or disposed of separately or disposed of, causing additional costs, risks for humans and
Umwelt und einen möglichen ethischen Imageschaden verursacht .Environment and a possible ethical damage to the image.
3. Mikrowellenverfahren: Das Mikrowellenverfahren ist eines der häufigsten Verfahrenstechniken zur Sterili- sierung infektiösen Materials. Es arbeitet sehr effektiv und ist sowohl für den stationären als auch mobilen Einsatz geeignet. Allerdings ist es kein Entsorgungsverfahren, denn die sterilisierten Stoffe verbleiben mehr oder weniger unverändert, stellen auch nach der Behandlung ein für die erneute Besiedelung von Mikroorganismen bevorzugtes Material dar und bedürfen einer Nachbehandlung sowie abschließenden Entsorgung. Zu dem ist die Palette zu verarbeitender Stoffe eingeschränkt; so sind metallische Gegenstände wie Nadeln, Skalpelle, Metallbehälter problematisch. Eine Entgiftung schwerme- tallbelastete Überreste oder zum Beispiel chemischer und pharmazeutischer Stoffe gelingt nicht. Das Hauptziel der Erfindung insbesondere demgegenüber ist die Schaffung einer Verfahrenstechnik zur Abfallbe- handlung und Entsorgung infektiöser und gesundheitsgefährdender Abfälle, die mit einer größenvariablen, mobil oder stationär zu betreibenden Anlage unter möglichst geringem Energieverbrauch und mit risikoarmen und weithin erhältlichen Verbrauchsmaterialien und Be- triebsmitteln durchgeführt wird und dabei einen rück- stands-, und emissionsfreien Betrieb ermöglicht und die stofflichen Eigenschaften des produzierten Rohmaterials nutzt . Daraus ergeben sich für die Realisierung und Umsetzung der Erfindung unter anderen folgende Kriterien:3. Microwave Method: The microwave method is one of the most common techniques for sterilizing infectious material. It works very effectively and is suitable for both stationary and mobile use. However, it is not a disposal method, because the sterilized substances remain more or less unchanged, even after treatment represent a preferred for the re-colonization of microorganisms material and require post-treatment and final disposal. In addition, the range of substances to be processed is limited; Thus, metallic objects such as needles, scalpels, metal containers are problematic. A detoxification of heavy metal contaminated remains or, for example, of chemical and pharmaceutical substances is not possible. In particular, the main object of the invention is to provide a process engineering for the waste treatment and disposal of infectious and hazardous waste, which is carried out with a variable size, mobile or stationary to operate plant with the lowest possible energy consumption and low-risk and widely available consumables and equipment thereby enabling residue- and emission-free operation and utilizing the material properties of the raw material produced. This results in the realization and implementation of the invention, inter alia, the following criteria:
1. eine räumlich kompakte, modulare Technik mit geringen äußeren bautechnischen Anforderungen, um dezentral direkt an den Anfallstellen (zum Beispiel Krankenhäusern) die Verarbeitung der infektiösen und gesundheitsgefährdenden Abfälle durchzuführen;1. a spatially compact, modular technique with little external structural engineering requirements, in order to carry out the processing of infectious and hazardous waste directly at the collection points (for example, hospitals);
2. Einsatz erprobter Maschinentechnologie für kurze Fertigungs- und Lieferzeiten, wartungsarmen Betrieb und einfache und schnelle Beschaffung von Ersatzteilen und Prozessverbrauchsmaterialien auf lokalen Märkten; 3. Wartungs-, bedienungs- und umweltfreundliches Design für unproblematischen und sicheren Betrieb; 4. Produktion eines Rohmaterials als möglichst einziges Produkt, aus dem sich für Mensch und Umwelt unbedenkliche, marktgerechte und werthaltige Erzeugnisse fertigen lassen und auf deren Herkunft nicht zurück geschlossen werden kann.2. Use of proven machine technology for short production and delivery times, low-maintenance operation and easy and fast procurement of spare parts and process consumables in local markets; 3. Maintenance, operation and environment-friendly design for trouble-free and safe operation; 4. Production of a raw material as single product as possible, from which man and the environment can produce harmless, marketable and valuable products and whose origin can not be inferred.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung 16 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben . Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Behandlung und Verarbeitung von Abfall mit gesundheitsgefährdenden, insbesondere giftigen, infektiösen und/oder leicht strahlungsverunreinigten Reststoffen, die Überreste oder Rückstände verschiedener Art und verschiedener Gefahren- und Gefährdungsgrade einschließen wie verderblichen und/oder verdorbenen Hausmüll, Mikroorganismen, Arzneimittel, Narkotika, Insektizide, Pestizide, Schlachthofabfalle, Prionen belastete Gewebe (PrP, BSE) , infektiöse und kreuzkontaminierte Fäkalien und Schlämme, Septiktankschlämme, schwermetallbelastete Substanzen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst einen physikalischen Verfahrensschritt und mindestens einen chemischen Verfahrensschritt. In dem physikali- sehen Verfahrensschritt wird durch Zerkleinern, als im wesentlichen durch den beim Schreddervorgang erfolgten mechanischen Prozessen des Zerreißens, Zerschneidens, Zerquetschens, Zerschlagene, Zertrümmerns, das Volumen des Abfalls verringert und die Gesamtoberfläche des Abfalls vergrößert. Später - bevorzugt unmittelbar danach - greifen in mindestens einem chemischen Verfahrensschritt schrittweise und unter kontrollierten Bedingungen, also so, dass keine heftigen Reaktionen zu Überschäumen, übermäßiger Hitze und starker, schneller Ausdehnung führen, zugegebene Additive den Abfall chemisch an.These objects are achieved by a method having the features of claim 1 and a device 16. Preferred embodiments are specified in the subclaims. The inventive method is used for the treatment and processing of waste with hazardous, especially toxic, infectious and / or slightly radiation contaminated residues, the remnants or residues of various kinds and various hazards and hazards include perishable and / or spoiled household waste, microorganisms, drugs, narcotics , Insecticides, pesticides, slaughterhouse waste, prions contaminated tissues (PrP, BSE), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges, heavy metal contaminated substances. The method according to the invention comprises a physical method step and at least one chemical method step. In the physical process step, the volume of the waste is reduced and the total surface area of the waste is reduced by comminution, as essentially by the mechanical processes of tearing, cutting, crushing, smashing, smashing, which occur during the shredding process. Later - preferably immediately thereafter - in at least one chemical process step, the added additives chemically attack the waste gradually and under controlled conditions, that is, such that no violent reactions lead to foaming, excessive heat and strong, rapid expansion.
Im Vergleich zu den alternativ bestehenden und bisher eingesetzten und implementierten Technologien zur Entsorgung von medizinischen, infektiösen und gesundheitsgefährdenden Abfällen weist die vorliegende Erfindung folgende Vorteile auf:Compared to the alternative and previously used and implemented technologies for the disposal of medical, infectious and hazardous waste, the present invention has the following advantages:
Zentraler Aspekt des Verfahrens ist ein mehrstufiger chemischer Behandlungsprozess mit sowohl chemisch entgiftender als auch biologisch entkeimender Wirkung.The central aspect of the process is a multi-stage chemical treatment process with both chemical detoxification and biocidal effects.
Darüber hinaus wird in einem besonderen Verfahren ein Polymerisationsprozess zur Fixierung verstrahlten Materials eingesetzt.In addition, a special procedure is used Polymerization process used to fix irradiated material.
Ziel der chemischen Behandlung mittels ausgewählter Reagenzien (chemische Additive) ist zum einen die molekulare Umstrukturierung vorhandener organischer und anorganischer Substanzen bzw. Materialien zu einfachen, ungiftigen und unbedenklichen Stoffen, zum anderen die Abtötung vorhandener biologischer Keime wie Pilze, Bakterien und sonstige Mikroorganismen. Die festen Stoffe werden während des mechanischen Zerkleinerungsprozesses zum Beispiel in einem Shreddersystem behandelt. Flüssige Abfälle (in größeren Mengen) können in einer separaten Flüssigkeitsbehand- lungsstation mit dem gleichen Prozess behandelt werden und werden anschließend zur festen Fraktion hinzu gegeben.The aim of the chemical treatment by means of selected reagents (chemical additives) is on the one hand, the molecular restructuring of existing organic and inorganic substances or materials to simple, non-toxic and harmless substances, on the other hand, the killing of existing biological agents such as fungi, bacteria and other microorganisms. The solids are treated during the mechanical comminution process, for example in a shredder system. Liquid waste (in larger quantities) can be treated in a separate liquid treatment station using the same process and then added to the solid fraction.
Besonders bevorzugtes Merkmal des Verfahrens ist, dass die verschiedene Abfallarten und Rückstandsformen, wie zum Beispiel Schlamm, Feststoffe, Pulver, Flüssigkeiten und Fasern, zusammen in einem einzigen Behandlungsschritt verarbeitet werden können. Eine Ausnahme bildet hier zum Beispiel die - vorgeschaltet separate - Behandlung von größeren Mengen von Flüssigkeiten. So werden beispielsweise Schlamm, Feststoffe, Pulver, ölige und fettige Substanzen sowie Fasermaterialien in der Shredderanlage gemeinsam verarbeitet, wohin gegen flüssige Abfälle wie Öle oder Chemikalien in einer integrierten und unabhängig arbeitenden Flüssigkeits- behandlungsstation vorneutralisiert werden, bevor sie noch unter Reaktion stehend durch einen Mischer eingespritzt werden.A particularly preferred feature of the process is that the various types of waste and residue forms, such as sludge, solids, powders, liquids and fibers, can be processed together in a single treatment step. An exception here is, for example, the - upstream separate treatment - of larger quantities of liquids. For example, sludge, solids, powders, oily and greasy substances, and fiber materials are processed together in the shredding plant, where they are preneutralized against liquid wastes such as oils or chemicals in an integrated and independently operating liquid treatment station before being reacted by a mixer be injected.
Nach der chemischen Behandlung kann das neutralisierte Material durch technische Additive in ein verarbeitungsfähiges Rohprodukt weiterverarbeitet werden, aus dem sich anschließend durch Endverarbeitung technische Produkte herstellen lassen. Der Prozess dient also insbesondere der rückstands- und emissionsfreien Behandlung, Sterilisierung, Entgiftung und Neutralisierung von unerwünschten giftigen, infektiösen oder sonst wie gefährlichen oder gesundheits- schädlichen Reststoffen oder gering strahlungsbelaste- ten Rückständen, wobei der Prozess so ausgelegt ist, dass flüssige und feste Abfälle sowohl getrennt als auch zusammen behandelt werden können. Die Abfälle können an der erfindungsgemäßen Anlage in der Form angenommen werden, wie sie vor Ort anfallen und eingesammelt wurden. Zum Beispiel :After the chemical treatment, the neutralized material can be further processed by technical additives into a workable crude product, from which then can be produced by finishing technical products. The process thus serves, in particular, for the residue- and emission-free treatment, sterilization, detoxification and neutralization of undesirable toxic, infectious or otherwise dangerous or harmful residues or low-radiation residues, the process being designed so that liquid and solid wastes both separately and together can be treated. The wastes can be accepted at the plant according to the invention in the form in which they are obtained and collected on site. For example :
Krankenhaustypische feste Abfälle, einschließlich auch zum Beispiel Injektionsnadeln und scharfkantige Gegens- tände (Skalpelle, Messer, Klingen) sowie kleinere Mengen an flüssigen Abfällen enthaltende Gefäße werden im Krankenhausbetrieb zumeist separat gesammelt und so zur Verarbeitungsanlage geliefert. Nach der Erfassung werden sie in das Shreddersystem eingegeben und dort zerkleinert, was zur Reduzierung des Volumens bei gleichzeitiger Vergrößerung der Kontaktfläche für die chemischen Additive führt. Größere Mengen getrennt zu behandelnder flüssiger Abfälle werden in eine Flüssigabfall-Vorneutralisierungsstation eingebracht . Mit Beginn des Shredderns wird das erste Additiv zugegeben und der Shredderraum mit Ozon und Stickstoff beaufschlagt. Der Shredder befindet sich direkt über der Mischerstation, in die das vorreagierte Shreddermaterial eingegeben wird. Dort wird unter Rühren das zweite Additiv hinzugefügt; durch die einsetzende stark exotherme Reaktion kommt es zur Temperaturerhöhung. Nach Beendigung der Reaktion wird das dritte Additiv hinzugefügt, wodurch eine starke pH- Wert-Erhöhung erreicht und dadurch eine Ausfällung insbesondere der Eisen- und Aluminium-Hydroxide erreicht wird. Diese wirken als Fällungs- und Koagulationsmittel, fixieren so problematische Inhaltsstoffe und stellen das Gerüst für die mineralische Matrix des als Verfahrensprodukt zu bildenden Rohstoffes dar. Nun werden aus der Flüssigabfall-Vorneutralisierungsstation die identisch chemisch behandelten Flüssigabfälle in den Mischer zugegeben, um dort mit den festen Rückstän- den vermischt zu werden. Durch anschließende Zugabe der Trockenzusatzstoffe wird die Fällung, Koagulation und Fixierung der Inhaltsstoffe komplettiert und eine geeignete Konsistenz für die Weiterverarbeitung des Materials erreicht, das nach dem Austrag aus der Mi- scherstation eine inerte - das heißt neutrale, reaktionsträge und inaktive -, auslaugsichere, sterile, erdfeuchte Substanz darstellt. Diese kann nun mit geeigneten Bindemitteln versetzt und entweder zu Produkten mit Verwendung als Landschaftsgestaltungsmate- rial, Fußwegpflasterung, Pflanzungskisten, Zaunelemente usw. weiterverarbeitet oder zu Blöcken gegossen werden, die in Deponien eingebaut oder dort als Bau- und Abdichtmaterial zum Beispiel zur Deponieabdeckung verwenden werden. Leicht strahlungsbelastete Überreste und Rückstände können in der gleichen Anlage, aber stets streng von anderen zu behandelnden Rückständen getrennt behandelt werden, um Kreuzkontaminierungen zu verhindern.Hospital-specific solid waste, including, for example, hypodermic needles and sharp objects (scalpels, knives, blades) as well as small amounts of liquid waste containing vessels, are usually collected separately in hospital and are thus delivered to the processing plant. After being collected, they are fed into the shredder system and crushed there, resulting in a reduction in volume while increasing the contact area for the chemical additives. Larger quantities of liquid waste to be treated separately are introduced into a liquid waste pre-neutralization station. At the beginning of shredding, the first additive is added and the shredder space is exposed to ozone and nitrogen. The shredder is located directly above the mixer station into which the pre-reacted shredder material is entered. There, the second additive is added with stirring; Due to the onset of strongly exothermic reaction, it comes to temperature increase. After completion of the reaction, the third additive is added, whereby a strong increase in pH is achieved and thereby precipitation, in particular of the iron and aluminum hydroxides is achieved. These act as precipitants and coagulants, thus fixing problematic ingredients and providing the framework for the mineral matrix of the Process product to be formed raw material. Now, the identically chemically treated liquid wastes are added from the liquid waste pre-neutralization in the mixer to be mixed there with the solid residues. Subsequent addition of the dry additives completes the precipitation, coagulation and fixation of the ingredients and achieves a suitable consistency for the further processing of the material which, after discharge from the mixer station, becomes an inert - ie neutral, inert and inactive -, foreign-ready, sterile , represents earth-moist substance. This can now be mixed with suitable binders and either further processed into products used as landscaping material, pavement paving, planting boxes, fence elements, etc., or cast into blocks that are installed in landfills or used there as construction and sealing material for example for landfill cover. Slightly radiated residues and residues can be treated separately in the same plant but always strictly separated from other residues to avoid cross-contamination.
Erfindungsgemäß ist also insbesondere ein multifunktionaler, im wesentlichen emissions-, geruchs- und rückstandsloser, vorzugsweise verbrennungs- dampf- oder strahlungsfreier Sterilisations- , Neutralisationsund Umwandlungsprozess zur Behandlung, Beseitigung und Verarbeitung von Abfällen mit gesundheitsgefährdenden, insbesondere giftigen, infektiösen, leicht strahlungsverunreinigten und/oder sonst wie gefährlichen Anteilen Rückständen auch verschiedener Gefahren- und Gefährdungsklassen, die aus Krankenhäusern, Arzt und Zahnarztpraxen oder -Kliniken, GesundheitsfürsorgeZentren, Beerdigungsinstituten, Leichenschauhäusern, landwirtschaftlichenAccording to the invention, in particular, a multifunctional, essentially emission-, odor- and residue-free, preferably combustion steam or radiation-free sterilization, neutralization and conversion process for the treatment, disposal and processing of waste with hazardous, especially toxic, infectious, slightly radiation contaminated and / or otherwise dangerous contents of residues also of various danger and hazard classes coming from hospitals, doctors and dental practices or clinics, health care centers, funeral homes, morgues, agricultural
Testeinrichtungen, Bio- und Chemielaboratorien sowie pharmazeutischen, biologischen, mikrobiologischen, biochemischen und verwandten Industrien, aber auch nur von privaten Haushalten hervorgebracht werden und Überreste oder Rückstände einschließen wie zum Beispiel Fluide, Arzneimittel, Narkotika, infektiöse Abfälle, Mikroorganismen und deren Kulturen, Insektizide, Pestizide, Prionen belastete Gewebe (PrP, BSE) , Schlachthofabfälle, infektiöse und kreuzkontaminierte Fäkalien und Schlämme, Septiktankschlämme und schwermetallbelastete Materialien und Substanzen. Der Prozess kann für Mensch und Umwelt unbedenklich geführt werden, und ausschließlich unbedenkliche Betriebsstoffe können für den zentralen chemischen Prozess einsetzt werden; im physikalischen Verfahrensteil wird zum Beispiel beim Schreddern das Abfallvolumen verringert und damit die Gesamtoberfläche des Materials vergrößert, wodurch die im chemischen Verfahrensschritt zugegebenen Additive das Material effektiv und schnell chemisch angreifen und dabei tief durchdringen und einwirken können; zu den dabei ablaufenden vielfältigen chemischen Reaktionen gehören zum Beispiel Oxidation, Säure-Base-Reaktionen, Radikal - reaktionen, HydroIysierung von Metallverbindungen und deren Umwandlung in Metalloxide oder Hydroxide; die Zugabe der verschiedenen Reagenzien und Zusatzstoffe geschieht schrittweise insbesondere in festgelegter Reihenfolge, um einen optimalen reaktiven Effekt auf die verschiedenen und untereinander vermischten Rückstände zu erhalten. Die Reaktionsbedingungen werden kontrolliert, und die Reaktionsführung kann den wesent- liehen Eigenschaften der Materialien und Reaktanden angepasst werden (Oxidation/Reduktion, Säure-Base- Verhalten, pH-Kontrolle) . Durch die Reaktionsführung wird vorzugsweise die Mineralisierung chemisch abgebauter Problemstoffe und deren Einbau in eine anorganische Matrix durch Fällungsprozesse bedingt. Hierdurch entsteht vorzugsweise eine inerte Substanz, die risikofrei als sekundärer Rohstoff wieder verwendet werden kann. Bei dem erfindungsgemäß Verfahren kann die beschriebene chemische Reaktion vorhandene Schwermetalle und andere vorhandene Metallformen auslaugen und lösen und sie in schwerlösliche Metalloxide oder Hydroxide umwandeln. Die gleichen Basis-Additive und Prozessausrüstungen können für die Behandlung von leicht strahlungsbelaste- tem Abfall verschiedener Herkunft (wie zum Beispiel Laboratorien, Gesundheitsfürsorgeeinrichtungen oder der Industrie) verwendet werden, mit der Einschränkung, dass diese Behandlung streng unabhängig von allen anderen durchgeführt werden sollte, wenn die Möglichkeit einer Kreuzkontaminierung der unverstrahlten Rückstände zu vermeiden ist. Als Additiv wird vorzugsweise ein Stoffgemisch mit I2, Cu2SO4, MgSO4, MgO, Fe2O3 und/oder Cu2O verwendet . Das ausreagierte Material wird vorzugsweise in eine Polymermatrix eingenommen und durch Druck in dieser verdichtet .Test facilities, biochemical and chemical laboratories as well pharmaceutical, biological, microbiological, biochemical and related industries, but also originated only by private households and include residues or residues such as fluids, drugs, narcotics, infectious waste, microorganisms and their cultures, insecticides, pesticides, prions contaminated with prions (PrP , BSE), slaughterhouse waste, infectious and cross-contaminated faeces and sludges, septic tank sludges and heavy metal contaminated materials and substances. The process can be safely carried out for humans and the environment, and only harmless supplies can be used for the central chemical process; in the physical part of the process, shredding, for example, reduces the volume of waste and thus increases the total surface area of the material, allowing the additives added in the chemical process step to chemically and effectively penetrate the material deeply and to penetrate; The various chemical reactions that take place include, for example, oxidation, acid-base reactions, radical reactions, hydrolyzation of metal compounds and their conversion into metal oxides or hydroxides; the addition of the various reagents and additives is carried out stepwise, in particular in a defined order, in order to obtain an optimum reactive effect on the various and mutually mixed residues. The reaction conditions are controlled, and the reaction can be adapted to the essential properties of the materials and reactants (oxidation / reduction, acid-base behavior, pH control). The reaction regime preferably involves the mineralization of chemically degraded problem substances and their incorporation into an inorganic matrix by precipitation processes. This preferably produces an inert substance that can be reused without risk as a secondary raw material. In the inventive method, the described leach and dissolve chemical reaction existing heavy metals and other existing metal forms and convert them into poorly soluble metal oxides or hydroxides. The same basic additives and process equipment can be used to treat lightly radiated waste of various origins (such as laboratories, health care facilities or industry), with the restriction that this treatment should be performed strictly independently of all others if the possibility of cross-contamination of the non-radiated residues is to be avoided. As an additive, a mixture with I 2 , Cu 2 SO 4 , MgSO 4 , MgO, Fe 2 O 3 and / or Cu 2 O is preferably used. The reacted material is preferably taken up in a polymer matrix and compressed by pressure in this.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren, bei dem die fundamentale chemisch induzierte Mineralisierung und Ausfällungsreaktion unter Bildung amorpher oder einfacher kristalliner Feststoffe durch den Vorteil eines chemischen Verfahrens zur kostengünstigen und umweitschonenden Bildung eines Polymerschaumes als Matrix zur sicheren Aufnahme der behandelten Materialen gekrönt wird. Der Polymerschaum ist erfindungsgemäß bevorzugt vergleichbar einem herkömmlichen Polyurethanschaum, vermeidet aber den Einsatz von teuren und giftigen Isocyanatverbindungen; verwendet wird dann ein sehr kostengünstiges Gemisch aus Wasser, Zucker und Alkohol (Propanol oder iso-Propanol , C3H7OH) sowie ein herkömmliches Polyol aus der Polyurethanherstellung, das bei Zusammenführung langsam reagiert und durch Aufschäumung expandiert. Vorzugsweise wird die sich bildende feste Polymermatrix durch äußeren Druck verdichtet, so dass die behandelten, vormals leicht strah- lungsbelasteten Materialien sich mit den beigemischten Zusatzstoffen in der Matrix fest einlagern. Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren ferner, bei dem der Prozess folgende Rückstände verarbeiten kann: flüssige, feste und leicht strahlungsverseuchte Rückstände, metallhaltige Überreste (wie zum Beispiel Filter und Filtereinsätze von Herz-Lungen- und Dialysemaschinen, die zum größten Teil aus Metall- und Kera- miksieben, Nadeln, scharfkantigen Gegenstände und anderen damit zusammenhängenden Materialien bestehen) , Rückstände aus Baumwoll-, synthetischen und anderen Fasern, Gummi- und Kunststoffkomponenten, Überreste aus Chemotherapien, sonstige pharmazeutische Rückstände, Abfälle aus Laboratorien (zum Beispiel Blutbehälter) , Chemikalienreste (zum Beispiel Xylol, Benzol, Toluol) , Alt-Medikamente, Gewebeteile und chirurgische Abfälle sowie allgemein infektiöse Rückstände. Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren auch, bei dem chemisch hochreaktive, stark oxidierende und keimtötende Bedingungen geschaffen werden, die auf organische Bestandteile (zum Beispiel Gewebe, Blut und Blutplasma) und chemische Verbindungen stark zersetzend und auf lebende Organismen abtötend wirkt; die chemisch- biologische Effizienz wird durch eine vorgeschaltete mechanische Zerreiß- und Zerkleinerungstechnik unterstützt, die kontrolliert eine gewünschte maximale Partikelgröße garantiert, damit die Oberfläche des Materials entsprechend vergrößert und den Angriff der chemischen Additive erleichtert, wobei die chemische Reaktionswärme die keimtötende Wirkung zusätzlich unterstützt; der kombinierte mechanisch-chemische Prozess führt zu einem sterilen Endmaterial, dem man seine Herkunft nicht mehr ansieht. Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren außerdem auch, bei dem durch den physikalisch-chemischen Prozess ein gemäß durchgeführten Laboranalysen chemisch inertes, biologisch steriles und von seinem Erscheinungsbild her unbedenkliches Material erzeugt wird, das als sekundärer Rohstoff durch Zugabe von normalem Zement, Bentonit, Kalk, Mörtelbinder, verschiedenen Klebstoffen, Harzbindemitteln oder sonstigen zementartigen Bindemitteln für die Fertigung von Baustoffen eingesetzt werden kann.Preferred according to the invention is the process in which the fundamental chemically induced mineralization and precipitation reaction to form amorphous or simple crystalline solids is crowned by the advantage of a chemical process for the cost-effective and environmentally friendly formation of a polymer foam as a matrix for safely receiving the treated materials. The polymer foam according to the invention is preferably comparable to a conventional polyurethane foam, but avoids the use of expensive and toxic isocyanate compounds; is then used a very inexpensive mixture of water, sugar and alcohol (propanol or iso-propanol, C 3 H 7 OH) and a conventional polyol from polyurethane production, which reacts slowly when merging and expanded by foaming. Preferably, the forming solid polymer matrix is compacted by external pressure, so that the treated, previously lightly radiation-loaded materials are firmly embedded in the matrix with the admixed additives. According to the invention, the method is furthermore preferred, in which the process can process the following residues: liquid, solid and slightly radiation-contaminated residues, metal-containing residues (such as filters and filter cartridges of heart-lung and dialysis machines, which for the most part consist of metal and ceramic sieves, needles, sharp-edged objects and other related materials), residues from cotton, synthetic and other fibers, rubber and plastic components, residues from chemotherapy, other pharmaceutical residues, waste from laboratories (for example blood vessels), residues of chemicals (for example xylene, benzene, toluene), waste medicines, tissues and surgical waste as well as generally infectious residues. Also preferred according to the invention is the process in which chemically highly reactive, strongly oxidizing and germicidal conditions are created which strongly decompose organic components (for example tissue, blood and blood plasma) and chemical compounds and have a killing effect on living organisms; chemical-biological efficiency is aided by an upstream mechanical disruption and comminution technique that provides controlled control of a desired maximum particle size to increase the surface area of the material and facilitate the attack of chemical additives, with the chemical heat of reaction additionally supporting the germicidal effect; The combined mechanical-chemical process results in a sterile end-product that no longer reflects its origin. According to the invention, the method is also preferred in which the physico-chemical process produces a chemically inert, biologically sterile and harmless from its appearance material according to laboratory analyzes, as a secondary raw material by adding normal cement, bentonite, lime, mortar binder , various adhesives, resin binders or other cementitious Binders can be used for the production of building materials.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren auch noch, bei dem der Prozess nur solche Additive oder Zuschlag- Stoffe verwendet, die überall erhältlich, in ihrer verwendeten Konzentration nicht toxischer oder gefährlicher als die zu neutralisierenden und umzuwandelnden Überreste und Rückstände sind und in ihrer verwendeten Form keine direkten oder indirekten Gefahren oder Risiken für Personal und Umwelt bedingen.According to the invention, the process is also still preferred, in which the process uses only those additives or aggregates which are widely available, in their concentration not toxic or more dangerous than the residues and residues to be neutralized and converted and are not direct in their used form or indirect hazards or risks to personnel and the environment.
Und erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren, für das die technischen Anlagen als ein gewissermaßen geschlossenes System konstruiert sind, ohne dass Rest- stoffe, Abwässer oder Emissionen entstehen und/oder wobei die Luft in der geschlossenen Anlage durch das kontinuierlich arbeitende Abluftreinigungssystem mittels zusätzlicher Ozonisierung und Ionisierung regeneriert wird und/oder die verbrauchte Abluftreinigerflüssigkeit gleichzeitig als Prozesswasserersatz wieder verwendet wird.And according to the invention, preference is given to the process for which the technical installations are constructed as a somewhat closed system without residues, effluents or emissions being generated and / or where the air in the closed installation is through the continuous exhaust air purification system by means of additional ozonization and ionization is regenerated and / or the spent air cleaner liquid is used again as a process water substitute.
Erfindungsgemäß bevorzugt ist das Verfahren auch noch, bei dem der Prozess auch organische Stickstoffverbindungen abbaut wie zum Beispiel Proteine, zu denen auch BSE-auslösende Prionen gehören, die sich überwiegend in tierischen Gehirnen und Knochenmark finden und als Verbreitungsquelle von BSE und verwandten Krankheiten gilt; das behandelte Material wird dann in die unter Druck gebildete, dadurch hochdichte Polymermatrix eingebunden, die gegen ultraviolette und infrarote Strahlung sowie gegen Säuren und Basen beständig, feuerbeständig, wasserabweisend und mechanisch hoch belastbar ist und kein Nährboden für mikrobielle Keime darstellt.According to the invention, the process is also still preferred, in which the process also degrades organic nitrogen compounds, such as, for example, proteins, which also include BSE-inducing prions, which are predominantly found in animal brains and bone marrow and are considered to be the source of BSE and related diseases. The treated material is then incorporated into the pressure-formed, thereby high-density polymer matrix, which is resistant to ultraviolet and infrared radiation and acids and bases resistant, fire-resistant, water-repellent and mechanically highly resilient and does not provide a breeding ground for microbial germs.
Der Prozess erfolgt vorzugsweise bei moderaten Temperaturen ohne äußere Wärmezufuhr, erhöht lediglich durch die mechanische Reibung sowie chemische Reaktionswärme. Das gesamte Verfahren kann rückstands- und emissi- onsfrei geführt werden und ist im Gegensatz zu Verbren- nungs- und Rösttechnologien vorzugsweise ein flammenloses Verfahren.The process is preferably carried out at moderate temperatures without external heat, increased only by the mechanical friction and chemical reaction heat. The entire process can be left behind and emis- and, unlike incineration and roasting technologies, is preferably a flameless process.
Der Prozess endet nach erfolgter chemisch-physikali- scher Behandlung vorzugsweise in einem Homogenisierungsschritt, der aus den eingebrachten gemischten Rückständen eine inerte, einheitliche Masse hervorbringt, deren originäre Herkunft nicht zu erkennen ist und einen Rohstoff darstellt, der für verschie- dene Produkte und Anwendungen in einer für Mensch und Umwelt unbedenklichen Weise wieder verwendet werden kann.After the chemical-physical treatment, the process preferably ends in a homogenization step which produces an inert, uniform mass from the introduced mixed residues, whose original origin can not be recognized and which represents a raw material which can be used for various products and applications can be reused in a manner harmless to humans and the environment.
BEISPIELEEXAMPLES
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielhaft - ohne auf die folgenden Beschreibungen und Abbildungen, sondern nur auf Anspruch 1 eingegrenzt zu sein - insbesondere auch anhand von Beispielen für geeignete chemische Additive und verwendbare technische Mittel beschrieben. Folgende Abbildungen werden dazu herangezogen :In the following, the method according to the invention is described by way of example-without being limited to the following descriptions and illustrations, but only to claim 1-in particular also by means of examples of suitable chemical additives and usable technical means. The following figures are used:
Figur 1 : „Lager- und Mischtanks für Additive, Fließschema" (Schematische Darstellung, Querschnittsansicht) Mobile Kompaktanlage, wobei insbesondere die Beschi- ckungs-, Misch- und Speicherstationen sowie Einspritz- mengenmessanlagen für die Flüssigadditive gezeigt sind.Figure 1: "Storage and mixing tanks for additives, flow diagram" (Schematic representation, cross-sectional view) Mobile compact system, in particular the loading, mixing and storage stations and injection quantity measuring systems are shown for the liquid additives.
Figur 2 : „Schredder und Mischstation, Fließschema, " (Schematische Darstellung, Querschnittsansicht) Flussdiagramm für Additive und festen Abfälle, wobei insbesondere dargestellt sind: Aufgabestation (Aufzug), Flüssigkeits- , Gas und FeststoffStation, Flüssigkeits- einspritz- und Gaseinspritzstation, Schredderstation mit integriertem Einfülltrichter und direkt darunter angeschlossener Mischerstation, Trockenzusatzstoff- Speicher mit Zufuhrsystem zum Mischer, Spezialzusatz- stoff -Mischstation für die Zusatzstoffbeigabe in den Prozess für leicht strahlungsverseuchte Abfalle.Figure 2: "shredder and mixing station, flow chart," (Schematic representation, cross-sectional view) flow chart for additives and solid waste, which are shown in particular: feed station (elevator), liquid, gas and solid station, liquid injection and gas injection station, shredder station with integrated hopper and directly below mixer station, dry additive Storage with supply system to the mixer, special additive mixing station for adding additives to the process for slightly radiation-contaminated waste.
Figur 2a: „Schredder- und Misch-Station, Fließschema" (Schematische Darstellung, Querschnittsansicht) Detailansicht von Figur 2, wobei insbesondere der obere Bedienerraum mit Aufgabetrichter und Schredderemheit dargestellt ist.Figure 2a: "shredder and mixing station, flow diagram" (Schematic representation, cross-sectional view) detail view of Figure 2, wherein in particular the upper operator's room is shown with hopper and shredder unit.
Figur 3 : „Gesamtanlage, Längsschnitt": Schematische Darstellung und Längsschnittsansicht einer mobilen Anlage und Materialflussdiagramm der flüssigen Additive und festen Abfälle. Kompaktanlage mit automatischer Steuerung für kontinuierlichen Prozess, der über ein duales Mischersystem ermöglicht wird.Figure 3: "Overall plant, longitudinal section": Schematic representation and longitudinal section view of a mobile plant and material flow diagram of the liquid additives and solid waste compact system with automatic control for continuous process, which is made possible by a dual mixer system.
Figur 3a: „Aufgabe-Systeme": Schematische Darstellung und Querschnittsansicht (im rechten Winkel zur Hauptanlagenachse, hinterer Endabschnitt) einer Kompaktanlage mit automatischer Steuerung für kontinuierlichen Prozess.Figure 3a: "Task Systems": Schematic representation and cross-sectional view (at right angles to the main axis of the system, rear end section) of a compact system with automatic control for continuous process.
Figur 4 : Abluftreinigungsanlage mit Nassreiniger (Schematische Darstellung, Querschnittsansicht) Flussdiagramm der Luft und Nassreimgerflüssigkeit einer Kompaktanlage . Die schematische Darstellung und das Flussdiagramm zeigen den Betriebsablauf des gesam- ten Nassreinigersystems einschließlich der Luftwascheinspritzung, des Blasensystems, der Ozon-Aufgabe sowie der Luft- und Wasser- oder Nassflüssigkeitsreaktivie- rung mittels UV- und Infrarot-Reaktivatoren. A. VERFAHRENSBEISPIEL ZUM BEHANDELN GIFTIGER, INFEKTIÖSER ODER SONST WIE GEFÄHRLICHER RESTSTOFFEFigure 4: Exhaust air purification system with wet cleaner (Schematic representation, cross-sectional view) flow diagram of the air and wet-cleaning liquid of a compact system. The schematic and the flow chart show the operation of the entire wet scrubber system including the air scrubber, the bubble system, the ozone task and the air and water or wet liquid reactivation by means of UV and infrared reactivators. A. PROCEDURE FOR THE TREATMENT OF TOXIC, INFECTIOUS OR OTHER THAN DANGEROUS RESIDUES
Der Prozess für die Verarbeitung solcher Materialien unterschiedlicher Gefahren- oder Gefährdungsklassen ist getestet und bewährt und arbeitet emissions-, geruchs- und rückstandsfrei. Der Prozess kann alle Arten von Abfällen und Überresten verarbeiten, die aus Kranken- häusern, Arzt und Zahnarztpraxen oder -Kliniken, Gesundheitsfürsorgezentren, Beerdigungsinstituten, Leichenschauhäusern, landwirtschaftlichen Testeinrichtungen, Bio- und Chemielaboratorien sowie pharmazeutischen, biologischen, mikrobiologischen, biochemischen und verwandten Industrien hervorgebracht werden.The process for processing such materials of different hazard or hazard classes has been tested and proven and works free of emissions, odors and residues. The process can handle all types of wastes and remains produced by hospitals, doctors and dental practices or clinics, health care centers, funeral homes, morgues, agricultural testing facilities, biochemical and chemical laboratories, and pharmaceutical, biological, microbiological, biochemical and related industries ,
Der Prozess kann Überreste in flüssiger, fester, pastö- ser, pulveriger, faseriger und gasförmiger sowie leicht verstrahlter Form verarbeiten. Die zu verarbeitenden Reststoffe setzen sich typischerweise zusammen aus Blut, Gewebe, Körperteilen, Binden, Windeln, Baumwolle, Textilien, Bandagen, Kunststoffen, Gummi, Injektionsnadeln, scharfkantigen Gegenständen, Dextroseüberresten, kontaminierten Blutbehältern, diversen Chemikalienresten (zum Beispiel Xylol, Benzol, Alkohole sowie weitere organische und anorganische Stoffe) , Röntgenfilme, chirurgische Abfälle im Allgemeinen, Batterien, Werkstattabfälle (wie zum Beispiel Öl, Fette, Farben, Verdünner, Lösemittel) , Alt -Medikamente und pharmazeutische Reste (wie zum Beispiel Fluide und Arzneimittel, Narkotika, infektiöses Material im Allgemeinen, biologische Kulturen) , Insektizide, Pestizide, prionenhalti- ges Gewebe (PrP, BSE, aus kontaminierten Schlachthofabfällen) infektiöse und kreuzkontaminierte Fäkalien und Schlämme, schwermetallbelastete Überreste und Rück- stände sowie sonstige Haus- und Küchenabfälle.The process can process remnants in liquid, solid, pasty, powdery, fibrous, gaseous and slightly contaminated forms. The residues to be processed are typically composed of blood, tissue, body parts, bandages, diapers, cotton, textiles, bandages, plastics, rubber, hypodermic needles, sharp objects, dextrose residues, contaminated blood containers, various chemical residues (for example xylene, benzene, alcohols and other organic and inorganic substances), X-ray films, surgical waste in general, batteries, workshop waste (such as oil, fats, paints, thinners, solvents), alt-drugs and pharmaceutical residues (such as fluids and drugs, narcotics, infectious material in general, biological crops), insecticides, pesticides, prion-containing tissues (PrP, BSE, from contaminated slaughterhouse waste), infectious and cross-contaminated faeces and sludges, residues and residues contaminated with heavy metals and other household and kitchen waste.
Der Prozess ist so ausgelegt, dass er eingehende Materialien unsortiert und unabhängig von ihrer Konsistenz und chemischen Zusammensetzung einschließlich Stahl- oder Edelstahlteilen mit einem Durchmesser von unter 25 mm aufnehmen kann und zur Zerkleinerung in das Schred- dersystem (Leistung mindestens 20 PS) überführt. Die kontinuierlich durchgeführten physikalischen, chemischen und biologischen Untersuchungen (ausschließlich nach Standardmethoden, die in der Europäischen Union und in den Vereinigten Staaten von Amerika gelten) weisen nach, dass keinerlei giftige, infektiöse, gefährliche oder gesundheitsgefährdende Stoffe oder Keime aus dem Endmaterial mobilisiert werden können; das Verfahren kann daher als Sterilisierungs- Neutrali- sierungs- und Entgiftungsprozess bezeichnet werden. Das Endmaterial ist inert und von erdtrockener Konsistenz, ohne unangenehme Gerüche oder Dämpfe, auslaugsi- eher, hitze- und feuerfest und ohne jede Möglichkeit, seine Herkunft zu erkennen.The process is designed to unsorted incoming materials and regardless of their consistency and chemical composition, including steel or stainless steel parts with a diameter of less than 25 mm and transferred to the shredding system for shredding (output at least 20 hp). The continuous physical, chemical and biological tests (using standard methods only in the European Union and in the United States of America) show that no toxic, infectious, dangerous or hazardous substances or germs can be mobilized from the final material; The process can therefore be termed the sterilization neutralization and detoxification process. The final material is inert and earth-dry in consistency, with no unpleasant odors or fumes, extinguishing, heat and fire-proof, and without any possibility of recognizing its origin.
Die zur Neutralisierung und Sterilisierung verwendeten Stoffe und Reagenzien sind frei und überall auf dem Markt erhältlich und stellen bei Transport, Lagerung und Umgang keine besonderen Probleme oder Risiken dar. Alle erforderliche Mischungen und einzustellenden Konzentrationen der Reagenzien werden in einer separaten Zusatzstoffmischstation hergestellt.The materials and reagents used for neutralization and sterilization are free and widely available on the market and do not present any particular problems or risks during transport, storage and handling. All required mixtures and concentrations of reagents to be adjusted are prepared in a separate additive mixing station.
Beispielsweise verwendete AdditiveFor example, additives used
1. Wasserstoffperoxid (H2O2)1. hydrogen peroxide (H 2 O 2 )
Wasserstoffperoxid wird in technischer Qualität als wässrige Lösung mit einer Konzentration von 5-50 %, vorzugsweise mit einer Konzentration von 5 % eingesetzt. Zum Einstellen der gewünschten Konzentration des Additivs wird in der Mischstation der Mischtank Nr. 2 (Fig. 1: Ziffer 1 (nur ein Tank dargestelllt) , Fig. 3: Ziffer Ia) mit integriertem Zirkulations- und Mediumtransfersystem (Pumpe) (Fig. 1: Ziffer 2, 12, 13, 14, Fig. 3: Ziffer 2a) sowie Auslassleitungen zum Mischer und zum Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3) verwendet. Da H2O2 gegenüber den anderen verwendeten Additiven (siehe unten) hochreaktiv ist, ist aus Sicherheitsgründen das oben beschriebene System aus Misch-, Lager- und Beschickungseinheiten für H2O2 als ein unabhängiger Kreislauf konstruiert (Fig. 3: Ziffer Ia, Mischtank 2, Ziffer 1 Mischtank 1) .Hydrogen peroxide is used in technical grade as an aqueous solution with a concentration of 5-50%, preferably with a concentration of 5%. To set the desired concentration of the additive in the mixing station, the mixing tank no. 2 (Fig. 1: Figure 1 (only one tank dargestelllt), Fig. 3: Figure Ia) with integrated circulation and medium transfer system (pump) (Fig : Numeral 2, 12, 13, 14, Fig. 3: numeral 2a) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) used. Since H 2 O 2 is highly reactive with the other additives used (see below), for safety reasons, the system of H 2 O 2 mixing, storage and charging units described above is constructed as an independent circuit (FIG. 3: point Ia, FIG. Mixing tank 2, number 1 mixing tank 1).
Zur verdünnten H2O2-Lösung wird 3 %ige technische Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure, HCl) eingerührt. Das Mischungsverhältnis beträgt zwischen 2 und 7 VoI -%, bevorzugt 3 Vol-% HCl. Diese Mischlösung wird in einen speziell gekennzeichneten Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3) mit integrierter Niveaukontrolle (Fig. 1: Ziffer 4) und3% technical hydrochloric acid (hydrochloric acid, HCl) is stirred into the dilute H 2 O 2 solution. The mixing ratio is between 2 and 7% by volume, preferably 3% by volume of HCl. This mixed solution is placed in a specially marked storage tank (Fig. 1: 3) with integrated level control (Fig. 1: 4) and
(Fig. 2 u. 2a: Ziffer 10, 11, 12) und Medienzirkulation(Figures 2 and 2a: numbers 10, 11, 12) and media circulation
(Pumpe, Rührer, Gebläse) (Fig. 1: Ziffer 9, 14, 15) überführt. Die Flüssigkeitszugabemenge wird gemessen und gesteuert, wobei ein Messtank mit visueller Füllstandskontrolle verwendet wird, der direkt mit dem Schreddereinfülltrichter verbunden ist (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 5, 6) und über eine Dosierpumpe aktiviert wird, oder wobei alternativ mit Druckbeaufschlagung des Messtanks mit etwa 1,5 bar Luftdruck (wie im Schaubild dargestellt) gearbeitet wird, um die zu mehreren angeordneten bzw. montierten Einspritzdüsen zu aktivieren und ihre Leistung zu maximieren (Fig. 2a: Ziffer 2, 10, 11, 12). Die Zugabe des Additivs in den Mischer kann über eine unabhängige Einspritzpumpe oder je nach Konstruktionsprinzip durch Luftdruck aktiviert werden. Wie im Schaubild (Fig. 1: Ziffer 5, 6, 24, 25) gezeigt, wurde die Schwerkraftzufuhr gewählt. Das Zuführen des flüssigen Additivs zum Mischer (Fig. 1: Ziffer 5, 6, 20) wird zentral aus dem Bedie- nerkontrollraum heraus vorgenommen.(Pump, stirrer, blower) (Fig. 1: 9, 14, 15) transferred. The amount of liquid addition is measured and controlled using a visual level control measuring tank connected directly to the shredder hopper (Figures 2 and 2a: numbers 5, 6) and activated via a metering pump or, alternatively, pressurizing the metering tank operated at about 1.5 bar air pressure (as shown in the graph) to activate the arranged to multiple or mounted injectors and to maximize their performance (Fig. 2a: Figure 2, 10, 11, 12). The addition of the additive to the mixer can be activated by an independent injection pump or, depending on the design principle, by air pressure. As shown in the graph (Figure 1: numbers 5, 6, 24, 25), the gravity feed was chosen. The feeding of the liquid additive to the mixer (FIG. 1: number 5, 6, 20) is carried out centrally from the operator control room.
H2O2 fungiert direkt als Oxidationsmittel , dient als Quelle von hochreaktiven Hydroxil-Radikalen und wirkt abtötend auf vorhandene Organismen (zum Beispiel Larven) und Mikroorganismen wie zum Beispiel Sporen, Keime, Schwämme, Pilze, Kolibakterien, Hefebakterien, Tuberkelbazillen und andere zur Spezies der Mikroorga- nismen gehörige Pathogene und Toxine mit aeroben und anaeroben Charakter. Hierbei werden auch Proteine, Enzymen und sonstige organische Stickstoffverbindungen, zu denen auch Prionen (Jacob-Creutzfeldtsche Krankheit, Rinderwahn (BSE)) gehören, abgebaut. Forschungen der vergangenen Jahre haben gezeigt, dass Proteine, Enzyme und organischer Stickstoffverbindungen durch chemische Behandlung mindestens genauso gut abgebaut wurden, wie mittels Verbrennung (10000C) (siehe "Nationale und internationale Labortests und Analysen" im Anhang) .H 2 O 2 acts directly as an oxidant, serves as a source of highly reactive hydroxyl radicals, and kills existing organisms (e.g., larvae) and microorganisms such as spores, germs, sponges, fungi, coliforms, yeast bacteria, tubercle bacilli, and others to the species the microorgan pathogens and toxins of aerobic and anaerobic character. It also degrades proteins, enzymes and other organic nitrogen compounds, including prions (Jacob-Creutzfeldt disease, mad cow disease (BSE)). Research in recent years have shown that proteins, enzymes and organic nitrogen compounds were as good degraded by chemical treatment at least as measured by combustion (1000 0 C) (see "National and international laboratory testing and analysis" in the appendix).
Das Gemisch aus H2O2 und HCl zersetzt organische Bestandteile (zum Beispiel Blut oder Gewebeteile) , baut chemisch zum Beispiel Xylol, Toluol, Phenol ab und oxidiert Schwermetalle in ihre höherwertigen Oxide. Diese Reaktionen finden bereits in der Schredderkammer während der mechanischen Behandlung statt. Zur Unterstützung der Reaktion, aber insbesondere zur Verhinderung eines Austrage von Keimen, giftigen leichtflüchtigen Stoffen oder lästigem Geruch mit der Absaugluft wird die Schredderkammer kontinuierlich mit Ozon (O3) beaufschlagt .The mixture of H 2 O 2 and HCl decomposes organic components (for example blood or tissue parts), chemically degrades, for example, xylene, toluene, phenol and oxidizes heavy metals into their higher-value oxides. These reactions already take place in the shredder chamber during the mechanical treatment. To assist the reaction, but in particular to prevent discharge of germs, toxic volatile substances or annoying odor with the suction air, the shredding chamber is continuously supplied with ozone (O 3 ).
Zusätzlich wird Stickstoff (N2) als Schutz- und Inertgas verwendet .In addition, nitrogen (N 2 ) is used as protective and inert gas.
2. Ozon (O3)2. Ozone (O 3 )
Ozon wird als Gas eingesetzt und in einem eigenen Generator direkt erzeugt, da es sehr instabil ist und nach kurzer Zeit zu Sauerstoff zerfällt. Es wird in einem kontinuierlichen Luftstrom in den Reaktionsraum eingeblasen.Ozone is used as gas and generated directly in its own generator, because it is very unstable and decomposes to oxygen after a short time. It is blown into the reaction space in a continuous stream of air.
Das Gas wirkt stark oxidierend auf viele chemische Substanzen (mit funktionellen Gruppen) wie zum Beispiel Olefine, Alkohole, CarbonylVerbindungen, Halogenver- bindungen, Amine sowie insbesondere dabei auch auf Proteine Zell- und Gewebematerial bzw. -strukturen und auf biologische Keime und Mikroorganismen abtötend. Somit unterstützt es zum einen im Reaktionsgemisch den Abbau insbesondere organischer Chemikalien und Stoffe sowie vorhandener Organismen und Keime, sorgt zum anderen aber ebenfalls dafür, dass mit der Abluft keine gesundheitsgefährdenden Keime oder Geruchsstoffe das System verlassen, die beim Shreddervorgang aufgewirbelt werden.The gas has a strong oxidizing effect on many chemical substances (with functional groups) such as, for example, olefins, alcohols, carbonyl compounds, halogen compounds, amines and, in particular, on proteins, killing cell and tissue material or structures and on biological germs and microorganisms. Thus, it supports on the one hand in the reaction mixture the degradation of particular organic chemicals and substances as well as existing organisms and germs, but on the other hand also ensures that leave with the exhaust no harmful germs or odors the system that are whirled up during the shredding process.
3. Stickstoff (N2)3. Nitrogen (N 2 )
Stickstoff ist ein inertes Gas und fungiert als Schutzgas gegen Brand oder Explosion bzw. Staubexplosion während des Schreddervorgangs .Nitrogen is an inert gas and acts as a shielding gas against fire or explosion or dust explosion during the shredding process.
Zusätzlich führt es zur Durchmischung der Gase und Dämpfe direkt oberhalb der Shredderzone, wodurch die entkeimende Wirkung in diesem Bereich verstärkt wird: feuchte Dämpfe mit H2O2 und HCl bilden insbesondere bei ansteigender Temperatur, hervorgerufen durch die mechanische Kräfte des rotierenden Shredderkopfes (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 5, 6) während des Zerkleinerungsvorgangs sowie durch die exotherme chemische Reaktion, über dem Reaktionsgemisch zusammen mit dem Ozon ein stark korrosives, keimtötendes und Geruchsstoff abbauendes Gasgemisch.In addition, it leads to the mixing of the gases and vapors directly above the shredder zone, whereby the sterilizing effect is enhanced in this area: wet vapors with H 2 O 2 and HCl form especially with increasing temperature, caused by the mechanical forces of the rotating shredder head (Fig. 2 and 2a: Nos. 5, 6) during the comminution process and by the exothermic chemical reaction, over the reaction mixture together with the ozone a highly corrosive, germicidal and odor-degrading gas mixture.
4. Eisen(III) Chlorid (FeCl3)4. Iron (III) chloride (FeCl 3 )
Eisen (III) chlorid wird als wässrige Lösung eingesetzt und kann in fester Form als Eisen (III) chlorid-Hexa- hydrat sowie als höher konzentrierte Lösung (50 %-ig) in technischer Qualität erhalten werden. Der Bereich der Verdünnung von FeCl3 mit Wasser für seine Anwendung als Additiv in diesem Prozess kann auf eine Konzentration zwischen 5 und 50 % eingestellt werden. Idealer- weise wird mit einer Konzentration von 7 % gearbeitet.Ferric chloride is used as an aqueous solution and can be obtained in solid form as iron (III) chloride hexahydrate and as a more highly concentrated solution (50% strength) in industrial grade. The range of dilution of FeCl 3 with water for its use as an additive in this process can be adjusted to a concentration between 5 and 50%. Ideally, a concentration of 7% is used.
Dieser Lösung werden 2 - 7 , bevorzugterweise 5 VoI-% einer 3 %igen wässrigen Zuckerlösung hinzugefügt. Hierbei können geringwertiger Industriezucker, Melasse oder sonstige Saccharide oder Polysaccharide verwendet werden .To this solution is added 2-7, preferably 5% by volume of a 3% aqueous sugar solution. This can be low-value industrial sugar, molasses or other saccharides or polysaccharides are used.
FeCl3 wird in vielen Bereichen der Umwelttechnik eingesetzt und dient häufig im Bereich der Abwasserbehand- lung als Reagenz und Flockungsmittel. Teilweise wird auch mit Gemischen aus FeCl3 und FeCl2 gearbeitet. Es ist korrosiv und reagiert heftig mit dem in Schritt 1 eingebrachten Additiv. Das FeCl3-Zucker-Gemisch wird in der Mischstation im Mischtank Nr. 1 (Fig. 3: Ziffer 1) mit integriertem Zirkulations- (Rührer) und Mediumtransfersystem (Pumpen) (Fig. 1: Ziffer 2, 12, 13, 14, Mischtank) sowie Auslassleitungen zum Mischer und zum Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3) formuliert. Aus Sicherheitsgründen wird FeCl3 getrennt vom H2O2 - führenden System gehalten. Die FeCl3-Mischlösung wird in einen speziell gekennzeichneten Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3 (nur ein Tank dargestellt) mit integrierter Flüssigkeitsvolumenkontrolle (Fig. 1: Ziffer 4), Medienzirkulation (Pumpe, Gebläse) (Fig. 1: Ziffer 9, 14, 15) überführt. Die Flüssigkeitseinspritzmenge wird gemessen und gesteuert, wobei ein Messtank mit visueller Füllstandskontrolle und mechanischer (Schwerkraft-) Überlaufkontrolle (Fig. 1: Ziffer 5, 6) verwendet wird. Der Tank ist direkt (Fig. 1 Ziffer 25) mit dem Mischer verbunden. Die weitere chemische Behandlung findet im Mischer statt, der unterhalb des Shreddersystems angebracht ist (Fig. 1 u. 2 u. 2a: Ziffer 20) . Die Zugabe des Additivs in den Mischer erfolgt je nach Konstruktionsprinzip über eine unabhängige Pumpe, über Luftdruck oder - wie im Schaubild (Fig. 1: Ziffer 5, 24, 25) gezeigt - über Schwerkraftzufuhr . Das Zuführen des Additivs zum Mischer (Fig. 1: Ziffer 5, 20) wird zentral aus dem Bedienerkontrollraum heraus vorgenommen.FeCl 3 is used in many areas of environmental technology and is often used in the field of wastewater treatment as a reagent and flocculant. Partly also works with mixtures of FeCl 3 and FeCl 2 . It is corrosive and reacts violently with the additive introduced in step 1. The FeCl 3 -sugar mixture is mixed at the mixing station in mixing tank no. 1 (FIG. 3: number 1) with integrated circulation (stirrer) and medium transfer system (pumps) (FIG. 1: number 2, 12, 13, 14, FIG. Mixing tank) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) formulated. For safety reasons FeCl 3 is kept separate from the H 2 O 2 - leading system. The FeCl 3 mixed solution is placed in a specially marked storage tank (Figure 1: Figure 3 (only one tank shown) with integrated liquid volume control (Figure 1: Figure 4), media circulation (pump, blower) (Figure 1: Figure 9). 14, 15) The liquid injection quantity is measured and controlled using a visual level control measuring tank and mechanical (gravity) overflow control (Fig. 1: 5, 6) .The tank is directly (Fig. The further chemical treatment takes place in the mixer, which is mounted below the shredder system (Figure 1 and 2 and 2a: paragraph 20.) The addition of the additive in the mixer takes place depending on the design principle via an independent pump , via air pressure or, as shown in the graph (Figure 1: Figure 5, 24, 25), via gravity feed The supply of the additive to the mixer (Figure 1: figure 5, 20) is centrally projected out of the operator control room ommen.
Das vorbehandelte Gemisch aus dem Shredder wird via Schwerkraft in den laufenden Mischer (Fig. 1 u. 2 u. 2a: Ziffer 20) eingebracht und anschließend wird das FeCl3-Additiv hinzu gegeben.The pretreated mixture from the shredder is gravity fed into the current mixer (Fig. 1 & 2 u. 2a: 20) and then the FeCl 3 additive is added.
FeCl3 reagiert heftig und exotherm mit dem im Reaktions- gemisch noch aktiv vorliegendem Gemisch aus H2O2 und HCl und es bilden sich intermediär hochreaktive Zwischenverbindungen wie Hydroxyl -Radikale, die besonders stark mit organischen Verbindungen reagieren und diese oxida- tiv abbauen. Ebenso stark werden Metalle und Metallverbindungen angegriffen. Metalle und Schwermetalle werden in ihre stabilsten Oxidationsstufen überführt und letztendlich mineralisiert .FeCl 3 reacts vigorously and exothermically with the mixture of H 2 O 2 and HCl still active in the reaction mixture, and intermediately highly reactive intermediates such as hydroxyl radicals form, which react particularly strongly with organic compounds and oxidatively degrade them. Just as much metals and metal compounds are attacked. Metals and heavy metals are converted to their most stable oxidation states and eventually mineralized.
Wasserstoffperoxid reagiert in Gegenwart von Eisensalzen zu hochreaktiven SauerstoffVerbindungen. Am bekanntesten ist dabei die von Fenton beschriebene Reaktion zwischen H2O2 und Fe2+ (Fentons Reagenz) , wie sie wie folgt dargestellt werden kann:Hydrogen peroxide reacts in the presence of iron salts to form highly reactive oxygen compounds. Most well known is the reaction described by Fenton between H 2 O 2 and Fe 2+ (Fenton's reagent), which can be represented as follows:
Fe2+ + H2O2 - > Fe3+ + - OH + OH' Fe3+ + H2O2 - > Fe2+ + 0OH + H+ ,Fe 2+ + H 2 O 2 -> Fe 3+ + - OH + OH ' Fe 3+ + H 2 O 2 -> Fe 2+ + 0OH + H + ,
Dieses stellt einen katalytischen Zyklus dar, in dessen Verlauf die hochreaktiven Sauerstoffspezies HO2 und -OH (Hydroxyl -Radikal) gebildet werden. Die Langzeituntersuchungen und -tests zu diesem Verfah- ren haben gezeigt, dass der Einsatz ΛTOΏ. FeCl3 im Vergleich zu FeCl2 verbesserte Ergebnisse liefert. Zu dem ist FeCl3 einfacher zu handhaben und zu lagern (FeCl2 wird durch LuftSauerstoff zu FeCl3 aufoxidiert) und kostengünstiger zu erhalten. Der in dem Prozess eingesetzte Zucker hat sich im Laufe der Tests empirisch als reaktionsverstärkend erwiesen. Überschüssiges FeCl3 wird im späteren Verlauf durch Zugabe von Natronlauge zu Eisenhydroxid Fe(OH)3, das dann bei seiner Ausfällung koagulierend wirkt und als Flockungsmittel fungiert.This represents a catalytic cycle during which the highly reactive oxygen species HO 2 and -OH (hydroxyl radical) are formed. The long-term studies and tests on this procedure have shown that the use of ΛTOΏ. FeCl 3 provides improved results compared to FeCl 2. In addition, FeCl 3 is easier to handle and store (FeCl 2 is oxidized to FeCl 3 by air oxygen) and cheaper to obtain. The sugar used in the process has been empirically proven to be more reactive in the course of the tests. Excess FeCl 3 is later in the course by addition of sodium hydroxide to iron hydroxide Fe (OH) 3 , which then acts coagulant in its precipitation and acts as a flocculant.
Der oxidative Abbau von organischen Verbindungen mittels H2O2 ist eine probate und (in der Chemie) häufig angewandte Methode. Beispielsweise wird Phenol leicht nach dem folgenden Reaktionsschema vollständig durch H2O2 abgebaut: C6H5OH + 14 H2O2 -> 6 CO2+ 17 H2O. Wesentlicher Aspekt der Erfindung ist allerdings, im Prozessablauf eine chemisch-physikalische Umgebung zu schaffen, die die große und im Detail meist unbekannte Vielfalt an Substanzen und Inhaltsstoffen im Abfall sicher und umfassend zu behandeln und vor allem die Gift- und Gefahrenstoffe abzubauen und in ungefährliche Substanzen umzuwandeln und anschließend zu fixieren. Für die Fixierung fungieren das aus überschüssigem Eisen (III) chlorid im Basischen ausfallende Eisenhydroxid sowie das im nachfolgenden beschriebene Aluminiumsulfat Al2 (SO4) 3 als Koagulationsmittel, an die vor allem Metalloxide und andere mineralische Bestandteile gebunden werden. So soll erreicht werden, dass über normale Prozesse keine Schadstoffe wieder in die Biosphäre gelangen können.The oxidative degradation of organic compounds by means of H 2 O 2 is a tried and often used method (in chemistry). For example, phenol becomes light completely degraded by H 2 O 2 according to the following reaction scheme: C 6 H 5 OH + 14 H 2 O 2 -> 6 CO 2 + 17 H 2 O. However, an essential aspect of the invention is to create a chemical-physical environment in the process flow to safely and comprehensively treat the large and in detail mostly unknown variety of substances and ingredients in the waste and, above all, to reduce the toxic and hazardous substances and convert them into harmless substances and then fix them. For fixation, the iron hydroxide which precipitates from excess iron (III) chloride in basic and the aluminum sulfate Al 2 (SO 4 ) 3 described below act as coagulants to which, above all, metal oxides and other mineral constituents are bound. This is to ensure that no pollutants can return to the biosphere via normal processes.
Zusätzliches Kriterium ist, dass nach Beendigung des Prozesses das erhaltene Material eine Qualität besitzt, die eine geeignete Weiterverarbeitung zum Endprodukt zulässt .An additional criterion is that after completion of the process, the material obtained has a quality that allows suitable further processing to the end product.
Es hat sich gezeigt, dass der beschriebene Prozess all diesen Kriterien entspricht.It has been shown that the described process meets all these criteria.
5. Aluminiumsulfat Al2 (SO4) 3 5. Aluminum sulfate Al 2 (SO 4 ) 3
Aluminiumsulfat (auch Alaunkuchen) wird weithin als Flockungsmittel wie z.B. auch in Abwasseraufbereitungsanlagen verwendet. Es ist sehr leicht wasserlös- lieh und als Grundchemikalie in fester Form im Handel. Im Prozess kann es als wässrige Lösung im Konzentrationsbereich zwischen 1,5 und 50 Gew.% eingesetzt werden. Die bevorzugte Konzentration liegt bei 5 Gew.%. Es hat sich empirisch erwiesen, dass eine Zugabe von 5 Vol-% Propanol (C3H7OH) oder iso-Propanol (i-C3H7OH; „Alkohol zur äußeren Anwendung") zur wassrigen Aluminiumsulfat- lösung verbessernd auf den späteren Fällungsprozess auswirken. Das Aluminiumsulfat selbst dient als zusätzliches Koagulations- und Flockungsmittel. Im sauren Medium bleibt es zunächst gelöst, fällt aber genauso wie Eisen (III) im Basischen aus, wobei mineralische Stoffe gebunden und mit ausgefällt werden.Aluminum sulfate (also alum cake) is widely used as a flocculant such as in wastewater treatment plants. It is very easily water-soluble and commercially available as a basic chemical in solid form. In the process, it can be used as an aqueous solution in the concentration range between 1.5 and 50 wt.%. The preferred concentration is 5% by weight. It has been empirically proven that an addition of 5% by volume of propanol (C 3 H 7 OH) or isopropanol (iC 3 H 7 OH; "Alcohol for external application") to the aqueous aluminum sulfate solution improves the subsequent precipitation process impact. The aluminum sulfate itself serves as an additional coagulating and flocculating agent. In the acidic medium, it remains initially dissolved, but precipitates in the same way as iron (III) in the basic, wherein mineral substances are bound and precipitated with.
Das ausgefällte Material stellt ein amorphes Gerüst dar, das sich später bestens im Weiterverarbeitungspro- zess in die Gesamtmatrix einbindet und dadurch die eingelagerten Stoffe immobilisiert. Das Gemisch aus Aluminiumsulfat und Alkohol wird in der Mischstation im Mischtank Nr. 1 (Fig. 3: Ziffer 1) mit integriertem Zirkulations- (Rührer) und Mediumtransfersystem (Pumpen) (Fig. 1: Ziffer 2, 12, 13, 14, Mischtank) sowie Auslassleitungen zum Mischer und zum Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3) formuliert.The precipitated material constitutes an amorphous framework, which later optimally integrates into the overall matrix in the further processing process and thereby immobilizes the stored substances. The mixture of aluminum sulphate and alcohol in the mixing station in the mixing tank no. 1 (Figure 3: Figure 1) with integrated circulation (stirrer) and medium transfer system (pumps) (Fig. 1: 2, 12, 13, 14, mixing tank ) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) formulated.
Die Mischlösung wird in einen speziell gekennzeichneten Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3 (nur ein Tank dargestellt) mit integrierter Flüssigkeitsvolumenkontrolle (Fig. 1: Ziffer 4), Medienzirkulation (Pumpe, Gebläse) (Fig. 1: Ziffer 9, 14, 15) überführt.The mixed solution is placed in a specially marked storage tank (Fig. 1: 3) (only one tank shown) with integrated liquid volume control (Fig. 1: 4), media circulation (pump, blower) (Fig 1: Number 9, 14, 15 ).
Die Flüssigkeitseinspritzmenge wird gemessen und gesteuert, wobei ein Messtank mit visueller Füllstandskontrolle und mechanischer (Schwerkraft-) Überlaufkontrolle (Fig. 1: Ziffer 5, 6) verwendet wird. Der Tank ist direkt (Fig. 1 Ziffer 25) mit dem Mischer verbunden. Die weitere chemische Behandlung findet im Mischer statt, der unterhalb des Shreddersystems angebracht ist (Fig. I u. 2 u. 2a: Ziffer 20) . Die Zugabe des Additivs in den Mischer erfolgt je nach Konstruktionsprinzip über eine unabhängige Pumpe, über Luftdruck oder - wie im Schaubild (Fig. 1: Ziffer 5, 24, 25) gezeigt - über Schwerkraftzufuhr . Das Zuführen des Additivs zum Mischer (Fig. 1: Ziffer 5, 20) wird zentral aus dem Bedienerkontrollraum heraus vorgenom- men .The amount of liquid injection is measured and controlled using a visual level control and mechanical (gravity) spill control (Fig. 1: 5, 6) measuring tank. The tank is connected directly to the mixer (Fig. 1 no. 25). The further chemical treatment takes place in the mixer, which is mounted below the shredder system (Fig. I and 2 and 2a: paragraph 20). Depending on the design principle, the additive is added to the mixer via an independent pump, via air pressure or, as shown in the diagram (FIG. 1: number 5, 24, 25), via gravity feed. The feeding of the additive to the mixer (FIG. 1: number 5, 20) is carried out centrally from the operator control room.
6. Natriumhydroxid (NaOH) Natriumhydroxid (Ätznatron) ist eine korrosiv wirkende und stark ätzende Verbindung, die sich in Wasser sehr leicht löst und stark alkalisch wirkt. Im Handel ist es in fester sowie gelöster Form in weiten Konzentrations- bereichen erhältlich.6. Sodium hydroxide (NaOH) Sodium hydroxide (caustic soda) is a corrosive and highly corrosive compound that dissolves very easily in water and has a strong alkaline effect. It is commercially available in solid and dissolved form in wide concentration ranges.
Im hier behandelten Prozess dient es als pH-regulie- rende Base zur bereits oben beschriebenen Ausfällung von Eisen (III) und Aluminiumhydroxid sowie zur Bindung bzw. Neutralisierung anorganischer und organischer Säuren.In the process treated here, it serves as a pH-regulating base for precipitation of iron (III) and aluminum hydroxide already described above and for binding or neutralizing inorganic and organic acids.
Es kann im Konzentrationsbereich zwischen 2 und 50 Gew.% eingesetzt werden, bevorzugterweise wird es mit 7 Gew.% verwendet. Mit der Zugabe der Natronlauge wird der chemische Behandlungsprozess beendet. Der endgültige pH-Wert des wird auf pH 9 eingestellt.It can be used in the concentration range between 2 and 50 wt.%, Preferably, it is used with 7 wt.%. With the addition of the sodium hydroxide solution, the chemical treatment process is terminated. The final pH of the is adjusted to pH 9.
Die Natriumhydroxid-Lösung wird in der Mischstation im Mischtank Nr. 1 (Fig. 3: Ziffer 1) mit integriertem Zirkulations- (Rührer) und Mediumtransfersystem (Pum- pen) (Fig. 1: Ziffer 2, 12, 13, 14, Mischtank) sowie Auslassleitungen zum Mischer und zum Lagertank (Fig. 1: Ziffer 3) formuliert.The sodium hydroxide solution is mixed in the mixing tank No. 1 (Fig. 3: No. 1) with integrated circulation (stirrer) and medium transfer system (pump) (Fig. 1: 2, 12, 13, 14, mixing tank ) and outlet lines to the mixer and the storage tank (Fig. 1: 3) formulated.
Aus Sicherheitsgründen wird die Natronlauge getrennt vom H2O2 - führenden System gehalten. Die Lösung wird in einen speziell gekennzeichneten Lagertank (Fig. 1 : Ziffer 3 (nur ein Tank dargestellt) mit integrierter Flüssigkeitsvolumenkontrolle (Fig. 1: Ziffer 4), Medienzirkulation (Pumpe, Gebläse) (Fig. 1: Ziffer 9, 14, 15) überführt. Die Flüssigkeitseinspritzmenge wird gemessen und gesteuert, wobei ein Messtank mit visueller Füllstandskontrolle und mechanischer (Schwerkraft-) Überlaufkontrolle (Fig. 1: Ziffer 5, 6) verwendet wird. Der Tank ist direkt (Fig. 1 Ziffer 25) mit dem Mischer verbunden. Die weitere chemische Behandlung findet im Mischer statt, der unterhalb des Shreddersystems angebracht ist (Fig. I u. 2 u. 2a: Ziffer 20) . Die Zugabe der Natronlauge in den Mischer erfolgt je nach Konstruktionsprinzip über eine unabhängige Pumpe, über Luftdruck oder - wie im Schaubild (Fig. 1: Ziffer 5, 24, 25) gezeigt - über Schwerkraftzufuhr . Das Zuführen des Additivs zum Mischer (Fig. l : Ziffer 5, 20) wird zentral aus dem Bedienerkontrollraum heraus vorgenommen .For safety reasons, the caustic soda is kept separate from the H 2 O 2 - leading system. The solution is placed in a specially marked storage tank (Figure 1: Item 3 (only one tank shown) with integrated liquid volume control (Figure 1: Figure 4), media circulation (pump, blower) (Figure 1: Numbers 9, 14, 15) The liquid injection quantity is measured and controlled using a visual level control and mechanical (gravity) spill control measuring tank (Figure 1: numbers 5, 6) The tank is directly (Figure 1 numeral 25) with the mixer The further chemical treatment takes place in the mixer, which is mounted below the shredder system (Figures 1 and 2 and 2a: Item 20). Depending on the design principle, the sodium hydroxide solution is added to the mixer via an independent pump, via air pressure or, as shown in the diagram (FIG. 1: number 5, 24, 25), via gravity feed. The feeding of the additive to the mixer (FIG. 1 : number 5, 20) is carried out centrally from the operator control room.
Die Mischzeit nach Zugabe der beschriebenen chemischen Additive beträgt insgesamt vorzugsweise 15 Minuten im Mischer. Allgemein richtet sich die Gesamtmischzeit nach der Konzentration der verwendeten Zusatzstoffe. Bei einer geringeren Konzentration wird eine längere Mischzeit (chemische Kontaktdauer bzw. Reaktionszeit) benötigt als bei Verwendung höherer Konzentrationen. Achtung: Eine stärkere oder höhere Konzentration führt zu einer höheren Temperatur, zu erhöhter Gas- und Dampfbildung, die vom Nassreiniger aufgefangen werden muss. Die angegebene Mischzeit basiert auf den oben empfohlenen Konzentrationen. Nach Ablauf der Reaktionszeit im Mischer wird der erste feste Zuschlagstoff in das ausreagierte, neutralisierte und sterilisierte Gemisch eingemengt.The mixing time after addition of the described chemical additives is preferably 15 minutes in total in the mixer. In general, the total mixing time depends on the concentration of the additives used. At a lower concentration, a longer mixing time (chemical contact time or reaction time) is required than when using higher concentrations. Caution: A higher or higher concentration leads to a higher temperature, to increased gas and vapor formation, which must be absorbed by the wet scrubber. The specified mixing time is based on the concentrations recommended above. After the reaction time in the mixer, the first solid additive is added to the reacted, neutralized and sterilized mixture.
7. Kalk7. Lime
Als Kalk zur Bindung und leichten Vorverfestigung des Materials kann pulverisierter Kalkstein oder auch an dessen Stelle Löschkalk (Ca(OH)2) oder ein Gemisch aus beiden verwendet werden. Der Kalk wird aus einem Silo (Fig. 2 u. 3: Ziffer 4 ; Fig. 2a u. 3a Ziffer 4, 4a) mittels Fördersystem (Fig. 2 u. 2a u. 3: Ziffer 14) in den rotierenden Mischer (Fig. 2, 2a u. 3 u. 3a: Ziffer 20) eingegeben. Die einzubringende Menge beträgt 10 VoI -% vom Volumen des behandelten Materials; bei Verwendung eines Gemisches aus Kalk und Löschkalk kann mit 8 VoI-% und im Falle von reinem Löschkalk mit 5 VoI -% gearbeitet werden. Nach Zugabe wird 5 Minuten gemischt, bevor abschließend das Bindemittel zugegeben wird.As lime for bonding and light pre-solidification of the material powdered limestone or in its place slaked lime (Ca (OH) 2 ) or a mixture of both can be used. The lime is produced from a silo (FIGS. 2 and 3: number 4; FIGS. 2a and 3a number 4, 4a) by means of a conveyor system (FIGS. 2 and 2a and 3: number 14) into the rotating mixer (FIG 2, 2a and 3 and 3a: number 20). The amount to be introduced is 10% by volume of the volume of material treated; when using a mixture of lime and slaked lime, it is possible to work with 8% by volume and in the case of pure slaked lime with 5% by volume. After addition, mix for 5 minutes before finally adding the binder.
8. Zement8. Cement
Zement dient als Bindemittel für die Herstellung von Beton als Rohprodukt, aus dem durch Weiterverarbeitung verschiedene Formteile hergestellt werden können. In der Regel wird mit Portlandzement gearbeitet, andere Typen können aber je nach Wunsch ebenso verwendet werden .Cement serves as a binder for the production of concrete as a raw product from which various molded parts can be produced by further processing. Portland cement is generally used, but other types can be used as desired.
In besonderen Fällen können auch andere Bindemittel eingesetzt werden, je nach Bedarf zum Beispiel Bento- nit, Mörtel, Klebstoffe oder Gemische daraus. Der Zement wird über die gleiche Strecke wie der Kalk in den Mischer eingebracht. Nach Zugabe wird etwa 5 Minuten im Mischer weiter gerührt, bevor der dann erhaltene Beton ausgetragen wird. Zudem besteht die Möglichkeit, weitere Zusatzstoffe wie zum Beispiel Weichmacher, Hydrophobierungsmittel, Farbpigmente usw. beizumengen.In special cases, other binders can also be used, for example bentonite, mortar, adhesives or mixtures thereof, as required. The cement is introduced into the mixer over the same distance as the lime. After addition, stirring is continued for about 5 minutes in the mixer before the concrete is then discharged. In addition, it is possible to add other additives such as plasticizers, water repellents, color pigments, etc.
Die Menge an Zement bemisst sich nach der gewünschten Betonqualität, die sich individuell nach der Art des zu fertigenden Endproduktes richtet. Um zum Beispiel standardmäßige Blocksteine für sekundäre Nutzungszwecke oder zur unbedenklichen Entsorgung auf einer Deponie herzustellen, wird das Gemisch mit 0,8 Kilogramm je 20 Kilogramm behandelten Materials versetzt . Durchgeführte Tests haben gezeigt, dass beliebig Produkte aus dem erzeugten Rohbeton hergestellt werden können: hierzu zählen Baustoffelemente für den Innen- wie auch für den Außenausbau. Aus ethischen Gründen wird aber empfohlen, nur Produkte für eine Nutzung im Außenbereich, wie zum Beispiel Landschaftsgestaltungsoder verfestigende Böschungsschutzelemente, Zaunelemente, Gehwegplatten oder Bordsteine, herzustellen. Um die Haltbarkeit dieser Materialien nachzuweisen, wurden u.a. folgende Produkte hergestellt: Hohlblocksteine, Stuckgips auf Wasserbasis mit säurebeständigen und farbstabilen Eigenschaften, Bodenplatten für Depo- nieabdeckung, Abwasserrohre, Kanalelemente, Verbindungselement und Ziegel und Pflastersteine. Diese Produkte wurden verbaut, um ihr Verhalten unter normalen Umweltbedingungen zu beurteilen. Hierbei stand im Vordergrund die Beurteilung des physikalischen und biologischen Verhaltens. Es konnte so gezeigt werden, dass keine erneute Schimmelbildung oder Wachstum anderer Mikrobenkulturen erfolgte und ein Bewuchs mit nützlichen Pflanzen, Algen und Moosen insbesondere bei Produkten im landschaftsgestalteri- sehen Bereich ohne Probleme einsetzte. Die Materialien zeigen hohe Feuerbeständigkeit, ein sehr gutes Isolationsvermögen, entwickeln keine giftigen oder gefährlichen Dämpfe bei längerer Wärmeeinwirkung oder Kontakt mit Säuren. Darüber hinaus behalten sie auch über längere Zeiträume ein ansprechendes Erscheinungsbild.The amount of cement depends on the desired concrete quality, which depends on the type of final product to be produced. For example, to produce standard blocks for secondary use or for safe disposal in a landfill, the mixture is spiked with 0.8 kilograms per 20 kilograms of treated material. Tests have shown that any products can be produced from the raw concrete produced: this includes building material elements for interior as well as exterior construction. However, for ethical reasons, it is recommended that only products for outdoor use, such as landscaping or consolidating slope protection elements, fence panels, paving slabs or curbs be made. In order to prove the durability of these materials, the following products were manufactured: hollow blocks, water-based stucco with acid-resistant and color-stable properties, floor plates for landfill coverings, sewer pipes, channel elements, fasteners and bricks and paving stones. These products were installed to assess their behavior under normal environmental conditions. The focus was on the assessment of physical and biological behavior. It could be shown that there was no renewed mold growth or growth of other microbial cultures and a growth of beneficial plants, algae and mosses, especially in products in landscape design area see without problems. The materials show high fire resistance, a very good insulation capacity, do not develop toxic or dangerous vapors with prolonged exposure to heat or contact with acids. In addition, they retain an appealing appearance even over long periods of time.
B. VERFAHRENSBEISPIEL ZUM BEHANDELN LEICHTB. PROCEDURE FOR TREATING EASY
VERSTRAHLTER ABFÄLLERADIATED WASTE
Eine spezielle Gruppe von Rückständen aus Krankenhäusern, Kliniken, Zahnkliniken und Laboratorien sind strahlenkontaminierte Abfälle mit geringer Strahlenbelastung . Für diese Stoffe wurde ein spezielles Behandlungs- verfahren auf der Basis des oben beschrieben Verfahrens entwickelt. Es ist ein rein empirisches Verfahren, das in langen Versuchs- und Testreihen entwickelt wurde. Auf eine physikalische Erklärung der erhaltenen Ergebnisse wird verzichtet. Alle im Rahmen der Prozessentwicklung durchgeführten Untersuchungen und Strahlentests wurden im Strahlungs- labor des radiologischen Instituts der Universität der Philippinen durchgeführt. Vorabtests für mehrere unter- schiedliche Anwendungen wurden im schweizerischen Strahlungslabor UFAG in Zürich und im Louis-Pasteur- Labor im französischen Strasbourg durchgeführt (siehe Ergebnisse der Laboranalyse im Anhang) . Die leicht strahlenkontaminierten Abfälle werden getrennt und unter speziellen Sicherheitsvorkehrungen gesammelt, transportiert und gelagert. Die Aufarbeitung folgt dem oben beschriebenen Verfahren, wobei zusätzlich zu den beschriebenen Additiven ein weiteres, speziell entwickeltes Gemisch zugeführt wird und die abschließende Einbindung in eine Feststoffmatrix mittels eines besonderen Polymers geschieht, das im Gegensatz zu einem herkömmlichen Polyurethan aus unbedenklichen Ausgangsstoffen hergestellt wird (siehe unten) . Zur Verarbeitung werden die festen Abfälle in das Shreddersystem (Fig. 2 u. 2a u. 3 u. 3a: Ziffer 5, 6) eingebracht. Das zusätzliche, spezielle Additiv wird in der optionalen, dritten Reagenz-Mischtank (Fig. 2: Ziffer 12) hergestellt und über einen druckbeaufschlag- ten Zusatzstoffmesstank (Fig. 2: Ziffer 10, 11), der direkt an die Shredderstation (Fig. 2: Ziffer 9) angeschlossen ist, eingespritzt. (Flüssige oder pulverförmige Abfälle können direkt im Gewichtsverhältnis von 1:1 zum Festmaterial in den Mischer eingegeben werden) .A specific group of residues from hospitals, clinics, dental clinics and laboratories are low-dose radiation-contaminated wastes. For these substances a special treatment procedure based on the procedure described above was developed. It is a purely empirical method that has been developed in long series of trials and tests. A physical explanation of the results obtained is omitted. All of the process development and radiation testing performed in the radiation laboratory of the Department of Radiology, University of the Philippines. Preliminary tests for several various applications were carried out in the Swiss radiation laboratory UFAG in Zurich and in the Louis Pasteur laboratory in Strasbourg, France (see results of the laboratory analysis in the appendix). The slightly radio-contaminated waste is separated and collected, transported and stored under special safety precautions. The work-up follows the method described above, wherein in addition to the described additives, a further, specially developed mixture is supplied and the final integration into a solid matrix by means of a special polymer is made, which is produced in contrast to a conventional polyurethane from harmless starting materials (see below ). For processing, the solid wastes are introduced into the shredder system (Figures 2 and 2a and 3 and 3a: numbers 5, 6). The additional, special additive is produced in the optional third reagent mixing tank (FIG. 2: No. 12) and via a pressurized additive measuring tank (FIG. 2: Nos. 10, 11), which leads directly to the shredding station (FIG : Number 9) is connected, injected. (Liquid or powdery waste can be added to the mixer directly in a 1: 1 weight ratio to the solid material).
Die Additive werden in der oben angegebenen Weise und Reihenfolge sowie in den dort vorgegebenen Konzentrationen und Dosierungen den zu behandelnden Abfällen zugeführt. Gemeinsam mit der Eisen (III) chlorid-Lösung wird das Spezialadditiv in den Mischer zugegeben. Dabei wird so dosiert, dass auf jedes Kilogramm Abfall ca. 0,2 1 Additiv beigegeben wird.The additives are supplied to the wastes to be treated in the manner and sequence given above and in the concentrations and dosages specified there. Together with the iron (III) chloride solution, the special additive is added to the mixer. It is dosed so that each kilogram of waste about 0.2 1 additive is added.
Das Spezialadditiv besteht aus Cu2SO4, MgSO4, MgO, Fe2O3, Cu2O und I2 in Wasser. Dabei werden in 10 1 Wasser jeweils 0,5 bis 5 1, bevorzugt jeweils 1 1 pulverisiertes Cu2SO4 und MgSO4 gelöst. Dieser Lösung wird ein Gemisch aus jeweils gleichen Mengen Iod und den oben angegebenen Metalloxiden mit 3 bis max. 20%, bevorzugt 7% des Volumens der Sulfatlösung zugegeben und aufgeschlämmt .The special additive consists of Cu 2 SO 4 , MgSO 4 , MgO, Fe 2 O 3 , Cu 2 O and I 2 in water. In each case, 0.5 to 5 l, preferably 1 l of powdered Cu 2 SO 4 and MgSO 4 are dissolved in 10 l of water. This solution is a mixture of equal amounts of iodine and the above specified metal oxides with 3 to max. 20%, preferably 7% of the volume of the sulfate solution added and slurried.
Nach Zugabe der Additive in den Mischer ist eine Mischzeit von vorzugsweise 20 Minuten erforderlich, bevor durch Zugabe von Natronlauge auf einen pH-Wert von ca. 10-12 eingestellt wird, der für die nachfolgende Erzeugung der speziellen Polymermatrix erforderlich ist.After adding the additives to the mixer, a mixing time of preferably 20 minutes is required before adjusting to a pH of about 10-12 by adding caustic soda solution, which is necessary for subsequent production of the particular polymer matrix.
Die Polymermatrix ähnelt in seinem Verhalten und seinem Aussehen einem Polyurethanschaum. Hergestellt wird es aber im Gegensatz zum Polyurethan nicht unter Verwendung von hochgiftigem Isocyanat, sondern aus den unbe- denklichen Stoffen Zucker (Glukose, C5Hi2O6) und Propanol (C3H7OH) oder iso-Propanol U-C3H7OH) .The polymer matrix resembles a polyurethane foam in its behavior and appearance. In contrast to polyurethane, it is not produced using highly toxic isocyanate, but instead from the harmless substances sugar (glucose, C 5 Hi 2 O 6 ) and propanol (C 3 H 7 OH) or isopropanol UC 3 H 7 OH).
Dazu werden 500 g Zucker in einem Gemisch aus 600 ml Wasser und 300 ml Propanol oder iso-Propanol gelöst (Komponente A) . Diese Lösung wird mit dem gleichen500 g of sugar are dissolved in a mixture of 600 ml of water and 300 ml of propanol or isopropanol (component A). This solution comes with the same
Volumen eines zur Polyurethanherstellung herkömmlich verwendeten Polyols (Komponente B) versetzt und innig verrührt. Nach einiger Zeit setzt Reaktion unter Aufschäumen ein.Volume of a polyurethane used for polyurethane production conventionally used (component B) and stirred thoroughly. After some time, reaction starts with foaming.
Zur Fixierung von 15 Kilogramm behandelter Abfälle aus dem Mischer werden diese mit 0,70 Liter der Komponenten A und 0,70 Liter von Komponente B miteinander vermischt .To fix 15 kilograms of treated waste from the mixer, they are mixed with 0.70 liter of component A and 0.70 liter of component B.
Innerhalb von 5 Minuten muss das Material in eine variable Form eingebracht und einem Druck von mindestens 1.500, besser 2500 Pounds per Square Inch (psi) ausgesetzt werden. Nach der Reaktionszeit von schät- zungsweise 10 Minuten unter Druckeinwirkung kann dasWithin 5 minutes, the material must be placed in a variable mold and subjected to a pressure of at least 1,500, better 2500 pounds per square inch (psi). After the reaction time of approximately 10 minutes under pressure, the
Material aus der Form genommen werden und wird eine weitere Stunde zum endgültigen Aushärten ruhen gelas- sen. Anschließend ist das Material ausgehärtet und kann entsprechend verbracht werden.Material will be taken out of the mold and will rest for another hour to final cure. sen. Subsequently, the material is cured and can be spent accordingly.
Es wird nochmals betont, dass der beschriebene Prozess empirisches Ergebnis langjähriger Tests und Versuche ist und vom Becherglas im Labor bis hin zur Pilotanlage im Großmaßstab reicht . Im Vordergrund der Entwicklung stand dabei die Praxistauglichkeit, die laufend durch Laboranalysen überprüft wurde. Eine theoretische Erklä- rung der erhaltenen Ergebnisse wird explizit nicht versucht, da diese auf Grund der Vielschichtigkeit möglicher chemischer und physikalischer Wirkungen in einem so vielfältigen Stoffgemisch kaum angegeben werden kann .It is again emphasized that the process described is the empirical result of many years of tests and trials, ranging from beakers in laboratories to large-scale pilot plants. At the forefront of development was the practical suitability, which was constantly checked by laboratory analyzes. A theoretical explanation of the results obtained is explicitly not attempted, since this can hardly be stated due to the complexity of possible chemical and physical effects in such a diverse mixture of substances.
Alle Untersuchungen erfolgten mit unabhängigen und akkreditierten Laboratorien. Die Laboranalyse zeigt, dass nach 30 Minuten bis einer Stunde das Strahlungsniveau um über 98,30 % gesunken ist.All investigations were carried out with independent and accredited laboratories. The laboratory analysis shows that after 30 minutes to one hour, the radiation level has dropped by more than 98.30%.
C. BEISPIELHAFTE BESCHREIBUNG EINER ANLAGE UND IHRER BEREICHEC. EXEMPLARY DESCRIPTION OF A PLANT AND ITS AREAS
1. Annahme- und Aufgabestation1. Receiving and feeding station
Sie dient der Abfallannahme und dem Beladen der Anlage mit den verschiedenen und teilweise vorsortierten Abfällen in fester und flüssiger Form. Die normalerweise in gelben Säcken (Farbcodierung für infektiöse und biogefährliche Abfälle) angelieferten Abfälle werden zunächst gewogen und anschließend mit dem geschlossenen Fördersystem (Fig. 2 Ziffer 2, 3; Fig. 3 u. 3a: Ziffer 29, 29a) zum Shreddereinfülltrichter (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 5, 6) gebracht, die flüssigen Rückstände werden in den Flüssigkeitsmischtank (Fig. 2: Ziffer 12) gegeben. Das Fördersystem ist mit den unten besprochenen Sicherheitsinstallationen versehen. 2. Shredderstation mit Einfülltrichter (Fig.2 u. 2a: Ziffer 5,6)It serves the waste acceptance and the loading of the plant with the different and partially presorted waste in solid and liquid form. The wastes usually delivered in yellow sacks (color coding for infectious and biohazardous wastes) are first weighed and then with the closed conveyor system (Fig 2, 2, 3, Fig. 3 and 3a: Fig. 29, 29a) to the shred filling hopper (Fig. 2 and 2a: paragraphs 5, 6), the liquid residues are placed in the liquid mixing tank (Figure 2: figure 12). The conveyor system is provided with the safety installations discussed below. 2. Shredder station with hopper (Fig.2 and 2a: Number 5.6)
Einfülltrichter und Shredder bilden ein zusammen- hängendes System mit mehreren Eingabeanschlüssen (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 1, 2, 3, 9) zum Zuführen der flüssigen Additive und Gase. Das System -ist an das integrierte Luft-, Staub-, Dämpfe- und Gaskontrollsystem mit Nassreiniger (Fig. 4: Ziffer 1, 3) angeschlossen. Der Shredderauslass ist direkt über dem Mischer (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 20) angeordnet und die Materialkorngröße wird durch ein austauschbares Lochsieb definiert .Hopper and shredder form a coherent system with multiple input ports (Figures 2 and 2a: numbers 1, 2, 3, 9) for supplying the liquid additives and gases. The system is connected to the integrated air, dust, steam and gas control system with wet scrubber (Fig. 4: numbers 1, 3). The shredder outlet is located directly above the mixer (Figures 2 and 2a: Item 20) and the material grain size is defined by an exchangeable perforated screen.
3. Mischstation für flüssige Abfälle3. Mixing station for liquid waste
Hierbei (Fig. 2: Ziffer 12) handelt es sich um ein integriertes Rührsystem mit allen erforderlichen Anschlüssen für Chemikalien und Zuschlagstoffe, die für die Vorbehandlung der flüssigen Abfälle benötigt werden, bevor sie über ein Einspritzsystem (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 9, 10, 11, 12) direkt in den Shredderein- fülltrichter oder in den Mischer (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 20) eingespritzt werden. Die Entscheidung, wo die Einspritzung erfolgt, richtet sich nach dem vorneutra- lisierten Material.This (Figure 2: figure 12) is an integrated stirrer system with all necessary connections for chemicals and aggregates needed for pretreatment of the liquid wastes before being sent via an injection system (Figures 2 and 2a: point 9) , 10, 11, 12) are injected directly into the shredder filling funnel or into the mixer (Figures 2 and 2a: Item 20). The decision on where the injection takes place depends on the pre-neutralized material.
4. Mischerstation (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 20)4. Mixing station (Figures 2 and 2a: Item 20)
Der Mischer nimmt das vorreagierte Material aus dem Shredder zur abschließenden Behandlung auf. Der Mischer ist an die Zusatzstoff- bzw. Chemikalienstation (Fig.The mixer picks up the pre-reacted material from the shredder for final treatment. The mixer is at the additive or chemical station (Fig.
1: Ziffer 3, 4, 5, 6, 24, 25) angeschlossen, die aus dem Bediener- und Kontrollraum heraus gesteuert wird.1: 3, 4, 5, 6, 24, 25) controlled out of the operator and control room.
Er ist an das integrierte Luft-, Staub-, Dämpfe- und Gaskontrollsystem bzw. den Nassreiniger (Fig. 4: ZifferIt is connected to the integrated air, dust, vapor and gas control system or wet scrubber (Fig
1, 3) angeschlossen. 5. Trockenzusatzstoffbeschickungsstation (Fig. 2 u. 2a: Ziffer 4, 14)1, 3) connected. 5. Dry Additive Feeding Station (Figures 2 and 2a: Items 4, 14)
Es handelt sich um Lagertanks vom Doppelkammersilotyp, die über dem Mischer angeordnet sind. Die Trocken- oderThese are twin-chamber silo storage tanks located above the mixer. The dry or
Pulverzusatzstoff- bzw. -reagenzienzufuhr erfolgt über elektrische zeitgebergesteuerte Schneckenförderer (Fig.Pulverzusatzstoff- or reagents supply via electric timer-controlled screw conveyor (Fig.
2 u. 2a: Ziffer 14), welche die berechnete Menge an2 and 2a: numeral 14) which indicates the calculated quantity
Zusatzstoff abgeben. Die Beschickung der Silos kann manuell oder mittels einer Förderanlage erfolgen.Add additive. The feeding of the silos can be done manually or by means of a conveyor system.
6. Austragsystem6. discharge system
Nach Ende der Reaktionen und beendetem Mischprozess wird das sterilisierte und neutralisierte Material mittels eines Auslassschneckenförderers (Fig. 2: Ziffer 15) aus dem Mischer ausgetragen. Das Material kann dann als sekundärer Rohstoff weiterverarbeitet werden.After the reactions have ended and the mixing process has ended, the sterilized and neutralized material is discharged from the mixer by means of an outlet screw conveyor (Fig. 2: Item 15). The material can then be further processed as a secondary raw material.
7. Mischstation für Additive (Fig. 1: Ziffer 1, 2, 10, 11, 12, 13, 14)7. Mixing station for additives (FIG. 1: numbers 1, 2, 10, 11, 12, 13, 14)
Die Mischstation für die Additive besteht aus zwei identischen, aber getrennt gehaltenen Systemen, um eine Trennung des H2O2 von allen anderen Zusatzstoffen, insbesondere FeCl3, zu gewährleisten. Jedes System besteht aus Mischtank, Rührer, Pumpen und Anschlüssen zu Chemikalientanks, Nassreiniger, Wasserzulauf und Lagertanks . H2O2 wird durch das gesamte System separat über ein eigenes Rohrleitungssystem, einen eigenen Lagertank und eine eigene Misch- und Einspritzstation (Fig. 1: Ziffer 3, 4, 5, 6, 24, 25) geführt.The mixing station for the additives consists of two identical but separate systems to ensure separation of H 2 O 2 from all other additives, especially FeCl 3 . Each system consists of mixing tank, stirrer, pumps and connections to chemical tanks, wet scrubbers, water inlet and storage tanks. H 2 O 2 is passed through the entire system separately via its own piping system, its own storage tank and its own mixing and injection station (Fig. 1: 3, 4, 5, 6, 24, 25).
8. Nassreinigersystem8. Wet cleaner system
Das System dient der Luftreinigung und Luftkontrolle. Es ist nach dem Nassreinigerprinzip konstruiert, das durch zwei Gebläseeinheiten aktiviert wird (Fig. 4: Ziffer 1, 3) . Der Nassreiniger arbeitet mit Unterdruck, gewährleistet aber aufgrund seiner Konstruktion auch bei Überdruck seine sichere Funktion, um im Falle starker Reaktionen mit Gas- oder Dampfentwicklung ein Druckanstieg erfolgen kann.The system is used for air purification and air control. It is designed according to the wet scrubber principle, which is activated by two blower units (FIG. 4: FIG. Number 1, 3). The wet scrubber works with negative pressure, but due to its construction, it also ensures its safe function in the event of overpressure, in order to increase the pressure in the event of strong reactions with gas or vapor.
Das Nassreinigersystem ist mit allen wichtigen Anlagenteilen verbunden, in denen Abluftprobleme entstehen könnten. Es ist ein in sich geschlossenes und zirkulierendes System. Der Nassreiniger hat seine eigenen integrierten Luft- und Wasser- bzw. Flüssigkeits- Reaktivierungsund -Kontrollsysteme. Bei dem Vierkammernassreiniger (Fig. 4: Ziffer 5, 6, 7, 8, 12, 14, 15) wird kontinuierlich Ozon in die Nassreinigerflüssigkeit eingedrückt und die zirkulierte Luft strömt über ein Luftwaschsystem, bevor es in die Nassreinigerkammer eintritt. Die abgegebene Luft und das abgegebene, kontinuierlich zirkulierende Nassreinigerwasser werden über unabhängig voneinander arbeitende UV-Stationen (Fig. 4: Ziffer 9, 10) geleitet. Die Luft strömt durch eine Aktivkohlefilterstation (Fig. 4: Ziffer 4), bevor sie erneut in das System eintritt, und das Nassreinigerwasser wird in die Reinigerkammer zurückgeführt .The wet cleaning system is connected to all important parts of the system where exhaust air problems could arise. It is a self-contained and circulating system. The wet scrubber has its own integrated air and water or liquid reactivation and control systems. In the four-chamber wet scrubber (Figure 4: Nos. 5, 6, 7, 8, 12, 14, 15), ozone is continuously injected into the wet scrubber liquid and the circulated air flows through an air scrubber before entering the wet scrubber chamber. The discharged air and the discharged, continuously circulating wet-cleaning water are conducted via UV stations operating independently of one another (FIG. 4: points 9, 10). The air passes through an activated carbon filter station (Figure 4: Figure 4) before reentering the system and the wet scrubber water is returned to the scrubber chamber.
9. Allgemein installierte Sicherheitsmerkmale9. General installed security features
Neben den standardmäßigen Basissicherheitseinrichtungen an der Elektro- und mechanischen Anlage wurden weitere Einrichtungen integriert, wie beispielsweise:In addition to the standard basic safety features on the electrical and mechanical system, other facilities have been integrated, such as:
9.a Pumpen- und Zirkulationssysteme:9.a pump and circulation systems:
Alle Pumpensysteme (Fig. 1 u. 4: Ziffer 2, 13, 16) sind mit Umgehungen redundant ausgestattet. Falls eine Pumpe ausfällt oder gewartet werden muss, übernimmt die andere Pumpe die Funktion der ersten. Dadurch werden Unterbrechungen des Hauptprozesses vermieden. 9 . b Not fal l :All pump systems (Figures 1 and 4: Nos. 2, 13, 16) are redundantly equipped with bypasses. If one pump fails or has to be serviced, the other pump takes over the function of the first one. This avoids interruptions to the main process. 9. b Emergency:
Die Anlage ist mit einem unabhängigen druckbeaufschlag- ten Frischwassersystem (Fig. 1 u. 2: Ziffer 21, 22, 23) ausgestattet, um die Notdusche mit integrierter Augenspülung und Ganzkörperduschanlage zu betreiben stets betreiben zu können. Gleichzeitig fungiert das Frischwassersystem als Prozess- und Reaktions-Notabschaltung. Darum ist das Frischwassersystem an alle Ausrüstungsteile und Anlagen angeschlossen, wo chemische Reaktionen stattfinden.The system is equipped with an independent pressurized fresh water system (Fig. 1 and 2: Numbers 21, 22, 23) in order to be able to operate the emergency shower with integrated eyewash and full body shower system. At the same time, the fresh water system acts as a process and reaction emergency shutdown. That is why the fresh water system is connected to all equipment and facilities where chemical reactions take place.
9. c Schutz vor Luftverschmutzung:9. c Air Pollution Prevention:
Zum Schutz vor in der Luft mitgeführten Bakterien, Mikroorganismen und sonstigen Keimen ist das System zusätzlich mit einer Dunkel -Ultraviolettanlage und keimtötenden Lampen ausgestattet. Die Lampen sind in jedem Raum und jeder Kammer angebracht. Die Lampen sind verdeckt, da sie zwischen zwei Decken (Fig. 3a: Ziffer 1, 2, 7, 8) mit getrennten Wartungsöffnungen und integrierter Luftströmung montiert sind. Im Bedienerraum werden die UV- und keimtötenden Lampen nur während Stillstand eingeschaltet und mindestens eine Stunde vor Betriebsbeginn wieder ausgeschaltet . Nur in den Verarbeitungsabteilungen, in denen sich während des Betriebes niemand aufhalten darf, sind die Lampen dauerhaft eingeschaltet .To protect against airborne bacteria, microorganisms and other germs, the system is also equipped with a dark ultraviolet system and germicidal lamps. The lamps are installed in every room and every chamber. The lamps are concealed as they are mounted between two ceilings (Fig. 3a: numbers 1, 2, 7, 8) with separate service openings and integrated airflow. In the operator room, the UV and germicidal lamps are only switched on during standstill and switched off again at least one hour before the start of operation. Only in the processing departments, where nobody is allowed to stand during operation, the lights are permanently switched on.
9.d Kommunikation:9.d communication:
Jeder Raum und jede Kammer ist an eine Wechselsprechanlage angeschlossen, um eine uneingeschränkte Kommunikation während des Betriebes und der Wartung zu gewähr- leisten.Each room and chamber is connected to an intercom system to ensure unrestricted communication during operation and maintenance.
9.e Zusätzliche Kontrollen: Weitere Kontrollen sind die visuelle Strömungsrich- tungskontrollanlage, die pH-Wert- und Prozessreakti- onstemperaturkontrollen, die visuelle Kontrolle der Zusatzstofffüllstände in den Lagertanks und Messtanks, und die visuelle und pH-Wert-Kontrolle am Nassreiniger mit integrierter Farbkodierung, um abzuschätzen, zu welchem Zeitpunkt die Nassreinigerflüssigkeit ausgetauscht werden muss. Die ausgetauschte Nassreinigerflüssigkeit wird in einen Prozessrestwassertank eingebracht und in und während des kontinuierlichen Behandlungsprozesses als Frischwasserersatz wieder verwendet .9.e Additional controls: Other controls include the visual flow direction control system, pH and process reaction temperature controls, visual control of additive levels in the storage tanks and sample tanks, and visual and pH control on the wet scrubber with integrated color coding to estimate which Time the wet cleaning liquid needs to be replaced. The exchanged wet scrubber liquid is introduced into a process residual water tank and reused in and during the continuous treatment process as fresh water substitute.
Die angelieferten Abfälle können zusätzlich zur standardisierten Eingangskontrolle auf Strahlung und grö- ßere Metallteile inspiziert und getestet werden.The delivered waste can be inspected and tested for radiation and larger metal parts in addition to the standardized incoming inspection.
9.f Betriebssicherheit:9.f operational safety:
Bestimmte Sektionen der Anlage sind farbkodiert und nur Personal mit der entsprechenden Farbkennung darf die betreffende Sektion betreten. Certain sections of the system are color-coded and only personnel with the corresponding color code may enter the section concerned.
Bezugsziffernliste zu Figur 1Reference numerals to Figure 1
1. Additive-Mischtank mit Leitungsverbindungen 2. Umpumpsystem mit Leitungssystem für Befüllung,1. Additive mixing tank with line connections 2. Transfer system with filling line system,
Mischkreislauf und ProzesszuführungMixing cycle and process feed
3. Additive-Lagertank mit Verbindungsrohrsystem zum Vorlagetank, Rührsystem und Ausgang zur Abluft - reinigung 4. Niveau-Kontrolle für Lagertank3. Additive storage tank with connecting pipe system to storage tank, stirring system and exit for exhaust air cleaning 4. Level control for storage tank
5. Additive-Vorlagetank mit Rohrverbindung zum Zwangsmischer5. Additive storage tank with pipe connection to the compulsory mixer
6. Visuelle Niveau-Kontrolle für Lagertank6. Visual level control for storage tank
7. Luftabsaugsystem, verbunden mit der Abluftreini- gung7. Air extraction system combined with exhaust air cleaning
8. Additive-Lagertank-Abluftsystem8. Additive storage tank exhaust system
9. Lufteinblasesystem im Additive-Lagertank zur Additive-Vermischung9. Air blowing system in the additive storage tank for additive mixing
10. Wasser-Rohrleitung für Spühlung und Reinigung 11. Wasser-Rohrleitung für Spühlung und Reinigung10. Water piping for flushing and cleaning 11. Water piping for flushing and cleaning
12. Druckluftleitung für Reinigung und Wartung12. Compressed air line for cleaning and maintenance
13. Umpumpleitung am Lagertank13. Umpumpleitung the storage tank
14. Verbindungsröhr vom Misch- zum Lagertank14. Connecting pipe from mixing tank to storage tank
15. Zirkulationssystem vom Nassreiniger zum Addi- tive-Mischtank15. Circulation system from wet scrubber to additive mixing tank
16. Zirkulationspumpe mit Leitungssystem für Befüllung, Mischkreislauf und Prozesszuführung16. Circulation pump with piping system for filling, mixing circuit and process feed
17. Bypass-Rohrleitung vom Nassreiniger zum Additive-Mischtank 18. Zirkulationsleitung vom Nassreiniger17. Bypass pipe from wet scrubber to additive mixing tank 18. Circulation pipe from wet scrubber
19. Optionale Reinigungsleitung19. Optional cleaning line
20. Zwangsmischer20. Compulsory mixer
21. Druckwasserleitung für Reinigung und Wartung 22. Leitung vom Druckwassertank 23. Druckwassertank mit Anschluss an die Notdusche21. Pressure water line for cleaning and maintenance 22. Line from pressurized water tank 23. Pressurized water tank with connection to the emergency shower
24. Überlaufröhr des Vorlagetanks24. Overflow tube of the storage tank
25. Zuführrohrleitung für Additive vom Vorlagetank zum Mischer Bezugsziffernliste zu Figur 225. Supply pipe for additives from the feed tank to the mixer Reference numerals to Figure 2
1. Eingehauster Material -Aufzug 2. Aufzugskabine für den Materialtransport zum Aufgabebereich, elektrisch betrieben1. Heated material lift 2. Lift cabin for material transport to the task area, electrically operated
3. Elektromotor für Materialaufzug3. Electric motor for material lift
4. Trocken-Additive-Silo4. Dry additive silo
5. Shredder 6. Shredderwalze5. Shredder 6. Shredder roller
7. Luftabsaugung mit Verbindung zum Nassreiniger7. Air extraction with connection to the wet cleaner
8. Wasserleitung8. Water pipe
9. Stickstoffleitung9. nitrogen line
10. Druck-Vorlagetank für Additive 11. Luftdruckleitung für Vorlagetank10. Pressure feed tank for additives 11. Air pressure pipe for feed tank
12. Mischtank12. mixing tank
13. Stickstofftank13. Nitrogen tank
14. Aufgabesystem für Trockenstoffe in den Mischer14. Feed system for driers in the mixer
15. Austragsystem aus dem Mischer 16. Tank für Produkt-Additive (Zement) 20. Mischer (Zwangsmischer) 23. Druckwassertank 15. Mixer discharge system 16. Tank for product additives (cement) 20. Mixer (compulsory mixer) 23. Pressurized water tank
Bezugsziffernliste zu Figur 2aReference numerals to Figure 2a
I. Ozon-Zuführung 2. Additive-ZuführungI. Ozone Delivery 2. Additive Feed
3. Zuführungsrohr vom Ozongenerator3. Feed tube from the ozone generator
4. Trocken-Additive-Silo4. Dry additive silo
5. Shredder und Shredder-Trichter5. Shredder and shredder funnels
6. Shredderwalze 7. Absaugsystem, mit Nassreiniger verbunden6. Shredder roller 7. Suction system, connected with wet cleaner
8. Verteilerleitung für Druckwasser8. Distribution line for pressurized water
9. Stickstoffgasanschluss9. Nitrogen gas connection
10. Aufgabetank für Additive10. Feed tank for additives
II. Zuführleitung zum Aufgabetank 12. visueller FüllstandsmesserII. Supply line to the feed tank 12. visual level gauge
13. Stickstofftank13. Nitrogen tank
14. Schneckenförderer für Trockenstoff-Additive14. Screw conveyor for dry matter additives
15. Druckwasserrohrleitung 20. Mischer (Zwangsmischer) 23. Druckwassertank 15. Pressurized water pipeline 20. Mixer (compulsory mixer) 23. Pressurized water tank
Bezugsziffernliste zu Figur 3Reference numerals to Figure 3
1, Mischtank 1 für Additive Ia Mischtank 2 für Additive1, mixing tank 1 for additives Ia mixing tank 2 for additives
2, Zirkulationspumpe mit Bypass-System 2a Zirkulationspumpe mit Bypass-System2, Circulation pump with bypass system 2a Circulation pump with bypass system
3, 3a Additive-Lagertanks3, 3a additive storage tanks
4, Trocken-Additive-Silo 5. Shredder und Shredder-Trichter4, dry additive silo 5. Shredder and shredder funnel
6. Shredder-Kammer und Shredderwalze6. Shredder chamber and shredder roller
7. Aufgabetank für Additive7. Feed tank for additives
8. Injektionsdüsen für Additive8. Injection nozzles for additives
9. Injektionsdüsen für Additive 14. Schneckenförderer für Trockenstoff-Additive9. Injection Nozzles for Additives 14. Screw Feeders for Dry Additives
15. Austragsystem für Fertigmaterial15. Discharge system for finished material
20,20a Mischer (Zwangsmischer)20,20a mixer (compulsory mixer)
28. Aufgabeeinheit für Reststoffmaterial28. Task unit for residual material
29,29a Aufzugsystem für Reststofftransport 30,30a Kabel- und Leitungsschutzrohre29,29a Lifting system for residue transport 30,30a Cable and conduit protection pipes
31. Shredder-Auslass zum Mischer31. Shredder outlet to the mixer
32. Ozon-Gebnerator und Ionisiergerät 33. Durchflussmesser im kontrollraum 33a Druckluftkontrolle 33. b Elektrokontrolle32. Ozone generator and ionizer 33. Flow meter in the control room 33a Compressed air control 33. b Electrical check
33. c Prozesskontrolle33. c process control
33. d Visuelle Füllstandsanzeige für Additive33. d Visual level indicator for additives
34. Durchflusskontrolle34. flow control
35. Wartungstür 36. Druckluft -Kompressor Bezugsziffernliste zu Figur 3a35. Maintenance door 36. Compressed air compressor Reference numerals to Figure 3a
1 . UV- Licht -Lampe im Luf treinigungssystem1 . UV light lamp in the air cleaning system
2 . Anti -Keim-Lampe im Luf treinigungssystem2. Anti-germ lamp in the air cleaning system
3 . Luftumwäl zung3. Air circulation
4,4a Trocken-Additive-Silo4,4a dry additive silo
5,6 Shredder-Trichter 7. Wartungsbodenklappe5.6 shredder hopper 7. Maintenance bottom flap
8. Abdeckung der Luftreinigungsanlage8. Cover the air purification system
9. Luftabsaugung, mit Nassreiniger verbunden9. Air extraction, connected with wet cleaner
10. Luftabsaugung, mit Nassreiniger verbunden10. Air extraction, connected with wet cleaner
11. Pumpe für Nassreiniger-Wasser 12. Wartungstür11. Pump for wet cleaner water 12. Maintenance door
13. Aufzug-Klappe13th lift flap
14. Rohrleitungssystem für Nassreiniger14. Piping system for wet cleaners
15. Austragsförderschnecke für Endmaterial 20. Mischer (Zwangsmischer) 26. Nassreiniger15. Discharge screw conveyor for final material 20. Mixer (compulsory mixer) 26. Wet scrubber
29. Umhauster Aufzug29. Enveloped elevator
29a. Aufzugsmotor und Mechanik29a. Elevator motor and mechanics
36. Druckluft-Kompressor 36. Compressed air compressor
Bezugsz if fernliste zu Figur 4Reference to remote list to FIG. 4
1 . Gebläse vor dem Nassreiniger1 . Blower in front of the wet cleaner
2 . Nassreiniger-Zirkulationspumpe2. Scrubber circulation pump
3 . Turbogebläse nach dem Nassreiniger3. Turbo blower after the wet cleaner
4. Abluftfilter mit Aktivkohleeinsatz4. Exhaust filter with activated charcoal insert
5. Abluftrohr mit eingebauten Luftdüsen 6. Luftreinigungsdüsen5. Exhaust pipe with built-in air nozzles 6. Air cleaning nozzles
7. Verbindungsröhr zwischen den Kammern7. Connecting tube between the chambers
8. Ozonaufgabe-Rohr8. ozone discharge pipe
9. UV-System für Luftreinigung (Bakterienkontrolle) 10. Beaufschlagungssystem für den Nassreiniger 11. UV-System für Wasserreinigung9. UV system for air purification (bacteria control) 10. Wet cleaner application system 11. UV system for water purification
12. Niveau- und Qualitätskontrolle (visuelle Farb- Kontrolle) im Nassreiniger12. Level and quality control (visual color control) in the wet cleaner
13. System-Hauptpumpe13. System main pump
14. Reinigerkammer 14. cleaner chamber

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Behandlung und Verarbeitung von Abfall mit gesundheitsgefährdenden, insbesondere giftigen, infektiösen und/oder leicht strahlungsverunreinigten Reststoffen, die Überreste oder Rückstände verschiedener Art und verschiedener Gefahren- und Gefährdungsgrade einschließen wie verderblichen und/oder verdorbenen Hausmüll, Mikroorganismen, Arzneimittel, Narkotika, Insektizide, Pestizide, Schlachthofabfalle, Prionen belastete Gewebe (PrP, BSE) , infektiöse und kreuzkontaminierte Fäkalien und Schlämme, Septiktankschlämme, schwermetallbelastete Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass in einem physikalischen Verfahrensschritt durch Zerkleinern, insbesondere Schreddern, das Volumen des Abfalls verringert und die Gesamtoberfläche des Abfalls vergrößert wird, bevor in mindestens einem chemischen Verfahrensschritt schrittweise zugegebene Additive unter kon- trollierten Bedingungen den Abfall chemisch angreifen.1. A method for the treatment and processing of waste containing hazardous, especially toxic, infectious and / or slightly radiation contaminated residues, the remnants or residues of various kinds and various hazards and hazards include such as perishable and / or spoiled household waste, microorganisms, drugs, narcotics, Insecticides, pesticides, slaughterhouse waste, prion contaminated tissues (PrP, BSE), infectious and cross - contaminated feces and sludges, septic tank sludges, heavy metal contaminated substances, characterized in that reduced in a physical process step by crushing, in particular shredding, the volume of waste and the total surface of the Waste is increased before in at least one chemical process step gradually added additives under controlled conditions chemically attack the waste.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es keinen Verbrennungs- , Dampfbehandlungs- oder Strahlungsschritt aufweist.2. Method according to the preceding claim, characterized in that it does not have a combustion, steaming or radiation step.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des mindestens einen chemischen Verfahrensschritts eine Oxidation, Säure-Base-Reaktion, Radikalreaktion, Hydrolysierung von MetallVerbindungen und/oder deren Umwandlung in Metalloxide, Hydroxide oder deren Mischformen abläuft.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that during the at least one chemical process step, an oxidation, acid-base reaction, free radical reaction, hydrolyzing of metal compounds and / or their conversion into metal oxides, hydroxides or their mixed forms expires.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem anfänglichen Erkennungsschritt die Art der Reststoffe erkannt wird und dass in dem mindestens einen chemischen Verfah- rensschritt die Reaktionsführung und/oder die schrittweise Zugabe der Additive Eigenschaften der erkannten Reststoffe, insbesondere deren Oxidations- /Reduktionsverhalten und/oder Säure-Base-Verhalten und/oder durch pH-Kontrolle, angepasst wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in an initial detection step, the type of residues is recognized and that in the at least one chemical process The reaction procedure and / or the stepwise addition of the additive properties of the recognized residues, in particular their oxidation / reduction behavior and / or acid-base behavior and / or by pH control, are adjusted.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen chemischen Verfahrensschritt durch die Reaktionsfüh- rung die Mineralisierung chemisch abgebauter Problemstoffe und deren Einbau in eine anorganische Matrix durch Fällungsprozesse bedingt wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the at least one chemical process step by the Reaktionsfüh- tion, the mineralization of chemically degraded problem substances and their incorporation into an inorganic matrix is caused by precipitation processes.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine inerte Substanz als einziges Produkt des Verfahrens, die risikofrei als Rohstoff wieder verwendet werden kann.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized by an inert substance as the only product of the process, which can be reused as a raw material without risk.
7. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, gekenn- zeichnet durch ein chemisch inertes, biologisch steriles und von seinem Erscheinungsbild her unbedenkliches Produkt, das als Rohstoff durch Zugabe von Zement, Bentonit, Kalk, Mörtelbinder, verschiedenen Klebstoffen, Harzbindemitteln und/oder sonstigen ze- mentartigen Bindemitteln für die Fertigung von Baustoffen eingesetzt wird.7. Process according to the preceding claim, characterized by a chemically inert, biologically sterile and harmless product of its appearance, which is used as raw material by adding cement, bentonite, lime, mortar binder, various adhesives, resin binders and / or other zeolites. mentartigen binders for the production of building materials is used.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen chemischen Verfahrensschritt Schwermetalle und andere Metallformen ausgelaugt und gelöst und in schwerlösliche Metalloxide oder Hydroxide umgewandelt werden.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that leached and dissolved in the at least one chemical process step heavy metals and other metal forms and converted into poorly soluble metal oxides or hydroxides.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung von leicht strahlungsbelastetem Abfall zwar herkunftsunabhängig und/oder mit gleichen Basis-Additiven und Prozessausrüstungen, aber getrennt von erkannt nicht strahlungsbelastetem Abfall durchgeführt wird, um das Risiko einer Kreuzkontaminierung der unverstrahlten Rückstände zu vermeiden.9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the treatment of slightly radiation-contaminated waste, regardless of origin and / or with the same basic additives and process equipment, but not recognized by recognized radiation-contaminated waste in order to avoid the risk of cross-contamination of the non-radiated residues.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Additiv ein Stoff- gemisch mit I2, Cu2SO4, MgSO4, MgO, Fe2O3 und/oder Cu2O verwendet wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a mixture with I 2 , Cu 2 SO 4 , MgSO 4 , MgO, Fe 2 O 3 and / or Cu 2 O is used as an additive.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausreagierte Material in eine Polymermatrix, insbesondere einen Polymerschaum, eingenommen und durch Druck in dieser verdichtet wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the reacted material in a polymer matrix, in particular a polymer foam, taken and compressed by pressure in this.
12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix ohne die Zugabe von Isocyanatverbindungen und/oder aus einem kostengünstigen Gemisch aus Wasser, Zucker und Alkohol (Propanol oder iso-Propanol , C3H7OH) sowie Polyol , insbesondere aus der Polyurethanherstellung, durch Aufschäumung expandierend gebildet wird.12. The method according to the preceding claim, characterized in that the matrix without the addition of isocyanate compounds and / or from a low-cost mixture of water, sugar and alcohol (propanol or iso-propanol, C 3 H 7 OH) and polyol, in particular from polyurethane production, is formed by foaming expanding.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine chemisch induzierte Mineralisierung und Ausfällungsreaktion unter Bildung amorpher oder einfacher kristalliner Feststoffe.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized by a chemically induced mineralization and precipitation reaction to form amorphous or simple crystalline solids.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft in der Umgebung des Verfahrens mittels Ozonisierung und/oder Ionisierung kontinuierlich regeneriert wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the air is continuously regenerated in the environment of the process by means of ozonization and / or ionization.
15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, da- durch gekennzeichnet, dass und verbrauchte Abluftrei- nigerflüssigkeit als Prozesswasserersatz in dem mindestens einen chemischen Verfahrensschritt recycelt wird. 15. Method according to the preceding claim, characterized in that and used exhaust air cleaner liquid is recycled as process water substitute in the at least one chemical process step.
6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche . 6. Plant for carrying out the method according to one of the preceding claims.
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