DE19803681A1 - Verfahren zur Aufbereitung von Reststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von organische Bestandteile enthaltenden Reststoffen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Vergärung der aufbereiteten Reststoffe dienen deren organische Bestandteile als Substrat für Organismen, die diese Bestandteile innerhalb eines Reaktionsraumes möglichst vollständig abbauen. In den Reststoffen können Störstoffe enthalten sein, die die biologische Aktivität der Organismen innerhalb des Reaktionsraumes nachteilig beeinflussen, zumindest aber keinen positiven Beitrag zu deren Vitalität liefern. Insbesondere sind Inertstoffe bei der Vergärung unerwünscht, da diese vom Reaktionsraum aufgenommen werden müssen. Das erforderliche Volumen für diesen Reaktionsraum ist größer als dies bei Abwesenheit der Störstoffe sein würde. Außerdem kann es innerhalb des Reaktionsraumes zu einer lokalen Aufkonzentrierung der Störstoffe, etwa zu einer Ansammlung der schweren Störstoffe im unteren Bereich des Gärbehälters kommen. Diese Aufkonzentrierung beeinträchtigt die innere Vermischung innerhalb des Gärbehälters, was zu einer lokalen Hemmung der bakteriellen Aktivität führen kann. Die Reaktionsgeschwindigkeit innerhalb des Gärbehälters kann dadurch beträchtlich abnehmen.

Aus den genannten Gründen werden die unerwünschte Störstoffe aus den Reststoffen abgetrennt, und nur die von den Störstoffen befreiten Reststoffe werden der Vergärung zugeführt. Eine derartige Abtrennung der Störstoffe erfolgt beispielsweise mittels naßgehender Trennapparate, etwa mittels eines Aufstromsortierers oder eines Schwertrübeabscheiders. Weiterhin ist aus der EP-B-639 108 ein Anmaischbehälter bekannt, in dem Reststoffe mit Hilfe eines Rührwerkes unter Zusatz von Wasser zu einer pumpfähigen, in den Vergärungsbehälter einzusetzenden Suspension vermischt werden. Nach einer bestimmten Rührdauer wird der Rührvorgang unterbrochen, wonach sich die Störstoffe absetzen oder aufschwimmen und abgetrennt werden können. Nachteilig an den bekannten Verfahren ist, daß zwischen einzelnen der zu trennenden Teilchen des zu behandelnden Reststoffstromes anziehende Kräfte herrschen können, die zu überwinden sind, wenn eine Separation erreicht werden soll. Hierzu dient z. B. der bekannte, mit einem Rührwerk versehene Anmaischbehälter, bei dem durch die Einbringung der Rührleistung die Separation unterstützt wird. Bei bestimmten Werten des Feststoffgehaltes der Reststoffsuspension ist eine Trennung derart erschwert, daß das Trennergebnis unzureichend ist. Eine unzureichende Trennung bedeutet, daß umsetzbare organische Bestandteile der zu behandelnden Reststoffe in den Störstoffaustrag geraten, andererseits aber auch Störstoffe in den Austrag für organisch umsetzbare Stoffe geraten, was zu einer Belastung des der Separation anschließenden biologischen Behandlungsstufe führt. Nachteilig ist ferner, daß der Anmaischbehälter ein beträchtliches Volumen aufweist und zudem über eine ungünstige Verweilzeitverteilung des Aufgabegutes verfügt. Teile der eingebrachten Reststoffe werden sehr bald nach ihrer Aufgabe aus dem Anmaischbehälter ausgeschleust, während andere Teile überproportional lange in dem Anmaischbehälter verbleiben. Nachteilig ist ebenfalls, daß es in dem Anmaischbehälter bereits zu biologischen Prozessen kommen kann, die sich nachteilig auf die Hygiene auswirken. Bei gerührten Apparaten kann es ferner zu unerwünschten und nur schwer handhabbaren Funktionsbeeinträchtigungen kommen, wenn faserige Bestandteile in den Reststoffen vorhanden sind, die sich um die Rührerwelle oder andere Rührorganteile legen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem gattungsgemäßen Verfahren die Separation der Störstoffe so zu gestalten, daß die Verweilzeit der Reststoffe in der Separationseinrichtung verkürzt wird, die Verweilzeitverteilung eingeengt wird sowie der apparative Aufwand und der Energiebedarf zur Durchführung des Verfahrens vermindert werden.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet nach dem Prinzip der an sich bekannten Setzmaschine, das erstmals auf die Aufbereitung von Reststoffen für eine anschließende Vergärung angewendet wurde. Die Gerinneströmung gewährleistet eine kontinuierliche Förderung der Reststoffe. Durch die überlagerte pulsierende Strömung werden die Haftkräfte zwischen den zu trennenden Teilchen überwunden. Die getrennten Teilchen vollziehen in der pulsierenden Gerinneströmung eine Dichteschichtung, bei der sich die schweren Teilchen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit im Bodenbereich der Gerinneströmung und die leichten Teilchen vermehrt an der Oberfläche dieser Strömung ansammeln. Durch eine geeignete Vorrichtung werden die Störstoffe abgetrennt, und die mengenmäßig bedeutendste, von den Störstoffen befreite Teilfraktion wird dem Gärbehälter zugeführt. Vorteilhaft an dieser Behandlungsmethode ist, daß der spezifische Energiebedarf gering ist, die Einwirkungsdauer und Verweilzeit kurz sind und eine in Hinblick auf die Prozeßführung des zu separierenden Gutes eine kontinuierliche Betriebsweise möglich ist. Der Wasseranteil des zu vergärenden Materials erweist sich bei der anschließenden Vergärung nicht als nachteilig.

In Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Gerinneströmungen hintereinander geschaltet, in denen jeweils Fraktionen unterschiedlicher Dichte abgetrennt werden. Die abgetrennten Störstoffe werden entwässert, wobei das abgetrennte Wasser erneut dem Behandlungsprozeß zugeführt wird. Vorteilhaft ist auch, daß als Prozeßwasser jegliche Wässer aus dem nachfolgenden Gärprozeß verwendet werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 in Verbindung mit

Fig. 2 ein Verfahrensschema zur Aufbereitung von Reststoffen und

Fig. 3 den Schnitt III-III nach Fig. 1.

Reststoffe, wie Abfälle oder Müll, die organische Bestandteile enthalten, werden in einem Silo 1 bereitgehalten. Über eine Austragsvorrichtung werden die Reststoffe dem Silo 1 entnommen und einem Brecher 2 zugeführt, in dem sie zerkleinert werden. Das bei der Zerkleinerung anfallende Überkorn wird in den Brecher 2 zurückgeführt.

Die zerkleinerten Reststoffe werden in einer Siebeinrichtung, vorzugsweise einem Trommelsieb 3, auf eine Maximalgröße von beispielsweise 50 mm abgesiebt. Der Siebdurchfall gelangt in eine Rinne 4, die mit Wasser als Fördermittel beaufschlagt ist. Der Querschnitt der Rinne 4 ist konisch ausgebildet und verjüngt sich nach unten, um auch bei zeitweise geringen anfallenden Mengen an Reststoffen eine Förderung aufrechtzuerhalten.

Aus der Rinne 4 werden die zerkleinerten und abgesiebten Reststoffe über eine Förderleitung 5 einer vorzugsweise mehrstufigen Behandlungseinrichtung 6 zugeführt. Jede der im vorliegenden Fall zwei Behandlungsstufen 7, 8 enthält eine an sich bekannte Setzmaschine 9, 10, die in der Zeichnung nur schematisch dargestellt ist. Die Setzmaschine 9, 10 besteht aus einem Gehäuse, das durch einen mit einer Vielzahl von Löchern oder Spalten versehenen Lochboden 11 in zwei übereinander liegende Kammern 12, 13 aufgeteilt ist. In die obere Kammer 12 werden über die Förderleitung 5 die mit Hilfe von Wasser geförderten Reststoffe eingespeist. Durch einen stetigen Strom von Wasser wird in der oberen Kammer 12 eine Gerinneströmung erzeugt, durch die die Reststoffe zu dem Austragsende der Setzmaschine 9, 10 gefördert werden. Reicht die mit den Reststoffen aus der Rinne 4 in die Setzmaschine 9, 10 eingebrachte Wassermenge zur Erzeugung dieser Gerinneströmung nicht aus, wird eine weitere Menge an Wasser als stetiger Strom in die obere Kammer 12 und/oder untere Kammer 13 eingespeist. Die Ausbildung der Gerinneströmung kann durch eine geneigte Anordnung des Lochbodens 11 unterstützt werden.

Dem stetigen Strom wird ein pulsierender Strom überlagert. Dieser pulsierende Strom besteht aus einer Vielzahl von Einzelströmen, die kurzzeitig von unten aus der unteren Kammer 13 durch die Löcher oder Spalten des Lochbodens 11 in die Gerinneströmung eintreten. Der pulsierende Strom wird dadurch erzeugt, daß aus der unteren Kammer 13 impulsartig eine bestimmte Menge Wasser verdrängt wird.

Die pulsierenden Einzelströmen dringen bis zu einer bestimmten Tiefe in die Gerinneströmung ein, ohne aus der Oberfläche der Gerinneströmung auszutreten. Die pulsierenden Einzelströme bewirken in der Gerinneströmung eine Verwirbelung, wodurch die Haftkräfte zwischen den Teilchen innerhalb der Gerinneströmung überwunden werden und sich eine Dichteschichtung ausbildet. Dadurch werden sich die schweren Teilchen im Bodenbereich ansammeln, während die leichteren Teilchen zur Oberfläche der Gerinneströmung aufsteigen.

Das Austragsende der Setzmaschine 9, ist so gestaltet, daß ein Unterlauf 14 und ein Oberlauf 15 abgezogen werden können. Der Unterlauf 14 enthält die schwereren und der Oberlauf 15 enthält die leichteren Bestandteile der Gerinneströmung. Der Unterlauf 14 aus der Setzmaschine 9 der ersten Behandlungsstufe 7 wird der Setzmaschine 10 der zweiten Behandlungsstufe 8 zugeführt. In der zweiten Behandlungsstufe 8 wird in der oben beschriebenen Weise ebenfalls eine Gerinneströmung aufrechterhalten, der ein pulsierender Strom überlagert wird. Es wird wiederum eine Dichteschichtung erzeugt, so daß ein Unterlauf 16 und ein Oberlauf 17 aus der Setzmaschine 10 der zweiten Behandlungsstufe 8 abgeführt werden können. Es ist ebenso möglich, den Oberlauf 15 der ersten Behandlungsstufe 7 in der zweiten Behandlungsstufe 8 nachzubehandeln. Wird eine schärfere Trennung angestrebt, so können sich an die zweite Behandlungsstufe 8 eine oder mehrere weitere gleichartige Behandlungsstufen anschließen.

Der Unterlauf 16 der zweiten Behandlungsstufe 8 enthält die schweren Bestandteile aus den Reststoffe, wie Inertstoffe, Metalle, Glasbruch, Steine und ähnliches, die bei einer Vergärung der organischen Bestandteile der Reststoffe störend wirken. Der Oberlauf 15 der ersten Behandlungsstufe 7 enthält die leichteren und schwimmfähigen Bestandteile, die ebenso wie die schweren Bestandteile bei der Vergärung der organischen Bestandteile der Reststoffe stören. Der Oberlauf 17 der zweiten Behandlungsstufe 8 enthält als Mittelgut die von den störenden Bestandteilen befreiten organischen Bestandteile der Reststoffe und bildet die mengenmäßig größte Fraktion. Dieses Material wird der Vergärung zugeführt. Die schweren und die leichten, bei der Vergärung störenden Bestandteile werden aus dem System entfernt. Diese Bestandteile werden möglichst einer Verwertung zugeführt, oder falls das nicht möglich ist, deponiert oder verbrannt.

Die Oberläufe 15, 17 der ersten und der zweiten Behandlungsstufe 7, 8 sowie der Unterlauf 16 der zweiten Behandlungsstufe 8 werden jeweils einer Entwässerung 18, 19, 20 zugeführt, die vorzugsweise als Band- oder Trommelsieb ausgebildet sind. Das abgetrennte Wasser wird über Leitungen 21, 22, 23 einem Sammelbehälter 24 zugeführt. An den Sammelbehälter 24 sind Zuführungsleitungen 25, 16, 27 angeschlossen, über die das Wasser den Setzmaschinen 9, 10 und der Rinne 4 zugeführt wird. Auf diese Weise wird das Wasser im Kreislauf genutzt. Wasserverluste werden durch Zusatz von Frischwassser ausgeglichen. Dem Sammelbehälter 24 kann auch das bei der Vergärung der organischen Bestandteile der Reststoffe anfallende Restwasser zugeführt werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Aufbereitung von organische Bestandteile enthaltenden Reststoffen, bei dem die Reststoffe vorzerkleinert und abgesiebt werden, mit Wasser in Kontakt gebracht und dabei von schweren und leichten Störstoffen befreit werden und die von Störstoffen befreiten Reststoffe einer Vergärung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reststoffe in einer Gerinneströmung mit einem stetigen Wasserstrom beaufschlagt werden, dem ein pulsierender Wasserstrom überlagert wird, der in Form einer Vielzahl von Einzelströmen geringer Eindringtiefe von unten in die Gerinneströmung eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Gerinneströmungen hintereinander geschaltet sind und daß in einer der Gerinneströmungen die schweren Störstoffe und in einer anderen Gerinneströmung die leichten Störstoffe von den Reststoffen abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Störstoffe entwässert werden und das abgetrennte Wasser in die Gerinneströmung zurückgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Vergärung abgetrennte Prozeßwasser der Gerinneströmung zugeführt wird.