RS64389B1 - Postupak za preradu otpada - Google Patents

Description

Opis

[0001] Predmetni pronalazak se uopšteno odnosi na oblast prerade otpada. Tačnije, pronalazak se odnosi na postupke efikasne prerade otpadnih materija, posebno opšteg kućnog, industrijskog i komercijalnog otpada, za ponovno iskorišćenje različitih reciklabilnih materijala i drugih korisnih proizvoda.

OSNOV PRONALASKA

[0002] Komercijalni i industrijski potrošači i potrošači iz stambenih objekata stvaraju velike količine otpada koji zahteva bezbedno i efikasno rukovanje i odlaganje. Državne i lokalne vlasti u mnogim delovima sveta postavljaju domaćinstvima stroge zahteve za recikliranje; uprkos tome, veliki deo otpada iz domaćinstava još uvek se šalje na deponije ili na spaljivanje, što za rezultat nema dobijanje novih proizvoda već propuštanje prilike za dobijanje vrednih proizvoda iz otpadne materije ili recikliranje otpada, što zauzvrat doprinosi iscrpljivanju oskudnih resursa. Pored toga, slanje otpada na deponiju nije najbolji način korišćenja raspoloživog zemljišta u svetu sa sve većim brojem stanovnika, sa sve većim zahtevima za hranom i mestima za stanovanje. Još jedan problem povezan sa korišćenjem deponija je time izazvano zagađivanje tla i vode. Spaljivanje može izazvati zagađenje vazduha, i takođe ne predstavlja najbolji način korišćenja raspoloživog zemljišta. Spaljivanjem takođe nastaju rezidue koje na kraju završavaju na deponiji.

[0003] Pored toga, iako domaćinstva u mnogim delovima sveta imaju obavezu da razdvajaju kućni otpad, na primer na: (i) nereciklabilne materijale, (ii) opasne materijale (kao što su baterije), (iii) prehrambeni otpad, (iv) vrtni otpad i (v) reciklabilne materijale (na primer papir, staklo, plastika i metal), veliki deo početnog razdvajanja ne obavi se pravilno (a ponekad se ne obavi uopšte) pa je u Postrojenju za razdvajanje materijala (Materials Recovery Facility, MRF) potrebno uložiti značajan napor da bi se opasni materijali uklonili i otpad razvrstao u odgovarajuće tokove. Međutim, mnoga MRF nisu podešena za efikasan rad sa tokovima izmešanog ili kontaminiranog otpada, što za rezultat ima da MRF odbijaju veliku količinu neispravno razvrstanog otpada. Rezultat ovoga može biti da se na deponiju ili spaljivanje šalje savršeno reciklabilni materijal.

[0004] Na raspolaganju su različiti postupci za tretiranje i ponovno iskorišćenje reciklabilnih materijala iz opšteg otpada, ali su ovi postupci često neefikasni, neki do te mere da ulazni troškovi potrebni za recikliranje prevazilaze cenu koja se postiže za izlazni reciklirani materijal, što recikliranje čini neatraktivnom ili ekonomski neodrživom opcijom. Zbog toga, dakle, i dalje postoji potreba za efikasnim postupcima za ponovno iskorišćenje reciklabilnog materijala i drugih korisnih proizvoda iz opšteg otpada. US 5100066A objavljuje poznato stanje tehnike.

[0005] Cilj predmetnog pronalaska je rešavanje gore pomenutih problema, obezbeđivanjem efikasnih i ekonomski održivih postupaka za preradu otpada, kako bi se omogućilo bolje ponovno iskorišćenje reciklabilnog materijala i drugih korisnih proizvoda i/ili omogućio povrat čistijih krajnjih proizvoda.

KRATAK OPIS PRONALASKA

[0006] Predmetni pronalazak obezbeđuje postupak za preradu mešanog otpada, koji uključuje korake:

a) razdvajanje pomenutog otpada u najmanje dve partije koje uključuju: (i) uglavnom prehrambeni otpad (fini otpaci) i (ii) uglavnom papir i drugi reciklabilni materijal (krupni otpaci);

b) pulpiranje pomenutih krupnih otpadaka; i

c) pranje pomenutih pulpiranih krupnih otpadaka da se dobije prva celulozom bogata biomasa; i

d) prerada pomenutog finog otpada termomehaničkim pulpiranjem i gustinskim razdvajanjem da se dobije druga celulozom bogata biomasa,

pri čemu pomenuta prva i druga celulozom bogata biomasa zajedno sadrže manje od oko 6% pepela ili manje od oko 7% pepela ili manje od oko 8% pepela ili manje od oko 9% pepela ili manje od oko 10% pepela i glukan : ksilan u odnosu od oko 5-8 : 1.

[0007] U ovom tekstu je takođe opisana, ali ne i zahtevana, celulozom bogata biomasa koja se može dobiti postupcima pronalaska, koja je čistija (na primer, po smanjenom sadržaju pepela), od celulozne biomase dobijene konvencionalnim postupcima prerade otpada kao što su postupci za recikliranje i/ili ponovno iskorišćenje (mešanog) otpada. Prinos celulozom bogate biomase, koji se može dobiti postupcima pronalaska, viši je od onog koji se može dobiti konvencionalnim postupcima prerade otpada, kao što su postupci za recikliranje i/ili ponovno iskorišćenje (mešanog) otpada.

[0008] U ovom tekstu je takođe opisana, ali ne i zahtevana, do sada nepoznata celulozom bogata biomasa koja sadrži manje od oko 6% ili manje od oko 7% ili manje od oko 8% ili manje od oko 9% ili manje od oko 10% pepela (u odnosu na sadržaj pepela celulozom bogate biomase koja se može dobiti konvencionalnim postupcima prerade otpada kao što su postupci za recikliranje i/ili ponovno iskorišćenje (mešanog) otpada, na primer recikliranje papira i kartona) i glukan : ksilan u odnosu od oko 5-8 : 1.

[0009] U ovom tekstu su takođe opisane, ali ne i zahtevane, različite upotrebe celulozom bogate biomase pronalaska i različite upotrebe drugih sporednih proizvoda postupaka pronalaska.

DETALAJN OPIS

[0010] Prema predmetnom pronalasku, obezbeđen je postupak za preradu mešanog otpada koji uključuje korake:

a) razdvajanje pomenutog otpada u najmanje dve partije koje uključuju: (i) uglavnom prehrambeni otpad (fini otpaci) i (ii) uglavnom papir i drugi reciklabilni materijal (krupni otpaci);

b) pulpiranje pomenutih krupnih otpadaka; i

c) pranje pomenutih pulpiranih krupnih otpadaka da se dobije prva celulozom bogata biomasa; i

c) prerada pomenutog finog otpada termomehaničkim pulpiranjem i gustinskim razdvajanjem da se dobije druga celulozom bogata biomasa,

pri čemu pomenuta prva i druga celulozom bogata biomasa zajedno sadrže manje od oko 6% pepela ili manje od oko 7% pepela ili manje od oko 8% pepela ili manje od oko 9% pepela ili manje od oko 10% pepela, i glukan : ksilan u odnosu od oko 5-8 : 1.

[0011] Gore pomenuti postupak nije samo postupak za preradu mešanog otpada nego i postupak za dobijanje celulozom bogate biomase, koji omogućava ponovno iskorišćenje celulozom bogate biomase i/ili čistije celulozom bogate biomase sa većim prinosom nego što se može dobiti konvencionalnim postupcima prerade otpada, na primer procesom za recikliranje i/ili ponovno iskorišćenje (mešanog) otpada.

[0012] Postupak prema pronalasku pogodan je za preradu mešanog otpada, poželjno čvrstog komunalnog otpada (municipal solid waste) ili MSW, tj. tipičnog otpada nastalog u domaćinstvima i komercijalnim objektima kao što su kancelarije, škole, skladišta, restorani, maloprodajni objekti, svakog bezopasnog industrijskog otpada i rezidua iz drugih aktivnosti recikliranja otpada, na primer škart iz MRF. Tipični MSW uključuje bilo koje od sledećeg: papir, karton, plastika, metal, staklo, baterije, uređaji, tekstil, guma, drvo, baštenski i prehrambeni otpad. Izrazi ’mešani otpad’, ’opšti otpad’, ’otpad iz domaćinstva’, ’otpad’, ’čvrsti komunalni otpad’ i ’MSW’ koriste se u ovom tekstu naizmenično da označe bilo koja dva ili više, tri ili više, četiri ili više, pet ili više, šest ili više od sledećeg: papir, karton, plastika, metal, baterije, uređaji, staklo, tekstil, guma, drvo, baštenski i prehrambeni otpad.

Prethodno razvrstavanje

[0013] Prema jednom primeru izvođenja pronalaska, pre koraka razdvajanja finih otpadaka od krupnih otpadaka (korak (a) postupka), postoji opcioni korak prethodnog razvrstavanja u kojem se mešani otpad razvrstava kako bi se uklonili svi opasni predmeti ili predmeti nepogodni za preradu kao što su predmeti suviše krupni za dalju preradu, građevinski materijal, nameštaj, električni uređaji, tekstil, tepisi i mrtve životinje. Korak prethodnog razvrstavanja služi za značajno uklanjanje svih predmeta koji imaju malu ili nikakvu reciklirajuću vrednost u postupcima pronalaska ili koji bi mogli oštetiti opremu. Korak prethodnog razvrstavanja može se sprovesti ručnim izdvajanjem nepogodnih predmeta, bilo direktno sa odlagališta ili stavljanjem predmeta na pokretnu traku i ručnim odabirom tih predmeta i/ili eventualno pomoću optičkog uređaja za razvrstavanje ili slično.

[0014] Prema tome, prema postupcima pronalaska, obezbeđen je opcioni korak prethodnog razvrstavanja, koji prethodi koraku a) razdvajanja finih otpadaka od krupnih otpadaka. Ukoliko nema značajne količine neodgovarajućih predmeta u mešanom otpadu, onda prethodno razvrstavanje nije potrebno da bi moglo da počne razdvajanje finih otpadaka od krupnih otpadaka.

Primarno razvrstavanje MSW za dobijanje finih otpadaka i krupnih otpadaka

[0015] Prvi korak, korak (a), u postupku pronalaska (ako nije potreban korak prethodnog razvrstavanja) uključuje razdvajanje dolaznog MSW u ’fine otpatke’ i ’krupne otpatke’. U ovom tekstu, pozivanje na ’fine otpatke’ koristi se za označavanje uglavnom prehrambenih otpadaka koji sadrže druge sitnije komponente, na primer staklo, krupan pesak, plastiku i papir. U ovom tekstu, pozivanje na 'krupne otpatke' koristi se za označavanje otpada koji uključuje uglavnom plastiku, metal, papir i karton.

[0016] Razdvajanje finih otpadaka od krupnih otpadaka može se obaviti propuštanjem dolazećeg otpada kroz bubanj ili slično (tj. bilo koji tip sita ili drugog aparata koji omogućava razdvajanje materijala na osnovu veličine). Jedan ili više bubnjeva ili slično, mogu se koristiti u zavisnosti od, na primer, prirode i veličine dolaznog otpada. Na primer, krupni otpaci mogu da se propuste kroz prvi bubanj ili drugo sito ili aparat sa veličinom otvora između oko 300 do 500 mm i zatim kroz drugi bubanj sa, na primer, veličinom otvora između oko 50 do 150 mm. Alternativno, u postupcima pronalaska može se koristiti bilo koje prosejavanje, postavka ili aranžman za preradu agregata, koje omogućava dobijanje finih otpadaka prečnika manjeg od oko 200 mm.

[0017] U konvencionalnim postupcima za ponovno iskorišćenje otpada, često se fini otpaci ne razdvajaju od krupnih otpadaka; ili, ako i postoji takvo razdvajanje, fini otpaci se tipično kompostiraju ili koriste u anaerobnoj digestiji i dalje se obrađuju samo krupni otpaci. Međutim, ovi netretirani, kontaminirani fini otpaci mogu predstavljati problem jer su pogodni (posle odgovarajućeg stabilisanja) samo za prosipanje na braunfild lokacijama (brownfield site). Pogodno, prema postupcima pronalaska, razdvajanje finih otpadaka od krupnih otpadaka i njihova zasebna prerada omogućavaju maksimalno ponovno iskorišćenje reciklabilnih materijala i dobijanje celulozom bogate biomase i drugih korisnih proizvoda iz MSW sa većim prinosom, uz minimalnu količinu otpada koji će se poslati na deponiju ili spaljivanje.

Prerada krupnih otpadaka

[0018] Pre otpočinjanja prerade krupnih otpadaka, poželjno je ukloniti sav tekstilni materijal koji može biti prisutan u tokovima krupnih otpadaka; ovo se može obaviti kao dodatak ili umesto uklanjanja tekstila u koraku prethodnog razvrstavanja. Tekstil može predstavljati poseban problem jer ima tendenciju da se zakači za mašinu ili da se umota oko delova mašine i drugih materijala koji treba da se recikliraju. Ovo može oštetiti opremu i ometati efikasno recikliranje drugih proizvoda. Prerada krupnih otpadaka uključuje dodavanje vode i, s obzirom na to da je tekstil apsorbujući materijal, uklanjanje većine tekstila omogućava postizanje uštede vode i goriva, čime se povećava ukupna efikasnost procesa.

[0019] Tekstil se može ukloniti stavljanjem krupnih otpadaka, na primer, na pokretnu traku i izdvajanjem tekstila ručno ili uz pomoć optičkog uređaja za razvrstavanje ili slično. Preuzeti tekstil može zatim zasebno da se reciklira.

[0020] Prema tome, prema postupcima pronalaska, obezbeđen je opcioni korak uklanjanja tekstilnog materijala iz krupnih otpadaka, pre početka pulpiranja krupnih otpadaka u koraku b).

[0021] Prema alternativnom primeru izvođenja pronalaska, neobrađeni fini otpaci mogu da se kombinuju sa krupnim otpacima koji ne sadrže tekstil, za kombinovanu preradu finih otpadaka i krupnih otpadaka.

[0022] Krupni otpaci koji suštinski ne sadrže tekstil uključuju mešavinu papira, kartona, plastičnog filma, plastičnih kontejnera i metalnih kontejnera, koji su svi kontaminirani prehrambenim otpadom i drugim sitnim kontaminantima. Prvi korak u preradi (’pulpiranje’) krupnih otpadaka koji suštinski ne sadrže tekstil (opciono zajedno sa neobrađenim finim otpacima) uključuje dezintegraciju papirnih i kartonskih komponenti krupnih otpadaka da bi se proizvela pulpa. Kada se papir i karton pulpiraju, može se lakše izvršiti povrat reciklabilnih materijala kao što su plastični film i plastični i metalni kontejneri. Prerada krupnih otpadaka, prema tome, uključuje razgradnju (ili 'pulpiranje') krupnih otpadaka da bi se dobile bar tri partije koje uključuju: (i) pulpu (ovde označenu i kao ’pulpu biomase’), poželjno sa konzistencijom papir-maše tipa; (ii) druge reciklabilne materijale; i (iii) prljavu vodu od pranja.

[0023] Prerada krupnih otpadaka može se izvesti na bilo koji način i uz korišćenje bilo kojeg aparata koji omogućava razgradnju ili pulpiranje krupnih otpadaka za dobijanje najmanje tri partije koje uključuju: (i) pulpu; (ii) druge reciklabilne materijale; i (iii) prljavu vodu od pranja.

[0024] Pogodno, svaka od tri gore pomenute komponente može se koristiti direktno ili se može koristiti indirektno za nastajanje dodatnih proizvoda. Na primer, pulpa može da se opere (vidi kasnije u ovom tekstu) da bi se izvršio povrat celulozom bogate biomase koja se može koristiti u enzimskoj hidrolizi i zatim upotrebiti za proizvodnju biogasa, ili za različite druge krajnje upotrebe. Reciklabilni materijali mogu da se recikliraju i ponovo koriste. Prljava voda od pranja može, na primer, da se vrati i ponovo koristi u drugim delovima postupka ili može da se koristi u anaerobnoj digestiji za proizvodnju biogasa ili može da se usmeri u tunel za pranje kako bi došlo do povećanja ponovno iskoristljive celuloze i konačnog prinosa biogasa.

[0025] Krupni otpaci mogu da se obrađuju u svakom aparatu koji omogućava razgradnju krupnih otpadak da bi se dobile najmanje tri partije koje uključuju: (i) pulpu; (ii) druge reciklabilne materijale i prljavu vodu od pranja. Primeri takvih aparata uključuju bubanj za pulpiranje ili druge pogodne uređaje za pulpiranje, autoklav, rotirajući bubanj ili slično, ili bilo koji drugi aparat koji omogućava razgradnju krupnih otpadaka tako da se omogući izdvajanje drugih reciklabilnih materijala i prljave vode od pranja.

[0026] Na primer, prerada, razgradnja ili pulpiranje krupnih otpadaka mogu se vršiti bilo kojim od sledećih dejstava ili njihovom kombinacijom: hidromehanički, termomehanički i hidrotermički. Izrazi ’hidromehanički’, ’termomehanički’, ’hidrotermički’ su kako je definisano u ovom tekstu, ali posebno u vezi sa krupnim otpacima, označavaju svaki aparat ili kombinaciju aparata koji koriste dejstva bazirana na vodi i/ili mehanički bazirana dejstva kako bi se dobila pulpa biomase, poželjno sa konzistencijom papir-maše tipa (uz omogućavanje ponovnog iskorišćenja drugih reciklabilnih materijala i prljave vode od pranja).

[0027] Izrazi ’prerada’, ’razgradnja’ i ’pulpiranje’ su kako je definisano u ovom tekstu i ponovo, posebno u vezi sa krupnim otpacima, označavaju konverziju bar dela krupnih otpadaka (kako je definisano u ovom tekstu) u pulpu biomase, poželjno sa konzistencijom papir-maše tipa (uz omogućavanje ponovnog iskorišćenja drugih reciklabilnih materijala i prljave vode od pranja).

[0028] Korak b) postupka pronalaska: ’pulpiranje krupnih otpadaka’, prema tome uključuje ’pulpiranje krupnih otpadaka’ za dobijanje najmanje tri partije koje uključuju: (i) pulpu; (ii) druge reciklabilne materijale i prljavu vodu od pranja.

[0029] Krupni otpaci koji suštinski ne sadrže tekstil mogu se uvesti u prvi deo bubnja za pulpiranje (ili bilo kojeg drugog aparata pogodnog za razgradnju krupnih otpadaka) gde se voda, sa temperaturom u rasponu od ambijentalne do oko 130°C (na primer, u rasponu od oko 20°C do oko 25°C; ili u rasponu od oko 25°C do oko 30°C; ili u rasponu od oko 30°C do oko 35°C; ili u rasponu od oko 35°C do oko 40°C; ili u rasponu od oko 40°C do oko 45°C; ili u rasponu od oko 45°C do oko 50°C; ili u rasponu od oko 50°C do oko 55°C; ili u rasponu od oko 55°C do oko 60°C; ili u rasponu od oko 60°C do oko 65°C; ili u rasponu od oko 65°C do oko 70°C; ili u rasponu od oko 70°C do oko 75°C; ili u rasponu od oko 75°C do oko 80°C; ili u rasponu od oko 80°C do oko 85°C; ili u rasponu od oko 85°C do oko 90°C; ili u rasponu od oko 90°C do oko 95°C; ili u rasponu od oko 95°C do oko 100°C; ili u rasponu od oko 105°C do oko 110°C; u rasponu od oko 110°C do oko 115°C; ili u rasponu od oko 115°C do oko 120°C; u rasponu od oko 120°C do oko 125°C; ili u rasponu od oko 125°C do oko 130°C), dodaje u bubanj i/ili se dodaje krupnim otpacima, u količini u rasponu poželjno između oko 0 - 250% / težini krupnih otpadaka (na primer, oko 0%, do oko 50%, do oko 100%, do oko 150%, do oko 200%, do oko 250% / težini krupnih otpadaka). Korišćena temperatura vode i zapremina vode mogu se podešavati u zavisnosti od određenog sastava krupnih otpadaka i ovo efikasno upravljanje utroškom vode i toplotom/gorivom doprineće ukupnoj efikasnosti postupka. Materijal u bubnju za pulpiranje ili drugom pogodnom aparatu može se zatim kretati duž drugog dela bubnja ili drugog aparata koji deluje kao bubanj, pri čemu se od komponenti pulpe biomase izdvajaju reciklabilni materijali kao što su plastični film i kontejneri. Komponenta pulpe biomase može se dalje pretraživati i razdvajati po veličini pre nego što se nastavi sa preradom.

[0030] Pogodno, postupak pronalaska se izvodi u kontinuiranim partijama, što znači da kako se jedno punjenje materijala kreće od prvog dela bubnja za pulpiranje do drugog (ili se kreće duž drugog pogodnog aparata), zamenjuje ga novo punjenje, tako da se obrađuje ravnomeran tok krupnih otpadaka koji suštinski ne sadrže tekstil.

[0031] Prema alternativnom primeru izvođenja predmetnog pronalaska, umesto korišćenja bubnja za pulpiranje, krupni otpaci koji suštinski ne sadrže tekstil mogu da se prerade pulpiranjem u autoklavu, na primer, posle čega sledi propuštanje materijala kroz sito ili bubanj da bi se razdvojila pulpa biomase od bilo kojeg reciklabilnog materijala. Međutim, ovaj postupak ima taj nedostak što je šaržni postupak, a ne kontinuirani, što ga čini manje efikasnim zbog većih zahteva za energijom i ljudskom snagom.

Sekundarno ili dodatno razvrstavanje pulpiranih krupnih otpadaka

[0032] Kako je opisano ranije u ovom tekstu, korak pulpiranja krupnih otpadaka (korak b)) za rezultat ima najmanje tri partije, uključujući: (i) pulpu, poželjno sa konzistencijom papir-maše tipa; (ii) druge reciklabilne materijale (obično kao povrat iz bilo kojeg nepulpiranog materijala); i (iii) prljavu vodu od pranja.

[0033] Posle pulpiranja, reciklabilni materijali (komponenta (ii) ’drugi reciklabilni materijali’) uklanjaju se iz materijala koji izlazi iz bubnja za pulpiranje ili drugog pogodnog aparata. Povrat ovih reciklabilnih materijala se tipično vrši iz bilo kojeg nepulpiranog materijala. Uklanjanjem plastičnog filma i kontejnera u ovoj fazi oslobađa se kapacitet nishodne opreme, čime se postupak čini energetski efikasnijim jer se izvori energije koriste samo kada je to potrebno. Pored toga, uklanjanje plastičnog filma u ovoj fazi omogućava bolji i čistiji povrat krutih reciklabilnih materijala, na primer krutih plastičnih kontejnera i metalnih kontejnera (gvozdenih i negvozdenih). Plastični film može da se ukloni propuštanjem pulpiranih krupnih otpadaka (izlaz iz uređaja za pulpiranje ili drugog aparata) kroz vakuumski bubanj za razdvajanje ili slično koji podiže i uklanja laki film, ostavljajući teže kontejnere. Plastični film može alternativno da se ukloni na pokretnoj traci ručno i/ili pomoću razvrstavanja vakuumskim uređajem i vazduhom.

[0034] Reciklabilni materijali kao što su kontejneri mogu da se razvrstaju korišćenjem automatskog optičkog uređaja za razvrstavanje, koji može da razdvaja krute kontejnere prema tipu polimera. Magneti postavljeni iznad trake mogu se koristiti za razdvajanje i povrat kontejnera od čelika i drugog materijala koji sadrži gvožđe, a uređaji za razdvajanje sa vrtložnim strujanjem mogu se koristiti za izdvajanje i povrat kontejnera od aluminijuma i drugih negvozdenih materijala.

[0035] Svaki nepulpirani materijal, na primer, papir ili karton, koji se nađe među reciklabilnim materijalom na ovom stupnju, može se izdvojiti ručno ili automatski i vratiti u dotok krupnih otpadaka koji suštinski ne sadrže tekstil, za (ponovno) pulpiranje. Svi rezidualni otpaci (tj. sve što nije ni pulpa, ni reciklabilna prljava voda od pranja) mogu u ovoj fazi da se odbace i odlože na deponiju. Pogodno, takvih rezidualnih otpadaka koje treba odložiti na deponiju manje je nego u konvencionalnim postupcima za recikliranje otpada.

[0036] Posle uklanjanja reciklabilnih materijala iz pulpiranih krupnih otpadaka, može da se upotrebi opcioni korak usitnjavanja. Ovo uključuje usitnjavanje svakog nepulpiranog materijala iz obrađenih krupnih otpadaka, bez reciklabilnih materijala, u konvencionalnom uređaju za usitnjavanje, i opciono vraćanje usitnjene mešavine u uređaj za pulpiranje ili drugi aparat tako da se maksimalno povišava povrat korisnih proizvoda. Usitnjeni ili izdrobljeni materijal može da se doda finim otpacima i/ili krupnim otpacima radi ponovnog pulpiranja. Korak usitnjavanja omogućava da predmeti zatvoreni u plastične vreće (na primer pelene ili drugi sanitarni proizvodi), koji inače ne bi bili na odgovarajući način dostupni za pulpiranje, postanu dostupniji za pulpiranje. Pogodno, usitnjavanje povećava površinu materijala koji će se obrađivati, što sa svoje strane maksimalno povišava krajnji prinos vrednih materijala, na primer pulpe (i celuloze od nje).

[0037] Prema tome, prema postupcima pronalaska, obezbeđen je opcioni korak usitnjavanja čitavog ili dela izlaza (pulpiranih krupnih otpadaka, nepulpiranih krupnih otpadaka, reciklabilnih materijala itd.), poželjno samo nepulpiranih krupnih otpadaka, posle koraka pulpiranja b) i pre koraka pranja c). Opciono, usitnjeni krupni otpaci se ponovo pulpiraju pre koraka ispiranja c).

[0038] Nasuprot postupcima pronalaska, konvencionalni postupci prerade otpada mogu koristiti suvo razvrstavanje za razdvajanje reciklabilnih materijala, na primer plastičnog filma i kontejnera, od papira i kartona, ali to zahteva dodatni ljudski rad i vrši povrat neopranog, kontaminiranog reciklabilnog materijala. Pogodno, plastični film i kontejneri i drugi reciklabilni materijal, povraćeni iz obrađenih krupnih otpadaka (pulpiranih ili nepulpiranih), proizvedeni postupcima pronalaska, relativno su čisti i u boljem stanju za dodatno recikliranje ili ponovnu upotrebu. Ponovno iskorišćenje celuloze takođe se na taj način povećava u poređenju sa konvencionalnim postupcima prerade otpada, a može se i dodatno povećati uklanjanjem oznaka sa konzervi i flaša, razdvajanjem tetrapaka i plastičnih čaša za kafu, što je korak koji se ne izvodi u konvencionalnim MFR.

Pranje pulpiranih krupnih otpadaka

[0039] Pulpirani krupni otpaci (tačnije ’pulpa’ koja suštinski ne sadrži plastični film, plastične i metalne kontejnere i druge reciklabilne materijale) se zatim pere. Cilj koraka pranja je uklanjanje sveg prehrambenog otpada, organskih i neorganskih kontaminanata rastvorljivih u vodi i svih drugih čvrstih otpadaka iz pulpe biomase, da bi se obezbedili krajnji proizvodi, posebno celulozom bogata biomasa, koji su čistiji nego oni koji se mogu dobiti konvencionalnim postupcima, kao što su MRF i MBT (mechanical biological treatment, mehanički biološki tretman). Konvencionalni surfaktanti (uključujući surfaktante biološkog porekla) i/ili enzimi i/ili katalizatori i/ili aditivi i/ili bilo koja druga pogodna sredstva takođe se mogu koristiti u procesu pranja, kako bi se optimizovalo pranje i dobio još čistiji krajnji proizvod.

[0040] Pulpirani krupni otpaci (posebno ’pulpna’ komponenta) mogu putovati duž pokretne trake do sistema za pranje da bi se omogućilo da se postupak odvija na automatizovani način uz minimalno korišćenje ljudske snage. Trake za merenje težine takođe se mogu koristiti za kontrolu stope i količine pulpiranih krupnih otpadaka (pulpe) koji se dovode u sistem za pranje. Sistem za pranje je pogodno kontinuirani postupak u partijama, što znači da dok se jedno punjenje materijala pomera duž sistema za pranje, novo punjenje ga zamjenjuje, tako da u sistem kontinuirano ulazi stabilan tok pulpiranog materijala.

[0041] Sistem za pranje može uključivati konvencionalnu opremu za pranje pulpe biomase, opciono uz mehaničko odvodnjavanje (na primer korišćenjem filter-prese ili centrifuge), po potrebi.

[0042] Sistem za pranje može uključivati pranje pulpiranih krupnih otpadaka (uglavnom pulpna komponenta) u rotirajućem bubnju za pranje ili tunelu ili slično. Bubanj za pranje služi za čišćenje materijala i razdvajanje materijala prema veličini. Poželjno, materijal se razdvaja u najmanje dve frakcije: jednu frakciju sa prečnikom većim od oko 10 mm i drugu sa prečnikom manjim od oko 10 mm. Manja frakcija može da se pere, odvodnjava i dalje obrađuje kako bi se izvršio povrat organske materije kao što je celuloza. Svaki pesak, krupan pesak ili šljunak u sitnijoj ili krupnijoj frakciji može se povratiti i reciklirati kao agregat. Prljava voda od pranja može se preraditi kako bi se uklonio mulj, pomoću filtera, koagulanata, flokulanata ili slično. Prljava voda od pranja, posle uklanjanja mulja ili drugih čestica, može ponovo da se koristi u drugim fazama postupka.

[0043] Prema alternativnom primeru izvođenja pronalaska, sistem za pranje može uključivati pranje pulpiranih krupnih otpadaka (posebno ’pulpne’ komponente) u tunelu za pranje. Tunel za pranje može se sastojati od više korpi ili odeljaka poređanih u nizu (ili bilo kojoj drugoj pogodnoj konfiguraciji). Jedna ili više korpi mogu sadržati korito i mogu se postaviti tako da se ljuljaju sa jedne na drugu stranu kako bi se mešanjem sadržaja potpomogao proces pranja i dalje razgradnje materijala. Unutrašnja površina nekih ili svih korpi može sadržati površinu sa žlebovima ili slično da bi se potpomoglo mešanje i čišćenje sadržaja. Jedna ili više korpi se takođe mogu postaviti tako da se okreću, kako bi sadržaj jedne korpe mogao da se prespe u drugu korpu. Jedna ili više korpi mogu sadržati otvore ili perforacije kako bi se omogućilo oticanje vode i/ili pulpe i/ili kontaminanata u tunel za pranje, u zavisnosti od uslova. Na primer, jedna ili više korpi mogu se postaviti tako da se omogući uklanjanje većih komada (približno >10 mm) neceluloznog materijala (na primer plastika, staklo i prehrambeni otpad) iz pulpe. To se može postići korišćenjem korpi sa relativno velikim otvorima, koje su raspoređene tako da se ljuljaju sa jedne na drugu stranu poprečno u odnosu na protok vode, omogućavajući pulpi da otiče kroz otvore u vodu, dok se veći kontaminanti zadržavaju unutar korpe. Jedna ili više korpi mogu biti postavljene tako da se omogući 'odvodnjavanje' da može da se ukloni kontaminirana voda, što se može postići tako što se korpa(-e) ljuljaju sa jedne na drugu stranu da bi se potpomoglo odvođenje kontaminirane vode i zadržavanje oprane pulpe.

[0044] Korpe mogu da se kontrolišu da bi se ljuljale ili okretale u unapred određenim intervalima. Korpe mogu da se postave tako da se okreću u jednom smeru (jednosmerno) ili napred-nazad (dvosmerno ili oscilirajuće).

[0045] Tunel za pranje može sadržati najmanje 2 korpe ili 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ili više. Pored toga, različite korpe u tunelu za pranje mogu biti uključene u različite aspekte postupka pranja. Na primer, jedna ili više korpi mogu biti namenjene za pranje (za ove korpe se kaže da su u 'zoni pranja' tunela za pranje). Jedna ili više korpi mogu biti namenjene za odvodnjavanje (za ove korpe se kaže da su u 'zoni odvodnjavanja' tunela za pranje). Jedna ili više korpi mogu biti namenjene ekstrakciji (za ove korpe se kaže da su u 'zoni ekstrakcije' tunela za pranje).

[0046] Zbog efikasnosti i ekonomičnosti, čista voda se ne uvodi u svaku korpu, a prljava voda koja dolazi iz jedne korpe, na primer, iz zone odvodnjavanja ili ekstrakcije, može se reciklirati u drugu odgovarajuću korpu, na primer, u zoni pranja ili u nekom drugom delu celog postupka.

[0047] Pogodno, postupci pronalaska svode upotrebu vode na najmanju moguću meru, što zauzvrat smanjuje operativne troškove i troškove prerade rezidualne kontaminirane vode. Ušteda vode ostvaruje se upotrebom kontratoka vode od 'čistog' kraja sistema za pranje do 'prljavog' kraja sistema za pranje ili recikliranjem vode unutar postupka u celini.

[0048] Sistem za pranje (bez obzira na to da li je reč o rotirajućem bubnju za pranje, tunelu za pranje ili drugom sistemu za pranje) može koristiti rezervoar za taloženje stakla i/ili hidrociklon za krupni pesak, za uklanjanje malih komada (približno <10 mm) neceluloznog materijala (plastika, staklo, guste čestice i prehrambeni otpad) ili neorganskog materijala iz pulpe, pri čemu 'organski', kako se ovde koristi, označava svaki materijal biljnog ili životinjskog porekla na bazi ugljenika. Staklo i krupni pesak mogu predstavljati poseban problem jer mogu erodirati rotirajuću opremu. U rezervoaru za taloženje, gravitacija dovodi do taloženja tvrdih i/ili gustih čestica (prečnika do oko 5 mm) iz pulpe na dno rezervoara. Hidrociklon koristi centrifugalnu silu za razdvajanje tvrdih i/ili gustih čestica prečnika većeg od oko 1 mm i gustine veće od gustine vode, iz pulpe. Uklonjene tvrde i/ili guste čestice mogu se reciklirati kao agregat.

[0049] Posle uklanjanja krupnog peska i drugih gustih i/ili tvrdih čestica u rezervoaru za taloženje i/ili hidrociklonu, može biti potrebno odvodnjavanje pulpe bez krupnog peska kako bi se uklonila sva potencijalno kontaminirana voda. To se može postići upotrebom zgušnjivača pulpe i prese za odvodnjavanje, na primer nagnutog sita i/ili vijčane prese. Presa za odvodnjavanje (na primer, nagnuto sito) poboljšava konzistenciju pulpe posle tretmana u hidrociklonu, čineći je pogodnijom za vijčanu presu.

[0050] Pogodno, postoje najmanje dva korisna krajnja proizvoda koja su rezultat koraka pranja (posebno pranja pulpe): (i) celulozom bogata biomasa; i (ii) tok neorganskog suštinski čvrstog materijala. Proces pranja takođe za rezultat ima tok korisne otpadne vode bogate organskim materijama, koja se može reciklirati (opciono posle tretmana, na primer biološkog tretmana) pre recikliranja u glavnom postupku, na primer u pulpiranju krupnih otpadaka.

[0051] Pogodno, 'čista' celulozom bogata biomasa koja se može dobiti postupcima pronalaska pogodnija je za enzimsku hidrolizu, konverziju u sintezni gas (singas) i druge upotrebe, na primer proizvodnju papira, oblikovanje pulpe, celuloznu izolaciju, proizvode za hortikulturu i zamene za treset, SMA vlakna i modifikatore viskoznosti, nego 'prljavija' celuloza koja se može dobiti konvencionalnim postupcima tretmana mešanog otpada.

[0052] Pogodno, tok neorganskog suštinski čvrstog materijala, koji sadrži uglavnom plastiku, metal i sitne tekstilne materijale, prečnika približno >20 mm, ili prečnika >15 mm, ili prečnika >10 mm ili prečnika >5 mm ili prečnika >1 mm, može se koristiti za dodatni povrat reciklabilnih materijala pre termičkog sagorevanja, ili za konverziju u singas, za proizvodnju energije koja može pogodno da se koristi i za snabdevanje postupka toplotom i energijom.

Prerada finih otpadaka

[0053] Fini otpaci dobijeni posle primarnog razvrstavanja obrađuju se drugačije nego krupni otpaci. Fini otpaci sadrže uglavnom prehrambene otpatke, staklo i krupni pesak. Staklo i krupni pesak mogu oštetiti opremu i zbog toga je potrebno bezbedno i efikasno ih ukloniti iz finih otpadaka, uz najveći mogući povrat korisnih proizvoda, na primer celulozne pulpe.

[0054] Fini otpaci se obrađuju termomehaničkim pulpiranjem u autoklavu na temperaturama između oko 70°C-130°C, 80°C-130°C, 90°C-130°C, 100°C-130°C ili 100°C-125°C, u trajanju između oko 15-60 minuta. Finim otpacima se opciono može dodati voda u količini u rasponu od oko 0 - 100% / težini finih otpadaka. Prema jednom primeru izvođenja pronalaska, temperatura može biti oko 70°C ili oko 75°C ili oko 80°C ili oko 85°C ili oko 90°C ili oko 95°C ili oko 100°C ili oko 105°C ili oko 110°C ili oko 115°C ili oko 120°C ili oko 125°C ili oko 130°C ili više. Fini otpaci mogu da se termomehanički pulpiraju oko 15 minuta ili oko 20 minuta ili oko 25 minuta ili oko 30 minuta ili oko 35 minuta ili oko 40 minuta ili oko 45 minuta ili oko 50 minuta ili oko 55 minuta ili oko 60 minuta ili duže. Finim otpacima koji će se termomehanički pulpirati voda može opciono da se doda u količini od oko 10% / težini finih otpadaka ili oko 20% / težini finih otpadaka ili oko 30% / težini finih otpadaka ili oko 40% / težini finih otpadaka ili oko 50% / težini finih otpadaka ili oko 60% / težini finih otpadaka ili oko 70% / težini finih otpadaka ili oko 80% / težini finih otpadaka ili oko 90% / težini finih otpadaka ili oko 100% / težini finih otpadaka ili više.

[0055] Pogodno, gore pomenuti parametri temperature, vremena i sadržaja vode osiguravaju odgovarajuću razgradnju i značajnu sterilizaciju prehrambenih materija, uz izbegavanje skupljanja ili topljenja svakog plastičnog materijala, čime se izbegava oštećenje opreme i suboptimalno ponovno iskorišćenje korisnih proizvoda. Termomehaničko pulpiranje, na primer, doprinosi da se izbegne proizvodnja potencijalno štetnih isparljivih organskih materija, čime se izbegavaju troškovi povezani sa zapošljavanjem stručnog osoblja i izvođenjem postupka uz korišćenje specijalne opreme i dodatnih mera bezbednosti. Termomehaničko pulpiranje finih otpadaka, kako je definisano u ovom tekstu, takođe omogućava bolji prinos organske materije, na primer celuloze. Temperaturni raspon i/ili dodavanje vode pogodno doprinose da se izbegne skupljanje ili topljenje plastike.

[0056] Tačni parametri temperature, količine vode i vremena nisu suštinski važni, ali mogu varirati u zavisnosti od prirode finih otpadaka (sadržaja vode, sadržaja plastike itd.), opreme za autoklaviranje i količine materijala koji treba da se preradi. Stručnjak će lako moći da prilagodi temperaturu, količinu vode i vreme tako da osigura odgovarajuću razgradnju prehrambenog otpada, bez značajnog topljenja svake plastike prisutne u finim otpacima.

[0057] Pulpirani fini otpaci (posle prerade termomehaničkim pulpiranjem) se zatim razdvajaju prema gustini u najmanje tri toka koji uključuju:

(i) 'vlažnu tešku' frakciju, koja sadrži uglavnom svo staklo i krupan pesak koji su prisutni u pulpiranim finim otpacima;

(ii) 'vlažnu laku' frakciju, koja sadrži uglavnom svu plastiku, drvo i druge materijale koji mogu plutati na vodi, koji su prisutni u pulpiranim finim otpacima; i

(iii) suspenziju koja sadrži celulozom bogatu biomasu i organska jedinjenja rastvorljiva u vodi.

[0058] Predmetni pronalazak obezbeđuje postupak za preradu finih otpadaka (koji sadrže uglavnom prehrambeni otpad, poželjno sa prečnikom manjim od oko 200 mm), koji uključuje korake termomehaničkog pulpiranja, posle čega sledi razdvajanje prema gustini. Prerada finih otpadaka pogodno rezultuje povratom najmanje tri gore pomenuta toka. Dodatno se može ponovno iskoristiti voda od pranja bogata organskim materijama, koja se može koristiti za proizvodnju biogasa ili koja može da se reciklira u postupku.

[0059] Čitava ili deo ’vlažne teške’ frakcije može se reciklirati kao agregat.

[0060] ’Vlažna laka’ frakcija može da se vrati u korak pranja c) prerade krupnih otpadaka ili može da se preusmeri negde drugo u postupku da bi se zadovoljile potrebe za vodom.

[0061] Organska jedinjenja rastvorljiva u vodi prisutna u suspenziji mogu se upotrebiti u anaerobnoj digestiji za proizvodnju biogasa ili se mogu usmeriti u tunel za pranje da bi se povećao povrat celuloze i krajnji prinos biogasa.

[0062] Celulozom bogata biomasa prisutna u suspenziji može se povratiti za upotrebu u enzimskoj hidrolizi i zatim za proizvodnju biogasa, ili za različite druge krajnje upotrebe, na primer one koje se odnose na celulozom bogatu biomasu koja se može dobiti u preradi krupnih otpadaka.

[0063] U ovom tekstu je takođe opisana, ali ne i zahtevana, pulpa i/ili celulozom bogata biomasa koja se može dobiti (od finih i/ili krupnih otpadaka) postupcima pronalaska.

[0064] U ovom tekstu su takođe opisani, ali ne i zahtevani, reciklabilni materijali (čistiji reciklabilni materijali) koji se mogu dobiti postupcima pronalaska.

[0065] U ovom tekstu su takođe opisani, ali ne i zahtevani, neorganski suštinski čvrsti tokovi koji se mogu dobiti postupcima pronalaska.

[0066] U ovom tekstu je takođe opisana, ali ne i zahtevana, voda od pranja bogata organskim materijama ili prljava voda od pranja, koja se može dobiti (iz prerade finih i/ili krupnih otpadaka) postupcima pronalaska.

[0067] U ovom tekstu je takođe opisana, ali ne i zahtevana, celulozom bogata biomasa koja sadrži manje od oko 6% ili manje od oko 7% ili manje od oko 8% ili manje od oko 9% ili manje od oko 10% pepela i glukan : ksilan u odnosu od oko 5-8 : 1 (na primer, oko 5:1, oko 6:1, oko 7:1, oko 8:1), u poređenju sa celulozom bogatom biomasom koja se može dobiti konvencionalnim postupkom recikliranja mešanog otpada.

[0068] Celulozom bogata biomasa poreklom od mešanog otpada, kancelarijskog papira, kartona ili novina, tipično će imati viši sadržaj pepela nego celulozom bogata biomasa pronalaska. Niži sadržaj pepela može biti pogodan jer dopušta lakšu preradu, na primer, u enzimskoj hidrolizi, proizvodnji biogasa itd. a takođe može koristiti i kod zamene za treset.

[0069] Pored toga, sastav vlakana u celulozom bogatoj biomasi pronalaska razlikuje se od vlakana biomase dobijene iz poljoprivrednog otpada. Na primer, celulozom bogata biomasa pronalaska ima niži sadržaj hemiceluloze (manje od oko 30% ili 20% ili 10%) u poređenju sa, na primer, celulozom bogatom biomasom dobijenom iz poljoprivrednog i šumskog otpada. Celulozom bogata biomasa pronalaska ima i niži sadržaj ksilana u poređenju sa onim koji je prisutan u celulozom bogatoj biomasi dobijenoj iz šumskog ili poljoprivrednog otpada. Niži sadržaj ksilana može predstavljati prednost usled različitog odnosa ksilan : celuloza za primene u kojima se viši sadržaj celuloze smatra korisnim. Celulozom bogata biomasa pronalaska ima i niži sadržaj lignina u poređenju sa onim koji je prisutan u celulozom bogatoj biomasi dobijenoj iz šumskog ili poljoprivrednog otpada.

[0070] U ovom tekstu je takođe opisana, ali ne i zahtevana, upotreba neorganskog suštinski čvrstog toka koji se može dobiti u postupku prerade otpada prema predmetnom pronalasku u termičkom sagorevanju ili za konverziju u sintezni gas (singas). Neorganski suštinski čvrsti tok sadrži uglavnom plastiku, metal i tekstil, na primer, prečnika približno >20 mm.

[0071] U opisu i patentnim zahtevima ove specifikacije, reči "sadržati/uključiti" i "sadrže/uključuju" i varijacije reči, na primer "koji sadrži/uključuje" i "sadrži/uključuje", znače "uključujući, ali ne ograničavajući se na" i ne isključuju druge grupe, aditive, komponente, cele brojeve ili korake.

[0072] U opisu i patentnim zahtevima ove specifikacije, jednina obuhvata i množinu, osim ako kontekst ne nalaže drugačije. Tačnije, podrazumeva se da specifikacija razmatra množinu kao i jedninu, osim ako kontekst ne nalaže drugačije.

[0073] Druge odlike predmetnog pronalaska postaće očigledne iz primera koji sledi. Uopšteno govoreći, pronalazak se proširuje na svaku novu pojedinačnu odliku ili novu kombinaciju odlika objavljenih u ovoj specifikaciji (uključujući sve pridružene patentne zahteve i crteže). Prema tome, odlike, cele brojeve, karakteristike, jedinjenja, hemijske komponente ili grupe opisane u vezi sa određenim aspektom, primerom izvođenja ili primerom pronalaska treba shvatiti kao primenljive na svaki drugi aspekt, primer izvođenja ili primer opisan u ovom tekstu, osim u slučaju kada nisu kompatibilni sa tim.

[0074] Pored toga, osim ako nije drugačije navedeno, bilo koja ovde otkrivena odlika može se zameniti alternativnom odlikom koja služi istoj ili sličnoj svrsi.

SLIKE

[0075] Predmetni pronalazak će sada biti opisan samo putem primera i uz pozivanje na pridruženu ilustraciju gde Slika 1 prikazuje postupak prema predemtnom pronalasku za preradu MSW koji može uključivati bilo koje od sledećeg: papir, karton, plastika, metal, staklo, baterije, uređaji, tekstil, guma, drvo, baštenski i prehrambeni otpad.

[0076] Prikazano je da dolazni MSW podleže opcionom (prikazano isprekidanim linijama) koraku PRETHODNOG RAZVRSTAVANJA u kojem se uklanjaju svi opasni komadi ili komadi nepogodni za preradu, kao što su komadi koji su preveliki za nishodnu preradu, zidarski otpad, nameštaj, električni uređaji, tekstil, tepisi i mrtve životinje (ŠKART).

[0077] Posle opcionog PRETHODNOG RAZVRSTAVANJA, MSW podleže PRIMARNOM RAZVRSTAVANJU koje uključuje prolaženje MSW kroz najmanje jedan bubanj ili drugo sito (nije prikazano) u kojem se materijal razdvaja na SITNE OTPATKE (koji uključuju uglavnom prehrambeni otpad, uz druge sitne komponente kao što su staklo, krupni pesak, plastika i papir) i KRUPNE OTPATKE (koji uključuju uglavnom plastiku, metal, papir i karton). Bubanj(-evi) ili sito(-a) omogućavaju razdvajanje materijala kako bi se dobili fini otpaci sa prečnikom manjim od oko 200 mm.

[0078] KRUPNI OTPACI zatim podležu opcionom (ponovo prikazano isprekidanim linijama) koraku UKLANJANJA TEKSTILA. Sav preuzeti TEKSTIL reciklira se zasebno.

[0079] Prikazano je da KRUPNI OTPACI koji suštinski ne sadrže tekstil zatim podležu HIDROMEHANIČKOM PULPIRANJU uz dodavanje vode (W). HIDROMEHANIČKO PULPIRANJE može da se izvede u bubnju za pulpiranje (nije prikazano). Pulpirani materijal zatim podleže koraku SEKUNDARNOG RAZVRSTAVANJA, tokom kojeg se uklanjaju plastični film (FILMOVI), plastični i metalni kontejneri (KRUTI MATERIJALI). FILMOVI mogu da se uklone propuštanjem pulpiranih krupnih otpadaka kroz vakuumski bubanj za razdvajanje (nije prikazano) ili slično, koji podiže i uklanja lake FILMOVE, ostavljajući teže kontejnere (KRUTI MATERIJALI). FILMOVI alternativno mogu da se uklone na pokretnoj traci uz pomoć vakuumskog uređaja (nije prikazano). KRUTI MATERIJALI mogu da se razvrstaju korišćenjem automatskog optičkog uređaja za razvrstavanje (nije prikazano), koji može da razdvaja krute kontejnere prema tipu polimera. Magneti postavljeni iznad trake mogu da se koriste za razdvajanje i preuzimanje čeličnih i drugih kontejnera koji sadrže gvožđe, a uređaji za razdvajanje sa vrtložnim strujanjem mogu da se koriste za razdvajanje i povrat aluminijumskih ili drugih kontejnera koji ne sadrže gvožđe. Preuzeti FILMOVI i KRUTI MATERIJALI mogu zatim da se baliraju za dodatno recikliranje ili ponovno iskorišćenje. Sav nepulpirani papir ili karton koji se nađu među reciklabilnim materijalom u ovoj fazi mogu se ručno ili automatski izdvojiti i ponovo uvesti u TERMOMEHANIČKO PULPIRANJE.

[0080] Posle SEKUNDARNOG RAZVRSTAVANJA, postoji opcioni (označeno isprekidanim linijama) korak USITNJAVANJA. Ovo uključuje usitnjavanje nepupliranih krupnih otpadaka (posle preuzimanja reciklata), bez FILMA i KRUTIH MATERIJALA, u konvencionalnom uređaju za usitnjavanje (nije prikazano), i opciono vraćanje usitnjene mešavine u uređaj za pulpiranje tako da se do najviše moguće mere povisi ponovno iskorišćenje korisnih proizvoda iz toga.

[0081] Posle USITNJAVANJA ili posle SEKUNDARNOG RAZVRSTAVANJA, postoji korak PRANJA za uklanjanje prehrambenog otpada, organskih materija rastvorljivih u vodi i neorganskih kontaminanata i svih drugih čvrstih otpadaka iz pulpe biomase. Konvencionalni surfaktanti, uključujući surfaktante biološkog porekla i/ili enzime i/ili katalizatore i/ili aditive i/ili bilo koja druga pogodna sredstva takođe se mogu koristiti u procesu pranja da bi se optimizovao postupak pranja i dobio još čistiji krajnji proizvod.

[0082] PRANJE može uključivati konvencionalnu opremu za pranje pulpe biomase, opciono sa mehaničkim odvodnjavanjem (na primer uz korišćenje filter-prese ili centrifuge), po potrebi. Alternativno, korak PRANJA može uključivati pranje pulpiranih krupnih otpadaka u rotirajućem bubnju za pranje ili slično, kojim se materijal čisti i razdvaja prema veličini. Alternativno, PRANJE može uključivati pranje pulpiranih krupnih otpadaka u tunelu za pranje.

[0083] Posle PRANJA KRUPNIH OTPADAKA, dobijaju se tri glavna proizvoda: (i) CELULOZNA BIOMASA, (ii) NEORGANSKA ČVRSTA MATERIJA, i (iii) VODA BOGATA ORGANSKIM MATERIJAMA.

[0084] Levo na Slici 1 prikazana je prerada FINIH OTPADAKA koji podležu TERMOMEHANIČKOM PULPIRANJU, uz opciono dodavanje vode (W). Pulpirani FINI OTPACI zatim podležu koraku GUSTINSKOG RAZDVAJANJA koji za rezultat ima tri proizvoda: (i) VLAŽNU LAKU FRAKCIJU, (ii) SUSPENZIJU BIOMASE i (iii) VLAŽNU TEŠKU FRAKCIJU.

[0085] Slika 1 prikazuje preradu FINIH OTPADAKA i KRUPNIH OTPADAKA u jednom postupku, međutim ovo se može izvesti i zasebno.

DEFINICIJE

[0086] U predmetnoj patentnoj prijavi koriste se definicije koje slede. Naslovi i podnaslovi odeljaka dati su u ovoj patentnoj prijavi samo radi praktičnosti i upućivanja i oni ni na koji način ne bi trebalo da utiču na značenje ili tumačenje ove patentne prijave. Tehnički termini i izrazi koji se koriste u okviru ove patentne prijave uopšteno imaju svoje uobičajeno značenje.

[0087] Čvrsti komunalni otpad, MSW, mešani otpad, opšti otpad, otpad iz domaćinstva, otpad ’Čvrsti komunalni otpad’ ili ’MSW’ je tipičan otpad nastao u domaćinstvima i komercijalnim objektima kao što su kancelarije, škole, skladišta, restorani, maloprodajni objekti, svaki bezopasni industrijski otpad i rezidue iz drugih aktivnosti recikliranja otpada kao što su MRF škartovi. Tipični MSW uključuju bilo koje od sledećeg: papir, karton, plastika, metal, staklo, baterije, uređaji, tekstil, guma, drvo, baštenski otpad i prehrambeni otpad. Izrazi ’mešani otpad’, ’opšti otpad’, ’otpad iz domaćinstva’, ’otpad’, ’čvrsti komunalni otpad’ i ’MSW’ koriste se u ovom tekstu naizmenično da označe bilo koja dva ili više, tri ili više, četiri ili više, pet ili više, šest ili više od sledećeg: papir, karton, plastika, metal, baterije, uređaji, staklo, tekstil, guma, drvo, baštenski otpad i prehrambeni otpad.

Fini otpaci

[0088] U ovom tekstu, upućivanje na 'fine otpatke' koristi se da označi uglavnom prehrambeni otpad koji sadrži druge sitne komponente kao što su staklo, krupni pesak, plastika i papir.

Krupni otpaci

[0089] U ovom tekstu, upućivanje na ’krupne otpatke’ koristi se da označi uglavnom otpad koji uključuje plastiku, metal, papir i karton.

Bubanj

[0090] U ovom tekstu, upućivanje na ’bubanj’ koristi se da označi sito koje se upotrebljava za razdvajanje materijala prema veličini. Bubnjevi su tipično cilindrični, perforirani i mogu da se rotiraju, omogućavajući da materijal manje veličine prođe kroz perforacije.

Hidromehaničko, termomehaničko, hidrotermičko,

[0091] Upućivanje na ’hidromehaničko’, ’termomehaničko’, ’hidrotermičko' sredstvo ili aparat, kako se koristi u ovom tekstu, označava bilo koju silu(-e) ili aparat ili kombinaciju aparata koji koriste vodi (hidro-) i/ili toplotu (termo-) i/ili mehanički bazirano dejstvo, za razgradnju otpada, finih otpadaka ili krupnih otpadaka.

Razgradnja, prerada, pulpiranje

[0092] Izrazi ’razgradnja’, 'razgraditi', ’pulpiranje’, ’prerada’, se svi (ponekad u zavisnosti od konteksta), koriste naizmenično u ovom tekstu da označe, na primer, u slučaju ’krupnih otpadaka’ bilo koje dejstvo koje za rezultat ima razlaganje i konverziju otpada bar do pulpe biomase.

Pulpa biomase, pulpa, celulozna pulpa, celulozom bogata biomasa, celuloza

[0093] Izrazi ’pulpa biomase’ i ‘pulpa’ koriste se naizmenično u ovom tekstu da označe proizvod nastao posle razgradnje otpada (koji tipično uključuje papir, karton i komponente na biljnoj bazi) da bi se proizvela pulpa sa konzistencijom papir-maše tipa i to pre koraka pranja. Posle koraka pranja, dobija se ’celulozna pulpa’, ’celulozom bogata biomasa’ ili ’celuloza’, što su izrazi koji se u ovom tekstu koriste naizmenično da označe proizvod nastao posle pranja pulpe biomase.

Organski, neorganski

[0094] Izraz ’organski’, kako se ovde koristi, označava bilo koji materijal biljnog ili životinjskog porekla, koji ima ugljenik za osnov, ali koji isključuje plastiku; izraz ’neorganski’, prema tome, označava sve što nije organsko i uključuje plastiku.

Claims (10)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Postupak za preradu mešanog otpada, naznačen time što sadrži korake:

a) razdvajanje pomenutog otpada u najmanje dve partije koje uključuju: (i) uglavnom prehrambeni otpad (fini otpaci) i (ii) uglavnom papir i drugi reciklabilni materijal (krupni otpaci);

b) pulpiranje pomenutih krupnih otpadaka; i

c) pranje pomenutih pulpiranih krupnih otpadaka da se dobije prva celulozom bogata biomasa; i

d) prerada pomenutog finog otpada termomehaničkim pulpiranjem i gustinskim razdvajanjem da se dobije druga celulozom bogata biomasa,

pri čemu pomenuta prva i druga celulozom bogata biomasa zajedno sadrže manje od oko 10% pepela i glukan : ksilan u odnosu od oko 5-8 : 1.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, naznačen time što se pomenuto razdvajanje vrši najmanje jednim sitom ili bubnjem, opciono pri čemu pomenuti bubanj ima veličinu otvora između oko 300-500 mm ili između oko 50-150 mm.

3. Postupak prema patentnom zahtevu 1 ili 2, naznačen time što izdvojeni fini otpaci imaju prečnik manji od oko 200 mm.

4. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što posle pomenutog koraka pulpiranja b) najmanje deo pulpiranog materijala biva usitnjen, opciono pri čemu se pomenuti usitnjeni materijal ponovo pulpira.

5. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što pomenuto pulpiranje krupnih otpadaka (korak b)), za rezultat ima dobijanje najmanje tri partije koje uključuju: (i) pulpu; (ii) druge reciklabilne materijale i prljavu vodu od pranja.

6. Postupak prema patentnom zahtevu 5, naznačen time što se pomenuti drugi reciklabilni materijali (koji uključuju plastični film i reciklabilne materijale kao što su plastični i metalni kontejneri), uklanjaju iz pomenutog pulpiranog materijala pre koraka pranja c).

7. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što pomenutim korakom pranja c) nastaje neorganski suštinski čvrsti tok sa česticama većim od oko 1 mm.

8. Postupak prema bilo kojem od prethodnih patentnih zahteva, naznačen time što pomenuti korak pranja c) uključuje upotrebu surfaktanata, uključujući surfaktante biološkog porekla, i/ili enzime i/ili katalizatore i/ili aditive i/ili bilo koja druga pogodna sredstva i/ili poželjno pri čemu pomenutim korakom pranja c) nastaje još i voda od pranja, koja se opciono prerađuje biološkim tretmanom i reciklira nazad u glavni postupak i/ili koristi za proizvodnju biogasa.

9. Postupak prema patentnom zahtevu 7, naznačen time što se pomenuti neorganski suštinski čvrsti tok koristi za termičko sagorevanje ili za konverziju u sintezni gas (singas).

10. Postupak prema bilo kojem od patentnih zahteva 1 do 3, naznačen time što pomenuto termomehaničko pulpiranje omogućava razgradnju organske materije bez suštinskog skupljanja bilo kakvih plastičnih materijala; i/ili poželjno pri čemu pomenuto gustinsko razdvajanje dopušta izdvajanje (i) teškog čestičnog materijala, na primer stakla i silicijuma; (ii) lakog čestičnog materijala, na primer plastike; i (iii) organske materije; i/ili poželjno gde pomenuta prerada pomenutih finih otpadaka za rezultat ima vodu od pranja bogatu organskim materijama; i/ili gde se pomenuta laka čestična materija ponovno uvodi u korak pranja c) iz patentnog zahteva 1.