DE3934478A1 - Verfahren zur aufbereitung von haushalts-, gewerbe- und anderen vergleichbaren abfaellen mit gewinnung eines cellulosematerials - Google Patents
Verfahren zur aufbereitung von haushalts-, gewerbe- und anderen vergleichbaren abfaellen mit gewinnung eines cellulosematerialsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Aufbereitung von Haushalts-, Gewerbe- und anderen
vergleichbaren Abfällen mit Gewinnung eines Cellulose
materials, bei welchem das Abfallmaterial einer Vorzer
kleinerung, Magnetabscheidung, Sichtung und Fraktionierung
unterworfen wird. Solche Verfahren sind beispielsweise
in DE-PS 31 05 597, US-PS 46 23 515 und US-PS 48 15 668
beschrieben.
Auf diesem Stand der Technik aufbauend besteht das
Grundprinzip der beschriebenen Erfindung darin, daß
die bei der Sichtung ausgetragene, aus Papier, Textilien
und Kunststoffen bestehende Leichtfraktion einer Wasch
station zugeführt wird und die gewaschenen Flugstoffe
in einen Pulper gelangen, daß im Anschluß an die Behand
lung im Pulper mittels einer Siebung die Ballaststoffe
entfernt werden und die das Sieb passierenden, in
Wasser verteilten Celluloseteilchen als Pulpe unmittelbar
oder nach Abpressung von Wasser einer ggfs. angegliederten
Papierfabrik zugeführt werden bzw. die abgepreßten
Celluloseteilchen getrocknet und als Pulver gewonnen
werden.
Zusätzlich zu diesem Vorgehen gestattet es die vorgeschla
gene Art der Aufbereitung weitere Fraktionen in vorteil
hafter Weise abzutrennen. Dabei handelt es sich neben
der Rückgewinnung von Metallen und mineralischen Bestand
teilen um die Erzeugung von Methangas aus den leicht
abbaubaren Schmutzstoffen und Umsetzung der restlichen
Feststoffe in Agrarprodukte sowie Aufarbeitung der
nicht abbaubaren Energiestoffe in lagerfähige und
brennbare Stoffe.
Bekanntlich existieren heute noch weltweit Abfallentsor
gungsprobleme, speziell bei gemischten Abfällen aus
Haushaltungen, Gewerbe und teils auch Fabriken. Die
Problematik besteht aus zwei Hauptmerkmalen:
- a) Emissionsfreie Entsorgung,
- b) Rückgewinnung der wiederverwertbaren, teils hoch wertigen Inhaltsstoffe.
Zur Entsorgung sind einige Methoden bekannt und bereits
in Anwendung, wie z.B.:
- - Verbrennung mit Energienutzung
- - Deponierung mit Gasgewinnung
- - Aufbereitung mit Kompost- und/oder Brennstoff-Gewinnung
- - Getrennte Sammlung von Teilkomponenten wie Metall, Glas, Papier und Gartenabfälle
- - Handsortierung an Lesebändern für Teilkomponenten-Ge winnung
- - Recycling Systeme zur Herstellung von Faser- und Granulat-Fraktionen als Zwischen- bzw. Zuschlag-Stoffe in einschlägige Produkte-Herstellungen (DE-PS 31 05 597, US-PS 46 23 515 und US-PS 48 15 668).
Alle diese Entsorgungsmethoden und Technologien sind
aber mit gewissen Nachteilen belastet wie:
- - mangelhafte Produkte-Qualität
- - Teillösungen durch unvollständige Konzepte
- - zu große Reststoffanfälle
- - teilweise Unwirtschaftlichkeit, verursacht durch hohe Energie- und Betriebskosten
- - zu hohe Umweltbelastungen.
Ebenfalls sind Systeme bekannt, die sortierte Abfallstof
fe, wie oben bereits erwähnt, als Sekundärrohstoffe
in speziellen Prozessen teilweise mitverwenden. Im
speziellen handelt es sich hier um Papierabfälle aus
getrennten Sammlungen oder Handsortierungen. Die herkömm
lichen Papierrecycling-Systeme sind aber nur Teillösungen
und ebenfalls mit Nachteilen belastet.
Die nachteiligen Auswirkungen sind folgende:
1. Feste Reststoffe fallen in den Pulpeherstellungen
mit ca. 30% der Input-Altpapiere an, verursacht
durch den großen Verschmutzungsgrad der Altpapiere
durch Plastik, Holz, Textilien und andere organische
Abfälle.
Diese Ballaststoffe müssen heute mit großen Kostenfol
gen entsorgt (deponiert oder verbrannt) werden.
Obschon diese Ballaste hohe Heizwerte aufweisen,
müssen sie mit viel Energie in den brennbaren Bereich
versetzt werden, um die Inhalts-Energie zu nutzen;
oder müssen andererseits in speziellen Deponien
abgelagert werden, womit die vorhandene Energie
verlorengeht.
2. Schmutzbeladene Schlammwasser werden verursacht
durch leicht verrotbare und faulbare Substanzen
aus den mit Pflanzen- und Speise-Abfällen verschmierten
Abfallpapieren. Die Feststoffe dieser Schmutzschlämme
weisen recht hohe Energiewerte auf und müssen bis
heute in speziellen Deponien gelagert oder thermisch
behandelt und verbrannt werden.
Beide Varianten sind kostenintensiv und unwirtschaft
lich.
Die vorstehenden Ausführungen beweisen deutlich, daß
bezüglich Entsorgung, Stoffverwertung und Nutzung
nur Teillösungen mit vielen Nachteilen bekannt bzw.
verfügbar sind. Demzufolge besteht die Aufgabe, ein
Verfahren mit Einrichtung zu entwickeln, um nicht
sortierte Haus-/Gewerbe-Abfälle mit geringstem Aufwand
und größter Nutzung in zum Teil hochwertige Produkte
umzusetzen.
Erfindungsgemäß sollen die Abfälle so behandelt werden,
daß für die Allgemeinheit wichtige Produkte erzeugt
werden, wie:
- Metalle für die Wiederverwertung
- Minerale für die Bauindustrie
- Methan-Gas
- Agrar-Produkte, Dünger- und Trägerstoffe
- feste Brennstoffe
- Energie, elektrisch und thermisch für Eigenbedarf
- Cellulose-Pulver für Träger und Additive
- Papierpulpe für Papier- und Karton-Herstellung
- Minerale für die Bauindustrie
- Methan-Gas
- Agrar-Produkte, Dünger- und Trägerstoffe
- feste Brennstoffe
- Energie, elektrisch und thermisch für Eigenbedarf
- Cellulose-Pulver für Träger und Additive
- Papierpulpe für Papier- und Karton-Herstellung
Im gemischten Hausmüll beträgt der Papieranteil (trotz
getrennter Sammlung) 15 bis 30 Gew.-%.
Erfindungsgemäß werden diese sonst verlorenen Cellulosen
maschinell aus dem gemischten Abfall herausgelöst
und in wiederverwertbare Produkte, wie Pulpe oder
Pulver, umgearbeitet. Weiterhin werden aus den leicht
abbaubaren Schmutzstoffen ein stapelbares Methangas
erzeugt und die restlichen Feststoffe in Agrarprodukte
umgesetzt. Weiterhin werden die nicht abbaubaren Energie
stoffe in lagerfähige und brennbare Stoffe aufgearbeitet
und die mineralischen und metallischen Bestandteile
so aussortiert, daß sie der Wiederverwertung zugeführt
werden können.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Ausführungen
in Verbindung mit dem Fließschema näher erläutert.
Der eingesammelte gemischte Hausmüll wird von den
Sammelfahrzeugen in den Bunker 1 abgekippt. Mittels
mechanischer Förderung gelangt der Müll in Position 2,
die Vorzerkleinerung mittels eines Shredders. Dieser
hat die Aufgabe, den Müll aufzuschließen und auf ca.
max. 20×30 cm vorzuzerkleinern. Ein Elektromagnet 3,
der über die Fördereinrichtung zwischen 2 und 4 plaziert
ist, entzieht dem Materialstrom die Eisenmetalle.
Die ausgezogenen Eisenmetalle gelangen in die Reinigungs
stufe 5, die den Schrott von Schmutzstoffen befreit.
Die gereinigten Metalle gelangen zu 6, mit Pakettierung
oder Füllung in Container und anschließender Weitergabe
an die einschlägige Wiederverwertung. Die von 5 ausge
schiedenen Schmutzstoffe sind zur Hauptsache organische
Substanzen und werden via Förderung zur Entgasung
in den Bio-Reaktor 19 geleitet.
Dieser Bioreaktor 19 ist eine handelsübliche Einrichtung
und hat die Aufgabe, die flüchtigen Substanzen im
organischen Teil in Gas umzusetzen und von den organischen
Feststoffen abzutrennen. Die Gase werden so aufbereitet
und gereinigt, daß sie via 20 als lagerfähige und
in Behältern transportable Brenngase vermarktet werden
können.
Die Feststoffe aus 19 gelangen in die Siebung 21,
die das Material in 2 Fraktionen auftrennt. Feingut
wird in 22 zu Dünge-Produkte aufgearbeitet. Das Grobgut,
was zum Teil aus nicht entgasbaren Energieteilen besteht,
gelangt in eine Mischstation 23, wo es mit anderen
Energieträgern aus 11 und eventuell 4 vermischt wird.
Die Mischung wird zu 24, der Presse, geleitet. Die
Presse 24 ist ein marktübliches Gerät und hat die
Aufgabe, das feuchte Mischgut unter Druck zu entwässern
und in brennbare Briketts umzuwandeln. Die Brennstoffe
können via 25 dem öffentlichen Markt zugeführt werden,
oder direkt oder zum Teil in 26, einem Hochtempera
tur-Zweistufenbrenner, direkt in Wärme umgesetzt werden.
Die Wärme kann einerseits in Wärmeverbundnetze 27
geliefert und/oder andererseits via 28 in das eigene
Verbrauchsnetz als Selbstversorgung geleitet werden.
Zum Beispiel kann der Pulpetrockner 12 versorgt werden. Die
Asche aus 26 muß via 29 deponiert oder weiteraufbereitet
werden.
Das von Eisenmetallen befreite Material wird in dem
Sortierer 4 in 2 Fraktionen getrennt. Die dort abgetrennte
Schwerfraktion besteht aus Mineralien und feuchten,
organischen Stoffen (nicht flugfähig) und wird in
einen Wassersichter 16 geleitet. Der Wassersichter 16
hat die Aufgabe, die Minerale und Ne-Metalle von den
organischen Stoffen zu trennen. Die gereinigten Schwer
stoffe können in 17 in Ne-Metalle und Minerale getrennt
und der Wiederverwertung zugeführt werden. Die organischen
Stoffe werden mit dem Wasser aus Position 16 in ein
Absetzbecken 18 geleitet. Position 18 trennt die organi
schen Stoffe vom Wasser. Die organischen Stoffe werden
dem bereits beschriebenen Reaktor 19 zugeführt. Das
Wasser wird dem Sichter 16 und der Waschanlage 7 rückge
führt (Kreislauf).
Die flugfähige Fraktion wird aus dem Sortierer 4 der
Waschanlage 7 zugeführt. Sie kann auch, oder wenig
stens Teile davon, via Bypass dem Mischer 23 zugeleitet
werden, um dort den Heizwert und die Feuchtigkeit
zu beeinflussen.
Die Waschanlage 7 hat die Aufgabe, die an den Flugstoffen
anhaftenden organischen Schmutzstoffe auszuwaschen.
Die Schmutzstoffe gelangen mit dem Waschwasser in
das bereits beschriebene Absetzbecken 18. Das Reinwasser
wird, wie schon erwähnt, rückgeführt zu 16 und 7.
Die gewaschenen Flugstoffe, hauptsächlich Papiere
aller Art, Textilien und Kunststoffe, werden dem Pulper 8
zugeführt. Die Pulper 8 (die auch als Naßzerfaserer
oder Breimühlen bezeichnet werden) sind handelsübliche
Geräte. In diese, in der Regel mit 30 bis 50°C warmem
Wasser gefüllten Geräte wird das Gut unter einem sehr
hohen Wasserüberschuß (Verhältnis etwa 5 : 95% Wasser)
eingebracht. Unter der Wirbelwirkung des rotierenden
Wassers werden die eingezogenen Papiere zerkleinert
und aufgefasert. Insoweit "lösen" sich bei diesem
nassen Mahlprozeß die in der Flugfraktion enthaltenen
Papiere in die einzelnen Cellulosefasern. Das so erhaltene
Pulpe-Textil-Kunststoff-Gemisch wird in das Sieb 9
gepumpt. Das Sieb 9 ist eine Unterwassersiebung und
trennt die Pulpe von den Ballaststoffen. Das Abwasser
aus der Siebung wird einer Kläranlage 30 zugeführt.
Das Reinwasser wird erneut dem Pulper 8 zugeleitet.
Die organischen Schlämme gelangen in den bereits beschrie
benen Reaktor 19.
Die Ballaststoffe aus Sieb 9 werden in der Siebpresse 11
zur Hauptsache vom Wasser getrennt und dem schon erwähnten
Mischer 23 zugeführt.
Das Schmutzwasser wird dem ebenfalls beschriebenen
Absetzbecken 18 zugeleitet. Die aus Sieb 9 ausgetragene
Pulpe wird einer Presse 10 zugeführt. Die Presse 10
entwässert die Pulpe in den tropffreien Zustand, damit
sie mit dem regulären LKW den Papierfabriken 13 zugeführt
werden kann. Das Preßwasser aus der Presse 10 wird
ebenfalls der beschriebenen Kläranlage 30 zugeführt.
Die ausgepreßte Pulpe aus 10 kann parallel einer Trocknung
und Pulverisierung 12 zugeführt werden. Die Energie
dafür wird aus dem Selbstversorgungs-System 26, 28
bezogen. Das trockene Cellulosepulver wird als hochwertige
Träger oder Additive via 14 den einschlägigen Industrien
zugeführt.
Vorteilhaft wird die Papierherstellung 13, 14, 15
direkt mit der erfindungsgemäßen Aufarbeitung verbunden,
damit die dort entstehenden Abwässer ebenfalls via
Kläranlage 30 oder Absetzbecken 18 entsorgt und die
Schmutzstoffe mitverwertet werden können und damit
auch die Abschnitte und Produktionsabfälle aus der
Papierherstellung wieder rückgeführt und recycliert
werden.
Durch die erfindungsgemäße Aufbereitung erzielt man
viele Vorteile, und zwar:
- 1. Ohne Handsortierung wird Cellulose aus dem Gemischtmüll gewonnen,
- 2. die im Abfall vorhandenen Wertstoffe werden vollständig genützt,
- 3. es fällt nur ein kleinster Anteil an deponiebedürftigen Abfällen aus dem Müll (max. 3% Asche) an,
- 4. es besteht nur ein minimalster Energieaufwand bei der Verarbeitung,
- 5. es werden Wertstoffe mit hohem Qualitätstandard gewonnen,
- 6. das System ist nicht abhängig von der Müllzusammen setzung,
- 7. das Verfahren ist nicht an einzelne Produktemärkte gebunden,
- 8. es können erstmals schadstoffarme Agrarprodukte aus Hausmüll hergestellt werden,
- 9. es entfallen in den Papierproduktionen die Entsorgungs probleme der nicht verwertbaren Stoffe (üblicherweise sind 30% vom Input Deponiegut),
- 10. das Verfahren ist überall, wo Müll anfällt, anwendbar.
Claims (3)
1. Verfahren zur Aufbereitung von Haushalts-,
Gewerbe- und anderen vergleichbaren Abfällen mit Gewinnung
eines Cellulosematerials, bei welchem das Abfallmaterial
einer Vorzerkleinerung, Magnetabscheidung, Sichtung
und Fraktionierung unterworfen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Sichtung ausgetra gene, aus Papier, Textilien und Kunststoffen bestehende Leichtfraktion einer Waschstation zugeführt wird und die gewaschenen Flugstoffe in einen Pulper gelangen,
daß im Anschluß an die Behandlung im Pulper mittels einer Siebung die Ballaststoffe entfernt werden und die das Sieb passierenden, im Wasser verteilten Cellulose teilchen als Pulpe unmittelbar oder nach Abpressung vom Wasser einer ggfs. angegliederten Papierfabrik zugeführt werden bzw. die abgepreßten Celluloseteilchen getrocknet und als Pulver gewonnen werden.
dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Sichtung ausgetra gene, aus Papier, Textilien und Kunststoffen bestehende Leichtfraktion einer Waschstation zugeführt wird und die gewaschenen Flugstoffe in einen Pulper gelangen,
daß im Anschluß an die Behandlung im Pulper mittels einer Siebung die Ballaststoffe entfernt werden und die das Sieb passierenden, im Wasser verteilten Cellulose teilchen als Pulpe unmittelbar oder nach Abpressung vom Wasser einer ggfs. angegliederten Papierfabrik zugeführt werden bzw. die abgepreßten Celluloseteilchen getrocknet und als Pulver gewonnen werden.
2. Weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß
Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
bei der Durchführung des Verfahrens anfallenden, leicht
abbaubaren Schmutzstoffe gesammelt werden und daraus
in einem Bioreaktor Methangas erzeugt wird.
3. Weitere Ausbildung des Verfahrens gemäß
Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die im Bioreaktor nicht umgesetzten Stoffe durch
eine Siebung in zwei Fraktionen aufgetrennt werden,
das dabei erhaltene Feingut zu Dünge-Produkten aufgearbei
tet wird und das Grobgut - nach eventuellem Zusatz
von an anderen Stellen, z. B. bei der Siebung im Anschluß
an die Behandlung im Pulper anfallenden Energieträgern -
in einer Presse entwässert und in feste Brennstoffe
überführt wird.
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