Nassklassierung

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Asche aus Müllverbrennungsanlagen, insbesondere Hausmüllverbrennungsanlagen, durch Nassklassierung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 . Unter Klassierung versteht man eine Trennung eines aus Partikeln mit einer gegebenen Korngrößenverteilung bestehenden Ausgangsmaterials in mehrere Fraktionen unterschiedlicher Korngrößenverteilung. Die Klassierung dient insbesondere dazu, die Asche in unterschiedlich stark mit Schadstoffen belastete Anteile zu trennen.

Aus DE 10 201 1 013 030 A1 ist ein Verfahren zur Aufbereitung von Asche aus Müllverbrennungsanlage durch Nassklassierung bekannt, bei dem die Asche in einem Anmaischbehalter mit Flüssigkeit gemischt und nach Absieben einer Grobfraktion als Aufgabestrom einer Klassierstufe zugeführt wird, die einen Aufstromklassierer und eine vorgeschaltete Hydrozyklonanlage umfasst. Der Aufgabestrom wird in der Klassierstufe in eine schadstofffreie Gutfraktion und eine mit Schadstoffen belastete Restfraktion aufgetrennt, wobei die Restfraktion an der Oberseite eines im Aufstromklassierer erzeugten Fließbettes als Suspension abgezogen wird und wobei die an der Unterseite des Fließbettes abgezogene Gutfraktion mittels einer Siebvorrichtung entwässert wird. Die Gutfraktion hat ein Kornspektrum zwischen 0,25 mm und 4 mm und kann ohne Umweltauflagen deponiert oder ggf. auch wirtschaftlich, z. B. als Zuschlagstoff im Straßenbau, verwertet werden. Der Rückstand enthält Partikel mit einer Korngröße von weniger als 250 μιτι und enthält Schadstoffe, z. B. Schwer- metalle, organische Leichtstoffe und Metalloxide, die sich als Coating auf den Partikeln abscheiden. Daneben enthält die Rückstandsfraktion einige Wert-

Stoffe, wie beispielsweise Eisen und Nichteisenmetalle. Der Rückstand wird eingedickt und muss zur Beachtung einschlägiger gesetzlicher Vorschriften unter Aufwendung von Kosten deponiert werden. Der Trockengewichtsanteil der mit Schadstoffen belasteten Rückstandsfraktion beträgt zwischen 10 % und 30 % der Ascheaufgabemenge.

Vor diesen Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rückstandsmenge, die nicht wirtschaftlich verwertet werden kann, weiter zu reduzieren, wobei gleichzeitig sichergestellt sein muss, dass die Schadstoffe vollständig an dem feinteiligen Rückstand gebunden sind.

Gegenstand der Erfindung und Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren nach Anspruch 1 . Die Erfindung schließt an ein Verfahren mit den eingangs beschriebenen Merkmalen an. Erfindungsgemäß wird der Siebdurchgang der Siebvorrichtung in die Hydrozyklonanlage zurückgeführt. In der Hydrozyklonanlage wird mindestens ein Stoffstrom als Zyklonüberlauf abgetrennt, der im Wesentlichen nur Partikel enthält, die kleiner sind als die Trenn korngröße der Siebung. Unter der Trenn korngröße wird diejenige Korngröße verstanden, die zu 50 % im Groben und zu 50 % im Feinen zu finden ist. Der Zyklonoberlauf der Hydrozyklonanlage wird dann in einer zweiten Klassierstufe in eine feinteilige mineralische Fraktion sowie einen mit Schadstoffen belasteten Rückstand aufgetrennt, wobei der Rückstand eine Kornobergrenze zwischen 20 μιτι und 50 μιτι aufweist.

Vorzugsweise weist die Hydrozyklonanlage zwei parallel geschaltete Hydrozyklone auf, wobei der Aufgabestrom einem ersten Hydrozyklon der Hydrozyklonanlage und der Siebdurchgang der Siebvorrichtung dem zweiten

Hydrozyklon der Hydrozyklonanlage zugeführt wird. Die Zyklonüberläufe der parallel geschalteten Hydrozyklone enthalten jeweils nur Partikel, die kleiner sind als das Trennkorn der Siebvorrichtung und werden der zweiten Klassierstufe zugeführt.

Der Siebrückstand der Siebvorrichtung weist zweckmäßig eine untere Korngröße von mehr als 150 m auf. Vorzugsweise wird die Siebvorrichtung so betrieben, dass die untere Korngröße des Siebrückstandes etwa 250 μιτι beträgt. Die Hydrozyklonanlage ist so ausgelegt, dass der Zyklonüberlauf im Wesentlichen nur Partikel mit einer Korngröße von weniger als 100 μιτι mitführt. Vorzugsweise wird die Hydrozyklonanlage so betrieben, dass die obere Korngrenze der im Hydrozyklonüberlauf abgezogenen Suspension in einem Bereich zwischen 60 und 70 μιτι liegt. Die siebtechnische Entwässerung wird vorzugsweise mit einer Metallab- scheidung kombiniert. Die Metallabscheidung kann dabei sowohl die Abscheidung von Nichteisenmetallen als auch von Eisenbestandteilen betreffen, die aus dem Siebrückstand abgeschieden werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass aus der aus dem Aufstrom klassierer abgezogenen Restfraktion organische Leichtstoffe abgetrennt werden. Hierzu gehören insbesondere auch faserförmige Materialien. Zur Abtrennung der organischen Störstoffe kann beispielsweise ein Taumelsieb verwendet werden. Zusätzlich können auch automatische Rückspülfilter eingesetzt werden. Nach Abtrennung der organischen Leichtstoffe wird die Restfraktion zusammen mit dem Zyklonoberlauf der Hydrozyklonanlage der zweiten Klassierstufe zugeführt.

In der zweiten Klassierstufe wird zweckmäßig ebenfalls eine Hydrozyklonanlage verwendet, die als Multizyklon mehrere parallel geschaltete Hydrozyklone umfassen kann. Die mineralische Fraktion wird als Zyklonunterlauf abgezogen. Der Zyklonoberlauf führt den mit Schadstoffen belasteten feinteiligen Rückstand mit. Dieser weist ein Kornspektrum mit einer Kornobergrenze zwischen 20 μιτι und 50 μιτι auf. Vorzugsweise wird die Hydrozyklonanlage der zweiten Klassierstufe so betrieben, dass der Rückstand im Zyklonoberlauf eine Kornobergrenze von etwa 25 μιτι hat. Der Zyklonunterlauf der in der zweiten Klassierstufe verwendeten Hydrozyklonanlage wird zweckmäßig mittels einer Siebvorrichtung entwässert. Die Siebvorrichtung kann mit einer Metallabschneidung kombiniert werden, welche aus dem Siebrückstand Nichteisenmetalle und/oder Eisenbestandteile abscheidet. Der entwässerte Rückstand bildet dann eine feinteilige mineralische Fraktion ohne störende Inhaltsstoffe, die wirtschaftlich verwertet werden kann. Daneben fallen als Wertprodukte feinteilige Metalle an, die mittels der Metallabscheidung aus dem Siebrückstand abgetrennt werden.

Der Zyklonoberlauf der in der zweiten Klassierstufe eingesetzten Hydrozyklon- anläge wird zweckmäßig in einem Eindicker aufkonzentriert, der als kontinuierlich betriebener Sedimentationsabscheider ausgebildet sein kann. Aus dem Eindicker wird geklärte Flüssigkeit abgezogen und als Prozessflüssigkeit in den Prozess zurückgeführt. Die Flüssigkeitsrückführung kann einen Flüssigkeitstank umfassen, an den eine Wasseraufbereitungsanlage angeschlossen ist. Im Rahmen der Wasseraufbereitung wird zumindest eine pH-Einstellung vorgenommen.

Aus dem Eindicker wird eine Suspension mit hohem Feststoffgehalt abgezogen. Diese wird anschließend entwässert, wobei zur Entwässerung des Rückstandes vorzugsweise eine Druckfiltration verwendet wird. Die Druckfiltration kann beispielsweise als Kammerfilterpresse oder als Trommelfilterpresse ausgebildet sein.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik aus DE 10 201 1 013 030 A1 ist, dass dem Eindicker ein wesentlich geringerer Massenstrom mit feinteiligen Partikeln, die eine Korngröße von weniger als 50 μιτι aufweisen, zugeführt wird und infolge dessen die nachgeschaltete Druckentwässerung verfahrenstechnisch einfacher und mit kleineren Apparaten betrieben werden kann.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt als stark vereinfachtes Blockschaltbild eine Anlage zur Aufbereitung von Asche durch Nassklassierung.

Die Asche 1 stammt aus einer Müllverbrennungsanlage, insbesondere einer Hausmüllverbrennungsanlage, und wird in einem Anmaischbehälter 2 mit Flüssigkeit 3 gemischt und nach Absieben einer Grobfraktion 4 einer Klassierstufe 5 zugeführt. Die Grobfraktion 4 umfasst ein Kornspektrum zwischen 4 mm und 60 mm und kann optional in zwei oder mehrere Grobfraktionen aufgeteilt werden. Die dazu eingesetzten Siebvorrichtungen können mit Metallabscheidern zur Abscheidung von Nichteisenmetallen oder Eisen ausgestattet sein.

Die Klassierstufe 5 umfasst einen Aufstrom klassierer 6 und eine vorgeschaltete Hydrozyklonanlage 7. Der Aufgabestrom wird in der Klassierstufe 5 in eine

schadstofffreie Gutfraktion 8 und eine mit Schadstoffen belastete Restfraktion 9 aufgetrennt, wobei die Restfraktion 9 an der Oberseite eines im Aufstromklassierer 6 erzeugten Fließbettes als Suspension abgezogen wird und wobei die an der Unterseite des Fließbettes abgezogene Gutfraktion 8 mittels einer Siebvorrichtung 10 entwässert wird. Der Siebrückstand 1 1 der Siebvorrichtung 10 weist zweckmäßig eine untere Korngröße von mehr als 150 m auf. Vorzugsweise wird die Klassierstufe 5 so betrieben, dass der Siebrückstand 1 1 der Siebvorrichtung 10 ein Kornspektrum zwischen 250 μιτι und 4 mm aufweist. Aus dem Siebrückstand werden Metalle 12 abgeschieden, die als Wertstoffe verwertet werden können. Der Siebrückstand 1 1 mit einem Kornspektrum zwischen 0,25 mm bis 4 mm ist schadstofffrei und kann wirtschaftlich verwertet werden.

Der Siebdurchgang 13 der Siebvorrichtung 10 wird in die Hydrozyklonanlage 7 zurückgeführt, die im Ausführungsbeispiel zwei parallel geschaltete Hydro- zyklone 14, 14' aufweist. Der Aufgabestrom wird einem ersten Hydrozyklon 14 der Hydrozyklonanlage 7 zugeführt. Der Siebdurchgang 13 der Siebvorrichtung 10 gelangt als Teed .in den zweiten Hydrozyklon 14' der Hydrozyklonanlage 7. Die Zyklonüberläufe 15, 15' der parallel geschalteten Hydrozyklone 14, 14' enthalten im Wesentlichen nur Partikel, die kleiner sind als das Trennkorn der Siebvorrichtung 10. Im Ausführungsbeispiel weist der Siebrückstand 1 1 der Siebvorrichtung 10 eine untere Korngröße von mehr als 150 μιτι, vorzugsweise eine untere Korngröße von etwa 250 μιτι auf. Die Zyklonüberläufe 15, 15' sind für einen Trennschnitt von etwa 60 bis 70 μιτι ausgelegt und führen im Wesentlichen nur Partikel mit einer Korngröße von weniger als 100 μιτι mit.

Aus der aus dem Aufstromklassierer 6 abgezogenen Restfraktion 9 werden organische Leichtstoffe, insbesondere auch faserförmige Stoffe, abgetrennt, wobei die Abtrennung der Leichtstoffe beispielsweise mittels eines Taumel-

Siebes 16 erfolgen kann. Anschließend wird die Restfraktion 9 zusammen mit den Zyklonüberläufen 15, 15' einer zweiten Klassierstufe 17 zugeführt, in der die Stoffströme in eine feinteilige mineralische Fraktion 18 sowie einen mit Schadstoffen belasteten Rückstand 19 aufgetrennt werden. Die zweite Klassier- stufe 17 wird so betrieben, dass der Rückstand 19 eine Kornobergrenze zwischen 20 μιτι und 50 μιτι aufweist. Bevorzugt ist eine Kornobergrenze des Rückstandes 19 von etwa 25 μιτι.

In der zweiten Klassierstufe 17 wird eine Hydrozyklonanlage 20 verwendet, wobei die feinteilige mineralische Fraktion 18 als Zyklonunterlauf abgezogen wird und der Zyklonüberlauf den mit Schadstoffen belasteten feinteiligen Rückstand 19 mitführt. Der Zyklonunterlauf wird mittels einer Siebvorrichtung 21 entwässert, wobei aus dem Siebrückstand 22 zweckmäßig Metalle 23 abgeschieden werden. Es fällt ein feinteiliges mineralisches Wertprodukt an, welches ein Kornspektrum zwischen 20 und 250 μιτι aufweist. Zusätzlich fallen Metalle 23 in feinteiliger Form an, die ebenfalls als Wertstoffe verwertet werden können.

Die Hydrozyklonanlage 20 weist zwei parallel geschaltete Hydrozyklonen 29, 29' auf, wobei der Aufgabestrom einem ersten Hydrozyklon 29 der Hydrozyklonanlage 20 und der Siebdurchgang 30 der Siebvorrichtung 21 dem zweiten Hydrozyklon 29' der Hydrozyklonanlage zugeführt wird. Die Zyklonüberläufe 31 , 31 ' der parallel geschalteten Hydrozyklone 29, 29' werden einem Eindicker 24 zugeführt.

Der Zyklonüberlauf der in der zweiten Klassierstufe 17 eingesetzten Hydrozyklonanlage 20 wird in dem Eindicker 24 aufkonzentriert, wobei geklärte Flüssigkeit 25 aus dem Eindicker 24 abgezogen und in den Prozess zurückgeführt wird. Die Flüssigkeitsrückführung umfasst einen Flüssigkeitstank

26, an den eine Wasseraufbereitungsanlage angeschlossen ist. Aus dem Eindicker 24 wird eine Suspension 28 mit hohem Feststoffgehalt abgezogen, die anschließend durch eine Druckfiltration 27 entwässert wird. Der feinteilige Rückstand hat ein Kornspektrum mit einer Kornobergrenze zwischen 20 und 50 μιτι, wobei vorzugsweise eine Kornobergrenze von etwa 25 μιτι gewählt wird. Der ausschließlich aus sehr feinteiligen Partikeln bestehende Rückstand hat eine große Oberfläche, an der die in der Asche enthaltenden Schadstoffe wirksam gebunden sind. Auch Metalloxide werden mit dem feinteiligen Rückstand abgeschieden.