Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR UTILIZING WASTE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/027954
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a method for utilizing waste (2), whereby a supplied mixture of materials containing organic components is at first mechanically prepared (4) and subsequently undergoes aerobic hydrolysis (10) in a reactor. The intermediate product formed after said hydrolysis(10) is then compacted (14) into a solid or substitute fuel (16). The intermediate product can be dried (12) after hydrolysis (10) has occurred, whereby the substitute fuel exists in a dry and stable form that does not respire or cannot be eluted. The substitute fuel can be supplied directly to a gasification unit or can be directly supplied to an incineration plant as a substitute for fossil fuels. Alternately, the substitute fuel can be stored in a dump.

Inventors:
WIDMER CHRISTIAN (CH)
Application Number:
PCT/IB1999/002037
Publication Date:
May 18, 2000
Filing Date:
November 05, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
WIDMER CHRISTIAN (CH)
International Classes:
B03B9/06; B09B3/00; C10L5/46; (IPC1-7): C10L5/46; B03B9/06; B09B3/00
Domestic Patent References:
WO1999038618A11999-08-05
WO1990012103A11990-10-18
WO1997027158A11997-07-31
Foreign References:
DE19648731A11998-05-28
DE2642451A11978-03-23
DE4329711A11995-03-09
Attorney, Agent or Firm:
Polte, Willi (Brandl Fürniss, Hübner, Rös, Kaiser Polte Partnerschaft Patent- und Rechtsanwaltskanzlei Bavariaring 10 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche
1. Verfahren zur Verwertung von Abfall, wobei dieser ei ner Trennung unterzogen wird, bei der als Sekundär rohstoff verwendbare Bestandteile abgetrennt werden und eine verbleibende, einen vorbestimmten Partikel durchmesser nicht überschreitende Fraktion (Feinkornfraktion) thermisch oder biologisch weiter behandelt wird, gekennzeichnet durch die Schritte : Abtrennen von organischen Substanzen von der Fraktion mittels einer aeroben Hydrolyse und Kompaktieren der verbleibenden kohlenstoffreichen Fraktion zu einem Ersatzbrennstoff oder nichteluier baren Körper.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Kompaktierung eine Entwässerung der koh lenstoffreichen Fraktion bewirkt.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß sich an die Hydrolyse eine Trocknung anschließt.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die Trocknung durch Zufuhr von Luft und eine daraus resultierende thermophile Erwärmung erfolgt.
5. Verfahren nach Patentanspruch 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Hydrolyse in einem Reaktor (39) erfolgt, in dem die Fraktion von einem Materialein trag (58) zu einem Materialaustrag (60) geführt und von einer Auswaschflüssigkeit und Luft durchströmt wird.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die Auswaschflüssigkeit und die Luft etwa im Gleichoder Gegenstrom zum Feststoff im Reaktor (39) geführt sind.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die beladene Auswaschflüs sigkeit einer Abwasserreinigungsanlage (80) mit Bio gasreaktor (120) zugeführt und anschließend zum Reak tor (39) zurückgeführt wird, wobei die Energie des gewonnen Biogases zumindest teilweise zur Durchfüh rung des vorbeschriebenen Verfahrens verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Trennschritt eine Siebung umfaßt, nach der der den vorbestimmten Partikeldurchmesser übertreffende Sieb überlauf (Grobkornfraktion) einer Zerkleinerung und einer Abscheidung von Störund/oder Sekundärrohstof fen zugeführt wird und anschließend einer Kompaktie rung (14) zugeführt wird.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß der Siebüberlauf und der Siebdurchgang vor der Kompaktierung (14) zusammengeführt werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der Kompak tierung vorliegende Feststoff einer Vergasung (18), insbesondere zur Herstellung von Synthesegas oder ei ner thermischen Verwertung zugeführt oder auf einer Deponie abgelagert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaktierung (14) eine Pelletisierung oder Brikettierung beinhal tet.
12. Festoder Brennstoff hergestellt nach einem Verfahren gemäß einen der vorhergehenden Patentansprüche.
Description:
Beschreibung Abfallverwertungsverfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verwertung von Abfall gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen nach diesem Verfahren hergestellten Brennstoff.

Die Verwertung von Abfällen, wie beispielsweise Haus- müll, gewerblicher Müll, Biomüll etc. ist im Abfallgesetz vom Gesetzgeber vorgeschrieben und wenn immer möglich, einer Abfallentsorgung vorzuziehen. Das Abfallgesetz gilt prinzipiell für jeden Abfallbesitzer sowie für entsor- gungspflichtige Körperschaften, wie beispielsweise Städ- te-Reinigungsbetriebe. Im Abfallgesetz und im Bundesim- missionsschutzgesetz ist geregelt, daß die Abfälle derart zu sammeln, transportieren, zwischenzulagern und zu be- handeln sind, daß die Möglichkeiten der Abfallverwertung nicht behindert werden. Den Kommunen sind somit bei der Entsorgung von Siedlungsabfällen zur Verwertung rechtlich verpflichtet wenn immer dies wirtschaftlich zumutbar ist und die technische Möglichkeit besteht. Zur Erfüllung ih- rer Verwertungspflicht stehen den Kommunen eine stoffli- che oder eine energetische Verwertung zur Verfügung.

Unter stofflicher Verwertung versteht man auch die Aufbereitung des Abfalls zu einem sekundären Rohstoff, der dann energiewirtschaflich genutzt wird. D. h., man versteht unter der Herstellung des Ersatzbrennstoffes ei- ne stoffliche Verwertung, die von der direkten Verbren- nung des Abfalls zu unterscheiden ist.

Die derzeit am häufigsten angewandte Art der Abfall- verwertung besteht darin, den Abfall direkt in thermi- schen Verbrennungsanlagen zu verbrennen. Die Verbrennung

von Abfällen wird in der Regel als Umweltschutzmaßnahme vor der Ablagerung der Rückstände auf Deponien durchge- führt. Problematisch bei derartigen thermischen Verwer- tungen ist es jedoch, die vom Gesetzgeber vorbeschriebe- nen Grenzwerte insbesondere im Rauchgas einzuhalten, so daß erhebliche anlagentechnische Aufwendungen unternommen werden müssen, um die gesetzlichen Vorgaben zu erfüllen.

Desweiteren entstehen die herkömmlichen Müllverbrennungs- anlagen öffentlich in der Diskussion, so daß in den Kom- munen Bestrebungen vorhanden sind, den Abfall einer stofflichen Verwertung zuzuführen.

In der DE 196 48 731 A1 ist ein Abfallaufbereitungs- verfahren beschrieben, bei dem organische Bestandteile einer Abfallfraktion in einem Perkolator ausgewaschen werden und der Rückstand nach einer Trocknung verbrannt wird. Die reine Perkolation hat sich jedoch als ungeeig- net erwiesen, um die organischen Bestandteile im ge- wünschten Umfang abzubauen. Desweiteren wird der nach der Perkolation und Trocknung vorliegende Rückstand direkt in einer herkömmlichen Anlage verbrannt, so daß hinsichtlich der Abgase die gleichen Probleme wie beim eingangs be- schriebenen Stand der Technik vorliegen.

In der nachveröffentlichten Patentanmeldung 198 07 539 wird ein neuartiges Verfahren zur thermischen Behand- lung von Abfällen beschrieben, bei dem aus den Abfällen eine heizwertreiche Fraktion durch mechanische und biolo- gische Behandlung erhalten wird. Diese heizwertreiche Fraktion wird als Ersatzbrennstoff einer Verbrennung in einer Verbrennungs-oder Vergasungsanlage zugeführt, die in Energieverbund mit einer energieintensiven Anlage steht. Alternativ kann der Ersatzbrennstoff direkt in der energieintensiven Anlage eingesetzt werden.

Bei diesem in der P 198 07 539 beschriebenen Verfah- ren erfolgt die biologische Aufbereitung durch einen aeroben Abbau der Organik des aufbereiteten Abfalls.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das vorbe- schriebene Verfahren derart weiterzubilden, daß der bio- logische Abbau der organischen Bestandteile des zu behan- delnden Stoffgemisches bei minimalem vorrichtungstechni- schen Aufwand möglichst vollständig durchführbar ist.

Desweiteren soll durch das Verfahren ein Feststoff erhal- ten werden, der sich durch einen hohen Heizwert und eine geringe Eluierbarkeit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merk- malen des Patentanspruchs 1 und durch einen nach diesem Verfahren hergestellten, kompaktierten Feststoff gelöst.

Durch die Maßnahme, den mechanisch aufbereiteten Ab- fall einer aeroben Hydrolyse zuzuführen und den Austrag aus der aeroben Hydrolyse zu einem Festbrennstoff zu kom- paktieren wird ein sekundärer Rohstoff hergestellt, der beispielsweise als Ersatzbrennstoff einsetzbar oder in einer Deponie gelagert werden kann. Die Ablagerung des Feststoffs auf der Deponie kann nach erfolgter mecha- nisch-biologischer Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne Probleme und ohne langfristige ökologische Bedenken erfolgen, da der behandelte Restmüll weitgehend biologisch stabil ist, so daß sich kaum Deponiegase oder belastetes Sickerwasser bilden kann.

Die aerobe Hydrolyse ist per se bereits beispielswei- se aus der WO 97/27158 AI. bekannt. Dabei wird das aufzu- bereitende Stoffgemisch in einem Reaktor mit Luft und ei- ner Auswaschflüssigkeit (Wasser) beaufschlagt. Durch die Einwirkung des Luftsauerstoffes und die gleichzeitig ein- gestellte Feuchtigkeit erfolgt eine aerobe, thermophile

Erwärmung des Stoffgemisches, so daß die Biozellen aufge- brochen und die freigesetzten organischen Substanzen durch die Waschflüssigkeit abtransportiert werden. In dem bekannten Reaktor wird das Stoffgemisch mittels eines Förder-/Rührwerks quer zur Luft und zur Auswaschflüssig- keit durch den Reaktor geführt.

Der Trockensubstanzanteil im aufbereiteten Abfall läßt sich weiter erhöhen, wenn die Kompaktierung mit ei- ner Entwässerung der verbleibenden kohlenstoffreichen Fraktion einhergeht.

Die Weiterverarbeitung des Stoffgemisches sieht eine thermische oder biologische Trocknung des über die Hy- drolyse biologisch stabilisierten Abfalls vor. Diese Trocknung kann mit minimalem energetischen Aufwand durch eine aerobe, thermophile Erwärmung des aufbereiteten Stoffgemisches erfolgen. Dazu kann das nach der Hydrolyse feucht vorliegende Stoffgemisch im Reaktor mit Reinluft beaufschlagt werden, so daß durch die resultierende aero- be Erwärmung Wasserdampf über die zugeführte Luft ausge- tragen und somit der Trockensubstanzanteil des Stoffgemi- sches erhöht wird. Trocknung und Hydrolyse können selbst- verständlich auch in zwei getrennten, hintereinander ge- schalteten Behältnissen durchgeführt werden.

Der Reaktor zur Durchführung der Hydrolyse hat einen besonders einfachen Aufbau, wenn das Stoffgemisch diesen geschichtet durchläuft und dabei geeignete Maßnahmen ge- troffen werden, um eine Kanal-oder Kaminbildung inner- halb des Haufwerkes zu verhindern, und Scherkräfte in das Stoffgemisch einzuleiten. Dies kann beispielsweise durch ein Rührwerk, durch impulsartiges oder periodisches Auf- bringen von Kräften ins Haufwerk oder auf sonstige Weise erfolgen. Prinzipiell ist jeder an dem Stand der Technik

bekannte Perkolator zur Durchführung einer aeroben Hy- drolyse einsetzbar.

Die Energiebilanz des Systems läßt sich weiter ver- bessern, wenn die beladene Auswaschflüssigkeit einer Ab- wasserreinigungsanlage mit Biogasreaktor zugeführt wird, so daß die aus dem Biogas gewonnene Energie teilweise in den Prozeß zurückgeführt werden kann. Bei entsprechender Prozeßführung ist das erfindungsgemäße Verfahren nahezu energieautark.

Die mechanische Aufbereitung des Abfalls schließt ei- ne Siebung ein, bei der die üblicherlicherweise einen ge- ringen Anteil an Organik enthaltende Grobfraktion unter Umgehung des Reaktors direkt der Kompaktierung oder einer sonstigen Weiterverarbeitung zugeführt wird. Diese Grob- fraktion benötigt erfindungsgemäß nicht notwendigerweise eine Trocknung durch thermophile Erwärmung oder auf son- stige Weise.

Die Kompaktierung des einer Hydrolyse unterzogenen und aerob getrockneten Abfalls schließt eine Brikettie- rung oder Pelletierung in einer Presse ein, so daß der Anteil an Trockensubstanz weiter erhöht werden kann. Bei der Brikettierung wird das Stoffgemisch nochmals erwärmt, so daß eine weitere Trocknung erfolgt. Desweiteren Ver- schmelzen die Kunststoffbestandteile beim Pelletie- ren/Brikettieren miteinander, so daß die Festigkeit des Formkörpers erhöht und die Eluierbarkeit verringert wird.

Der so erhaltene Ersatzbrennstoff ist nicht eluier- bar, nicht atmungsaktiv und zeichnet sich durch einen ho- hen Heizwert aus. Dieser Ersatzbrennstoff kann beispiels- weise einer Vergasung zugeführt werden. Das bei der Ver- gasung entstehende Gas, das etwa 1/3 des Heizwertes von Erdgas hat, kann anschließend energetisch oder stofflich

verwertet werden. Verwertungen sind beispielsweise die Energiesubstitution in Kraftwerken und Zementwerken oder die Verwendung bei der Herstellung von Methanol oder als Reduktionsmittel in Stahlwerken.

Die nach der Kompaktierung vorliegende Formkörper können auch direkt zum Ersatz fossiler Energieträger bei- spielsweise bei Hausmüllverbrennungsanlagen eingesetzt werden. Möglich ist auch eine Ablagerung der Formkörper in einer Deponie.

Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 und 2 Grobschemata des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 3 ein Fließschema der mechanischen Aufberei- tung des Verfahrens aus Figur 1 ; Fig. 4 ein Fließschema der biologischen Aufberei- tung des Verfahrens aus Figur 1 ; Fig. 5 eine Darstellung einer Anlage zur Durch- führung einer aeroben Hydrolyse und einer Trocknung sowie einer Aufbereitung der bei der Hydrolyse verwendeten fluiden Medien ; Fig. 6 eine Darstellung eines Trockners und Fig. 7 und 8 alternative Verfahrensabläufe.

Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Grundfließschema wird der angelieferte Abfall, beispielsweise Siedlungsab- fall zunächst einer mechanischen Aufbereitung unterzogen.

Dabei wird der Abfall beispielsweise aufgerissen, gesiebt

und es werden Störstoffe, Inertstoffe sowie Metalle abge- schieden.

Eine nach dem Siebvorgang anfallende kohlenstoffrei- che Fraktion (Siebdurchgang) wird einer biologischen Sta- bilisierung und einer Trocknung zugeführt, bei der orga- nische Bestandteile des Abfalls abgebaut werden. Der Siebüberlauf enthält häufig nur einen geringen Anteil an Organik, so daß auf die biologische Stabilisierung ver- zichtet werden und diese Fraktion direkt einer Kompaktie- rung oder einer sonstigen Verwertung zugeführt werden kann.

Die biologische Stabilisierung kann beispielsweise eine aerobe Hydrolyse durch Zugabe einer Auswaschflüssig- keit und/oder eine sich anschließende Trocknung enthal- ten.

Die biologisch stabilisierte, kohlenstoffreiche Ab- fallfraktion und ggf. der Siebüberlauf werden anschlie- ßend einer Kompaktierungseinrichtung zugeführt und zu ei- nem Formkörper kompaktiert. Diese Kompaktierungseinrich- tung kann beispielsweise eine Extruder-/Strangpresse sein. Durch die Kompaktierung erfolgt eine weitere Ent- wässerung der Abfallfraktion, wobei aufgrund der während des Kompaktierungsvorgang eingetragenen Energie eine Er- wärmung und Nachtrocknung sowie eine Verschmelzung der Kunststoffbestandteile erfolgen kann. Wie in Fig. 1 ge- strichelt angedeutet ist, kann der Kompaktierungsschritt auch umgangen werden.

Während der vorbeschriebenen Verfahrensschritte ver- wendetes oder anfallendes Wasser wird gereinigt und orga- nische Bestandteile in einem anaeroben Vorgang zu Biogas verwandelt.

Der sich nach der Kompaktierung ergebene Feststoff (Pellet, Schnitzel, Briketts) kann prinzipiell auf unter- schiedliche Weisen weiterverarbeitet bzw.-verwendet wer- den.

Da der Feststoff nach der Kompaktierung praktisch nicht mehr eluierbar und nicht atmungsaktiv ist, kann dieser ohne großen Aufwand in Hausmülldeponien abgelagert werden.

Alternativ zur Ablagerung in einer Deponie kann der kompaktierte Feststoff als Ersatzbrennstoff in einer energieintensiven Anlage, beispielsweise einer Hausmüll- verbrennungsanlage eingesetzt werden.

Gemäß einer dritten Alternative ist vorgesehen, den Feststoff einer Vergasung, beispielsweise einer Wirbel- schichtvergasung zuzuführen. Das dabei entstehende Rohgas kann zur Energiesubstitution in Kraftwerken oder Zement- werken oder zur Herstellung von Methanol verwendet wer- den. Desweiteren kommt ein Einsatz als Kohlenstoffsubsti- tutionsmittel im Stahlwerk in Betracht.

Der Feststoff (Ersatzbrennstoff) kann auch direkt ei- ner stofflichen Verwertung, beispielsweise in einem Ze- mentwerk zugeführt werden.

Im folgenden wird anhand des in Figur 2 dargestellten Verfahrensschemas ein erstes Ausführungsbeispiel des er- findungsgemäßen Verfahrens detaillierter beschrieben.

Der angelieferte Abfall 2, beispielsweise Hausmüll, Biomüll, gewerblicher Müll oder sonstige, einen Anteil an Organik enthaltende Stoffgemische wird angeliefert und zunächst einer mechanischen Aufbereitung 4 unterzogen.

Diese mechanische Aufbereitung enthält Klassierschritte,

über die der Abfall in eine Grobkornfraktion 8 und eine Feinkornfraktion 6 unterteilt wird. Desweiteren werden während der mechanischen Aufbereitung Sekundärrohstoffe und Störstoffe ausgeschieden. Zur mechanischen Aufberei- tung kann beispielsweise eine mit Reißzähnen versehene Siebtrommel verwendet werden.

Die Feinkornfraktion 6 wird einer biologischen Stabi- lisierung 10 durch eine aerobe Hydrolyse mittels Luftsau- erstoff und Wasser oder einer sonstigen Auswaschflüssig- keit zugeführt. Die Auswaschflüssigkeit wird erfindungs- gemäß einer Abwasserreinigungsanlage zugeführt, die eine Biogasanlage enthalten kann. In dieser erfolgt die Umset- zung der organischen Bestandteile der Auswaschflüssigkeit in Biogas.

Bei der biologischen Stabilisierung 10 und der damit verbundenen Abwasseraufbereitung wird auch ein erhebli- cher Anteil an Inertstoffen, beispielsweise Sand oder sonstige Mineralstoffen abgeschieden, der im angeliefer- ten Abfall vorhanden ist.

Die biologisch stabilisierte, noch feuchte Feinfrak- tion wird dann einer biologischen oder thermischen Trocknung 12 durch Zuführung von Luft zugeführt, wobei aufgrund der thermophilen Erwärmung des Stoffgemisches Wasserdampf ausgetragen wird.

Die entfeuchtete Feinkornfraktion wird anschließend einer Kompaktierung 14 zugeführt, bei der einerseits eine weitere Entwässerung erfolgt und andererseits das Stoff- gemisch in eine gewünschte geometrische Form gebracht wird. Nach der Kompaktierung und Entwässerung liegt ein Feststoff oder Ersatzbrennstoff vor, der den eingangs ge- nannten weiteren Verwertungen beispielsweise einer Verga- sung 18 zugeführt werden kann. Alternativ kann der Fest-

oder Ersatzbrennstoff 16 auch in einer Deponie gelagert oder einer Hausmüllverbrennungsanlage zugeführt werden.

Die bei der mechanischen Aufbereitung anfallende Grobkornfraktion 8 wird ebenfalls von den Störstoffen und den Sekundärrohstoffen befreit und anschließend direkt der Kompaktierung 14 zugeführt. Dies ist möglich, da diese Grobkornfraktion erfahrungsgemäß einen geringen An- teil an Organik und Feuchtigkeit enthält, so daß die bio- logische Stabilisierung und Trocknung entfallen kann.

Selbstverständlich könnte diese Grobkornfraktion nach ei- ner nochmaligen Zerkleinerung dem vorbeschriebenen Stoff- strom hinzugefügt werden. Prinzipiell können die Grob- kornfraktion und die Feinkornfraktion nach der biologi- schen Stabilisierung auch direkt, d. h. ohne Kompaktie- rung der Weiterverwertung zugeführt werden.

Einzelheiten der vorbeschriebenen Verfahrensschritte werden nunmehr anhand der Ablaufschemata gemäß den Figu- ren 2 und 3 erläutert.

In Figur 3 ist ein Fließbild der mechanischen Aufbe- reitung des in Figur 2 dargestellten Prozess gezeigt.

Der angelieferte Abfall 2 wird zunächst mit einer ge- eigneten Waage 20 gewogen, um die Abfallaufbereitungsge- bühren zu bestimmen und einen Überblick über die Menge an angelieferten Abfall für die Prozeßsteuerung zu erhalten.

Der angelieferte Abfall 2 wird dann einer Material- aufgabe 22 der Prozeßanlage oder einem Bunker zugeführt und dort abgeladen.

Das aus dem Bunker oder der Materialaufgabe 22 abge- zogenen Stoffgemisch (Abfall) hat etwa 60 Gew. % Trocken- substanz d. h., etwa 40 % des angelieferten Materials sind

als gebundenes, adsorbiertes Wasser oder als Zwickelwas- ser im Feststoff enthalten. Dieses Ausgangs-Stoffgemisch 2 wird dann zunächst einer Siebanlage 24 beispielsweise einer mit Reißzähnen versehene Siebtrommel oder einem Schwingsieb zugeführt. Da der folgende aerob-biologische Teil (Hydrolyse) hohe Toleranzen gegenüber der Stückig- keit des Materials aufweist, kann mit variablen Sieb- schnitten bis beispielsweise 150 mm gearbeitet werden. Je unversehrter die Störstoffe die Siebanlage 24 durchlaufen desto einfacher und vollständiger können sie nachher ent- fernt werden. In den Perkolator sollten nur Stoffe gelan- gen, die das Auslaugungsverhalten nicht behindern oder verschlechtern.

Die Feinkornfraktion, d. h. der Siebdurchgang 26 wird einer Metallabscheidung 30 zugeführt, in der Eisen-und Nichteisenmetalle abgeschieden werden. Die Abscheidung der Eisenmetalle erfolgt beispielsweise durch Magnete, während die Nichteisenmetalle in der Regel über Schwer- kraftsichter abtrennbar sind.

Die derart aufbereitete Feinkornfraktion wird dann in einem Zwischenbunker 32 zwischengelagert. Diese Feinkorn- fraktion enthält etwa 60 Gewichtsprozent des angeliefer- ten Abfalls.

Der Siebüberlauf, d. h. etwa die verbleibenden 40% des angelieferten Abfalls wird zunächst ebenfalls einer Einrichtung 30 zur Metallabscheidung zugeführt und die ausgeschiedenen Eisen-und Nichteisenmetalle einer weite- ren Verwendung zugeführt. Diese abgeschiedenen Metalle können etwa 1 Gew. % des angelieferten Abfalls ausmachen.

Nach der Metallabscheidung werden Störstoffe aus der Grobkornfraktion entfernt. Diese Störstoffe können bei Siedlungsmüll beispielsweise Elektrogeräte, Fahrräder,

Granitsteine etc. sein und können ebenfalls etwa 1 Gew. % der angelieferten Abfallmenge betragen.

Das Abführen der Störstoffe erfolgt in der Regel auf einem Sortierband wobei einer automatisierten Stör- stoffentfernung in der Regel noch eine Handnachsortierung nachgeschaltet ist.

Die von den Metallen, Inertstoffen und Störstoffen befreite Grobkornfraktion wird dann einer Zerkleinerungs- einrichtung 34 zugeführt, die beispielsweise als Shred- der, Mühle, Brecher, Siebmühle etc. ausgeführt sein kann.

In dieser Zerkleinerungseinrichtung 34 wird die Grobkorn- fraktion derart zerkleinert, daß sich ein mittlerer Korn- durchmesser einstellt, der etwa demjenigen des Siebdurch- gangs 26 entspricht. Dieses zerkleinerte Gut kann je nach Abfallqualität nochmals der Siebanlage 24 zugeführt wer- den.

Diese hochkalorische Fraktion wird einem weiteren Zwischenbunker 36 zugeführt. Durch die Zwischenlagerung der beiden heizwertreichen Fraktionen in den beiden Zwi- schenbunkern 32 und 36 erfolgt eine Art Homogenisierung der einzelnen angelieferten Chargen, so daß Schwankungen in der Abfallzusammensetzung und-qualität in gewissem Maße ausgleichbar sind.

Die während der einzelnen, vorbeschriebenen mechani- schen Bearbeitungsschritte anfallende Abluft 38 wird, wie in Figur 3 punktiert angedeutet, abgesaugt und-wie im folgenden noch näher beschrieben, einer Abluftreinigung zugeführt.

Bei den mit W, X, Y gekennzeichneten Zwischenschrit- ten liegen somit ein Anteil an Abluft 38 (W), eine von Metallen und Inertstoffen befreite Feinkornfraktion

(Siebdurchgang 26) (X) und ein von Metallen, Inertstoffen sowie Störstoffen befreiter und zerkleinerter Siebüber- lauf 28 (Y) vor.

Üblicherweise hat der Siebdurchgang 26 einen wesent- lich höheren Gehalt an Feuchtigkeit und Organik als der Siebüberlauf 28, so daß zumindest der im Zwischenbunker 32 enthaltene Teilstrom einer weiteren Entwässerung und biologischen Stabilisierung zugeführt werden muß. Dies sei anhand der Figur 4 beschrieben, die an den mit W, X, Y gekennzeichneten Positionen an das Fließbild gemäß Fi- gur 3 anschließt.

Demzufolge wird die im Zwischenbunker 32 aufbewahrte Feinkornfraktion (Siebdurchgang 26) zunächst einem oder mehreren hintereinandergeschalteten Reaktoren 39 (Perkolator, Trockner) zugeführt, in denen eine aerobe Hydrolyse des zugeführten Stoffgemisches und eine nachge- schaltene Trocknung/Entwässerung erfolgt.

Bei der aeroben Hydrolyse wird das dem Perkolator oder Reaktor 39 zugeführte Stoffgemisch durch Zugabe von Auswaschflüssigkeit und von Luft behandelt, wobei ein weitgehender Abbau der organischen Zellen durch biologi- schen Aufschluß erfolgt.

Der Perkolator (Reaktor 39) ist ein Stahl-oder Be- tonbehälter, in dem das aufzubereitende Stoffgemisch ein- gebracht wird. Zur Neubildung von Oberflächen im Haufwerk und zur Vermeidung von Kanalbildungen ist der Perkolator mit einer Einrichtung versehen, über die Scherkräfte in das Stoffgemisch einbringbar sind. Diese Einrichtung kann beispielsweise ein Rührwerk (Krählwerk) sein. Vorstellbar ist es auch, die Kräfte zur Vermeidung einer Kanalbildung und zur Neubildung der Haufwerk-Oberflächen impulsartig vom Randbereich des Reaktors 39 her einzuleiten.

Ein substantieller Anteil der organischen Fraktion von Restmüll besteht aus kurzkettigen Verbindungen, die meist an eine Oberfläche absorbiert sind. Wird diese Oberfläche (rager) von warmen Wasser umspült, werden auch primär nicht lösliche Verbindungen hydrolisiert und ausgewaschen. Der Hydrolysegrad hängt von der Aufent- haltszeit ab, die mehrere Tage betragen kann. Die ge- ruchsintensiven Komponenten des Biomülls und die Hydroly- seprodukte sind gut wasserlöslich und können mit der Aus- waschflüssigkeit ausgewaschen werden. Mit der Perkolation erreicht man eine Reduktion der Organik und eine Desodo- rierung des Restmülls. Die Abluft wird über einen Biofil- ter desodoriert.

Bei den bekannten Perkolatoren wird die Auswaschflüs- sigkeit mittels Düsen von oben zugeführt und über einen Siebboden abgeleitet, durch welchen zyklisch Luft einge- blasen wird. Mit dieser Belüftung wird der physikalisch- chemische Effekt der Perkolation verstärkt durch Verzöge- rung der Verdichtung und Steigerung des bakteriellen Ab- baus. Die Mikroorganismen beginnen in der aeroben Umge- bung Exoenzyme auszuscheiden, welche partikuläre polymere Komponenten zu Monomeren Spalten und in Lösung bringen.

Durch Zusammenwirken der Luft und der Auswaschflüssigkeit werden die organischen Zellen des Stoffgemisches aufge- brochen und Zellwasser freigesetzt. Der verfügbare Koh- lenstoff wird zu Kohlendioxid abgebaut und die gelöste und angesäuerte Organik durch die Auswaschflüssigkeit ab- transportiert. Durch die aerobe Hydrolyse wird praktisch ein Deponieverfahren im Zeitraffer durchgeführt.

In einem sich anschließenden Trocknungsvorgang, auf den im folgenden noch näher eingegangen wird, kann eine Entwässerung bzw. Trocknung durch aerobe Erwärmung des der Hydrolyse unterzogenen Stoffgemisches erfolgen. Am

Ausgang des Reaktors 39 liegt dann ein Stoffgemisch an, das einen wesentlich erhöhten Trockensubstanzanteil hat.

Die Trocknung kann auch im gleichen Reaktor wie die Per- kolation oder in einem eigenen Trockner durchgeführt wer- den.

Das nach dem Reaktor 39 vorliegende Zwischenprodukt 40 wird dann mit dem aus dem Zwischenbunker 36 abgezoge- nen, zerkleinerten Siebüberlauf 28 vermischt und direkt als Ersatzbrennstoff verwendet oder einer Kompaktierein- richtung 42 zugeführt. In dieser wird das Zwischenprodukt 40 weiter entwässert und in eine vorbestimmte geometri- sche Form gebracht. Das Zwischenprodukt 40 kann über die Kompaktiereinrichtung 42 beispielsweise zu Pellets, Chips, Schnitzel oder Briketts weiterverarbeitet werden.

Die Kompaktierungseinrichtung 42 kann beispielsweise eine Hochdruckpresse, beispielsweise eine Extruder- /Strangpresse aufweisen sein, über die eine Vorentwässe- rung des Produkts 40 erfolgt. Desweiteren wird durch die in das Zwischenprodukt 40 während des Kompaktierungsvor- ganges eingetragene Energie das Stoffgemisch erwärmt, so daß eine Nachtrocknung erfolgen kann.

Diese Nachtrocknung kann durch eine sich anschlie- ßende Kühltrocknung 44 unterstützt werden, in der das nach der Kompaktierung vorliegende Produkt abgekühlt und weiteres Wasser ausgetragen wird.

Nach der Kompaktierung/Trocknung liegt ein Produkt 46 vor, das trockenstabil, nicht atmungsaktiv und praktisch nicht mehr eluierbar ist. Dieses Produkt kann-wie vor- stehend erwähnt-in einer Deponie abgelagert, als Er- satzbrennstoff verbrannt, einer stofflichen Verwertung oder einer Vergasung zugeführt werden. Nach dem erfin- dungsgemäßen Verfahren werden etwa 50 Gew. % des angelie-

ferten Abfalls 2 zu einem heizwertreichen Produkt 46 wei- terverarbeitet. Der Heizwert dieses Produkts liegt zwi- schen 11.000 und 14.000 kj/kg.

Das Produkt (vor oder vorzugsweise nach der Kompak- tierung) kann beispielsweise als Ersatzbrennstoff für Braunkohle bei der Herstellung von Synthesegas verwendet werden. Synthesegas ist ein petrochemischer Grundstoff, der in einem thermischen Verfahren (Wirbelschichtvergasung etc.) durch Vergasung geeigneter Rohstoffe hergestellt wird. Vergasungsmittel sind Luft- sauerstoff und Wasserdampf. Neben der Braunkohle und de- ren Ersatzbrennstoffe werden in der Regel Erdöl und Erd- gas zur Synthesegasherstellung eingesetzt. Der Ersatz- brennstoff wird im Nebenstrom mit Braunkohle und anderen kohlenwasserstoffhaltigen Rohstoffen vergast, wobei eine sogenannte Festbettdruckvergasung oder andere Vergasungs- verfahren eingesetzt werden können. Das derart gewonnen Synthesegas kann beispielsweise zur Produktion von Me- thanol eingesetzt werden.

Selbstverständlich kann das bei der Vergasung anfal- lende Rohgas auch einer weiteren Verwertung, beispiels- weise zur Substitution fossiler Energieträger bei Kohle- kraftwerken oder Zementwerken zugeführt werden. Die bei der Vergasung, Verbrennung anfallende Asche läßt sich als zur Substitutionsmittel bei der Zement-oder Ziegelher- stellung einsetzen.

Die bei der Hydrolyse im Reaktor 39, während der Trocknung und während der Kompaktierung und Kühltrocknung entstehende Abluft wird der Abluft 38 hinzugefügt und ei- ner Abluftreinigung (Biofilter) 48 zugeführt, in der Feststoffe ausgefiltert werden und die Abluft einer bio- logischen Reinigung mittels aerober Mikroorganismen un- terzogen wird.

Die aus dem Reaktor 39 austretende Auswaschflüssig- keit 50 ist mit Organik und einem erheblichen Anteil an Sand beladen. Dieser Sand wird in einem Sandfang oder ei- nem sonstigen Abscheider abgetrennt und einer Sandwäsche 52 unterzogen, in der Organik, Inertstoffe und Verschmut- zungen abgetrennt werden. Nach der Sandwäsche 52 liegt der Sand in gereinigter, weiterverwendbarer Form vor, wo- bei der Anteil des Sandes etwa 10 Gew. % der angeliefer- ten Abfallmenge ausmachen kann. Der abgeschiedene Sand kann abgelagert werden (Deponieklasse Z2) oder durch Wei- terverarbeitung als Ersatzstoff in der Baustoffindustrie, oder im Straßenbau eingesetzt werden.

Die vom Sand befreite Auswaschflüssigkeit 50 wird ei- ner Abwasseraufbereitungseinrichtung 80 zugeführt, der eine Biogasanlage 120 zugeordnet ist. In der Abwasserauf- bereitungseinrichtung 80 werden Stör-und Inertstoffe ab- geschieden und in der Biogasanlage 120 die organischen Anteile der Auswaschflüssigkeit in Biogas umgesetzt.

Die gelösten und kolloidalen organischen Verbindungen in der wässrigen Phase sind hervorragend geeignet zur Biogasproduktion, die in einem Anaerobfilter durchgeführt wird. Dieser ist mit Füllkörper versehen, welche die Bak- terien über die Filterwirkung zurückhalten. Alternativ könnten Trägermaterialien, wie beispielsweise Blähton, Polyethylen-Filterlamellen eingesetzt werden, die eine Biofilmbildung begünstigen und zu besseren Umsatzleistun- gen führen. Nach dem Abbau der organischen Komponenten kann die Auswaschflüssigkeit für eine weitere Perkolation in den Prozeß zurückgeführt werden.

Das während der Abwasseraufbereitung anfallende, nicht mehr zu reinigende Abwasser wird aus dem Prozeß

ausgeschieden und kann etwa 20 Gew. % der angelieferten Menge ausmachen.

Bei geeigneter Prozeßführung lassen sich aus dem zu- geführten Abfall 2 etwa 6 Gew. % Biogas herstellen. Ein Teil der bei der Abwasseraufbereitung gereinigten Aus- waschflüssigkeit wird für die Sandwäsche 52 eingesetzt, der verbleibende, überwiegende Teil der Auswaschflüssig- keit wird im Kreislauf zurück zum Reaktor 39 geführt.

Gemäß dem vorbeschriebenen Massenflußschema wird der angelieferte Abfall zum überwiegenden Teil in mittelbar oder unmittelbar weiterverwertbare Komponenten aufgespal- tet, wobei der Prozeß aufgrund des gewonnenen Biogases und des gewonnenen Brennstoffes weitestgehend energie- autark arbeiten kann.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Reaktor 39 wie er beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann.

Die aerobe Hydrolyse (aerobe biogene Reakti- on/Perkolation) erfolgt in dem Reaktor 39, dem das aufzu- bereitende Stoffgemisch 2 über eine Materialeintragein- richtung 4 zugeführt wird. Der Reaktor 1 ist als abge- schlossener Behälter ausgeführt, so daß die im folgenden noch näher beschriebenen Stoffströme über Schleusen-, Ventileinrichtungen etc. zugeführt werden.

In der Darstellung gem. Fig. 5 ist die Eintragein- richtung 58 an dem in Schwerkraftrichtung gesehen oberen Endabschnitt des Reaktors. 39 angeordnet.

Im unteren Bereich des Reaktors 39 ist eine Aus- trageinrichtung 60 ausgebildet, über die das aufbereitete

und biologisch aufgeschlossene Stoffgemisch aus dem Reak- tor 39 abführbar ist.

Dieser hat desweiteren unterhalb (Darstellung nach Figur 5) der Austrageinrichtung 60 einen Sammler 64, der von einem Reaktionsraum 66 über einen Siebboden 62 abge- trennt ist. Die im folgenden noch näher beschriebene Aus- trageinrichtung 60 ist derart ausgebildet, daß das auf dem Siebboden 62 liegende Stoffgemisch schichtförmig aus dem Reaktor 39 abgeführt und die Öffnungen des Siebbodens 62 durchgängig gehalten werden.

Im Sammler 64 münden ein Luftanschluß 68 und ein Aus- waschflüssigkeits-Austritt 70. Im Kopfbereich des Reak- tors 39 sind ein weiterer Luftanschluß 72 und ein Aus- waschmittel-Verteiler 74 angeordnet.

Die zur Perkolation oder Extraktion der organischen Bestandteile des Stoffgemisches verwendete Auswaschflüs- sigkeit (Wasser) wird über den Verteiler 74 in den Reak- tor 39 eingespeist und über den Austritt 70 abgezogen.

Zur Vereinfachung der Strömungsführung fällt der Boden 76 des Reaktors 39 zum Austritt 70 hin ab, so daß sich die Auswaschflüssigkeit im Bereich des Austritts 70 sammelt.

Der in Figur 5 untere Luftanschluß 68 ist mit einer Luftfördereinrichtung 78 verbunden. Je nach Bauart der Luftfördereinrichtung 78 (Gebläse, Verdichter) läßt sich innerhalb des Reaktors 39 eine Strömung 80 vom unteren Luftanschluß 68 zum oberen Luftanschluß 72 oder eine Strömung 82 in umgekehrter Richtung vom oberen Luftan- schluß 72 zum unteren Luftanschluß 68 einstellen. D. h., entsprechend der Bauart der Luftfördereinrichtung 78 wird das im Reaktor 39 aufgenommene Stoffgemisch in der Dar- stellung Figur 5 von unten nach oben oder von oben nach unten mit Luft durchströmt.

Die Auswaschflüssigkeitsströmung erfolgt in Schwer- kraftrichtung, d. h. von dem im Reaktor 39 oben angeordne- ten Verteiler 74 zum Austritt 70.

Die aus dem Reaktor 39 austretende Auswaschflüssig- keit wird über eine im folgenden noch näher beschriebene Abwasseraufbereitungseinrichtung 80 aufbereitet und dann im Kreislauf zurück zum Verteiler 74 geführt.

Der auf dem Siebboden 62 aufliegende Rückstand wird als Materialaustrag 82 über die Austrageinrichtung 60 ab- gezogen und entweder als Zwischenprodukt 40 einer weite- ren Verarbeitung zugeführt oder aber als Umlaufgut 86 zur Eintrageinrichtung 58 zurückgeführt. Die Aufteilung des Materialaustrags 82 in Zwischenprodukt 40 und/oder Um- laufgut 86 erfolgt über einen geeigneten Dosierer 88, der beispielsweise als Schieber, Klappe, Weiche etc. ausge- führt sein kann. Die Förderung des Umlaufgutes 86 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über Fördermit- tel, die außerhalb des Reaktors 38 angeordnet sind. Dabei wird das Umlaufgut mit Scherkräften beaufschlagt, die zu einer Neubildung von Oberflächen und einem Aufreissen der Partikel führen.

Zum besseren Verständnis sei nunmehr die einzelnen vorbeschriebenen Bauelemente der erfindungsgemäßen Vor- richtung detaillierter erläutert.

Das eintretende Stoffgemisch 2 wurde wie zuvor be- schrieben mechanisch aufbereitet, so daß es eine vorbe- stimmte maximale Partikelgröße aufweist. Dieses aufberei- tete Stoffgemisch wird über geeignete Fördereinrichtun- gen, beispielsweise Förderbänder 90 der Eintrageinrich- tung 58 zugeführt, über die eine Verteilung des Stoffge- misches 2 über den Reaktorquerschnitt erfolgt. Beim ge-

zeigten Ausführungsbeispiel hat die Eintrageinrichtung 58 einen Querförderer 92, über den das Stoffgemisch in der Zeichenebene und quer zur Zeichenebene verteilt und über den Querschnitt verteilten Materialabwurftrichtern 94 dem Reaktor 39 zugeführt wird.

Durch Ansteuerung der Materialabwurftrichter 40 oder der Querförderer 92 wird das Stoffgemisch 2 schichtweise in den Reaktor 39 eingebracht, so daß praktisch auf dem Siebboden 62 n-Schichten 96 übereinander liegend angeord- net sind.

Die Füllhöhe H des Reaktors 39 ist so gewählt, daß sich der Verteiler 74 für die Auswaschflüssigkeit ober- halb des Haufwerks befindet. Der Verteiler 74 kann bei- spielsweise eine Vielzahl von über den Reaktorquerschnitt verteilten Sprühköpfen 98 aufweisen, über die die Aus- waschflüssigkeit gleichmäßig über der obersten Schicht 96 verteilbar ist.

Die Austrageinrichtung 60 ist bei dem in Figur 5 dar- gestellten Ausführungsbeispiel als Horizontalförderer ausgebildet, der derart ausgelegt ist, daß die jeweils untere, auf dem Siebboden 62 aufliegende Stoffgemisch- schicht in Horizontalrichtung abführbar ist. Bei dem dar- gestellten Reaktor 1 ist die Austrageinrichtung 60 als Schub-oder Kratzboden ausgeführt, wie er beispielsweise in der WO 95/20554 A1 beschrieben ist. Derartige Schubbö- den werden beispielsweise in Klärschlammsilos, Kompostie- rungsanlagen etc. eingesetzt und sind aus dem Stand der Technik bekannt, so daß im folgenden lediglich die we- sentlichen Bauelemente beschrieben werden.

Um die Extraktionsbedingungen im Reaktor 39 konstant zu halten, entspricht die Schichtdicke des Materialaus-

trags etwa der Schichtdicke des Materialeintrags, so daß die Füllhöhe H im wesentlichen konstant bleibt.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann ein Teil des Mate- rialaustrags 82 als Umlaufgut 86 zur Fördereinrichtung 90 oder direkt zur Eintrageinrichtung 58 zurückgeführt wer- den. Prinzipiell ist auch möglich, den gesamten Material- austrag 82 als Umlaufgut 86 zu fahren, so daß das Stoff- gemisch den Reaktor 39 mehrmals durchläuft und erst nach beispielsweise 4 Durchläufen als Zwischenprodukt 40 abge- führt wird.

Der unterhalb der Austrageinrichtung 60 angeordnete Siebboden 82 hat eine Maschenweite Z, die in Abhängigkeit von der Zusammensetzung und Partikelgröße des aufzuberei- tenden Stoffgemisches gewählt ist. Die Konstruktion der Austragseinrichtung 60 ist so gewählt, daß der Siebboden 62 gereinigt wird, so daß ein Zusetzen der Maschen ver- hinderbar ist.

Durch den schichtförmigen Materialaustrag wird be- wirkt, daß sich das Stoffgemisch in Vertikalrichtung schichtweise von oben nach unten (Pfeil in Figur 5) durch den Reaktor 39 bewegt.

Wie bereits vorstehend erwähnt, kann die Luftförder- einrichtung 78 als Gebläse oder Verdichter ausgebildet werden, so daß sich unterschiedliche Luftströmungsrich- tungen im Reaktor 39 einstellen lassen. In beiden Fällen sind die Eintritts-und Austrittsbereiche des Reaktors 39 so gewählt, daß die Luft über dem gesamten Reaktorquer- schnitt verteilt das geschichtete Stoffgemisch durch- strömt. Diese Luftströmung ist in der Darstellung nach Figur 5 mit gestrichelten Linien angedeutet.

Die Auswaschflüssigkeit durchströmt das geschichtete Stoffgemisch entlang den durchgezogenen Pfeilen von oben nach unten und tritt durch den Siebboden 62 mit Organik beladen in den Sammler 64 ein. Die beladene Auswaschflüs- sigkeit 114 wird über den Austritt 70 abgezogen und der Abwasseraufbereitungseinrichtung 80 zugeführt.

Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Kanalbildung im wesentlichen durch die Bewegung der Austrageinrichtung 60 verhindert und die Scherkräfte zur Neubildung der Haufwerk-Oberflächen und zum Aufschluß der Partikel werden über die Förderelemente zum Transport des Umlaufguts 86 eingeleitet.

Alternativ zu dieser Bauart des Perkolators (Reaktor 39) können auch andere bekannte Perkolatoren eingesetzt werden. Bei dem in der eingangs erwähnten WO 97/27158 A1 beschriebenen Perkolator werden die Scherkräfte und die Kräfte zur Vermeidung einer Kanalbildung beispielsweise über ein Rührwerk eingeleitet, über das das Stoffgemisch in Horizontalrichtung durch den liegenden Reaktor geför- dert wird. Hinsichtlich weiterer Details dieser bekannten Einrichtung sei der Einfachheit halber die Offenbarung der WO 97/27158 A1 verwiesen.

Die zur Aufbereitung der Auswaschflüssigkeit verwen- dete Abwasseraufbereitungseinrichtung 80 hat einen Störstoffabscheider 116, in dem Störstoffe 118, wie bei- spielsweise Sand, Steine, Mineralstoffe, Schwimmstoffe, Schwebstoffe etc. abgeschieden werden. Derartige Störstoffabscheider 116 können beispielsweise einen Ab- setzbehälter und einen Skimmer zur Abscheidung der ge- nannten Störstoffe 118 aufweisen.

Die von den Störstoffen befreite Auswaschflüssigkeit wird dann einem Anaerobfermeter 120, beispielsweise einer

Biogas-oder Faulturmanlage zugeführt. In dieser anaero- ben Abwasserbehandlung werden als Stoffwechselendprodukte Methan und Kohlendioxid und ggf. in geringen Mengen Schwefelwasserstoff gebildet. Dieses als Abbauprodukt er- haltene Biogas kann in geeigneten BHKW-Anlagen zu Strom und Wärme umgewandelt werden. Ein Teil der aus dem Biogas gewonnenen Energie wird in den erfindungsgemäßen Prozeß zurückgeführt, so daß dieser weitgehend energieautark ge- führt ist.

Vorversuche zeigten, daß bei der Behandlung von einer Tonne zugeführten Hausmülls ca. 80 Nm3 Biogas mit einem Energieinhalt von 6,5 kWh gewonnen werden können.

Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist dem Reaktor 39 eine Abwasserreinigungsanlage 80 zugeordnet.

Alternativ könnte die Auswaschflüssigkeit auch in eine bestehende Kläranlage eingebunden werden oder direkt in die Kanalisation eingeleitet oder einem anderen Behand- lungsschritt zugeführt werden. Als Zulauf würde dann Frisch-oder Betriebswasser oder ein schwach belastetes Abwasser benutzt.

Im Anschluß an den Anaerobfermenter 120 schließt sich eine zweistufige aerobe Nachbehandlung 124 an, wobei Faulwasser aus der Biogasanlage zur Minimierung der Rest- fracht nachbehandelt und Stickstoff eliminiert wird.

Das dabei entstehende befrachtete Abwasser 126 wird je nach Belastung und geltenden gesetzlichen Vorschriften an einer weiteren Behandlungsstufe zugeführt oder direkt in die Kanalisation eingeleitet. Die in der aeroben Bio- logie 124 gereinigte Auswaschflüssigkeit wird dann über den Verteiler 74 dem Reaktor 39 zugeführt. Wie in Figur 5 angedeutet ist, kann ein Teilstrom des Faulwassers aus dem Anaerob-Fermenter 120 unter Umgehung der 2-stufigen

aeroben Biologie 124 direkt dem Verteiler 74 zugeführt werden, um katalytisch auf den biologischen Aufschluß im Reaktor 39 zu wirken.

Durch die erfindungsgemäße Strömungsführung innerhalb des Reaktors 39 stellt sich eine aerobe Hydrolyse ein, wobei durch die das Stoffgemisch 2 durchströmende Luft und die über die Auswaschflüssigkeit eingestellte Feuch- tigkeit des Stoffgemisches eine aerobe, thermophile Er- wärmung stattfindet, durch die die Zellen der Organik aufgebrochen und die freigesetzten organischen Substanzen durch die Auswaschflüssigkeit ausgetragen werden.

Für den Abbau des organischen Materials ist zum einen der aerobe Abbau des verfügbaren Kohlenstoffes C zu CO2 (Kohlensäure) und zum anderen das Auswaschen der gelösten und angesäuerten Organik und der Abtransport über die Auswaschflüssigkeit verantwortlich. Aufgrund der aeroben, thermophilen Reaktion und des gleichzeitigen Abbaus der organischen Verbindungen steigt die Temperatur im Stoff- gemisch während des Extraktionsvorganges (beispielsweise auf ca. 40 bis 50° C) an. Durch diese Temperaturerhöhung wird Wasserdampf freigesetzt, der über die zugeführte Luft ausgetragen wird. Dieser mit der Luft ausgetragene Wasserdampf kann als Kondensat der vorbeschriebenen Ab- wassserreinigung zugeführt werden. Die aus dem Reaktor 39 abströmende Luft ist mit Kohlendioxid als Abbauprodukt und dem durch die Erwärmung entstandenen Wasserdampf be- laden. Die mit organischen Komponenten beladene Abluft kann einem Biofilter zugeführt werden, in dem eine biolo- gische Reinigung mittels aerober Mikroorganismen erfolgt.

Als Auswaschflüssigkeit wird Wasser verwendet, das nach dem Anfahren der Anlage und dem Erreichen nahezu stationärer Prozeßparameter durch während der aeroben Be- handlung aufgelöste Salze in einen sauren Zustand über-

führt wird. Die leichte Versäuerung des Wassers unter- stützt die Auswaschung von löslichen organischen, anorga- nischen Substanzen und wasserlöslichen Fettsäuren. Das Wasser kann vor dem Eintritt in den Reaktor 39 auf bei- spielsweise 35-50° C vorgeheizt werden.

Wie in Figur 5 angedeutet ist, wird das sich inner- halb des Reaktors 39 befindliche Stoffgemisch 2 durch die Austragseinrichtung 60 mit stoßförmigen, sich wellenför- mig in Haufwerk fortpflanzenden Impulsen beaufschlagt, so daß Kräfte in das Stoffgemisch eingeleitet werden, durch die etwa auftretende Strömungskanäle der Auswaschflüssig- keit und der Luft zerstört werden. Die Größe dieser Kräf- te ist dabei so ausgelegt, daß sie einerseits groß genug sind, um diese Kanäle und Kamine zu zerstören, anderer- seits jedoch nicht zu einer Veränderung des Schichtauf- baus führen.

Nach der vorbeschriebenen Hydrolyse, d. h. dem Auf- schluß der organischen Bestandteile und der Extraktion dieser Bestandteile mittels der Auswaschflüssigkeit wird der Materialaustrag 82 einer Trocknung (biologisch, ther- misch) zugeführt. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn diese Trocknung als aerobe Trocknung er- folgt, da dann die Restfeuchte mit einem minimalen Ener- gieaufwand verringerbar ist. Eine derartige aerobe Trocknung läßt sich beispielsweise bewirken, in dem die Zufuhr der Auswaschflüssigkeit über den Verteiler 74 un- terbrochen wird, so daß das Stoffgemisch 2 nach der Hy- drolyse lediglich noch von der Luft durchströmt wird.

Durch die Durchströmung des feuchten Stoffgemisches 2 er- folgt ein weiterer aerober Abbau des noch verfügbaren Kohlenstoffes C zu Kohlendioxid. Desweiteren wird, ähn- lich wie bei Hydrolyse aufgrund des mikrobiellen Umsatzes das Stoffgemisch erwärmt und dadurch Wasserdampf über die durchströmende Luft ausgetragen. Durch den aeroben Abbau

des Kohlenstoffes und die Abführung des Wasserdampfes wird die Restfeuchte des Stoffgemisches reduziert, wobei sich der gewünschte Trockensubstanzanteil auf einfache Weise durch die Dauer der aeroben Trocknung einstellen läßt.

Beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel werden so- mit die Hydrolyse und die aerobe Trocknung in einem ein- zigen Reaktor 39 durchgeführt. Alternativ dazu könnte dem Reaktor 39 aus Figur 5 ein eigener Trockner 128 gemäß Fi- gur 6 nachgeschaltet werden, dem der Materialaustrag 82 des Reaktors 39 zugeführt wird. Diese aerobe Trockner 128 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie der Reaktor 39 aus Figur 5, d. h. das Stoffgemisch, in diesem Fall der Materialaustrag 82 wird über eine Eintrageinrichtung 58 in einem mit Schleusen versehenen Behälter 128 eingeführt und nach erfolgter aerober Trocknung über eine Aus- trageinrichtung 60 abgeführt. Die Trocknungsluft kann wiederum im Gegenstrom oder im Gleichstrom zum Stoffge- mischstrom geführt werden und wird entsprechend über Luftanschlüsse 68,70 zu-bzw. abgeleitet.

Im Unterschied zum Reaktor aus Figur 5 hat der Trock- ner 128 aus Figur 6 keinen Verteiler 74 zum Aufbringen von Auswaschflüssigkeit.

Beim aeroben Trockner 128 ist wiederum eine Teilrück- führung des am Ausgang des Trockners 128 anliegenden Trockengutes 130 als Umlaufgut 132 und/oder die Abführung eines getrockneten Produktes 134 vorgesehen. Das zu trocknende Stoffgemisch durchläuft den Trockner 128 vor- zugsweise wiederum geschichtet, wobei die Kanalbildung wieder durch impulsförmig aufgebrachte Kräfte unterbunden wird.

Selbstverständlich könnte dieses 2-stufige Verfahren auch durch zwei hintereinander geschaltete Reaktoren 39 gemäß Fig. 5 durchgeführt werden, wobei im ersten Reaktor die Hydrolyse durch Zuführung von Luft und Auswaschflüs- sigkeit erfolgt, während im zweiten nachgeschalteten Re- aktor 39 lediglich die Trocknung durch Zuführung von Luft erfolgt.

Anstelle der Hydrolyse und Trocknung in einem einzi- gen Reaktor 39 oder in zwei hintereinander geschalteten Reaktoren 39 könnten auch mehrere Reaktoren der Bauart gemäß Figur 5 und mehrere Reaktoren der Bauart gemäß Fi- gur 6 in Serie hintereinander geschaltet werden, so daß sich praktisch ein Hydrolyseblock und ein Trocknungsblock ausbildet.

Diesen beiden Blöcken kann jeweils eine gemeinsame Materialeintrag-und Materialaustrageinrichtung zugeord- net sein, so daß sich die Füllung der einzelnen Reaktoren frei wählen läßt.

Wie aus den Fließbildern gemäß den Figuren 1 bis 4 hervorgeht, wird bei dieser Variante des erfindungsgemä- ßen Verfahrens vorgesehen, daß der hochkalorische Sieb- überlauf direkt der Kompaktierung zugeführt wird, während der einen hohen organischen Anteil enthaltende Siebdurch- gang zunächst einer biologischen Stabilisierung unterzo- gen wird.

Bei bestimmten Anwendungsfällen wird es erforderlich sein, daß ein Teil des aufbereiteten Abfalls in einer Hausmülldeponie abgelagert wird. In diesem Fall bietet es sich an, daß der Siebüberlauf nach der Kompaktierung als Ersatzbrennstoff verbrannt oder einer Vergasung zugeführt wird. Die biologisch stabilisierte Fraktion (Siebdurchgang) wird dann vorzugsweise kompaktiert und

als nicht eluierbares und nicht atmungsaktives Produkt auf einer Deponie abgelagert.

Das Mengenverhältnis zwischen dem Ersatzbrennstoff und dem auf einer Deponie abzulagernden Produkt läßt sich dann durch gezielte Wahl der Siebweite einstellen. Auf entsprechende Weise ließ sich eine Aufteilung eines nach der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produktes in einen Ersatzbrennstoff für eine thermische Verwertung und ein auf einer Hausmülldeponie abzulagerndes Produkt vornehmen.

Die Figuren 7 und 8 zeigen Fließschemata derartiger alternativer Verfahrensvarianten.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Verfahren wird der Abfall bei der mechanischen Aufbereitung über eine Sieb- trommel in eine Grobkornfraktion und eine Feinkornfrak- tion aufgeteilt.

Die Grobkornfraktion wird nach dem Entfernen von Störstoffen etc. einer Kompaktierung zugeführt und die dabei entstehenden entwässerten Pellets, Schnitzel oder Briketts als Ersatzmittel fossiler Brennstoffe vergast.

Die Feinkornfraktion durchläuft die biologische Sta- bilisierung mit einer aeroben Hydrolyse, einer aeroben Trocknung und einem anschließenden Kompaktierungsschritt, wobei die entstehenden Briketts oder Pellets auf einer Deponie abgelagert werden.

Der Mengenanteil des der Deponierung und der Verga- sung zugeführten, aufbereiteten Abfalls kann über die Siebweite eingestellt werden.

Bei dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die biologisch stabilisierte und pelletisierte Fein- kornfraktion ebenfalls auf einer Deponie abgelagert, wah- rend die Grobkornfraktion im Unterschied zu dem in Figur 7 dargestellten Verfahren einer thermischen Verwertung, beispielsweise einer Hausmüllverbrennungsanlage zugeführt wird.

Selbstverständlich kann-ähnlich wie bei dem in Fi- gur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel-die Grobkorn- fraktion nach einer Verkleinerung oder vor der Kompaktie- rung wieder mit der Feinkornfraktion zusammen geführt werden, so daß der gesamte, von Störstoffen befreite und biologisch stabilisierte Abfall vergast, einer thermi- schen Verwertung zugeführt oder auf einer Deponie abgela- gert wird.

Die vorbeschriebene mechanisch-biologische Aufberei- tung (MBA) stellt eine sinnvolle Alternative zur Müllver- brennung dar. Das bei der MBA erhaltene Produkt zeichnet sich durch einen hohen Heizwert aus, wobei die vernach- lässigbare Eluierbarkeit und, die geringe Atmungsaktivi- tät die Möglichkeit eröffnen, das Produkt ohne aufwendige Maßnahmen in einer Deponie abzulagern, wobei aufgrund des nahezu inerten Verhaltens des Produktes kein Sickerwas- serproblem auftreten kann.

Das erfindungsgemäße Verfahrenskonzept ist ein wich- tiger Schritt zu ökologisch und ökonomisch sinnvolle Nut- zung der Zivilisationsabfälle mit weitgehender Nutzung des Energieinhaltes, so daß fossile Energieresourcen ein- gespart werden könnten. Das Verfahren zeichnet sich durch folgende Vorteile aus : -die Anlage zur Durchführung des Verfahrens könnte auf oder in der Nähe von Mülldeponien betrieben werden,

so daß die Entsorgung unvermeidbarer Abfälle unter Nutzung der schon vorhandenen Infrastruktur der Müll- abfuhr gesichert ist ; -das Verfahren ermöglicht eine stoffliche und energe- tische Verwertung auf hohem Entsorgungsniveau unter Kostenbegrenzung für die Abfallentsorgung ; -die mechnanisch-biologische Vorbehandlung reduziert die Geruchsemission, die Menge an organischer Trockensubstanz und die Kosten für die anschließende Entwässerung ; -das Verfahren führt zur frühen Abtrennung von relativ sauberen Fraktionen von Inertstoffen ; -durch das Verfahren läßt sich fossile Energie durch Biogas substituieren und -erfindungsgemäß wird ein lagerbarer Sekundärrohstoff oder ein Brennstoff mit höherem Energiegehalt als die Ausgangsstoffe erzeugt.

Offenbart ist ein Verfahren zur Verwertung von Ab- fall, bei dem das angelieferte, organische Bestandteile enthaltende Stoffgemisch zunächst mechanisch aufbereitet und anschließend in einem Reaktor einer aeroben Hydrolyse unterzogen wird. Das nach der Hydrolyse vorliegende Zwi- schenprodukt wird anschließend zu einem Fest-oder Er- satzbrennstoff kompaktiert. An den Hydrolyseschritt kann sich noch eine Trocknung des Zwischenproduktes anschlie- ßen, so daß der Ersatzbrennstoff in trockenstabiler, nicht atmungsaktiver und nicht eluierbarer Form vorliegt.

Der Ersatzbrennstoff kann einer Vergasung oder als Ersatz für fossile Brennstoffe direkt einer Verbrennungsanlage zugeführt werden. Alternativ kann der Ersatzbrennstoff auch in einer Deponie abgelagert werden.