METHOD OF PROCESSING WASTE, AND WASTE DUMP WITH A MEMBRANE FILTRATION UNIT

Abstract: 1. A method for processing waste by feeding the waste to a water container (1), the waste container (1) being provided with a floor which is impervious to water, and subjecting any fluid (3) collecting on that floor (2) to water purification, characterised in that : the water purification comprises a membrane filtration (4) with the resulting filtrate (5) being led off and with the resulting concentrate (6) being subjected to after-treatment ; and the waste gas formed in the waste container (1) by anaerobic decomposition is collected and used as an energy source for effecting the membrane filtration (4).

Description: Verfahren zum Verarbeiten von Abfall sowie Mülldeponie mit Membranfiltrationeinheit. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verarbeiten von Abfall durch Ablagern des Abfalls auf eine Mülldeponie. Ein solches Verfahren ist allgemein bekannt. Dabei wird das Abfall bei Wohnungen, Gebäuden und industriellen Anlagen einer Gemeinde gesammelt und darauf zu eine Mülldeponie transportiert und das Ablagern des Abfalls auf diese Mülldeponien während kürzeren oder längeren Zeiten fortgesetzt. Beim Ablagern des Hausabfalls und des Industrieabfalls auf die Mülldeponie wird das Abfall verbreitet und durch die Abfalltransportwagen verdichtet, sodass im Praxis während sehr langen Zeiten das Abfall auf eine solche Mülldeponie abgelagert werden kann. Dieses Verfahren hat den Nachteil dass die im Abfall anwe sende Flüssigkeit und abfallendes Regenwasser durch die Abfallsamrnlung in der Mülldeponie hindurchsickern und sich an den Boden sammeln und sich von dort aus in den Boden und in das Grundwasser verbreiten können. Wegen zunehmender Anwesendheit von umweltschädlichen Stoffen im Haushaltabfall und in Industrieabfall und in anderen Abfällen welche in solche Mülldeponien abgelagert werden, besteht die grosse Gefahr das der Boden und insbesondere das Grundwasser verunreinigt wird. Aufgabe der Erfindung ist jetzt ein Verfahren zu schaffen wobei das auf den Boden der Mülldeponie sammelnde Wasser sich nicht frei verbreiten kann und obendrein dieses Wasser zweckmässig von obenerwähnten umweltschädlichen Stoffen befreit werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch erreicht dass man die Mülldeponie mit einem wasserundurchlässigen Boden versieht und die sich auf diesen Boden sammelnde Flüssigkeit einer Membranfiltration unterwirft wobei das hergestellte Permeat abgeführt und das hergestellte Konzentrat einer Nachbehandlung unterworfen wird. Unter Nachbehandlung versteht man hier unter anderem Nachkonzentrieren durch Eindampfen des Konzentrats, Verbrennen der schädlichen Bestandteilen nach Trocknen des Konzentrats, sowie Zurückführen des Konzentrats (gegebenfalls nach Nachkonzentrieren > in die Mülldeponie. Durch die Mülldeponie mit einer nicht wasserdurchlässigen Boden zu versehen verhindert man die freie Verbreitung der sich an Boden der Mülldeponie sammelnden Flüssigkeit, sodass Verunreinigung des Bodens und des Grundwassers ausgeschlossen ist. Die in solchen Flüssigkeiten anwesenden Mengen organischen oxidierbaren Materialen sind jedoch zu niedrig um diese Flüssigkeiten in anäeroben Reinigungsinstallationen zu reinigen während auch Zufuhr in aerobe Reinigungsinstallationen Schwierigkeiten gibt. Obendrein können sich in diesç Flüssigkeiten schädliche Metallen befinden. Bei Anwendung einer Membranfiltration bekommt man der grosse Vorteil dass das abgeführte Permeat sofort in die Umwelt zurückgeführt werden kann ohne Nachteile für den Boden, während andererseits das Konzentrat mit einem viel höheren Gehalt an organischen oxidierbaren Stoffen einfach in anäeroben Reinigungsinstallationen weiter gereinigt werden kann, gegebenenfalls in anderer Weise in ungefährliche Stoffe umgewandelt werden kann und obendrein Schwermetalle im wesentlichen völlig entfernt werden. Vorzugsweise sammelt man das in der Mülldeponie durch anäerobe Zersetzung geformte Abfallgas und verwendet dieses Gas als Energie zum Treiben der Membranfiltration. Organische Stoffen werden in einer solchen Mülldeponie durch anäerobe Zersetzung in Abfallgas umgewandelt, meistens in Form van Methan das man verwenden kann als Erwärmungsenergie zum Erhöhen der Temperatur der Flüssigkeit welche der Membranfiltration ausgesetzt wird. Durch Temperaturerhöhung der Flüssigkeit wird nämlich der Flux, dass heisst die Menge der durch das Membran hindurchgetretene gereinigte Flüssigkeit pro Zeiteinheit, Oberflächeeinheit und Druck wesentlich erhöht. Zum Erhöhen der Temperatur der der Membranfiltration zu unterwerfenden Flüssigkeit wird diese vorverwärmt durch Wärmeaustausch mit Verbrennungsgasen. Solche Verbrennungsgasen können zweckmässig hergestellt werden durch Verbrennen des gebildeten Abfallgases in einem Verbrennungsmotor welche ein Generator treibt zum Erzeugen der elektrischen Energie zum Treiben vom mindestens einer Pumpe welche die für die Membranfiltration benötigte Druck und Längsstromgeschwindigkeit liefert. Durch Anwendung des in einer solchen Mülldeponie gebildeten Abfallgas kann man deshalb die durch die Membranfiltration benötigte Energie aus dem Abfall bekommen sodass keine hohe Kosten entstehen zum Reinigen der sich auf den Boden einer Mülldeponie sammelnden Flüssigkeit. Wenn sich im Konzentrat im wesentlichen organische Stoffe befinden, kann man das Konzentrat entweder einer anäeroben Reinigungsinstallation zuführen wo die organischen Stoffen in Methan umgewandelt werden oder das Konzentrat ohne weiteres in die Mülldeponie zurückführen. In diesem Fall wird das organische Material in der Mülldeponie in Abfallgas umgewandelt und deshalb zweckmässig verwendet. Wenn jedoch im Konzentrat schädliche Verbindungen vorhanden sind kann es in bestimmten Fällen zu empfehlen sein ein Teil des erzeugten Abfallgases in einer Verbrennungsraum zu verbrennen unter Einspritzen des Konzentrats sodass die im Konzentrat anwesenden schädlichen Stoffen in nicht-schädliche Stoffe umgewandelt werden können. Mann kann das Verbrennungsresidu aus dem genannten Verbrennungsraum in die Mülldeponie zurückleiten. Es ist selbstverständlich auch möglich das Konzentrat in einem Trockner, zum Beispiel Bandtrockner, zu konzentrieren oder einzudampfen und zum Beispiel im Konzentrat anwesende schädliche Metalle können , wie allgemein üblich, in geschmolzene Silikatmaterialen eingekapselt werden. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Mülldeponie die nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist dass die Mülldeponie versehen ist mit einem wasserundurchlässigen Boden und die Flüssigkeitabfuhr dieses Bodens verbunden ist mit einem mit einem druckerzeugenden Pumporgan versehenen Membranfiltrationeinrichtung mit einer Permeatabfuhr und mit einer Konzentratabfuhr. Zweckmässig ist eine Abfallgasabfuhr anwesend zum Sammeln und Abführen des in der Mülldeponie erzeugten Abfallgases, welche Abfallgasabfuhr in Verbindung steht mit einem Gasverbrennungsmotor welche seinerseits in wirksamerVerbindung mit einem Generator stehen kann. Bei Anwendung eines Gasverbrennungsmotors kann man die in der Mülldeponie erzeugten Abfallgasen verwenden zum Treiben des Gasverbrennungsmotors welche seinerseits ein Generator treibt zum Erzeugen elektrischer Energie zum Treiben des Pumporgans für die Membranfiltrationseinrichtung. Zweckmässig ist eine mit der Flüssigkeitabfuhr und mit der Verbrennungsgasabfuhr verbundenen Wärmeaustauscher anwesend zum Durchleiten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitabfuhr unter Wärmeaustausch mit Verbrennungsgasen aus den Verbrennungsgasabfuhr. In dieser Weise kann man die Temperatur des der Membranfiltration zu unterwerfenden Konzentrat erhöhen was zu einem höheren Flux führt und deshalb zu einer schnelleren Reinigung der sich am Boden der Mülldeponie sammelnden Flüssigkeit. Zweckmässig arbeitet man mit einer Verbrennungsvorrichtung, verbunden mit der Abfallgasabfuhr und mit einer Konzentratbehandlungszone, sodass man die im Konzentrat anwesenden schädlichen Stoffen konzentrieren und sogar verbrennen kann. Die Erfindung wird jetzt erläutert werden an Hand eines Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Verfahrens nach der Erfindung und Fig. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung. Fig. 1 zeigt eine Mülldeponie 1 welche unter anderem Hausabfall umfasst, mit einem Boden versehen mit einer Kunststofffolieschicht 2. Dadurch kann die am Boden der Mülldeponie sammelnde Flüssigkeit3sich nicht frei verbreiten und zu Bodenverunreinigungen führen. Die Flüssigkeit 3 besteht im wesentlichen aus Regenwasser das durch die Mülldeponie hindurchsickert und während dzs Durchsickerra auch organische Stoffen und anorganische Stoffen mit umweltschädlichen Wirkung löst. Durch Abfuhr 20 strömt die sich auf den Boden 22 sammelnde Flüssigkeit 3 in Vorratbehälter 15 wo sich die Feststoffe absetzen können, die übrige Flüssigkeit strömt durch Leitung 14 in Wärmeaustauscher 13. Die Flüssigkeit transportiert man mit einer Pumpe 11 welche sich in einer Verbindungsleitung 23 zwischen Wärmeaustauscher 13 und Membranfiltrationeinheit 4 befindet. Diese Membranfiltrationeinheit ist eine Umkehrosmoseeinheit welche arbeitet mit einem Druck vom 4000 kPa und mit einer Längsstromgeschwindigkeit von 2,03 m/Sek. Für eine sehr effektive Reinigung ist zwischen Konzentratabfuhr 6 und Zufuhr 24 der Umkehrosmoseeinheit eine Rezirkulationspumpe 21 geschaltet sodass man den erwünschten Druck in die Umkehrosmoseeinheit 4 gewährleisten kann. Die Umkehrosmoseeinheit 4 ist weiter versehen mit einem Permeatabfuhr 5 um gereinigten Flüssigkeiten sofort in die Umwelt oder gegebenenfalls auf Oberflächewassern abführen zu können. Um die Temperatur der im Wärmeaustauscher 13 strömenden Flüssigkeit zu erhöhen, wird der Wärmeaustauscher 13 gespeist mit Verbrennungsgasen durch Verbrennungsgasabfuhr 12 eines Gasmotors 9. Nach Passieren des Wärmeaustauschers strömen diese Gase durch Leitung 25 weg. Der Gasmotor 9 treibt ein Generator 10 welcheElektrizität zum Treiben der Pumpen 11 und 21 erzeugt. Die erwärmte Flüssigkeit 3 strömt durch Leitung 23 in Umkehrosmoseinheit 4. Flussigkeiten 3 mit hohen Konzentrationen gelöster umweltschädlichen Stoffen werden ohne Erwärmung in die Einheit geleitet um die Konzentration an schädlichen Stoffen im Permeat niedrig zu halten. Zum Treiben des Gasmotors 9 verwendet man das in der Mülldeponie erzeugte Abfallgas das grosse Mengen, im wesentlichen aus Methan bestehendem, Gas enthält. Dieses Abfallgas wird durch Leitung 7 einer Feuchteabscheider 8 zugeführt. Feuchte strömt durch Leitung 17 in Vorratbehälter 15, ein Teil des Gases wird dem Gasmotor 9 zugeführt und die Restmenge des Gases wird durch Leitung 16 abgeführt und zum Beispiel für andere Zwecke verwendet. Das Konzentrat aus der Umkehrosmoseeinheit 4 kann man durch Leitung 6 einer nicht gezeigten Reinigungseinheit für anäerobe Gärung oder einer Verdampungsinstallation 22 zuführen in welcher Installation das Wasser verdampft wird mit Hilfe des in Verbrennungseinheit 18 verbrennten Abfallgas zum Herstellen eines Feststoffes oder einer konzentrierten Flüssigkeit. Wenn das Konzentrat keine schädliche Metalle enthält und im wesentlichen aus organischen Stoffen besteht kann man das Konzentrat durch Leitung 6 in die Mülldeponie 1 zurückführen wobei die organischen Stoffe mindestens teilweise in Abfallgas umgewandelt werden, vorausgesetzt das sie nicht extrahiert werden durch durchsickerendes Regenwasser. Nachkonzentriertes Konzentrat aus Verdampfungsinstallation 22 kann durch Abfuhr 19, welche in oder über die Mülldeponie 1 ausmündet auch in die Mülldeponie 1 zurückgeführt werden. In der Ausführungsform nach Figur 2 wird das Gas aus Feuchteabscheider 8 durch Leitung 16 einer Verbrennungseinrichtung 18 zugeführt, welche andererseits gespeist wird mit Konzentrat durch Leitung 6a. In dieser Verbrennungseinrichtung 18 wird in der Konzentratnachbehandlungszone 18' das Konzentrat eingedampft und werden die schädlichen Stoffen verbrennt. Das Verbrennungsresidu wird abgeführt durch Abfuhr 19 oder zurückgeführt in die Mülldeponie. In diesem Falle umfasst die Verbrennungseinrichtung 18 auch eine Konzentratnachbehandlungszone 18' in welcher Zone das Konzentrat für die Verbrennung konzentriert wird zu trocken. BEISPIEL I Man arbeitet mit einer Mülldeponie mit einer Bodenfläche von 6 Ha aus welcher Mülldeponie pro Jahr 35.000 m3, sich auf den als Folieschicht ausgeführten Boden 2 sammelnde,Flüssigkeit 3 abgeführt werden sollen während aus der Mülldeponie pro Stunde 500 m3 Abfallgas gewonnen wird. Die sich auf den Boden 2 der Mülldeponie sammelnde Flüssigkeit 3 strömt in Vorratbehälter 15 mit einem Inhalt von zum Beispiel 130 m3 aus welchem Vorratbehälter 10 m3 Flüssigkeit pro Stunde dem Wärmeaustauscher 13 zugeführt wird. Umkehrosmoseeinheit 4 liefert dann pro Stunde 7,5 m3 Permeat mit einem COD Gehalt von höchstens 170 ml ?2/liter. Andererseits bekommt man pro Stunde 2,5 m3 Konzentrat das man in der Verbrennungseinrichtung 18 verbrennen oder in der Verdampfungseinrichtung 22 konzentrieren kann. 65 m3 pro Stunde der in der Deponie gebildeten Abfallgasmenge wird einem 120 kw Generator 10 treibenden Gasmotor 9 zugeführt welche 100 Kwh Energie liefert zum Treiben der Pumpen 11 und 21 der Umkehrosmoseeinheit 4. BEISPIEL II In einer Mülldeponie mit einer wichtigen Menge Industrieabfall bekommt man auf den Boden 2 Flüssigkeit 3 mit einem total organischen Kohlenstoffgehalt von 1200 mgC/1. Durch Umkehrosmose im Membranfiltrationeinheit 4 bekommt man 20% Konzentrat mit einem total organischen Kohlenstoffgehalt von 5800 mg/l und 80% Permeat mit einem total organischen Kohlenstoffgehalt von 40 mg/1. Das Konzentrat wird eingedampft und verbrennt, die Verbrennungsreste werden wegen der Gefahr von schädlichen Metallen eingekapselt in geschmolzenen Silikaten. BEISPIEL III Aus einer Mülldeponie mit im wesentlichen Haushaltabfall, bekommt man eine Flüssigkeit 3 mit einem COD Gehalt von 8,320 mg 02/1 und mit einem Totalgehalt an löslichen Schwermetalle (im wesentlichen, Zink, Kupfer, Palladium, und Kadmium) von 58 mg/l. Man trennt die Flüssigkeit 3 durch Umkehrosmose im Membranfiltrationeinheit 4 in gleichen Teilen Permeat und Konzentrat. Das Konzentrat mit einer COD von 30.300 mg 02/1 wird einem Methangas erzeugenden anäeroben Reaktor zugeführt. Das Permeat mit einem COD Gehalt von 65 mg O2/1 und mit einem Gehalt an gelösten Metallen von 0,12 mg/l wird auf ein Oberflächwasser gelöst.

Claims: ANSPRUCHE 1. Verfahren zum Verarbeiten vom Abfall durch Ablagern des Abfalls auf eine Mülldeponie (dadurch gekennzeichnet, dass man die Mülldeponie (1) mit einem wasserundurchlässigen Boden versieht und die sich auf diesen Boden (2) sammelnde Flüssigkeit (3) einer Membranfiltration (4) unterwirft, wobei das hergestellte Permeat (5) abgeführt und das hergestellte Konzentrat (6) einer Nachbehandlung unterworfen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass man das in der Mülldeponie (1) durch anäerobe Zersetzung geformte Abfallgas sammelt und als Energie zum Treiben der Membranfiltration (4) verwendet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass man das gebildete Abfallgas verbrennt in einem Verbrennungsmotor (9),welche einen Generator (10) treibt zum Erzeugen elektrischer Energie mindestens zum Treiben einer Pumpe (11) zum Erzeugen der für die Membranfiltration (4) benötigten Druck und Längsstromgeschwindigkeit. 4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet dass man mindestens ein Teil des gebildeten Abfallsgases (7) in einem Verbrennungsraum (18) verbrennt und die erzeugte Wärme verwendet zum Weiterkonzentrieren des Konzentrats und gegebenenfalls Verbrennen des Konzentrats. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass man das bei der Weiterkonzentrierung des Konzentrats hergestellte Produkt in die Mülldeponie (1) zurückführt. 6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet dass man die der Membranfiltration (4) zu unterwerfenden Flüssigkeit vorverwärmt durch Wärmeaustausch (13) mit Verbrennungsgasen (12). 7. Mülldeponie, dadurch gekennzeichnet dass die Mülldeponie (1) versehen ist mit einem wasserundurchlässigen Boden (2) und die Flüssigkeitabfuhr (20) dieses Bodens verbunden ist mit einem mit einem druckerzeugenden Pumporgan (11, 21) versehenen Membranfiltrationeinrichtung (4) mit einer Permeatabfuhr (5) und mit einer Konzentratabfuhr.(6). 8. Mülldeponie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass eine Abfallgasabfuhr (7) anwesend ist zum Sammeln und Abführen des in der Mülldeponie (1) gebildeten Abfallgases, welche Abfallgasabfuhr (7) in Verbindung steht mit einem Gasverbrennungsmotor (9), welche seinerseits in wirksamer Verbindung mit einem Generator (10) steht. 9. Mülldeponie nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet dass ein mit einer Flüssigkeitabfuhr (20) und mit einer Verbrennungsgasabfuhr (12) verbundenen Wärmeaustauscher (13) anwesend ist zum Durchleiten der Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsabfuhr (20) unter Wärmeaustausch mit Verbrennungsgasen aus der Verbrennungsgasabfuhr.(l2). 10. Mülldeponie nach einem oder mehreren der Ansprüchen 7-9, dadurch gekennzeichnet dass eine Verbrennungseinrichtung (18) verbunden mit dem Abfallgasabfuhr (7) zusammenwirkt mit einer Konzentratnachbehandlungszone (22, 18'), und vorzugsweise die Abfuhr (19) der Konzentratnachbehandlungszone (18, 22) in oder über die Mülldeponie (1) ausmündet.

Inventors: GONS, JOHAN, KOESTRING, VOLKER, VON GALEN, GRAF FRANZ-HEINRICH
Applicants: STORK FRIESLAND B.V.
Application year: 1984
Main classification: B09B1
IPC codes: B09B1, C02F1, C02F3, C02F9, E02D31