专利名称：用于水解和/或湿法浸解的物料溶解器、反应器以及具有这种物料溶解器和反应器的垃圾 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种依据权利要求1前序部分所述用于处理含有有机成分的垃圾的方法、一种依据权利要求5或19前序部分所述用于在稀释液体中溶解垃圾有机成分的物料溶解器、一种依据权利要求28或36前序部分所述用于实施水解和/或湿法浸解的反应器以及一种包括这种物料溶解器和/或反应器的垃圾处理设备。
背景技术：
随着欧洲实行有机生活垃圾的分类收集，机械生物处理(MBA)家庭垃圾的重要性日益增长。微生物产生生物物料的分解，其中，在需氧和厌氧微生物之间存在着区别。需氧分解最终形成最终产物二氧化碳和水并称为腐烂。厌氧分解典型的是发酵，作为最终产物其中形成甲烷、氨和硫化氢。
公知的方法根据垃圾混合物的性质具有用于垃圾处理的不同方法步骤。然而单独提供各方法设备非常昂贵。
DE 196 48 731 A1介绍了一种需氧方法，其中，将垃圾馏出物的有机成分在渗滤器内洗除杂质并将滤渣干燥后例如焚烧或者堆集。
渗滤例如可以在依据WO 97/27158 A1的箱式渗滤设备中进行。事实证明大有前途的是采用依据DE 101 42 906 A1的蒸馏渗滤设备的试验，其中，渗滤在过程水的蒸馏区内进行。
从渗滤器排放的高有机含量的排放水为厌氧分解输送到沼气设备，其中，有机部分借助甲烷细菌分解并为能量产生可输送到沼气燃烧设备。事实证明，废物在渗滤器中的上述需氧处理对厌氧方法极具竞争力并占有越来越重要的地位。
EP 0 192 900 B1介绍了一种所谓的Valorga方法-其中，发酵在一个从下面送料的发酵器中进行。所要处理的垃圾栓塞形输送到设置在径向外置的进料口下面的排料口。垃圾的输送通过由设置在发酵器多个扇形段上的气体喷嘴喷入压缩的沼气进行，其中，每个扇形段可以单独控制，以保持垃圾在进料口与排料口之间栓塞形流动。
EP 0 476 217 A1公开了一种可加热的发酵器，其中，新鲜物和腐烂物作为细菌接种物输送到发酵器并将产生的腐烂物通过搅拌器输送到腐烂物排料口。在前面依据EP 0 192 900 B1介绍的Valorga方法中也可以这样添加接种物。
EP 0 794 247 A1公开了一种发酵器，其中，将发酵物装入一个里面设置螺旋线的旋转滚筒内。通过该螺旋线将发酵物栓塞形从进料口输送到腐烂物排料口。这种输送可以通过滚筒的正转和反转进行，其中正转，也就是发酵物向发酵物排料口方向上的输送时间上长于反向上的输送，从而达到预先规定的发酵物停留时间。
在上述公知的方法中，处理大于25％比较高的干燥物料含量(TS)的干燥垃圾。
在处理可流动的湿垃圾时，例如依据DE 197 04 065 A1使用所谓的物料溶解器(搅碎机)，其中，垃圾采用稀释液体进行稀释并借助混合器搅拌和破碎，从而形成悬浮液和有机成分溶解在稀释液体中。在这种公开的解决方案中，混合借助搅拌器进行，其叶片这样构成，使物料溶解器内部分构成垂直流动。这种解决方案的缺点是，一方面为构成搅拌叶片复杂的几何形状需要很高的装置技术开支，而另一方面这些叶片由于悬浮液中含有的漂浮物和杂质受到很强的磨损。
DE 196 24 268 A1公开了一种对可流动的垃圾进行发酵的方法。在此方面使用一种多室反应器，其中，发酵物可以从进料口经过这些室通过搅拌器输送到排料口。为该多室反应器分配一个共用的气室，发酵过程期间产生的沼气从该气室排出。代谢作用可以在各个室内例如通过换热器、添加接种物等不同的过程进程单独控制。
因为所要处理的垃圾还含有并非微不足道比例的重料和杂质，所以特别是采用机械输送设备的解决方案(EP 0 794 247 A1、EP 0 476 217A1、DE 197 04 065 A1、DE 196 24 268 A1)产生相当严重的磨损，因为所使用的输送设备和其他内装件会由于含有杂质/重料的沉积物而损坏。
发明内容
本发明的目的因此在于，提供一种用于处理含有有机成分的垃圾的统一方法。本发明的目的还在于提供在这种方法中使用的物料溶解器和反应器以及一种与此相应的垃圾处理设备。
该目的通过一种具有权利要求1特征的方法、一种具有权利要求5或19特征的物料溶解器、一种具有权利要求28或36特征的反应器以及通过一种具有权利要求41特征的垃圾处理设备得以实现。
依据本发明优选的方法具有机械处理垃圾、在物料溶解器内溶解有机成分、在反应器内水解从物料溶解器排出的含有生物的悬浮液并在发酵级进行发酵，其中，将水解时或者发酵器中获取的过程水作为循环水进行循环。依据本发明，依赖于机械处理的垃圾混合物的粒度，选择在设备上所要使用的物料溶解器和/或反应器。这样做的优点是，对不同的垃圾混合物使用的方法是相同的并且仅设备部分物料溶解器和反应器依赖于垃圾粒度进行选择。优选的“极限粒度”约为80mm。
具有优点的是，对水解附加在反应器内与水解反应器相应实施湿法浸解或湿法氧化。
为将基本上从固体物料中释放出的生物悬浮液导入发酵器内，可以具有与杂质、重料、纤维物料等进行分离的适当分离步骤。
依据本发明，最大粒度约80mm的有机成分在一种物料溶解器内进行溶解，它取代公知的机械搅拌器具有一定程度上气动的搅拌器，其中，通过输入最好是空气的气体通过物料溶解器内的悬浮液而进行混合，并且有机部分作为溶液转移到稀释水中，通过其在物料溶解器内产生悬浮液流动。
这种气动的解决方案实际上没有磨损并可以明显低于传统解决方案情况中的装置技术开支实现。情况表明，有机成分可以在比采用机械搅拌器的设计中明显更短的时间内溶解。
混合可以得到进一步改善的是，进气喷嘴为气流泵的部件，通过其悬浮液在物料溶解容器内部可周期性或者连续循环输送。在此方面，也可以将气体输入物料溶解容器的底部，从而聚集在那里的杂质/重料也与气体进行混合。
该气流泵最好具有内管，在其下部端段上设置具有进气喷嘴可由悬浮液环流或者通流的喷嘴板并在其上部端段上构成用于内管中输送的悬浮液的排料口。
在一种特别高效工作的实施例中，与排料口相距设置冲击板，由气流泵输送的混合物料以高速冲击该板并分解。与此同时有机部分转入水相。惰性物料颗粒和沙砾下沉并可以排出。悬浮液内含有的纤维物料和固体物料部分在向冲击板的该输送期间彼此摩擦并附加从停住的有机成分中释放出来。
在一种优选的实施例中，冲击板至少部分限制排气室，通过其排出进行循环的气体。
在大容器容积的情况下具有优点的是，物料溶解容器内设置多个气流泵。
依据本发明特别具有优点的是内管双层套构成，其中，进气喷嘴然后或者设置在内部圆柱体室内或者设置在环形室内以及各自其他室用于容纳加热介质，从而内管同时起到换热器的作用，通过其悬浮液保持在过程温度上。
混合可以进一步得到改善的是，在内管的外圆周上设置用于导流的导板。因为这些导板固定设置在物料溶解容器内，所以其磨损最小。
在确定的用途情况下，具有优点的是多个物料溶解容器可以串联运行。
用于在稀释液体中溶解最小确定粒度约80mm的垃圾有机成分依据本发明的物料溶解器，依据本发明具有至少一个机械搅拌器，其各自相邻的搅拌部件具有相反的输送方向。这样做的优点是，处于物料溶解器内的混合物在搅拌部件之间来回输送，从而可以改善磨粒磨损并以此改善有机物的溶解。
搅拌部件最好设置在转动件上，其叶片上升角各自约以180°位移。转动叶片的数量可以任意选择，但优选偶数，例如6个转动叶片。
转动叶片可以均匀地在转动件上从垃圾的进料闸门一直分布到分离的杂质/重料的排料口。
同样可以设想，物料溶解器具有多个平行的转动件，其中，各转动件的转动叶片各自形成一个相切区域。
在一种特殊的实施方式中，在排出口的区域内可设置用于杂质/重料旋流的进气装置。在此方面，输入的气体可以进行循环，从而降低所需的气体量。
物料溶解容器可以在纵剖面上具有矩形造型，其中，其长度L1至少相当于四倍的高度h1。
依据本发明，在水解和/或湿法浸解来自最大粒度约80mm的垃圾的悬浮液时使用一种反应器，具有用于对混合物料进行混合的机械混合器并具有环绕混合器的导管。在此方面，对混合器这样进行控制，使混合物料可从反应器顶侧向反应器底侧通过导管抽取，其中，在导管的外部形成上升的环状流动。
为优化水解或湿法浸解，导管具有用于改变其长度或高度的轴向加长部位。因此可以在反应器内设置相应减小直径的多个导管，例如3个导管。
水解或湿法浸解所需的氧可以通过底部附近和/或混合器区域内的供氧装置供给。
为调节所要输送的氧量可以具有测定O2含量的O2探针，从而依赖于这些信号，可对轴向加长部位、导管的轴向位置和/或混合物料镜面这样进行调节，使其优选产生最佳的，也就是几乎100％的氧利用率。
举例的几何尺寸比例如有导管高度H1对应于导管直径d1的8-10倍，
反应器的有效直径d2，也就是内径对应于导管直径d1的4-6倍，反应器底部到导管的底部距离H2对应于导管直径d1的1-2倍，混合物料镜面与导管之间的距离对应于导管直径d1的2-3倍，混合物料镜面与导管之间的可变高度位移H4为导管直径d1的0.5-2倍，循环流动的上升流速v1在0.1m/s与0.8m/s之间运动，导管直径d1根据混合物料成分和干燥物质比例为0.5m与1.5m之间。
通过环流导管的冷却介质可以有效防止混合物料过热。
原则上可以串联设置多个水解或者湿法浸解。
用于处理从最小粒度约80mm的垃圾混合物中获取的所输送的含有有机物悬浮液的依据本发明的反应器，作为用于对混合物料进行混合的混合装置具有气体优选氧气的进气装置。
进气最好通过反应器底部附近的大量进气喷嘴进行并可通过测气探针调节。
优选气体可通过泵进行循环。
为提高混合，反应器内形成的废气同样可以通过鼓风机输送到电动机底部附近的混合物料内。
装备物料溶解器的垃圾处理设备最好具有固体物料处理装置，用于分离和洗涤从物料溶解器排出的杂质/重料。
依据本发明垃圾处理设备还可以具有分离级，用于将纤维或者类似物料与从物料溶解器中排出的分解悬浮液进行分离。该分离级最好具有洗涤设备和脱水压力机，通过其可以净化所分离的纤维/漂浮物并输送到其他应用装置。
垃圾处理设备与纤维物料分离器附加可以装备洗砂机，用于洗涤在分离纤维物料后仍含在剩余悬浮液(稀释水)内的细砂。
含有有机成分的稀释水最好输送到发酵器，方法是将这些有机成分转换成沼气和/或作为混合水输送到湿法浸解或湿法氧化。
从有机成分中释放的稀释水然后重新返回物料溶解器，其中，多余水可以输送到废水净化设备。
输送到物料溶解器的固体物料部分最好通过前置的固体物料处理装置降到最低限度。
情况表明，处理时间通过依据本发明的处理设备可以从通常的61天降低到29天左右，方法是将物料溶解器的分解悬浮液至少作为分流经过水解并随后释放纤维和固体物料，其中，固体物料至少作为分流经过湿法浸解或湿法氧化以获取氧化的混合物料。
水解时物料溶解器的悬浮液需氧酸化并将尚未分解的有机材料同样分解，从而可输送到附加材料的发酵器。
同样可以将在水解后置的分离设备内分解的固体物料的至少一个分流进行干燥和压缩，用于制造气化或者燃烧设备的模制件。压缩最好在低压和添加粘合剂的情况下进行，该粘合剂直至在气化或者燃烧设备内进行焙烧起到结合剂的作用。粘合剂可以在垃圾处理时例如由分离的塑料本身产生或者提供。
对于气化过程来说，模制件在焙烧状态下必须保持“气化稳定”，也就是说，造型一直保持到气化。
在处理设备的一种实施方式中，水解时处理的悬浮液直接输送到发酵器。因为然后在发酵时产生排出的废水仍会具有很高的固体物料部分，所以这些废水不能与稀释水或循环水混合。但可以由此达到混合，即将固体物料在分离设备上从废水中基本得到分离，从而使废水不含固体物料。脱水的固体物料然后可以进行湿法浸解，其中，为优化调整固体物料含量可将无固体物料废水的一个分流重新与固体物料混合成悬浮液。
在处理设备的另一种实施方式中，固体物料从水解进入湿法浸解或湿法氧化。在此方面，通过给氧非厌氧可分解的氧化物进行呼吸并将氮化物作为氨排出。
湿法氧化后氧化的混合物料可以输送到具有固体物料分离器、固体物料筛分和洗涤设备和脱水压力机的分离设备。在此方面，固体物料分离器内产生的废水作为物料溶解器的稀释水使用和/或输送到废水净化设备。脱水压力机内形成的原合成物可以直接处理。
优选在湿法浸解时向混合物料输送在循环水与发酵器的废水混合时形成的混合水。
在湿法浸解时产生的氧化混合物料可以通过分离设备用于产生原合成物和废水。在此方面，废水可以与稀释水进行混合和/或输送到废水净化设备内。原合成物可以进行后浸渍进行干燥和/或直接处理。
在水解和湿法浸解时形成的废气可以输送到空气洗涤器以释放氨。
处理设备特别是为机械处理最大粒度约80mm的垃圾混合物具有依据本发明的物料溶解器及气动搅拌器并为水解和/或用于湿法浸解具有依据本发明的反应器及机械搅拌器。
为机械处理最小粒度约80mm的垃圾混合物，最好使用依据本发明的物料溶解器及机械搅拌器并为水解和/或用于湿法浸解使用依据本发明的反应器及机械搅拌器。后者也可以在更小的粒度方面使用。“极限粒度”可以依赖于所要处理的垃圾而变化，所称的80mm为举例。
具有优点的是，至少在湿法氧化的反应器内在相应的工作方式情况下在反应器内进行混合物料的清洁化。
为释放水解和湿法氧化时形成的废气中的氨，可以具有里面生长氨的空气洗涤器。
本发明其他具有优点的进一步构成为其他从属权利要求的主题。
下面借助附图对本发明的优选实施例进行详细说明。其中图1示出依据本发明用于基本粒度小于80mm垃圾混合物的物料溶解器原理图；图2示出图1物料溶解器的示意横截面；图3、图4示出物料溶解器可选择的实施例；图5-7示出图1物料溶解器不同工作状态的原理图；图8示出图1物料溶解器的一种方案；图9示出垃圾处理设备及图1的物料溶解器；图9a示出图9一种可选择的工作情况简化和放大图(亦参照图19)；图9b示出图9另一种可选择的工作情况简化和放大图(亦参照图19)；图10示出图9水解和湿法浸解的详图；
图11示出图1依据本发明的两个并联的物料溶解器；图12示出用于基本粒度大于80mm垃圾混合物的一种依据本发明可选择的物料溶解器的纵剖面；图13a-13d示出图12物料溶解器的举例横截面；图14示出图12物料溶解器的串联连接；图15示出用于水解或者湿法浸解基本粒度小于80mm垃圾混合物的反应器优选实施例的纵剖面；图16示出用于水解或者湿法浸解的反应器另一优选实施例的横截面；。
图17示出水解时多个反应器的串联连接；图18示出湿法浸解时多个反应器的串联连接；图19示出依据本发明垃圾处理设备的简化流程图；图20示出一种用于基本粒度大于80mm垃圾混合物的水解反应器；图21示出一种用于基本粒度大于80mm垃圾混合物可选择的湿法浸解反应器；图22示出图19详细的物料分离设备；图23示出图19详细的分离设备；以及图24示出图19详细的流程图。
具体实施例方式
图1示出物料溶解器1的基本结构，在该物料溶解器内，所输送的接种材料2，最好是垃圾的有机成分在稀释液体例如稀释水4中溶解，从而物料溶解器1内存在具有约5-10％干燥物料含量的混合物8。优选输送到物料溶解器1的垃圾混合物具有最大约80mm的粒度。垃圾2和稀释水4各自通过进料闸门10输送到物料溶解容器6。物料溶解容器的底部12锥形构成并在排出口14上与排料闸门16接通，通过该闸门可以排出沉积在锥形底部12上的杂质/重料18。在锥形底部12的区域内，构成另一排料闸门16，通过该闸门排出在物料溶解器1内分解的含有有机物的悬浮液20并依据图9进行处理，然后在循环中作为稀释水4通过进料闸门10重新输送。
在物料溶解容器6的内部设置气流泵24，通过其-如下面还要详细介绍的那样-混合物8在物料溶解容器的内部进行混合。在图1所示的实施例中，气流泵24具有内管26，它与物料溶解容器6同轴设置并在图1中所示的其下置进料口上具有带大量进气喷嘴28的喷嘴板27，最好是空气的气体可以通过这些喷嘴喷入内管内。喷嘴板27可以由悬浮液8环流。进气喷嘴28通过压缩空气管道30以及可由设备控制装置控制的控制阀32与中压蓄能器或者储气罐34连接，后者通过空气压缩机36充到例如3-8bar的压力。该压缩机通过抽吸管道38从物料溶解容器6顶部22上的排气室42抽入输送空气40-也就是说，这种输送空气40同样进行循环并通过控制阀32的相应控制从储气罐34中通过压缩空气管道30和进气喷嘴28喷入内管26内。
通过沿空气压缩机36顺流的转换装置和/或计量装置66，储气罐34可利用控制阀，也就是脉动转换。在此方面，对沿控制阀36顺流通入压缩空气管道30内的旁通管154加压。在这种情况下，混合物8可以相当于压力计高度1.5倍的鼓风压力进行循环。
因此在压缩空气管道30内具有转换/计量装置66，进气管道156从该装置延伸到物料溶解器1的排出口14内。由此杂质和重料也可以随着压缩空气运动和混合，从而释放附着的有机物并转移到混合物8内。
图2示意示出物料溶解容器6的横截面连同中心设置的气流泵24，其中，内管26具有由所谓的加热介质流过的双层套46。在此方面，进气喷嘴28设置在由内管26环绕的圆柱体室的内部。
在依据图3的一种可选择的方案中，进气喷嘴28也可以设置在由双层套46环绕的环形室内，从而加热介质流过中心的圆柱形室。
在容器容积非常大的情况下，具有优点的是在物料溶解容器6内可以设置多个，例如三个气流泵24a、24b、24c。
在内管26的排料口上部相距设置冲击板44，它向下部分限制排气室42并在侧面可由输送空气40环流。
为将悬浮液8加热到过程温度，内管26具有双层套46，其中，在形成的环形室内输入加热介质，从而内管26起到换热器的作用。物料溶解容器6的外壳具有绝热层。
为溶解物料，输入物料溶解容器6内的接种材料2首先通过输送循环中的稀释水4调整到约5-10％的干燥物料含量TS。随后通过对控制阀32的控制将压缩空气通过进气喷嘴26喷入。在所示的实施例中，在此方面优选一种脉动式的运行，其中，脉动间隔例如为约5-10秒。过程温度在此方面通过双层套46内流动的加热介质调整到50-70℃之间。通过这种压缩空气脉动各自在气流泵24的内部形成压缩空气气泡50，它类似于活塞泵的活塞那样从底部12抽吸混合物/悬浮液8，从而在内管26的内部形成向上的悬浮液流动48。所抽吸的这种悬浮液然后以可以10-20m/s之间范围内的高速度击中冲击板44，其中，通过冲击和摩擦能量进行机械分解并使有机成分溶解在稀释水4中。
流过内管26的压缩空气52环流冲击板54并然后在排气室42的区域内尽可能地减压并作为输送空气40由压缩机36抽吸和重新输送到储气罐34-压缩循环结束。
垃圾内含有的惰性物料颗粒、沙砾、杂质/重料等得到溶解并沉积到锥形底部12。此外，纤维物料得到释放并进入悬浮液内，其中，通过产生的剪切力将薄膜和其他固体部分从附着的有机物成分中清除。产生的杂质/重料通过物料溶解容器6底部12上的排料闸门16和排出口14排出。情况表明，采用依据本发明的物料溶解器，有机成分可以比采用其中使用机械搅拌器或者类似搅拌器的传统物料溶解器的情况明显更加快速并以更少的装置技术开支进行溶解。
现借助附图5-7对气流泵24的功能再次进行详细说明。
图5示出装料静止状态下的物料溶解容器6，其中，在该容器内通过添加稀释水4将接种材料2调整到所称的5-10％的干燥物料含量。物料混合物的水平面54在此方面这样调整，使其处于气流泵24内管26上部排料口的下面。通过借助图1介绍的气动循环，通过向上的悬浮液流动48吸入悬浮液并甩向冲击板44以及然后重新在由内管24并由物料溶解容器6的外壳限制的环形室内向下流动。向上输送的悬浮液部分这样大小，使物料溶解容器6内部的水平面54以图6所示的程度Δh下降。在空气喷入结束时，也就是各自在压缩空气脉动结束后，悬浮液柱在内管26内部下降(参见图7)和环形室56内的水平面54重新上升，直至调整到图5的基本状态-下个进气循环可以开始。通过物料溶解容器6内部的上述流动并通过悬浮液对冲击板44的冲击，悬浮液产生极强的混合，从而接种材料2的有机成分非常迅速并以高效率进行溶解，此外纤维物料和杂质/重料沉积。因为对物料溶解容器6内部的这种强混合实际上绝对不需要运动部件，所以依据本发明物料溶解器1的磨损与传统溶解相比最小化。
混合可以得到进一步改善的是，依据图8在环形室56内具有内装件，例如向下倾斜的导板58，它们必然由向下的悬浮液流(图6)环流，从而在悬浮液内产生进一步的剪切力。因为这些导板58固定设置，所以其磨损同样最小化。在所示的实施例中，导板58交替设置在物料溶解容器6的内圆周外壳上和内管26的外壳上，从而在环形室56内产生所示的波形流动。不言而喻，取代导板58也可以使用其他内装件或者填充件。
图9示出一种垃圾处理设备，其中使用依据图1的上述物料溶解器1。
在这种垃圾处理设备中，在物料溶解器1的前面连接几个用于分离固体物料的步骤。在此方面，所要处理的垃圾60首先-需要时在破碎之后-输送到在所示的实施例中作为旋转筛构成的筛分设备62。粒度在80-200mm之间的筛下物64然后通过材料预选器或者转换和/或计量装置66或者直接排除或者通过一个附加步骤进行分离。在所示的实施例中，可以通过转换和/或计量装置66将一个分流或者全部固体料流输送到筛分设备68，在该设备上将筛下物64分离成重料/杂质70以及污染轻料72，将其分别排出。
富含有机物的筛下物78可以通过转换和/或计量装置66输送到混合设备74，在该设备上利用脱氮的稀释水4将其稀释并借助混合器268处理成固体物料含量5％-15％的悬浮液76。
将悬浮液76输送到物料溶解器1的进料闸门10。例如像带子、绳子和电线等杂质160通过混合设备74的机械装置从悬浮液76中分离并排出。
物料溶解器1内产生的杂质/重料18从物料溶解器1通过排料闸门16排出并输送到洗涤装置80，其中，它们在净化区106内借助所输送的工作水82净化附着的有机成分。净化过的重料/杂质84然后输送到含铁金属分离器86以及非铁金属分离器88，从而料流84相应地分成含铁部分90、非铁金属部分92和其他材料94。
通过排料闸门16从物料溶解器1中排出的分解悬浮液20与污染的工作水96共同从洗涤装置80输送到也作为旋转筛构成的纤维物料分离器98。在该纤维物料分离器98内，纤维和漂浮物100与含有有机成分的水102分离。纤维/漂浮物100在固体物料筛分和洗涤设备104上通过添加输送到洗涤设备净化区106的工作水82进行净化。该净化过程还可以附加由此得到支持，即向净化区106输送分支到稀释水4处理循环的循环水108。
两个洗涤装置80、104在所介绍的实施例中各自利用倾斜设置的螺旋式输送机构成，所要净化的各自料流通过它们输送到净化区106之一并最后通过固体物料排料口110排出。在净化区106内，有机成分与固体物料各自分离。在需要非常强净化的情况下，这种净化基本上借助工作水82实施，在对这种净化要求较低的情况下，可以加大循环水108部分。
净化过并通过洗涤装置104的固体物料排料口110排出的固体和纤维物料112然后在脱水压力机114内脱水并将脱水的固体物料116输送到热再利用装置或者用于以后堆集的再浸解。
脱水压力机114内产生的含有分解有机物的水118随后与从净化区106排放的含有有机物的洗涤水120进行混合。该料流含有部分细砂，将其在洗砂机122内分离。为该料流还输送来自纤维物料分离器98的含有有机物的水102。在洗砂机内，细砂部分124通过搅拌器126的作用分离，通过排砂口123排出并通过添加工作水82净化附着的有机成分。预净化的细砂124然后输送到细砂洗涤装置128，其基本结构与洗涤装置80、104相应，从而不再赘述。净化过的细砂130然后可以输送用于地下和道路建设的材料再利用装置。
洗砂后存在的高有机含量的循环水132然后在中间储存器134内中间存储并借助泵136或者输送到发酵器138或者作为循环水132直接输送到换热器140，在该换热器内借助加热介质142加热到过程温度并然后作为稀释水4通过进料闸门10导入物料溶解器1内。加热介质142也可以用于气流泵24双层套的加热。
根据过程进程，输送到发酵器138的水的有机成分通过甲烷化转换成沼气(甲烷气)144。
发酵级后存在的去除有机物的废水146然后与需要时存在的循环水132混合并在换热器140内加热到过程温度。将循环中不需要的多余水147输送到废水净化装置148并将净化过的废水150排出并导入下水道内。净化过的废水150的一个分流作为工作水82输送到洗涤装置80、104、128以及洗砂机122，从而工作水循环也告结束。
分解的悬浮液20内含有的有机成分可以更加迅速从垃圾中分离的是，通过转换和/或计量装置66物料溶解器1的悬浮液20首先输送到需氧水解或酸化级162并在1-4天的处理时间后在纤维物料分离器98和洗砂机122内从固体物料中释放悬浮液20。随后将经这样处理的悬浮液21作为高有机含量的循环水132储存在中间储存器13内并输送到发酵器138。
纤维分离器98分离的固体物和纤维物料100随后经过固体物料筛分和洗涤设备104以及脱水压力机114，通过转换和/或计量装置66作为干燥物质含量TS35％-60％的脱水固体物料116输送到湿法浸解164，并在那里通过转换和/或计量装置66利用混合水158稀释到5％-15％的干燥物质含量。
在湿法浸解164内3-10天的停留时间后，排出氧化和脱氮的混合物料23并在分离设备168内从固体物料中释放。与此同时形成的几乎无固体物料的废水170然后作为稀释水4输送到物料溶解器1和/或通过转换和/或计量装置66输送到废水净化设备148。对形成的原合成物212进行处理。
在水解162时和湿法浸解164时形成的废气共同在酸性空气洗涤机172内释放出氨。
借助上述的垃圾处理设备可以非常低的装置技术开支分离有机成分并将剩余的料流分成可再利用的或者可堆集的分料流。
依据图9，在工作情况下同样可以转换分离装置98、104、114、122、128并将在水解162中处理的悬浮液21直接输送到发酵器138，其中，通过转换装置和/或计量装置66从高有机含量的废水132和经处理的悬浮液21中产生悬浮液混合物133。发酵器138含有固体物料的废水146通过转换装置和/或计量装置66作为发酵物输送到湿法浸解或湿法合成164。
湿法浸解162后氧化的混合物料23依据图9a为分离固体物料利用过滤装置206、洗砂机122和脱水压力机208进行物料分离。在物料分离时获得的无固体物料的废水170作为稀释水或循环水4使用。在物料分离时分离的固体物料212可以进行再浸解214，其中，再浸解214中产生的干燥制品216经过筛分218，其中将剩余材料224和合成物212进行分离。剩余材料例如输送到物料再利用装置。
如果向发酵器138主要供给水解162后含有固体物料的悬浮液21，那么含有固体物料的废水146只能进入稀释水4的循环，而如图9所示和图9b中放大所示，固体和纤维物料此前在分离设备中已经利用固体物料分离装置98、固体物料筛分和洗涤设备104和后置的脱水压力机114进行分离。废水146的调节或控制通过转换和/或计量装置66进行。在发酵器138内发酵并在分离设备98、104、114内分离的固体物料116输送到湿法浸解164，其中，在分离设备98、104、114内挤出的腐水171至少作为分流重新用于与固体物料116混合，以调整湿法浸解164中理想的干燥物质含量。例如，干燥物质含量可以在5-15％之间。多余的腐水171作为循环水添加给湿法浸解164的废水170并因此可以作为稀释水4例如输送给物料溶解器1。
依据本发明，来自发酵器138含有固体物料的废水146的最终浓度在分离设备98、104、114中产生的结果是，通过无固体物料的腐水171至少部分返回挤出的固体物料116，可以最佳调整湿法浸解164内的固体物料含量和明显减小湿法浸解反应器192的尺寸以及可以将无固体物料的多余腐水171输入稀释水4的循环中。
图10示出采用水解162、湿法浸解164、分离设备168以及酸性空气洗涤机172的流程图。
利用水解162需氧酸化分解的悬浮液20并这样分解有机材料，使其同样可供在发酵器138内发酵使用。从非厌氧可分解的物料中分离附着颗粒和污物。
水解162基本上包括反应器174，在该反应器内设置用于对混合物料进行混合的机械搅拌器176(参见图12)。在反应器174的底部附近具有用于送氧的鼓风装置178，通过供氧装置180供给氧气。在混合物料镜面186的上面形成废气室188，里面收集在水解162时形成的废气190。
物料溶解器1的分解悬浮液20在鼓风装置178上面的底部附近输送给反应器174。通过导入氧和通过操作搅拌器176对混合物料进行混合并在1-4天的处理时间后作为经处理的悬浮液21从混合物料镜面186的附近提取。
在湿法浸解164中，非厌氧可分解的有机物呼吸并将氮化物作为氨排出。在湿法浸解164中，通过供气对循环水132、133、4进行脱氮并因此防止破坏发酵器138内的生物和阻碍气体产生和分解效率的氨浓度上升。
湿法浸解164主要具有反应器192，里面设置用于对混合物料23进行混合的搅拌器194(参见图12)。在反应器192的底部附近具有用于送氧的鼓风装置196，通过与水解162相同的供氧装置180供给氧气。在混合物料镜面198的上面形成用于收集形成废气202的废气室200。
为避免混合物料在湿法浸解164时过热，具有冷却机组182。冷却机组182与浸入混合物料内的给入184和返回204连接。为冷却混合物料，通过给入184和返回204输送冷却剂，由此可以排出混合物料内的多余热量。
固体物料116装入反应器192内的搅拌器194附近。此外，含有强氨的混合水158在固体物料116上面导入混合物料192内。混合物料通过搅拌器194和导入的氧混合并在3-10天的停留时间后作为经处理的和氧化的混合物料23从反应器192取出并输送到分离设备168。
分离设备168包括过滤装置206和脱水压力机208。经处理和氧化的混合物料23输送给过滤装置206。在此方面形成的几乎无固体物料的废水170输送给稀释水4和/或废水净化设备148。产生的固体和纤维物料220在脱水压力机208例如压力分级机内进一步处理。在脱水压力机208内形成的挤压浆210返回到过滤装置206内。形成的脱水原合成物212可以通过转换和/或计量装置66进行湿法浸解和/或干燥214。
在再浸解214中，将脱水的原合成物212处理成干燥物质含量75％-85％可分离的干燥制品216。再浸解214之后是分离装置218，在该装置上产生用于储存的惰性物料222并将剩余的材料224输送到物料再利用装置。
将在水解反应器174和湿法浸解192的废气室190、202内收集的废气188、200输送到酸性空气洗涤器172的混合容器226并在那里释放氨。在添加盐酸或者硫酸228的情况下，作为商品可以获取氯化氨或者硫酸盐230。在此方面，在混合容器226的底部区域内聚集水-酸性混合物232，通过喷淋装置234利用循环泵236从混合容器226提取并在顶部侧重新喷入，从而可与废气188、200产生表面反应。根据水-酸性混合物232的处理程度，一部分在循环时通过转换和/或计量装置66作为成品商品的氯化氨或者硫酸盐230提取。在该过程中形成脱氮的排出空气238可以在后置的净化级240中释放气味物质，作为净化的过程空气242排放到大气中。
图11示出物料溶解器的一种方案，通过其可以几乎连续运行。在该实施例中，两个或者多个物料溶解容器6前后连接，其中，每个容器具有图10中未示出的气流泵。
经机械处理的接种材料2通过进料闸门10输送给第一物料溶解容器6a并通过添加稀释水4调整到预先确定的干燥物质含量。产生的杂质/重料18通过设置在底部上的排料闸门16排出并将在物料溶解容器6a中产生的、通过气动搅拌器强混合分解的悬浮液20通过操作闸门152导入第二物料溶解容器6b内，其中，输送最好无需泵通过重力作用进行。在该容器内，借助气动搅拌器进行继续分解，其中，形成的悬浮液20b然后通过闸门152借助纤维物料分离器98、洗砂机122和发酵器138输送到一个或者另一个物料溶解容器(未示出)或者进行借助图9介绍的处理。物料溶解容器6b内产生的杂质/重料18b在底部重新排出。物料溶解容器6b内干燥物质含量TS的调整或者依赖于物料溶解器6a内的TS含量进行或者也可以向物料溶解容器6b内直接输送稀释液体，从而每个物料溶解容器6a、6b、…内的TS含量可以单独调整。
图12示出一种可选择的物料溶解器1.1的基本结构，其中，所输送的接种材料2的有机成分和/或筛分设备62的筛下物78在稀释水4内溶解。最好依据图12的物料溶解器1.1用于处理大块垃圾，而依据图1的物料溶解器1用于处理单批次的生物垃圾。在此方面，所输送的垃圾混合物的粒度(在机械处理之后)优选至少为80mm。混合物8在物料溶解器1.1内稀释到约1-15％的干燥物质含量。物料溶解器1.1具有物料溶解容器6，其在纵剖面上基本上为具有长度L1和高度h1的“平放”的矩形形状。该高度长度比最好满足h1∶L1≥1∶4。
垃圾278和稀释水4各自通过依据该图示左侧端段内的进料闸门10输送到物料溶解容器6。在物料溶解容器6依据图12图示的右侧端段中构成锥形底部12，它通入具有排料闸门16的排出口14内，通过该排料闸门可以排出沉积在底部12上的杂质/重料18。在锥形底部12的上面构成另一个排料闸门16，通过其排出在物料溶解器1内分解的含有有机物的悬浮液20，依据上述的图9进行处理并然后作为稀释水4通过进料闸门10重新输送。
在物料溶解容器6的内部空间内，设置具有电动机驱动转动件272的搅拌器270，转动件基本上通过物料分解容器6的整个长度L1延伸并在其上面设置大量转动叶片276a、b、c，278a、b、c。优选偶数的旋转叶片276、278。所示的实施例举例示出六个转动叶片276、278，但也可以设想其他数量。
转动叶片276、278各自具有约以180°彼此位移的叶片上升角，从而转动叶片276a、278a和276b、278b和276c、278c具有各自相反的输送方向。因此混合物8聚集在转动叶片276a、278a和276b、278b和276c、278c之间，由此形成磨粒磨损输送的涡流280a、280b、280c并将有机物过渡到溶解。同时在转动叶片278a、276b与278b、276c之间形成反向涡流282a、282b，通过它们混合物彼此分离并因此同样有利于磨粒磨损并支持有机物过渡到溶解。杂质/重料18在混合物8内下沉并例如通过螺旋输送机284输送到锥形底部12并因此输送到排料闸门16。
为使部分附着在杂质/重料18上的有机物完全与其分解，具有进气装置，通过其将最好是压缩空气借助进气管道156和空气压缩机36脉动式，也就是断续或者连续送入排出口14内，由此杂质/重料18一直上升到与混合物镜面286保持一定的距离h2。距离h2可以通过进气的量和强度变化选择。物料溶解容器6的整个内部空间最好充满混合物8，其中，在与底部12相对的顶部段上设置烟囱288，混合物8在里面上升。在烟囱288内混合物镜面286的上面形成废气室240，它通过抽吸管道38与空气压缩机36连接，从而进气装置的压缩空气52可以进行循环。
此外，在排出口14的区域内废水净化装置148的工作水82以及分支到稀释水4处理循环的循环水108导入物料溶解容器6内，从而杂质/重料18可以作为净化或清洁的固体物料离开物料溶解容器6。
为调整物料溶解容器6内最佳的过程温度，该容器可以至少部分由双层套46环绕，通过其输送加热介质142。此外可以具有包围物料溶解容器6和双层套46的绝热层47。
图13a-d示出图12中的物料溶解器1.1的举例横截面形状。在此方面，虚线所示的圆圈290表示转动叶片276、278利用其叶片尖描述的圆形轨迹。
这样依据图13a可以设想，物料溶解容器6利用一个圆形横截面或者依据图13b利用两个平行的纵向壁292、294构成，它们通过半圆形的底部壁295相互连接。物料溶解容器6同样可以依据图13c作为多边形，特别是作为六边形构成，其中，底部壁295的横向延伸短于相对的顶部壁297。在图13d中，物料溶解容器6利用具有圆弧形纵向壁292、294的矩形横截面实现，其中，物料溶解容器6的内部空间内设置两个平行分布的转动件274、296，其叶片尖各自描述一个圆形轨迹290、298，它们共同形成一个相切区域302。
依据图14可以依次连接多个物料溶解器1.1，其中，向后置的物料溶解容器6n供给在前置的物料溶解容器6a内产生的悬浮液22。进气最好通过共用的空气压缩机36进行。排出的杂质/重料18最好通过共用的输送机304，例如螺旋输送机输送到洗涤装置80并因此输送到依据图9的其他过程步骤。作为对图9的选择，可以在洗涤装置80的净化区106内导入循环水108。
图15示出一种用于最大粒度约80mm垃圾混合物的水解反应器174的优选实施例。用于这种粒度的湿法浸解反应器192基本上与水解反应器174结构相同，从而后面的说明也适用于这种反应器192或适用于湿法浸解164。
水解162的反应器174在内部具有可调输送功率的搅拌器176，最好是叶片搅拌器。搅拌器176由双层套的导管244环绕，该导管端面与反应器底部246和反应器顶部248相距并最好完全浸入混合物料内。对搅拌器176这样控制，使其产生循环流动250，其中，混合物料在图15中从上向下通过导管244输送并在导管244的外部构成上升的带状流动252。
导管244在其内壁与外壁之间具有环形室166，该室与未示出的冷却机组的上部给入184和下部返回204连接。在控制冷却机组的情况下，环形室166由冷却剂流过，由此可以防止混合物料过热。
具有供氧装置180，它可选择通过搅拌器176底部附近或者上部和下部区域内的臂254、256、258向混合物料内供氧。臂254、256、258可以具有大量的进气喷嘴并通过阀门262上调偏压和进口节流。水解162所需的氧既可以作为液态的工业氧，也就是＞95％的O2存在，也可以在空气分解设备上作为浓缩的氧，也就是＞95％的O2处理。在混合物料装料不多的情况下，同样可以将大气中的环境空气送入反应器174内。
在反应器174的顶部区域内，形成用于收集在水解162时形成的废气188的废气室190。废气室190通过混合物料镜面186限制。废气188可以通过反应器顶部248内的管道262排放到酸性空气洗涤器172。
通过导管244的顶侧纵向可调的轴向加长部分264，随同带状流动252向上运动的供氧可以通过搅拌器176重新吸入，从而实现所供氧几乎100％的利用率。
氧利用率可以通过管道262内的O2探针266通过确定送入的氧和调整加长部分264进行调节。但氧利用率也可以通过整个导管244的轴向移动和/或通过改变混合物料镜面186最佳化。
下面举例提出优化氧利用率的优选条件导管高度H1对应于导管直径d1的8-10倍。
反应器174的有效直径d2，也就是内径对应于导管直径d1的4-6倍。
反应器底部246到导管244的底部距离H2对应于导管直径d1的1-2倍。
混合物料镜面186与导管244之间的距离对应于导管直径d1的2-3倍。
混合物料镜面186与导管244之间的可变高度位移H4为导管直径d1的0.5-2倍。
环流250的上升流速v1在0.1m/s与0.8m/s之间。
导管直径d1根据混合物料成分和干燥物料比例为0.5m与1.5m之间。
依据图16，反应器174内也具有多个上述的导管244。例如可以彼此成三角形设置三个导管244a、244b、244c。
依据图17和18，为优化水解162或湿法浸解164，可以设想串联多个反应器174或192。在此方面，对所处理的物质21、21a、21b或氧化的混合物料23、23a、23b进行重新水解162a、162b或湿法浸解164a、164b。但反应器174或192也可以并联运行。
图19示意示出用于对含有有机成分的垃圾进行垃圾处理的第二流程图。附图符号与依据图9的流程图相应选择，从而为避免重复对共同的装置和料流不再赘述。
在垃圾处理开始时，将所要处理的垃圾60首先输送到例如作为旋转筛构成的筛分设备62。垃圾60最好具有45-60％的干燥物质含量。形成的筛下物64可以或者直接处理或者至少作为分流输送到筛分设备68，将筛下物64分离成杂质/重料70以及污染轻料72，然后将其各自清除。
富含有机物的筛下物78可以至少作为分流输送到混合设备74，在该设备上将其利用脱氮稀释水4的分流稀释并借助混合器268处理成固体物料质含量5-15％的悬浮液76。此外，通过混合设备74的机械装置从悬浮液76中分离出例如像带子、绳子和电线等杂质160并排出。将经这样处理和排出粗大杂质160的悬浮液76输送到物料溶解器1或1.1的进料闸门10。
物料溶解器1、1.1内含有的杂质/重料18通过排料闸门16从物料溶解容器6排出并输送到洗涤装置80，在该装置上将附着在杂质/重料18上的有机成分在净化区106内借助所输送的工作水82进行净化。这样净化过的杂质/重料84然后可以输送到含铁金属分离器86以及非铁金属分离器88，从而杂质/重料84的料流分为含铁部分90和非铁金属部分92和其他物料94。
通过排料闸门16从物料溶解器1、1.1中排出的分解悬浮液20进行水解162或162.1。优选在水解162、162.1中调整到5-15％的干燥物质含量。水解162、162.1含有氮化物的废气188为进行脱氮输送到酸性空气洗涤器172，并随后在经过净化级240后为从气味物质中清除脱氮废气，作为净化的过程空气240排放到大气中。
将在水解162、162.1中处理的悬浮液21输送到物料分离设备300，对高有机物含量的液体132与悬浮液21基本上无有机物的固体物料116进行分离。在这种物料分离300时，产生一定程度上作为副产品可从过程中提取的净化细砂130。
液体132在中间储存器134中储存并根据需要获取沼气输送到发酵器138和/或作为循环水输送到换热器140，在该换热器内借助加热介质142加热到过程温度并然后可以作为物料溶解器1、1.1的稀释水4使用。
固体物料116最好具有5％的干燥物质含量并进行也称为湿法氧化的湿法浸解164或164.1。在湿法氧化164、164.1时产生的废气200含有很强的氮化物并为脱氮输送到酸性空气洗涤器172。
在湿法氧化164、164.1时氧化的混合物料23输送到分离设备168，从中一方面分离出原合成物212和另一方面将无固体物料的废水170作为稀释水4输送到物料溶解器1、1.1和/或在废水净化设备148中为作为废水150排放到下水道内进行净化。净化过的废水150的分流作为工作水82输送到洗涤装置80的净化区106内以及输送到物料分离设备300。净化过的废水150的分流同样可以作为工作水82与发酵器138后面的循环水132的分流进行混合。
在发酵器内，在甲烷细菌的作用下从高有机含量的循环水132中获取沼气144。与此同时产生排出的废水146，它可以作为排出的腐水159输送给湿法氧化164、164.1。对湿法氧化164、164.1不需要的废水146料流可以作为多余水174输送到废水净化设备148。
图19此外示出，脱水的固体物料116至少作为分流在经过干燥311后输送到压缩设备312，用于制造可以在气化或者燃烧设备317上进行热/物质再利用装置的燃料，其中，在液化装置313和/或处理和计量装置314上处理的粘合剂315作为胶粘剂使用输送到压缩设备312。
下面详细介绍水解162.1、湿法氧化164.1、物料分离设备300、分离设备168以及压缩。
在水解162.1中如在按照图15利用反应器的水解162中那样，对分解的悬浮液20大致净化并这样分解有机材料，使其可供在发酵器138内发酵使用。此外，将非厌氧可分解的物料与附着颗粒和污物进行分离。
依据图20，对最小粒度约80mm的混合物料基本上在反应器174内进行水解162.1，该反应器在底部附近246具有用于供氧的进气装置178，由此在混合物料内构成螺旋线状上升的流动252，借助其对混合物料进行混合。相应地不需要机械搅拌器。进气可以脉动式或者连续进行。
向反应器174供给来自物料溶解器1、1.11的悬浮液20以及提取水解的悬浮液21各自在中间的反应器段内进行。
进气装置178包括至少一个与供氧装置180连接的喷管或臂254及用于向混合物料内供氧的大量喷嘴。最好通过喷嘴喷入纯氧。
喷入的氧和在水解162.1时产生的废气188聚集在废气室190内混合物料镜面186的上面。因为在水解162时一部分氧通过CO2呼吸，也就是惰性化，所以为最佳调节供氧装置180在反应器顶部248内具有O2测量探针266。
为加强混合物料在水解反应器174内的混合，废气188的至少一个分流可以通过抽吸管道38、空气压缩机36、进气管道136以及具有大量喷嘴并依据图20的图示设置在进气装置178喷管254上面的臂306脉动式或者连续喷入混合物料内。喷入的废气188同样构成螺旋线状上升的流动308，它与喷入的氧流252叠加成一个总流动310。
未喷入混合物料的废气188如借助图19已经介绍的那样输送到酸性空气洗涤器172进行脱氮。
优选混合物料的干燥物质含量为5-15％和反应器174内的混合物料温度为70℃。这种温度足够溶解脂肪或脂肪化合物。为能够恒定保持70℃，具有由制冷机组182的冷却液体流过绝热层47。
在湿法浸解或湿法氧化164.1中，如依据图15利用湿法浸解反应器的湿法浸解164中那样，非厌氧可分解的有机物呼吸并将氮化物作为氨排出。在氧化164.1中，通过进气循环水132、133、4脱氮并因此防止破坏发酵器138内生物和妨碍气体产生以及分解效率的氨浓度上升。
对最小粒度约80mm混合物料的湿法氧化164.1依据图21基本上在与水解162.1的反应器174相应的反应器192内进行。该反应器192也具有底部附近可脉动式和断续运行的进气装置178，用于反应器192内的供氧和对混合物料进行混合。为调节供氧装置180具有上述的O2测量探针266。
在湿法氧化164.1形成的废气200同样可以借助返回装置至少作为分流脉动式或者断续重新喷入混合物料内。未返回的废气200依据图19输送到酸性空气洗涤器172进行脱氮。
此外具有绝热层74及冷却机组182用于调节混合物料的恒定温度。
此外，在物料分离200中脱水的固体物料116以及发酵器138的腐水159和氧化的混合物料23的输送与水解162.1时的料流20、21一样在中间反应器段内进行。最好在反应器192内调整5-15％的干燥物质含量。所输送的腐水159主要作为稀释水使用。
水解反应器174与湿法氧化反应器192之间的主要区别在于，在湿法氧化164.1中向混合物料内输送更多的氧，以便将尚未过渡到溶液内的物质转移到这种溶液内以及对混合物质脱氮。这样做的优点是，可以取消如在依据图9和图10流程图中那样的再浸解214，由此还可以明显降低成本。
除了非厌氧可分解的有机物呼吸和氮化物作为氨排出外，在湿法氧化164、164.1中同样可以根据控制方式在反应器192内进行混合物料的清洁化。在此方面，不仅处于混合物料内的固体物料116，而且还有发酵器138含和不含固体物料的废水146均可以清洁化。压缩设备的废水同样可以利用湿法氧化164、164.1清洁化。
通过湿法氧化164、164.1中的清洁化提供了这种可能性，即无论是清洁化的固体物料(合成物)还是固体物料与过程水或废水的混合物或者纯过程水或者专用废水均可以在农业上直接利用。
最好湿法氧化164、164.1时的清洁化在湿法氧化164、164.1开始时进行，因为利用当时的高温也使有机物质的微生物可利用性得到改善。但也可以设想在湿法氧化164、164.1结束时实施清洁化。
清洁化的时间取决于当时的温度，从而根据温度遵守不同的清洁化时间。例如，德国生物垃圾规定所要求的清洁化效率在70℃下要达到一小时的时间以上。在较低温度情况下必须相应延长停留时间。
清洁化特别是对所要供给农业再利用的所有生物原物质来说是非常重要的。属于此类的特别是生物和绿色垃圾、农业垃圾和能量植物、厨房和餐厅垃圾、澄清渣和专用过程水和废水。在欧洲来整体垃圾中的生物制品也属于此类。
图22示出物料分离设备300的示意结构。水解162、162.1中处理的悬浮液21与洗涤装置80中的污染工作水96共同输送到例如作为旋转筛构成的纤维物料分离器98。此外，在废水净化设备148上获取的工作水82可以作为稀释输送到纤维物料分离器98。在纤维物料分离器98中，将纤维和漂浮物100与含有有机成分的水102分离。
纤维和漂浮物100在固体物料筛分和洗涤设备104上通过添加工作水82的分流在净化区106内净化。该净化过程可以由此得到支持，即通过净化区106附加输送在换热器140之前分支到稀释水4循环的循环水108。在净化区106内，纤维和漂浮物100的有机成分与其分离。如果需要非常强的净化，那么为净化区106附加输送工作水82。在强度较低净化的情况下，可以加大循环水108的部分。
经过净化并通过洗涤设备104的纤维物料排料口110排出的固体和纤维物料112在脱水压力机114内脱水并对脱水的固体物料116进行湿法氧化164、164.1。
在脱水挤压机114内产生的含有有机物的水118与从净化区106排出的含有有机物的洗涤水120混合共同输送到洗砂机122。含有有机物的水102同样可以输送到洗砂机122。在洗砂机122内，细砂部分124通过搅拌器126的作用分离并将附着在细砂部分124上的有机成分通过添加工作水82溶解。这样预净化的细砂124然后输送到细砂洗涤装置128，其基本结构与依据图19的洗涤装置80或104相应。净化过的细砂130然后可以输送到地下和道路建设中的物质再利用装置。
在洗砂时产生的高有机物含量的液体132如借助图19已经介绍的那样在中间储存器134中中间储存并输送到发酵器138和/或作为循环水132使用。
依据图23，在分离设备168上湿法氧化164、164.1的氧化混合物料23工作水82和来自固体物料筛分和洗涤设备104和脱水压力机114的混合水121共同输送到纤维物质分离器98，以获取无固体物料的废水170，该废水如借助图19所介绍的那样输送到废水净化设备148和/或作为物料溶解器1、1.1的稀释水4使用。
纤维物料分离器98例如作为旋转筛构成，其中，所分离的纤维和漂浮物100输送到固体物料筛分和洗涤设备104，在其净化区106内将附着的有机成分借助工作水82和/或分支的循环水108分离。经过净化区106脱水和净化的纤维物料112通过固体物料排料口110排出并在脱水挤压机114内压缩成在图19中已经提到得原合成物212。
在脱水挤压机114内挤压出的含有有机物的水118与固体物料筛分和洗涤设备104的洗涤水120作为混合水121共同输送到纤维物料分离器98。
依据图24，在为图19中的气化或者燃烧设备317制造燃料的压缩时，对固体物料116进行干燥311。干燥311之后形成的最好15％-25％水含量的干燥混合物料311.1输送到压缩设备312，特别是具有一体化混合器或者挤压机的团块或者球团装置或者压条机。压缩最好在低压下进行，其中，为干燥混合物料311.1添加作为胶粘剂的粘合剂，以便将在低压下产生的例如像团块和球团这种模制件312.1一直保持到焙烧317。在低压和添加粘合剂315下进行压缩具有的优点是，降低用于制造模制件317的能源开支和减少压缩设备312的设备部件例如像混合器的磨损。依据本发明利用粘合剂315的压缩312因此需要约20kW的电流并产生约 的磨损成本，而在用于从垃圾中制造1Mg模制件的传统压缩中则产生100kW的电流和 的磨损成本，由此产生约 的总成本/Mg。
胶粘剂315优选从所产生的筛下物72中获取，它约80％由塑料组成并在液化装置313上通过挤压或者热/化学作用转换成粘滞的注塑材料313.1。
对于没有或者很少塑料材料72可供使用的情况来说，也可以采用提供的粘合剂316例如像石灰浆或者淀粉通过处理和计量装置314作为有机或者无机粘合剂314.1添加到压缩设备312上。在这种情况下，当然优选有机淀粉例如像土豆淀粉，因为这种淀粉与成本更低的石灰浆相反可以无残留燃烧并释放电和/或热能317.1。石灰浆可以作为渣或矿物质317.2处理。
根据对向气化或者燃烧设备317内所要输送的燃料的质量要求，可以将压缩设备312完全或者部分转换并将料流72和311.1直接输送到热再利用装置317。
公开了一种用于处理含有有机成分垃圾的方法，其中，在统一的方法步骤中，依赖于垃圾混合物的粒度，使用不同的物料溶解器在稀释液体中溶解有机成分和不同的反应器实施水解和/或湿法浸解，还公开了适用的物料溶解器和反应器。此外还公开了一种适用的垃圾处理设备。
附图标记1 物料溶解器1.1 物料溶解器2 接种材料4 稀释水6 物料溶解容器8 混合物10进料闸门12底部14排出口16排料闸门18杂质/重料20分解的悬浮液21处理的悬浮液(水解)21a 处理的悬浮液(水解)21b 处理的悬浮液(水解)22顶部23氧化的混合物料(湿法浸解)23a 氧化的混合物料(湿法浸解)23b 氧化的混合物料(湿法浸解)24气流泵26内管27喷嘴板28进气喷嘴30压缩空气管道32控制阀34储气罐36空气压缩机38抽吸管道40输送空气
42废气室44冲击板46双层套47绝热层48向上的悬浮液流动50压缩空气气泡52压缩空气54水平面56环形室58导板60垃圾62筛分设备64筛下物66转换装置和/或计量装置68筛分设备70重料/杂质72轻料74混合设备76悬浮液78筛下物80洗涤装置82工作水84净化的重料86含铁金属分离器88非铁金属分离器90含铁金属部分92非铁金属部分94其他物料96污染的工作水98纤维物料分离器
100 纤维/漂浮物102 含有有机成分的水104 固体物料筛分和洗涤设备106 净化区108 循环水110 固体物料排料口112 净化的固体/纤维物料114 脱水压力机116 脱水的固体物料118 含有溶解有机物的水120 洗涤水121 混合水122 洗砂机123 沙砾排放口124 预净化的细砂126 搅拌器128 细砂洗涤装置130 净化的细砂132 高有机含量的循环水133 混合悬浮液134 中间储存器136 泵138 发酵器140 换热器142 加热介质144 沼气146 排出的废水147 多余水148 废水净化设备150 净化的废水
152 闸阀154 旁通管156 进气管道158 混合水159 腐水160 杂质162 水解或酸化级162a 水解或酸化级162b 水解或酸化级164 湿法浸解164a 湿法浸解164b 湿法浸解166 环形室168 分离设备170 无固体物料的废水172 酸性空气洗涤器174 反应器176 搅拌器178 进气装置180 供氧装置182 冷却机组184 给入186 混合物料镜面188 废气190 废气室192 反应器194 搅拌器196 进气装置198 混合物料镜面200 废气
202 废气室204 返回206 过滤装置208 脱水压力机210 挤压浆212 原合成物214 再浸解216 干燥制品218 分离装置220 固体和纤维物料222 惰性物料224 材料226 混合容器228 盐酸或者硫酸230 氯化氨或者硫酸盐232 水-酸性混合物234 喷淋装置236 循环泵238 排出的空气240 净化级242 过程空气244 导管244a 导管244b 导管244c 导管246 反应器底部248 反应器顶部250 循环流动252 流动254 臂
256 臂258 臂260 阀门262 管道264 加长部分266 O2探针268 混合器270 搅拌器272 转动件276a 转动叶片276b 转动叶片276c 转动叶片278a 转动叶片278b 转动叶片278c 转动叶片280a 涡流280b 涡流280c 涡流282a 反向涡流282b 反向涡流282c 反向涡流284 螺旋输送机286 混合物镜面288 烟囱290 圆形轨迹292 纵向壁294 纵向壁295 底部壁296 转动件297 顶部壁
298圆形轨迹300物料分离设备302相切区304输送机306臂308流动310总流动311干燥311.1 干燥混合物料312压缩设备312.1 模制件(团块、球团)313液化装置313.1 喷注材料314处理和计量装置314.1 粘合剂315自生的粘合剂316添加的粘合剂317燃烧、气化设备317.1 电和热能317.2 矿物质/渣
权利要求
1.用于处理含有有机成分的垃圾的方法，具有以下步骤·将垃圾机械处理成垃圾混合物，·在物料溶解器(1、1.1)内溶解有机成分，·在反应器(174)内水解(162、162.1)从物料溶解器(1、1.1)排出的含有有机物的悬浮液(20)，以及·在发酵级(138)发酵水解的悬浮液(21)，其中，·将水解时或者发酵时获取的过程水作为循环水(4)进行循环，以及·依赖于经机械处理的垃圾混合物的粒度，选择用于水解(162、162.1)的物料溶解器(1、1.1)和反应器(174)。
2.按权利要求1所述的方法，其中，在粒度约80mm时更换物料溶解器(1、1.1)和反应器(162、162.1)。
3.按权利要求1或2所述的方法，其中，水解(162、162.1)之后至少可以间接连接湿法浸解或湿法氧化(164、164.1)。
4.按权利要求1-3之一所述的方法，其中，具有分离步骤，用于将杂质、重料、纤维物料等与输送到发酵级(138)的生物悬浮液(132)进行分离。
5.物料溶解器，在按权利要求1-4之一所述的方法中用于在稀释液体中溶解最大确定粒度例如80mm的垃圾的有机成分，具有物料溶解容器(6)，里面设置用于对垃圾和稀释水进行混合的混合装置，其中，通过悬浮液排放口(16)排放含有有机物的悬浮液(20)，其特征在于，混合装置具有至少一个进气喷嘴(28)，气体，最好是空气通过其这样对悬浮液(8)加压，使有机成分通过气体产生的剪切力溶解或者分布在稀释液体中。
6.按权利要求5所述的物料溶解器，其中，进气喷嘴(28)为气流泵(24)的部件，悬浮液(8)通过其在物料溶解容器(6)内部可周期性或者连续地循环输送。
7.按权利要求6所述的物料溶解器，其中，脉动间距大于3秒，优选地在5至10秒之间。
8.按权利要求6或7所述的物料溶解器，其中，气流泵(24)具有内管(26)，在其下部进料口上设置具有大量进气喷嘴(28)且可由悬浮液(8)环流或者通流的喷嘴板(27)，并且其上部端段上具有用于内管(26)内输送的悬浮液的排料口。
9.按权利要求8所述的物料溶解器，其中，与内管(26)的排料口相距设置冲击板(44)。
10.按权利要求9所述的物料溶解器，其中，冲击板(44)至少部分限制排气室(42)。
11.按权利要求6-10之一所述的物料溶解器，其中，物料溶解容器(6)内设置多个气流泵(24a、24b、24c)。
12.按权利要求8-11之一所述的物料溶解器，其中，内管(26)双层套构成，并且进气喷嘴(28)设置在内部圆柱体室内或者环形室内，以及各自其他室由加热介质(142)流过。
13.按权利要求5-12之一所述的物料溶解器，其中，气体进行循环并由泵(36)从物料溶解容器(6)中抽出和/或利用施加的压力而从储存器(34)返回到进气喷嘴(28)。
14.按权利要求8-13之一所述的物料溶解器，其中，在由内管(26)并由物料溶解容器(6)的外圆周壁限制的环形室(56)内设置用于导流的导板(58)。
15.按权利要求5-14之一所述的物料溶解器，其中，多个物料溶解容器(6a、6b、…6n)串联，并且悬浮液从第一物料溶解容器(6a)流动到后置连接的物料溶解容器(6b、…6n)内。
16.按权利要求5-15之一所述的物料溶解器，具有用于杂质/重料(18)的排出口(14)。
17.按权利要求5-16之一所述的物料溶解器，其中，排出口(14)中具有用于进气和混合沉淀杂质/重料(18)的接口。
18.按权利要求5-17之一所述的物料溶解器，其中，稀释液体(4)进行循环。
19.物料溶解器，用于在按权利要求1-4之一所述的方法中在稀释液体中溶解最小确定粒度例如为80mm的有机成分和垃圾，具有物料溶解容器(6)，里面设置至少一个用于将垃圾和稀释水混合成悬浮液的搅拌器(270)，其中，通过排料闸门(16)排放含有有机物的悬浮液(20)，其特征在于，搅拌器(270)具有大量相邻的搅拌部件(276、278)，它们各自具有相反的输送方向。
20.按权利要求19所述的物料溶解器，其中，搅拌部件(276、278)作为转动叶片(276、278)构成，它们设置在一个共用的转动件(272)上，并且相邻的转动叶片(276、278)具有偏转约180°的叶片上升角。
21.按权利要求20所述的物料溶解器，其中，转动叶片(276、278)从进料口(10)一直到杂质/重料(18)的排料闸门(16)均匀地设置在转动件(272)上。
22.按权利要求20或21所述的物料溶解器，其中，选择偶数的转动叶片(276、278)。
23.按权利要求20-22之一所述的物料溶解器，其中，具有两个旋转件(274、296)，它们利用其转动叶片(276、278)形成相切区域(302)。
24.按权利要求19-23之一所述的物料溶解器，其中，在杂质/重料(18)排出口(14)的区域内可输入气体，最好是压缩空气。
25.按权利要求24所述的物料溶解器，其中，气体进行循环并由泵(36)从物料溶解容器(6)中抽出并返回到该容器内。
26.按权利要求19-25之一所述的物料溶解器，其中，多个物料溶解容器(6a、…6n)串联，并且悬浮液(20)从第一物料溶解容器(6a)流动到后置连接的物料溶解容器(6n)内。
27.按权利要求19-26之一所述的物料溶解器，其中，物料溶解容器(6)在纵剖面上具有基本上矩形的造型，其高度-长度比对应于等式h1∶L1≥1∶4。
28.反应器，用于在按权利要求1-4之一所述的方法中处理输送的最大确定粒度例如为80mm的混合物料，具有上料和排料口并具有用于对混合物料进行混合的机械混合器(176)，其特征在于，混合器(716)由导管(244)环绕，其中，在控制混合器(176)的情况下，混合物料可通过导管(244)从反应器顶侧向反应器底侧抽取并在导管(244)的外部形成上升的环状流动(252)。
29.按权利要求28所述的反应器，其中，导管(244)具有用于改变其长度或高度的轴向加长部位(264)。
30.按权利要求28或29所述的反应器，其中，具有用于向混合物料内输送氧气的供氧装置(180)，其中，输送有选择地在混合器(176)的底部附近和/或上部区域内进行。
31.按权利要求30所述的反应器，其中，具有用于调节送氧量的O2探针，通过其可对轴向加长部位(264)、导管(244)的轴向位置和/或混合物料镜面(186)这样进行调节，使其优选地产生最佳的，也就是几乎100％的氧利用率。
32.按权利要求28-31之一所述的反应器，其中具有双层套的内管(244)，用于输送冷却混合物料的冷却介质。
33.按权利要求28-32之一所述的反应器，其中，在反应器(174)内设置三个导管(244a、244b、244c)。
34.按权利要求28-33之一所述的反应器，其中，反应器可在水解(162)和/或湿法浸解(164)时使用。
35.按权利要求28-34之一所述的反应器，其中，反应器优选地单独或者组合具有下列几何尺寸，-导管高度H1对应于导管直径d1的8-10倍，-反应器(174)的有效直径d2，也就是内径对应于导管直径d1的4-6倍，-反应器底部(246)到导管(244)的底部距离H2对应于导管直径d1的1-2倍，-混合物料镜面(186)与导管(244)之间的距离对应于导管直径d1的2-3倍，-混合物料镜面(186)与导管(244)之间的可变高度唯一H4为导管直径d1的0.5-2倍，-循环流动(250)的上升流速v1在0.1m/s与0.8m/s之间，-导管直径d1根据混合物料成分和干燥物质比例，在0.5m与1.5m之间。
36.反应器，用于在按权利要求1-4之一所述的方法中处理最小确定粒度例如为80mm的输送的混合物料，具有上料和排料口并具有用于对混合物料进行混合的混合装置，其特征在于，混合装置由用于输送气体最好是氧气的进气装置(178)构成。
37.按权利要求36所述的反应器，其中，在反应器(174、192)的底部附近设置大量进气喷嘴。
38.按权利要求36或37所述的反应器，其中，气体进行循环并由泵(36)从物料溶解容器(6)中抽出并返回到该容器内。
39.按权利要求36、37或38之一所述的反应器，其中，具有用于调节所要输送氧量的测气探针(266)。
40.按权利要求36-39之一所述的反应器，其中，在反应器(174、192)内产生的废气(188、200)可通过鼓风机(36)输送到优选在底部附近的混合物料内。
41.垃圾处理设备，在按权利要求1-4之一所述的方法中使用，具有按前述权利要求之一所述的物料溶解器，在该物料溶解器里面溶解垃圾的有机成分，该垃圾处理设备具有用于将纤维物料与从物料溶解器(1)中排出的、含有有机物的分解悬浮液(20)进行分离的分离级。
42.按权利要求41所述的垃圾处理设备，具有固体物料处理装置(80、86、88)，用于分离和洗涤从物料溶解容器(6)排出的固体物料(18)。
43.按权利要求41或42所述的垃圾处理设备，其中，分离级具有用于分离纤维物料、漂浮物或者类似物料的纤维物料分离器(98)和用于这些物料(100)的洗涤设备(104)以及脱水压力机(114)。
44.按权利要求41、42或43所述的垃圾处理设备，具有洗砂机(142)，用于分离和洗涤废水中所含的细砂(130)。
45.按权利要求41-44之一所述的垃圾处理设备，具有发酵器(138)，用于将高有机含量的水(132)的有机成分转换成沼气。
46.按权利要求45所述的垃圾处理设备，具有废水净化设备(148)，用于净化发酵后产生的多余水。
47.按权利要求41-46之一所述的垃圾处理设备，其中，物料溶解器(1)内分解的悬浮液(20)至少作为分流经过水解(162、162.1)。
48.按权利要求47所述的垃圾处理设备，其中，水解(162)中处理的悬浮液(21)经过纤维物料分离器(98)。
49.按权利要求47所述的垃圾处理设备，其中，水解(162、162.1)中处理的悬浮液(21)直接输送到发酵器(138)。
50.按权利要求49所述的垃圾处理设备，其中，发酵器(138)内产生的废水(146)输送到分离设备(98、104、114)并与此同时将分离的无固体物料的腐水(171)与稀释水(4)混合。
51.按权利要求50所述的垃圾处理设备，其中，将无固体物料腐水(171)的分流与来自分离设备(98、104、114)的脱水固体物料(116)混合并输送到湿法浸解(164、164.1)。
52.按权利要求48所述的垃圾处理设备，其中，将分离设备(98、104、114)之后产生的脱水固体物料(116)的至少一个分流干燥，并在混和粘合剂(315、316)的情况下在优选低压下运行的压缩设备(312)中压缩成气化或者燃烧设备(317)的模制件。
53.按权利要求52所述的垃圾处理设备，其中，粘合剂气化稳定地保持模制件，直至在气化或者燃烧设备(317)中进行焙烧，并且在垃圾处理时使用由分离塑料本身产生的粘合剂(315)和/或提供的粘合剂(316)。
54.按权利要求48所述的垃圾处理设备，其中，在脱水压力机(114)上产生的固体物料(116)至少作为分流通过湿法浸解(164、164.1)以获取氧化的混合物料(23)。
55.按权利要求54所述的垃圾处理设备，其中，可向湿法浸解(164、164.1)输送在循环水(132)与发酵器(138)的废水(146)混合时形成的混合水(158)。
56.按权利要求55所述的垃圾处理设备，其中，湿法浸解(164、164.1)的氧化混合物料(23)通过分离设备(168)，并且可将在分离设备(168)中形成的废水输送给稀释水(4)和/或废水净化设备(148)。
57.按权利要求56所述的垃圾处理设备，其中，分离设备(168)具有固体物料分离器(98)、固体物料筛分和洗涤设备(104)和脱水压力机(114)。
58.按权利要求57所述的垃圾处理设备，其中，在分离设备(168)中形成的原合成物(212)通过用于干燥的后浸渍(212)和/或可直接处理。
59.按权利要求41-58之一所述的垃圾处理设备，其中，在水解(162、162.1)和/或湿法浸解(164、164.1)时使用按权利要求1-40所述的反应器(174)。
60.按权利要求59所述的垃圾处理设备，其中，前后和/或彼此平行连接多个反应器(174)，从而产生多部分的水解(162、162a、162b)和/或湿法浸解(164、164a、164b)。
61.按权利要求59或60所述的垃圾处理设备，其中，可将在反应器(174、192)中形成的废气(188、200)输送到用于释放氨的空气洗涤器(172)。
62.按权利要求54-61之一所述的垃圾处理设备，其中，至少湿法浸解(164.1)的反应器(192)可这样运行，使其对混合物料进行清洁化。
全文摘要
本发明涉及一种用于处理含有有机成分的垃圾的方法，其中，在统一的方法步骤中，依赖于垃圾混合物的粒度，使用不同的物料溶解器溶解溶剂中的有机成分和使用不同的反应器实施水解和/或湿法浸解，本发明还涉及适用的物料溶解器和反应器。本发明还涉及一种适用的垃圾处理设备。
文档编号C05F9/02GK101065188SQ200580024999
公开日2007年10月31日 申请日期2005年6月3日 优先权日2004年6月3日
发明者克里斯蒂安·威德默, 鲁道夫·哈特曼, 汉斯·武斯里奇 申请人:克里斯蒂安·威德默