DE1592726B1

DE1592726B1 - Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Kompostierung von Haushaltsabfaellen

Info

Publication number: DE1592726B1
Application number: DE19651592726
Authority: DE
Inventors: Felix Prat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-06-30
Filing date: 1965-07-27
Publication date: 1971-01-07
Also published as: FR1462221A; GB1153587A; CH499475A; AT270700B; ES328463A1; BE682997A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisches und hygienisches Verfahren zur beschleunigten Kompostierung von Haushaltsabfällen und eine hierfür geeignete Vorrichtung.

Die Kompostierung von Hausmüll und städtischen Abfallstoffen in lose aufgeschütteten Komposthaufen ist seit langem bekannt, beispielsweise aus der schweizerischen Patentschrift 272267, der deutschen Patentschrift 821 947 und der deutschen Patentschrift 1024532. Dabei wird in die Aufschüttung gegebenenfalls Luft eingeleitet oder die frische Aufschüttung innerhalb von 24 Stunden mit fertigem Kompost bedeckt. Bei dieser Fermentation im Freien vor irgendwelchen Zerklemerungsvorgängen werden aber die Stoffe in einer Schichtdicke bis zu 0,2 m unter der Oberfläche, die mit der Außenluft in Berührung steht, nur unvollständig kompostiert, da die Temperatur in dieser Schicht gleich der Temperatur der Außenluft bleibt. Außerdem werden die Parasiten, unter anderem Larven, Würmer und Fliegen, nicht abgetötet. Auch kann eine zu starke Belüftung zu einer anormalen Temperaturerhöhung führen, die eine Verarmung der Bakterienflora zur Folge hat und damit die Brauchbarkeit des fertigen Kompostes stark beeinträchtigt.

Die Kompostierung in feststehenden oder rotierenden geschlossenen Kammern oder Behältern ist ebenfalls bekannt. Dabei wird entweder anaerob fermentiert wie in dem Behälter zur Kompostierung von Küchenabfällen einzelner Haushalte der deutschen Patentschrift 656 036 oder es wird unter Zufuhr von gegebenenfalls ozonbeladener Luft aerob fermentiert. Die Luft wird häufig von unten eingeführt, wie in den deutschen Patentschriften 546 074 und 805 044, oder radial eingeblasen wie in den deutschen Patentschriften 1033 684 und 1139 856.

Aus der deutschen Patentschrift 1137 050 ist die Beimischung von Eigen- oder Fremdbakterienkulturen und die Umwälzung des Gemenges in geschlossenen feststehenden Gärbehältern unter hoher Luftfeuchtigkeit, bei hoher Kohlendioxidanreicherung und unter Zufuhr stark sauerstoffhaltiger Luft bekannt. Die Kombination einer anaeroben und einer aeroben Fermentationsstufe wird in der schweizerischen Patentschrift 203 439 beschrieben.

Alle diese bekannten Verfahren und Vorrichtungen weisen Nachteile auf. Die Abfälle müssen häufig zunächst zerkleinert oder zumindest vorsortiert werden. Die Fermentation vollzieht sich langsam und bedingt lange Wartezeiten und umständliche Einrichtungen. Der gesamte Prozeß dauert mindestens eine Woche bis zu mehreren Wochen. Bei der anaeroben Fermentation entstehen übelkeitserregende Gase wie Methan, Sumpfgas und Schwefelwasserstoff, die abgeleitet werden müssen. Die Fermentationstemperatur reicht häufig nicht aus, um die Krankheitskeime abzutöten. Es wird teure ozonhaltige Luft zugeführt. Bei den Verfahren, bei denen in einem Behälter unter Einblasen von Luft gearbeitet wird, werden die Abfälle entweder feucht eingeführt oder zusätzlich getrennt von der Luftzufuhr von oben berieselt, und es muß die Luftzufuhr während des gesamten Prozeßverlaufes gesteuert werden. Diese Verfahren wenden mit Ausnahme des in der genannten schweizerischen Patentschrift beschriebenen Verfahrens auch keine anaeroben Fermentationsstufen an.

Bekannt ist schließlich auch die Kompostierung in offenen Behältern. So wird in der deutschen Patentschrift 700 737 eine feststehende, offene, in senkrechte Abschnitt unterteilte Kammer beschrieben, in die gegebenenfalls mit Abfallstoffen pflanzlichen Ursprungs vermischter Müll eingeführt und kontinuierlieh von oben mit Wasser berieselt wird. Gleichzeitig wird am Boden kontinuierlich fein verteilte Luft unter Druck eingeleitet oder durchgesaugt. Die während der Gärung entstehenden Gase werden abgeleitet. Die vollständige Vergärung erfordert in dieser Vorrichtung 20 Tage.

Nach der schweizerischen Patentschrift 387 671 werden Haushaltsabfälle in feststehenden offenen Behältern mit luftdurchlässigen Wänden, jedoch luftundurchlässigem Boden, bei Temperaturen unter 70° C und einem pH-Wert von etwa 7 unter natürlicher Belüftung kompostiert; dem Müll werden 20 Gewichtsprozente Klärschlamm mit 60% Feuchtigkeit und/oder eine wäßrige Lösung einer Stickstoffverbindung zugesetzt, wodurch gleichzeitig der Wassergehalt des Gemenges auf 55% und das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff in diesem Gemenge auf 30 :1 eingestellt wird. Der Nachteil dieser Vorrichtungen liegt vor allem darin, daß die Behälter mit dem Standort fest verbunden sind und spezielle Entleerungsvorrichtungen benötigt werden, um den fertigen Kompost zu entnehmen.

Es wurde nun unter Kombinationen von aerober und anaerober Fermentation ein Verfahren und eine einfach konstruierte fahrbare Vorrichtung entwickelt, mit welchem sich unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Verfahren Haushaltsabfälle beschleunigt innerhalb von 4 Tagen kompostieren lassen. Die Erfindung sieht ein dreistufiges Vergärungsverfahren vor, bei welchem die Haushaltsabfälle unmittelbar in fahrbare Behälter entleert werden, deren Belüftung dank einer Vorrichtung, mit welcher die in den Wänden des Behälters angebrachten Lochungen geschlossen oder geöffnet werden können, veränderbar ist. Die Belüftung der Behälter wird zunächst unter verstärkt optimalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen begonnen, dann auf Normalbedingungen zurückgeführt und schließlich gedrosselt. Auf diese Weise kann die Tätigkeit der aeroben Bakterien dosiert werden, die aus Gründen der Hygiene und der Schnelligkeit allein die organischen Bestandteile der Hausratsabfälle in Humus verwandeln. Durch verstärkte Belüftung bei hoher Temperatur und in feuchtem Medium zu Beginn der Kompostierung und durch die anschließende Drosselung der Belüftung auf Atmosphärendruck, Normaltemperatur und -feuchtigkeit wird die Intensität der Fermentation so variiert, daß die Fermentierungstemperatur von 65° schnell erreicht und aufrechterhalten wird. Bei dieser Temperatur werden die Krankheitskeime abgetötet, aber die Bakterienflora, die dem Kompost seine Düngereigenschaften verleiht, noch nicht angegriffen.

Der gesamte Fermentationsprozeß dauert lediglich 4 Tage.

Nach beendeter Fermentation werden die fahrbaren Behälter in technisch einfacher und wirtschaftlicher Weise zur Siebanlage verbracht, wo die Eisenabfälle automatisch entfernt, die Abfälle aus Kunstharzmassen ausgesondert und der Kompost zermahlen wird. Durch die fahrbaren Behälter erübrigen sich die langsamen und beschwerlichen Transportvorrichtungen der bisherigen Verfahren wie Förderbänder, Laufkräne oder Kranschaufler, und damit verringert sich auch der Umfang der notwendigen Anlagen und

ORIGfNAL INSPECTED

der Arbeitsleistung des Personals. Man erhält so in einem automatischen, schnellen, hygienischen und wirtschaftlichen Verfahren einen hochwertigen Kompost ohne schädigende Wirkungen bei niedrigen Gestehungskosten.

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur beschleunigten Kompostierung von Haushaltsabfällen in einem oben offenen Behälter in mehreren Kompostierungsstufen und in Gegenwart von Feuchtigkeit sowie unter Einleiten von Luft in die mit fertigem Kompost abgedeckten Abfälle, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Haushaltsabfälle, welche sich in einem fahrbaren und kippbaren Behälter befinden, dessen Seitenwände und Boden mit Klappen verschließbare Lochungen aufweisen, in einer ersten Kompostierungsstufe bei geöffneten Lochungen mittels Verteilerrohren mit auf etwa 65° C vorerhitzter und mit Wasserdampf beladener Druckluft, in einer zweiten Stufe bei teilweise verschlossenen Lochungen mit druckloser Luft behandelt und in einer dritten Stufe bei verschlossenen Lochungen ohne Luftzufuhr fertig kompensiert werden.

Die zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung besteht aus einem kastenförmigen, oben offenen Behälter und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände und der Boden des fahrbaren und kippbaren Behälters aus zwischen Profileisen angeordneten Lochplatten bestehen, deren Lochungen mittels an den Außenseiten des Behälters an horizontalen Achsen befestigten, über Seilzüge stufenweise betätigbaren Klappen verschließbar sind, und daß in ein Drittel Behälterhöhe durch Seitenwandöffnungen horizontal eingeführte, mit Druckluftanschlüssen versehene, gelochte Verteilerrohre angeordnet sind.

Zunächst werden alle in den Wänden der in einer geeigneten Belüftungskammer stehenden Behälter vorhandenen Lochungen geöffnet und eine optimale Mischung von Luft und Wasserdampf bei geeigneter Temperatur und geeignetem Druck in die Masse der Haushaltsabfälle eingeleitet und sehr gleichmäßig darin verteilt. Die Menge an Wasserdampf wird so berechnet, daß das Gewicht des Wassers, das während 24 Stunden eingespritzt wird, zusammen mit dem in den Haushaltsabfällen natürlieh vorhandenen Wasser 60% des Gesamtgewichtes der zu fermentierenden Abfälle beträgt. Die Temperatur und der Druck des Luftgemisches werden so gewählt, daß nach 24 Stunden Luftzufuhr die Gesamtmenge der Haushaltsabfälle eine Innentemperatür von 65° C aufweist. Auf diese Weise werden sofort ideale Bedingungen für eine intensive aerobe Fermentation, die sehr schnell fortschreiten kann, hergestellt.

Darauf werden die fahrbaren Behälter ins Freie verbracht und die Lochungen in den Wänden teilweise verschlossen. Dadurch wird das in die fermentierende Masse eintretende Luftvolumen reduziert, und die Fermentation stufenweise verlangsamt, so daß die Temperatur nicht die zur Abtötung der Krankheitskeime notwendigen 65° C überschreitet. Schließlich werden alle Lochungen geschlossen, so daß keinerlei Außenluft mehr eintreten kann. Dabei gleichen sich die Temperaturen in den verschiedenen Bereichen der fermentierenden Masse einschließlich der Randschichten im Behälter miteinander aus und erreichen den Höchstwert von 65° C. Auf diese Weise wird der gesamte Abfall durchfermentiert.

Alle Vorteile und Verbesserungen des neuartigen Verfahrens und der dafür vorgesehenen Vorrichtung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen zu ersehen. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines fahrbaren Behälters mit verschließbaren Lochungen,

F i g. 2 eine Aufsicht desselben Behälters,

F i g. 3 einen Querschnit längs der Linie A-A in Fig. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt durch eine Belüftungskammer, in der ein fahrbarer Behälter steht, dessen Lochungen maximal geöffnet sind, während Luft mit optimalem Feuchtigkeitsgehalt unter optimalen Temperatur- und Druckverhältnissen eingeleitet wird,

F i g. 5 eine Aufsicht der Verarbeitungsanlage.

Gemäß der in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausbildungsform hat der fahrbare Behälter die Form eines rechteckigen Kastens. Er besteht aus einem Gerüst von Profileisen 1, zwischen denen auf der Unterseite und an den vier Seitenwänden Lochplatten 2 angeordnet sind, im vorliegenden Fall Stahlblechplatten, deren Lochfläche mindestens 60 °/o der Gesamtfläche der Lochplatten ausmacht. Nach oben ist der Behälter offen. Er liegt auf einem Fahrgestell auf, dessen Längsschnitt mit dem Boden des Behälters identisch ist und dessen vier Räder auf Schienen laufen. Mit Hilfe einer Kippvorrichtung kann der kastenförmige Behälter zur Entleerung um die Längskante des Fahrgestells gekippt werden. Der Boden und die Seitenwände des Kastens sind auf ihrer Außenseite mit Klappen 3 versehen, die jeweils um eine horizontale Achse 4 beweglich sind und deren freie, den horizontalen Achsen 4 gegenüberliegenden Kanten untereinander durch Seilzüge 5, und zwar biegsame und widerstandsfähige Nylonfäden oder Stahldrähte verbunden sind.

Die Klappen 3 auf der Unterseite des Behälters sind in zwei voneinander unabhängige, zu beiden Seiten seiner Längsachse liegenden Feldern angeordnet und werden unabhängig voneinander folgendermaßen bedient: Ein Längszug auf den Seilzug 5 genügt, um die offenen Klappen zu schließen. Die Klappen schwingen dann um ihre Horizontalachsen 4 und legen sich horizontal an die Lochplatte 2 an. Sie werden in dieser Stellung festgehalten, indem man den Seilzug mit Hilfe des Ringes 6 an einem Dorn befestigt. Um die Klappen zu öffnen, wird der Ring abgehängt, worauf die Klappen automatisch in die senkrechte Lage schwingen und der Seilzug die Stellung 7 einnimmt.

Die Klappen der vier Seitenwände werden ebenso bedient: Die Seilzüge 5 werden mit Ringen an Dornen befestigt, die an den Oberkanten der Seitenwände angebracht sind. Man hängt die Ringe ab, wenn man die Klappen ganz schließen will. Will man die Klappen nur teilweise öffnen, so wird auf den Seilzug ein Zug nach oben ausgeübt und der der gewählten Öffnung entsprechende Ring eingehängt. So entspricht der Ring in Stellung 8 einer halben Öffnung und der Ring in Stellung 9 der vollständigen Öffnung. Man kann auf diese Weise beliebige Zwischenöffnungen einstellen. Die beiden langen Seitenwände des Behälters sind mit je zwei Seitenwandöffnungen 10 versehen, durch welche Verteilerrohre 11 in den Behälter geschoben werden. Diese sind einfache Stahlrohre mit einem Innendurchmesser von 60 mm, die auf zwei Drittel ihrer Länge vom geschlossenen Ende an gerechnet mit 3 mm weiten Bohrungen gelocht sind.

Sie sind auf ein Drittel Behälterhöhe gleichmäßig über die Seitenwände verteilt.

F i g. 4 zeigt den fahrbaren Behälter in der Belüftungskammer 21. Die Verteilerrohre sind durch biegsame Muffen 12 an die beiden Druckluftzuleitungen 13 angeschlossen. Während Druckluft mit bestimmtem Feuchtigkeitsgehalt und bestimmter Temperatur eingeführt wird, sind alle Klappen maximal geöffnet. In der oberen Hälfte der Belüftungskammer sind Luftschächte 14 vorgesehen.

F i g. 5 zeigt schematisch den vollen Arbeitsablauf. Die Lastwagen mit den Haushaltsabfällen gelangen über die Auffahrtsrampe 15 durch die dichtschließende Tür 17 in die Entladestation 16. Dort kippen sie ihren Inhalt in fahrbare Behälter, deren Klappen geschlossen sind. Wenn der Behälter bis zu einem Drittel seiner Höhe gefüllt ist, werden vier Verteilerrohre eingeführt; darauf wird der Behälter bis zu 0,3 m unter seiner Oberkante fertig beladen und die Abfälle mit einer 0,25 m dicken Schicht von fein gemahlenem, aus früheren Herstellungen stammendem Kompost bedeckt. Die Abfälle in dem fahrbaren Behälter sind auf diese Weise vollständig von der Außenluft isoliert. Nach unten und nach allen vier Seiten durch die geschlossenen Klappen, nach oben durch die Kompostschicht. Der Kompost wird aus dem Vorratsbehälter 18 durch den Baggergreifer 19, der auf der Einschienenbahn 20 fährt, entnommen. Man kann gegebenenfalls dem im Vorratsbehälter 18 auf Vorrat gehaltenen Kompost verschiedene mineralische, d. h. stickstoff-, phosphor-, kalium- und calciumhaltige Düngemittel zusetzen, die sich während der Fermentation mit den organischen Materialien zu einem organomineralischen Komplex verbinden, der den Kulturen, für die er bestimmt ist, vollständig angepaßt ist.

Jeder fahrbare Behälter hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Nutzvolumen von 60 m³. Es werden täglich soviel bewegliche Behälter eingesetzt, daß ihr Gesamtnutzvolumen der täglich anfallenden Menge von Haushaltsabfall entspricht. Im vorliegenden Falle werden zwei fahrbare Behälter eingesetzt.

Die gefüllten Behälter werden auf Schienen in die Belüftungskammer 21, die ebenfalls mit dicht schließenden Türen versehen ist, gefahren und alle Klappen am Boden und an den vier Seitenwänden des Behälters ganz geöffnet. Die Verteilerrohre werden mit den beiden Druckluft-Zuleitungen 13 verbunden, durch welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel Stunden lang Luft mit einer Temperatur von 65° C, enthaltend 120 g Wasserdampf je Kubikmeter Luft unter einem Druck von 1,5 kg/cm² eingeleitet wird. Die Druckluft wird von dem Kompressor 22 geliefert, dessen stündliche Leistung dem Volumen der zu beliefernden Behälter angepaßt wird und in diesem Ausfuhrungsbeispiel 120 m³ beträgt.

Anschließend werden die Klappen halb geschlossen (Stellung 8 in F i g. 3) und die beiden Behälter auf die mit den Drehscheiben 23 und 24 versehenen Schienen ins Freie gefahren. Hier bleiben sie 48 Stunden stehen und zwar während der ersten 24 Stunden in den Stellungen 25 und 26, während der zweiten Stunden in den Stellungen 27 und 28.

Darauf werden die Behälter mit geschlossenen Klappen in die Fabrikhalle gefahren und bleiben weitere 24 Stunden in Stellung 30 und 29 stehen. Während dieser Zeit vollzieht sich die Fermentation in etwas verlangsamten Tempo und breitet sich gleichmäßig im geschlossenen Behälter aus.

Nach 24 Stunden werden die Behälter durch einfaches Kippen in den Vorratsbunker mit beweglichem Boden 31 entleert und anschließend über die mit den zwei Drehscheiben 41 und 42 versehenen Schienen in die Ladestation zurückgeführt. Der Fermentationskreisprozeß dauert also 96 Stunden. Insgesamt muß daher eine den vier Gruppen entsprechende Zahl von fahrbaren Behältern bereitgestellt werden, wobei jede einzelne Gruppe der Aufnahmekapazität eines Tages entspricht.

Der Vorratsbunker 31 beliefert die Aufbereitungsanlage. Sie besteht aus einem Förderband 32, das den Rohkompost auf den Schütteltisch 33 bringt, wo die Feinteile des Kompostes abgetrennt werden. Der über ein Band laufende magnetische Klauber 34 entfernt die Eisenabfälle. Der Detektor 35 zeigt jeden metallischen Gegenstand aus Eisen oder einem anderen Metall an, der noch in seinen Bereich gelangt, stoppt das Förderband und gibt ein tiefes Signal. Der Arbeiter, der die Aufbereitungsanlage überwacht, entfernt den störenden Gegenstand, worauf das Förderband automatisch weiterläuft. Der Kompost wird in die Mühle 36 entleert, am Austrag mit dem Förderband 38 wieder aufgenommen und zusammen mit dem über ein weiteres (nicht gezeigtes) Förderband vom Schütteltisch hierher gelangten Feinanteil des Kompostes in den Abscheider 39 geführt, wo die Kunstharzabfälle entfernt werden.

Das Förderband 40 beliefert den Vorratsbehälter 18, aus welchem mit dem Baggergreifer 19 auf der Einschienenbahn 20 der Kompost entnommen wird, mit welchem in der Entladestation 16 der neu herangeführte Abfall in den fahrbaren Behältern zugedeckt wird.

Die beschriebene Anlage kann in ihren Einzelteilen beliebig modifiziert werden, so lange dabei beachtet wird, daß jede der vier Behältergruppen einer Tageskapazität des zu verarbeitenden Abfalls entspricht und daß die Seitenwände und der Boden der Behälter eine luftdurchlässige Füllung enthalten, die durch eine geeignete regulierbare Vorrichtung vollständig geschlossen werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur beschleunigten Kompostierung von Haushaltsabfällen in einem oben offenen Behälter in mehreren Kompostierungsstufen und in Gegenwart von Feuchtigkeit sowie unter Einleiten von Luft in die mit fertigem Kompost abgedeckten Abfälle, dadurch gekennzeichnet, daß die Haushaltsabfälle, welche sich in einem fahrbaren und kippbaren Behälter befinden, dessen Seitenwände und Boden mit Klappen verschließbare Lochungen aufweisen, in einer ersten Kompostierungsstufe bei geöffneten Lochungen mittel Verteilerrohren mit auf etwa 65° C vorerhitzter und mit Wasserdampf beladener Druckluft, in einer zweiten Stufe bei teilweise verschlossenen Lochungen mit druckloser Luft behandelt und in einer dritten Stufe bei verschlossenen Lochungen ohne Luftzufuhr fertig kompostiert werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem kastenförmigen, oben offenen Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände und der

Boden des fahrbaren und kippbaren Behälters aus zwischen Profileisen (1) angeordneten Lochplatten (2) bestehen, deren Lochungen mittels an den Außenseiten des Behälters an horizontalen Achsen (4) befestigten, über Seilzüge (5) stufenweise

betätigbaren Klappen (3) verschließbar sind, und daß ein Drittel Behälterhöhe durch Seitenwand-Öffnungen (10) horizontal eingeführte, mit Druckluftanschlüssen versehene, gelochte Verteilerrohre (11) angeordnet sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

009582/288