DE19716948C2 - Vorrichtung zum Kompstieren von Abfällen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kompostieren von Abfällen mit einem ge­ schlossenen belüftbaren Behälter. Mit der Vorrichtung können Abfälle mit organi­ schen Bestandteilen kompostiert werden, insbesondere Bioabfälle, Klärschlamm und Restabfälle.

Die Bioabfallkompostierung ist aus ihrer Anfangsphase herausgetreten. Die Fülle der zwischenzeitlich vorliegenden Betriebserfahrungen zeigt eindeutige Verfahrens­ trends vor dem Hintergrund der Geruchs- und Keimreduzierung sowie Produktquali­ tätssteuerung. Sie bildet gleichzeitig die Grundlage zum Einstieg in die biologische Restabfallbehandlung. Nachfolgend werden die wesentlichen Verfahrenskriterien herausgestellt, die eine zeitgemäße Anlagenprojektierung hinsichtlich der Rottetech­ nik zu erfüllen hat.

Der Verfahrensablauf sollte nach einem ersten Kriterium gewährleisten, daß während der Intensivrotte - ohne Bewegung der Abfälle (wegen ansonsten entstehender Keim- und Geruchsemissionen) - die biologisch leicht abbaubaren Abfallbestandteile abgebaut werden und daß zum Ende der Intensivrotte durch Trocknung infolge Küh­ lung die Restfeuchte herabgesetzt wird, wobei die biologische Reaktion - zumindest vorübergehend - zum Stillstand gebracht wird, wenn die leicht abbaubare organische Substanz abgebaut ist. Hierdurch wird das Zwischen- oder Endprodukt handhabbar und klassierbar, ohne daß hierbei eine starke Geruchsemission entsteht. Dies ist in der DE 36 37 393 A1 beschrieben.

Nach einem zweiten Kriterium soll gewährleistet sein, daß die Abluftmengen auf ein Minimum reduziert werden, indem durch separaten Umluftbetrieb eines Fermenters das von der Umluft - infolge biologischer Reaktion - aufgenommene Wasser durch Kondensation abgeschieden wird. Hierbei wird die Feuchtigkeit des Rottegutes durch den Zustand der Umluft und die Umluftmenge gesteuert. Weiterhin kann zur Be­ schleunigung des Rotteprozesses und zur weiteren Reduzierung der Abluftmengen reiner Sauerstoff zudosiert und Kohlendioxid abgeschieden werden. Dies ist in der DE 43 34 435 A1 beschrieben.

Gemäß einem dritten Kriterium soll es möglich sein, daß nach einem erfolgten Inten­ sivrottevorgang das Kompostgut aus dem Rottebehälter entnommen, nachzerkleinert und befeuchtet und anschließend wieder kompostiert wird, wobei sich dieser Vor­ gang mehrfach wiederholen kann, bis die leicht abbaubare organische Substanz ab­ gebaut ist, der Restwassergehalt ca. 30% beträgt und der diesem Zustand entspre­ chende Rottegrad erreicht ist. Dies ist in der DE 43 07 430 A1 beschrieben.

Nach einem vierten Kriterium soll gewährleistet sein, daß eine Hygienisierung des Rottegutes erst erfolgt, wenn die Hauptabbauphase zu Ende geht. Hierbei wird vor­ ausgesetzt, daß der Temperaturanstieg im Rottegut kontrolliert - im Umluftbetrieb mit Frischluftzufuhr - zuerst bis ca. 50°C erfolgt und danach erst auf über 60°C gestei­ gert wird, um während einer Zeit von mindestens drei Tagen konstant zu sein, bis die Auskühlung des Rottegutes eingeleitet wird. Dies ist in der DE 40 21 865 A1 und in der DE 40 21 868 A1 beschrieben.

Bei den soeben erwähnten geschlossenen belüftbaren Behältern zum Kompostieren von Abfällen sind in dem Fermentationsraum keine Transportgeräte vorhanden, die einen kontinuierlichen Betrieb oder eine Umschichtung des Rotteguts ermöglichen. Der Betrieb ist somit ein reiner "Batch"-Betrieb. Dies bringt den Nachteil mit sich, daß das Rottegemisch dem Behälter entnommen werden muß, wenn es umgeschichtet werden soll, oder daß in diesem Fall der Rottebehälter mit einem Umsetzgerät durchfahren werden muß. Wenn die Kapazität des Behälters gesteigert werden soll, kann dies nur dadurch geschehen, daß sich der Behälter über eine größere Fläche erstreckt, da seine Höhe nur in einem begrenzten Ausmaß gesteigert werden kann.

Um dieses Problem zu lösen hat man hat bereits versucht, mit Klappböden versehe­ ne Biozellen übereinander anzuordnen, wie in der DE 25 15 334 A1 und in der DE 27 05 720 A1 beschrieben. Diese Lösungen haben allerdings den Nachteil, daß der vorhandene Raum nicht optimal genutzt wird. Bei zu großen Schütthöhen besteht ferner die Gefahr, daß sich in dem als Schüttung vorliegenden Rottegut Luftkanäle bilden, die dazu führen, daß das Rottegut nicht gleichmäßig durchströmt und mit Luft versorgt wird, so daß anaerobe Zonen gebildet werden können.

Aus der DE 43 28 052 A1 ist eine Vorrichtung zum Kompostieren von Abfällen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. In der Vorrichtung kann Rottegut aus vorwiegend biologischen Abfällen in einem Rotteraum kompostiert werden. Der Rot­ teraum besteht aus mehreren übereinander angeordneten Horizontalschächten, die jeweils durch Innen- und Außenklappen verschlossen sind. In den Horizontal­ schächten sind Bandförderer angeordnet, die jeweils in entgegengesetzter Förder­ richtung laufen und das Rottegut von Etage zu Etage umschichten. Das Rottegut kann während der Rottephasen bei Bedarf befeuchtet und belüftet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kompostierungsvorrichtungsvorrichtung der ein­ gangs angegebenen Art vorzuschlagen, mit der die zur Verfügung stehende Fläche besser ausgenutzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst. In dem Behälter sind belüftbare Böden übereinander angeordnet. Das Rottegut liegt auf den belüftbaren Böden auf. Die in dem Behälter bzw. Fer­ mentationsraum angeordneten belüftbaren Böden, die auch als Belüftungs- Etagenböden bezeichnet werden können, verlaufen im wesentlichen horizontal. Da mehrere belüftbare Böden übereinander angeordnet werden können, kann die zur Verfügung stehende Fläche besser ausgenutzt werden. Unter den belüftbaren Böden sind Luftkanäle vorgesehen. Die Luftkanäle sind vorzugsweise nach oben offen. Sie verlaufen vorzugsweise konisch. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die konischen Luftkanäle wechselseitig konisch bzw. sich verjüngend verlaufen; in diesem Fall wird der zur Verfügung stehende Raum bestmöglich ausgenutzt.

Gemäß der Erfindung kann die Schütthöhe in dem Behälter verkleinert werden. Hier­ durch können günstige Strömungsverhältnisse im Rottegemisch und ein optimaler Gasaustausch erreicht werden, wodurch die Kompostierungszeit verkürzt werden kann und ein rascher Stabilisierungseffekt erreichbar ist.

Die belüftbaren Böden sind als Transportböden ausgestaltet. Es handelt sich um so­ genannte Transport-Belüftungs-Etagenböden. Die Transportböden sind ferner als luftdurchlässige Transportbänder ausgestaltet. Die Transportbänder sind in einer zumindest im wesentlichen horizontal verlaufenden Richtung transportfähig. Sie be­ stehen vorzugsweise aus einer luftdurchlässigen, aber feststoffzurückhaltenden Ge­ webefolie. Besonders geeignet sind Gurtförderbänder mit Siebgewebe. Durch den Einbau von horizontal transportfähigen, belüftbaren Etagenböden bzw. Zwischenbö­ den wird die Schütthöhe in dem Behälter minimiert. Um ein Zusetzen der Luftfüh­ rungswege und das damit verbundene aufwendige Reinigen zu vermeiden wird eine luftdurchlässige, aber feststoffzurückhaltende Gewebefolie als Transportband ver­ wendet.

Die belüftbaren Böden bzw. Transportböden bzw. luftdurchlässigen Transportbänder sind in Längsrichtung, also in Transportrichtung, versetzt übereinander angeordnet. Hierdurch kann der Vorteil einer vereinfachten Materialübergabe von einem belüftba­ ren Boden auf einen anderen belüftbaren Boden erreicht werden. Zu diesem Zweck werden die belüftbaren Böden vorzugsweise derart angeordnet, daß das Material, also das Rottegut, von einem Ende eines belüftbaren Bodens bzw. Transportbodens bzw. luftdurchlässigen Transportbands auf einen anderen belüftbaren Boden bzw. einen anderen Transportboden bzw. ein anderes luftdurchlässiges Transportband fällt. Der unten liegende Transportboden bzw. das unten liegende luftdurchlässige Transportband ist vorzugsweise in der Gegenrichtung antreibbar oder angetrieben.

Ferner sind Zuluftrohre zum Zuführen von Luft zu den Luftkanälen vorgesehen, die seitlich angeordnet sind. Sie können Frischluft und/oder Umluft zuführen.

Unter den belüftbaren Böden sind Tragschienen und Wannen zum Auffangen von Sickerwasser angeordnet. Die Wannen können auch zum Weiterleiten von Sicher­ wasser dienen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorteilhaft ist es, wenn die Tragschienen in eine Transportbewegung versetzbar sind. Vorzugsweise sind die Tragschienen in eine exzentrische Bewegung versetzbar.

Zur Verbesserung der Reibung zwischen den Tragschienen und den belüftbaren Bö­ den können die Tragschienen auf ihrer Oberseite eine Riffelung aufweisen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Behälter zum Kompostieren von Abfällen in einer seitlichen Schnittansicht,

Fig. 2 den Behälter gemäß Fig. 1 in einer Schnittansicht von vorne und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines belüftbaren Bodens in dem Be­ hälter gemäß Fig. 1 und 2.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Behälter 1 ist belüftbar und durch ein Tor 23 ver­ schlossen. In dem Behälter 1 sind vier belüftbare Böden 41 übereinander angeord­ net, auf denen das Rottegemisch 7 in lockerer Schüttung aufliegt. Das Rottegemisch wird durch ein oberhalb des Behälters 1 angeordnetes Förderband 4 einer Verteil­ vorrichtung 3 zugeführt und von dort über eine trichterförmige Einfüllöffnung 2, in der ein Füllstandsensor 5 vorgesehen ist, dem in der Fig. 1 links gezeigten Ende des obersten Bodens 41 zugeführt. Die belüftbaren Böden sind als Gurtförderbänder mit Siebgewebe ausgestaltet. Während der Einfüllung des Rottegemisches wird das oberste Gurtförderband 6 nach rechts bewegt, bis es - wie in Fig. 1 dargestellt - voll­ ständig mit Rottegemisch bedeckt ist. Das Rottegemisch 7 liegt dann in lockerer Schüttung auf dem Siebband 6.

Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, sind die belüftbaren Böden 41 als Trans­ portböden, nämlich als luftdurchlässige Transportbänder 6 ausgestaltet. Es handelt sich um Gurtförderbänder mit Siebgewebe. Die Transportbänder sind in Längsrich­ tung versetzt übereinander angeordnet. Wenn das Rottegemisch 7 vom obersten Siebband 6 auf den nächstunteren Boden 41 bewegt werden soll, wird das oberste Siebband 6 nach links (in Fig. 1) bewegt. Das Rottegemisch 7 fällt dann neben dem linken Ende des Siebbandes 6 auf das nächstuntere Siebband 43. Durch die mit dem Behälter 1 verbundenen Leitwände 35 wird ein Überschütten der Umlenkrollen verhindert und zuverlässig gewährleistet, daß das gesamte Rottegemisch 7 das je­ weils nächstuntere Siebband erreicht. Zu diesem Zweck verlaufen die Leitwände 35 im wesentlichen vertikal. Sie enden jeweils kurz über dem nächstunteren Siebband im Bereich von dessen Umlenkrolle, und zwar derjenigen Umlenkrolle, die das dar­ über befindliche Siebband überragt. Während der Übergabe des Rottegemischs wird das Siebband 43 nach rechts bewegt, und zwar im wesentlichen mit derselben Ge­ schwindigkeit, mit der das darüber befindliche Siebband 6 nach links bewegt wird. In analoger Weise kann das Rottegemisch auf die darunter liegenden Siebbänder 44, 45 weitergeleitet werden.

Im unteren Bereich des Behälters ist seitlich neben und unter dem untersten Boden 41 ein Gebläse 15 vorhanden, das Luft über ein senkrecht nach oben verlaufendes Zuluftrohr 16 zu den Böden 41 transportiert. Um eine gleichmäßige Luftversorgung der übereinander liegenden Böden 41 zu gewährleisten, verengt sich der Querschnitt des Zuluftrohrs 16 nach oben von Etagenboden zu Etagenboden. Die Luft wird über seitliche, horizontale Rohransätze 14 dem jeweiligen Boden 41 zugeführt. Es wird in konische Kanäle 25 geführt, die in den Böden 41 vorgesehen sind. Von dort gelangt die Luft durch die luftdurchlässigen Transportbänder 6, 43, 44, 45 hindurch in das auf den Bändern aufliegende Rottegemisch. Das Rottegemisch wird von der Luft von unten nach oben durchströmt, wie durch den Pfeil 24 angedeutet.

Das Siebband 6 wird über Umlenkrollen 11, 46 geführt, deren Lager 12, 47 seitliche Wände 48, 49 durchsetzen. Das Lager 12 ist über eine Kupplung durch einen Elek­ tromotor 13, der sich außerhalb des Behälters 1 befindet, antreibbar. Durch die verti­ kalen Seitenwände 48, 49, die jeweils unten und oben mit dem Behälter 1 verbunden sind, wird für die Böden 41 und das darauf befindliche Rottegemisch ein geschlos­ sener Raum innerhalb des Behälters 1 geschaffen.

Die Abluft tritt aus diesem Raum durch in den Seitenwänden 48, 49 jeweils oberhalb der Böden 41 vorgesehene Öffnungen 50 aus. Die Öffnungen 50 sind in einem sol­ chen Abstand über dem jeweiligen Boden 41 angebracht, daß sie von dem Rotte­ gemisch nicht abgedeckt werden können. Die Abluft wird durch einen Umluftventila­ tor 20 einer Entfeuchtungskammer 17 und von dort dem Ventilator 15 zugeführt. In Strömungsrichtung vor dem Umluftventilator 20 ist ein Filter 34 vorgesehen. Auf die­ se Weise wird die Abluft gefiltert und getrocknet und anschließend als Umluft dem Rottegemisch wieder zugeführt. Durch ein Frischluftgebläse 18 kann ferner Frischluft zugeführt werden. Das Frischluftgebläse 18 befindet sich an einer Außenwand des Behälters 1. Die vom Frischluftgebläse 18 zugeführte Frischluft wird über einen Wärmetauscher 19 zugeführt. Der Ventilator 15 ist in der Lage, über eine Frischluft­ klappe in Korrespondenz mit einer Abluftklappe Frischluft anzusaugen, um den Sau­ erstoffbedarf der Mikroorganismen sicherzustellen. Die Luftentfeuchtung erfolgt vor­ zugsweise mit Wärmerohren als Wärmetauschern 19, die vorzugsweise mit Frischluft 18 von außen gekühlt werden.

Unter den Böden 41 bzw. unter den Transportbändern 6, 43, 44, 45 sind Tragschie­ nen 8 angeordnet, die im wesentlichen in Längsrichtung des jeweiligen Bodens ver­ laufen. Die Tragschienen 8 sind in eine Transportbewegung versetzbar, nämlich in eine exzentrische Bewegung. Zu diesem Zweck sind sie exzentrisch mit Antriebsrä­ dern 9 verbunden. Der Vorschub des Siebbandes 6 und damit der Transport des darauf liegenden Rottegemisches 7 erfolgen dergestalt, daß die unter dem Siebband 6 liegenden Tragschienen 8 bei einem Umlauf der exzentrisch mit den Tragschienen 8 verbundenen Antriebsräder 9 den Siebbandbelag 6 nach oben spannen und die­ sen dann bei der weiteren exzentrischen Bewegung je nach Drehrichtung vorwärts (in Fig. 1 nach links) oder rückwärts (in Fig. 1 nach rechts) bewegen. Die Tragschie­ nen 8 weisen auf ihrer Oberseite eine Riffelung 27 auf, mit der sie in eine entspre­ chende Riffelung an der Unterseite des Siebbandes 8 eingreifen. Die Antriebsräder 9 können sowohl über eine Welle 12 von außen 13 gemeinsam als auch einzeln ange­ trieben werden.

Unter den belüftbaren Böden 41 sind Wannen 10 zum Auffangen und Weiterleiten von Sickerwasser vorgesehen. Der Boden 42 der Wannen 10 ist zur Mitte hin ge­ neigt. Das Sickerwasser kann durch eine seitliche Öffnung in der Wanne 10 abflie­ ßen. Es wird über eine Sammelleitung und einen Abfluß 21 abgeleitet.

Der Kompost fällt vom untersten Transportband 45 bei geöffnetem Tor 23 über die Rutsche 22 auf einen Förderer 33, von wo er abtransportiert werden kann. Mit dem Tor 23 wird die damit verbundene Leitwand 35 wegbewegt.

Die Fig. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung einen belüftbaren Boden 41 mit sich wechselseitig verjüngenden Luftführungskanälen 29, 30. Das Siebband 28 weist an seiner Unterseite eine Riffelung auf, in die die Riffelung 27 an der Oberseite der Transport- und Lagerschienen eingreift. Die Antriebsräder 21, die mit den Schienen verbunden sind, sind exzentrisch antreibbar. Die Luft wird über Zuluftrohre 32 zuge­ führt. Auf dem Band liegt die Schüttung 26.

Durch die beschriebene Konstruktion werden die Funktionen Belüften, Bewegen und Lagern in niedrigen, gut belüftbaren Schütthöhen miteinander vereint. Die Zumi­ schung strukturverbessernder Stoffe zur besseren Belüftung ist nicht erforderlich. Erhöhter Verschleiß durch Zugbeanspruchung oder Reibung auf der Bandauflage entsteht nicht, da die Rottemasse mit dem Siebband angehoben und kraftschlüssig horizontal weitertransportiert wird. Dies geschieht durch eine Exzenterbewegung der Lagerschienen, die durch die exzentrisch antreibbaren Transporträder hervorgerufen wird.

Die Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen wird dadurch gewährleistet, daß im Umluftbetrieb mit Einzelrohren Luft in die konischen Kanäle gelangt und nach Durchtritt durch das Siebband und das Rottegemisch unter dem nächsten darüber liegenden Förderer abgesaugt wird und in den Umluftkreislauf gelangt.

Die beschriebene Behälterkonstruktion hat den weiteren Vorteil, daß sie als Turm in die Höhe gebaut werden kann, wenn wenig Platz in der Ebene zur Verfügung steht. Staub- und Keimemissionen nach außen treten nicht mehr auf. Aufwendige Schutz­ maßnahmen können entfallen. Die Abstände zwischen den einzelnen Etagen der Bänder können der sich verändernden Materialstruktur angepaßt werden. Beispiels­ weise können sich die Etagenabstände nach unten vergrößern, da mit zunehmender Kompostierung die Materialdichte zurückgeht und der Strömungswiderstand geringer wird. Biofilter werden überflüssig, wenn die Verweilzeit in dem Behälter derart ver­ längert wird, daß die Nachrottephase ebenfalls in dem Behälter stattfindet. Dadurch, daß die Hauptrottephase auf die Hälfte der bisher üblichen Zeit verkürzt werden kann, ist es möglich, bei gleicher Behältergröße die Durchsatzleistung zu verdop­ peln. Die Hauptabbauphase kann auf 3,5 Tage reduziert werden. Bereits nach 3,5 Tagen kann der Frischkompost den Behälter (Intensivrottefermenter) verlassen und auf eine Miete gebracht werden, wo er ohne Umweltbeeinträchtigung beliebig lange weiterrotten kann. Dieser rasche Stabilisierungseffekt ist auf einen optimalen Gas­ austausch aufgrund günstiger Strömungsverhältnisse im Rottegemisch zurückzufüh­ ren.

Durch die Erfindung wird eine Vorrichtung geschaffen zur Kom­ postierung von Bioabfällen, Klärschlämmen und Restabfällen in einem geschlosse­ nen Behälter mit Umluftbetrieb, Stoffwechselproduktausschleusung und Sauerstoff­ einschleusung. In dem Fermentationsraum sind einzeln belüftbare Transportböden mit luftdurchlässigem Transportband in einem durch die Schüttdichte bestimmten Abstand übereinander und zur Materialübergabe von oben nach unten in Längsrich­ tung versetzt angeordnet. Die Luft wird nach dem Durchtritt durch das Rottegemisch unter dem nächsten Boden abgesaugt und im Kreislauf zur Stoffwechselproduktab­ scheidung über einen Gasaustauscher den Lufträumen unter den Transportbändern wieder zugeführt. Die Luft kann mehrstufig so abgekühlt werden, daß ihren Dampf­ drucken entsprechend verschiedene Gaskomponenten nacheinander abgeschieden werden. Die Gaskomponenten können durch Adsorption ausgeschleust werden. Die Gaskomponenten können durch Gaspermeation aus dem Luftkreislauf entfernt wer­ den. Mit dem Sorptionsmittel kann aus dem Luftkreislauf Kohlendioxid ausgeschleust und Sauerstoff eingeschleust werden. Die Rottezeit bis zum vollständigen Abbau der in der Abfallflüssigkeit gelöst enthaltenen leicht abbaubaren organischen Substanz, gekennzeichnet durch den Ammoniak-/Ammonium-Gehalt im Kondensat der Abluft, kann drei bis vier Tage betragen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Kompostieren von Abfällen mit einem geschlossenen, belüft­ baren Behälter (1), in dem belüftbare Böden (41) übereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die belüftbaren Böden (41) luftdurchlässige Transportbänder (6, 43, 44, 45) sind, die in Längsrichtung versetzt übereinander angeordnet sind, daß unter den belüftbaren Böden (41) Luftkanäle (25, 29, 30) angeordnet sind, die mit seitlich angeordneten Zuluftrohren (16) verbunden sind, und daß unter den belüftbaren Böden (41) Tragschienen (8) und Wannen (10) zum Auffangen von Sickerwasser angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkanäle konisch verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trag­ schienen (8) in eine Transportbewegung versetzbar sind, vorzugsweise in ei­ ne exzentrische Bewegung.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragschienen (8) auf ihrer Oberseite eine Riffelung (27) aufweisen.