DE19819668C2 - Verfahren und Vorrichtung zur mikrobiologischen Behandlung von Rottegut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung von Rottegut in Form organischer Abfälle, insbesondere nativer organischer Abfälle in einem im wesentlichen ge­ schlossenen Rottebehälter zur Erzeugung von nutzbaren Produkten.

Die Erfindung betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das vorrangige Ziel der mikrobiologischen Behandlung von organischen Abfällen ist es, neben der Abfallbeseitigung einen zur Bodenverbesserung und Düngung nutzbaren Werkstoff zu er­ zeugen.

Dabei hat sich die Kompostierung als eine umweltverträgliche Technologie herausgebildet, bei der mittels mikrobiologischer Stoffumwandlung organische Bestandteile der Abfälle unter Sauerstoffverbrauch in Wasser und Kohlendioxid umgewandelt werden. Unter Beachtung dessen, daß der größte Teil der kommunal anfallenden nativen organischen Abfälle für eine Kompostierung geeignet sind, kommt der Kompostierung ein großer Stellenwert hinsichtlich der Behandlung organischer Abfälle zu.

Gleichzeitig ist es das Ziel aller bekannten Verfahren, bei vergleichbarer Kompostqualität eine minimale Reaktionszeit, einen maximalen Durchsatz durch eine bestehende Anlage zu erreichen bzw. den Aufwand für die Erstellung der Ausrüstungen sowie den erforderlichen Personalein­ satz zu senken, da sich auf diese Weise die spezifischen Kosten für die Verarbeitung verrin­ gern.

Die verschiedenen praktizierten Verfahrensprinzipien beinhalten in den meisten Fällen zwei Stufen: eine Intensiv- bzw. Hauptrotte und eine Nachrotte zur Stabilisierung des Kompostes. Während der Intensivrotte findet durch mikrobiologische Stoffumwandlung kein vollständiger Abbau der organischen Abfallstoffe statt. Zur Stabilisierung des Kompostes muß deshalb einer Intensiv- oder Hauptrotte eine Nachrotte nachgeordnet werden. Die dabei entstehenden bzw. unverändert in das Endprodukt übergehenden stabilen organischen Bestandteile werden als or­ ganischer Dünger in den natürlichen Kreislauf recyclisiert.

Eine mögliche Intensivrotteeinrichtung sind die sogenannten Tunnelkompostiereinheiten. So beschreibt die DE 35 04 505 C2 eine Tunnelkompostiereinheit, in der das Rottematerial durch den Rottebehälter mit rechteckigem Querschnitt mittels eines Schiebeschildes, das den gesamten Querschnitt des Rottebehälters ausfüllt, transportiert wird. Allerdings erfordern die auftreten­ den Kräfte eine entsprechend starke Konstruktion der Apparatur, und das Material wird kaum durchmischt.

Andere Tunnelkompostiereinheiten nutzen Rollböden, Gurt- oder Kettenförderer am Boden des Rottebehälters zum Materialtransport.

Ferner sei auf die AT 398 197 B verwiesen, die sich auf eine Vorrichtung zum Kompostieren organischer Abfälle bezieht, deren Kompostbehälter aus einem langgestreckten, zylindrischen Rohr besteht, in dem eine Förderschnecke drehbar angeordnet ist, in deren Antriebswelle als Belüftungseinrichtung mindestens ein Luftkanal vorgesehen ist, der einerseits mit einer Druckluftpumpe oder einem Gebläse und andererseits mit mehreren auf der Antriebswelle verteilt angeordneten Luftaustrittsöffnungen verbunden ist.

Die Nachteile dieser Verfahren und Vorrichtungen liegen in höheren Wartungs- und Instandhaltungskosten sowie der Störanfälligkeit.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mikro­ biologischen Behandlung von Rottegut zu entwickeln, welches auf der Grundlage einer Inten­ sivrotte arbeitet, die Vorrichtung soll in einer kompakten Bauweise mit hoher Zuverlässigkeit und mit einer definierten Befüll- und Austragseinrichtung ausgeführt sein, gleichzeitig soll der Wartungsaufwand minimiert und die Kosten gesenkt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.

Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Das neue Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung bezieht sich auf die mikrobiologische Behandlung von Rottegut in Form von organischen Abfällen, insbesondere von nativen orga­ nischen Abfällen in einem geschlossenen Rottebehälter, wobei das Rottegut kontinuierlich oder chargenweise mittels einer Beschickeinrichtung, die einen geringeren freien Querschnitt als der Rottebehälter besitzt, in den Rottebehälter eingebracht und unter Ausnutzung seiner struktur­ viskosen Eigenschaften gegen den Widerstand der Scher- und Reibungskräfte gleichzeitig durch den Rottebehälter transportiert wird, infolge dieser Beschickung durchmischt und damit mit rottendem Material beimpft wird, wobei die Begasung des Rottegutes vorzugsweise mit Luft und sektional erfolgt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bezieht sich auf einen vorzugsweise zylindrischen, leicht konischen Rottebehälter, dem eine ebenfalls zylindrische Beschickeinrichtung mit geringerem freien Querschnitt zugeordnet ist, über die das Rottegut in den Rottebehälter eingefüllt und mittels eines Verdrängungsförderers durch den Rottebehälter transportiert wird. Während der Bewegung des Rottegutes durch den Rottebehälter wird das Rottegut belüftet und gegebenenfalls mit einer Flüssigkeit befeuchtet. Das Sickerwasser wird abgeleitet.

Die Erfindung soll mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazu­ gehörige Zeichnung zeigt in:

Fig. 1: eine schematische Gesamtansicht des Rottebehälters,

Fig. 2: eine perspektivische Darstellung einer gesamten Anlage in einem Längsschnitt,

Fig. 3: eine Anordnungsmöglichkeit von Stutzen am Rottebehälter.

Die in der Fig. 1 gewählte Darstellung des Rottebehälters 1 gibt einen Gesamtüberblick des schematisch dargestellten Rottebehälters 1 mit der zugeordneten Beschickeinrichtung 2 wieder. Der Grundkörper 10 des Rottebehälters 1 ist dabei in bevorzugter Weise als zylindrischer Be­ hälter ausgeführt, dem im unteren Bereich Belüftungsstutzen und Abflußstutzen 7 und im obe­ ren Bereich Gasabzugsstutzen und Beleuchtungsstutzen 8 zugeordnet sind.

Endseitig des Grundkörpers 10 besitzt der Rottebehälter 1 seine Austrittsöffnung 9, über die das im Grundkörper 10 befindliche Rottegut 6 austreten kann. Der Austrittsöffnung 9 sind be­ vorzugterweise entsprechende Auffangbehälter zugeordnet, welche auch als Transportbänder ausgebildet sein können, auf denen dann das auffallende Rottegut 6 zur Lagerung oder Ver­ packung bzw. einer weiteren Verarbeitungsstufe transportiert werden kann.

Die eingangsseitig des Grundkörpers 10 vorgesehene Beschickeinrichtung 2 ist, azentrisch oder zentrisch zum Rottebehälter 1 vorgesehen und durch das Übergangsteil 4 mit dem Grund­ körper 10 verbunden.

Neben der dargestellten azentrischen Anordnung der Beschickeinrichtung 2 zum Grundkörper 10, kann diese auch mittig zur Achse des Grundkörpers 10 zu diesem positioniert sein.

Zu der Beschickeinrichtung 2 gehört der Befülltrichter 3 und der Verdrängungsförderer 5.

Wesensmerkmal des vorgestellten Rottebehälters 1 ist, daß der Rottebehälter 1 bevorzugter­ weise in zylindrischer Bauweise ausgeführt und der Grundkörper neben seiner zylindrischen Form mit einer bestimmten Konizität ausgebildet ist, die im Bereich von 0,25 bis 5° liegt.

Weitere Ausführungen bzw. Darstellungen des gesamten Rottebehälters 1 ergeben sich aus der Fig. 2, die unmittelbar die allgemeine zylindrische Form des gesamten Rottebehälters doku­ mentiert. Fig. 2 zeigt den Rottebehälter 1 perspektivisch in einem Längsschnitt und gibt einen allgemeinen Einblick über die Ausführung des Rottebehälters 1 mit der Zuordnung seiner Grundbauelemente des Grundkörpers 10 mit der zugeordneten Beschickeinrichtung 2.

Bei der mittigen Zuordnung der Beschickeinrichtung 2 zum Grundkörper 10 handelt es sich um eine Ausführungsvariante, denkbar ist aber auch eine außermittige Zuordnung dieser beiden Elemente, und zwar in der Weise, daß die Beschickeinrichtung 2 nach unten und somit zum Boden des Grundkörpers 10 verschoben, achsparallel zum Grundkörper 10 positioniert und mit diesem verbunden wird.

Ferner ist in der Darstellung des Rottebehälters 1 gezeigt, daß der Übergang von der Beschick­ einrichtung 2 zum Grundkörper 10 als ein kegelstumpfförmig ausgebildetes Übergangsteil 4 vorgesehen ist, welches einmal mit der zylindrisch ausgeführten Beschickeinheit 2 und zum anderen mit dem Grundkörper 10 befestigt ist. Auch bei dieser Darstellung handelt es sich um eine spezielle Ausführungsform, wobei der Übergangsbereich von der Beschickeinheit 2 zum Grundkörper 10 auch anders gestaltet sein kann, so beispielsweise als rechtwinkliger Über­ gang. Dann ist dieses Übergangsteil 4 nicht als kegelstumpfförmiges Element ausgebildet, son­ dern es stellt eine ebene Scheibe dar, die den Eingangsbereich des Grundkörpers 10 zur Be­ schickeinheit 2 abdichtet.

Die größenmäßige Ausbildung der zylindrischen Bauteile der Beschickeinrichtung 2 und des Grundkörpers 10 werden unmittelbar in Abhängigkeit vom geforderten Durchsatz, des strö­ mungstechnischen Verhaltens des Rottegutes 6 innerhalb des Grundkörpers 10 und von der Beschaffenheit des Rottegutes 6 selbst abgeleitet, so daß das Durchmesserverhältnis der Be­ schickeinrichtung 2 zum Grundkörper 10 vorteilhafterweise in dem Wertebereich 1 : 2 bis 1 : 5 liegt und das Verhältnis des Durchmessers des Grundkörpers 10 zu seiner Länge in einem Wertebereich von 1 : 5 bis 1 : 20 zu wählen und auszuführen ist.

Die Anordnung und Ausführungsform des Verdrängungsförderers 5 wird in der Zeichnung nach Fig. 2 gezeigt, aus der sich ergibt, daß der Verdrängungsförderer 5 gleichfalls an seiner vorderen Seite einen kreisrunden Querschnitt besitzt, welcher dem Innendurchmesser der Be­ schickeinrichtung 2 angepaßt ist. Bei diesem Verdrängungsförderer 5 handelt es sich im wei­ testen Sinne um einen Preßstempel, welcher mit einem Antrieb ausgerüstet ist, der den Ver­ drängungsförderer 5 eine Vorwärts- bzw. Rückwärtsbewegung erteilt. Die Ausbildung und Anordnung des Verdrängungsförderers 5 ist so gewählt, daß er bei Vorwärtsbewegung, daß heißt also in Richtung des Grundkörpers 10, das in der Bechickeinrichtung 2 befindliche Rottegut 6 komprimiert und in den Grundkörper 10 drückt und dabei das Rottegut 6 im Grundkörper 10 auf die Austrittsöffnung 9 zubewegt.

Ferner sind dem Grundkörper 10 des Rottebehälters 1 Belüftungsstutzen 7 und Gasabzugsstut­ zen 8 zugeordnet, die sich einmal im Grunde des Grundkörpers 10 befinden und zum anderen an seiner obersten Stelle. Dabei erfüllen sowohl die Belüftungsstutzen 7 als auch die Gasab­ zugsstutzen 8 eine weitere Funktion, da sie auch als Abflußstutzen und als Befeuchtungsstut­ zen genutzt werden und zwar in der Form, daß über die Belüftungsstutzen 7 gleichfalls ein Abfluß von Flüssigkeiten möglich wird und über die Gasabzugsstutzen 8 Flüssigkeit in den Grundkörper 10 eingeleitet werden kann.

Je nach Verfahrensregime der Kompostierung fungieren die mit 7 bezeichneten Stutzen als Belüftungs- bzw. Abflußstutzen und mit 8 bezeichneten Stutzen als Gasabzugs- bzw. Be­ feuchtungsstutzen.

Dabei sind Belüftungsstutzen 7 und Gasabzugsstutzen 8 so ausgebildet, daß sie unmittelbar einzelne oder mehrere Öffnungen 11 im Grundkörper 10 übergreifen, wie in der Fig. 3 ge­ zeigt. Die entsprechenden Öffnungen 11 im Grundkörper 10 können dabei als Bohrungen oder Schlitze ausgebildet sein, die bevorzugterweise schräg, von außen nach innen gesehen in För­ derrichtung des Rottegutes 6 geneigt, ausgeführt sind. Vorteilhaft ist ferner, daß unmittelbar über den Öffnungen 11, zur Verhinderung des Austrittes bzw. des Verstopfens durch das Rot­ tegut 6, entsprechende Schutzgitter oder Netze 12 vorgesehen sind.

Zum funktionellen Ablauf

Das zu kompostierende Material wird in den Befülltrichter 3 aufgegeben, rutscht infolge der geneigt ausgebildeten Wandung des Befülltrichters 3 in die zylindrisch ausgebildete Beschick­ einrichtung 2. Bei diesem Befüllvorgang befindet sich verständlicherweise der Verdrängungs­ förderer 5 in seiner Ausgangsposition, daß heißt also außerhalb der Aufgabeöffnung zwischen dem Befülltrichter 3 und der Beschickeinrichtung 2. Danach wird der Verdrängungsförderer 5 in eine Vorwärtsbewegung gesetzt, gelangt auf das gerade aufgegebene Material, komprimiert dieses und drückt es dann in den Grundkörper 10 des Rottebehälters 1. Dabei verdrängt dieses neu eingeleitete Material das in dem Grundkörper 10 liegende Material, mischt sich mit diesem und schiebt es ein Stück, innerhalb des Grundkörpers 10, weiter. Das bereits im Grundkörper 10 befindliche Material wird naturbedingt um den entsprechenden Hub gleichfalls durch den Grundkörper 10 in axialer Richtung weiterbewegt. Dies bedeutet, daß die Vorwärtsbewegung des Verdrängungsförderers 5 sowohl die Zuförderung des zu kompostierenden Materials in den Grundkörper 10 bewirkt als auch den Weitertransport des bereits im Grundkörper 10 be­ findlichen Rottegutes 6. Dies immer stoßweise, je nach der Hubbewegung des Verdrängungs­ förderers 5.

Die gewählte zylindrische Ausbildung des Grundkörpers 10 und seine leichte Konizität sind Gewähr dafür, daß die durch den Verdrängungsförderer 5 auf das Rottegut 6 eingeleitete Kraft sich bis nach hinten im Grundkörper 10 der gesamten Anlage überträgt, so daß am Ende, aus der Austrittsöffnung 9, das Rottegut 6 ausgetragen wird.

Die Befüllzeit pro Arbeitstag für den gesamten Rottebehälter 1 beträgt ca. 1 h und verfahrens­ gemäß wird täglich immer soviel Material aufgegeben, daß das Material ein bis zwei Wochen innerhalb des Rottebehälters 1 verbleibt, um dann entsprechend mikrobiologisch behandelt aus dem Rottebehälter 1 austreten zu können.

Während der Verweilzeit des Rottegutes innerhalb des Grundkörpers 10 wird über die Belüf­ tungsstutzen 7 nach einem bestimmten Verfahrensregime Luft von unten zugeführt, welches oberhalb des Grundkörpers 10 über die Gasabzugsstutzen 8 abgesaugt wird. Dabei wird das im Grundkörper 10 befindliche Rottegut 6 belüftet. Außerdem kann über die Befeuchtungsstutzen 8 die Zugabe von Wasser erfolgen, welches durch die einzelnen Schichten des Rottegutes 6 durchsickert und so leicht lösliche organische Bestandteile aus dem Rottegut 6 auswäscht, so daß die zur Intensivrotte notwendige Zeit verkürzt wird. Die Belüftung und die Bewässerung des Rottegutes 6 innerhalb des Grundkörpers 10 sind abhängig von seiner Befüllung und kön­ nen nach einem bestimmten Verfahrensregime untereinander unabhängig eingestellt werden. Da für die Bewässerung des Rottegutes 6 teilweise auch das aus den Abflußstutzen 7 austre­ tende Sickerwasser verwendet wird, werden unmittelbar bei der Aufgabe dieses Sickerwassers in den Grundkörper 10 Mikroorganismen in das Rottegut 6 eingetragen, so daß das neu einge­ füllte Material im Grundkörper 10 zusätzlich beimpft wird, was sich wiederum günstig auf den zeitlichen Ablauf des Kompostiervorganges auswirkt.

Claims (14)

1. Verfahren zur mikrobiologischen Behandlung von Rottegut in Form von organischen Abfällen, insbesondere von nativen organischen Abfällen in einem geschlossenen Rotte­ behälter, durch den das Rottegut hindurchgeführt wird, der aus der Beschickeinrichtung für das Rottegut und der Rotteeinheit mit Belüftungseinrichtungen und gegebenenfalls Befeuchtungseinrichtungen sowie geeigneten Medienver- und Entsorgungseinrichtungen für Frisch-, Prozeß- und Abluft sowie Befeuchtungs- und Extraktwasser besteht, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. das Rottegut kontinuierlich oder chargenweise während des Befüllens bzw. der Auf­ gabe in einen Rottebehälter aus einem geringeren freien und vorzugsweise runden Querschnitt, bereits vorkomprimiert in einen größeren freien und vorzugsweise runden Querschnitt aufgegeben wird,
• 2. das Rottegut beim Übergang vom geringeren auf den größeren Querschnitt durch­ mischt und dabei mit dem rottendem Material beimpft und
• 3. während des Transportes durch den Rottebehälter in bekannter Weise belüftet, gegebenenfalls befeuchtet und Sickerwasser abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung des Rottegutes sektional vorgenommen wird und vorzugsweise Luft zum Einsatz kommt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Befeuchtung des Rottenmaterials leicht lösliche Bestandteile ausgewaschen werden, ein Teil des Sickerwassers erneut dem Kompostierungsvorgang zugeführt wird und damit eine Animpfung des Rottematerials erfolgt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rottebehälter (1) aus einem zylindrischen, leicht konischen Grundkörper (10) besteht, der mit einer Beschickeinrichtung (2) zu der ein Befülltrichter (3) und ein Verdrängungsförderer (5) gehören, derart verbunden ist, daß die vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Beschickeinrichtung (2) achsparallel zum Grundkörper (10) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) des Rottebehälters (1) mit Belüftungs- sowie Abflußstutzen (7) und mit Gasabzugs- sowie Befeuchtungsstutzen (8) ausgebildet ist, die die als Bohrun­ gen oder Schlitze ausgebildete Öffnungen (11) im Grundkörper (10) überdecken.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Bohrungen oder Schlitze ausgebildete Öffnungen (11) im äußeren Mantel des Grundkörpers (10), sowohl radial oder auch schräg verlaufend, vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (11) mit einem Netz bzw. Gitter (12) zum Inneren des Grund­ körpers (10) abgedeckt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Durchmesser zur Länge des Grundkörpers (10) des Rottebehälters (1) im Wertebereich von 1 : 5 bis 1 : 20 liegt und das Durchmesserverhältnis von Beschickeinrichtung (2) zum Grundkörper (10) im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 5 ausgeführt wird und der Grundkörper 10 des Rottebehälters (1) vorzugsweise mit einer Konizität von 0,25 bis 5° ausgeführt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungsförderer (5) als ein kolbenähnlicher, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch angetriebener Stempel ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungsförderer (5) alternativ als eine Förderschnecke ausgebildet und innerhalb der Aufnahme- und Beschickeinrichtung (2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) und/oder die Beschickeinrichtung (2) thermisch isoliert ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickeinrichtung (2) mittig, in Achsrichtung des Rottebehälters (1), am Grundkörper (10) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickeinrichtung (2) im Bereich des Befülltrichters (3) einen von der zylindrischen Form abweichenden Querschnitt besitzt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Rottebehälter (1) einen Anstrich oder eine Auskleidung besitzt, die Auskleidung aus Metallblech oder Kunststoffplatten bzw. Kunststoffolien besteht und der Anstrich bzw. die Auskleidung eine glatte, die Haftung und Reibung mindernde Oberfläche haben.