DK141600B - Fremgangsmåde og anlæg til hurtig kompostering af organiske affaldsstoffer. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 141600 \Ra/ DANMARK (5,) ,nLCI·3 c 05 F 9/00 §(21) Ansøgning nr. I 2^2/75 (22) Indleveret den 24. tnar. 1975 (23) Løbedag 24. ΙΠΘΤ. 1975 (44) Ansøgningen fremlagt og βΛ fremtesggelsesskriftet offentliggjort den 5· maj 1900

DIREKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den 25- Jan. 1975#-750211,,N0 <7D KVÆRNER BRUG A/s, Kværnerveien 10, Oslo 1, NO.

TO Opfinder: Bjørn Fagerhaug, Sørlistien 20, 1475 Skårer, NO: Karl Øberg, Høgdaveien 1, 15T5 Nesøya, NO.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau.

(64) Fremgangsmåde og anlæg til hurtig kompostering af organiske affalds” stoffer.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et anlæg til hurtig, kompostering af organiske affaldsstoffer,såsom kloakslam, husholdnings-, slagteri-, og gartneriaffald, bark osv.

Den forrådnelsesproces, der foregår i det fri, hvor organiske affaldsstoffer af forskellig slags nedbrydes til humus under indvirkning af forskellige mikroorganismer, kan accelereres væsentligt ved at give disse mikroorganismer de bedst mulige livsbetingelser. De vigtigste faktorer i denne forbindelse er oxygen, vand, temperatur og nitrogen, samt visse andre elementer, hyis betydning er uklar.

Der har med vekslende held været markedsført en række forskellige metoder til at nedbryde husholdningsaffald, kloakslam, bark osv.

U1600 2 Således kendes fra beskrivelsen til dansk patent nr. 84331 en fremgangsmåde til forgæring af dagrenovation, planteaffald og lignende faste, organiske affaldsmaterialer i en liggende, roterende beholder under kunstig luftning. Ved denne fremgangsmåde forgæres affaldsmaterialerne i fast form ved forhøjet temperatur, der styres ved hjælp af et luftningsmedium, som tilføres beholderen gennem et aksialt i beholderens indre anbragt rør, der strækker sig i beholderens længderetning, og fra dette rør gennem et antal åbninger eller mundstykker i rørets væg tilføres materialerne radialt indefra og udefter. Den bortgående gas forlader den roterende beholder - tromlen - gennem den ene eller begge endevæggene. Dette betyder, at denne gas, som for en stor dels vedkommende består af carbondioxid og vanddamp, må passerer gennem tromlen fra det sted, hvor den dannes, til tromlens ende, medens den hele tiden er i kontakt med overfladen af massen, som skal komposteres. Da den bortgående gas kan være mættet med vanddamp, og da temperaturen vil variere i tromlens længderetning, kan dette i værste fald medføre, at vand kondenseres ud, når varm, mættet, bortgående gas kommer fra et varmere til et koldere område af tromlen. Dermed får man en ophopning af fugtighed i massen i dette område, hvilket er skadeligt for komposteringsprocessen, idet et for højt vandindhold vil lukke porerne i massen, resulterende i et underskud af luft, så at der fremkommer en anaerob proces. Den høje relative fugtighed i tromleatmosfæren vil medføre, at fordampningshastigheden for vand i massen bliver lav, og også dette kan føre til ophobning af vand i massen, da processen, foruden at medføre afgivelse af faststof i form af carbon til gassen, også medfører dannelse af nyt vand som et biprodukt af selve nedbrydningsprocessen. Vandfordampningen er i øvrigt vigtig på grund af den kølevirkning, den har på massen, i hvilken der under komposteringsprocessen frigøres meget varme. En for lav vandfordampning vil vanskeliggøre opretholdelse af den ønskede optimale komposteringstemperatur.

Den ved den foreliggende opfindelse tilvejehragte fremgangsmåde giver væsentlig bedre mulighed for styring af komposteringsprocessen end den omtalte kendte fremgangsmåde. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen har det tilfælles med den kendte fremgangsmåde, at massen, som skal komposteres, også føres ind i og gennem en roterende cylinder, således at der fremkommer en skridning på massens overflade, og at luft indføres i cylinderen på en sådan måde, at massen må passere luftstrømmen for hver omdrejning af cylinderen og bringes i gentagen skredagtig kontakt med luftstrømmen. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er imidlertid ejendommelig ved, at luften af et udsugningsorgan inde i cylinderen opfanges som en tværstrøm i forhold til skridlaget. På denne måde er det muligt at undgå, at gas, der dannes i én sektion af cylinderen eller tromlen, påvirker atmosfæren i en anden sektion, blandt andet med dannelse af kondensvand på materialet til følge. Deri relative fugtighed i tromleatmosfæren kan bedre styres til opretholdelse af den ønskede fordampningshastighed og dermed kølevirkning på massen.

3 141600

For det tilfælde, at fordampningshastigheden bliver så stor, at den virker udtørrende nå massen, vil fugtigheden kunne reguleres efter behov ved tilsætning af vand.

Ved den gentagne skredagtige kontakt med luftstrømmen sørges der for fjernelse af den gas, der opstår under komposteringen, og fyldning af hulrummene i massen med frisk luft til opretholdelse af gæringsprocessen, indtil en ny luftgennemskylning finder sted.

Tidsintervallet mellem hver luftgennemskylning af en given partikel kan reguleres efter behov ved hjælp af cylinderens omdrejningshastighed, og med henblik på regulering af temperaturen kan man hensigtsmæssigt benytte en regulering af mængden af luft, som blæses ind og suges ud.

Opfindelsen angår også et anlæg til udførelse af den omhandlede fremgangsmåde, hvilket anlæg er af den kendte art, som omfatter en horisontal eller hældende, roterende cylinger med ind- og udtagningsorganer i hver sin ende af cylinderen, en central anordning for tilførsel af luft til cylinderens indre over cylinderens længde, en afsugningsanordning for luften, og eventuelt en anordning for tilsætning af vand til massen i cylinderen. Anlægget er kendetegnet ved, at afsugningsanordningen er anbragt langs cylinderens øvre del.

Massen, der skal komposteres, fødes kontinuert ind i cylinderens ene ende og fjernes i den modsatte ende· Ind- og udtagningsorganerne kan variere i udførelse alt efter anlæggets kapacitet og den type af masse, der behandles. Om nødvendigt kan cylinderen forsynes med medbringeranordninger, der er fastgjort til cylindervæggen for at sikre, at massen roterer med cylinderen. Fyldningen af cylinderen skal være sådan, at en skridning, der vil foregå på massens overflade, skal ske på en sådan måde, at hele massen må passere luftstrømmen en gang for hver omdrejning af cylinderen.

Fordelagtigt er indretningen for tilførsel af luft udført som et centralt i cylinderens længderetning fortløbende rør. Røret er fordelagtigt perforeret, for at luft kan slippe ud til massen. Ved at røret anbringes centralt opnås, at ved korrekt fyldning af cylinderen vil den skridning, der sker på massens overflade, foregå på den centrale rørs overside, således at al massen må passere luftstrømmen mellem det centrale rør og afsugningen for hver omdrejning af tromlen.

Man opnår derved, at den afgasning, der dannes, medens massen befinder sig under overfladen, fortrænges af friskluftstrømmen og forsvinder gennem afsugningen, og at hulrummene i massen fyldes med frisk luft før næste omdrejning. Tromlens omdrejningstal må være tilstrækkeligt højt, således at koncentrationen af oxygen i massen ikke bliver for lille, før ny gennemblæsning finder sted.

Forsøg tyder på, at dette gennemluftningsprincip tillader en mindre 4 141600 partikelstørre Ise og en iblanding af mere slam, end det har været tilfældet ved andre kendte processer.

Begge dele bidrager til at øge omsætningshastigheden. En lille partikelstørrelse giver en hurtigere gennemrådning, og kloakslammet bidrager til at få et rigtigere forhold mellem carbon og nitrogen.

Ved en hensigtsmæssig udførelsesform for anlægget ifølge opfindelsen omfatter afsugningsanordningen flere, i cylinderens længderetning forløbende, med åbninger forsynede rør, som gennem radiale rør står i forbindelse med et i det centralt i cylinderens længderetning forløbende rør anbragt, fælles afgasnings- rør. Dette afsugningssystem har vist sig at fungere særdeles godt og effektivt.

Den varme, der udvikles ved den mikrobiologiske aktivitet i massen, ville bringe temperaturen i cylinderen så højt op, at en selvdestruktion af mikroorganismerne ville finde sted, eller i bedste tilfælde, ville der indtræffe en reduktion af omsætningshastigheden. For at forhindre dette, øges luftstrømmen mellem det centrale rør og afsugningen sådan, at man køler massen ned til den ønskede temperatur. Denne kan variere noget i cylinderens længderetning alt efter, hvilke mikroorganismer man ønsker at give optimale forhold, og efter om man i pågældende cylinderafsnit sigter imod maksimal nedbrydningshastighed eller en destruktion af sygdomsfremkaldende og andre uønskede stoffer, der måtte være kommet ind i cylinderen med slammet eller affaldet.

Den store varmeudvikling i tromlen sammen med den stærke gennemluftning vil have en udtørrende virkning på den masse, der skal komposteres, således at fugtigheden kan synke under det niveau, der er nødvendigt for en effektiv kompostering. For at kompensere for dette, kan der anbringes et sprøjtesystem for vand inde i cylinderen, hvor dette er ønskeligt. Dette sprøjtesystem kan også anvendes til køling inden for det fugtighedsområde, der er acceptabelt af hensyn til den mikrobiologiske aktivitet. Ifølge opfindelsen kan anordningen for tilsætning af vand med fordel bestå i et i cylinderens længderetning forløbende rør udstyret med perforeringer eller dyser.

Opfindelsen beskrives nærmere under henvisning til tegningerne, hvor fig. 1 viser skematisk og i længdesnit en udførelsesform: for et anlæg til udførelse af fremgangsmaden ifølge opfindelsen og fig. 2 viser skematisk og i større målestok et tværsnit af samme anlæg.

I hovedsagen består det på tegningen viste anlæg af en på støtteruller 3 drejeligt anbragt cylinder 1, udstyret med faststående endeplader 4. Cylinderen kan roteres ved hjælp af en ikke vist drivanordning i den rotationsretning, der er antydet med pilen i fig. 2.

141600 5

Gennem endepladerne 4 1 cylinderen 1 er ført et rør 2 , der tjener til indførelse af luft i cylinderen. Røret 2 er perforeret på en sådan måde, at luften kan strømme ud i massen, sådan som det er antydet i fig. 2 med pilen L. Den ønskede påfyldning af masse i cylinderen under drift er i fig. 2 antydet med skyggelægning og betegnet med M.

I det centrale rør 2 er der ført et afgasningsrør 7. Fra afgasningsrø-ret 7 udgår der med jævne mellemrum radielle rør 9, der går igennem dertil anbragte åbninger i væggen i det centrale rør 2. Ethvert af de radielle rør 9 fører frem til et i cylinderens længderetning forløbende rør 8. Disse rør 8 er forsynet med åbninger, således at afgasningen kan suges ud gennem rørene 8» de radielle rør 9 og det fælles afgasningsrør 7. Denne udsugning af afgasning er i snittet i fig. 2 antydet med pilene A.

I fig. 1 er der i cylinderens anden halvdel anbragt et vandrør 10 til indsprøjtning af vand til opfugtning af massen efter behov. Vandrøret 10 er forsynet med åbninger eller dyser til udsprøjtning af vandet. Dette system for vandtiIsætning kan også anvendes til køling inden for det fugtighedsområde, der er acceptabelt med hensyn til den mikrobiologiske aktivitet.

Den masse, der skal komposteres, føres ind i cylinderen 1 ved hjælp af sneglen 5, og føres ud i cylinderens anden ende ved hjælp af sneglen 6. Fyldningen af cylinderen 1 er sådan, at man omtrent får den situation, der er vist i snittet i fig. 2. Under cylinderens rotation sker der en skridning på massens overflade, og hele massen må derved passere luftstrømmen, der tilføres gennem det centrale rør 2. Afgasning, der opstår under komposteringen fortrænges, og hulrummene i massen fyldes med frisk luft, der opretholder processen, indtil der sker en ny luftgennemskylning. Tidsintervallet mellem hver luftgennemskylning af en given partikel kan reguleres ved hjælp af cylinderens omdrejningshastighed. Temperaturen reguleres med den mængde luft, der blæses ind og suges ud. Fugtigheden reguleres ved at tilsætte vand i massen. I stedet for som vist kan afsugningsrøret føres direkte ud gennem endepladerne, således at afgasningsrørene 7 og 9 kan sløjfes.