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DE2252188B2 - Verfahren zum Kompostieren von organischen Abfällen - Google Patents

Verfahren zum Kompostieren von organischen Abfällen

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DE2252188B2
DE2252188B2 DE2252188A DE2252188A DE2252188B2 DE 2252188 B2 DE2252188 B2 DE 2252188B2 DE 2252188 A DE2252188 A DE 2252188A DE 2252188 A DE2252188 A DE 2252188A DE 2252188 B2 DE2252188 B2 DE 2252188B2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompostieren von organischen Abfällen, wobei die Abfälle einen Belüftungsreaktor von oben nach unten kontinuierlich durchlaufen und Luft von der Sohle des Belüftungsreaktors her den Abfällen kontinuierlich entgegengeführt wird.
Nach der DT-OS 19 29 767 dient ein solches Verfahren zur oxydativen und mechanischen Behandlung von Kompostrohgut, das in dem Belüftungsreaktor auf einem aus Stachelwalzen bestehenden Rost in etwa 4 m hoher Schicht liegt und durch die Stachelwalzen kontinuierlich abgezogen wird. Das abgezogene Gut fällt in einen Windkasten und wird schließlich durch eine mechanisch betätigte, sich trichterförmig verjüngende Luftschleuse ausgetragen.
Abgesehen davon, daß durch Stachelwalzen erfahrungsgemäß nur Schlitze in das Kompostmaterial gerissen werden und trichterförmige öffnungen beim Durchsatz von Kompost nach relativ kurzer Betriebszeit verstopfen, soll mit Hilfe dieses Verfahrens das Kompostrohgut lediglich soweit stabilisiert werden, daß keine Fäulnis bei der anschließenden Lagerung des Kompostgutes auftreten kann. Demgemäß ist dort eine Verweildauer von etwa 24 bis 48 Stunden angegeben und über die Luftzufuhr lediglich ausgesagt, daß in den Luftraum unterhalb des Stachelwalzenrostes die Luftleitung eines Gebläses mündet, über das dieser Raum sowohl unter Über- als such unter Unterdruck gehalten, die Luft also im Gegen- und/oder im Gleichstrom kontinuierlich oder intermittierend zu dem Kompostrohgut geführt werden kann, um alle Bereiche der Füllung gleichmäßig gut mit Sauerstoff zu versorgen.
Es ist ferner aus der DT-PS 13 01 828 bekannt, mit Klärschlamm vermischten Müll in einem Kompostierturm in einem Durchgang zu kompostieren. Hierzu ist der Kompostierturm mit einer oberen Zuführungs- und 6S einer unteren Entleerungseinrichtung versehen, wobei die untere Entleerungseinrichtung als Drehteller ausgebildet ist. Im Inneren des Turmes befinden sich mit Austrittsöffnungen versehene Luftverteilerrohre, die an eine Überdruckleitung angeschlossen sind. Auf diese Weise wird allen Bereichen des eingetragenen Mülls gleich vie! Luft zugeführt Obzwar in Spalte 3, Zeilen 45 bis 49 vorgeschlagen ist, die Anordnung so zu treffen, daß bestimmten Bereichen der Füllung eine größere Luftmenge zugeführt wird als anderen Bereichen, ist es jedoch Ziel der Luftzuführung, eine gleichmäßige Durchlüftung der Füllung in allen Bereichen zu gewährleisten, wobei etwa 2 m3 Luft pro Tag dem eingetragenen Müll zugeführt wird. Die Füllung durchläuft den Turm langsam von oben nach unten in einem Zeitraum von etwa 5 Tagen.
Eine ähnliche Einrichtung ist aus der DT-OS 19 15 946 bekannt geworden, bei der ebenfalls der in einem Kompostierturm von oben eingeführte Müll am unteren Ende ausgetragen wird und in die Füllung hineinragende Rohrleitungen für die Einfüllung von Luft vorgesehen sind, durch die alle Bereiche des eingebrachten Mülls gleichmäßig belüftet werden sollen.
Um die Zuführung von Luftsauerstoff in alle Bereiche des Materialhaufwerkes zu erleichtern, sind in solchen Belüftungsreaktoren auch Rührwerke und in Abständen voneinander angeordnete in das Materialhaufwerk hineinragende Luftsaugrohre vorgesehen worden, die unter der Steuerung einer Bedienungsperson nacheinander aktiviert werden. Hierdurch soll der chargenweise eingebrachte Reaktorinhalt schichtweise kompostiert und anschließend getrocknet werden; vgl. US-PS 24 74 833.
Nach der US-PS 37 56 784 sind einzelne, ebenfalls chargenweise zu füllende und mit je einem Rührwerk versehene Kammern für ein solches schichtweises Kompostieren vorgesehen worden.
Es ist auch bekannt, dem in einem Behälter befindlichen Rottegut die Luft durch Durchsaugen oder Einblasen von unten in durch Pausen unterbrochenen Stoßen zuzuführen. Die Pausen sind so bemessen, daß die Temperatur in allen Schichten des Kompostgutes gleich ist und der Sauerstoffgehalt in der Abluft nicht unter 10 Volumenprozent absinkt; vgl. DT-AS 15 92 729.
Durch jeden Luftsauerstoffstoß wird der Füllung zunächst ein Überangebot an Sauerstoff angeboten, das von den Mikroorganismen der Abfälle nicht sofort veratmet werden kann. Nach etwa einer Minute wird dann sämtliche verbrauchte Luft in allen Schichten des Kompostgutes durch Frischluft ersetzt. Hierbei steigt der Sauerstoffverbrauch anfangs schnell auf ein Maximum an und fällt im Laufe von mehreren Tagen langsam ab. Dem veränderten Sauerstoffverbrauch werden auch die Längen der Pausen angepaßt, die am Ende des Verrottungsprozesses etwa 60 Minuten betragen. Nach erfolgter, in allen Schichten des Kompostgutes gleichmäßig vorgehender Reifung wird der Behälter geleert und kann dann neu beschickt werden.
Ein solches Verfahren arbeitet also diskontinuierlich und erfordert umfangreiche Maßnahmen zur Steuerung des Rotteprozesses.
Allen diesen Einrichtungen ist gemeinsam, daß dafür Sorge getragen ist, daß jeder Bereich einer in den Belüftungsreaktor eingebrachten Füllung ausreichend Sauerstoff erhält, um auf diese Weise den natürlichen Kompostiervorgang in der Natur, wo das zu verrottende Gut in dünner Schicht auf der Erdoberfläche aufliegt und vom Luftsauerstoff ständig belüftet ist, nachzubilden und um eine möglichst rasche Kompostierung zu gewährleisten. Diesem Zwecke dient auch die ständige
Umwälzung des Rottegutes durch Rührwerke. Durch das Umwälzen wird aber das Acünomycetenwachstum zerstört Die auf diese Weise erzielten Ergebnisse habtn aber bisher nicht befriedigt, da die gewünschte Verrotlung des in den Belüftungsreaktor eingebrachten Kompostrohgutes nur sehr unvollständig eingetreten ist Derartige Anlagen konnten sich daher in der Praxis nicht einführen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zum Kompostieren von organischem Kornpostrohgut zu schaffen, durch das dieses in einem Belüftungsreaktor kontinuierlich kompostiert werden kann.
Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur Steuerung des Rotteprozesses von zerkleinertem Müll, vorzugsweise in Mischung mit Klärschlamm, die Luft in einer solchen Menge den Abfällen entgegengeführt wird, daß sich die Zone höchster Temperatur im oberen Drittel und die Zone niedrigster Temperatur an der Sohle, die Zone niedrigsten Sauerstoffgehaltes in der obersten Schicht und die Zone höchsten Sauerstoffgehaltes an der Sohle des Belüftungsreaktors befinden.
Zur Steuerung des Rotteprozesses werden Luftgemischproben aus verschiedenen, vorzugsweise drei Zonen des vom Belüftungsreaktor umschlossenen Materialhaufwerkes entnommen und der O2- oder der CO2-Gehalt dieser Proben festgestellt. Nach der Höhe des festgestellten O2- oder CO2-Gehaltes richtet sich dann die Belüftung.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es erstmals, den auf Mühlen herkömmlicher Art zerkleinerten Müll, dem ein stichfester Klärschlamm zudosiert werden kann, in einem Belüftungsreaktor vollständig kontinuierlich zu verrotten. Durch die Steuerung der Luftzufuhr werden für alle im Müll bereits enthaltenen unterschiedlichen Bakterien gute Lebensbedingungen geschaffen, so daß diese spontan tätig werden und sich außerordentlich rasch vermehren. Die an der Sohle des Belüftungsreaktors eingedüste Luft durchläuft das Materialhaufwerk langsam im Gegenstromverfahren nach oben. Dabei veratmen die Bakterien Sauerstoff. DPr Sauerstoffgehalt nimmt daher von unten nach oben ab. Im unteren Bereich sammeln sich diejenigen Bakterien an, die bei einem hohen Ch-Gehalt ihre optimalen Lebensbedingungen finden. In den darüberliegenden Bereichen sammeln sich diejenigen Bakterien, die ihre optimalen Lebensbedingungen bei weniger hohem 02-Gehalt finden. Im oberen Bereich, wo der Sauerstoff stark absinkt, werden nur solche Bakterien, die bei einem geringen Sauerstoffgehalt ihre besten Lebensbedingungen haben, angetroffen. Die Bakterien wandern also in ihre spezifischen Lebensbereiche, so daß erstmals eine differenzierte Bakterientätigkeit innerhalb des Belüftungsreaktors erzielt wird. Die Temperatur wird mit dem Luftstrom von unten nach oben getrieben, so daß im oberen Bereich unmittelbar unter der sogenannten Kondenswasserzone sich eine Wärmestauzone ergibt. Sie erreicht dort eine Temperatur von etwa 80°C. Diese Temperaturzone kann durch das kontinuierliche Gegenstrom-Belüflungsverfahren ziemlich exakt in einem bestimmten oberen Bereich des Belüftungsreaktors gehalten werden.
Das Material, das von oben nach unten langsam und kontinuierlich den Reaktor durchsetzt, ist gezwungen, diese Wärmestauzone zu durchlaufen. Pathogene Keime im Müll werden dabei abgetötet, so daß eine Hygienisierung des Mülls erfolgt. Als Endprodukt, das gegenüber dem Ausgangsmaterial start reduziert ist, fällt ein hygienisch einwandfreies, optisch gut aussehendes, wertvolles Humusmaterial an.
Die Trennung des mikrobiologischen Abbaus in verschiedene durch die Sauerstoffzufuhr steuerbare, unterschiedliche Temperaturen und 02-Gehalt aufweisende Schichten führt zu einer bisher nicht erreichten Optimierung des Rotteprozesses.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht, wie die Zeichnung schematisch zeigt, aus einem wärmeisolierten Belüftungsreaktor 1 mit einer Einbringverrichtung 2 und einer Ausbringvorrichtung 3 an der Sohle des Belüftungsreaktors.
Der auf Mühlen herkömmlicher Art zerkleinerte Müll, dem ein stichfester Klärschlamm zudosiert werden kann, wird, nachdem beide Ausgangsprodukte in einer Mischschnecke innig vermengt, also homogenisiert worden sind, in den Belüftungsreaktor kontinuierlich eingebracht. Der Belüftungsreaktor ist während des Rotteprozesses immer total gefüllt Unten, d. h. an der Sohle des Belüftungsreaktors, wird soviel Material abgezogen, wie oben nachgefüllt worden ist; die Beschickung des Belüftungsreaktors erfolgt also kontinuierlich von oben, die Entnahme des gerotteten Materials auf der Sohle ädiquat der Zugabemenge. Während dieses kontinuierlichen Durchlauf-Prozesses wird der gesamte für den Rotteprozeß erforderliche Luftsauerstoff von der Sohle her in den Belüftungsreaktor im Gegenstromverfahren ebenfalls kontinuierlich eingeführt.
Über ein Gebläse 5 wird der Luftsauerstoff angesaugt und über ein Düsensystem 6 von unten her in Richtung des Pfeiles 8 im Gegenstromverfahren durch den Belüftungsreaktor geblasen.
Über eine Berieselungsanlage 10 kann das Materialhaufwerk im gewünschten Ausmaße befeuchtet werden.
Über Sonden 11, 12 und 13 werden aus drei verschiedenen Zonen des vom Belüftungsreaktor umschlossenen Materialhaufwerkes Luftgemischproben entnommen und deren O2- oder CXh-Gehalt mittels eines Schreibers 14 aufgezeichnet. Schließlich sind im Belüftungsreaktor Temperaturmeßsonden 15 bis 20 vorgesehen, deren Meßergebnisse ebenfalls über einen Schreiber 21 aufgezeichnet werden.
Diese Messungen dienen der Überwachung des Rotteprozesses und der Steuerung der Luftzufuhr, d. h., nach Maßgabe der Ergebnisse dieser Messungen wird die Luftzufuhr erhöht oder gedrosselt. Wird mit den organischen Abfällen Klärschlamm verrottet, so beträgt der maximale Klärschlammanteil etwa 30% des Gemisches, und zwar in stichfester Form mit 70 bis 75% HiO-Gchalt.
Das ausgebrachte verrottete Material wird in an sich bekannter Weise weiterverarbeitet.
Das eingebrachte Materialhaufwerk 30 durchwandert also in Richtung des Pfeiles 4 den Belüftungsreaktor und umfaßt verschiedene Temperatur- und O2-Gehalt-Zonen, während die Luft im Gegensatz hierzu von unten nach oben gedruckt wird.
Da die gesamte Luftmenge von der tiefsten Stelle der Reaktorsohle im Gegenstromverfahren das gesamte Materialhaufwerk durchströmt, wird von unten nach oben aus dem Luftgemisch von den dort sich in Tätigkeit befindenden Mikroorganismen O2 veratmet, so daß der Q?-Gehalt nach oben hin abfällt. Dies hat zur Folge, daß die Mikroorganismen-Stämme im Ausmaße
les langsam von unten nach oben sich reduzierenden Ch-Gehaltes im Luftgemisch von selbst bestimmte Zonen einnehmen.
Hierdurch wird ein Trennung mikrobiologischen Abbaues in verschiedenen Schichten erzielt, was auch die im Belüftungsreaktor herrschenden unterschiedlichen Temperaturen im gewünschten Sinne beeinflußt. So entsteht beispielsweise in dem oberen Drittel des Belüftungsreaktors eine sogenannte Wärmestauzone mit etwa 800C.
Diese Temperaturzone kann durch das kontinuierliche Gegenstrom-Belüftungs-Verfahren ziemlich exakt in einem bestimmten oberen Bereich des Reaktors gehalten werden. Hierbei ergibt sich, daß das in den Belüftungsreaktor oben aufgegebene Müll-Klärschlammgemisch diese »Heiß-Phase« zwangsläufig durchlaufen muß. Pathogene Keime im Gemisch werden dabei abgetötet. Die Temperaturzone von 80° C ist für die Hygienisierung des mit pathogenen Keimen versetzten Abfallmaterials sehr wichtig.
Das in den Belüftungsreaktor eingebrachte Material muß nun diesen innerhalb von 14 bis 20 Tagen langsam von oben nach unten kontinuierlich durchlaufen, es durchwandert dabei verschiedene Temperaturzonen und damit auch Zonen mit verschiedenem O2-Gehalt. Da es nun Mikroorganismen gibt, die ihre optimale Tätigkeit bei einem geringeren Sauerstoffgehalt, als er durch atmosphärische Luft angeboten wird, erfüllen, dagegen andere einen O^-Gehalt von etwa 21% bevorzugen, sind optimale Lebensbedingungen für alle diese Mikroorganismen innerhalb eines Behälters geschaffen worden. Aus diesem Grunde kann erstmals von einer biologischen Schnellrotte gesprochen werden.
ίο Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, können sowohl durch verschiedenartige Temperaturen und auch durch verschiedene Ch-Gehalte die biologischen Abbauprozesse im Materialhaufwerk mehr oder weniger stark beeinflußt werden. Dies wird im wesentlichen durch die im Reaktor zur Verfügung stehende Sauerstoffmenge beeinflußt. Die Sauerstoffmenge in den genannten Zonen wird aber durch das mehr oder weniger große eingeblasene Luftvolumen beeinflußt. Somit können durch Steuerung der Luftzufuhr die genannten Zonen sowohl in bezug auf ihre Temperatur als auch auf ihre verschiedenen 02-Gehalte innerhalb des Belüftungsreaktors in gewissen Grenzen verschoben werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Kompostieren von organischen Abfällen, wobei die Abfälle einen Belüftungsreaktor von oben nach unten kontinuierlich durchlaufen und Luft von der Sohle des Belüftungsreaktors her den Abfällen kontinuierlich entgegengeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Rotteprozesses von zerkleinertem Müll vorzugsweise in Mischung mit Klärschlamm die Luft in einer solchen Menge den Abfällen entgegengeführt wird, daß sich die Zone höchster Temperatur im oberen Drittel und die Zone niedrigster Temperatur an der Sohle, die Zone niedrigsten Sauerstoffgehalts in der obersten Schicht und die Zone höchsten Sauerstoffgehaltes an der Sohle des Belüftungsreaktors befinden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Rotteprozesses Luftgemischproben aus verschiedenen, vorzugsweise drei Zonen (11, 12, 13) des vom Belüftungsreaktor (1) umschlossenen Materialhaufwerkes (30) entnommen und der O2- oder CXh-Gehalt dieser Proben festgestellt werden.
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