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Die Erfindung betrifft ein Kompostierungssystem mit offenen oder geschlossenen Rotte-Lagerpositionen, wie beispielsweise Rotte-Behältern, mit Messstellen im Abluftbereich, einer Belüftungsund Absaugeinrichtung, wie z. B. einem Sauggebläse zum Durchsaugen von Prozessrohluft durch das Rottegut sowie mit einer Regelung des Prozessablaufes.
Die DE 35 13852 A1 betrifft das Rotten von organischen Abfällen mithilfe eines Impfsubstrates, gegebenenfalls mit Sauerstoffspender, in Behältern, wobei die nicht konditionierte jeweils vorhandene Umgebungsluft durch die unter einem Flugdach stehenden Behälter gesaugt wird. Die Belüftung wird gemeinsam gesteuert ; dazu sind Temperatur-Messsonden in der Abluftleitung vorgesehen. Es erfolgt ein Umfüllen nach 14 Tagen zum Zwecke der Nachrotte.
Aus der EP 0 458 736 A2 ist ein Verfahren zur Kompostierung von Abfällen bekannt, bei dem das Rottegut in einem Behälter eingebracht und unter Luftzuführung mikrobiologisch abgebaut wird. Dabei wird die aus dem Rottegut austretende Prozessabluft dem Rottegut erneut zugeführt bzw. der Frischluft zugesetzt. Die Rückführung und Einleitung erfolgt zur Hygienisierung des Rottegutes bei abklingender mikrobiologischer Aktivität in der Rotte.
Bei einer fermentativen Hydrolyse gemäss der EP 0 322 424 81 wird ein geschlossener unter Druck stehender Behälter als so genannte Rottebox eingesetzt. Die mit Wärme und Feuchtigkeit beladene Prozessabluft wird gekühlt, sodass die Feuchtigkeit in Form eines Kondensats auskondensiert. Ein Wärmetauscher gibt die Wärme an die Zuluft ab. Die Abluft kann mit Umgebungstemperatur und ohne Feuchtigkeit in die Atmosphäre abgeleitet werden. Das Kondensat kann als Wasserbad für die gekühlte und getrocknete Abluft verwendet werden.
Ein Kompostlerungsverfahren nach der DE 36 37 393 A 1 für Hausmüll oder hausmüllähnlichen Abfall arbeitet mit einer dem mikrobiologischen Wachstum angepassten Luftzufuhr zu dem ohne Bewegung in offenen kanalähnlichen Behältern gelagerten Abfall. In dem Abfall werden zunächst die Zellflüssigkeiten abgebaut. Sobald dieser Zustand erreicht ist, wird die Kompostierung durch Trocknung zum Stillstand gebracht. Bei diesem Verfahren wird das Gewicht des Rottegutes zur Feststellung ihres Zustandes wiederholt gemessen Es geht als Führungsgrösse in die elektronsche Regelung ein. Dabei kann reiner Sauerstoff der rückgeführten Abluft zugesetzt werden. Eine Trocknung der kompostierten Rotte kann unter Vakuum erfolgen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik zielt die Erfindung darauf ab, ein praxisgerechtes, stets auf optimale Verfahrensbedingungen einstellbares, kompaktes und umweltfreundliches Kompostierungssystem anzugeben. Dies wird dadurch erreicht, dass das Rottegut in den Lagerpositionen bzw. Behältern mit konditionierter Prozessrohluft als Zuluft beaufschlagt ist, wobei die Temperatur und allenfalls die Feuchte, der Partialdruck und die Menge der Luft einstellbar sind, dass zusätzlich zu den Messstellen im Abluftbereich auch im Zuluftbereich Messstellen angeordnet und diese Messstellen zur Ermittlung des Warmestromes sowohl im Zuluft- als auch Im Abluftbereich für die Messung von Temperatur, Feuchte, Druck, allenfalls Partialdruck und zumindest an einer Messstelle für die Menge der die Lagerposition bzw.
den Behälter durchsetzenden Luft ausgelegt und an einem Rechner eines von der im aeroben Abbauprozess (Rotte) freigesetzten Reaktionswärme geführten Prozessreglers angeschlossen sind, der die Wärmetönung der Rotte während des Prozessablaufs aus den Wärmeströmen im Zuluft- und Abluftbereich ermittelt und daraus zur Einhaltung eines dem aktuellen Prozessstadium jeweils vorzugebenden Abluftzustandes, die Saugleistung im Abluftbereich einer jeden Lagerposition bzw. Behälters, steuert und zur Einhaltung einer Substratfeuchte eine Nachfeuchtung des Rottegutes für jede Lageposition bzw. Behälter ermittelt und vorzugsweise, dass die Prozessregelung die Ausgangsgrössen der Abluft, nämlich Feuchte und Temperatur an die Nennwerte der Betriebsgrössen nachgeschalteter Filter bzw. Reinsgungsanlagen anpasst.
Durch die Erfassung der Temperatur, der Luftfeuchte, des Partialdruckes und der Luftmengen sowohl im Zuluft- als auch im Abluftbereich lässt sich der zugeführte und der abgeführte Wärmestrom ermitteln und aus der Differenz die Wärmetönung der Rotte während des Kompostierungsprozesses bestimmen. Somit wird der Energiehaushalt lückenlos überwacht und für eine dem Fortgang des Abbauprozesses förderliche Temperatur die durchgesaugte Luftmenge pro Zeiteinheit geregelt. Dies kann durch Leistungsanpassung des Sauggebläses, z. B. über die Drehzahl erfolgen, durch Drosselklappen oder durch intermittierendes Schliessen und Öffnen einer Klappe.
Der besondere Effekt liegt in der individuellen, exakten und prozessgerechten Steuerung des Durchsaugens nach der im aeroben Abbauprozess freigesetzten Reaktionswärme über die
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Wärmetönung aus der Differenzmessung der Wärmeströme, wobei sich die Klimatisierung der Halle, also die Aufrechterhaltung weitgehend gleich bleibender Luftqualität für die Beschäftigen sehr angenehm auswirkt. Dieses Kompostierungssystem führt zu einem optimalen Prozessablauf, der eine Verringerung des Bestandes der organischen Substanz innerhalb kürzest möglicher Zeit bewirkt. Die Abbauleistung (Abbaumenge pro Zeiteinheit) wird wesentlich verbessert.
Das massgebende Kriterium für die erfolgreiche Prozessführung wird auf einfache Weise erfasst, sodass ein Eingreifen durch Personal zur Aufrechterhaltung des Verrottungsablaufes nicht erforderlich ist. Der Luftmengenbedarf pro Zeiteinheit für die Aufrechterhaltung bzw. Einstellung zweckmässiger Verfah- rensparameter-wo im Falle einer Intensivrotte (z. B. 420C wasserdampfgesättigt) oder bei einer Nachrotte (z. B. 340C wasserdampfgesättigt) oder etwa auch für eine Trocknung (z. B. 50 C, 70% relative Luftfeuchte) - wird empirisch festgestellt und die Regelung des Luftstromes bzw. des Luftdurchsatzes, erfolgt über diese Kurve, bzw. Kurvenschar, im Prozessrechner, wobei der Luftstrom überschüssige Wärmemengen abtransportiert.
Das Regelsystem tastet sich an den Optimalzustand für den grösstmöglichen Abbau der biogenen Rückstände (Biomüll) bei geringstmöglichem Zeitaufwand heran.
Die Abluft aus dem Kompostierungsprozess kann so eingestellt werden, dass sich optimale Voraussetzungen, also angepasste Eingangswerte für die Nachbehandlung in Biofiltern ergeben.
Es ist zweckmässig, wenn ein Luftbefeuchter z. B. in einer Klimaanlage zur Erhöhung der Luftfeuchte der Prozessrohluft im Zuluftbereich des Rotteguters bzw. der Rottebehälter, unabhängig von einer allfälligen Befeuchtungseinrichtung des Rottegutes selbst, vorgesehen ist. Durch Vorbefeuchtung der zugeführten Prozessrohluft sind die durch prozessbedingte Zustandsänderung auftretenden Druckverluste im Belüftungssystem niedrig und gestatten damit eine ökonomische Gestaltung des Sauggebläses.
Aus dem Mollier-Diagramm folgen Druckdifferenzen, für die ein Sauggebläse im Abluftbereich ausgelegt sein muss. Durch Erhöhung der Luftfeuchte der Prozessrohluft, also eingangsseitig, ergibt sich eine betriebswirtschaftliche, vorteilhafte Dimensionierung des Sauggebläses, sodass der Einsatz von leistungsstärkeren Drehkolbengebläsen, die den Einbau von Sicherheitsventilen erfordern, nicht notwendig ist. Unabhängig von der Konditionierung der Prozessrohluft, insbesondere hinsichtlich ihrer Temperatur und der Feuchtigkeit, ist es zweckmässig, wenn zur Befeuchtung des Rottegutes selbst im Bereich der Rotte-Lagerpositionen, insbesondere in den Rotte-Behältern, über dem Rottegut Benetzungseinrichtungen, wie etwa Berieselungsanlagen, vorgesehen sind, deren Steuerventile an die Prozessregelung angeschlossen sind.
Die Feuchtigkeit der Rotte ist für den Ablauf des Kompostierungsprozesses wesentlich. Ein Nachfeuchten kann den Wärmehaushalt der mikrobiologischen Abläufe beeinflussen und wird über die Regelung aktiviert.
Ein konkretes, besonders zweckmässiges Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die als Rotte-Lagerpositionen vorgesehenen, insbesondere zum Be- und Entladen ortsverän- derlichen Rotte-Behälter in einem die Prozessrohluft enthaltenden klimatisierten Raum, z. B. einer Halle, mit regelbarer Lufttemperatur, Luftfeuchte und Luftdruck vorgesehen sind und die RotteBehälter, gegebenenfalls lösbar an die Absaugeinrichtung angeschlossen sind, wobei der Rechner den Luftdurchsatz jedes Rotte-Behälters individuell und dem Prozessverlauf im angeschlossenen Rotte-Behälter folgend, steuert und dass die Benetzungseinrichtungen zur Nachfeuchtung der Rotte individuell zuschaltbar sind.
Es wird also die Luft, beispielsweise in einer Halle, so konditioniert, dass sie als Prozessrohluft für eine Vielzahl von Rotte-Behältern zur Verfügung steht. Von dieser gemeinsamen Basis ausgehend, erfolgt jeweils eine genaue Anpassung an den Prozessablauf in jedem Rotte-Behälter durch die regelbare Saugleistung der durch die Behälter-Rotte durchgesaugten Prozessluft. Ferner ist die Feuchte des Rottegutes selbst individuell einstellbar. Um eine so genannte Rindenbildung im Rottekörper zu vermeiden, also die Ausbildung einer Oberschicht, die mangels vollständiger Einbindung in das Abbauverfahren bloss Ansätze einer Verrottung zeigt, ist es zweckmässig, wenn bei geschlossenen Rotte-Behältern die Durchsatzrichtung bzw. Durchströmrichtung der Prozessrohluft durch den Rottekörper umkehrbar ist und wenn die Umkehrung in Phasen erfolgt.
Die Anordnung der Kompostierung in einer Halle wird in zweckmässiger Weise so getroffen, dass die Absaugeinrichtung ein zentrales Gebläse, gegebenenfalls ein Drehkolbengebläse, mit Absaugleitungen umfasst, die im klimatisierten Raum in den Reaktionspositionen bzw. Kompostierungspositionen der Rotte-Behälter zum Anschluss an diese enden. Die Absaugleitung bzw
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- kanäle können im Boden des Raumes, insbesondere der Halle, geführt werden, in der die RotteBehälter in vorbestimmten Positionen während der Kompostierung ihres Inhaltes stehen. Dabei sind sie beispielsweise selbsttätig mit der Absaugleitung verbunden.
Diese Verbindung wird etwa durch einen Stutzen mit Ventil erreicht, das bei Vorhandensein eines Rotte-Behälters öffnet bzw. dann, wenn der Rotte-Behälter aus der Kompostierungsposition in die Lade- und bzw. oder Entladeposition innerhalb oder ausserhalb der Halle verfahren wird, dicht schliesst. Um die Prozesswärme rückzugewinnen ist es zweckmässig, wenn in den Absaugleitungen, insbesondere in der aus allen Rottechargen zusammengeführte Leitung, Wärmetauscher zur Abgabe der Prozesswärme, vorzugsweise an eine Wärmepumpe, vorgesehen sind. Wie bekannt, kann damit die Prozessrohluft erwärmt bzw. die Halle bedarfsgerecht klimatisiert werden. Die Wärmepumpe ermöglicht es, höhere Temperaturen zur Verfügung zu stellen, wie sie etwa im Fernwärmebereich oder bei der Erzeugung von Warmwasser benötigt werden.
Sowohl zum Zwecke der Rückführung als auch für die Abgabe an die Umgebung kann es zweckmässig sein, wenn eine Kühlung erfolgt und wenn in der Prozessabluftleitung zur Kühlung ein Anschluss zur Einspeisung von Frischluft vorgesehen ist.
Eine besondere Ausführung des Kompostierungssystems ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Klimaanlage der Prozess-Rohluft für den Rotteprozess einen Wäscher für Frischluft zu deren Zustandsänderung, und eine Heizeinrichtung, insbesondere den Kondensator einer von den AbluftSaugleitungen beaufschlagten Wärmepumpe, umfasst. Ein zentraler Abluftwäscher kann, insbesondere bei Kühlung der Prozessabluft durch Frischluft in der Saugleitung, bzw. nach dem Sauggebläse vorgesehen sein. Damit wird eine Sicherstellung der Luftfeuchte der Filterrohluft für nachfolgende Biofilter und bzw. oder zur Vorfilterung erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
In einer Halle 1 sind im Fussboden Luftführungskanäle als Absaugleltungen 2 vorgesehen, die von Anschlussstellen 3 zu einem Sauggebläse 4 führen. Über den Anschlussstellen 3 sind jeweils Rotte-Behälter 5 dargestellt, die aus einer strichliert dargestellten Position 6 nach dem Beladen In die Kompostierungsposition 7 und wieder zurück in die Position 6 zum Entladen nach Beendigung der Kompostierung verfahrbar sind. Die Rotte-Behälter 5 können selbstfahrend sein bzw. über ein Fördersystem in der Halle 1 längs- und querverschoben werden.
Die Halle 1 selbst wird über ein Gebläse 8 mit Frischluft versorgt, die über Wärmetauscher 9 beheizt und bzw. oder über eine Klimaanlage 10 temperiert, insbesondere gekühlt und auf die betriebswirtschaftlich günstigere Luftfeuchtigkeit gebracht werden kann. Der Wärmetauscher 9 nutzt die in der Abluft enthaltene Prozesswärme, wie dies durch den Wärmetauscher 11 dargestellt ist. Auch eine Rückführung der Abluft und eine Beimischung derselben zur Prozessrohluft ist möglich.
Die entsprechend klimatisierte bzw. konditionierte Prozessrohluft gelangt über einen Luftverteil kanal 19 in die Halle 1 und erfüllt diese zur Gänze. Die Rotte-Behälter 5 sind so aufgebaut, dass sie die Prozessrohluft aus der Halle 1 ansaugen können, wobei dies entweder dadurch erfolgt, dass die Behälter 5 oben offen sind oder dass entsprechende Schlitze in Wand und Decke vorgesehen sind, die bedarfsgerecht geöffnet oder geschlossen werden können. Die Rotte-Behälter 5 verfügen ferner noch im Bodenbereich über einen Anschluss, der mit seiner zugeordneten Anschlussstelle 3 im Hallenboden fluchtet. Auf bekannte Weise wird eine dichte Verbindung hergestellt, sobald der Rotte-Behälter 5 seine Kompostierungsposition einnimmt.
Das Sauggebläse 4 saugt nun die Prozessrohluft durch die Im Rotte-Behälter 5 bzw. in den Rotte-Behältern befindliche Rottegut, wobei der Luftdurchsatz für jeden Rotte-Behälter individuelle durch ein Regelorgan, wie beispielsweise eine Klappe 12, einstellbar ist.
Mindestens eine Messstelle 13 für Temperatur, Luftfeuchte, Luftmenge und Luftdruck ist in der Halle 1 für die Prozessrohluft vorgesehen. Ebenso werden diese Parameter Im Abluftbereich eines jeden Rotte-Behälters 5 an jeweils mindestens einer Messstelle 14 gemessen. Die Daten gelangen an einem Rechner 15, der die Wärmetönung des jeweiligen Kompostierungsprozesses in den einzelnen Rotte-Behältern fortwährend aus der Differenz der Wärmeströme ermittelt und die Belüftungsintensität bzw. die Prozesskohlung zwecks Einhaltung günstiger Bedingungen, insbesondere Prozesstemperaturen in der Rotte und günstiger Prozessrohluftzustände, regelt. Dies ist durch die Steuerleitung zur jeweiligen Klappe 12 und zu dem Frischluftgebläse 8 sowie das Sauggebläse 4 angedeutet.
Für die Einhaltung der erforderlichen Feuchte in der Rotte ist jedem Rotte-Behälter 5 eine Benetzungseinrichtung 16 zugeordnet, die ebenfalls über dem Rechner 15 gesteuert wird.
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Der Rechner erkennt das Vorhandensein eines Rotte-Behälters 5 in der Kompostierungsposition 7 und stellt durch ständig angepasste Prozesskühlung auf Grund der Regelung der Belüftungsintensität und durch gezieltes Nachfeuchten des Rottegutes den Prozessablauf zu jeder Zeit optimal ein. Dies kann auch unter Berücksichtigung der Einhaltung von Grenzwerten der Eingangsparameter von Biofiltern 17, 18 erfolgen. Letztere reduzieren die Geruchsbelastung auf ein unmerkliches Mass, wenn die Anlage ordnungsgemäss betreiben wird. Dies garantiert der Systemaufbau zusammen mit der Regelung. Die Prozessrohluft kann aus der Klimaanlage 10 auch über Leitungen den Rotte-Behältern 5 zugeführt werden. Insbesondere können weitere Rotte-Behälter auf diese Weise auch ausserhalb der Halle 1 aufgestellt werden.
Die erwähnte Wärmepumpe kann auch so betrieben werden, dass sie zur Kühlung der Prozessrohluft verwendet wird. Eine Wärmeabfuhr erfolgt dann über die Prozessabluft oder über ein Kühisystem.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kompostierungssystem mit offenen oder geschlossenen Rotte-Lagerpositionen, wie bei- spielsweise Rotte-Behältern, mit Messstellen im Abluftbereich, einer Belüftungs- und Ab- saugeinrichtung, wie z. B. einem Sauggebläse zum Durchsaugen von Prozessrohluft durch das Rottegut sowie mit einer Regelung des Prozessablaufes, dadurch gekennzeichnet, dass das Rottegut in den Lagerpositionen bzw.
Behältern (5) mit konditionierter Prozess- rohluft als Zuluft beaufschlagt ist, wobei die Temperatur und allenfalls die Feuchte, der
Partialdruck und die Menge der Luft einstellbar sind, dass zusätzlich zu den Messstellen (14) im Abluftbereich auch im Zuluftbereich Messstellen (13) angeordnet und diese Mess- stellen zur Ermittlung des Wärmestromes sowohl im Zuluft- als auch im Abluftbereich für die Messung von Temperatur, Feuchte, Druck, allenfalls Partialdruck und zumindest an einer Messstelle für die Menge der die Lagerposition bzw.
den Behälter (5) durchsetzen- den Luft ausgelegt und an einen Rechner eines von der im aeroben Abbauprozess (Rotte) freigesetzten Reaktionswärme geführten Prozessregiers (15) angeschlossen sind, der die
Wärmetönung der Rotte während des Prozessablaufs aus den Wärmeströmen im Zuluft- und Abluftbereich ermittelt und daraus zur Einhaltung eines dem aktuellen Prozessstadium jeweils vorzugebenden Abluftzustandes, die Saugleistung im Abluftbereich einer jeden La- gerposition bzw. Behälters (5), steuert und zur Einhaltung einer Substratfeuchte eine
Nachfeuchtung des Rottegutes für jede Lageposition bzw. Behälter (5) ermittelt und vor- zugsweise, dass die Prozessregelung (15) die Ausgangsgrössen der Abluft, nämlich Feuch- te und Temperatur, an die Nennwerte der Betriebsgrössen nachgeschalteter Filter bzw.
Reinigungsanlagen anpasst.