Zweck der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu ihrem Betrieb anzugeben, die eine wirtschaftliche Kompostierung von mindestens organische Bestandteile enthaltenden Abfällen angeben.
Gegenstand der Erfindung ist: a) eine Vorrichtung zum Kompostieren von mindestens organische Bestandteile enthaltenden Abfällen, die gekennzeichnet ist durch mehrere übereinander angeordnete Kammern, von denen die oberste Kammer eine Zuführvorrichtung für die zu behandelnden Abfälle und die unterste Kammer eine Abführvorrichtung zum Abführen des behandelten Materials aufweisen, wobei die Kammern durch mit verschliessbaren Öffnungen versehene sonst ungelochte Boden voneinander getrennt sind; durch ein in jeder Kammer angeordnetes Rührwerk, durch eine Vorrichtung zum Zuführen von Luft in die einzelnen Kammern und durch das in den Kammern zu behandelnde Material; durch eine Vorrichtung zur Änderung der Atmosphäre in den einzelnen Kammern; durch eine wenigstens in den oberen Kammern vorhandene Flüssigkeitszuführung;
ferner durch eine Tempera tur-überwachungseinrichtung, eine CO2-Überwachungs- einrichtung und eine Anzeigeeinrichtung für den Kom- postierungsgrad der in den Kammern zu behandelnden Materialien, sowie durch eine wenigstens für die oberen Kammern vorhandene Steuereinrichtung zur Steuerung des Behandlungsablaufs und zur Zuführung von Flüssigkeit und Luft;
ferner b) ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Abfälle in der obersten Kammer mindestens anfeuchtet und nach einer vorbestimmten Dauer in die darunterliegende Kammer überführt, worauf man einerseits in dieser das Material durchrührt und von unten her belüftet, wobei man die Temperatur des Materials unterhalb der Temperatur, bei welcher der mikrobiologische Abbau zum Erliegen kommt, hält und andererseits die erste Kammer mit frischen Abfällen füllt, und man weiter das zu behandelnde Material unter Wiederholung der Behandlung der zweiten Kammer in jeder darauffolgenden Kammer bis zur Abfuhrvorrichtung in der letzten Kammer fördert und dort abführt.
Es können mit der vorliegenden Vorrichtung und dem vorliegenden Betriebsverfahren die verschiedensten Abfälle, welche mindestens organische Bestandteile enthalten, verarbeitet werden, so insbesondere Haushaltsabfälle, wie Kehrricht.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes insbesondere anhand der Zeichnung näher erläutert; es stellen dar:
Fig. 1 eine Kompostierungsvorrichtung in schematischer Darstellung und im Längsschnitt; und
Fig. 2 einen Ausschnitt der Kompositerungsvorrich- tung der Fig. 1 in grösserem Massstab und im Längsschnitt.
Die in Fig. 1 gezeigte Kompostierungsvorrichtung 1 weist eine Reihe von übereinander angeordneten Kammern 2, 3, 4, 5, 6 und 7 auf. Dabei können die Kammern durch Unterteilung eines grossen zylindrischen Behälters durch mit vertikalen Abständen voneinander angeordneten Böden gebildet werden oder durch vertikales aber einandersetzen von einzelnen kleinen Kammern.
Die Kompostierungsvorrichtung 1 besitzt am oberen Ende einen Zuführtrichter 8, der zur Kammer 2 führt, und einen Abführstutzen 9 am unteren Ende der untersten Kammer 7 zum Abführen des kompostierten Materials. Der Zuführtrichter 8 und der Abführstutzen 9 sind mit Verschlusseinrichtungen 10 bzw. 11 versehen, die durch Antriebe 12 bzw. 13 betätigt werden. Diese Antriebe 12, 13 können handbetätigt sein, werden aber vorzugsweise kraftbetätigt ausgeführt und besitzen zweckmässigerweise zusätzlich eine Handhabe für den Gebrauch in Notfällen.
Unter dem Abführstutzen 9 liegt das Ende eines Fördergerätes, beispielsweise eines Förderbandes, zur Aufnahme des kompostierten Materials.
Die übereinanderliegenden Kammern 3, 4, 5, 6 und 7 sind durch ungelochte Böden 14, die lediglich eine verschliessbare Öffnung 15 aufweisen, voneinander getrennt. Die Ausbildung der Öffnung 15 ist in Fig. 2 näher dargestellt, wobei ein Antrieb 16 zum Öffnen und Verschliessen der Öffnung vorgesehen ist, der sowohl innerhalb als auch ausserhalb der Kammern 3, 4, 5, und 6 untergebracht sein kann.
Jede Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 enthält ein rotierendes Rührwerk 17, das eine Reihe von Rührarmen 18 aufweist, die sich von der Welle 19 weg erstrecken, die im Boden 14 der Kammern 2, 3, 4, 5, 6 und 7 angeordnet ist. Jedes Rührwerk 17 hat seinen eigenen Antrieb, der sich sowohl innerhalb als auch ausserhalb der Kammern befinden kann. Die Rührarme 18 können radial zur Welle 19 angeordnet sein, oder vorzugsweise sind sie, senkrecht zur Rotationsebene betrachtet, gekrümmt. Die Rührarme 18 haben untereinander den gleichen Abstand, liegen nahe am Boden 14 und erstrecken sich fast bis zur'Peripherie der Kammer.
Jeder Rührarm 18 hat eine vertikale Hinterfläche und eine nach unten und nach vorn von der oberen Kante des Rührarmes zur Höhe der unteren Kante der Hinterfläche geneigte Vorderfläche. Ferner ist im Rührarm ein Längskanal vorgesehen, der auf der Seite der Welle 19 an eine Luftzuführvorrichtung 20 und eine Flüssigkeitszuführvorrichtung 21 über rotierbare Kupplungen angeschlossen ist. Der Längskanal steht mit einer Reihe von längs des Rührarmes verteilten Öffnungen in Verb.n- dung, welche an der Hinterfläche münden und dort durch einen an der Hinterfläche angeordneten Schirm abgeschirmt sind.
Die oberen Kammern 2, 3, 4, 5 und 6 enthalten auch eine oder mehrere Sprühdüsen 23, die in Fig. 2 darge- stellt sind. Sie sind an eine Flüssigkeitszuführvorrichtung, die für jede Kammer 2, 3, 4, 5 und 6 gesondert steuerbar ist, angeschlossen.
Am oberen Teil der gebogenen Wand jeder Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 befindet sich ein als Klappenventil ausgebildetes Einlassventil 24, welches einen Luftzulass gestattet, sobald in der Kammer der Innendruck unter den Atmosphärendruck der Umgebung sinkt. Es ist ferner für die Kammern eine Absaugvorrichtung vorgesehen, die über eine Kammeröffnung 25, ein Ventil 26 und ein Gebläse 27 von allen Kammern 2, 3, 4, 5, 6 und 7 gemeinsam oder nur von einzelnen Kammern Gas absaugen kann. Die Sprühdüse 23 und die Flüssigkeitszuführvorrichtung 21 sind über Steuerventile (nicht dargestellt) an einer gemeinsamen Versorgungsleitung angeschlossen.
Durch diese kann je nach Bedarf Wasser oder eine stickstoffhaltige Flüssigkeit, beispielsweise eine Ammoniumsulfatlösung, zugeführt werden. Verriegelungsventile garantieren, dass durch die gemeinsame Versorgungsleitung gleichzeitig nur eine Art von Flüssigkeit zugeführt werden kann.
Die Luftzuführvprrichtung 20 gestattet ebenfalls die Versorgung jeder einzelnen Kammer, das heisst jedes Rührwerks 17, getrennt mit Luft. Die Luftzufuhrvorrichtung 20 kann ein einziges Gebläse aufweisen. Vorzugsweise verwendet man mehrere Gebläse, zweckmässigerweise für jede Kammer ein gesondertes Gebläse. In den unteren Kammern 3, 4, 5, 6 und 7 bewirkt die durch das Material strömende Luft eine Austrocknung desselben.
Dies erfordert eine stärkere Strömung als im Falle der oberen Kammer 2. Es ist deswegen zweckmässig, diese unteren Kammern 3, 4, 5, 6 und 7 durch ein separates Gebläse zu versorgen. Dadurch ist immer eine unabhängige Steuerung der Luftversorgung zu den unteren Kammern 3, 4, 5, 6 und 7 möglich.
Jede Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 besitzt auch ein Temperaturmessgerät, um in der Kammer die Temperatur des zu behandelnden Materials zu überwachen, sowie ein weiteres Temperaturmessgerät zur Überwachung der Temperatur der von dem zu behandelnden Material emittierten Gase. Zusätzlich besitzt noch jede Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 eine Vorrichtung zur Überwachung des CO2-Gehaltes.
Die Temperaturüberwachungsanlage jeder Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 kann zusammen mit der CO2-Überwa- chungsanlage verwendet werden, um automatisch die Kompostierungszustände in den Kammern 2, 3, 4, 5, 6 und 7 zu steuern.
Als Alternative kann man eine einzige CO2-Überwa- chungsanlage vorsehen, die einerseits mit jeder Kammer und andererseits mit einer automatischen Zyklusbasis verbunden sein kann.
Jede kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 kann auch eine Füllstandsüberwachungseinrichtung aufweisen, die beim Erreichen eines vorbestimmten Materialpegels eine weitere Flüssigkeitszufuhr unterbindet und/oder ein Ablassventil öffnet, um überschüssige Flüssigkeit abzulassen.
Die Einrichtung besteht aus einer Serie von Kammern 2, 3, 4, 5, 6 und 7, wobei sich die Verhältnisse in jeder Kammer unabhängig von denen in den anderen Kammern steuern lassen.
In jeder Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 wird das zu behandelnde Material nach Bedarf angefeuchtet, d urchge- rührt und mit Luft oder mit Luft und Wasser beaufschlagt, um den erforderlichen Grad der Kompostierung mit gar keiner oder sehr wenig anaerober Aktivität zu erreichen.
lEin typischer Behandlungsvorgang beginnt mit dem Füllen der obersten Kammer 2 mit einer Menge von Abfallmaterial, das dann je nach Feuchtigkeitgehalt bis zum richtigen Grad angefeuchtet wird. Es kann zweckmässig sein, die oberste Kammer 2 etappenweise zu beschicken.
Nachdem ein Teil des Materials eingeführt worden ist, lässt man genügend Zeit ablaufen, damit das bereits in der Kammer 2 befindliche Material genügend angefeuchtet wird, bevor weiteres Material in die Kammer 2 eingeführt wird. Die Zuführvorrichtung 10 sowie die Öffnung 15 zwischen Kammer 2 und 3 werden geschlossen. Dann beginnt die Rührbewegung sowie die Luftzufuhr zu den Rührarmen 18; die tMaterialtemperatur, die durch das Material emittierten IGase und der CO-Gehalt dieser Gase werden überwacht.
Sobald die Zersetzung beginnt, steigt die Temperatur des Materials wegen des aeroben Abbaus. Um einen stetigen Abbau zu gewährleisten, wird die Stofftemperatur so überwacht, dass sie nahe bei 540C liegt, diese aber nicht übersteigt. Temperatursteuerung kann durch Änderung des Rührgrades, der Grösse der Luftzufuhr zum Rührer, des Gasdurchsatzes durch die Kammer auf anderem Wege als über das Rührwerk 17 und des Feuchtigkeitsgehalts des Materials erzielt werden. Alle diese Parameter können einzeln oder kombiniert geändert werden. Um eine Überschreiten der maximalen Materialtemperatur zu vermeiden, ist es notwendig, zunächst die Wärmezeugung zu bremsen und damit die Luftströmung, die die Feuchtigkeit belüftet aus welcher die Bakterien den Sauerstoff beziehen, zu reduzieren.
Zweitens muss die Wärme und die Feuchtigkeit aus dem Material entfernt werden, was durch zunehmenden Rührgrad und Austreiben des Dampfes und/oder des warmen Gases aus dem Material in den freien Kammerraum über dem Material erreicht wird. Dieser Dampf und/oder warmes Gas wird aus der Kammer 2, 3, 4, 5, 6 und 7 durch Steigerung der durch öffnung 24 strömenden Luft und über das Ventil 26 durch Absaugen mittels des Ventilators 27 bewirkt.
Andererseits kann zur Steigerung der Materialtemperatur der Luftstrom durch das Rührwerk 17 gesteigert werden, wobei der Luftabzug durch das Ventil 26 auf einem Minimum gehalten wird. Wenn nach einer vorbestimmten Zeit die Temperatur nicht ansteigt wird Wasser auf das Material gesprüht, wobei die gesteigerte ELuftzu- fuhr durch das 'Rührwerk 17 beibehalten wird. Wird durch die Wasser- und die gesteigerte Luftzufuhr die Temperatur nicht gesteigert, kann die Kompostierung als nahezu beendet betrachtet werden.
In der Praxis hat man festgestellt, dass meistens der übermässige Temperaturanstieg gebremst werden muss und dass eine Erhöhung der Temperatur nur in den ersten Stufen des Verfahrens notwendig ist, wenn ein äusserst trockenes oder ein aussergewöhnlich wiederstandsfähiges Material zu behandeln ist. Reaktionslosigkeit gegenüber einer Temperatursteuerung kann ein Alarmsignal auslösen, damit die Charge beim Abführen aus der Kompo- stierungsvorrichtung überprüft wird und gegebenenfalls erneut zugegeben oder ausgesondert wird.
Die Kompostierungsvorrichtung arbeitet auf zyklischer Basis. Die Zyklusdauer wird durch den sKompo- stierungsgrad bestimmt. Die gesamte Behandlungsdauer muss gewährleisten, dass nach Behandlung und Durchgang durch die Kammern und nach dem Abführen des Materials aus der Kammer 6 das Material vollständig kompostiert ist. Dies ist erreicht, wenn die CO2 -Emission in der Atmosphäre der Kammer 6 ein so tiefes Niveau erreicht hat, dass der b.o.d. des degenerierten Materials auf den bei Böden als normal betrachteten Wert abgesunken ist.
Die oben beschriebene Art ist besonders geeignet zum Kompostieren von Haushaltabfällen, die täglich während einer Woche gesammelt werden. In jeder Kammer beträgt die Aufenthaltszeit des Materials 24 Stunden, aber dies kann, je nach Bedarf, am Wochenende und während der Ferienperiode ohne Gefahr gesteigert werden, da eine längere Aufenthaltszeit weder das Endpro dukt noch den Arbeitsprozess beeinträchtigt. Somit kann bei einer 5-Tage-Woche und mit einer 6-Kammer-Kompostierungsvorrichtung der Abfallanfall von 7 Tagen verarbeitet werden.
Die Zusammensetzung und dadurch der Kompostie- rungsgrad jeder in die Kompostierungsvorrichtung eingeführten Materialart kann sich von dem Grad der vorangehenden Materialarten unterscheiden und es ist wichtig, dass jede aMaterialart die seiner Zusammensetzung entsprechende Behandlung erhält. Wenn jede Kammer mit unabhängigen Steuerungen für die den Kompostierungsgrad beeinflussenden Faktoren versehen ist, kann eine befriedigende Behandlung in jeder Kammer erreicht werden.
Ein weiterer Vorteil bei dem Gebrauch von praktisch absolut separaten Kammern besteht darin, dass es möglich ist, das Rührwerk 17 als Zerkleinerungseinrichtung für das in der Kammer enthaltene Material zu verwenden.
Die unabhängige Regulierung der lArehgeschwindig- keit des Rührwerks 17 erlaubt eine grössere oder kleinere Drehgeschwindigkeit in einer Kammer einzustellen, die beispielsweise in einer anderen Kammer eine schädliche Wirkung hätte.
Dazu kommt noch, dass die oben beschriebene Ausführungsart den sehr grossen Vorteil hat, ein pathogen einwandfreies Endprodukt, d.h. ein kompostiertes Material, zu liefern. Die Temperaturüberwachungseinrichtung zeigt die vom Material in jeder Kammer erreichte Temperatur und die Zeit über welcher diese beibehalten wurde. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Material lange genug bei der richtigen Temperatur eingehalten wurde, um eine pathogene Reinheit zu erreichen.
Wenn das Material zu wenig organische Bestandteile aufweist, kann je nach Bedarf eine stickstoffhaltige Substanz beigefügt werden.
Es kann auch notwendig sein, eine bestimmte Teilchengrösse des Materials vor dem Beschicken der obersten Kammer 2 der Kompostierungsvorrichtung 1 einzustellen.
Haushaltabfälle können Kleidungsstücke und Fussbekleidungen, die eine Zerkleinerung benötigen, enthalten: eine geeignete Materialgrösse ist die, die durch ein Sieb mit 100 mm Maschenweite durchgeht. Andere Abfallsarten, zum Beispiel grobes Streu aus Geflügelzuchtfarmen oder Hülsen von Hülsenfrüchten aus einer Konservenfabrik benötigen normalerweise keine Zerkleinerung.
Es besteht auch die Möglichkeit dem Material beim Beschicken der Kammer 2 Abwasserschlamm zuzusetzen.
In einer anderen Ausführungsart der Erfindung kann das Material ohne Rühren in der obersten Kammer 2 bleiben, um eine Pilzentwicklung, die zum allgemeinen Zersetzungsprozess beiträgt, zu erreichen. In diesem Stadium kann der aerobe Abbau klein sein; er wird aber, in der oben beschriebenen Art, angeregt, nachdem das Material in die zweite Kammer 3 übertragen worden ist.
Je nach Bedarf können in jeder Stufe des Behandlungszyklus physikalische Zersetzungsanalysen des Materials gemacht werden. Hierzu können jedesmal beim Einbringen einer neuen Charge von Abfällen in die oberste Kammer 2 25 (oder ein Vielfaches von fünf) Rahmen an dem Dach der Kammer 2 so befestigt werden, dass sie in das Material eintauchen.
In jedem Rahmen ist ein Blatt aus pflanzlichem Material, beispielsweise aus Papier oder Holz oder ein Pflanzenblatt eingespannt. Nach dem übergeben des Materials von einer Kammer in die andere werden auch die Rahmen in der neuen Kammer analog der ersten Kammer aufgehängt. Während des zweiten Behandlungstages wird ein Fünftel der Rahmen herausgenom men, die Blätter aus den Rahmen entfernt in einer geeigneten Vorrichtung auf ihre Festigkeit überprüft.
Eine zu diesem Zweck geeignete Vorrichtung besteht aus einer flachen Basis mit einer öffnung an einem Ende und einer manuell drehbaren Trommel, die quer zur Ba sis am anderen Ende angeordnet ist. Über und parallel zur Basis ist mittels einem Paar vertikaler Stützen eine
Platte mit einer Öffnung vorgesehen, wobei sich diese Öffnung vertikal über der Basisöffnuno befindet. An der Seite der oberen Öffnung sind auf der Seite der Trommel ein Paar Stifte vorgesehen. Jede der beiden Stützen trägt einen Backen und eine Vorrichtung zum Vorspannen der Bakken an die obere Fläche der Platte. Ferner ist eine leichte Kette oder ein analog flexibles Glied um die Trommel gewickelt und am freien Ende mit einem Haken versehen.
Das aus dem Rahmen abgenommene Blatt wird auf der Platte mittels der Backen festgeklemmt, so dass es sich über die Plattenöffnung erstreckt. Dann wird die Kette von der Trommel abgezogen und der Haken in der Mitte des eingeklemmten Blattes zwischen den Enden der Plattenöffnung eingehängt. Der unaufgewickelte Teil der Kette wird zwischen dem Haken und der Trommel zwischen die zwei Stifte gelegt. Dann wird die Trommel so gedreht, dass die 'Kette zwischen den Stiften und dem Blatt herunter zu hängen beginnt und eine sich allmählich verlängernde Schlaufe bildet. Mit zunehmender Länge der Schlaufe wird das Blatt zunehmend belastet bis es zerrissen wird. Da die Festigkeit des Testmaterials proportional mit dem Zersetzungsgrad sinkt, kann die Schlaufen länge beim Zerreissen des Materials als einfaches Mass zur Feststellung des erreichten Zersetzungsstadiums herangezogen werden.
Die sich in der zweiten Kammer 3 am Ende des zweiten Tages des Zyklus befindenden Rahmen werden an die unteren IKammern zusammen mit dem zu behandelnden Material weiter gegeben. Die Rahmen werden einer nach den anderen nacheinander herausgenommen bis die letzten Rahmen zusammen mit dem Abführen des kompostierten Materials herausgenommen und ihre Blätter untersucht werden.
The purpose of the invention is to provide a device and a method for its operation, which specify an economical composting of waste containing at least organic components.
The object of the invention is: a) a device for composting waste containing at least organic components, which is characterized by several chambers arranged one above the other, of which the top chamber is a feed device for the waste to be treated and the bottom chamber is a discharge device for discharging the treated material have, the chambers being separated from one another by otherwise unperforated bases provided with closable openings; by an agitator arranged in each chamber, by a device for supplying air into the individual chambers and by the material to be treated in the chambers; by means of a device for changing the atmosphere in the individual chambers; by a liquid supply present at least in the upper chambers;
furthermore by a temperature monitoring device, a CO2 monitoring device and a display device for the degree of composting of the materials to be treated in the chambers, as well as by a control device present at least for the upper chambers for controlling the treatment process and for supplying liquid and Air;
Furthermore, b) a method for operating the device, which is characterized in that the waste in the uppermost chamber is at least moistened and, after a predetermined period of time, transferred to the chamber below, whereupon the material is stirred through and aerated from below, keeping the temperature of the material below the temperature at which microbiological degradation comes to a standstill and, on the other hand, filling the first chamber with fresh waste, and further the material to be treated, repeating the treatment of the second chamber in each subsequent chamber up to Discharge device promotes in the last chamber and discharges there.
With the present device and the present operating method, a wide variety of wastes which contain at least organic constituents can be processed, in particular household wastes such as rubbish.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail below, in particular with reference to the drawing; it represent:
1 shows a composting device in a schematic representation and in longitudinal section; and
FIG. 2 shows a detail of the composition device of FIG. 1 on a larger scale and in longitudinal section.
The composting device 1 shown in FIG. 1 has a number of chambers 2, 3, 4, 5, 6 and 7 arranged one above the other. The chambers can be formed by subdividing a large cylindrical container by floors arranged at vertical intervals from one another, or by placing individual small chambers vertically but one on top of the other.
The composting device 1 has at the upper end a feed funnel 8, which leads to the chamber 2, and a discharge nozzle 9 at the lower end of the lowermost chamber 7 for discharging the composted material. The feed funnel 8 and the discharge nozzle 9 are provided with closure devices 10 and 11, which are actuated by drives 12 and 13, respectively. These drives 12, 13 can be manually operated, but are preferably designed to be power operated and expediently also have a handle for use in emergencies.
The end of a conveyor device, for example a conveyor belt, for receiving the composted material lies under the discharge nozzle 9.
The chambers 3, 4, 5, 6 and 7 lying one above the other are separated from one another by unperforated bases 14 which only have one closable opening 15. The formation of the opening 15 is shown in more detail in FIG. 2, a drive 16 for opening and closing the opening being provided, which can be accommodated both inside and outside of the chambers 3, 4, 5 and 6.
Each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 contains a rotating agitator 17 which has a series of agitator arms 18 which extend away from the shaft 19 which is in the bottom 14 of the chambers 2, 3, 4, 5, 6 and 7 is arranged. Each agitator 17 has its own drive, which can be located both inside and outside the chambers. The agitator arms 18 can be arranged radially to the shaft 19, or they are preferably curved, viewed perpendicular to the plane of rotation. The stirring arms 18 are equidistant from one another, are close to the floor 14 and extend almost to the periphery of the chamber.
Each agitator arm 18 has a vertical rear surface and a front surface sloping downward and forward from the top edge of the agitator arm to the level of the lower edge of the rear surface. Furthermore, a longitudinal channel is provided in the agitator arm, which is connected on the side of the shaft 19 to an air supply device 20 and a liquid supply device 21 via rotatable couplings. The longitudinal channel is connected to a series of openings distributed along the agitator arm, which open out on the rear surface and are shielded there by a screen arranged on the rear surface.
The upper chambers 2, 3, 4, 5 and 6 also contain one or more spray nozzles 23, which are shown in FIG. They are connected to a liquid supply device which can be controlled separately for each chamber 2, 3, 4, 5 and 6.
On the upper part of the curved wall of each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 there is an inlet valve 24 designed as a flap valve, which allows air to be admitted as soon as the internal pressure in the chamber falls below the atmospheric pressure of the environment. A suction device is also provided for the chambers, which can extract gas from all chambers 2, 3, 4, 5, 6 and 7 together or only from individual chambers via a chamber opening 25, a valve 26 and a fan 27. The spray nozzle 23 and the liquid supply device 21 are connected to a common supply line via control valves (not shown).
Through this, water or a nitrogen-containing liquid, for example an ammonium sulfate solution, can be fed in as required. Locking valves guarantee that only one type of liquid can be supplied at the same time through the common supply line.
The air supply device 20 also allows each individual chamber, that is to say each agitator 17, to be supplied separately with air. The air supply device 20 may have a single fan. A plurality of fans are preferably used, expediently a separate fan for each chamber. In the lower chambers 3, 4, 5, 6 and 7, the air flowing through the material causes it to dry out.
This requires a stronger flow than in the case of the upper chamber 2. It is therefore advisable to supply these lower chambers 3, 4, 5, 6 and 7 with a separate fan. This means that the air supply to the lower chambers 3, 4, 5, 6 and 7 can always be controlled independently.
Each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 also has a temperature measuring device to monitor the temperature of the material to be treated in the chamber and another temperature measuring device to monitor the temperature of the gases emitted by the material to be treated. In addition, each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 has a device for monitoring the CO2 content.
The temperature monitoring system of each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 can be used together with the CO2 monitoring system to automatically control the composting conditions in chambers 2, 3, 4, 5, 6 and 7.
As an alternative, a single CO2 monitoring system can be provided, which can be connected to each chamber on the one hand and to an automatic cycle base on the other.
Each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 can also have a level monitoring device which, when a predetermined material level is reached, prevents further liquid supply and / or opens a drain valve to drain excess liquid.
The device consists of a series of chambers 2, 3, 4, 5, 6 and 7, whereby the conditions in each chamber can be controlled independently of those in the other chambers.
In each chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7, the material to be treated is moistened, stirred and pressurized with air or with air and water to the required degree of composting with no or very little anaerobic Activity to achieve.
A typical treatment process begins by filling the top chamber 2 with an amount of waste material, which is then moistened to the correct degree depending on the moisture content. It can be useful to load the top chamber 2 in stages.
After some of the material has been introduced, sufficient time is allowed to elapse so that the material already in the chamber 2 is sufficiently moistened before further material is introduced into the chamber 2. The feed device 10 and the opening 15 between chambers 2 and 3 are closed. Then the stirring movement begins and the air supply to the stirring arms 18; the material temperature, the IGases emitted by the material and the CO content of these gases are monitored.
As soon as the decomposition begins, the temperature of the material rises due to the aerobic degradation. In order to ensure constant degradation, the material temperature is monitored so that it is close to 540C, but does not exceed it. Temperature control can be achieved by changing the degree of agitation, the size of the air supply to the agitator, the gas flow rate through the chamber in other ways than via the agitator 17 and the moisture content of the material. All of these parameters can be changed individually or in combination. In order to avoid exceeding the maximum material temperature, it is necessary to first slow down the generation of heat and thus reduce the air flow that ventilates the moisture from which the bacteria draw their oxygen.
Second, the heat and moisture must be removed from the material, which is achieved by increasing the degree of agitation and expelling the steam and / or the warm gas from the material into the free chamber space above the material. This steam and / or warm gas is produced from the chamber 2, 3, 4, 5, 6 and 7 by increasing the air flowing through the opening 24 and via the valve 26 by suction by the fan 27.
On the other hand, the air flow through the agitator 17 can be increased in order to increase the material temperature, the air extraction through the valve 26 being kept to a minimum. If the temperature does not rise after a predetermined time, water is sprayed onto the material, the increased air supply through the agitator 17 being maintained. If the temperature is not increased by the water and the increased air supply, the composting can be regarded as almost finished.
In practice it has been found that the excessive rise in temperature usually has to be slowed down and that an increase in temperature is only necessary in the first stages of the process when an extremely dry or exceptionally resistant material is to be treated. Failure to react to a temperature control can trigger an alarm signal so that the batch is checked when it is discharged from the composting device and, if necessary, is added again or removed.
The composting device works on a cyclical basis. The cycle time is determined by the degree of composting. The entire duration of treatment must ensure that after treatment and passage through the chambers and after the material has been discharged from chamber 6, the material is completely composted. This is achieved when the CO2 emission in the atmosphere of chamber 6 has reached such a low level that the b.o.d. of the degenerated material has dropped to the value considered normal for soils.
The type described above is particularly suitable for composting household waste that is collected daily for a week. The material stays in each chamber for 24 hours, but this can be increased without risk at the weekend and during the holiday period, as required, since a longer stay does not affect the end product or the work process. With a 5-day week and a 6-chamber composting device, 7 days of waste can be processed.
The composition and thereby the degree of composting of each type of material introduced into the composting device can differ from the degree of the preceding types of material and it is important that each type of material receives the treatment appropriate to its composition. If each chamber is provided with independent controls for the factors influencing the degree of composting, satisfactory treatment can be achieved in each chamber.
Another advantage of using practically absolutely separate chambers is that it is possible to use the agitator 17 as a comminuting device for the material contained in the chamber.
The independent regulation of the rotational speed of the agitator 17 allows a higher or lower rotational speed to be set in one chamber which, for example, would have a harmful effect in another chamber.
In addition, the embodiment described above has the great advantage of producing a pathogenically perfect end product, i.e. a composted material. The temperature monitor shows the temperature reached by the material in each chamber and the time over which it was maintained. This can ensure that the material has been kept at the correct temperature long enough to achieve pathogenic purity.
If the material has too few organic components, a nitrogen-containing substance can be added as required.
It may also be necessary to set a certain particle size of the material before the top chamber 2 of the composting device 1 is charged.
Household waste may contain items of clothing and footwear that need to be shredded: a suitable size of material is that which will pass through a 100 mm mesh screen. Other types of waste, such as coarse litter from poultry farms or legume pods from a canning factory, do not usually require shredding.
It is also possible to add sewage sludge to the material when charging chamber 2.
In another embodiment of the invention, the material can remain in the uppermost chamber 2 without agitation in order to achieve fungus development which contributes to the general decomposition process. At this stage aerobic degradation can be small; however, it is excited in the manner described above after the material has been transferred into the second chamber 3.
If necessary, physical decomposition analyzes of the material can be carried out at each stage of the treatment cycle. For this purpose, every time a new batch of waste is introduced into the uppermost chamber 2 25 (or a multiple of five) frames can be attached to the roof of the chamber 2 in such a way that they are immersed in the material.
A sheet of plant material, for example paper or wood, or a plant leaf is clamped in each frame. After the material has been transferred from one chamber to the other, the frames are also hung in the new chamber in the same way as the first chamber. During the second day of treatment, a fifth of the frames are taken out and the leaves are removed from the frame and checked for strength in a suitable device.
A device suitable for this purpose consists of a flat base with an opening at one end and a manually rotatable drum which is arranged transversely to the base at the other end. Above and parallel to the base is one by means of a pair of vertical supports
Plate provided with an opening, this opening being located vertically above the base opening. A pair of pins are provided on the side of the upper opening on the side of the drum. Each of the two supports carries a jaw and a device for biasing the jaws against the upper surface of the plate. Furthermore, a light chain or an analog flexible link is wrapped around the drum and provided with a hook at the free end.
The sheet removed from the frame is clamped onto the plate by means of the jaws so that it extends over the plate opening. Then the chain is pulled off the drum and the hook is hung in the middle of the clamped sheet between the ends of the plate opening. The unwound part of the chain is placed between the hook and the drum between the two pins. Then the drum is rotated so that the chain begins to hang down between the pins and the sheet and forms a gradually lengthening loop. With increasing length of the loop, the sheet is increasingly stressed until it is torn. Since the strength of the test material decreases proportionally with the degree of decomposition, the loop length when the material is torn can be used as a simple measure to determine the decomposition stage reached.
The frames located in the second chamber 3 at the end of the second day of the cycle are passed on to the lower I chambers together with the material to be treated. The frames are taken out one by one until the last frames are taken out together with the removal of the composted material and their leaves are examined.