CH648011A5 - Arrangement for composting organic waste materials and sewage sludge, and process for the operation of this arrangement - Google Patents

Description

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PATENTANSRPÜCHE 1. Anordnung zum Kompostieren von organischen Abfällen sowie Klärschlamm, bestehend aus einem aufrechtstehenden Behälter von kreisförmigem Querschnitt, dem eine Zuführeinrichtung für das Kompostgut, eine Austragseinrichtung für den während des Aufenthaltes im Behälter hergestellten Kompost und eine Belüftungseinrichtung zum gesteuerten Belüften des den Behälter als Materialsäule von oben nach unten durchwandernden Kompostgutes zugeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Behälter (11) ist luftdicht verschlossen; b) die Zuführeinrichtung enthält eine Mischvorrichtung mit einer Förderschnecke (FS) zur Erzeugung des kompostieren den Gutes aus 10 bis 15 Volumenprozent Sägemehl, 20 bis 30 Volumenprozent kompostiertem Kompostgut und 55 bis 70 Volumenprozent Müll und Schlamm; c) der Zuführeinrichtung nachgeschaltet ist ein aus Kreisring scheiben (6, 7, 8) unterschiedlichen Durchmessers bestehen der Schleuderteller (1), dessen Drehzahl einstellbar ist, zum Zwecke, dass über die Abwurfkanten der einzelnen Kreis ringscheiben den auffallenden Schüttgutpartikeln des Gutes ein niveaugleiches Auffüllen des Behälters (11) bewirkende Wurfparabeln aufgezwungen werden; d) die Belüftungseinrichtung ist an der Sohle (13) des Behälters (11) angeordnet und weist in radialen, gegeneinander ver setzt angeordneten Rohren (BR1 -BR4) Belüftungsöffnungen (21) auf, deren mit einer von einem Gebläse (28) gespeisten Versorgungsleitung (23) gespeiste Zuleitungen (Stl-St4) über steuerbare Schaltventile (SV1SV4) geöffnet oder geschlossen werden können, und ist mit einer ein Sauggebläse (33) auf weisenden Abluftleitung (30) versehen; e) als Austragsvorrichtung dient eine Austragsschnecke (16), die von einem in den Behälter (11) ragenden Schwenkzylin der (15) getragen ist, wobei der Austragsschnecke (16) und dem Schwenkzylinder (15) je ein hydraulischer Antriebsmo tor (Ji bzw. M2) zugeordnet ist, die hydraulisch in Reihe geschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsöffnungen (11) gruppenweise zusammengefasst und in Sektoren (a-d) unterteilt angeordnet sowie über Zeitschaltwerke ZS1-ZS4) nacheinander an die gemeinsame Versorgungsleitung (23) anschaltbar sind, und dass die Öffnungszeiten der Schaltventile (SVI-SV4) sich gegenseitig überlappen.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (38) vorgesehen sind, welche die den Behälter von unten nach oben durchströmende Luft hinsichtlich ihrer Menge mittels des Druck- und Sauggebläses (28 bzw. 33) derart steuern, dass der CO2Gehalt der den Behälter (11) verlassenden Abluft zwischen 2 bis 5% liegt, und dass die Temperatur der eingeleiteten Luft auf +30 bis +50"C regelbar ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Antriebsmotoren (mol, M2) jeweils gleiches Schluckvolumen aufweisen und über je ein mechanisches Untersetzungsgetriebe mit der Austragsschnecke (16) und dem Schwenkzylinder (15) verbunden sind.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugvorrichtung (33) eine Filtervorrichtung (34) nachgeschaltet ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (23) mit einer Befeuchtungsvorrichtung verbunden ist.

7. Verfahren zum Betrieb der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Behälter von unten nach oben durchströmende Luft hinsichtlich ihrer Menge mittels des Druck- und Sauggebläses derart gesteuert ist, dass der CO2Ge- halt der den Behälter verlassenden Abluft zwischen 2 bis 5 Wo liegt, und dass die Luft mit einer Temperatur von + 30 bis +500C in die Materialsäule eingeleitet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Kompostieren von Kompostgut aus organischen Abfällen sowie Klärschlamm, bestehend aus einem aufrechtstehenden Behälter von kreisförmigem Querschnitt, dem eine Zuführeinrichtung für das Kompostgut, eine Austragseinrichtung für den während des Aufenthaltes im Behälter hergestellten Kompost und eine Belüftungseinrichtung zum gesteuerten Belüften des den Behälter als Materialsäule von oben nach unten durchwandernden Kompostgutes zugeordnet sind.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE-AS 2 253 009 bekannt. Dort soll bei genauer Einhaltung der den Rotteprozess beeinflussenden im wesentlichen durch die Luftzufuhr gesteuerten Parameter innerhalb der im Belüftungsreaktor befindlichen Materialsäule eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung sowie eine unterschiedliche Verteilung spezifischer Bakterien erreicht werden, was zu einer differenzierten, für den Rotteprozess optimalen aeroben und anaeroben Bakterientätigkeit führt.

Um als Endprodukt ein hygienisch einwandfreies, biologisch aktives wertvolles Humusmaterial zu gewinnen, ist jedoch eine genaue Steuerung des Rotteprozesses notwendig, andernfalls ist weder eine Optimierung, etwa was die Dauer des Prozesses und die Qualität des Endproduktes betrifft, noch seine Aufrechterhaltung zu erreichen.

Da bei dem bekannten Verfahren das zu verrottende Gut bei seinem Durchlauf durch einen oben offenen Belüftungsreaktor mittels eines einzigen Druckgebläses belüftet wird, ergeben sich eine Reihe von Schwierigkeiten. Die Materialsäule muss gegen atmosphärischen Druck belüftet werden, so dass eine sichere Führung des Druckes in der Materialsäule schwer möglich ist.

Durch übermässige Luftzufuhr wird die im Belüftungsreaktor befindliche Materialsäule ausgetrocknet, so dass die Bakterientätigkeit zum Erliegen kommt. Bei zu geringer Luftzufuhr steigt die Anzahl der Anaerobier stark an. Da die mit Partikeln, Schweb- und Geruchsstoffen angereicherte Luft nach dem Durchströmen der Materialsäule den Belüftungsreaktor verlässt, gelangt sie in die Atmosphäre, wodurch Umweltbelästigungen eintreten können. Ferner gelangen atmosphärische Niederschläge in die Materialsäule und verändern die Feuchtigkeit in der Materialsäule unkontrollierbar. Um den Feuchtigkeitsgehalt auf normale Werte zurückzuführen, müssen geheizte Luft und/oder trockene Kohlenstoffträger der Materialsäule im Übermass zugeführt werden.Infolge der geringen Geschwindigkeit, mit der die Materialsäule den Belüftungsreaktor durchwandert, dauert es relativ lange, bis die normalen Feuchtigkeitsverhältnisse sich wieder eingestellt haben. Eine falsche Luftzuführung verursacht schliesslich ebenfalls durch Kondensationsbildungen dem Rottevorgang abträgliche Vernässungen in der Materialsäule. In der kalten Jahreszeit führt in den offenen Belüftungsreaktor einfallende Kälte gleichfalls zu unerwünschter Kondenswasserbildung. Ferner wird bei unregelmässigem Austragen der Rotteprozess gestört, da hierdurch an der Sohle der Materialsäule, von wo aus ausgetragen wird, ebenfalls ein partielles Austrocknen erfolgt. Dies führt, wie die Erfahrung gezeigt hat, ebenfalls zu Veränderungen des biologischen Gleichgewichts in der Materialsäule. Neben unangenehmer Geruchsbelästigung kann dadurch auch der Rotteprozess vollständig zum Erliegen kommen.

Jedes partielle Austrocknen der Materialsäule führt ferner zu Unregelmässigkeiten im Wärmefluss und begünstigt das weitere Austrocknen, trockenes Material ist bekanntlich ein schlechterer Wärmeleiter als feuchtes Material. Die Bakterientätigkeit kommt erst partiell, dann insgesamt zum Erliegen und es findet ein Festbacken der Materialsäule im Belüftungsreaktor statt, was zu erheblichen Schwierigkeiten beim Austrag führt.

Die aus dem oben offenen Belüftungsreaktor entweichende Abluft enthält dann unverhältnismässig viele unangenehme Geruchsstoffe.

Die den Verlauf des biologischen Rotteprozesses bestimmende Luftzuführung in den Behälter ist daher auch von der Feuchtigkeit der eingefüllten Abfälle, insbesondere der Feuchtigkeit der Materialsäule im Belüftungsreaktor abhängig. Sie ist daher bei der Regelung der Luftzufuhr und damit verbunden des Angebotes an Sauerstoff an die Bakterien - ebenfalls zu berücksichtigen, um Unregelmässigkeiten im Verlauf des Rotteprozesses, insbesondere um ein überproportionales Anwachsen der anaerobischen Bakterienstämme und um eine Unterbrechung der Tätigkeit der Bakterien insgesamt zu verhindern.

Wird die Luft hierbei der Materialsäule von unten her gleichmässig über den Querschnitt verteilt zugeführt, um diese im Gegenstrom - also gegensinnig zur langsamen Bewegung der Materialsäule - zu belüften, so hat es sich gezeigt, dass trotz gleichmässiger Luftzufuhr über den gesamten Querschnitt der im Behälter befindlichen Materialsäule das ausgetragene Kompostgut unterschiedliche Feuchte und unterschiedlichen Verrottungsgrad aufweist. Wird beim Überschreiten eines empirisch zu findenden zulässigen Feuchtigkeitsgrades des ausgetragenen Kompostgutes der Luftdurchsatz erhöht, bis das ausgetragene Kompostgut die gewünschte Feuchtigkeit zeigt, so führt dies, wie die Erfahrung zeigt, zu Trockenzonen innerhalb der Materialsäule, was ebenfalls unerwünscht ist, da dann an dieser Stelle der Rotteprozess aussetzt.

Schliesslich ist, da es sich hier um quasi kontinuierliche Vorgänge handelt, auch das gleichmässige Zu- und Abführen von Kompostgut für den Rottevorgang entscheidend.

Damit stets gleiche Rotteverhältnisse innerhalb der Materialsäule herrschen, ist es erforderlich, dass der gewünschte Partialdruck in den einzelnen Höhenlagen des Haufwerkes (der Materialsäule) etwas konstant bleibt, um dem Druckgebläse stets einen gleichen Vordruck zu liefern. Das nachzufüllende Kompostgut muss also möglichst gleichmässig von oben nachgefüllt und an der Sohle der Materialsäule abgetragen werden.

Schliesslich ist auch das Kompostgut ehe es in den Behälter gefüllt wird, so aufzubereiten, dass es eine rottefähige Zusammensetzung, also ein rottefähiges C/N-Verhältnis, und einen möglichst gleichbleibenden Luftwiderstand für das Druckgebläse aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Anordnung zum Verrotten oder Kompostieren von organischen Abfällen und/oder Klärschlamm zu schaffen, die durch ihre apparative Ausbildung die eingangs genannten Forderungen zu erfüllen ermöglicht, so dass die jeweils innerhalb der Materialsäule befindlichen Abfälle beim Durchlaufen des Behälters so belüftet werden, dass eine optimale differenzierte Rotte stattfinden kann, also Aerobier und Anaerobier sowie Mikroorganismen wie alle Arten von Actinomyceten die ihnen genehmen Lebensbedingungen in unterschiedlichen biologischen Schichten innerhalb der Materialsäule finden, welche Schichten hierzu unterschiedliche Temperatur- und Sauerstoffverhältnisse aufweisen.

Diese Aufgabe ist gemäss der Erfindung gelöst durch folgende teilweise für sich allein bekannte Merkmale: a) der Behälter ist luftdicht verschlossen; b) die Zuführeinrichtung enthält eine Mischvorrichtung mit einer Förderschnecke zur Erzeugung des zu kompostieren den Gutes aus 10 bis 15 Volumenprozent Sägemehl, 20 bis 30 Volumenprozent kompostiertem Kompostgut und 55 bis 70 Volumenprozent organischer Abfälle wie kommunalem Klärschlamm oder Müll; c) der Zuführeinrichtung nachgeschaltet ist ein aus Kreisring scheiben unterschiedlichen Durchmessers bestehender Schleuderteller, dessen Drehzahl einstellbar ist, zum Zwek ke, dass über die Abwurfkanten der einzelnen Kreisring scheiben den auffallenden Schüttgutpartikeln des Kompost gutes ein niveaugleiches Auffüllen des Behälters bewirkende Wurfparabeln aufgezwungen werden; d) die Belüftungseinrichtung ist an der Sohle des Behälters an geordnet und weist in radialen, gegeneinander versetzt ange ordneten Rohren Belüftungsöffnungen auf, deren mit einer von einem Gebläse gespeisten Versorgungsleitung gespeiste Zuleitungen über steuerbare Schaltventile geöffnet oder ge schlossen werden können, und ist mit einer ein Sauggebläse aufweisenden Abluftleitung versehen; e) als Austragsvorrichtung dient eine Austragsschnecke, die von einem in den Behälter ragenden Schwenkzylinder getra gen ist, wobei der Austragsschnecke und dem Schwenkzylin der je ein hydraulischer Antriebsmotor zugeordnet ist, die hydraulisch in Reihe geschaltet sind.

Besondere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Mit Hilfe der erfindungsgemässen Anordnung wird die den Behälter durchströmende Luft gleichzeitig geblasen und gesaugt und ist der Behälter allseits geschlossen, so dass oberhalb des Reaktorinhalts ein Unterdruck erzeugbar ist. Demgemäss kann sowohl die Menge des durchgeleiteten Sauerstoffes als auch die Druckdifferenz zwischen Sohle und Decke des Behälters, demnach also der Partialdruck des Sauerstoffes in den unterschiedlichen Schichten der Materialsäule eingestellt werden. Im Zusammenwirken mit dem angewendeten Gegenstromverfahren ist damit eine einwandfreie Belüftung des gesamten Behälterinhalts gewährleistet und eine Anpassung des Partialdruckes an die Lebensverhältnisse der unterschiedlichen Arten von am Rotteprozess beteiligten Mikroorganismen möglich.Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass der Materialsäule im Behälter trotz der infolge der von unten nach oben strömenden Luft nach oben gedrückten, für die Hygienisierung äusserst wichtigen Wärmestauzone gegebenenfalls Feuchtigkeit zuführbar ist, so dass ein partielles oder vollständiges Austrocknen der Materialsäule mit Sicherheit verhindert werden kann. Ausserdem ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit der durch den Behälter geführten Luft auch bei Einhaltung der anderen oben genannten Parameter zu regeln, wodurch die Temperaturschichtung in der Materialsäule beeinflusst und optimiert werden kann.Insgesamt kann also aufgrund vorgegebener, durch Erfahrung gewonnener Sollwerte durch die Regelung der beiden Gebläse und der Feuchtigkeitszufuhr die Biologie in der Materialsäule so beeinflusst werden, dass der Rotteprozess unabhängig von der Fähigkeit von Bedienungspersonal, also ohne manuelle Eingriffe über beliebig lange Zeiträume optimal verläuft.

Vorzugsweise kann die Luft sektorweise eingeführt und nach Passieren einer bestimmten Materialschicht über diesem Sektor über die gesamte Materialsäule verteilt werden, so dass mit Hilfe der Belüftungseinrichtung partielle Vernässungen der den Behälter durchsetzenden Materialsäule durch eine partiell unterschiedliche Belüftung in einfacher Weise dadurch zu beheben sind, dass die am Austrag festgestellten nassen Zonen an der Sohle der Materialsäule stärker belüftet werden können als andere Zonen an der Sohle der Materialsäule. Es ist also eine sogenannte Zwangsbelüftung erreichbar, durch die die zu verrottende Materialsäule in ihrem Querschnitt partiell mehr oder weniger stark belüftet und somit der Wassergehalt des auszutragenden Kompostgutes, bezogen auf den jeweiligen Sektor, regulierbar ist. Es ist also sichergestellt, dass die gewünschte Beeinflussung nur innerhalb des betroffenen Sektors erfolgt. Die Öffnungszeiten der Schaltventile können sich überschneiden, womit sichergestellt werden kann, dass stets ein Luftdurchsatz durch die Materialsäule vorhanden ist. Ein weiterer Vorteil der Belüftungsvorrichtung ist darin zu sehen, dass die maximal zur Verfügung stehende Belüftungsleistung kurzfristig dazu benutzt werden kann, lediglich einen Sektor zu belüften, um so kurzfristig auftretende Verdichtungen und Vernässungen der Materialsäule zu beheben. Die Zuführeinrichtung und die Austragsvorrichtung sind so betrieben, dass jedes eingebrachte Partikel des Kompostgutes innerhalb der im Behälter befindlichen Materialsäule den Behälter in etwa 14 bis 20 Tagen durchwandert.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematiscche Darstellung der Anordnung gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine vergrösserte Darstellung der Kompostgut-Zuführeinrichtung, Fig. 3 eine vergrösserte Darstellung der Austragseinrichtung der Anordnung gemäss Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 ein Hydraulikschaltbild der Antriebsmotoren.

Auf einem im Erdboden gegnindeten Fundament 10 (vgl.

Fig. 3) ist ein im Querschnitt kreisförmiger Behälter 11 aufrechtstehend angeordnet, dessen Wandung wärmeisoliert ist und oben eine zentrische Einlassöffnung 4 sowie (Fig. 2) an der Sohle 13 eine ebenfalls zentrische Öffnung 14 aufweist. Durch diese Öffnung ragt der über einen in Fig. 5 dargestellten Motor M2 und über ein nicht dargestelltes Getriebe drehbare Schwenkzylinder 15 einer Austragsschnecke 16. Die Austragsschnecke 16 ist nahe der Sohle 13 des Behälters angeordnet und ist ebenfalls über ein in Fig. 5 dargestelltes Getriebe und einen Motor M1 angetrieben.

Oberhalb der Austragsschnecke 16 befindet sich im gefüllten Zustand des Behälters 11 eine Materialsäule HW (vgl. Fig. 1), die in ihrer obersten Schicht aus unverrottetem Müll und Schlamm und in ihrer untersten Schicht aus verrottetem Material besteht, welches durch die sich drehende Austragsschnecke abgetragen und zentrisch über einen Austrittsstutzen 18 ausgetragen wird. Für den Eintrag der zu verrottenden Abfälle ist am oberen Ende des Behälters eine Beschickungsvorrichtung 19 vorgesehen. Die aus Abfällen unterschiedlichen Verrottungsgrades bestehende Materialsäule durchwandert also langsam den Behälter 11 von oben nach unten.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, sind nahe der Sohle 13 des Behälters 11 jeweils im Abstand von 900 zueinander vier Belüftungsöffnungen 21 aufweisende Belüftungsrohre BRI bis BR4 angeordnet, die über je eine Steigleitung Stl bis St4, von denen jede ein elektromotorisch betätigbares Stellventil SVI bis SV4 aufweist, mit einer Ringleitung 23 verbunden sind. Die Ringleitung wird über eine Versorgungsleitung 25, in der ein von einem Motor einstellbares Stellventil 26 vorgesehen ist, von einem Druckgebläse 28 mit Druckluft gespeist.

Ferner sind an der Sohle des Behälters 11 vier Trennwände 29 vorgesehen, die die Belüftungsrohre überragen. Durch diese Anordnung werden für die Belüftung der Materialsäule HW einzelne mit Kies K aufgefüllte Sektoren a bis d gebildet, die jeweils von einem der Belüftungsrohre mit Frischluft versorgt werden und über denen die Austragsschnecke 16 sich erstreckt.

Mit der Versorgungsleitung 25 kann eine hier nicht dargestellte Befeuchtungseinrichtung verbunden sein.

Über eine Saugleitung 30, die in der Abdeckung 31 des Gehäuses 11 mündet und zu einem Sauggebläse 33 führt, wird das aus der Oberfläche der im Behälter befindlichen Materialsäule austretende LuftGasGemisch abgesaugt und über ein schematisch dargestelltes Filter 34 in die Atmosphäre geblasen. Ferner wird über eine getrennte Messleitung ML der CO2-Gehalt in der Abluft bestimmt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung soll nunmehr anhand der Fig. 1 beschrieben werden.

Die von dem Druckgebläse 28 angesaugte Frischluft wird über das Stellventil 26, die Ringleitung 23, die Steigleitungen Stl bis St4 und die Belüftungsrohre BR1 bis BR4 (Fig. 3 und 4) in den Behälter 11 gefördert, um dort die Materialsäule HW zu durchströmen. Über die Saugpumpe 33 wird oberhalb der Materialsäule ein Unterdruck erzeugt, so dass das am oberen Ende der Materialsäule austretende LuftGasGemisch abgesaugt und über ein Filter 34 gereinigt in die Atmosphäre überführt wird.

In Abhängigkeit beispielsweise des CO2-Gehaltes in der Abluft und eines vorgegebenen Sollwertes wird über einen Regler 38, der den das Stellventil 26 einstellenden Motor beeinflusst, der Luftdurchsatz durch die Materialsäule in vorbestimmter Weise gesteuert. Die Regelung erfolgt auf einen CO2Gehak von 2 bis 5%, vorzugsweise 3,5u/0.

Infolge der genannten Stellventile ST1 bis St4, die über Zeitschaltwerke ZS1 bis ZS4 zeitlich nacheinander aus der geschlossenen in die Offenstellung und nach einer vorbestimmten Zeit wieder zurück in die geschlossene Stellung überführt werden, erfolgt das Belüften der Materialsäule sektorweise nacheinander, z.B. in der Reihenfolge: Sektor a - Sektor b - Sektor c Sektor d - Sektor a usf. in jeweils gleichen aufgrund empirisch gefundenen Zeitabschnitten. Hierbei wird über den Regler 38 jeweils die aufgrund des vorgegebenen Sollwertes und der gemessenen Istwerte vorgegebene Luftmenge in die Materialsäule gefördert.Die in den jeweiligen Sektor eingeblasene Luft verteilt sich nach Passieren einer bestimmten Materialschicht über diesen Sektor über den gesamten Querschnitt der den Behälter von oben nach unten langsam durchwandernden Materialsäule und durchströmt diese im Gegenstrom, um nach dem Durchströmen in schon erwähnter Weise abgesaugt zu werden.

Eine Verstellung der Einstellung der Zeitschaltwerke ZS, also eine Änderung der vorgegebenen Belüftungszeit der einzelnen Sektoren, erfolgt im einfachsten Fall von Hand aufgrund der Feuchte des von der Austragsschnecke 16 gerade ausgetragenen Materials. Über eine nicht dargestellte mechanische Anzeige ist sichtbar, in welchem der Sektoren a bis d die Austragsschnecke sich gerade befindet, in Fig. 2 z.B. gerade im Sektor B. Zur Beeinflussung der Feuchtigkeit des gerade ausgetragenen Materials ist daher in diesem Falle die Einstellung des Zeitschaltwerkes ZS2 zu ändern. Sobald die Feuchte in diesem Abschnitt der Materialsäule wieder stimmt, wird die Verstellung rückgängig gemacht. Selbstverständlich kann das Einstellen der Zeitschaltwerke auch über einen von einem im Austrag 18 angeordneten Feuchtigkeitsmesser beeinflussten Regler erfolgen.

Die Zuführeinrichtung 19 besteht, wie Fig. 2 zeigt, aus einer Trogfördereinrichtung TF, die auf einer Abdeckplatte 3 mit Hilfe eines Flansches 2 mit dem Behälter 11 lösbar verbunden ist.

In einer zylindrischen Öffnung 4 sitzt eine Anordnung A zum niveaugleichen Auffüllen des Behälters 11, die einen Antriebsmotor M, ein damit verbundenes Getriebe G, den bereits genannten waagerechtliegenden Trogförderer TF, eine senkrecht angeordnete Förderschnecke FS und einen Schleuderteller ST umfasst.

Der Schleuderteller besteht aus mehreren waagerecht angeordneten Kreisringscheiben 6, 7 und 8, die unterschiedliche Durchmesser D und unterschiedliche Breite B aufweisen und an einer drehbar gelagerten senkrechtstehenden Welle 10 in festen Höhenabständen H starr befestigt sind. Beispielsweise beträgt der Aussendurchmesser der kleinsten Kreisringscheibe 6 ca.

zweihundert, der mittleren Kreisringscheibe 7 ca. vierhundert und der grössten Kreisringscheibe 8 ca. sechshundert Millimeter, während ihr gegenseitiger Abstand H ca. 100 mm beträgt.

Die unterste Kreisringscheibe 6 ist an einer mit der Welle 10 (Fig. 2) fest verbundenen Nabe 41 angeschweisst. Über angeschweisste Distanz Stücke 42 sind die weiteren Kreisringscheiben 7 und 8 untereinander und mit der Kreisringscheibe 6 starr verbunden, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass durch die DistanzStücke keine Unwuchten entstehen und die Kreisringscheibe mit dem grössten Durchmesser der Förderschnecke FS zugewandt ist. Mit der Oberfläche der genannten Kreisring scheibe 8 sind Radialschaufeln 43 verbunden, um auf ihre Oberfläche fallendes Gut besser abwerfen zu können.

Auf der Welle 10 ist ferner die senkrecht angeordnete Förderschnecke FS befestigt, die in den Trograum 45 des Trogförderers TF ragt, der über eine Öffnung 46 mit Schüttgut beschicht wird.

Zwischen Förderschnecke FS und oberer Kreisringscheibe 8 befindet sich eine radiale Schlitze 48 aufweisende Dosierscheibe 47.

Der Trogförderer TF weist ebenfalls eine in Seitenteilen 49 und 50 des Gehäuses 51 drehbar gelagerte Förderschnecke 52 auf, die über ein Keilriemenrad 53 angetrieben ist. Anstelle einer Förderschnecke kann selbstverständlich auch eine Förderkette Verwendung finden. Die Welle 10 ist im Gehäuse 51 mittels eines Lagers 54 und bei 55 mittels eines Fusslagers drehbar gelagert und wird über einen Keilriemen 57 und das Getriebe G von dem Motor M angetrieben. Der Trogförderer TF weist vorzugsweise einen eigenen Antrieb auf, der hier nicht dargestellt ist.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Zuführeinrichtung ist folgende: Das bei 46 aufgegebene Schüttgut, in Form von zu kompostierendem Gut, also beispielsweise zerkleinerter Müll mit einer Korngrösse bis 5 cm oder Klärschlamm, beispielsweise in pelletierter Form, wird durch den Trogförderer TF zur Förderschnecke FS gebracht und von dieser durch die Schlitze 48 ausgeworfen. Vorzugsweise wird ein Gemisch aus 10 bis 15 Volumenprozent Sägemehl, 20 bis 30 Volumenprozent kompostiertem Gut und 55 bis 70 Volumenprozent organischen Abfällen wie kommunalem Klärschlamm oder Müll zugeführt. Das ausgeworfene Gut fällt auf die einzelnen Kreisringscheiben 6 bis 8 des vom Motor M in Drehung versetzten Schleudertellers und gelangt dort durch die Zentrifugalkraft nach aussen, von wo es über die Abwurfkanten in den Behälter 11 abgeworfen wird.

Infolge der unterschiedlichen Breite der einzelnen Kreisringscheiben erhält die Kreisringscheibe 8 eine grössere Materialmenge zugeteilt als die ihr nachgeschalteten Kreisringscheiben 7 und 6. Die Drehzahl der Welle 10, die Durchmesser D und Breiten B der einzelnen Kreisringscheiben sowie ihre Höhenabstände H sind nun so gewählt, dass unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Abwurfshöhe den einzelnen die Abwurfkanten verlassenden Schüttgutpartikeln von der Schwer- und Fliehkraft abhängige Wurfparabeln aufgezwungen werden, so dass sie in annähernd gleicher Schichtdicke auf der Oberfläche der bereits im Behälter befindlichen Materialsäule abgelagert werden. Auf diese Weise erfolgt ein niveaugleiches, also ebenes Auffüllen des Behälters.Eine im Behälter befindliche Materialsäule kann also bei ständigem Austrag an deren Sohle durch die beschriebene Anordnung durch ständige Zuführung von Material auf gleicher Höhe gehalten werden, wobei die ausgefüllte Oberfläche der Materialsäule stets annähernd eben gehalten ist, ohne dass zusätzliche Verteilungsorgane hierfür vorzusehen sind.

Eine solche Materialsäule bietet also einen annähernd gleichen Luftwiderstand für das Gebläse 28.

Durch Ändern der Drehzahl der Welle 10 mittels des genannten Getriebes G kann die Abwurfhöhe, bei der ein niveaugleiches Auffüllen mit Schüttgut erfolgt, geändert werden, so dass der Behälter 11 auch vom leeren Zustand aus niveaugleich aufgefüllt werden kann.

Die Austragseinrichtung besteht, wie die Fig. 3 und 5 zeigen, aus der bereits erwähnten Austragsschnecke 16, die in dem Schwenkzylinder 15 drehbar gelagert ist. Der Antrieb von Austragsschnecke und Schwenkzylinder ist in Fig. 5 gezeigt.

Wie der dort stark schematisch dargestellte Hydraulikschaltplan zeigt, wird das für den Betrieb des die Austragsschnecke antreibenden Hydraulikmotors M1 und des den Schwenkzylinder antreibenden Hydraulikmotors M2 notwendige Druckmedium mit Hilfe einer von einem Antriebsmotor AM angetriebenen Regelpumpe RP geliefert. Das Druckmedium wird über eine Leitung 60 einem Druckspeicher SP und über ein Sicherheitsventil V1 und eine Leitung 61 dem Hydraulikmotor M2 für den Antrieb des Schwenkzylinders 15 und über eine Leitung 62, eine Drehdurchführung DD - die infolge des sich drehenden Schwenkzylinders notwendig ist - und eine Leitung 63 dem Hydraulikmotor M1 für den Antrieb der Austragsschnecke 16 sowie über eine Leitung 64 die Drehdurchführung und eine Leitung 65 zur Regelpumpe RP zurückgeführt. Eine Leitung 66 bildet einen zum Ölsumpf OS führenden Bypass für die Regelpumpe.Für den Hydraulikmotor M2 ist ein weiterer Bypass vorgesehen, der von einem druckabhängig schaltenden Schaltventil SV und die Leitungsstücke 67 und 67 gebildet ist.

Die als Antriebsmotoren für die Austragsschnecke und den Schwenkzylinder dienenden schnellaufenden Hydraulikmotoren M1 und M2, die die Förder- und Vorschubbewegungen erzeugen, weisen gleiches Schluckvolumen, also gleiche Leistungen auf und sind, wie Fig. 5 zeigt, hydraulisch in Reihe geschaltet.

Die Hydraulikmotoren M1 und M2 sind daher gegeneinander austauschbar. Durch diese Reihenschaltung sind die Drehzahlen von Austragsschnecke und Schwenkzylinder miteinander gekoppelt, wobei das Übersetzungsverhältnis über einen nicht dargestellten einstellbaren Exzenter veränderbar, also an unterschiedliches auszutragendes Material oder an unterschiedliche Grössen von Rottebehältern oder Silos anpassbar ist. Durch den in Abhängigkeit des Druckes vor dem Hydraulikmotor M2 einschaltbaren Bypass wird bei etwa eintretenden unerwünschten Verdichtungen der Materialsäule vor der Austragsschnecke der die Förderbewegung erzeugende Hydraulikmotor M1 allein weiterbetrieben, um das die Verdichtung hervorrufende Material austragen zu können.Ein Wirksamwerden des die Regelpumpe RP direkt mit dem Ölsumpf OS verbindenden Bypasses - Leitung 66 - tritt erst ein, wenn auch der Hydraulikmotor M1 infolge von Störungen vom Druckmedium nicht mehr durchflossen werden kann.

Bei einem Durchmesser des Rottebehälters 11 von ca. 6 m und einem Durchmesser der Austragsschnecke von ca. 250 mm, einem Füllungsgrad der Austragsschnecke von ca. 50%, was einer Auflockerung des auszutragenden Materials von 1 : 2 entspricht, und einem Vorschub von ca. 5,52 mm pro Umdrehung der Austragsschnecke beträgt das Übersetzungsverhältnis zwischen Förder- und Vorschubbewegung ca. 1 : 3590. Der Leistungsbedarf für die Antriebseinrichtung beträgt ca. 3 bis 4 kW.

Die Erfindung betrifft auch ein vorteilhaftes Verfahren zum Betrieb der beschriebenen Anordnung, gemäss welchem die den Behälter von unten nach oben durchströmende Luft hinsichtlich ihrer Menge mittels des Druck- und Sauggebläses derart gesteuert wird, dass der CO2Gehalt der den Behälter verlassenden Abluft zwischen 2 bis 500 liegt, und dass die Luft mit einer Temperatur von etwa + 30 bis + 50"C in die Materialsäule eingeleitet wird.

Claims (7)

PATENTANSRPÜCHE

1. Anordnung zum Kompostieren von organischen Abfällen sowie Klärschlamm, bestehend aus einem aufrechtstehenden Behälter von kreisförmigem Querschnitt, dem eine Zuführeinrichtung für das Kompostgut, eine Austragseinrichtung für den während des Aufenthaltes im Behälter hergestellten Kompost und eine Belüftungseinrichtung zum gesteuerten Belüften des den Behälter als Materialsäule von oben nach unten durchwandernden Kompostgutes zugeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) der Behälter (11) ist luftdicht verschlossen; b) die Zuführeinrichtung enthält eine Mischvorrichtung mit einer Förderschnecke (FS) zur Erzeugung des kompostieren den Gutes aus 10 bis 15 Volumenprozent Sägemehl, 20 bis 30 Volumenprozent kompostiertem Kompostgut und 55 bis 70 Volumenprozent Müll und Schlamm; c) der Zuführeinrichtung nachgeschaltet ist ein aus Kreisring scheiben (6, 7, 8) unterschiedlichen Durchmessers bestehen der Schleuderteller (1), dessen Drehzahl einstellbar ist, zum Zwecke, dass über die Abwurfkanten der einzelnen Kreis ringscheiben den auffallenden Schüttgutpartikeln des Gutes ein niveaugleiches Auffüllen des Behälters (11) bewirkende Wurfparabeln aufgezwungen werden; d) die Belüftungseinrichtung ist an der Sohle (13) des Behälters (11) angeordnet und weist in radialen, gegeneinander ver setzt angeordneten Rohren (BR1 -BR4) Belüftungsöffnungen (21) auf, deren mit einer von einem Gebläse (28) gespeisten Versorgungsleitung (23) gespeiste Zuleitungen (Stl-St4) über steuerbare Schaltventile (SV1SV4) geöffnet oder geschlossen werden können, und ist mit einer ein Sauggebläse (33) auf weisenden Abluftleitung (30) versehen; e) als Austragsvorrichtung dient eine Austragsschnecke (16), die von einem in den Behälter (11) ragenden Schwenkzylin der (15) getragen ist, wobei der Austragsschnecke (16) und dem Schwenkzylinder (15) je ein hydraulischer Antriebsmo tor (Ji bzw. M2) zugeordnet ist, die hydraulisch in Reihe geschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsöffnungen (11) gruppenweise zusammengefasst und in Sektoren (a-d) unterteilt angeordnet sowie über Zeitschaltwerke ZS1-ZS4) nacheinander an die gemeinsame Versorgungsleitung (23) anschaltbar sind, und dass die Öffnungszeiten der Schaltventile (SVI-SV4) sich gegenseitig überlappen.

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (38) vorgesehen sind, welche die den Behälter von unten nach oben durchströmende Luft hinsichtlich ihrer Menge mittels des Druck- und Sauggebläses (28 bzw. 33) derart steuern, dass der CO2Gehalt der den Behälter (11) verlassenden Abluft zwischen 2 bis 5% liegt, und dass die Temperatur der eingeleiteten Luft auf +30 bis +50"C regelbar ist.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen Antriebsmotoren (mol, M2) jeweils gleiches Schluckvolumen aufweisen und über je ein mechanisches Untersetzungsgetriebe mit der Austragsschnecke (16) und dem Schwenkzylinder (15) verbunden sind.

5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugvorrichtung (33) eine Filtervorrichtung (34) nachgeschaltet ist.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (23) mit einer Befeuchtungsvorrichtung verbunden ist.

7. Verfahren zum Betrieb der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Behälter von unten nach oben durchströmende Luft hinsichtlich ihrer Menge mittels des Druck- und Sauggebläses derart gesteuert ist, dass der CO2Ge- halt der den Behälter verlassenden Abluft zwischen 2 bis 5 Wo liegt, und dass die Luft mit einer Temperatur von + 30 bis +500C in die Materialsäule eingeleitet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Kompostieren von Kompostgut aus organischen Abfällen sowie Klärschlamm, bestehend aus einem aufrechtstehenden Behälter von kreisförmigem Querschnitt, dem eine Zuführeinrichtung für das Kompostgut, eine Austragseinrichtung für den während des Aufenthaltes im Behälter hergestellten Kompost und eine Belüftungseinrichtung zum gesteuerten Belüften des den Behälter als Materialsäule von oben nach unten durchwandernden Kompostgutes zugeordnet sind.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus der DE-AS 2 253 009 bekannt. Dort soll bei genauer Einhaltung der den Rotteprozess beeinflussenden im wesentlichen durch die Luftzufuhr gesteuerten Parameter innerhalb der im Belüftungsreaktor befindlichen Materialsäule eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung sowie eine unterschiedliche Verteilung spezifischer Bakterien erreicht werden, was zu einer differenzierten, für den Rotteprozess optimalen aeroben und anaeroben Bakterientätigkeit führt.

Um als Endprodukt ein hygienisch einwandfreies, biologisch aktives wertvolles Humusmaterial zu gewinnen, ist jedoch eine genaue Steuerung des Rotteprozesses notwendig, andernfalls ist weder eine Optimierung, etwa was die Dauer des Prozesses und die Qualität des Endproduktes betrifft, noch seine Aufrechterhaltung zu erreichen.

Da bei dem bekannten Verfahren das zu verrottende Gut bei seinem Durchlauf durch einen oben offenen Belüftungsreaktor mittels eines einzigen Druckgebläses belüftet wird, ergeben sich eine Reihe von Schwierigkeiten. Die Materialsäule muss gegen atmosphärischen Druck belüftet werden, so dass eine sichere Führung des Druckes in der Materialsäule schwer möglich ist.

Durch übermässige Luftzufuhr wird die im Belüftungsreaktor befindliche Materialsäule ausgetrocknet, so dass die Bakterientätigkeit zum Erliegen kommt. Bei zu geringer Luftzufuhr steigt die Anzahl der Anaerobier stark an. Da die mit Partikeln, Schweb- und Geruchsstoffen angereicherte Luft nach dem Durchströmen der Materialsäule den Belüftungsreaktor verlässt, gelangt sie in die Atmosphäre, wodurch Umweltbelästigungen eintreten können. Ferner gelangen atmosphärische Niederschläge in die Materialsäule und verändern die Feuchtigkeit in der Materialsäule unkontrollierbar. Um den Feuchtigkeitsgehalt auf normale Werte zurückzuführen, müssen geheizte Luft und/oder trockene Kohlenstoffträger der Materialsäule im Übermass zugeführt werden.Infolge der geringen Geschwindigkeit, mit der die Materialsäule den Belüftungsreaktor durchwandert, dauert es relativ lange, bis die normalen Feuchtigkeitsverhältnisse sich wieder eingestellt haben. Eine falsche Luftzuführung verursacht schliesslich ebenfalls durch Kondensationsbildungen dem Rottevorgang abträgliche Vernässungen in der Materialsäule. In der kalten Jahreszeit führt in den offenen Belüftungsreaktor einfallende Kälte gleichfalls zu unerwünschter Kondenswasserbildung. Ferner wird bei unregelmässigem Austragen der Rotteprozess gestört, da hierdurch an der Sohle der Materialsäule, von wo aus ausgetragen wird, ebenfalls ein partielles Austrocknen erfolgt. Dies führt, wie die Erfahrung gezeigt hat, ebenfalls zu Veränderungen des biologischen Gleichgewichts in der Materialsäule. Neben unangenehmer Geruchsbelästigung kann dadurch auch der Rotteprozess vollständig zum Erliegen kommen.

Jedes partielle Austrocknen der Materialsäule führt ferner zu Unregelmässigkeiten im Wärmefluss und begünstigt das weitere Austrocknen, trockenes Material ist bekanntlich ein schlechterer Wärmeleiter als feuchtes Material. Die Bakterientätigkeit kommt erst partiell, dann insgesamt zum Erliegen und es

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