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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Kompostierung von Müll bzw. Müll Abwasser-Schlammgemischen durch thermische Rotte, bei dem der Müll bzw. die Gemische zerkleinert und die nicht kompostierbaren Bestandteile durch Absieben des zerkleinerten Materials ausgesondert werden und das aufbereitete Material zu einer Miete aufgesetzt und bis zur fertigen Rotte sich selbst überlassen wird, und bei dem das aufbereitete Material zu einer Lage von vorbestimmter Höhe unter Bewahrung des Zutrittes der Atmosphäre unter die ganze Fläche der Lage und zu senkrechten Lüftungskaminen gleichmässig geschichtet, diese Lagen eine Zeitlang, d.h.
bis zur Erzielung eines überwiegend durch Verfilzung sich ergebenden inneren Haltes der Schichtung sich selbst überlassen, danach eine weitere Lage vorbestimmter gleichmässiger Höhe auf die erste Lage aufgembracht und diese bis zur inneren Verfestigung durch Verfilzung sich selbst überlassen wird und danach weitere Lagen unter Einhaltung des gleichen Verfahrensablaufes aufgebaut werden, wobei der natürliche Luftzutritt zu einem Luftfilterbett der Miete während der Schichtungsvorgänge durch eine Zuführung von Luft von geringem Überdruck unterstützt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft hinsichtlich Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit so konditioniert zugeführt wird, dass der durch die aus der Miete austretende Luft bewirkte Wasserverlust ausgeglichen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte Luft auf mindestens 20"C und maximal 60"C envärmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung der zuzuführenden Luft in dem Mass vorgenommen wird, in dem der Mietenkörper sich durch den thermischen Rottevorgang erwärmt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der zuzuführenden Luft in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder des CO2 Gehaltes und/oder des O2-Gehaltes in der untersten Schicht des Mietenkörpers gesteuert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einstellung der erforderlichen relativen Luftfeuchtigkeit der zuzuführenden Luft Wasser in den warmen Luftstrom eingedüst wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl für die Aufheizung als auch die Einstellung der relativen Feuchtigkeit der zuzuführenden Luft Wasserdampf zugegeben wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwärmen der Luft unmittelbar, z.B. durch Zugeben von heisser Abluft durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufwärmen der Luft mittelbar über Wärmeaustauscher, z.B. durch Ausnutzung von Abwärme, z.B. von heissen Rauchgasen, vorgenommen wird.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompostierung von Müll bzw. Müll-Abwasser-Schlammgemischen durch thermische Rotte, bei dem der Müll bzw. die Gemische zerkleinert und die nicht kompostierbaren Bestandteile durch Absieben des zerkleinerten Materials ausgesondert werden und bei dem das aufbereitete Material zu einer Miete aufgesetzt und bis zur fertigen Rotte sich selbst überlassen wird.
Um das Material zur Durchführung einer aeroben Verrottung bis zur vollständigen Hygienisierung mittels Mieten zu kompostieren, die bis zu Höhen von etwa 5 bis 6 m aufgeschichtet sind, ohne dass es notwendig ist, in dem Mietenkörper für die Deckung des Sauerstoffbedarfs horizontale Hohlräume zu schaffen, die arbeitsaufwendig sind, wird das Kompostierungsverfahren durch Aufsetzen der Miete in Schichten durchgeführt. Das aufbereitete Material wird zu einer Lage in Höhen von etwa 1,20 m bis 1,50 m unter Bewahrung des Zutrittes der Atmosphäre unter die ganze Fläche der Lage und zu senkrechten Lüftungskaminen gleichmässig geschichtet, worauf diese Lage eine Zeitlang, d.h. bis zur Erzielung eines überwiegend durch Verfilzung sich ergebenden inneren Haltes der Schichtung, sich selbst überlassen wird.
Danach wird eine weitere Lage vorbestimmter gleichmässiger Höhe auf die erste Lage aufgebracht und diese bis zur inneren Verfestigung durch Verfilzung sich selbst überlassen. Alsdann werden weitere Lagen unter Einhaltung des gleichen Verfahrensablaufes aufgebaut. Danach kann frühestens nach vollendeter Verfilzung oder Verrottung der obersten Lage das gesamte aus den Lagen gebildete Haufwerk zur weiteren Nutzung abgetragen werden. Bei einer solchen Aufsetztechnik ist die Gewähr gegeben, dass der Mietenkörper imstande ist, die Hygienisierung des Müllmateri als vollständig durchzuführen.
Durch das zeitlich nacheinanderfolgende Aufhäufen der Lagen wird jede Form von Verdichtung bei den einzelnen Lagen vermieden. Das für die Sauerstoffzufuhr notwendige Porenvolumen in dem Material bleibt erhalten. Zur Aufnahme der ersten Lage ist ein Luftfilterbett vorgesehen, das aus geschichteten Teilen verschiedener Grössen über eine vorbestimmte Höhe gebildet sein kann. Vorteilhaft ist das Luftfilterbett aus Komgrössenschichten unterschiedlicher Körnung aufgebaut, wobei die Körnung vom Grobkorn über Mittelkorn zu Feinkorn nach oben hin abnimmt.
Es wird ein vollständig hygienisiertes, lagerfähiges Endprodukt erzielt. Durch den aus der Gärungswärme resultierenden Auftrieb ist ein kontinuierlicher Gasaustausch ermöglicht, ohne dass das Gut bewegt oder die Luft mit Ventilatoren od.dgl. zwangsweise gefördert werden muss. Unter besonderen Umständen kann der natürliche Luftzutritt zu dem Luftfilterbett während der Schichtungsvorgänge durch das Zuführen von Luft von geringem Überdruck, z.B. von 0,49 bis 3,92 m bar, unterstützt werden. Dabei soll mit Beginn der Aufschichtung und während des Schüttvorganges ein leichter Luftstrom entgegen der Fallrichtung durch das Gut hindurchströmen, um während des Aufschüttvorganges und des Setzvorganges ein grossporiges Volumen zu erhalten.
Bei der Zugabe von Luft durch Einblasen od. dgl. hat man schon vorgeschlagen, dass das Zuführen der zusätzlichen Luft mit geringem Überdruck in den Mittenbereich der Fläche der untersten Lage vorgenommen wird. Dadurch soll ein Staudruck in dem Haufwerk entstehen, der so gross ist, dass die eingetragene Luft senkrecht durch das Haufwerk zieht und nicht von vornherein seitlich abströmt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine solche Luftführung für eine Homogenisierung beim Rottevorgang innerhalb des Mietenkörpers nicht ausreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine aerobe Kompostierung von Müll bzw. Müll-Abwasser-Schlammgemischen, z.B. von aufbereiteten Siedlungsabfällen, so durchzuführen, dass der biologische Rotteprozess im ganzen Querschnitt der Miete gleichmässig abläuft und insbesondere die Bildung von trockenstabilen Zonen oder biologisch inaktiven Schichten, besonders in den Lufteintrittszonen, verhindert wird.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass die zugeführte bzw. eingeblasene Umgebungsluft in den gemässigten Klimazonen bei maximaler Sättigung nur wenig
Wasserdampf enthält. Beim Durchstreichen der Miete nimmt die Luft nicht nur die Temperatur der Miete an, die bei dem Rottevorgang durch die bei den biochemischen Reaktione frei werdende Energie in kurzer Zeit auf 60 bis 80"C steigt, sondern die zugeführte Luft sättigt sich auch mit dem dieser Temperatur entsprechenden Wasserdampf, indem sie dem rottenden Material Feuchtigkeit entzieht. Vor dem Austritt aus dem Mietenkörper kühlt sich die zugeführte Luft entsprechend dem Temperaturabfall im Innern der Miete gegen die Aussenseiten wieder etwas ab, wobei entsprechend dieser Abkühlung wieder Wasser auskondensiert wird. Wegen des sehr steilen Temperaturabfalls am Rande des Mietenkörpers wird die austretende Luft nicht bis auf die Umgebungstemperatur abgekühlt.
Zwischen der eingeblasenen, verhältnismässig kalten Umgebungsluft und der aus der Miete austretenden erwärmten Luft besteht deshalb eine Temperaturdifferenz, die nicht unerheblich ist und etwa 20"C und mehr betragen kann. Dies bedeutet, dass mit der austretenden Luft stets eine gewisse Menge Wasser ausgetragen wird, die mindestens der Differenz des Sättigungswertes zwischen der eingeblasenen und der austretenden Luft entspricht.
Dies hat im allgemeinen zur Folge, dass der durchschnittliche Wassergehalt in dem Mietenkörper sinkt, wobei die Reduzierung der Feuchtigkeit vor allem im Bereich der Lufteinblasung stattfindet. Beispielsweise ergibt sich, dass die eingeblasene Luft, die entsprechend einer Aussentemperatur von z.B. 10"C einen Wasserdampfgehalt von maximal 10 gr/m3 aufweist, beim Durchströmen der Miete nicht nur die Temperatur der Miete annimmt, sondern sich auch mit dem dieser Temperatur entsprechenden Wasserdampf sättigt, indem sie dem rottenden Material Feuchtigkeit entzieht. Beispielsweise enthält die mit Wasserdampf gesättigte Luft bei 60"C ca. 205 gr Wasser je m3.
Beim Austreten aus dem Mietenkörper ist die Luft wieder abgekühlt, jedoch nur bis auf z.B. 30"C. Diese Temperatur entspricht einem Wassergehalt von ca. 36 gr/m3, was bedeutet, dass bei jedem Kubikmeter Luft, der die Miete durchströmt, dem Mietenkörper maximal etwa 26 gr Wasser entzogen werden.
Der Wassergehalt der Miete sinkt also im Bereich dei Lufteinblasung in relativ kurzer Zeit auf etwa 30% und darunter. Damit wird in dieser Zone jede weitere biologische Aktivität abgebrochen, da die mikrobiologischen Rotteorganismen bei einem Wassergehalt unter 30% in der Regel nicht mehr arbeiten können. In einer mit der Dauer der Kompostierung immer dicker werdenden Schicht, in der der Verrottungsprozess jedoch noch keineswegs abgeschlossen ist, hört somit jede biologische Aktivität infolge Wassermangel auf. Die Schicht wird trockenstabil.
Zur Verhinderung der Bildung von solchen trockenstabilen Zonen in dem Mietenkörper zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Luft hinsichtlich Temperatur und relativer Luftfeuchtigkeit so konditioniert wird, dass der durch die aus dem Mietenkörper austretende Luft bewirkte Wasserverlust ausgeglichen wird.
Durch eine solche Konditionierung wird eine hohe Oxydationsrate während der ganzen Rottezeit gewährleistet.
Auch beim Einblasen von Luft wird der Wassergehalt des Müllmaterials in dem Mietenkörper so hoch gehalten, dass die mikrobiologischen Rotteorganismen ihre volle Tätigkeit entwickeln und beibehalten können. Dem Material des Mietenkörpers wird praktisch kein Wasser entzogen, so dass die Hygienisierung des Müllmaterials ununterbrochen, einwandfrei und zuverlässig vor sich gehen kann. Es wird gewährleistet, dass die biologische Aktivität in dem Material ausreichend stattfindet. Dies kann an der CO2 Bildung kontrolliert werden.
Mit Vorteil wird die zugeführte Luft auf mindestens 20"C und maximal auf etwa 60"C erwärmt, wobei 60"C die obere Grenze sein sollte. Hierbei ist die Erwärmung der zuzuführenden Luft in dem Masse vorzunehmen, in dem der Mietenkörper sich durch den thermischen Rottevorgang nicht selbst erwärmt. Dies bedeutet, dass in dem gleichen Verhältnis, wie sich der Mietenkörper erwärmt, die zuzuführende Warmluft darauf abzustimmen ist.
Das Regeln der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der zuzuführenden Luft wird zweckmässig in Abhängigkeit von der Temperatur und/oder des CO2-Gehaltes in der untersten Schicht des Mietenkörpers gesteuert.
Es sind also Messstellen in dem unteren Teil des Mietenkörpers bzw. der Lagen vorzusehen, durch die die Temperatur in dem Mietenkörper und/oder der CO2-Gehalt in diesem gemessen werden können. Die gemessenen Werte können kontinuierlich aufgezeichnet werden, beispielsweise um Unregelmässigkeiten durch Wärmestauungen in dem Mietenkörper feststellen zu können. Die Messung des CO2 Gehaltes zeigt an, ob eine biologische Aktivität, d.h. eine aerobe Verrottung, stattfindet. Im allgemeinen wird es ausreichend sein, wenn innerhalb von 24 Stunden zwei- bis dreimal die Messungen vorgenommen werden. Dem Hochfahren des biologischen Vorganges ist gerade während der Anfangszeit die Temperatur der zuzuführenden Luft jeweils entsprechend anzupassen.
Das Herstellen der entsprechenden Kondition für die zuzuführende Luft kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Für die Erzielung der erforderlichen relativen Luftfeuchtigkeit in der zuzuführenden Luft wird vorteilhaft Wasser in den Warm-Luftstrom eingedüst, so dass die zugeführte Luft stets eine feuchte, gesättigte Luft ist. Man kann auch sowohl für die Aufheizung als auch für die Einstellung der relativen Feuchtigkeit der zuzuführenden Luft Wasserdampf zugeben. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Luft beim Eintritt in den Mietenkörper die Temperatur aufweist, die die unterste Schicht des Mietenkörpers jeweils besitzt. Ferner ist es möglich, die zuzuführende warme Luft durch einen Wasserfilm zu führen oder über in einem Becken befindliches Warmwasser streichen zu lassen, so dass die Luft Gelegenheit hat, sich entsprechend der jeweiligen Temperatur zu sättigen.
Abgesehen von der Verwendung von Wasserdampf kann das Aufwärmen der zuzuführenden Luft unmittelbar oder mittelbar vorgenommen werden. Bei dem unmittelbaren Aufwärmen kann dieser Luft beispielsweise heisse Abluft od. dgl. zugegeben werden. Bei dem mittelbaren Aufwärmen der Luft bedient man sich zweckmässig eines Wärmeaustauschers. Hierbei kann beispielsweise Abwärme ausgenutzt werden, z.B. von heissen Rauchgasen od. dgl.
Sobald der gesamte Mietenkörper, der vorteilhaft in Schichten oder Lagen der anfangs beschriebenen Art aufgebaut ist, über die gesamte Höhe seine volle aerobe Tätigkeit über den ganzen Querschnitt und in der Höhe aus üben kann, ist es entbehrlich, zwangsweise Luft zuzuführen. Die aerobe Verrottung erfolgt sodann durch einen na türlichen Luftaustausch.
Die Erfindung wird anhand der Darstellung der Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt den Aufbau eines Haufwerkes aus aufbereitetem Müllmaterial in nacheinanderfolgenden Phasen mit der Steuerung der Luft zum Ausgleich des Wasserverlustes gemäss der Erfindung in Ansicht und im Schema.
Zur Bildung eines Haufwerkes aus mit Klärschlamm angereichertem und aufbereitetem Müllmaterial ist auf dem Boden 1 ein Luftfilterbett 2 vorgesehen, wobei das Luftfilterbett auf einem in einem vorbestimmten Abstand von der Bodenfläche angeordneten Gitterrost 3 ruhen kann. Das Luftfilterbett 2 kann aus Schichten verschiedener Körnung zusammengesetzt sein. Eine ringsum verlaufende Randzone 26 soll nach unten möglichst luftdicht abgeschlossen sein.
Es wird zunächst eine erste Lage a in einer Höhe von etwa 1,20 bis 1,50 m lose aufgeschüttet. Hierbei können zur Bildung von nach oben führenden kaminartigen Hohlräumen gelochte Rohre 9 vorgesehen sein. Sie sind nach oben und unten offen und dienen lediglich dazu, am Anfang des Aufsetzens der Schichtung die Lüftungskamine von dem Müllmaterial freizuhalten und bleiben nur vorübergehend in den zu bildenden Lagen.
Die bis zu der genannten Höhe aufgesetzte Lage a überlässt man sich selbst zur ungestörten Durchführung des Rottevorganges. Nach etwa 20 bis 21 Tagen hat die unterste Lage a infolge der eigenen kontinuierlichen Sauerstoffversorgung unter Nutzung von mikrobiellen Umsetzprozessen eine Verfilzung erhalten, die dem Material der Lage a einen inneren Halt und eine gewisse Stabilität verleiht. Dadurch ist die Lage a so stabil und tragend geworden, dass eine weitere Lage b aus dem aufbereiteten Müllmaterial aufgeschüttet werden kann, und zwar ebenfalls in einer Höhe von maximal 1,20 bis 1,50 m. Die rohrförmigen Einbauten 9 sind hierbei aus der Lage a herausgezogen und befinden sich nunmehr in der Höhe der zu bildenden Lage b. Nach Fertigstellung der Aufschichtung für die Lage b überlässt man diese wiederum ungestört sich selbst auf eine Zeitdauer von etwa 3 Wochen.
Es hat nunmehr auch die Lage b durch Verfilzung einen solchen inneren Halt erhalten, dass danach eine weitere Lage c und nach Ablauf von etwa 3 Wochen eine Lage d aufgebracht werden kann. Sobald die oberste Lage durch Verfilzung einen entsprechenden Halt im Innern erreicht hat, werden die Drahtgitterrohre 9 aus der Lage d herausgezogen und entfernt, so dass die verbleibenden Kamine ohne Einbauten sind. An den Seiten der Schichtenmiete 50 befinden sich Seitenwandpaletten 22, deren Wandteile 22a luftdurchlässig sind, z.B. aus Drahtgeflecht bestehen.
Während des Aufsetzens der Lagen a, b, c, d kann Luft von einem Gebläse 51 über Zuführungsleitung 52 zu dem I,uftfilterbett 2 zugegeben werden, wobei in der Zuleitung 53 eine Regelklappe 54 für die Luft angeordnet ist.
Für die Steuerungsvorrichtung zum Ausgleich des Wasserhaushaltes in der Schichtenmiete 50 können folgende Steuerungsorgane vorgesehen sein. Eine Dampfleitung 55 führt zu der Luftleitung 53 vor dem Belüftungsgebläse 51, wobei in der Dampfleitung 55 ein Regelventil 56 angeordnet ist. Mit 57 und 58 sind Anzeigevorrichtungen für den Sauerstoff und die Temperatur bezeichnet.
Die Einstellung der Temperatur und der relativen Luftfeuchtigkeit der durch die Leitung 51 zuzuführenden Luft erfolgt mittels einer Regelungseinrichtung 59, der die Messwerte einer Sauerstoffmessvorrichtung 57, einer Temperaturmessvorrichtung 58 und einer CO2-Messvorn.chtung 60 über entsprechende Leitungen 61, 62, 63 eingegeben werden, worauf die entsprechende Einstellung der Luftmenge und des Feuchtigkeitsgehaltes sowie der Temperatur an der Luftregelklappe 54 und dem Dampfregelventil 56 über die Steuerleitungen 64 und 65 erfolgt.
Das aufbereitete, organische Material mit einem Luftporenvolumen von bis zu 65%, einem Wassergehalt zwischen 50 bis 55 %, einem Schüttgewicht von 0,35 bis 0,4 Tonnen pro m3 und einer Korngrösse kleiner als 15 mm wird in Schichten kontinuierlich so aufgesetzt, dass der zur aeroben Rotte erforderliche, initiale Sauerstoffbedarf des Frischgutes durch Diffusion und thermischen Auftrieb sich selbst regulierend gedeckt werden kann.
Das manipulationsfreie, sich selbst überlassene Haufwerk bis zu 4,50 m Höhe, das mit einer leichten Luftunterstützung (bis zu 4 mbar) mit Hilfe eines Koordinatensystems zu einer Schichtenmiete leicht, locker und luftig aufgetragen wurde, zeigt keinerlei Kondens- oder Presswässer. Die Ausund Auftragstechnik lässt keine anaeroben Zonen oder Wärmestaus im Haufwerk entstehen. Das beim Rotteprozess freiwerdende H2O und CO2 kann kontinuierlich verdampfen oder abfliessen, so dass nach Abschluss des Hygienisierungs- und Rotteprozesses das Produkt als Bodenverbesserungsmittel oder BRAM, Brennmaterial, wahlweise eingesetzt werden kann.
Die Steuerung der Luftzufuhr in bezug auf Luftmenge, Temperatur und Wassergehalt zur Kompostmiete erfolgt in Abhängigkeit vom Rottegrad des Produktes im Haufwerk sowie von dem CO2- und O2-Gehalt in der ersten Schicht der Miete.
Die Luftfeuchtigkeit stellt sich hierbei entsprechend der Lufttemperatur im Sättigungsbereich selbständig ein. Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden den biologischen Erfordernissen des Rotteprozesses unter Einbeziehung des CO2und O2-Gehaltes als Sollwert vorgegeben.
Aus der Kombination von Sauerstoffsteuerung und Feuchtigkeitsregulierung ist der Rotteprozess, insbesondere in bezug auf das notwendige Mikroklima im Haufwerk, optimal einstell- und steuerbar.
Die Mess- und Regeltechnik verhindert durch das Abtasten von vier Parameter im Produkt - nämlich Wassergehalt, Temperatur, CO2 und O2 - die Ungenauigkeiten und Fehler, die sonst bei der Steuerung der Luftzufuhr durch einen Parameter entstehen können. Die entsprechende Kombination von allen für das aerobe Millieu im Haufwerk relevanten Parametern ergibt die zur Erhaltung des Mikroklimas in der Schichtenmiete notwendige Feinabstimmung und Reaktionsgenauigkeit.
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PATENT CLAIMS
1.Procedure for composting waste or waste waste water / sludge mixtures by means of thermal rotting, in which the waste or the mixture is crushed and the non-compostable components are separated out by sieving off the crushed material and the processed material is put up for rent and is ready for use Rotte is left to its own devices, and in which the processed material is evenly layered to a layer of a predetermined height while maintaining access to the atmosphere under the entire surface of the layer and to vertical ventilation chimneys, these layers for a time, ie
leave to the stratification itself to achieve an internal hold resulting mainly from matting, then another layer of predetermined uniform height is applied to the first layer and this is left to itself until it is internally solidified by matting and then further layers adhering to the same procedure be built up, the natural air access to an air filter bed of the rental during the stratification processes being supported by a supply of air of slight overpressure, characterized in that the air is supplied conditioned in terms of temperature and relative humidity in such a way that the air exiting from the rental Air loss caused by air is compensated.
2. The method according to claim 1, characterized in that the supplied air is heated to at least 20 "C and a maximum of 60" C.
3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the heating of the air to be supplied is carried out to the extent that the rent body heats up by the thermal rotting process.
4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the setting of the temperature and the relative humidity of the air to be supplied as a function of the temperature and / or the CO2 content and / or the O2 content in the lowest layer of the rent body is controlled.
5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that water is injected into the warm air flow for setting the required relative humidity of the air to be supplied.
6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that water vapor is added to both the heating and the adjustment of the relative humidity of the air to be supplied.
7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the heating of the air immediately, e.g. is carried out by adding hot exhaust air.
8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the heating of the air indirectly via heat exchangers, e.g. by utilizing waste heat, e.g. of hot smoke gases.
The invention relates to a method for composting waste or waste-wastewater / sludge mixtures by thermal rotting, in which the waste or the mixtures are crushed and the non-compostable components are separated by sieving off the crushed material and in which the processed material a rent is set up and left until the rotting is finished.
In order to compost the material for carrying out aerobic rotting until it is completely hygienized by means of rents that are stacked up to heights of about 5 to 6 m, without it being necessary to create horizontal cavities in the body of the rivet to cover the oxygen requirement are labor-intensive, the composting process is carried out by placing the rent in shifts. The processed material is layered evenly into a layer at heights of approximately 1.20 m to 1.50 m, while maintaining access to the atmosphere under the entire surface of the layer and to vertical ventilation chimneys. until an internal hold of the layering, which mainly results from matting, is left to itself.
A further layer of predetermined uniform height is then applied to the first layer and left to itself until it is internally solidified by felting. Then further layers are built up following the same procedure. After that, at the earliest after complete matting or rotting of the top layer, the entire pile formed from the layers can be removed for further use. With such a mounting technique, there is a guarantee that the rental body is able to carry out the sanitation of the waste material as complete.
The successive accumulation of the layers avoids any form of compaction in the individual layers. The pore volume in the material necessary for the oxygen supply is retained. An air filter bed is provided for accommodating the first layer and can be formed from layered parts of different sizes over a predetermined height. The air filter bed is advantageously made up of grain size layers of different grain sizes, the grain size decreasing from coarse grain to medium grain to fine grain.
A completely hygienic, storable end product is achieved. The buoyancy resulting from the heat of fermentation enables a continuous gas exchange without the goods moving or the air with fans or the like. must be funded. In special circumstances, natural air access to the air filter bed during the stratification process can be achieved by supplying air of slight overpressure, e.g. from 0.49 to 3.92 m bar. At the beginning of the stacking and during the pouring process, a slight air stream should flow through the material in the opposite direction to the fall in order to obtain a large-pore volume during the pouring process and the setting process.
When adding air by blowing in or the like, it has already been proposed that the additional air be supplied with a slight overpressure into the central region of the surface of the lowermost layer. This is intended to create a dynamic pressure in the pile that is so great that the air drawn in passes vertically through the pile and does not flow out laterally from the outset.
However, it has been shown that such an air duct is not sufficient for homogenization during the rotting process within the heap body.
The object of the invention is to aerobically compost waste or waste-waste water / sludge mixtures, e.g. of processed municipal waste in such a way that the biological rotting process takes place evenly across the entire cross-section of the rent and in particular the formation of dry-stable zones or biologically inactive layers, especially in the air entry zones, is prevented.
The invention is based on the knowledge that the supplied or blown-in ambient air in the temperate climate zones with maximum saturation is little
Contains water vapor. When the rent is crossed out, the air not only increases to the temperature of the rent, which rises to 60 to 80 "C in a short time due to the energy released during the biochemical reactions, but the supplied air also saturates with this temperature water vapor by extracting moisture from the rotten material Before the outlet from the rented body, the supplied air cools down a little bit according to the temperature drop inside the rent against the outside, whereby water is condensed out again due to this cooling, due to the very steep drop in temperature at the edge of the rented body, the escaping air is not cooled down to the ambient temperature.
There is therefore a temperature difference between the blown-in, relatively cold ambient air and the heated air exiting the rent, which is not insignificant and can be about 20 "C and more. This means that a certain amount of water is always discharged with the exiting air, which corresponds at least to the difference in the saturation value between the air blown in and the air out.
This generally has the consequence that the average water content in the hull body drops, the reduction in moisture taking place primarily in the area of the air injection. For example, it follows that the air blown in, which corresponds to an outside temperature of e.g. 10 "C has a maximum water vapor content of 10 gr / m3, when flowing through the rent not only assumes the temperature of the rent, but also saturates itself with the water vapor corresponding to this temperature by extracting moisture from the rotten material. For example, it contains saturated water vapor Air at 60 "C approx. 205 gr water per m3.
When exiting the body of the rent, the air has cooled again, but only down to e.g. 30 "C. This temperature corresponds to a water content of approx. 36 gr / m3, which means that with every cubic meter of air that flows through the rent, a maximum of about 26 gr water is withdrawn from the body of the rent.
The water content of the rent drops in the area of the air injection to about 30% and below in a relatively short time. This stops any further biological activity in this zone, since the microbiological rotting organisms can usually no longer work if the water content is below 30%. In a layer that becomes increasingly thicker with the duration of composting, but in which the rotting process has not yet been completed, any biological activity due to lack of water ceases. The layer becomes dry stable.
To prevent the formation of such dry-stable zones in the rented body, the invention is characterized in that the air is conditioned in terms of temperature and relative humidity in such a way that the water loss caused by the air emerging from the rented body is compensated for.
Such conditioning ensures a high oxidation rate throughout the rotting season.
Even when air is blown in, the water content of the waste material in the hull body is kept so high that the microbiological rotting organisms can develop and maintain their full activity. Virtually no water is extracted from the material of the rental body, so that the sanitation of the waste material can take place continuously, flawlessly and reliably. It is ensured that the biological activity takes place sufficiently in the material. This can be checked at the CO2 formation.
The supplied air is advantageously heated to a minimum of 20 "C and a maximum of approximately 60" C, with 60 "C being the upper limit. In this case, the air to be supplied is to be heated to the extent that the rented body is exposed to the thermal The rotting process does not heat itself, which means that the warm air to be supplied must be matched to it in the same ratio as the body of the rents heats up.
The regulation of the temperature and the relative humidity of the air to be supplied is expediently controlled as a function of the temperature and / or the CO2 content in the bottom layer of the rented body.
Measuring points must therefore be provided in the lower part of the rented body or the layers, through which the temperature in the rented body and / or the CO2 content in it can be measured. The measured values can be recorded continuously, for example in order to be able to determine irregularities due to heat build-ups in the rented body. The measurement of the CO2 content indicates whether biological activity, i.e. aerobic decomposition takes place. In general, it will be sufficient if the measurements are taken two to three times within 24 hours. The start-up of the biological process, the temperature of the air to be supplied must be adjusted accordingly, especially during the initial period.
The preparation of the appropriate condition for the air to be supplied can be done in various ways. To achieve the required relative air humidity in the air to be supplied, water is advantageously injected into the warm air stream, so that the air supplied is always moist, saturated air. You can also add water vapor for both the heating and for adjusting the relative humidity of the air to be supplied. It is important to ensure that the air at the point of entry into the rented body is at the temperature that the bottom layer of the rented body has. It is also possible to pass the warm air to be supplied through a film of water or to have it swept over hot water in a pool, so that the air has the opportunity to become saturated according to the respective temperature.
Apart from the use of water vapor, the air to be supplied can be warmed up directly or indirectly. During the immediate warm-up, hot air or the like can be added to this air, for example. When the air is warmed up indirectly, a heat exchanger is expediently used. For example, waste heat can be used, e.g. of hot smoke gases or the like
As soon as the entire rental body, which is advantageously built up in layers or layers of the type described at the beginning, can exercise its full aerobic activity over the entire cross-section and in height over the entire height, it is unnecessary to forcibly add air. The aerobic rotting then takes place through a natural air exchange.
The invention is explained in more detail with reference to the illustration of the drawing.
The single figure shows the structure of a pile of processed waste material in successive phases with the control of the air to compensate for the water loss according to the invention in view and in the diagram.
To form a pile of sewage sludge enriched and processed waste material, an air filter bed 2 is provided on the floor 1, the air filter bed being able to rest on a grating 3 arranged at a predetermined distance from the floor surface. The air filter bed 2 can be composed of layers of different grain sizes. An all-round edge zone 26 should be sealed airtight as far down.
First, a first layer a is loosely heaped at a height of approximately 1.20 to 1.50 m. Perforated tubes 9 can be provided to form chimney-like cavities leading upwards. They are open at the top and bottom and only serve to keep the ventilation chimneys free of the waste material at the beginning of the layering and only remain temporarily in the positions to be formed.
The layer a placed up to the above height is left to the undisturbed execution of the rotting process. After about 20 to 21 days, the bottom layer a has become matted due to its own continuous oxygen supply using microbial conversion processes, which gives the material of layer a an internal hold and a certain stability. As a result, layer a has become so stable and load-bearing that a further layer b can be heaped up from the processed waste material, likewise at a maximum height of 1.20 to 1.50 m. The tubular internals 9 are pulled out of the position a and are now at the height of the layer b to be formed. After the layering for layer b has been completed, it is again left undisturbed for a period of about 3 weeks.
Layer b has now also been given such an internal hold by felting that a further layer c can then be applied and after a period of about 3 weeks a layer d can be applied. As soon as the top layer has reached a corresponding hold on the inside due to matting, the wire mesh tubes 9 are pulled out of the position d and removed, so that the remaining chimneys are without internals. On the sides of the layer rent 50 there are side wall pallets 22, the wall parts 22a of which are permeable to air, e.g. consist of wire mesh.
When the layers a, b, c, d are in place, air can be added from a blower 51 via supply line 52 to the air filter bed 2, a control flap 54 for the air being arranged in the line 53.
The following control elements can be provided for the control device for balancing the water balance in the stratified rent 50. A steam line 55 leads to the air line 53 in front of the ventilation blower 51, a control valve 56 being arranged in the steam line 55. 57 and 58 indicate oxygen and temperature indicators.
The temperature and the relative humidity of the air to be supplied through line 51 are set by means of a control device 59, to which the measured values of an oxygen measuring device 57, a temperature measuring device 58 and a CO2 measuring device 60 are input via corresponding lines 61, 62, 63, whereupon the corresponding adjustment of the air quantity and the moisture content as well as the temperature at the air control flap 54 and the steam control valve 56 takes place via the control lines 64 and 65.
The processed organic material with an air pore volume of up to 65%, a water content between 50 to 55%, a bulk density of 0.35 to 0.4 tons per m3 and a grain size of less than 15 mm is continuously applied in layers so that The initial oxygen requirement of the fresh material required for aerobic rotting can be covered in a self-regulating manner by diffusion and thermal buoyancy.
The manipulation-free, self-sufficient pile up to 4.50 m high, which was applied with a slight air support (up to 4 mbar) with the help of a coordinate system to a layer rent, light, loose and airy, shows no condensation or press water. The removal and application technology does not create any anaerobic zones or heat build-up in the pile. The H2O and CO2 released during the rotting process can continuously evaporate or flow away, so that after the hygienisation and rotting process has been completed, the product can be used as a soil conditioner or BRAM, fuel.
The control of the air supply in relation to the air volume, temperature and water content for compost rental takes place depending on the degree of rot of the product in the pile and on the CO2 and O2 content in the first shift of the rental.
The air humidity adjusts itself according to the air temperature in the saturation range. Temperature and humidity are specified as the target value for the biological requirements of the rotting process, including the CO2 and O2 content.
The rotting process can be optimally adjusted and controlled from the combination of oxygen control and moisture regulation, especially with regard to the necessary microclimate in the pile.
By measuring four parameters in the product - namely water content, temperature, CO2 and O2 - the measurement and control technology prevents the inaccuracies and errors that can otherwise arise from the control of the air supply by a parameter. The appropriate combination of all parameters relevant to the aerobic environment in the pile results in the fine-tuning and responsiveness required to maintain the microclimate in the shift rent.