DE102012020266A1 - Automated composting system in combination with sanitary device useful for producing soil improvement and fertilization providing compost, comprises e.g. buffer tank, bioreactor, screw press, and screw-operated tubular reactor zone - Google Patents

Automated composting system in combination with sanitary device useful for producing soil improvement and fertilization providing compost, comprises e.g. buffer tank, bioreactor, screw press, and screw-operated tubular reactor zone Download PDF

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Abstract

Automated composting system in combination with sanitary device for producing soil improvement providing compost, comprises at least one first buffer tank (5), a bioreactor (a ventilator, a stirring element (23), a pH controller, a process parameter controller, a growing medium-metering device (4)), a screw press (9), a screw-operated tubular reactor zone, a tube plate, a compressor, a ventilation system, a heat exchanger system (21), a pump, an anaerobic reactor zone, a tapering, a screw conveyor, and a storage container. Automated composting system in combination with a conventional and alternative sanitary device for producing soil improvement and fertilization providing compost by Terra Preta principle, comprises at least one first buffer tank from conventional or alternative sanitation systems of residential houses, office-, commercial-, production- or industrial buildings or public devices with bio and organic production waste and wastewater, a bioreactor (a ventilator (26), a stirring element (23), a pH controller, a process parameter controller, a growing medium-metering device (4)), a screw press (9) or a different type of drainage system, a screw-operated tubular reactor zone, a tube plate, a compressor, a ventilation system, a heat exchanger system (21), a pump or a different type of conveying device, an anaerobic reactor zone, a tapering, a screw conveyor, and a storage container. The urine at separation toilets is collected through a separate pipeline in at least one second separate buffer tank and is provided with additives to support the hydrolysis of the urea and/or precipitation of phosphorus and ammonium. The buffer tanks depend on the function of the bioreactor. The additives for producing Terra Preta and for precipitation of major content, e.g. phosphorus and nitrogen compounds are metered in the first and second buffer tanks through a controlled metering device and the pH controller. The wastewater, which is blended with the additives, is drained upstream in the first buffer tank through the screw press or different type of drainage system and is led into the aerobic, upwardly opened screw-operated tubular reactor zone. The aerobic part of the tubular reactor is either ventilated through inlets in the tube plate with the compressor or actively by the ventilation system. The dissipated heat is recovered and used via the heat exchanger system in the same or counter-current method. The material present in the fermentation is recycled with the pump or the different type of conveying device through a line in the first buffer tank, and the inoculation is carried out with the microorganisms derived from the fermentation process. The aerobic fermented material is compressed at the transition from the aerobic reactor zone to anaerobic reactor zone on the tapering and is released from air pockets. The material is humidified with water, nutrient solution, which is required for the process, and the nitrogen-rich urine in the aerobic- and the anaerobic reactor through the inlets, and is provided with nutrients. The anaerobically fermented material is introduced into at least one storage container through the screw conveyor, and are stored or further fermented until the anaerobically fermented material are collected in the absence of air or air entry.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein verfahrenstechnisches Konzept, sowie eine verfahrenstechnische Anlage und deren Vorrichtungen zur Herstellung von „Terra Preta” aus Bioabfällen und Exkrementen als dezentrale Lösung für die Abwasseraufbereitung von Wohnhäusern, indem die im Haushalt anfallenden Bioabfälle und Abwasserfraktionen (Schwarz-, Gelb-, Grau- und Braunwasser) zusammen oder getrennt in separaten Behältern gesammelt und mit den für die „Terra Preta”-Herstellung notwendigen Zusatzstoffen, sowie für die Fällung von wichtigen Düngerbestandteilen notwendigen Fällungsmittel versetzt, anschließend entwässert und in einem Rohrreaktor verrottet werden.The invention relates to a procedural concept, as well as a process engineering plant and its devices for the production of "Terra Preta" from biowaste and excrements as a decentralized solution for the wastewater treatment of homes by the household biowaste and wastewater fractions (black, yellow , Gray and brown water) collected together or separately in separate containers and mixed with the necessary additives for the "Terra Preta" preparation, as well as for the precipitation of important fertilizer components precipitant, then drained and rotted in a tubular reactor.

Bei der kommunalen Abwasserbehandlung werden alle Abwasserfraktionen aus den Haushalten, sowie Regenwasser, stark belastete Straßen- und Industrieabwässer über ein zentrales Abwassernetz zur Kläranlage gefördert, wo über aerobe und anaerobe Abbauprozesse organische Verbindungen und Stickstoffverbindungen zu Kohlenstoffdioxid und elementarem Stickstoff abgebaut werden. Die im Klärschlamm verbleibenden organischen Verbindungen werden in einem Faulturm zur Gewinnung von Methan anaerob fermentiert. Zur Rückgewinnung und Wiederverwendung des sich verknappenden Rohstoffes Phosphor wird dieser aus der Asche des Klärschlammes als Magnesiumammoniumphosphat zur Verwendung als Dünger ausgefällt. Größtenteils wird der Klärschlamm heutzutage thermisch genutzt und findet nur zu einem geringen Teil Verwendung als Dünger für landwirtschaftliche Flächen.In urban wastewater treatment, all wastewater fractions from households, as well as rainwater, heavily polluted road and industrial wastewater are conveyed via a central sewage network to the treatment plant, where organic compounds and nitrogen compounds are degraded to carbon dioxide and elemental nitrogen via aerobic and anaerobic decomposition processes. The organic compounds remaining in the sewage sludge are anaerobically fermented in a digester to produce methane. For the recovery and reuse of the decreasing raw material phosphorus this is precipitated from the ashes of sewage sludge as magnesium ammonium phosphate for use as fertilizer. For the most part, sewage sludge is used thermally today and is used only to a limited extent as fertilizer for agricultural areas.

Um den Verlust von wertvollen Nährstoffen und Mineralien, sowie den Eintrag von Schwermetallbelastungen aus Industrie und Straßenverkehr durch die herkömmliche Abwassersystematik zu vermeiden wurden meist kleine dezentrale alternative Sanitärkonzepte entwickelt. Diese dezentralen Sanitärkonzepte, wie beispielsweise Komposttoiletten, erfreuen sich eher einer geringen Verbraucherakzeptanz. Sie sind meist mit einem höheren Aufwand verbunden und eignen sich in der Regel nur für kleinere Haushalte. Hierzu werden meistens Zusätze zur Herstellung von Kompost nach dem „Terra Preta”-Prinzip angeboten.In order to avoid the loss of valuable nutrients and minerals, as well as the entry of heavy metal pollution from industry and road traffic by the conventional wastewater system, small decentral alternative sanitary concepts have been developed. These decentralized sanitary concepts, such as compost toilets, enjoy a low level of consumer acceptance. They are usually associated with a higher cost and are usually only suitable for smaller households. For this purpose, additives are usually offered for the production of compost according to the "Terra Preta" principle.

„Terra Preta do Indio” beschreibt hierbei die im Amazonasgebiet gefundene Schwarzerde deren Entstehung auf den Zusatz von Holzkohle, Fäkalien, Essens- und Tierresten, Ton- und Gesteinsmehl zurückzuführen ist. Mit der Rezeptur zur Herstellung von hochwertiger „Terra Preta” und weiteren Zusätzen zur Optimierung der Kompostierung, sowie der wissenschaftlichen Untersuchung des Nutzens als Düngemittel bei der landwirtschaftlichen Aufbringung haben sich folgende Patente, Personen und Institutionen beschäftigt:

  • DE 20 2012 000 031 U1 ,
  • DE 000060009563 T2 ,
  • – Dr. Jürgen Reckin,
  • – Universität Gießen.
"Terra Preta do Indio" describes here the black earth found in the Amazon region whose origin can be traced back to the addition of charcoal, fecal matter, food and animal remains, clay and rock flour. The recipe for the production of high-quality "Terra Preta" and other additives for the optimization of composting, as well as the scientific investigation of the benefits as a fertilizer in agricultural application, the following patents, persons and institutions have dealt with:
  • - DE 20 2012 000 031 U1 .
  • - DE 000060009563 T2 .
  • - Dr. Jürgen Reckin,
  • - University of Giessen.

Das folgende Patent bietet eine ökologische sowie ökonomische Lösung die Nachteile der hohen Kosten des Abwassernetzes, der Schwermetallbelastung aus Industrie und Straßenverkehr zu vermeiden und zu einer negativen CO2-Bilanz beizutragen. Zusätzlich soll im mittleren bis großen Maßstab hochwertiger Kompost („Terra Preta”) mit bodenverbessernden Eigenschaften gewonnen und der bei herkömmlichen Abwasserbehandlungsverfahren auftretende Verlust von wertvollen Ressourcen wie Ammonium und Phosphat stark vermindert werden.The following patent offers an ecological as well as economical solution to avoid the disadvantages of the high costs of the sewage network, the heavy metal pollution from industry and road traffic and to contribute to a negative CO 2 balance. In addition, high-grade compost ("Terra Preta") with soil-improving properties is to be obtained on a medium to large scale and the loss of valuable resources such as ammonium and phosphate occurring in conventional wastewater treatment processes is greatly reduced.

Die nötigen Bedingungen zur Gewinnung von „Terra Preta” bestehen zum einen aus dem Verhältnis der zu mischenden Bestandteile und zum anderen aus den Bioreaktionsparametern der aeroben und anaeroben Fermentation.The necessary conditions for obtaining "Terra Preta" consist on the one hand of the ratio of the constituents to be mixed and on the other hand of the bioreaction parameters of the aerobic and anaerobic fermentation.

Bei konventionellen sanitären Einrichtungen müssen die Abwässer zur Kompostierung eingedickt werden. Da es sich in Haushalten um eher geringe Volumenströme handelt lohnt sich zur Entwässerung eine verfahrenstechnische Variante, die geringe Investitionskosten aufweist, verschleißarm ist und über einen langen Zeitraum keinen größeren Wartungsbedarf hat.In conventional sanitary facilities, the wastewater must be thickened for composting. Since households are rather low volume flows, a process-technical variant that has low investment costs, is low-wear and does not require much maintenance over a long period of time, is worthwhile for dewatering.

Die Erfindung löst das Problem schwankender Volumenströme durch das Sammeln des Abwassers [1] in einem Puffertank [5 und 6]. Zur Entwässerung bieten sich Separatoren, Dekanter, Schnecken-, Filter- und Bandpressen an. Die Schneckenpresse [9] ist in der Klärschlammaufbereitung ein bewährtes und robustes System, das gegenüber den anderen Entwässerungsverfahren einen geringeren Betriebs- und Wartungsaufwand aufweist. Sie erfüllt zudem die Anforderung auch gröbere, faserigere Inhaltstoffe zu entwässern.The invention solves the problem of fluctuating volume flows by collecting the wastewater [ 1 ] in a buffer tank [ 5 and 6 ]. For drainage, separators, decanters, screw, filter and belt presses are ideal. The screw press [ 9 ] is a proven and robust system in sewage sludge treatment, which has lower operating and maintenance costs compared with other drainage processes. It also meets the requirement to dewater coarser, fibrous ingredients.

Über eine Zellradschleuse [4] können die zur „Terra Preta”-Herstellung und zur Fällung benötigten Zusatz- und Hilfsstoffe in Intervallen in den Puffertank [5 und 6] dosiert und somit gleichmäßig verteilt werden. Um die Durchmischung und gleichmäßige Verteilung sowie die Reaktionskinetik weiter zu verbessern kann ein Rührer [23] in den Puffertank integriert werden. Die Zellradschleuse kann beispielsweise über einen Füllhöhenmesser [25] oder durch relevante Prozessparameter gesteuert werden. Mit den Zusätzen zur Beschleunigung der Kompostierung hat sich das Patent EP 1 252 124 B1 beschäftigt. Ein mögliches Herstellungsverfahren und die nötige Zusammensetzung wurden von Dr. Jürgen Reckin entwickelt und zur Bodenverbesserung erprobt. Des Weiteren beschäftigt sich die Universität Gießen mit Langzeitstudien über die Effekte von verschiedenen Biokohlen auf landwirtschaftliche Flächen.Via a rotary valve [ 4 ] additives and additives needed for "Terra Preta" production and precipitation can be added to the buffer tank at intervals [ 5 and 6 ] are dosed and thus evenly distributed. In order to further improve the mixing and uniform distribution and the reaction kinetics, a stirrer [ 23 ] are integrated into the buffer tank. The rotary valve can, for example, via a Füllhöhenmesser [ 25 ] or controlled by relevant process parameters. With the additives to speed up composting, the patent has EP 1 252 124 B1 employed. A possible manufacturing process and the necessary composition were Jürgen Reckin developed and tested for soil improvement. Furthermore, the University of Giessen is engaged in long-term studies on the effects of different biochars on agricultural land.

In den Puffertank [5 und 6] können Zusätze wie Holzkohlepulver, Magnesiumionen wie beispielsweise Magnesiumchlorid, falls nötig Ammonium, diverse Mikroorganismen, Holzfasern, Knochenmehl, Mineralien und Spurenelemente und weitere Zusatz- und Nährstoffe zur Prozess- und Produktoptimierung zugegeben werden.Into the buffer tank [ 5 and 6 ] can be added additives such as charcoal powder, magnesium ions such as magnesium chloride, ammonium if necessary, various microorganisms, wood fibers, bone meal, minerals and trace elements and other additives and nutrients for process and product optimization.

Der Vorteil dieses Prozessablaufes ist insbesondere, dass die in der Lösung befindlichen Nährstoffe, wie bei Aktivkohle, an der Holzkohle adsorbieren und somit nicht bei der anschließenden Filtration verloren gehen.The advantage of this process is, in particular, that the nutrients in the solution, as in the case of activated carbon, adsorb to the charcoal and thus are not lost during the subsequent filtration.

Gleiches gilt auch für die Zugabe von Magnesiumionen, die mit Ammonium und Phosphat eine schwer lösliche Verbindung bilden und als Magnesiumammoniumphosphat ausfallen. Bei herkömmlichen Verfahren würde, nach der Hydrolyse des Harnstoffes, der im Urin befindliche Stickstoff ausgasen und somit als Stickstoffquelle verloren geht.The same applies to the addition of magnesium ions, which form a sparingly soluble compound with ammonium and phosphate and precipitate as magnesium ammonium phosphate. In conventional processes, after the hydrolysis of the urea, the nitrogen in the urine would outgas and thus be lost as a source of nitrogen.

Über geeignete Zusätze kann auch die Einstellung des pH-Wertes erfolgen, um beispielsweise das pH-Optimum für die Urease und der von ihr katalysierten Hydrolyse des Harnstoffs zu gewährleisten.By means of suitable additives, it is also possible to adjust the pH in order, for example, to ensure the pH optimum for the urease and the hydrolysis of the urea catalyzed by it.

Sind gewisse messbare Parameter zu steuern oder ist der Puffertank ausreichend gefüllt, wird die Schneckenpresse [9] oder ein andersartiges Entwässerungssystem angesteuert und die festen Bestandteile von der Flüssigphase bis zu einer Restfeuchtigkeit von 40–60% abgetrennt. Der benötigte Differenzdruck bei der Nutzung einer Schneckenpresse kann über eine Verkleinerung des Rohrdurchmessers [10] am Übergang zum Rohrreaktor erreicht werden.If certain measurable parameters are to be controlled or if the buffer tank is sufficiently filled, the screw press [ 9 ] or a different type of drainage system and the solid components separated from the liquid phase to a residual moisture of 40-60%. The required differential pressure when using a screw press can be reduced by reducing the pipe diameter [ 10 ] can be achieved at the transition to the tube reactor.

Der Rohrreaktor besteht aus einem Rohr mit unterschiedlichen Reaktorzonen. Für eine intensive Rotte (Patent EP 1 252 124 B1 ) unter aeroben Bedingungen kann das Rohr nach obenhin geöffnet sein [12]. Durch das langsame Fördern einer zweiten Schnecke [11] mit großem, dem zu erwartenden Volumenstrom angepassten Durchmesser wird eine gute Belüftung gewährleistet. Die Länge des Rohres des aeroben Reaktorabschnittes [12] wird durch den Volumenstrom und die benötigte Verweildauer für die Rotte bestimmt. Denkbar ist auch ein Aufbau aus mehreren parallel verlaufenden Schnecken [11], um die Kontaktoberfläche für den Sauerstoffaustausch zu vergrößern oder die Reaktorlänge zu verkleinern. Zusätzlich können auch zwischen den Schnecken [11] Schikanen oder spezielle Schraubenabschnitte zur intensiven axialen Verteilung eingebaut werden.The tube reactor consists of a tube with different reactor zones. For an intensive rotting (Patent EP 1 252 124 B1 ) under aerobic conditions, the tube may be open at the top [ 12 ]. By slowly conveying a second screw [ 11 ] with a large, adapted to the expected flow rate diameter ensures good ventilation. The length of the tube of the aerobic reactor section [ 12 ] is determined by the volume flow and the required dwell time for the rump. Also conceivable is a construction of several parallel slugs [ 11 ] to increase the contact surface for oxygen exchange or to reduce the reactor length. In addition, between the snails [ 11 ] Baffles or special screw sections are installed for intensive axial distribution.

Wie beim Puffertank kann auch in der aeroben Reaktorzone [12] über Einlässe [19] eine Zugabe von Hilfs- und Zusatzstoffen, wie beispielsweise dem Kompostbeschleuniger erfolgen. Nach der aeroben Reaktorzone wird das verrottete Material über eine weitere Rohrverjüngung [18] komprimiert und kann so von Lufteinschlüssen befreit werden. Die Entlüftung der Masse kann durch das abermalige Befeuchten [19] vor dem anaeroben Reaktorabschnitt unterstützt werden.As with the buffer tank, even in the aerobic reactor zone [ 12 ] about inlets [ 19 ] an addition of auxiliaries and additives, such as the compost accelerator done. After the aerobic reactor zone, the rotted material is further rejuvenated by a pipe [ 18 ] and can thus be freed from trapped air. The deaeration of the mass can be repeated by moistening [ 19 ] are supported before the anaerobic reactor section.

Unter Verwendung des Kompostbeschleunigers des Patentes DE 60009563 T2 kann die Verweilzeit in dem aeroben Rohrreaktor [12] bis zu 14 Tage dauern. In dieser Zeit können laut dem Erfinder bis zu über 70°C erreicht und somit eine ausreichende Hygienisierung gewährleistet werden. Um eine eventuelle Geruchsbelästigung auszuschließen kann der Belüftungsschacht des Rohres mit einer Aktivkohlefilterschicht [14] verschlossen und die austretende Luft gefiltert werden. Des Weiteren ist in dieser Zone bei größeren Anlagen eine aktive Belüftung des Rohrreaktorabschnittes über Einlässe [13] am Rohrreaktorboden zur Bioprozessoptimierung und -steuerung denkbar.Using the compost accelerator of the patent DE 60009563 T2 can the residence time in the aerobic tubular reactor 12 ] take up to 14 days. According to the inventor, up to more than 70 ° C. can be reached during this time and thus sufficient sanitation can be ensured. In order to exclude any odor nuisance, the ventilation shaft of the pipe can be equipped with an activated carbon filter layer [ 14 ] closed and the leaking air to be filtered. Furthermore, in the case of larger plants active ventilation of the tubular reactor section via inlets [ 13 ] at the tube reactor bottom for bioprocess optimization and control conceivable.

Nach dem aeroben Abbau leicht abbaubarer Verbindungen folgt die anaerobe Fermentation, die laut Patent DE 60009563 T2 bis zu 21 Tage dauern kann. Die Länge und der Durchmesser des anaeroben Rohrreaktors [17] werden auch hier Anhand des zu erwartenden Volumenstroms bemessen. Nach Ablauf des Fermentationsprozesses kann die hergestellte „Terra Preta” in einem Lagertank [22] bis zur Abholung gelagert bzw. dort weiter verrottet werden. Um die Lagerdauer ggf. zu erhöhen können wahlweise 2 Lagertanksysteme [22] nacheinander gefüllt und entleert werden. Dies kann über ein Schneckenverteilungssystem erfolgen.After the aerobic degradation of easily degradable compounds, the anaerobic fermentation follows, according to the patent DE 60009563 T2 can take up to 21 days. The length and diameter of the anaerobic tubular reactor [ 17 ] are also measured here on the basis of the expected volume flow. At the end of the fermentation process, the produced "Terra Preta" can be stored in a storage tank [ 22 ] stored until collection or further rotted there. Optionally, to increase the storage time, 2 storage tank systems [ 22 ] are filled and emptied one after the other. This can be done via a screw distribution system.

Denkbar ist eine Entleerung des Lagertanks [22] über einen Zyklon durch einen Dienstleister, der für die Abholung des gewonnenen Düngemittels zuständig ist.It is conceivable to empty the storage tank [ 22 ] on a cyclone by a service provider responsible for collecting the recovered fertilizer.

Bei den heute teilweise verwendeten Trenntoiletten als sanitäre Einrichtung kann das Verfahren angepasst werden. Trenntoiletten haben den Vorteil, dass sie den Urin nur gering verdünnt in Sammelbehältern [6] auffangen können. Die Hydrolyse des Urins kann in dem Sammelbehälter [6] durch das Einstellen eines Temperatur- und pH-Optimums und durch den Einsatz immobilisierter Enzyme unterstützt werden. Das dabei entstehende Ammonium kann mit Phosphat- und Magnesiumionen gefällt werden und als hochwertige Nährstoffquelle im Kompost verbleiben.The process can be adapted to the partially used separation toilets as a sanitary facility. Separating toilets have the advantage that they dilute the urine only slightly in collecting containers [ 6 ] can catch. Hydrolysis of the urine may occur in the reservoir [ 6 ] are supported by setting a temperature and pH optimum and by using immobilized enzymes. The resulting ammonium can be precipitated with phosphate and magnesium ions and remain as a high-quality nutrient source in the compost.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Zuleitung für Haushaltsabwässer (mit oder ohne Urinfraktion)Supply line for household wastewater (with or without urine fraction)
22
Zuleitung für benötigte ZusatzstoffeSupply line for required additives
33
Zuleitung für getrennte UrinfraktionSupply line for separate urine fraction
44
Zellradschleuse für ZusatzstoffeRotary valve for additives
55
Puffertank für Abwasser (mit oder ohne Urinfraktion)Buffer tank for wastewater (with or without urine fraction)
66
Puffertank für getrennte UrinfraktionBuffer tank for separate urine fraction
77
Zuleitung zum EntwässerungssystemSupply line to the drainage system
88th
Antrieb des EntwässerungssystemesDrive of the drainage system
99
Entwässerungssystem (hier: Schneckenpresse)Drainage system (here: screw press)
1010
Rohrverjüngung beim Übergang vom Entwässerungssystem zum RohrreaktorRejuvenation at the transition from the drainage system to the tubular reactor
1111
Schnecke des aeroben RohrreaktorsScrew of the aerobic tubular reactor
1212
Aerober RohrreaktorabschnittAerobic tube reactor section
1313
Belüftung des aeroben RohrreaktorsVentilation of the aerobic tubular reactor
1414
AktivkohlefilterActivated carbon filter
1515
Pumpe allgemeinPump in general
1616
Leitung zur Rückführung in den PuffertankLine for return to the buffer tank
1717
Anaerober RohrreaktorabschnittAnaerobic tubular reactor section
1818
Verjüngung zum anaeroben RohrreaktorabschnittRejuvenation to the anaerobic tubular reactor section
1919
Zuleitung aus dem Urinpuffertank bzw. Zuleitung für ZusatzstoffeSupply line from the urine buffer tank or supply line for additives
2020
Schnecke des anaeroben RohrreaktorsScrew of the anaerobic tube reactor
2121
Abfluss zur AbwasseraufbereitungOutflow to sewage treatment
2222
Lagerbehälter für „Terra Preta”Storage container for "Terra Preta"
2323
Rührerstirrer
2424
Zuleitung für flüssige ZusatzstoffeSupply line for liquid additives
2525
Beispiel für ein Mess- und Regelinstrument zur Steuerung des FüllstandesExample of a measuring and control instrument for controlling the level
2626
Belüftungventilation
2727
Kolbenpumpe als DosiervorrichtungPiston pump as metering device
2828
ÜberdruckventilPressure relief valve
2929
Verdichtercompressor
3030
Transportwagen (Dienstleister)Dolly (service provider)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 202012000031 U1 [0004] DE 202012000031 U1 [0004]
  • DE 000060009563 T2 [0004] DE 000060009563 T2 [0004]
  • EP 1252124 B1 [0009, 0015] EP 1252124 B1 [0009, 0015]
  • DE 60009563 T2 [0017, 0018] DE 60009563 T2 [0017, 0018]

Claims (3)

Automatisiertes Kompostiersystem in Kombination mit konventionellen und alternativen sanitären Einrichtungen zur Herstellung von zur Bodenverbesserung und Düngung dienendem Kompost nach dem „Terra Preta”-Prinzip. Dadurch gekennzeichnet, dass: a. Ein oder mehrere Puffertanks [5] aus herkömmlichen oder alternativen Sanitärsystemen [1] von Wohnhäusern, Büro-, Gewerbe-, Produktions- oder Industriegebäuden oder öffentlichen Einrichtungen mit Bio- und organischen Produktionsabfällen und Abwässern gespeist werden können, wobei bei Trenntoiletten der Urin über eine getrennte Leitung [3] in einem oder mehreren separaten Puffertanks [6] gesammelt und mit Zusätzen zur Unterstützung der Hydrolyse des Harnstoffes und/oder zur Fällung des Phosphors und Ammoniums versetzt werden kann. b. Der/die Puffertank/s die Funktion eines Bioreaktors (Belüftung [26], Rührelemente [23], pH-Wertsteuerung [24], Prozessparameterüberwachung, Nährsubstrat-dosierung [4]) erfüllen kann/können. c. Über eine gesteuerte Dosierungsvorrichtung [4 und 24] Zusatzstoffe zur Herstellung von „Terra Preta” und zur Fällung wichtiger Inhaltstoffe wie Phosphor und Stickstoffverbindungen in den/die Puffertank/s [5 und 6] hinzu dosiert werden können. d. Das in dem/den Puffertank/s [5] vorgelagerte, mit Zusatzstoffen vermengte Abwasser über eine Schneckenpresse [9] oder eine andersgeartetes Entwässerungssystem entwässert und in eine aerobe, nach oben hin geöffnete, schneckenbetriebene Rohrreaktorzone [12] gefördert werden kann. e. Der aerobe Teil des Rohrreaktors [12] wahlweise über Einlässe im Rohrboden [13] mit einem Verdichter oder über ein Ventilationssystem [30] aktiv belüftet und die abgeführte Wärme über ein Wärmeaustauschersystem [21] im Gleich- oder vorzugsweise im Gegenstromverfahren zurückgewonnen, bzw. nutzbar gemacht werden kann. f. Mit einer Pumpe oder einer andersgearteten Fördereinrichtung [15] in der Fermentation befindliches Material über eine Leitung [16] in den/die Puffertank/s [5] zurückgeführt werden kann und somit eine Inokulation mit den aus dem Fermentationsprozess stammenden Mikroorganismen erreicht werden kann. g. Das aerob fermentierte Material am Übergang von aerober Reaktorzone [12] zu anaerober Reaktorzone [17] über eine Verjüngung [18] verdichtet und somit von Lufteinschlüssen befreit werden kann. h. Zusätzlich das Material im aeroben, sowie im anaeroben Reaktor über die Einlässe [19] mit Wasser, einer für den Prozess erforderlichen Nährlösung, sowie dem stickstoffreichen Urin befeuchtet und mit Nährstoffen versorgt werden kann. i. Das anaerob fermentierte Material über die Förderschnecke [20] in einen oder mehrere Lagerbehälter [22] eingeleitet und bis zur Abholung weiter unter Luftabschluss oder mit Lufteintrag gelagert, bzw. weiter fermentiert werden kann.Automated composting system in combination with conventional and alternative sanitary facilities for the production of soil improvement and fertilizer composting according to the "Terra Preta" principle. Characterized in that: a. One or more buffer tanks [ 5 ] from conventional or alternative sanitary systems [ 1 ] may be fed by domestic, office, commercial, production or industrial buildings or public facilities with organic and organic production waste and waste water, whereas in the case of separate toilets the urine shall be supplied by separate line [ 3 ] in one or more separate buffer tanks [ 6 ] and added with additives to aid in the hydrolysis of the urea and / or to precipitate the phosphorus and ammonium. b. The buffer tank (s) has the function of a bioreactor (ventilation [ 26 ], Stirring elements [ 23 ], pH control [ 24 ], Process parameter monitoring, nutrient substrate dosing [ 4 ]). c. Via a controlled dosing device [ 4 and 24 ] Additives for the production of "Terra Preta" and for the precipitation of important ingredients such as phosphorus and nitrogen compounds into the buffer tank [s] 5 and 6 ] can be added. d. That in the buffer tank (s) 5 ] upstream wastewater mixed with additives via a screw press [ 9 ] or a different type of drainage system and dehydrated into an aerobic, upwardly open, screw-operated tubular reactor zone [ 12 ] can be promoted. e. The aerobic part of the tubular reactor [ 12 ] optionally via inlets in the tubesheet [ 13 ] with a compressor or via a ventilation system [ 30 ] actively ventilated and the heat dissipated via a heat exchanger system [ 21 ] recovered in the same or preferably in the countercurrent process, or can be made usable. f. With a pump or other type of conveyor [ 15 ] material in the fermentation via a pipe [ 16 ] into the buffer tank (s) 5 ] can be returned and thus an inoculation with the originating from the fermentation process microorganisms can be achieved. G. The aerobic fermented material at the transition from aerobic reactor zone [ 12 ] to anaerobic reactor zone [ 17 ] about a rejuvenation [ 18 ] can be compressed and thus freed from air bubbles. H. Additionally the material in the aerobic as well as in the anaerobic reactor via the inlets [ 19 ] with water, a nutrient solution required for the process, as well as the nitrogen-rich urine can be moistened and supplied with nutrients. i. The anaerobically fermented material via the screw conveyor [ 20 ] into one or more storage containers [ 22 ] and stored until collection under exclusion of air or with air intake, or can be further fermented. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen Parameter zur Steuerung der Dosierungsvorrichtungen auch Bestandteil der Prozess-, bzw. Fermentationsparameter, wie Leitfähigkeit, Sauerstoffgehalt, Kohlenstoffdioxidkonzentration, Temperatur, pH-Wert und Feuchtigkeitsgehalte sein können, sowie aus irgendeiner Kombination der genannten Parameter bestehen können.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measured parameters for controlling the dosing devices can also be part of the process or fermentation parameters, such as conductivity, oxygen content, carbon dioxide concentration, temperature, pH and moisture contents, as well as any combination of mentioned parameters can exist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein bodenverbesserndes Düngemittel mit den Hauptnährelementen Stickstoff, Phosphor, Kalium, Schwefel, Calcium und/oder Magnesium und Spurennährelementen wie Natrium, Molybdän, Mangan, Eisen, Kupfer, Zink, Bor, Silicium und weiteren Spurenelementen aus den prozessierten Haushaltsabwässern und den Zusatzstoffen gewonnen werden kann.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a soil-improving fertilizer with the main nutrients nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, calcium and / or magnesium and trace nutrients such as sodium, molybdenum, manganese, iron, copper, zinc, boron, silicon and others Trace elements from the processed household wastewater and the additives can be obtained.
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