DE102014000193A1

DE102014000193A1 - Method and device for the treatment of a mixture of substances containing organic and water

Info

Publication number: DE102014000193A1
Application number: DE102014000193.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-01-14
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2015-07-16
Anticipated expiration: 2034-01-15
Also published as: DE102014000193B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (1) und eine Vorrichtung zur aeroben oder anaeroben Behandlung eines organik- und wasserhaltigen Stoffgemisches (2) in einem Haufwerk (3). Dabei wird eine Prozessvorrichtung durch das Haufwerk von einer Ausgangslage zur Endlage gezogen. Durch die mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgestattete Prozessvorrichtung (4) erfolgt die mechanische Auflockerung und Durchmischung, die Be- und Entgasung (13; 14) sowie die Be- und Entwässerung (16; 17) des Stoffgemisches.The invention relates to a method (1) and a device for the aerobic or anaerobic treatment of an organic and water-containing substance mixture (2) in a heap (3). In this case, a process device is pulled through the debris from a starting position to the end position. By means of the process device (4) equipped with different tools, the mechanical loosening and mixing, the degassing (13, 14) and the loading and dehydration (16, 17) of the substance mixture take place.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Behandlung eines organik- und wasserhaltigen Stoffgemisches nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 9.The invention relates to a process and a plant for the treatment of an organic and water-containing substance mixture according to the preamble of claims 1 and 9, respectively.

BESCHREIBUNG:DESCRIPTION:

Die mechanische und biologische Behandlung und Verwertung von organik- und wasserhaltigen Stoffgemischen unterschiedlicher Herkunft, Biomassen und Abfällen gewinnt weltweit an Bedeutung. Dabei stehen die stoffliche Verwertung wie auch die Energieerzeugung aus den erneuerbaren Energiequellen (z. B. Biomassen) sowie die Verhinderung von Umweltbelastungen aus Abfällen im Vordergrund. Dem biogenen Anteil in den Stoffgemischen wird vielfach eine besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Die biohaltigen Abfälle werden entweder einer biologische Behandlung (Kompostierung, Vergärung), oder einer Stabilisierung (Deponierung) oder einer Entwässerung und Trocknung (Verbrennung) unterzogen. Der biologischen Behandlungen haben vorrangig den Abbau von Schadstoffen, die Umsetzung von Inhaltsstoffen (z. B. zur Energiegewinnung oder zur Nährstoffanreicherung) und die Verringerung der Reststoffmenge zum Ziel.The mechanical and biological treatment and utilization of organic and hydrous mixtures of different origin, biomass and waste is gaining importance worldwide. Here, the focus is on recycling as well as energy production from renewable energy sources (eg biomass) and the prevention of environmental pollution from waste. The biogenic fraction in the mixtures is often given special attention. The bio-containing waste is either subjected to a biological treatment (composting, fermentation), or to stabilization (landfilling) or to drainage and drying (incineration). Biological treatments are primarily aimed at the degradation of pollutants, the conversion of ingredients (eg for energy production or nutrient enrichment) and the reduction of the amount of residues.

STAND DER TECHNIK:STATE OF THE ART:

Die biologische Behandlung der organikhaltigen Stoffgemische von Abfällen unterschiedlicher Herkunft wird als Nassbehandlung (Nassvergärung) oder als Trockenbehandlung (Kompostierung, Trockenfermentation) vorgenommen. In der Nassbehandlung werden die feststoffhaltigen Stoffgemische durch eine mehr oder weniger intensive mechanischen Vorbehandlung in eine pump- und rührfähige Suspension überführt, die anschließend der Vergärung in einem volldurchmischten System unterzogen wird. Bei der Trockenbehandlung wird je nach Prozessanforderung (Kompostierung, Vergärung) Wasser oder Luft dem Prozess in dem zuvor gebildeten Haufwerk aus Stoffgemischen zugeführt. Hierzu wird beispielsweise auf Verfahren der sogenannten Feststoff-Trockenvergärung unter Berieselung der Abfalls mit Kreislaufwasser (Perkolation) verweisen. Derartige garagenförmige Fermenter beispielsweise gemäß WO 02/06439 oder EP 2428558 entsprechen dem Stand der Technik und werden im Batch-Betrieb gefahren, bei dem der komplette Fermenterinhalt ausgetauscht wird. Im Fermenter erfolgt jedoch keine Umwälzung oder Durchmischung des Stoffgemisches, was den Vergärungsprozess nachteilig beeinträchtigt wie auch die abschließende Entwässerung verschlechtert. Die Biogasausbeuten dieser statischen Feststoff-Trockenvergärungsverfahren liegen deshalb deutlich unterhalb von denen von Nassvergärungssystemen. Im Ergebnis verlassen mit dem Gärrest erhebliche Mengen nicht abgebauter organischer Substanzen bzw. nicht zu Biogas umgesetzte Stoffe (z. B. organische Säuren als Zwischenprodukte) die Vergärung. Die Freisetzung oder Bildung von Methan in der nachfolgenden aeroben Nachbehandlung des Gärrestes führt zu messbaren Umweltbelastungen (Treibhausgas), die einen erheblichen Aufwand in der Anlagentechnik (Kapselung) erfordern. Des Weiteren verlangt die aerobe Nachbehandlung (Kompostierung) einen Wassergehalt von max. 60 Gewichtsprozent sowie ein ausreichend be- und entlüftetes Haufwerk. Die hohen Wassergehalte von bis zu 80 Gewichtsprozent sowie die oftmals vorhandene Strukturschwäche des Gärrestes aus der Trockenvergärung bereiten vielfach Schwierigkeiten.The biological treatment of the organic substance mixtures of wastes of different origin is carried out as a wet treatment (wet fermentation) or as a dry treatment (composting, dry fermentation). In the wet treatment, the solids-containing mixtures are transferred by a more or less intensive mechanical pretreatment in a pumpable and stirrable suspension, which is then subjected to the fermentation in a fully mixed system. Depending on the process requirement (composting, fermentation), water or air is fed into the process in the previously formed pile of mixtures of substances during the dry treatment. For this purpose, for example, refer to processes of so-called solid dry fermentation while sprinkling the waste with recirculating water (percolation). Such garage-shaped fermenters, for example according to WO 02/06439 or EP 2428558 correspond to the state of the art and are run in batch mode, in which the entire contents of the fermenter is exchanged. In the fermenter, however, there is no circulation or mixing of the substance mixture, which adversely affects the fermentation process as well as deteriorates the final drainage. The biogas yields of these static dry solids fermentation processes are therefore significantly lower than those of wet fermentation systems. As a result, significant amounts of organic matter that has not been degraded or substances that have not been converted to biogas (eg organic acids as intermediates) leave fermentation with the digestate. The release or formation of methane in the subsequent aerobic aftertreatment of the digestate leads to measurable environmental pollution (greenhouse gas), which requires considerable effort in plant engineering (encapsulation). Furthermore, the aerobic aftertreatment (composting) requires a water content of max. 60 weight percent and a sufficiently ventilated and debris. The high water content of up to 80 percent by weight and the often existing structural weakness of the fermentation residue from the dry fermentation often cause difficulties.

Auch bei der statischen Kompostierung entstehen im Haufwerk unerwünschte Prozesse aufgrund unzureichender Be- und Entlüftung oder zu hoher bzw. zu geringer Wassergehalte im Stoffgemisch. In der Folge sind aufwändige Systeme zur Kapselung und Umsetzung des Stoffgemisches erforderlich.In static composting too, undesirable processes occur in the debris due to inadequate ventilation and / or too high or too low water contents in the substance mixture. As a result, complex systems for encapsulation and implementation of the substance mixture are required.

AUFGABEN UND VORTEILE DER ERFINDUNG:OBJECTS AND ADVANTAGES OF THE INVENTION:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Anlage zur mechanischen und biologischen Behandlung eines organik- und wasserhaltigen Stoffgemisches, das biologisch umsetzbare Stoffe sowie stofflich und/oder energetisch verwertbare Fraktionen enthält, vorzuschlagen, das bzw. die eine effektive und kostengünstige Behandlungsmethode zur Erhöhung der Biogasausbeute und Verbesserung der Entwässerung in der Feststoff-Vergärung sowie zur Begünstigung der Prozesse in der aeroben Stabilisierung (z. B. Trocknung, Kompostierung) des Stoffgemisches bieten. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Verfahrens- und Anlagenansprüche 1 bzw. 9 gelöst.The invention has for its object to propose an improved method and an improved system for the mechanical and biological treatment of an organic and water-containing mixture containing biologically convertible substances and materially and / or energetically usable fractions, the or an effective and cost-effective A treatment method for increasing the biogas yield and improving the drainage in the solid fermentation and to favor the processes in the aerobic stabilization (eg drying, composting) of the mixture provide. This object is achieved by the features of the method and system claims 1 and 9, respectively.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.The measures mentioned in the dependent claims advantageous embodiments and modifications of the invention are possible.

Durch die Erfindung werden die aeroben (Kompostierung, Stabilisierung oder Trocknung) und anaeroben (Vergärung) Vorgänge bei der biologischen Behandlung eines organik- und wasserhaltigen Stoffgemisches in einem Haufwerk gefördert und beschleunigt. Üblicherweise neigt das meterhohe Haufwerk eines organikhaltigen Stoffgemisches zur Dichtlagerung, dessen Durchströmung zur Be- und Entgasung sowie zur Be- und Entwässerung behindert wird mit dem Ergebnis, dass biologisch inaktive Bereiche, sogenannte nicht prozessgeführte Totzonen, entstehen. Die Behandlung des Stoffgemisches ist bei der Erfindung schwerpunktmäßig auf die mechanische Auflockerung und Durchmischung des Stoffgemisches durch eine erfindungsgemäße Prozessvorrichtung gerichtet, die durch das Haufwerk von einer tiefergelegenen Ausgangslage in eine höhergelegene Endlage gezogen wird. Dabei erfolgt eine Durchmischung und mechanische Auflockerung des Haufwerkes, die im Ergebnis, die Be- und Entgasung sowie die Be- und Entwässerung des Stoffgemisches im Haufwerk verbessert bzw. wiederherstellt (Drainagewirkung). Zusätzlich kann durch an der Prozessvorrichtung installierte, bestimmte Werkzeuge ein aktiver Prozess zur Be- und Entwässerung und zur Begasung, zur Erwärmung und zur Entgasung im Haufwerk vorgenommen werden:

• Die mechanische Auflockerung des Haufwerkes verbessert die Drainage von Prozesswasser und -gas sowie die Entwässerung des Haufwerkes
• Mit der Prozessvorrichtung wird die Durchmischung des Stoffgemisches verbessert.
• Durch die Begasung erfolgt für die aerobe Behandlung des Stoffgemisches eine Belüftung vorzugsweise mit atmosphärischer Luft und bei der anaeroben Behandlung ein Austreiben von Restluft im Haufwerk des Stoffgemisches mit einem Hilfsgas (Spülgas) zur Verbesserung der Startphase in der Vergärung. Bei der Begasung kann aber auch Warmluft zur Erwärmung des Stoffgemisches zugeführt werden, um die Prozesse zu begünstigen. Bei der Entgasung werden gasförmige Abbauprodukte (z. B. CO₂-/NH₃-Abluft) aus der aeroben Behandlung abgesaugt. Bei der anaeroben Behandlung wird am Ende des Vergärungsprozesses das Restmethan aus dem Haufwerk (Gärrest) abgesaugt, so dass sich die Biogasausbeute erhöht. Des Weiteren können aus dem Gärrest aber auch gasförmige Abbauprodukte (z. B. H₂S-/NH₃-Abluft), die die nachfolgende Kompostierung behindern oder Emissionen verursachen, entnommen werden.
• Die Bewässerung dient zur Befeuchtung und/oder zur Zuführung von Hilfsstoffen (z. B. Chemikalien) für die biologischen Prozesse. Bei der anaeroben Behandlung werden mit der Perkolation lösliche Substanzen und Abbauprodukte aus dem Stoffgemisch ausgetragen. Zur Entwässerung wird aus dem Stoffgemisch überschüssiges Prozesswasser abgesaugt.

The invention promotes and accelerates the aerobic processes (composting, stabilization or drying) and anaerobic (fermentation) processes in the biological treatment of an organics- and water-containing substance mixture in a heap. Usually, the meter-high pile of an organics-containing substance mixture tends to seal storage, whose flow is obstructed for loading and degassing and for irrigation and drainage with the result that biologically inactive areas, so-called non-process-controlled dead zones arise. The treatment of the substance mixture is in the invention focused on the mechanical loosening and mixing of the mixture by a process device according to the invention, which through the heap is pulled from a lower starting position to a higher end position. In this case, there is a thorough mixing and mechanical loosening of the heap, which improves as a result, the degassing and the loading and dehydration of the mixture in the debris or restore (drainage effect). In addition, by means of certain tools installed on the process device, an active process for irrigation and dewatering and for gassing, heating and degassing in the debris can be carried out:

• The mechanical loosening of the debris improves the drainage of process water and gas as well as the drainage of the debris
• The process device improves the mixing of the substance mixture.
By the fumigation for the aerobic treatment of the substance mixture is aeration preferably with atmospheric air and in the anaerobic treatment, expelling residual air in the debris of the mixture with an auxiliary gas (purge gas) to improve the startup phase in the fermentation. In the fumigation but also warm air for heating the mixture can be supplied to favor the processes. In degassing, gaseous degradation products (eg CO ₂ - / NH ₃ -air) are extracted from the aerobic treatment. In the anaerobic treatment, the residual methane is extracted from the debris (digestate) at the end of the fermentation process, so that the biogas yield increases. Furthermore, gaseous decomposition products (eg H ₂ S / NH ₃ outgassing) which hinder subsequent composting or cause emissions can also be taken from the digestate.
• Irrigation is used to moisten and / or supply auxiliaries (eg chemicals) for the biological processes. During anaerobic treatment, percolation removes soluble substances and decomposition products from the mixture. For dehydration excess process water is extracted from the mixture.

Des Weiteren hat die vorliegende Erfindung die Vorteile, dass das Verfahren und die Vorrichtung sowohl in Neuanlagen eingebaut wie auch bei Bestandsanlagen mit Mobilladerbetrieb (Radlader) nachgerüstet werden kann und eine sehr hohe Verträglichkeit gegenüber Fremd- und Störstoffen im Stoffgemisch gegeben ist. In besonderer Weise können auch Stoffgemische behandelt werden, die eine organikreiche und nasse Stofffraktion bei besonderer Fremd- und Störstoffproblematik (z. B. Glas, Plastik) aufweisen und deshalb einer schonenden mechanischen Behandlung bedürfen. Die robuste und wartungsarme Technik der Erfindung hat einen sehr niedrigen Energiebedarf und geringen Verschleiß.Furthermore, the present invention has the advantages that the method and the device can be installed both in new plants as well as in existing systems with Mobilladerbetrieb (wheel loader) can be retrofitted and a very high compatibility with foreign and impurities in the mixture is given. In a special way, it is also possible to treat mixtures of substances which have an organic-rich and wet substance fraction in the case of a special foreign and contaminant problem (eg glass, plastic) and therefore require gentle mechanical treatment. The robust and low-maintenance technique of the invention has a very low energy requirement and low wear.

Unter dem Begriff „Stoffgemisch” sind im Sinne der vorliegenden Erfindung organik- und wasserhaltigen Stoffgemische aus Haushalts- und Siedlungsabfällen, Grünschnitt, Bioabfälle (z. B. Küchenabfälle, Lebensmittelproduktionsabfälle), Gewerbeabfälle, land- und forstwirtschaftliche Biomassen, Altlasten aus Abfalldeponien oder dergleichen zu verstehen. Die Stoffgemische können einer aeroben Behandlung (Kompostierung, Stabilisierung oder Trocknung) oder einer anaeroben Behandlung (Vergärung) unterzogen werden.For the purposes of the present invention, the term "mixture of substances" is to be understood as meaning mixtures of household and municipal waste, green waste, biowaste (eg kitchen waste, food production waste), industrial waste, agricultural and forest biomass, contaminated sites from landfills or the like understand. The mixtures may be subjected to an aerobic treatment (composting, stabilization or drying) or anaerobic treatment (fermentation).

Unter dem Begriff „Haufwerk” wird eine Aufschüttung oder Aufschichtung des Stoffgemisches verstanden, die in einer offenen oder geschlossenen Behandlungsanlage hergestellt wird. Das Haufwerk kann eine Schütthöhe von mehreren Metern haben und in unterschiedlichen geometrischen Formen (z. B. Quader, Trapez, Dreieck etc.) vorliegen oder gebildet worden sein.The term "heap" is understood to mean a bedding or coating of the mixture of substances which is produced in an open or closed treatment plant. The aggregate can have a bulk height of several meters and be present or formed in different geometrical shapes (eg cuboid, trapezoid, triangle, etc.).

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert sind.The invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments, which are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Dabei zeigenShow

1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Anlage (Ausgangslage) 1 : a schematic representation of the method according to the invention or the system according to the invention (starting position)

2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Anlage (Endlage) 2 : a schematic representation of the method according to the invention or the system according to the invention (end position)

3: eine detaillierte Darstellung der erfindungsgemäßen Anlage mit den Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 von der Prozessvorrichtung 4 3 : A detailed view of the system according to the invention with the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 from the process device 4

4: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Anlage (Schnittzeichnung-Auszug) 4 : a schematic representation of the method according to the invention or the system according to the invention (sectional drawing extract)

5: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Anlage (Schnittzeichnung offenes Haufwerk) 5 : a schematic representation of the method according to the invention or the system according to the invention (sectional drawing of open pile)

Eine in der 1 schematisch dargestelltes Verfahren 1 dient zur mechanischen Auflockerung und Durchmischung, sowie zur Verbesserung der Drainage (Be- und Entgasung sowie zur Be- und Entwässerung) eines Stoffgemisches 2 in einem Haufwerk 3, mit dem eine aerobe Behandlung (Kompostierung, Stabilisierung oder Trocknung) oder eine anaerobe Behandlung (Vergärung) vorgenommen wird. Das bis zu mehrere Meter hohe Haufwerk 3 aus dem Stoffgemisch 2 kann in einer offenen oder geschlossenen Behandlungsanlage vorliegen. Bei der Vergärung ist verfahrensbedingt durch die Biogaserzeugung eine geschlossene Behandlungsanlage gegeben.One in the 1 schematically illustrated method 1 Used for mechanical loosening and mixing, as well as to improve the drainage (degassing and for the irrigation and drainage) of a mixture of substances 2 in a heap 3 with which an aerobic treatment (composting, stabilization or drying) or anaerobic treatment (fermentation) is carried out. The up to several meters high pile 3 from the mixture 2 may be in an open or closed treatment facility. In the Fermentation is given by the process of biogas production a closed treatment plant.

Dabei umfasst das Verfahren 1 verschiedene Ausgestaltungen in der Prozessvorrichtung 4 mit unterschiedlichen Prozesseigenschaften zur aeroben oder anaeroben Behandlung des Stoffgemisches 2. Bzgl. der Stellung der Prozessvorrichtung 4 im Haufwerk 3 gibt es eine Ausgangslage gemäß 1 und eine Endlage gemäß 2. Der Zeitpunkt und das Führen der Prozessvorrichtung 4 durch das Haufwerk 3 von der Ausgangslage zur Endlage kann variabel in einem durchgängigen Arbeitsschritt oder/und in mehreren unterbrochenen Zwischenschritten vollzogen werden. Zusätzlich können dabei mittels der Werkzeuge 4.1/4.2/4.3 an der Prozessvorrichtung 4 weitere Prozessschritte wie Begasung sowie Erwärmung 13 und Entgasung 14 oder/und Bewässerung 16 und Entwässerung 17 im Haufwerk 3 des Stoffgemisches 2 vorgenommen werden.The process includes 1 various embodiments in the process device 4 with different process properties for the aerobic or anaerobic treatment of the substance mixture 2 , Concerning. the position of the process device 4 in the heap 3 is there a starting position according to 1 and an end position according to 2 , The timing and running of the process device 4 through the pile 3 from the initial position to the end position can be performed variably in a continuous operation and / or in several interrupted intermediate steps. In addition, by means of the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 at the process device 4 Further process steps such as fumigation and heating 13 and degassing 14 or / and watering 16 and drainage 17 in the heap 3 of the substance mixture 2 be made.

Bei der Ausgangslage wird die Prozessvorrichtung 4 vor Erstellung des Haufwerkes 2 im Bereich des Bodens 5.1 und der gegenüberliegenden Seitenwände 5.2 der Anlage 1 eingelegt bzw. in die Ausgangslage zurückgefahren. Bei einer Erstellung des Haufwerkes 2 durch einen Mobillader (z. B. Radlader) ist die Überfahrbarkeit der Werkzeuge 4.1/4.2/4.3 von der Prozessvorrichtung 4 gegeben. Um eine zeitweilige Fixierung der Prozess-vorrichtung 4 in der Ausgangslage insbesondere bei der Erstellung des Haufwerkes 3 vornehmen zu können, werden an den Seitenwänden 5.2 und/oder am Boden 5.1 bestimmte Halterungen 11 als mechanische Klemmvorrichtung oder magnetisch wirkende Halterung angebracht.At the starting position, the process device 4 before creation of the heap 2 in the area of the soil 5.1 and the opposite side walls 5.2 the plant 1 inserted or moved back to the starting position. When creating the heap 2 by a Mobillader (eg wheel loader) is the Überfahrbarkeit the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 from the process device 4 given. To a temporary fixation of the process device 4 in the starting position, especially in the creation of the heap 3 be able to make are on the side walls 5.2 and / or on the ground 5.1 certain mounts 11 attached as a mechanical clamping device or magnetically acting holder.

Die Erfindung kann jedoch auch bei Behandlungsanlagen für Stoffgemische 2 eingesetzt werden, die über keine umfassenden Seitenwände 5.2 für das Haufwerk 3 verfügen s. 5. Dabei umschließt die Prozessvorrichtung 4 ringförmig das Haufwerk 3 in der Ausgangslage.However, the invention can also in treatment plants for mixtures 2 are used, which have no extensive sidewalls 5.2 for the heap 3 have s. 5 , This encloses the process device 4 ring the heap 3 in the starting position.

Die Anordnung der Prozessvorrichtung 4 kann sowohl in Längsrichtung wie auch in Querrichtung zum Haufwerk 3 vorgenommen werden.The arrangement of the process device 4 Can be used both in the longitudinal direction and in the transverse direction to the pile 3 be made.

Die Prozessvorrichtung 4 besteht aus mindestens einem Werkzeug 4.1/4.2/4.3 vorzugsweise vielen Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 abhängig von der Größe des Haufwerkes 3 oder/und der Aufgabenstellung der Anlage 1 s. 3. Bei der Prozessvorrichtung 4 können die Werkzeuge 4.1/4.2/4.3 jeweils einheitlich oder auch in abwechselnder Reihenfolge im Haufwerk 3 angeordnet sein. Der Abstand zwischen den Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 kann frei gewählt werden, liegt bei 30–120 cm. Zwischen den Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 können auch eine oder mehrere Querverbindungen bestehen, um durch diese netzartige Struktur der Prozessvorrichtung 4 eine begünstigende Wirkung in der mechanischen Auflockerung und Durchmischung, der Be- und Entgasung sowie der Be- und Entwässerung des Stoffgemisches 2 im Haufwerk 3 zu erzielen (s. 4). An den Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 können auch zusätzliche Vorrichtungen wie Platten oder hakenförmige Aufreißer vorzugsweise außerhalb des Aufwickelbereiches angebracht sein, um die Auflockerung und Durchmischung des Haufwerkes 2 zu erhöhen. Bei Werkzeug 4.1 handelt es sich um ein Seil aus Stahl oder/und Kunststoffgewebe vorzugsweise mit einem Durchmesser von 8–25 mm. Das Werkzeug 4.2 ist als Kunststoffgewebe-Gurtband vorzugsweise mit einer Breite von 25–200 mm ausgebildet. Beim Werkzeug 4.3 handelt es sich um einen Kunststoff-Gewebeschlauch vorzugsweise mit einem Durchmesser von 10–50 mm. Durch die Perforierung des Schlauchmantels kann im Vergleich zu den Werkzeugen 4.1 und 4.2 zusätzlich eine Begasung sowie Erwärmung 13 und/oder Entgasung 14 durch das Gebläse 12 oder auch eine Bewässerung 16 mit Wasser oder Prozessflüssigkeit und/oder Entwässerung 17 durch die Pumpe 15 durchgeführt werden.The process device 4 consists of at least one tool 4.1 / 4.2 / 4.3 preferably many tools 4.1 / 4.2 / 4.3 depending on the size of the pile 3 and / or the task of the system 1 s. 3 , At the process device 4 can the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 each uniform or in alternating order in the heap 3 be arranged. The distance between the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 can be chosen freely, is 30-120 cm. Between the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 may also be one or more cross-connections to pass through this network-like structure of the process device 4 a favorable effect in the mechanical loosening and mixing, the degassing and the loading and dehydration of the mixture 2 in the heap 3 to achieve (s. 4 ). At the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 For example, additional devices such as plates or hook-shaped rippers may preferably be mounted outside the take-up area to facilitate the loosening and mixing of the debris 2 to increase. At tool 4.1 it is a rope made of steel and / or plastic fabric preferably with a diameter of 8-25 mm. The tool 4.2 is designed as a plastic webbing belt preferably with a width of 25-200 mm. At the tool 4.3 it is a plastic fabric hose preferably with a diameter of 10-50 mm. Due to the perforation of the hose jacket can be compared to the tools 4.1 and 4.2 additionally a fumigation and warming 13 and / or degassing 14 through the blower 12 or irrigation 16 with water or process fluid and / or drainage 17 through the pump 15 be performed.

Die Prozessvorrichtung 4 mit den Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 ist an drehbaren, gegenüberliegenden Wellen 6.1 und 6.2 befestigt, die die Werkzeuge 4.1/4.2/4.3 von der Ausgangslage zur Endlage und umgekehrt bewegen. Dadurch besteht die Möglichkeit auf beiden Seiten des Haufwerkes 3 den Antrieb der Prozessvorrichtung 4 vorzunehmen. Die Wellen 6.1 und 6.2 sind als Vollwellen und insbesondere im Fall des Werkzeuges 4.3 als Hohlwelle ausgeführt. Dadurch besteht die Möglichkeit von beiden Seiten des Haufwerkes 3 eine Begasung sowie Erwärmung 13 und/oder Entgasung 14 durch das Gebläse 12 oder auch eine Bewässerung 16 mit Wasser oder Prozessflüssigkeit und/oder Entwässerung 17 durch die Pumpe 15 im Haufwerk 3 durchzuführen. Abhängig vom Werkzeug 4.1/4.2/4.3 sind vor den Wellen 6.1 und 6.2 für jedes Werkzeug angepasste Führungswerkzeuge 7 angebracht. Die Führungswerkzeuge 7 haben die Aufgabe, das Aufwickeln der Werkzeuge 4.1/4.2/4.3 auf die Wellen 6.1 und 6.2 zu verbessern und eventuell von Werkzeug 4.1/4.2/4.3 mitgerissenes Stoffgemisch 2 abzustreifen. Des Weiteren befindet sich im Führungs-Werkzeug 7 der Endlagenschalter für die Endlage der Prozessvorrichtung 4.The process device 4 with the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 is on rotating, opposite waves 6.1 and 6.2 fastened the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 move from the initial position to the end position and vice versa. This gives the possibility on both sides of the heap 3 the drive of the process device 4 make. The waves 6.1 and 6.2 are considered full waves and especially in the case of the tool 4.3 designed as a hollow shaft. There is the possibility of both sides of the heap 3 a fumigation and warming 13 and / or degassing 14 through the blower 12 or irrigation 16 with water or process fluid and / or drainage 17 through the pump 15 in the heap 3 perform. Depending on the tool 4.1 / 4.2 / 4.3 are in front of the waves 6.1 and 6.2 Guide tools adapted to each tool 7 appropriate. The leadership tools 7 have the task of winding up the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 on the waves 6.1 and 6.2 to improve and possibly tool 4.1 / 4.2 / 4.3 entrained mixture of substances 2 slough. Furthermore, it is located in the guide tool 7 the limit switch for the end position of the process device 4 ,

An Stelle der Welle 6.2 können die Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 auch einzeln an der Seitenwand 5.2 befestigt sein, so dass ein einseitiger Antrieb der Prozessvorrichtung 4, eine einseitige Begasung sowie Erwärmung 13 und/oder Entgasung 14 sowie Bewässerung 16 und/oder Entwässerung 17 des Haufwerkes 3 vorgenommen werden können. Die Befestigung und Lagerung der Wellen 6.1 und 6.2 erfolgt mit mindestens zwei vorzugsweise mehreren Lagern und Lagerböcken 8 an den Seitenwänden 5.2. Durch die Positionierung der Wellen 6.1 und 6.2 außerhalb des Stoffgemisches 2 werden die Wellenlager 8 vor Beschädigung und Verschleiß geschützt.In place of the wave 6.2 can use the tools 4.1 / 4.2 / 4.3 also individually on the side wall 5.2 be attached, leaving a one-sided drive the process device 4 , a one-sided fumigation and warming 13 and / or degassing 14 as well as irrigation 16 and / or drainage 17 of the heap 3 can be made. The attachment and storage of the waves 6.1 and 6.2 takes place with at least two preferably several bearings and storage blocks 8th on the side walls 5.2 , By positioning the waves 6.1 and 6.2 outside the substance mixture 2 become the shaft bearings 8th protected against damage and wear.

Die antriebswirkenden Wellen 6.1 und/oder 6.2 werden bei einer geschlossenen Behandlungsanlage – insbesondere bei der Vergärung des Stoffgemisches 2 – in den Außenbereich der Behandlungsanlage zum Antriebsaggregat 10 geführt. Vorzugsweise wird von den Wellen 6.1 und 6.2 über die Antriebsumlenkung 9 die Verbindung zum Antriebsaggregat 10 hergestellt s. 4. Das Antriebsaggregat 10 kann aber auch ohne Antriebsumlenkung 9 direkt mit den Wellen 6.1 und/oder 6.2 angekuppelt sein. Das Antriebsaggregat 10 kann als ortsfestes Aggregat an der Anlage 1 errichtet sein. Bei mehreren Modulen der Anlage 1 wird jedoch vorzugsweise ein mobiles, an die Antriebsumlenkung 9 ankuppelbares, Antriebsaggregat 10 verwendet. Das Antriebsaggregat 10 kann gemäß dem Stand der Technik einen elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebsmotor aufweisen.The driving waves 6.1 and or 6.2 be in a closed treatment plant - especially in the fermentation of the substance mixture 2 - in the outer area of the treatment plant to the drive unit 10 guided. Preferably is from the waves 6.1 and 6.2 via the drive deflection 9 the connection to the drive unit 10 produced s. 4 , The drive unit 10 but can also without drive deflection 9 directly with the waves 6.1 and or 6.2 be coupled. The drive unit 10 can be used as stationary unit at the plant 1 be built. For several modules of the system 1 However, preferably a mobile, to the drive deflection 9 Coupling, drive unit 10 used. The drive unit 10 may according to the prior art have an electric, pneumatic or hydraulic drive motor.

Über die Prozessvorrichtung 4 mit dem Werkzeug 4.3 kann das Stoffgemisch 2 im Haufwerk 3 auch einer Begasung sowie Erwärmung 13 und/oder Entgasung 14 unterzogen werden. Hierzu wird an die Wellen 6.1 und/oder 6.2 ein Gebläse 12 angeschlossen. Das Gebläse 12 kann wahlweise im Überdruckbetrieb zur Begasung 13 oder/und auch im Unterdruckbetrieb zur Entgasung 14 des Stoffgemisches 2 eingesetzt werden. Im Überdruckbetrieb erfolgt mit dem Gebläse 12 eine Begasung bzw. Erwärmung 13 je nach Aufgabenstellung mit atmosphärischer Luft oder erwärmter Luft (Warmluft), um die biologischen Vorgänge im Haufwerk 3 zu fördern oder mit einem Spülgas, um das Stoffgemisch 2 einer besonderen Behandlung zu unterziehen. Im Unterdruckbetrieb erfolgt mit dem Gebläse 12 eine Entgasung 14 des Haufwerkes 2, so dass gasförmige Abbauprodukte (z. B. CO₂-/NH₃-/H₂S-/CH₄-Abluft) abgezogen werden können.About the process device 4 with the tool 4.3 can the substance mixture 2 in the heap 3 also a fumigation and warming 13 and / or degassing 14 be subjected. This is done to the waves 6.1 and or 6.2 a fan 12 connected. The fan 12 can optionally be used in overpressure mode for fumigation 13 or / and also in vacuum operation for degassing 14 of the substance mixture 2 be used. In overpressure operation takes place with the blower 12 a fumigation or warming 13 depending on the task with atmospheric air or heated air (hot air), to the biological processes in the heap 3 to promote or with a purge gas to the substance mixture 2 to undergo a special treatment. In negative pressure operation takes place with the blower 12 a degassing 14 of the heap 2 , so that gaseous degradation products (eg., CO ₂ - / NH ₃ - / H ₂ S- / CH ₄ -air) can be deducted.

Über die Prozessvorrichtung 4 mit dem Werkzeug 4.3 kann das Stoffgemisch 2 im Haufwerk 3 auch eine Bewässerung 16 und/oder Entwässerung 17 unterzogen werden. Hierzu wird an die Wellen 6.1 und/oder 6.2 eine Pumpe 15 angeschlossen. Die Pumpe 15 kann wahlweise im Überdruckbetrieb zur Bewässerung 16 oder/und auch im Unterdruckbetrieb zur Entwässerung 17 des Stoffgemisches 2 eingesetzt werden. Im Überdruckbetrieb erfolgt mit der Pumpe 15 eine Bewässerung 16 mit Wasser oder einer Prozessflüssigkeit oder einem prozessfördernden Hilfsstoff (z. B. Chemikalien), um die biologischen Vorgänge beim Stoffgemisch 2 im Haufwerk 3 zu fördern. Im Unterdruckbetrieb erfolgt mit der Pumpe 15 eine Entwässerung 17 aus dem Haufwerk 3, um überschüssiges Prozesswasser abzuziehen.About the process device 4 with the tool 4.3 can the substance mixture 2 in the heap 3 also an irrigation 16 and / or drainage 17 be subjected. This is done to the waves 6.1 and or 6.2 a pump 15 connected. The pump 15 can optionally be used in overpressure mode for irrigation 16 or / and also in vacuum operation for drainage 17 of the substance mixture 2 be used. In overpressure operation is done with the pump 15 an irrigation 16 with water or a process fluid or a process-promoting excipient (eg chemicals) to the biological processes in the mixture 2 in the heap 3 to promote. In vacuum operation, the pump is used 15 a drainage 17 from the pile 3 to remove excess process water.

Die Prozessvorrichtung 4 kann auch so ausgebildet sein, dass eine Welle 6.1 oder 6.2 als Hohlwelle für die Begasung 13 oder/und Entgasung 14 oder die Bewässerung 16 oder/und Entwässerung 17 verwendet wird und die andere, gegenüberliegende Welle 6.2 bzw. 6.1 über die Antriebsumlenkung 9 mit dem Antriebsaggregat 10 verbunden ist. Dadurch sind die Aufgaben der Be-/Entgasung 13/14 bzw. der Be-/Entwässerung 16/17 vom Antrieb der Prozessvorrichtungen 4 entkoppelt, was anlagentechnisch einfacher zu lösen ist.The process device 4 can also be designed so that a wave 6.1 or 6.2 as a hollow shaft for fumigation 13 or / and degassing 14 or irrigation 16 or / and drainage 17 is used and the other, opposite shaft 6.2 respectively. 6.1 via the drive deflection 9 with the drive unit 10 connected is. As a result, the tasks of loading / degassing 13 / 14 or irrigation / drainage 16 / 17 from the drive of the process devices 4 decouples what is technically easier to solve.

Mit der Erfindung ist es auch möglich, dass für ein Haufwerk 3 eine oder mehrere Prozessvorrichtungen 4 zur mechanischen Auflockerung und Durchmischung, zur Begasung und Erwärmung 13 und Entgasung 14 sowie zur Bewässerung 16 und Entwässerung 17 des Stoffgemisches 2 übereinander angeordnet werden. Die Prozessvorrichtungen 4 können dadurch zu unterschiedlichen Zeiten aktiviert oder/und räumlich versetzt im Haufwerk 3 angeordnet werden oder/und mit unterschiedlichen Werkzeugen 4.1/4.2/4.3 ausgestattet sein.With the invention it is also possible that for a heap 3 one or more process devices 4 for mechanical loosening and mixing, for fumigation and heating 13 and degassing 14 as well as for irrigation 16 and drainage 17 of the substance mixture 2 be arranged one above the other. The process devices 4 can thereby be activated at different times and / or spatially offset in the heap 3 be arranged and / or with different tools 4.1 / 4.2 / 4.3 be equipped.

Die Erfindung ist dabei nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The invention is not limited to the illustrated and described embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Anlageinvestment
22: Stoffgemischmixture
33: Haufwerkheap
44: Prozessvorrichtung 4.1/4.2/4.3 Werkzeugeprocess device 4.1 / 4.2 / 4.3 Tools
55: 5.1 Boden 5.2 Seitenwände 5.1 ground 5.2 side walls
66: Wellen 6.1/6.2 waves 6.1 / 6.2
77: Führungswerkzeugmanagement tool
88th: Lagerung mit Lager und LagerbockStorage with bearing and bearing block
99: Antriebsumlenkungdrive redirection
1010: Antriebsaggregatpower unit
1111: Halterungenbrackets
1212: Gebläsefan
1313: Begasung bzw. ErwärmungFumigation or warming
1414: Entgasungdegasing
1515: Pumpepump
1616: Bewässerungirrigation
1717: Entwässerungdrainage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 02/06439 [0003]
EP 2428558 [0003]

Claims

Procedure ( 1 ) for the treatment of a substance mixture containing organic and / or water ( 2 ) from household and municipal waste, green waste, biowaste (eg kitchen waste, food production waste), industrial waste, agricultural and forest biomass, landfill waste resulting from the process of aerobic treatment (composting, stabilization or drying) or the anaerobic process Treatment (fermentation), characterized in that in an open or closed treatment plant the substance mixture ( 2 ) in a heaped-up or piled up heap ( 3 ) (1) at least one process device ( 4 ) through the pile ( 3 ) is moved from a lower starting position to a higher end position in order to achieve a mechanical loosening, mixing and improvement of the drainage for gases and liquids in the substance mixture ( 2 ) in the heap ( 3 ) and (2) at least one process device ( 4 ) with tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ), with which in addition to the mechanical loosening and mixing also a fumigation and / or heating ( 13 ) and / or degassing ( 14 ), Irrigation ( 16 ) and / or drainage ( 17 ) is feasible.

Method according to claim 1, characterized in that per process device ( 4 ) the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) from the initial position to the end position through the pile ( 3 ) are moved by the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) on at least one wave ( 6.1 ) and / or an opposite wave ( 6.2 ) by means of one or two drive units ( 10 ) are wound up.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the process device ( 4 ) from at least one tool ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) depending on the size of the heap ( 3 ) and / or the task from the aerobic or anaerobic treatment of the substance mixture ( 2 ) consists.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the process device ( 4 ) with the tool ( 4.3 ) additionally a fumigation ( 13 ) and / or degassing ( 14 ) of the substance mixture ( 2 ) in the heap ( 3 ) via at least one hollow shaft ( 6.1 ) by means of at least one blower ( 12 ) is carried out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the process device ( 4 ) with the tool ( 4.3 ) additionally irrigation ( 16 ) and / or drainage ( 17 ) of the substance mixture ( 2 ) in the heap ( 3 ) via at least one hollow shaft ( 6.1 ) by means of at least one pump ( 15 ) is carried out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the timing and the guiding of the process device ( 4 ) through the pile ( 3 ) is carried out variably from the starting position to the end position either in one continuous operation and / or in several interrupted intermediate steps.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that with the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) also different process steps such as mechanical loosening and mixing and / or fumigation and / or hot air supply ( 13 ) and / or degassing ( 14 ) or / and irrigation ( 16 ) and / or drainage ( 17 ) via the process device ( 4 ) in the heap ( 3 ) of the substance mixture ( 2 ).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the method ( 1 ) also in open treatment plants for mixtures ( 2 ), which do not have any extensive side walls ( 5.2 ) for the heap ( 3 ), whereby the process device ( 4 ) annularly the heap ( 3 ) encloses in the starting position.

Plant for the treatment of an organic and / or hydrous substance mixture ( 2 ) from household and municipal waste, green waste, biowaste (eg kitchen waste, food production waste), industrial waste, agricultural and forest biomass, landfill waste resulting from the process of aerobic treatment (composting, stabilization or drying) or the anaerobic process Treatment (fermentation), characterized in that in the process device ( 4 ) at least three tools are present, wherein - it is at a first of the at least three tools ( 4.1 ) is a rope of steel and / or plastic fabric preferably with a diameter of 8-25 mm and - a second of the at least three tools ( 4.2 ) is formed as a plastic webbing belt preferably having a width of 25-200 mm and - a third of the at least three tools ( 4.3 ) consists of a plastic fabric tube preferably with a diameter of 10-50 mm, which has a perforation in the jacket.

Plant according to claim 9, characterized in that the distance between the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ), but at 30-120 cm, preferably 80-100 cm, is.

Installation according to one of claims 9 to 10, characterized in that in the process device ( 4 ) the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) each uniform or in alternating order in the heap ( 3 ) are arranged.

Installation according to one of claims 9 to 11, characterized in that between the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) can also consist of one or more cross connections in order to move through this network-like structure of the process device ( 4 ) a beneficial effect in the mechanical loosening and mixing, the fumigation ( 13 ) and degassing ( 14 ) and irrigation ( 16 ) and drainage ( 17 ) of the substance mixture ( 2 ) in the heap ( 3 ) to achieve.

Installation according to one of claims 9 to 12, characterized in that the process device ( 4 ) both in the longitudinal direction and in the transverse direction to the heap ( 3 ) can be arranged.

Installation according to one of claims 9 to 13, characterized in that the waves ( 6.1 ) and ( 6.2 ) both as full waves and in particular in the case of the tool ( 4.3 ) are designed as a hollow shaft, so that there is the possibility of both sides of the heap ( 3 ) a fumigation ( 13 ) and / or degassing ( 14 ) by the blower ( 12 ) or irrigation ( 16 ) and / or drainage ( 17 ) with water or process fluid through the pump ( 15 ) in the heap ( 3 ).

Installation according to one of claims 9 to 14, characterized in that instead of the shaft ( 6.2 ) the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) also individually on the side wall ( 5.2 ) are fastened, so that with the shaft ( 6.1 ) a one-sided drive of the process device ( 4 ), a one-sided fumigation ( 13 ) and / or degassing ( 14 ) and one-sided irrigation ( 16 ) and / or drainage ( 17 ) of the heap ( 3 ) can be made.

Installation according to one of claims 9 to 15, characterized in that the drive unit ( 10 ) as stationary unit at the plant ( 1 ) and / or a mobile, to the drive diversion ( 9 ) coupling drive unit ( 10 ) is provided.

Installation according to one of claims 9 to 16, characterized in that the process device ( 4 ) driving waves ( 6.1 ) and or ( 6.2 ) preferably in a closed treatment plant in the outer area of the treatment plant via the drive deflection ( 9 ) to the drive unit ( 10 ) are guided.

Installation according to one of claims 9 to 17, characterized in that before the waves ( 6.1 / 6.2 ) one for each tool ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) adapted guide tools ( 7 ), in particular the winding of the tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) and possibly tools ( 4.1 / 4.2 / 4.3 ) entrained substance mixture ( 2 ) strip.