DE19617734C1

DE19617734C1 - Preparation of slurried, mixed trade and industry bio-wastes for fermentation

Info

Publication number: DE19617734C1
Application number: DE1996117734
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Huep
Original assignee: Ava Huep U Co KG GmbH
Current assignee: Ava Huep U Co KG GmbH
Priority date: 1996-05-03
Filing date: 1996-05-03
Publication date: 1997-10-23
Anticipated expiration: 2016-05-04

Abstract

Preparation of a mixture of biological wastes from trade and industry, for fermentation or digestion comprises: (i) the bio-wastes being screened; and (ii) the bio-wastes being treated in a comminuter-mixer (4), where they pass from an inlet (4a) to an outlet (4b). They are size-reduced <= 10-30 mm, and mixed at the same time. Fluid is then added, and the material is transferred in the form of an homogenised suspension (21) for fermentation. Heavy, tramp components (stone and metal) are removed from the suspension at the outlet of the mixer-comminuter. The suspension, having a known dry matter content of 10-25%, is transferred to the fermentation vessel (13). Also claimed is the plant to carry out the process. This comprises a mixer-comminuter in a cylindrical, horizontal vessel, this contains a long, coaxial mixer shaft with radial arms fixed to it at intervals, which carry scoops at their ends, moving the mixture along horizontally. Between the arms along the casing there are rows of high-speed rotary comminuters on auxiliary shafts. One row lies between mixer shaft- and base level. Another is at the fluid level of the suspension in the casing. There is an interception sump (5) below the base for the tramp materials.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gärfähigen Gemisches von biologischen Abfällen aus Gewerbe und Industrie, die gesiebt, zerkleinert, in einem Aufbereitungsbehälter von steinernen und metallischen Materialien getrennt und sodann als Suspension einem Gärbehälter zugeführt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for manufacturing a fermentable mixture of biological waste Commercial and industrial, sieved, crushed, in one Processing tanks of stone and metallic Materials separated and then a suspension Fermentation tanks are supplied, as well as a device for Execution of the procedure.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art gemäß dem Prospekt "Vergärung von Bioabfällen - Eine technische Information" der Deutschen BABCOCK GmbH werden die angelieferten organischen Abfälle in einer trockenen Vorbehandlung aus Sieben, einem Zerkleinerer und einem Magnetscheider aufbereitet. Dabei wird eine Fraktion kleiner als etwa 50 bis 60 mm erzeugt. Diese Fraktion gelangt über einen Gurtförderer in einen Aufbereitungsbehälter zu einem Rührwerk. Dieses Rührwerk mischt die eingeförderten Abfälle in eine temperierte Prozeßwasservorlage ein, wobei eine Suspension mit einem Trockensubstanz-Gehalt von 10% bis 25% bei einer Temperatur von etwa 37°C erstellt wird. Anschließend erfolgt in dem Aufbereitungsbehälter mittels einer Schwimm-Sink-Trennung die Abscheidung leichter und schwerer Störstoffe. Dabei können die schwereren Störstoffe, beispielsweise steinerne und metallische Materialien, nur intervallweise aus dem Boden des Gärbehälters abgezogen werden, wohingegen der Abzug der Schwimmbestandteile kontinuierlich erfolgen kann.In a known method of this type according to the Brochure "Fermentation of organic waste - A technical Information "of the German BABCOCK GmbH will be the delivered organic waste in a dry Pretreatment from seven, one shredder and one Magnetic separator processed. This is a faction generated less than about 50 to 60 mm. This faction gets into a via a belt conveyor Processing container for an agitator. This agitator mixes the imported wastes into a tempered one Process water template, a suspension with a Dry matter content from 10% to 25% at one Temperature of about 37 ° C is created. Subsequently takes place in the treatment tank by means of a Float-sink separation makes separation easier and heavy contaminants. The heavier ones can Impurities, such as stone and metal Materials only from the bottom of the Fermentation tank are deducted, whereas the deduction of the Floating ingredients can be done continuously.

Die Suspension wird sodann aus dem Aufbereitungsbehälter in einen Gärbehälter gepumpt, der als Schlaufenreaktor ausgebildet ist und in welchem erstmalig eine Homogenisierung des Gemisches erfolgt. Dieses Verfahren ist neben seinem hohen apparativen Aufwand mit dem Nachteil behaftet, daß im Aufbereitungsbehälter eine Homogenisierung nicht stattfindet, was wiederum den Gärungsprozeß im anschließenden Gärbehälter verzögert. Ferner erfolgt dieses Verfahren diskontinuierlich, da der Abzug der schweren Störstoffe aus dem Bodenbereich des Aufbereitungsbehälters nur intervallweise erfolgen kann.The suspension is then from the Preparation tank pumped into a fermentation tank, the is designed as a loop reactor and in which The mixture is homogenized for the first time. This procedure is besides its high apparatus Effort with the disadvantage that in Treatment tanks do not homogenize takes place, which in turn the fermentation process in subsequent fermentation tank delayed. It also takes place this process discontinuously because the deduction of the heavy contaminants from the bottom area of the Processing container can only be done at intervals.

Aus der DE 30 15 239 A1 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Bio-Gas unter Verwendung von Hausmüll und kommunalem Klärschlamm offenbart. Zu diesem Zweck wird unbehandelter Hausmüll und unentwässerter Klärschlamm gemeinsam mit Hilfe eines zwei- oder mehrstufigen Mahlvorganges zerkleinert und gemischt, wobei die dabei entstehende Schlemme einer mehrstündigen Quellzeit unterworfen wird, so daß anschließend alle nicht verrottbaren Anteile der Schlemme durch einen oder mehrere Flotationsvorgänge ausgeschieden werden, wobei der Feststoffanteil der verbleibenden Schlemme durch mechanische Entwässerung auf ca. 40% erhöht wird. Der zwei- oder mehrstufige Mahlvorgang erfolgt bei diesem Verfahren mittels einer Kugelmühle, welche die in unbehandeltem Hausmüll vorhandenen Blech- und Kunststoffbestandteile so lange durchmahlt, bis sie die Lochbleche der Kugelmühle passiert haben. Eine Trennung der nicht verrottbaren Bestandteile findet in der Kugelmühle nicht statt, sondern muß bei einem daran anschließenden Flotationsvorgang erfolgen. Auch eine Homogenisierung der von den Kugeln der Kugelmühle durch die Lochbleche gepreßten Bestandteile erfolgt nicht, weil eine echte Mischung mit einem dazu erforderlichen Rührer fehlt und die durch die Lochbleche gepreßten Bestandteile in ihrer Konsistenz und in ihrem Inhalt der jeweiligen Charge und damit dem Zufall überlassen bleiben.DE 30 15 239 A1 describes a method for Production of bio gas using household waste and municipal sewage sludge disclosed. For this purpose untreated domestic waste and undiluted sewage sludge together with the help of a two or multi-stage Crushed and mixed, the process resulting sludge of a swell time of several hours is subjected, so that subsequently not all rotten portions of the mud by one or several flotation processes are eliminated, whereby the solids content of the remaining slurry mechanical drainage is increased to about 40%. Of the two- or multi-stage grinding process takes place in this Method using a ball mill, which the in untreated household waste existing sheet metal and Plastic components grind through until they Perforated sheets of the ball mill have passed. A seperation of the non-decomposable components takes place in the Ball mill does not take place, but must be on one subsequent flotation process. Also one Homogenization of the balls of the ball mill through the perforated sheet pressed components does not take place because a real mix with a required stirrer missing and the components pressed through the perforated plates in their consistency and in the content of each Batch and thus left to chance.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit welchem bei geringem apparativen Aufwand die biologischen Abfälle im bereits homogenisiertem Zustand in den Gärbehälter überführt werden können.Based on this state of the art Invention based on the object, a method of to create the type mentioned, with which at the biological waste in the apparatus already homogenized state in the fermentation tank can be transferred.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem eingangs genannten Gattungsbegriff verfahrensmäßig dadurch gelöst, daß die biologischen Abfälle in einem Mischzerkleinerer zwischen dessen Eingangs- und Ausgangsseite gefördert und dabei auf eine maximale Korngröße zwischen 10 mm und 30 mm zerhackt, gemischt und unter Zusatz von Flüssigkeit in eine homogenisierte, gärfähige Suspension überführt werden, wobei die schweren Bestandteile der Störstoffe an der Ausgangsseite des Mischzerkleinerers aus der Suspension entfernt werden, die dann mit einem an sich bekannten Trockensubstanz-Gehalt von 10% bis 25% in den Gärbehälter gefördert wird. Durch diese Verfahrensweise wird der Zerkleinerungsvorgang und der Aufbereitungsvorgang in einem einzigen Verfahrensschritt und somit auch in einer einzigen Vorrichtung, nämlich in einem Mischzerkleinerer, durchgeführt. Dieser Mischzerkleinerer fördert einerseits die biologischen Abfälle in horizontaler Richtung zwischen seiner Eingangs- und seiner Ausgangsseite und rührt dabei das gesamte Gemisch gründlich durch, wobei die festen Bestandteile von zusätzlichen sowie von den Schaufeln des Mischzerkleinerers unabhängigen Zerhackern auf eine maximale Korngröße zwischen 10 mm und 30 mm zerkleinert und unter Zusatz von Flüssigkeit in eine völlig homogenisierte, gärfähige Suspension überführt werden. Diese gärfähige Suspension kann direkt vom Ausgang des Mischzerkleinerers mit einem an sich bekannten Trockensubstanz-Gehalt von 10% bis 25% in den Gärbehälter gefördert werden.This task is in conjunction with the beginning the generic term mentioned is procedurally solved by that the biological waste in a blender promoted between its input and output side and to a maximum grain size between 10 mm and 30 mm chopped, mixed and with the addition of liquid transferred to a homogenized, fermentable suspension the heavy components of the contaminants the output side of the mixer shredder from the Suspension can be removed, which then with an in itself known dry matter content of 10% to 25% in the Fermentation tank is promoted. By doing this the shredding process and the Preparation process in a single process step and thus also in a single device, namely in a mixer shredder. This Mix shredder promotes biological on the one hand Waste in the horizontal direction between his Entrance and its exit side and touches that whole mixture thoroughly, taking the solid Components of additional as well as of the blades of the Mixer shredder independent chopper on one maximum grain size between 10 mm and 30 mm crushed and with the addition of liquid in a completely homogenized, fermentable suspension are transferred. This fermentable suspension can be directly from the exit of the Mix shredder with a known Dry matter content from 10% to 25% in the Fermentation tanks are promoted.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die steinernen und metallischen Bestandteile in der Nähe der Ausgangsseite des Mischzerkleinerers aus dessen Bodenbereich zum Eingang einer zur Horizontalen geneigten Förderschnecke geleitet und von dieser nach Durchlauf einer Entwässerungsstrecke oberhalb des Flüssigkeitspegels kontinuierlich in einen Container gefördert. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl die Zerkleinerung und Homogenisierung als auch die Entfernung der steinernen und metallischen Bestandteile kontinuierlich erfolgen, ist eine konstante sowie homogenisierte Durchsatzmenge zum eigentlichen Gärbehälter gesichert, wodurch die Gärzeit verringert und die Biogasbeute vergrößert werden können.After an advantageous development of the inventive method, the stone and metallic components near the exit side the mixer shredder from its bottom area to Entrance of a screw conveyor inclined to the horizontal directed and by this after pass one Drainage section above the liquid level continuously conveyed into a container. Because with that inventive methods both the crushing and Homogenization as well as the removal of the stone and metallic components take place continuously, is a constant and homogenized throughput secured to the actual fermentation tank, whereby the Fermentation time is reduced and the biogas yield is increased can.

Die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Vorrichtung geht von einem Mischzerkleinerer gemäß der DE 41 24 984 C2 aus. Der darin offenbarte Mischzerkleinerer besteht aus einem zylindrischen, etwa horizontal verlaufenden Gehäuse, in welchem eine zentrale, langsam drehende Mischerwelle mit regelmäßig radial angeordneten sowie drehfesten Armen vorgesehen ist, die an ihrem Ende der Innenkontur des Gehäuses angepaßte Schaufeln zur Horizontalförderung tragen, wobei zwischen den radialen Drehbahnen der Arme und der Schaufeln im Gehäuse auf schnell drehenden Nebenwellen Zerhacker angeordnet sind.The one required to carry out the procedure The device goes from a mixer shredder according to the DE 41 24 984 C2. The one revealed in it Mixing shredder consists of a cylindrical, approximately horizontal housing, in which a central, slowly rotating mixer shaft with regular radially arranged and non-rotatable arms provided is that at its end the inner contour of the housing wear adapted blades for horizontal conveyance, whereby between the radial orbits of the arms and the Buckets in the housing on fast rotating countershafts Chopper are arranged.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, wird das der Erfindung zugrundeliegende Problem vorrichtungsmäßig dadurch gelöst, daß eine Reihe der Zerhacker etwa zwischen dem Bodenbereich des Gehäuses und der Mischerwelle und eine weitere Reihe der Zerhacker in Höhe des Flüssigkeitspegels der Suspension im zylindrischen Gehäuse angeordnet ist, wobei kurz vor der Ausgangsseite des Mischzerkleinerers in dessen Bodenbereich eine tiefer liegende Auffangwanne im Gehäuse angeordnet ist, aus deren Boden die steinernen und metallischen Bestandteile zum Eingang des Fördergehäuses der zur Horizontalen geneigten Förderschnecke fallen und von dieser über den Flüssigkeitspegel hinaus förderbar sind.Based on this state of the art, it will be the Device underlying problem underlying the invention solved that a number of the chopper about between the bottom of the case and the Mixer shaft and another row of choppers in height of the liquid level of the suspension in the cylindrical Housing is arranged, just before the output side the mixer shredder in its bottom area a deeper lying drip pan is arranged in the housing the bottom of which are the stone and metal components to the entrance of the conveyor housing to the horizontal inclined screw conveyor and fall from this over the Liquid levels are also eligible.

Durch die erste Reihe der Zerhacker werden die schwereren, im Gehäuse des Mischzerkleinerers herabsinkenden Bestandteile der Suspension zerhackt, wohingegen von den Zerhackern in Höhe des Flüssigkeitspegels die aufschwimmenden Bestandteile zerkleinert werden. Dadurch entfällt der beim vorbekannten Verfahren erforderliche Abzug der aufschwimmenden Bestandteile. Bei dieser Vorrichtung kommen den radialen Armen mit ihren Schaufeln die Funktion einer Horizontalförderung der Suspension von der Eingangs- zur Ausgangsseite des Gehäuses sowie die eines Rührers zu, während die schnell drehenden Zerhacker die zur Homogenisierung erforderliche Zerkleinerungsfunktion durchführen. Durch den Rühreffekt der Arme mit den Schaufeln einerseits sowie durch die im Gehäusemantel ortsfest angeordneten, jedoch äußerst schnell drehenden Zerhacker erfolgt eine derartig gründliche Zerkleinerung und Durchmischung der Suspension, daß an der Ausgangsseite des Mischzerkleinerers eine vollständig homogenisierte Suspension kontinuierlich in den Gärbehälter gefördert werden kann.Through the first row of choppers, the heavier, in the housing of the mixer chopping down components of the suspension, whereas from the chopper in the amount of Liquid level the floating components be crushed. This eliminates the known procedure required deduction of the floating ingredients. With this device come to the radial arms with their blades Function of a horizontal conveying of the suspension from the Input to output side of the housing as well as one Stirrer while the rapidly rotating chopper comminution function required for homogenization carry out. Due to the stirring effect of the arms with the Scoops on the one hand and through the in the casing shell stationary, but extremely fast rotating Chopper is so thoroughly crushed and mixing the suspension that at the Mixer shredder one side completely homogenized suspension continuously in the Fermentation tanks can be promoted.

Aus dem Boden der tiefer liegenden Auffangwanne werden die steinernen und metallischen Bestandteile vom Eingang des Fördergehäuses der zur Horizontalen geneigten Förderschnecke bis oberhalb des maximalen Flüssigkeitspegels hinaus gefördert.From the bottom of the lower sump the stone and metal components of the Entrance of the conveyor housing of the inclined to the horizontal Screw conveyor up to the maximum Fluid level promoted beyond.

Dabei ist vorteilhaft der Mischzerkleinerer über seine Auffangwanne mit dem Eingang des Fördergehäuses nach der Art von kommunizierenden Gefäßen verbunden. Aufgrund dieser Ausbildung ist innerhalb des Fördergehäuses der Förderschnecke oberhalb des Flüssigkeitspegels der Suspension ein Entwässerungsteil als Entwässerungsstrecke für die steinernen und metallischen Bestandteile angeschlossen, wobei der Flüssigkeitspegel im Gehäuse des Mischzerkleinerers mit dem im Fördergehäuse übereinstimmt und letzterer mit dem Beginn des Entwässerungsteiles zusammenfällt. Dadurch kann die von den steinernen metallischen Bestandteilen abtropfende Flüssigkeit innerhalb des Fördergehäuses der Förderschnecke in die Suspension zurückfließen und wiederverwendet werden, wohingegen die auf diese Weise entwässerten steinernen und metallischen Bestandteile nach Durchlauf des Entwässerungsteiles von dessen höchster Stelle durch einen Falltrichter in einen Container gefördert werden. The mixer shredder is advantageous here its drip pan with the entrance of the conveyor housing connected by the type of communicating vessels. Because of this training is within the Conveyor housing of the screw conveyor above the Liquid level of the suspension a drainage part as a drainage section for the stone and connected metallic components, the Liquid level in the housing of the mixer grinder with which corresponds in the conveyor housing and the latter with the The beginning of the drainage part coincides. Thereby can that of the stone metallic components dripping liquid inside the conveyor housing The screw conveyor flows back into the suspension and be reused, whereas that way dewatered stone and metallic components after passage of the drainage part of it highest point through a drop funnel into one Containers are promoted.

Der Motor für die Mischerwelle sowie die Antriebsmotoren für die schnell drehenden Nebenwellen bestehen vorteilhaft aus Elektromotoren, von denen die Mischerwelle mit einer Drehzahl von 20 U/min bis 100 U/min und die mit verstärkten Lagern ausgerüsteten Nebenwellen mit einer Drehzahl von 500 u/min bis 3000 U/min versehen werden können.The motor for the mixer shaft as well as the Drive motors for the fast rotating countershafts advantageously consist of electric motors, of which the Mixer shaft with a speed of 20 rpm to 100 rpm and those equipped with reinforced bearings Auxiliary shafts with a speed of 500 rpm up to 3000 rpm can be provided.

Nach einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung bestehen die Zerhacker aus einem oder mehreren kreisförmigen, elliptischen oder ovalen Bügeln, die an einer oder an zwei gegenüberliegenden Polen drehfest mit der schnell drehenden Nebenwelle verbunden sind. Die Schmalkanten dieser Bügel sind als Zerhackungsmesser ausgebildet mit dem Vorteil, daß nicht wie beim Stand der Technik die bislang radial an Nebenwellen nach Art einer aufgeblühten Tulpe angeordneten Messer verbogen werden können und eine dementsprechend längere Standzeit aufweisen. Zusätzlich können die Bügel noch mit einem radial zu den Nebenwellen verlaufenden Äquatorialbügel verbunden sein. Ferner kann auch die Außenseite der Bügel mit Schlagelementen zur zusätzlichen Verkleinerung versehen sein.After a particularly advantageous development of Invention, the chopper consist of one or more circular, elliptical or oval temples attached to one or at two opposite poles with a rotation the fast rotating countershaft. The Narrow edges of these brackets are used as chopping knives trained with the advantage that not as in the state of Technology that has been used radially on counter shafts like a flowered tulip arranged knife can be bent can and a correspondingly longer service life exhibit. In addition, the bracket can still be used with a Equatorial bracket running radially to the auxiliary shafts be connected. Furthermore, the outside of the bracket with striking elements for additional reduction be provided.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie Einzelheiten der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist in den Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigen: An embodiment of the invention Method and details of the device for Implementation of this procedure is in the drawings shown. Show:

Fig. 1 ein Fließbild des Verfahrens mit Siebtrommel, Mischzerkleinerer, Förderschnecke zur Entwässerung und Gärbehälter, Fig. 1 is a flow diagram of the method with screening drum, Mischzerkleinerer, screw conveyor for dewatering and fermentation tank,

Fig. 2 die Seitenansicht eines Mischzerkleinerers im Schnitt, Fig. 2 is a side view of a Mischzerkleinerers in section,

Fig. 3 die Stirnansicht in Richtung des Pfeiles III von Fig. 2 auf den Mischzerkleinerer, Fig. 3 shows the end view in the direction of arrow III of FIG. 2 to the Mischzerkleinerer,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Zerhackers in einer gegenüber der Fig. 2 vergrößerten Teilansicht IV von Fig. 3, Fig. 4 is a side view of a chopper in a comparison with FIG. 2, an enlarged fragmentary view of IV of FIG. 3,

Fig. 5 die Draufsicht von Fig. 4 in Richtung des Pfeiles V, Fig. 5 shows the top view of FIG. 4 in the direction of arrow V,

Fig. 6 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform eines Zerhackers und Fig. 6 is a side view of another embodiment of a chopper and

Fig. 7 die Draufsicht in Richtung des Pfeiles VII von Fig. 6. Fig. 7 is a plan view in the direction of arrow VII of Fig. 6.

Gemäß Fig. 1 werden die biologischen Abfälle über eine mit 1 bezeichnete Transportstrecke einer Siebtrommel 2 zugeführt, in welcher sie mit einer Korngröße von ca. 80 mm abgesiebt werden und auf ein Förderband 3 gelangen, auf welchem sie zur Eingangsseite 4a des Mischzerkleinerers 4 und in diesem 4 zu dessen Ausgangsseite 4b gefördert werden. Derartige biologische Abfälle setzen sich aus Abfällen von Marktständen, Restaurants und Hotels sowie Schlachtabfällen der fleischverarbeitenden Industrie und aus Material von Biotonnen zusammen.Referring to FIG. 1, the biological waste will be fed via a designated 1 transport path of a screen drum 2, in which they are sieved with a grain size of about 80 mm and arrive onto a conveyor belt 3, on which it to the input side 4 a of the Mischzerkleinerers 4 and are promoted in this 4 to the output side 4 b. Such biological waste is composed of waste from market stalls, restaurants and hotels, as well as slaughterhouse waste from the meat processing industry and from material from organic waste bins.

In der Nähe der Ausgangsseite 4b des Mischzerkleinerers 4 ist in dessen Bodenbereich 4c eine durch den Pfeil 5 symbolisierte tiefer liegende Auffangwanne angeordnet, aus welcher die schwereren steinernen und metallischen Materialien zum Eingang 6a einer zur Horizontalen 8 geneigten Förderschnecke 6 mit Fördergehäuse 7 gelangen. Oberhalb des aus dem Fließbild nicht ersichtlichen Flüssigkeitspegels der Suspension schließt sich innerhalb ein und derselben Förderschnecke 6 und seines Gehäuses 7 eine Entwässerungsstrecke 9 an, in welcher die schweren steinernen und metallischen Materialien aus der Suspension herausgefördert werden und diese von ihnen abtropfen kann. Da der Ausgang 6b der Förderschnecke 6 zugleich mit dem Ende der Entwässerungsstrecke 9 zusammenfällt, gelangen die steinernen und metallischen Materialien von dort in abgetropftem Zustand über einen als Pfeil symbolisierten Falltrichter 10 in einen Container 11 zur weiteren Entsorgung. Die vollständig homogenisierte sowie von den steinernen und metallischen Materialien befreite Suspension wird an der Ausgangsseite 4b des Mischzerkleinerers 4 über eine mit einem Pfeil 12 symbolisierte Pumpe oder ein Sieb in den Gärbehälter 13 gefördert, in welchem der Gärprozeß mit der Biogasbildung vonstatten geht.In the vicinity of the output side 4 b of the mixer-crusher 4 , a lower-lying collecting trough, symbolized by the arrow 5 , is arranged in the bottom region 4 c thereof, from which the heavier stone and metallic materials reach the entrance 6 a of a screw conveyor 6 inclined to the horizontal 8 with a conveyor housing 7 . Above the liquid level of the suspension, which cannot be seen from the flow diagram, there is a drainage section 9 within one and the same screw conveyor 6 and its housing 7 , in which the heavy stone and metallic materials are conveyed out of the suspension and can drain from them. Since the output 6 b of the screw conveyor 6 also coincides with the end of the drainage section 9 , the stone and metallic materials pass from there in a drained state via a funnel symbolized as an arrow 10 into a container 11 for further disposal. The completely homogenized and freed from the stone and metallic materials suspension is conveyed to the output side 4 b of the mixer-crusher 4 via a pump symbolized by an arrow 12 or a sieve into the fermentation tank 13 , in which the fermentation process takes place with the formation of biogas.

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche, wesentliche Teil der Gesamtvorrichtung ist in den Fig. 2 und 3 in Form des Mischzerkleinerers 4 und der Förderschnecke 6 dargestellt. Der Mischzerkleinerer 4 besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen, etwa horizontal verlaufenden Gehäuse 14, in welchem koaxial eine relativ langsam drehende Mischerwelle 15 mit regelmäßig radial angeordneten sowie drehfesten Armen 16 vorgesehen ist, die an ihrem Ende konvex geformte sowie der Innenkontur des Gehäuses 14 angepaßte Schaufeln 17 tragen. Zwischen den radialen Drehbahnen der Arme 16 und der Schaufeln 17 sind im Gehäuse auf schnell drehenden Nebenwellen 18 (s. Fig. 3) Zerhacker 19 angeordnet. Dabei ist eine Reihe 19a der Zerhacker 19 etwa zwischen dem Bodenbereich 4c und der Mischerwelle 15 und eine weitere Reihe 19b der Zerhacker 19 in Höhe des Flüssigkeitspegels 20 der Suspension 21 im zylindrischen Gehäuse 14 angeordnet. Durch die Reihe 19a können die absinkenden Bestandteile der biologischen Abfälle innerhalb der Suspension 21 erfaßt und zerkleinert werden, wohingegen von der in Höhe des Flüssigkeitspegels 20 angeordneten zweiten Reihe 19b der Zerhacker 19 die aufschwimmenden, leichteren Bestandteile der biologischen Abfälle erfaßt und zerkleinert werden. Zugleich sorgen die Schaufeln 17 mit den Armen 16 für eine gleichmäßige und damit homogene Mischung der Suspension 21 sowie deren Förderung in horizontaler Richtung in Richtung des Pfeiles 22 von der Eingangsseite 4a zur Ausgangsseite 4b.The essential part of the overall device required to carry out the method according to the invention is shown in FIGS . 2 and 3 in the form of the mixer-shredder 4 and the screw conveyor 6 . The mixer-crusher 4 consists essentially of a cylindrical, approximately horizontally running housing 14 , in which a relatively slowly rotating mixer shaft 15 is provided coaxially with regularly radially arranged and non-rotatable arms 16 , the blades of which are convexly shaped at their end and matched to the inner contour of the housing 14 17 wear. Chopper 19 are arranged in the housing on fast rotating auxiliary shafts 18 (see FIG. 3) between the radial rotational paths of the arms 16 and the blades 17 . A row 19 a of the chopper 19 is arranged approximately between the bottom region 4 c and the mixer shaft 15 and another row 19 b of the chopper 19 at the level of the liquid level 20 of the suspension 21 in the cylindrical housing 14 . Through the row 19 a, the sinking components of the biological waste within the suspension 21 can be detected and crushed, whereas from the second row 19 b of the chopper 19 arranged at the level of the liquid 20 , the floating, lighter components of the biological waste can be captured and crushed. At the same time, the blades 17 with the arms 16 ensure a uniform and thus homogeneous mixture of the suspension 21 and its conveyance in the horizontal direction in the direction of the arrow 22 from the input side 4 a to the output side 4 b.

Um eine Suspension mit einem Trockensubstanz-Gehalt von 10% bis 25% zu erhalten, muß je nach Trockensubstanz-Gehalt der anfallenden biologischen Abfälle durch den Stutzen 4d des Gehäuses 14 die erforderliche Flüssigkeitsmenge, z. B. Wasser, Gülle oder dergleichen, für die Suspension 21 zugeführt werden. Dies ist auch in Fig. 1 durch einen entsprechenden, mit 4d bezeichneten Pfeil kenntlich gemacht. In order to obtain a suspension with a dry substance content of 10% to 25%, depending on the needs dry solids content of the resulting organic waste through the connection piece 4 of the housing 14 d, the required amount of liquid z. B. water, liquid manure or the like, are supplied for the suspension 21 . This is also indicated in FIG. 1 by a corresponding arrow labeled 4d.

Der Motor 23 für die Mischerwelle 15 sowie die Antriebsmotoren 24 für die Nebenwellen 18 bestehen aus Elektromotoren, von denen die Mischerwelle 15 mit einer Drehzahl von etwa 20 U/min bis 100 U/min und die mit verstärkten Lagern ausgerüsteten Nebenwellen 18 mit einer Drehzahl von 500 U/min bis 3000 U/min versehen sind. Wie aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, befindet sich im Bodenbereich 4c des Gehäuses 14 des Mischzerkleinerers 4 eine tiefer liegende Auffangwanne 5, über welche die steinernen und metallischen Bestandteile 25 zum Eingang 6a des Fördergehäuses 7 mit der Förderschnecke 6 fallen und von dieser bis zum Flüssigkeitspegel 20 sowie über diesen hinaus gefördert werden. Dabei bildet der oberhalb des Flüssigkeitspegels 20 liegende Teil des Gehäuses 7 mit der Förderschnecke 6 den Entwässerungsteil 9, an dessen Ausgang 6b ein zu dem Container 11 führender Falltrichter 10 angeordnet ist. Auch die Förderschnecke 6 wird von einem Elektromotor 26 angetrieben.The motor 23 for the mixer shaft 15 and the drive motors 24 for the auxiliary shafts 18 consist of electric motors, of which the mixer shaft 15 with a speed of about 20 rpm to 100 rpm and the auxiliary shafts 18 equipped with reinforced bearings with a speed of 500 rpm to 3000 rpm are provided. As can be seen from FIGS. 2 and 3, in the bottom area 4 c of the housing 14 of the mixer-crusher 4 there is a lower-lying collecting trough 5 , via which the stone and metallic components 25 fall to the entrance 6 a of the conveyor housing 7 with the screw conveyor 6 and are promoted from this to the liquid level 20 and beyond. The part of the housing 7 above the liquid level 20 forms with the screw conveyor 6 the drainage part 9 , at the outlet 6 b of which a funnel 10 leading to the container 11 is arranged. The screw conveyor 6 is also driven by an electric motor 26 .

Wie insbesondere aus Fig. 3 anschaulich entnommen werden kann, sind das Gehäuse 14 des Mischzerkleinerers 4 und das Gehäuse 7 der Förderschnecke 6 über die Auffangwanne 5 nach der Art von kommunizierenden Gefäßen verbunden. Dadurch ist der Flüssigkeitspegel 20 im Gehäuse 14 des Mischzerkleinerers 4 gleich der Höhe des Flüssigkeitspegels 20 im Gehäuse 7 der Förderschnecke 6. Aufgrund dieses kontinuierlich einstellbaren Flüssigkeitspegels 20 wird innerhalb des Gehäuses 7 eine definierte Entwässerungsstrecke 9 geschaffen, so daß die schweren steinernen und metallischen Materialien 25 in abgetropftem Zustand in den Container 11 gelangen. Dabei wird der Entwässerungsteil 9 innerhalb des Gehäuses 7 der Förderschnecke 6 in Abhängigkeit von deren Fördergeschwindigkeit bemessen.As can be seen particularly clearly from FIG. 3, the housing 14 of the mixer-shredder 4 and the housing 7 of the screw conveyor 6 are connected via the collecting trough 5 in the manner of communicating vessels. As a result, the liquid level 20 in the housing 14 of the mixer-crusher 4 is equal to the height of the liquid level 20 in the housing 7 of the screw conveyor 6 . Due to this continuously adjustable liquid level 20 , a defined drainage path 9 is created within the housing 7 , so that the heavy stone and metallic materials 25 reach the container 11 in a drained state. The drainage part 9 is dimensioned within the housing 7 of the screw conveyor 6 as a function of its conveying speed.

In den Fig. 4 und 5 ist eine erste Ausführungsform der Zerhacker 19 dargestellt. Darin wird der Zerhacker 19 von zwei kreisförmigen, elliptischen oder ovalen Bügeln 27, 28 gebildet, die zueinander um 90° versetzt sind und im vorliegenden Fall an beiden gemeinsamen Polen 29, 30 drehfest mit der Nebenwelle 18 verbunden sind. Die Messerschneidkanten des Zerhackers 19 werden je nach Drehrichtung von den Seitenkanten 27a oder 27b des Bügels 27 und von den Seitenkanten 28a oder 28b des Bügels 28 gebildet. Außerdem sind die Bügel 27, 28 durch einen ringförmig umlaufenden Äquatorialbügel 31 miteinander verbunden. Dadurch entsteht ein äußerst stabiler, mit Kugelausschnitten versehener, hohlkugelförmiger Zerhacker 19 mit ausgezeichneter Hackleistung bei hoher Standfestigkeit. Das gilt insbesondere dann, wenn die Seitenkanten 27a, 27b und 28a, 28b der Bügel 27, 28 mit Hartmetall- (z. B. Widia) oder schlagzähen Keramikschneiden belegt sind.In Figs. 4 and 5, a first embodiment of the chopper 19 is shown. In it, the chopper 19 is formed by two circular, elliptical or oval brackets 27 , 28 which are offset by 90 ° to one another and in the present case are connected to the auxiliary shaft 18 in a rotationally fixed manner at both common poles 29 , 30 . The knife cutting edges of the chopper 19 are formed depending on the direction of rotation from the side edges 27 a or 27 b of the bracket 27 and from the side edges 28 a or 28 b of the bracket 28 . In addition, the brackets 27 , 28 are connected to one another by an equatorial bracket 31 encircling the ring. This creates an extremely stable, spherical chopper-shaped chopper 19 with excellent chopping performance and high stability. This is especially true when the side edges 27 a, 27 b and 28 a, 28 b of the bracket 27 , 28 are covered with hard metal (e.g. Widia) or impact-resistant ceramic cutting edges.

In den Fig. 6 und 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Zerhackers 19 dargestellt, der sich von dem Zerhacker der Fig. 4 und 5 lediglich dadurch unterscheidet, daß auf der Oberfläche 27c, 28c der Bügel 27, 28 in regelmäßigen Abständen Schlagelemente 32 vorgesehen sind.In Figs. 6 and 7, another embodiment of a chopper 19 is shown extending from the chopper of Fig. 4 and 5 only differs in that c on the surface 27, 28 c of the brackets 27, 28 at regular intervals beater elements 32 are provided.

Sämtlichen Ausführungsformen der Zerhacker 19 der Fig. 4 bis 7 ist gemeinsam, daß sie formschlüssig sowie über die Hutmuttern 33 lösbar auf den Nebenwellen 18 angeordnet und von diesen rasch gelöst und durch neue oder andersartige Zerhacker 19 ersetzt werden können.All of the embodiments of the chopper 19 of FIGS. 4 to 7 have in common that they can be arranged on the auxiliary shafts 18 in a form-fitting manner and releasably via the cap nuts 33 , and can be released quickly and replaced by new or different type of chopper 19 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Transportstrecke
2 Siebtrommel
3 Förderband
4 Mischzerkleinerer
4a Eingangsseite des Mischzerkleinerers 4
4b Ausgangsseite des Mischzerkleinerers 4
4c Bodenbereich des Mischzerkleinerers 4
4d Stutzen zur Flüssigkeitszuführung
5 Auffangwanne
6 Förderschnecke
6a Eingang der Förderschnecke 6
6b Ausgang der Förderschnecke 6
7 Fördergehäuse
8 Horizontale
9 Entwässerungsstrecke
10 Falltrichter
11 Container
12, 22 Pfeile
13 Gärbehälter
14 Gehäuse des Mischzerkleinerers 4
15 Mischerwelle
16 Arme
17 Schaufeln
18 Nebenwellen
19 Zerhacker
19a, 19b Reihen der Zerhacker 19
20 Flüssigkeitspegel
21 Suspension
23 Motor für die Mischerwelle 15
24 Antriebsmotoren für die Nebenwellen 18
25 steinerne und metallische Bestandteile
26 Elektromotor der Förderschnecke 6
27, 28 Bügel des Zerhackers 19
27a, 27b Seitenkanten des Bügels 27
28a, 28b Seitenkanten des Bügels 28
27c, 28c Oberfläche der Bügel 27, 28
29, 30 Pole
31 Äquatorialbügel
32 Schlagelement
33 Hutmuttern 1 transport route
2 sieve drums
3 conveyor belt
4 mixer shredders
4 a Input side of the mixer shredder 4
4 b output side of the mixer shredder 4
4 c Floor area of the mixer shredder 4
4 d nozzle for liquid supply
5 drip pan
6 screw conveyor
6 a Entrance of the screw conveyor 6
6 b Output of the screw conveyor 6
7 conveyor housing
8 horizontal
9 drainage section
10 drop funnels
11 containers
12 , 22 arrows
13 fermentation tanks
14 Housing of the mixer shredder 4
15 mixer shaft
16 arms
17 blades
18 countershafts
19 chopper
19 a, 19 b rows of chopper 19
20 liquid levels
21 suspension
23 Motor for the mixer shaft 15
24 drive motors for the countershafts 18
25 stone and metal components
26 screw conveyor electric motor 6
27 , 28 bracket of the chopper 19
27 a, 27 b side edges of the bracket 27
28 a, 28 b side edges of the bracket 28
27 c, 28 c surface of the bracket 27 , 28
29 , 30 poles
31 equatorial bracket
32 striking element
33 cap nuts

Claims

1. A method for producing a fermentable mixture of biological waste from trade and industry, which is sieved, crushed, separated from stone and metallic materials and then fed to a fermentation tank as a suspension, characterized in that the biological waste in a mixer-crusher ( 4 ) between its input ( 4 a) and output side ( 4 b) conveyed and chopped to a maximum grain size between 10 mm and 30 mm, mixed and transferred with the addition of liquid into a homogenized, fermentable suspension ( 21 ), the heavy components the impurities are removed from the suspension on the outlet side ( 4 b) of the mixer-shredder ( 4 ), which is then conveyed into the fermentation tank ( 13 ) with a dry matter content of 10% to 25% known per se.

2. The method according to claim 1, characterized in that the stone and metal components ( 25 ) in the vicinity of the output side ( 4 b) of the mixer-crusher ( 4 ) from the bottom region ( 4 c) to the entrance ( 6 a) one inclined to the horizontal Conveying screw ( 6 ) and from this ( 6 ) after passing through a drainage section ( 9 ) above the liquid level ( 20 ) are continuously conveyed into a container ( 11 ).

3. Device for carrying out the method according to claims 1 or 2 with a mixer-shredder, which consists of a cylindrical, approximately horizontal housing, in which a slowly rotating mixer shaft with regularly radially arranged and non-rotatable arms is provided, which at the end of the Wear matched blades for horizontal conveyance on the inside contour of the housing, with choppers arranged between the radial rotational paths of the arms and the blades in the housing on at least one row of rapidly rotating auxiliary shafts, characterized in that a row ( 19 a) of the chopper ( 19 ) approximately between the bottom area ( 4 c) of the housing ( 14 ) and the mixer shaft ( 15 ) and another row ( 19 b) of the chopper ( 19 ) at the level of the liquid ( 20 ) of the suspension ( 21 ) in the cylindrical housing ( 14 ) , wherein shortly before the output side ( 4 b) of the mixer-shredder ( 4 ) in the bottom area ( 4 c) e a lower-lying collecting trough ( 5 ) is arranged in the housing ( 14 ), from the bottom of which the stone and metal components ( 25 ) fall to the entrance ( 6 a) of the conveyor housing ( 7 ) of the conveyor screw ( 6 ) inclined to the horizontal and fall from this ( 6 ) are promoted beyond the liquid level ( 20 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the housing ( 14 ) of the mixer-crusher ( 4 ) via its collecting trough ( 5 ) with the input ( 6 a) of the conveyor housing ( 7 ) is connected in the manner of communicating vessels.

5. Device according to claims 3 or 4, characterized in that within the conveyor housing ( 7 ) of the screw conveyor ( 6 ) above the liquid level ( 20 ) of the suspension ( 21 ) has a drainage part ( 9 ) as a drainage section for the stone and metallic components ( 25 ) is connected, the liquid level ( 20 ) in the housing ( 14 ) of the mixer-crusher ( 4 ) coinciding with that in the conveyor housing ( 7 ) and the latter coinciding with the beginning of the drainage part ( 9 ).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that at the outlet of the drainage part ( 9 ) to a container ( 11 ) leading funnel ( 10 ) is arranged.

7. The device according to claim 3, characterized in that the motor ( 23 ) for the mixer shaft ( 15 ) and the drive motors ( 24 ) for the fast rotating auxiliary shafts ( 18 ) consist of electric motors, of which the mixer shaft ( 15 ) at a speed from 20 rpm to 160 rpm and the auxiliary shafts ( 18 ) equipped with reinforced bearings are provided with a speed of 500 rpm to 3000 rpm.

8. The device according to claim 3, characterized in that the chopper ( 19 ) are formed by one or more circular, elliptical or oval brackets ( 27 , 28 ) which on one or two poles ( 29 , 30 ) rotatably with one of the fast rotating auxiliary shafts ( 18 ) are connected.

9. The device according to claim 8, characterized in that the brackets ( 27 , 28 ) are provided on their outside with striking elements ( 32 ).

10. The device according to claim 8 or 9, characterized in that the brackets ( 27 , 28 ) with a radially to the auxiliary shaft ( 18 ) extending equatorial bracket ( 31 ) are connected.

11. Device according to one of claims 3 and 8 to 10, characterized in that the chopper ( 19 ) are detachably and interchangeably arranged on the auxiliary shafts ( 18 ).