DE19625288A1

DE19625288A1 - Hygienisierungsverfahren bei der Kompostierung von Großküchenabfällen

Info

Publication number: DE19625288A1
Application number: DE1996125288
Authority: DE
Inventors: Karl Oberschmid
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1997-01-09

Description

Organische Großküchenabfälle bestehen zu einem Teil aus Fleischresten und Fleischabfällen. Es war bisher naheliegend diese Abfälle an Tiere zu verfüttern. Dabei traten aber zunehmend seuchenhygienische Bedenken auf: Wenn beispielsweise ein geschlachtetes Tier unerkannt ein tierepidemisches Virus oder einen anderen Krankheitskeim (Bakterium, Pilz . . .) in sich trägt, kann dieses Virus nach der Futteraufnahme der Abfälle duch ein anderes Tier sich in diesem Tier weiter vermehren, womit ein bedenklicher Kreislauf angestoßen werden kann, der zu epidemieartigen Ausbreitungen von Tierkrankheiten führen kann. Besonders gefährlich sind hier zum Beispiel die Krankheitserreger der Schweinepest, und des Rinderwahnsinns (BSE), auch Salmonellen, für welche bereits derartige Kreisläufe als Ursache der Seuchenausbreitung in letzter Zeit nachgewiesen wurden. Es ist deshalb notwendig sicherzustellen, Krankheitserreger (das sind Viren, Bakterien, Pilze) innehralb des Kreislaufes einer möglichen Wiederaufnahme durch ein Tier - und damit letztlich auch durch den Menschen - sicher abgetötet werden. Die Antwort der Seuchenhygieniker auf diesen Tatbestand sind z. B. Gesetze, welche vorschreiben, daß sämtliche Abfälle von Großküchen eine Mindestzeit von z. B. 90 min auf eine Mindesttemperatur von z. B. 75°C aufgeheizt werden müssen und daß dies mit einem kalibrierten Temperaturschreiber jeweils nachzuweisen ist. Erst dann können die Speisereste z. B. in Schweinemästereien verfüttert werden.

Eine weitere Möglichkeit ist die Ausbringung der Speisereste auf Biomüll-Kompostierungsrotten. Das Endprodukt dieser in der Regel ca. 6 bis 12 Wochen alten Rotten, in welchen die Temperatur über mindestens 2 Wochen über ca. 60°C ist, wobei die meisten Krankheitserreger abgetötet werden, ist ein Dünger, der auf landwirtschaftlich genutzte Flächen ausgebracht wird. Auf diesen Feldern verrottet der Dünger, ausgesetzt der Witterung und Licht (UV-Strahlung) weiter. Der mögliche Seuchenerregungskreislauf schließt sich hier erst, wenn auf diesen Feldern Pflanzen wachsen, welche wieder an Tiere verfüttert werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß mehrere Stufen, welche potentiell Krankheitserreger abtöten hintereinandergeschaltet sind und daß jede dieser Stufen durch ihre natürlich lange Dauer (d. h. die Dauer ist naturnotwendig und kann nicht z. B. wie es bei einem versehentlichen Verwechseln von Erhitzungsbehältern im unmittelbaren Verfütterungsverfahren möglich wäre, wegfallen) sicher wirksam sind.

Obwohl dieses zweite Verfahren bereits ziemlich sicher ist, wird dieses nun durch den erfindungsgemäßen Vorschlag erweitert.

Der erfindungsgemäße Vorschlag besteht im wesentlichen darin, die Speisereste zumindest an der Oberfläche der mit Strauchschnitt und anderen nichttierischen Bioabfällen durchmischten angesetzten Miete durch z. B. oberflächliche Kalkzugabe relativ stark basisch zu machen. Die hohe OH^--Konzentration vernichtet ab einem pH-Wert über etwa 11 alle Krankheitskeime mit hoher Sicherheit. In einem anderen Zweig, der Klärschlammhygienisierung, ist dies teilweise bereits erprobt bzw. nachgewiesen (vgl. W. Philip, "Auswirkungen des Kalkeinsatzes in Abwasser und Schlamm auf die hygienische Beschaffenheit", Landtechnisches Institut Hohenheim im Bericht Nr. 61 Wasserwirtschaft und Gesundheitsingenieurwesen der TU München 1985). Die Zugabe kann dabei als Kalkmilch (gelöschter Kalk) als auch als Branntkalk erfolgen. Beim Branntkalkeinsatz kann die bei Zugabe in hohen Konzentration entstehende Reaktionswärme zugleich zur Verstärkung des Oberflächendurchdrängungsvorgangs und der Desinfizierung (Abtötung der Krankheitserreger durch die entstehende hohe Temperatur unmittelbar und mittelbar durch die erhöhte chemische Wirksamkeit der basischen Gruppen) vorteilhaft dienen. Die Temperaturerhöhung kann dabei noch verstärkt werden, indem die Wärmeverluste z. B. durch lockeres Aufschütten von trockenem Strauchschnitt (sofort nach dem Aufbringen von Branntkalk und Wasser) auf die Mieten gering gehalten werden.

Die Verfahren der Patentansprüche 1 und 3 bis 12 haben letztlich das Ziel einer basischen Oberflächenschicht - evtl. einschließlich der Grundschicht, welche bewirkt, daß in diesen naturgemäß kälteren Bereichen die Abtötung der Krankheitskeime durch chemische Abtötung von Krankheitskeimen erfolgt. Noch wichtiger ist, daß Bioabfälle an der Mietenoberfläche möglichst gleich nach dem Aufsetzen für Raubvögel und Kleinnagetiere und andere Raubtiere (die nicht so einfach wie z. B. Wild durch Zäune ausgesperrt werden können) als Nahrung ungenießbar gemacht und auch optisch verschleiert wird.

Zusätzlich darüber gestreuter lockerer Strauchschnitt oder Abdeckung mit Vlies mit den Wärmeisolationsvorteilen nach Anspruch 12 oder/und 13 hat unabhängig davon ebenfalls den weiteren Vorteil der zumindest optischen Verschleierung für Greifvögel.

Die Zugabe des Kalks (oder eines anderen basischen Stoffes) kann über die Messung des pH-Wertes gesteuert werden. Es wird solange Kalk zugegeben, bis ein bestimmter Mindest-pH-Wert in einer bestimmten oberflächennahen Schichttiefe erreicht ist.

Die so angesetzte Miete bleibt eine bestimmte Mindestzeit, z. B. einige Stunden bis Tage still. In dieser Zeit findet eine ausreichende Homogenisierung und Durchdringung der Speisereste mit dem basischen Zusatzstoff in der hier interessierenden Oberflächenschicht von wenigen cm statt. Knochenreste sollten zuvor soweit zerkleinert sein, daß auch Knochenmarkteile von oberflächennah liegenden Knochenresten basisch durchdrungen sind - oder von den Krankheitserreger-abbauenden Mikroorganismen durchdrungen sind. Danach kann die Miete normal weiterbearbeitet werden. Die anschließende mehrfache Umsetzung bei hoher Mieteninnentemperatur (ca. über 60°C über 2 Wochen) garantiert zusätzlich, daß praktisch jeder Teil der Miete eine ausreichend lange Zeit Krankheitskeim-abtötende hohe Temperaturen hat.

Dabei ist die physikalische Wirkung der Temperatur nur ein Teil der Wirkung. Die eigentliche keimabtötende Wirkung geht von (zu den Kranheitskeimen antagonen) Bakterien aus, die bei den höheren Temperaturen beste Bedingungen vorfinden. Allzu hohe Temperaturen wären bei diesem natürlichen Abbauprozeß sogar eher schädlich.

Ein Umsetzvorgang der vorzugsweise bei jedem Durchlauf oder wenigstens steuerbar hintereinander Außen- und Grundbereiche der Miete in den Kern der Miete befördert, ist hier zusätzlich vorteilhaft.

Beim weiteren Rottevorgang kann sich die ursprünglich basisch beaufschlagte Miete durch Aufnahme von CO₂ mit dem Kalk zu Kalziumkarbonat bereits teilweise neutralisieren; d. h. der pH-Wert kann abnehmen. Außerdem kann die noch basische Masse der Kompostrotte vorzugsweise einer normalen Biokompostanlage mit ausreichend hohem Strauchschnittanteil zugemischt werden. Die Zumischung erfolgt vorzugsweise in nicht zu hohen Konzentrationen, z. B. <30% bei einem Umseztungsprozeß der bereits aktiven Rottenmiete. Die bereits aktive Rotte hat genügend Abbau-Bakterien entwickelt, hat erhöhte Temperatur und erzeugt bereits CO₂. Das CO₂ kann den basischen Kalkanteil durch Bildung von Kalziumkarbonat weiter neutralisieren, so daß in dem weiteren Verrottungsvorgang der pH-Wert sinkt und die Virulenz der normalen Rottebakterien durch die Zugabe des basischen Materials nur vorübergehend gestört wird und der Verrottungsprozeß der Miete nicht erheblich verlängert wird. Das weitere Verfahren ist von Kompostmieten bekannt. Ergänzend oder alternativ zu dieser Kalkzugabe können die seuchenhygienischen Forderungen (z. B. bei nachweislich erhöhtem Risiko) auch durch einen erfindungsgemäßen Durchlauferhitzerofen nach Nebenanspruch 2 gelöst werden. Die Aufgabe des Mischgefäßes (3) und des Reaktionsgefäßes (5) übernimmt im wesentlichen ein Durchlauferhitzerofen (51) mit kombinierter Misch- und Transportvorrichtung (52). Das Prinzip läßt sich anschaulich als ein großer Fleischwolf verstehen, dessen Längsteil im wesentlichen Teil als Rohrofen ausgebildet ist. Um die Wärmeverluste klein zu halten, sind die Übergänge dieses Rohrofeninnenmantels zu den kälteren Einfüll- und Auslaßstellen mit z. B. verschleißfester wärmeisolierender Keramik oder aus Kunststoff (56) ausgebildet.

An dieser Stelle soll noch einmal der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber der bisher geläufigen Entsorgung von Großküchenspeiseresten durch Kurzzeiterhitzung und Verfütterung an Tiere aus seuchenhygienischer Sicht herausgestellt werden:

1. Bisherige Entsorgung

Die Großküchenabfälle werden innerhalb maximal einer Woche zu einer zentralen Erhitzungsanlage über weite Strecken transportiert, dort erhitzt und wieder innerhalb maximal einer Woche über in der Regel weite Strecken zu Schweinemastbetrieben transportiert, wo sie verfüttert werden. Da von dort Tiere fortlaufend an den Schlachthof geliefert werden, beträgt der zeitliche Zyklus einer möglichen Weitergabe und Vermehrung von Krankheitserregern hier maximal nur 2 Wochen.

2. Erfindungsgemäßes Verfahren

Die Großküchenkabfälle werden ebenfalls innerhalb etwa einer Woche an die dezentralen (kurze Transportwege) Kompostbetriebe geliefert. Die Überstäubung mit Kalk und die Verrottung zusammen mit der normalen Kompostrotte beträgt etwa 10 Wochen. Die Lagerung bis zur Ausbringung als Dünger (über kürzeste Transportwege, da die Komposthöfe sinnvoll in der Regel direkt von Landwirten betrieben werden) beträgt in der Regel mindestens 6 Monate und von der Ausbringung bis zur Ernte vergehen bei Wintersaat maximal etwa 12 Monate und bei Sommersaat mindestens 4 Monate. Das ergibt eine minimale Zykluszeit von etwa 1 Jahr und maximal sogar von über 18 Monaten. Dabei sind die Transportwege deutlich geringer (kein "Abfalltourismus") als im ersten Beispiel und der Kreislauf durchläuft anstelle nur eines Krankheitserreger-Abbauprozesses (die Erhitzung) mindestens drei für sich alleine bereits wirksame Abbauprozesse (1. die evtl. thermisch aktivierte basische Kalkzumischung, 2. die biologische Verrottung mit hoher Temperatur <55°C über eine lange Zeit von über zwei Wochen und 3. der weitere Abbauprozeß im Boden und die begrenzte Aufnahme von Bodenkrankheitserregern in wachsende Pflanzen). Hervorzuheben ist, daß das zweite Verfahren eine hohe natürliche Sicherheit gegen versehentliche Ausschaltung der keimtötenden Stufen besitzt (d. h.: es kann wesentlich leichter vorkommen, daß z. B. durch Verwechslung von Behältern teilweise unerhitzte Speisereste an die Schweinemäster ausgeliefert werden als daß einer der drei Schritte im zweiten Verfahren versehentlich "übersprungen" werden kann!).

Weiter hervorzuheben ist, daß in diesem Verfahren nach Anspruch 1 keine aufwendigen zusätzlichen Mischgeräte erforderlich sind und daß nur die kritische Oberflächenschicht der Miete behandelt wird. Das ist eine enorme Ersparnis an basischem Material. Die Durchmischung der gesamten Bioabfallmasse für einen ausreichend hohen homogenen pH-Wert würde erheblich mehr alkalische Zuschläge erfordern, was letztlich neben den Problemen für den natürlichen Rotteprozeß langfristig auch wieder ein Umweltproblem (Sickerwasser, Überdüngung der Felder) darstellte.

Diese Argumente gelten - bis auf den geringen Aufwand - in gleicher Weise für das im Nebenanspruch 2 wahlweise alternativ oder zusätzlich besonders für ausgewiesene Risiko-Entsorgungskontingente vorgeschlagene Verfahren, die Großküchenspeisereste z. B. direkt auf dem Kompostbetrieb in einem auf dessen üblichen Durchsatz angepaßten erfindungsgemäß beschriebenen Durchlauferhitzer zu erhitzen und der Biokompostrotte beizumischen.

Grundsätzlich ist das Anliegen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine hygienisch unbedenkliche, da natürliche Eingliederung der Bioabfälle in den Naturkreislauf, ohne übertriebenen Geräte-, Energie- und Prozeßaufwand.

Seuchenhygienischer Maßstab ist dabei die natürliche Keimbelastung unserer Umgebung. Ziel kann nicht die totale Sterilität und damit ein Ungleichgewicht der Natur sein, das sogar seuchenhygienisch bedenklich sein kann (vgl. dazu den Tagungsbericht S. 86 der III. Fachtagung der bayrischen Komposthersteller e. V. vom 14. 3. 96). Insofern ist der Nebenanspruch 2 eine Ergänzung für ausgewiesene Risikoabfälle.

Claims

1. Verfahren zur Entsorgung von Speiseresten aus Großküchen mit dem Endziel der Kompostierung unter Berücksichtigung von seuchenhygienischen Forderungen, dadurch gekennzeichnet, daß Großküchen-Speiseresten (1) mit einem bestimmten Gewichtsanteil aM von ca. 5-50% von Strauchschnitt zu einer Rottenmiete (2) aufgesetzt wird. Sofort danach und nach jeder Umsetzung wird die Oberfläche dieser Miete gleichmäßig mit einer Schicht alkalischem Material (3), z. B. Branntkalk mit der Belagdichte aC von z. B. 0,1-2 kg/m² überdeckt und gleichmäßig mit Wasser (4) entsprechend einer Wassersäule von 0,1-10 mm beregnet. Eine Mindestzeit tR von z. B. 24-48 h, in welcher die Mieteninnentemperatur ansteigt und der äußere und innere Wassergehalt eine Oberflächen- und evtl. Bodenschicht der Dicke dR=1-15 cm des Rottenmaterials stark alkalisch bis zu einem pH-Wert von z. B. p=12 durchdrängt wird, wird die Miete dann nicht umgesetzt. Das weitere Verfahren der mit alkalischem Material beaufschlagten Miete (5) entspricht dann im wesentlichen der bekannten Kompostierung von Bioabfällen: Nach einer Rottezeit von ca. 6 bis 12 Wochen entsteht seuchenhygienisch unbedenklicher Dünger, der auf landwirtschaftliche Nutzflächen ausgebracht werden kann.

2. Verfahren zur Entsorgung von Speiseresten aus Großküchen mit dem Endziel der Kompostierung unter Berücksichtigung von seuchenhygienischen Forderungen dadurch gekennzeichnet, daß den Großküchen-Speiseresten (1) in einem röhrenförmigen Durchlauferhitzer (51) mit Zwangstransporteinrichtung (52) und Temperaturüberwachung (53) eine bestimmte Mindestzeit td auf eine bestimmte Mindesttemperatur Td erhitzt werden, bevor sie in einem bestimmten Gewichtsverhältnis aMd der Rotte (2) von Strauchschnitt und/oder Haushalts-Biokompostabfällen beigestzt werden. Diese beaufschlagte Rotte (5) kann nach einer Rottezeit von ca. 5 bis 12 Wochen in den bei der Biokompostverwertung üblichen Verfahren auf landwirtschaftliche Nutzflächen als Dünger ausgebracht werden.
Der Gewichtsanteil der Kalkzugabe aC ist durch dieses zusätzliche Verfahren gegenüber nur Anspruch 1 geringer und kann auch ganz entfallen: z. B. 0-50 kg/t Speiseabfälle, die Mindesttemperatur Td beträgt beispielsweise 85°C und die Mindestzeit td etwa 90 min und das Zumischverhältnis aM der erhitzten Masse zum nichttierischen Biokompost oder Strauchschnitt kann wegen der geringeren Basizität höher als bei nur Anspruch 1 sein: z. B. 5-70%.

3. Verfahren nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugegebene alkalische Material (3) als Branntkalk (CaO) zugegeben wird.

4. Verfahren nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zugegebene alkalische Material (3) als gelöschter Kalk (Kalkmilch, Ca(OH)₂) zugegeben wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Kalkzugabe aC von der erreichten Basizität, z. B. einem Mindest-pH-Wert von 11 bestimmt wird. Es wird also soviel Kalk zugegeben, bis nach einer Mindesteinwirkungszeit von z. B. tR1=2 h in einer Tiefe dR von z. B. 3 cm von der Mietenoberfläche ein Mindest-pH-Wert von p=11 gemessen wird.

6. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mieten am Grund eine Vertiefung oder an der Seite eine Bodenschwelle von etwa 1-8 cm aufweisen, die die (basische) Flüssigkeit zumindest eine gewisse Zeit tR zurückhalten und eine basische Durchdrängung der bodennahen Schicht garantieren. Die Vertiefung (11) oder die Borden (12) können mit verschließbaren Abflußöffnungen (13) ausgestattet sein.

7. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das alkalische Material (3) vor dem Aufsetzen der Mieten auch auf den Grund der Mieten entsprechend der angegebenen Oberflächendichte aC gestreut wird.

8. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das alkalische Material (3) über einen Vorratsbehälter mit Dosiervorrichtung an einem Umsatzgerät gleichzeitig mit der Umsetzung auf die umgesetzte Miete gestäubt wird.

9. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beregnungswasser (4) über einen Vorratsbehälter mit Dosiervorrichtung an einem Umsetzgerät gleichzeitig mit der Umsetzung auf die umgesetzte Miete gesprüht wird.

10. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erniedrigung der Basizität der beaufschlagten Miete (5) während der an die basische Durchdrängungszeit tR anschließenden Umsetzungen sauer reagierende Stoffe zugesetzt werden können.

11. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle des Kalkes (3) ein anderer wirtschaftlich leicht darstellbarer oder ein in einem anderen Wirtschaftszweig als Nebenprodukt anfallender basischer Stoff zum Einsatz kommt, der z. B. Magnesium, Natrium oder Kalium enthält; zur Abweisung von Raubvögeln und Kleintieren evtl. auch Chlorkalk.

12. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar (innerhalb weniger Minuten) nach der Aufbringung des alkalischen Stoffes (3) und eventuell der Sprühberegnung (4) die Miete mit nicht tierorganischem Material, z. B. Strauchschnitt zusätzlich bedeckt wird abgedeckt wird (optische Verschleierung und Schutz gegenüber Greifvögeln - und bessere Wärmeisolation gegen Umgebungsluft und damit höhere Rottetemperatur bis knapp unter die Rottenoberfläche).

13. Verfahren nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar (innerhalb weniger Minuten) nach der Aufbringung des alkalischen Stoffes (3) und eventuell der Sprühberegnung (4) die Miete mit einem luftdurchlässigen, regenableitenden und wärmedämmenden Stoff, einem sogenannten Kompostvlies abgedeckt wird.

14. Verfahren nach mindestens Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchlauferhitzer (51) ein röhrenförmiger, nach einem der Verfahren nach Anspruch 7 beheizter, nach außen gut wärmegedämmter Ofen mit einer Transporteinrichtung (52) bestehend aus z. B. axialen Längsrippen (54) an den Ofenwänden und einer Transportschnecke (55) ist.