DE19628414A1 - Für ortsfesten oder transportablen Einsatz verwendbare Komponente zum Biorecycling von Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine für den ortsfesten oder transportablen Einsatz verwendbare Komponente zum Biorecycling von Stoffen, vorzugsweise von Stoffen mit biogenem Charakter. Die Komponente kann einzeln oder in mehrfacher Zahl in bestehende und zu konzipierende Materialflußprozesse integriert werden, wobei die Komponente auf Grund ihrer Spezifik ohne zusätzliche Förder- und/oder Transporttechnik selbsttätig entleerbar ist.

Bekannt sind geschlossene Systeme zur Verwertung und Behandlung biogener Stoffe, die aus ortsfesten oder mobilen Modulen (beispielsweise Container, Boxen: DE-OS 39 18 650; DE-PS 40 05 534; DE-PS 40 05 535; DE-OS 40 11 618; DE-PS 40 21 868; DE-PS 41 06 041; DE-OS 43 07 430) bestehen, die durch zusätzliche mobile fördertechnische Aggregate (beispielsweise Radlader, Hakenliftfahrzeuge oder spezielle Entladevorrichtungen: DE-PS 38 40 811), die nicht unmittelbar Bestandteil dieser Module sind bzw. durch einen Transport zu ortsfesten fördertechnischen Einrichtungen (beispielsweise Brückenkran), die ebenfalls nicht Bestandteil der Module sind, befüllt und/oder entleert werden müssen und dabei ihre räumliche Lage gegebenenfalls verändern. Bekannt sind außerdem Entwicklungen, die auf ortsfesten Rottemodulen (meist U-förmige Tunnel, Zellen oder Reaktoren) basieren, in denen Förderelemente (z. B. Schaufelräder, Spiralen, Kratzkettenförderer) zusätzlich integriert wurden. Da sich diese Elemente im Rotteraum bewegen, reduziert sich das nutzbare Rottemodulvolumen. Oft sind darüber hinaus bauliche Maßnahmen (Laufschienen, Brückenträger, Stützwände) für deren Einsatz erforderlich (DE-PS 43 17 603; DE-OS 42 06 914). Bekannt ist nach DE-PS 36 42 626 weiterhin eine Anlage zur Kompostierung biologischer Abfälle, die zwar eine dem Pendelbodenprinzip naheliegende Fördereinrichtung aufweist, bei der es sich aber weder um eine geschlossene Anlage handelt, noch ist aufgrund der baulichen Ausbildung eine vom Baugrund unabhängige (betonfreie) Installation bzw. Umsetzung möglich. Die Seitenwände des Rottekanals sind ortsfest und stationär ausgebildet. Von den Strängen, auf denen das Rottegut aufliegt, läuft jeder Strang auf zwei ortsfesten Schienen. Die Stränge bestehen aus gelochten Stahlblechplatten. Eine Mobilität der Anlage ist nicht gegeben. Weiterhin besteht Kenntnis von einer Anlage nach DE-OS 43 42 704, die die Anordnung der Rottezellen als kreisförmig ausweist, jedoch ortsfest ausgebildet ist. Außerdem weisen die einzelnen Rottezellen keine zu jeder Rottezelle gehörende und unmittelbar mit dieser verbundene selbstaustragende Fördereinrichtung auf.

Nachteilig erweist sich bei den genannten Lösungen, daß die Fördersysteme nicht unmittelbar Bestandteil des Rottemoduls sind, daß die Module nicht geschlossen bzw. nicht mobil ausgebildet sind und damit ihre räumliche Lage nicht als komplette Einheit verändern können. Ein- und Austragsprozesse gestalten sich durch zusätzlich bereitzustellende und zu bedienende Maschinen aufwendig und sind schlecht automatisierbar. Ein ausreichender Emissionsschutz für das Anlagenareal und die Umgebung kann durch fehlende Umhausung und/oder Abdeckung nicht immer gewährleistet werden. Eine tunnel- und grabenförmige Anordnung der Rottezellen ist zudem sehr flächenintensiv. Daraus folgt ein erhöhter Bedarf an Verkehrsfläche, der wiederum ein erhöhtes Energie- und Arbeitskräftepotential zur Bedienung der Transporttechnik im innerbetrieblichen Transport erfordert. Weitere Folgeerscheinungen sind höhere Lärm- und Geruchsemissionen.

Bekannt sind weiterhin grundsätzliche Darstellungen zum Pendelbodenförderprinzip, die beispielsweise in den Patentschriften DE 37 31 612, NL 67 06 657, US 44 74 285 und in der Offenlegungsschrift DE 44 44 277 enthalten sind.

Die zur Reinigung der biologischen Abluftströme notwendigen Anlagenkomponenten (insbesondere Biofilter) sind ebenfalls ortsfest oder mobil (jedoch ohne integrierte Fördereinrichtung) ausgebildet und bedürfen beispielsweise für den in regelmäßigen Zeitabständen erforderlichen Filtermaterialwechsel und die Durchführung von Wartungsarbeiten gleichfalls einer entsprechenden Maschinentechnik.

Prinzipiell ähnliche Aussagen hinsichtlich der Mobilität lassen sich auch zu den Verfahren der Vergärung, der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung, der thermischen Behandlung und Wertstoffsortierung treffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Komponente, vorzugsweise für Anwendungsfalle im Biorecycling zu entwickeln, die einzeln oder in mehrfacher Zahl in bestehende und zu konzipierende Materialflußprozesse integriert werden kann, wobei die Komponente ohne zusätzliche Förder- und/oder Transporttechnik selbsttätig entleerbar sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine Seitenwand und/oder Deckfläche als Pendelboden ausgebildet. Ein längs und/oder quer zur Förderrichtung geneigter Pendelboden ermöglicht zusätzliche Materialflußlösungen. Durch Ausführung der Baugruppen der Komponente aus Recycling-Werkstoffen, mit korrosionsfester Beschichtung bzw. aus verschleißfesten Kunststoffen ist die Komponente auch für Einsatzfälle in aggressiven Medien prädestiniert.

Die Erfindung und die nachstehend genannten Ausführungsformen weisen insbesondere folgende Vorteile auf:
Mit dem Selbstaustrag, auf dem die Komponente basiert, bietet sich die Möglichkeit, Materialflußprozesse unterschiedlichsten Charakters zu automatisieren, eine selbsttätige Gutübergabe zu realisieren und den Einsatz von Unstetigfördertechnik incl. Bedienpersonal auf ein Minimum zu beschränken bzw. vollständig zu eliminieren. Ein oder mehrere zu behandelnde, zu lagernde oder zu bewegende Stoffe können in die Komponente eingegeben und nach Beendigung des Prozesses mit Hilfe des Selbstaustrages aus der Komponente entnommen werden. Energetisch günstige Verhältnisse für den Betrieb der Komponente ergeben sich durch nur in geringem Umfang zu verzeichnende Reibungs- und Wärmeverluste. Der Einfluß der Wandreibung kann durch parallel zu den Seitenwänden integrierte Zusatzplatten gemindert werden, die mindestens teilweise entfernbar sind. Zwischenwände quer zur Förderrichtung können in Abhängigkeit vom Prozeßfortschritt mitgeführt werden und ermöglichen die prozeßspezifische Einstellung der Parameter lokal begrenzt. Auf Grund der spezifischen Eigenschaften weist die Komponente insbesondere in bezug auf eine in Abhängigkeit von der Prozeßführung gewünschte oder notwendige Kreislaufführung wesentliche Vorteile gegenüber herkömmlicher Technik auf. Anlagenkonfigurationen, die auf einer oder mehreren Komponenten basieren, werden durch vergleichsweise kleinere Verkehrsflächen und einen reduzierten innerbetrieblichen Transport charakterisiert. Daraus folgt eine Reduzierung des Energie- und Arbeitskräftepotentials für diesen Bereich. Weiterhin weisen derartig gestaltete Anlagen durch die geschlossene, automatisierte Prozeßführung wesentlich geringere Arbeitsplatzbelastungen (Lärm-, Staubemissionen, Keim- und Sporenflug) auf als bekannte Konfigurationen. Die mobil ausgebildeten Komponenten gestatten sowohl die ortsfeste Anordnung an zentraler Stelle (beispielsweise Recyclingzentrum für ein großes Einzugsgebiet) als auch den dezentralen Betrieb mit einer Komponente, die ohne bauliche Voraussetzungen variabel positionierbar ist.

Die Variabilität der äußeren Gestaltung ermöglicht anwendungsspezifische Modifikationen.

Durch die charakteristischen Eigenschaften ist die Komponente prädestiniert für Anwendungen in allen Stoffe lagernden, bewegenden und behandelnden Bereichen, insbesondere der Abfall- und Entsorgungswirtschaft und speziell den Bereichen, die dem Biorecycling zuzuordnen sind (aerobe und anaerobe Verfahren, Abluftreinigung, mechanisch-biologische Abfallbehandlung, Hausmüll- und Wertstoffsortierung) aber auch zur Zwischenspeicherung von Stoffen, Konfiguration von Sortierstrecken, Anlagen zur thermischen Behandlung und Bunkerentleerung sowie dem Stofftransport. Auch Nebenfunktionen (beispielsweise Auflockern oder Umwälzen von Stoffen) lassen sich mit der vorgeschlagenen Komponente realisieren.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel erläutert. Es zeigen

Fig. 1 Komponente ohne Stirnwand,

Fig. 2 Komponente mit Stirnwand,

Fig. 3-8 Pendelbalkenvarianten,

Fig. 9 Bauform der Komponente,

Fig. 10 Bauform der Komponente,

Fig. 11 Komponente mit einer möglichen Austragsöffnung,

Fig. 12 Komponente mit Zusatzplatten und zusätzlichen Stirnwänden,

Fig. 13 Komponente mit mehrteilig ausgebildeter Seitenwand,

Fig. 14 Komponente mit einer flexiblen Auflage,

Fig. 15 Komponente mit integriertem Halbschalen-Eckprofil,

Fig. 16 Komponente mit mehreren Pendelböden.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Komponente besteht aus dem Selbstaustrag in Form des aus Pendelbalken 2 bestehenden Pendelbodens 1, auf dem sich der zu behandelnde, zu lagernde oder zu bewegende Stoff 15 (im folgenden: Stoff = Stoffe, Stoffgemisch) befindet. Der Pendelboden 1 wird durch die Stützkonstruktion 3, das Gesamtsystem durch die Stützkonstruktion für die Seiten 4a - und Stirnwände 13a und 13b und entsprechende Wandverstärkungen 6 getragen. Das geschlossene System wird durch die Seitenwände 4a, die Deckfläche 4b, die Bodenfläche 4c und die bewegliche Stirnwand 13a und die feststehende Stirnwand 13b realisiert. Stirnwanddichtung 5, das über den Abluftstutzen 9 integrierbare Abluftreinigungssystem und der Sickerwasserauffang mit Sickerwasserleiteinrichtung 14 gewährleisten einen emissionsfreien Betrieb. Notwendige Aggregate zum Betrieb des Pendelbodens 1 sind in der Service- und Antriebseinheit 7 integriert. Die anwendungsspezifischen Einrichtungen zur Prozeßführung und -überwachung 11 sind außerhalb des von den Behälterwandungen 4a, 4b, 4c und 13a und 13b gebildeten Raumes angeordnet. Über die Einfüllöffnung 8 oder durch die während des Befüllvorganges abnehmbare Deckfläche 4b erfolgt der Stoffeintrag in die Komponente. Soweit prozeßtechnisch notwendig, kann über das Bewässerungssystem 10 unterhalb der Deckfläche 4b eine Beeinflussung des Feuchtigkeitsgehaltes des in der Komponente befindlichen Stoffes 15 erfolgen. Die bewegliche Stirnwand 13a ist während der Befüllung und der Aufenthaltsdauer des Stoffes in der Komponente geschlossen und kann vor Beginn des Fördervorganges hydraulisch geöffnet werden. Integrierte Wägeeinrichtungen an den Auflagerpunkten 12 ermöglichen jederzeit eine Erfassung der in der Komponente befindlichen Masse, der Verlagerung des Masseschwerpunktes usw. Die mit den Wägeeinrichtungen ermittelten Parameter können zur Steuerung von Prozeßabläufen verwendet werden.

Die Fig. 3-8 zeigen Varianten der Pendelbalken 2 zur Gestaltung des Pendelbodens 1 entsprechend Anspruch 11. In der Fig. 3 sind die Pendelbalken 2 auf Rollen 31 gelagert; die Belüftung kann durch Schlitze 32 im Rahmen und Löcher 33 in den Pendelbalken erfolgen.

Fig. 4 beinhaltet auf Rollen 31 gelagerte Pendelbalken 2; die Belüftung erfolgt durch den Spalt 34 zwischen den Pendelbalken 2.

Fig. 5 zeigt auf Gleitlagern 35 abgestützte Pendelbalken 2, die trapezförmig ausgeführt sind; die Belüftung erfolgt zwischen den Pendelbalken 2. In der

Fig. 6 werden die trapezförmigen Pendelbalken 2 auf Gleitlagern 35 abgestützt; die Belüftung erfolgt über Segmente 36, die zwischen den Pendelbalken 2 angebracht sind.

Fig. 7 beinhaltet Pendelbalken 2, die auf dem Rahmen laufen, der in der Art eines Kugeltisches 37 ausgebildet ist; die Belüftung erfolgt zwischen den Pendelbalken 2. In der Fig. 8 werden die Pendelbalken 2 über ein Stahlblech 38 auf einer PE-Gleitschicht 39 geführt; die Belüftung erfolgt zwischen den Pendelbalken 2.

Fig. 9 zeigt eine Komponentenform, bei der die durch Neigung der Seitenwände 4a entstehende Bodenfläche 4c größer ist als die Deckfläche 4b.

Fig. 10 zeigt eine Komponentenform, bei der die durch Neigung der Seitenwände 4a entstehende Bodenfläche 4c kleiner ist als die Deckfläche 4b.

Fig. 11 zeigt eine Variante der Komponente, in der eine zusätzliche Stirnwand 17 installiert ist, die die Führung und Abstützung des Stoffes 15 ermöglicht. Der Abwurfpunkt befindet sich am Ende der Förderstrecke im Inneren des Behälters. Die durch den Vor- und Rückhub der Pendelbalken 2 freigegebene Abwurföffnung 16 wird durch die Pendelbalken 2 nach dem Förderprozeß verschlossen.

Fig. 12 zeigt in der Draufsicht eine Variante mit Zusatzplatten 18 und einer zusätzlichen Stirnwand 17 entsprechend Anspruch 8.

Fig. 13 beinhaltet eine Komponente mit aus mehreren Teilen 19 zusammengesetzter Seitenwand nach Anspruch 11.

Fig. 14 zeigt die Komponente mit einer auf der Gesamtheit der Pendelbalken 2 aufliegenden und diese überdeckenden, flexiblen, luftdurchlässigen Auflage 20 nach Anspruch 15.

In Fig. 15 wird die Komponente mit einem integrierten Halbschalen-Eckprofil 21 nach Anspruch 17 gezeigt.

Die Konfiguration der Komponente mit mehreren, aufeinander folgenden Pendelböden 1 nach Anspruch 20 zeigt Fig. 16.

In Fig. 17 ist eine Komponentenvariante nach Anspruch 20 mit mehreren, einzeln angeordneten Pendelböden 1 (zusammengesetzt aus Pendelbalken 2 und Stützkonstruktion 3) gezeigt.

Claims (22)

1. Für ortsfesten oder transportablen Einsatz verwendbare Komponente zum Biorecycling von Stoffen, bestehend aus einem geschlossenen, auf einer Stellfläche fundamentlos aufstellbaren Behälter mit Bodenfläche (4c), Deckfläche (4b), Seiten (4a)- und Stirnwänden (13a und 13b), von dem mindestens eine Stirnwand (13a) in ihrer Lage veränderbar ist und dessen Deckfläche (4b) mit mindestens einer Einfüllöffnung (8) versehen oder in der Gesamtheit abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Behälter mindestens auf der Bodenseite einen aus Pendelbalken (2) bestehen­ den, horizontal oder geneigt angeordneten, selbstaustragenden, belüftbaren Pendelboden (1) mit reversierbarer Förderrichtung aufweist,
• - mindestens für eine Förderrichtung ein Abwurfpunkt am Ende oder im Verlauf der Förderstrecke vorgesehen ist, der im Inneren des Behälters, außerhalb des Behäl­ ters oder bündig mit der in Richtung der Förderrichtung gelegenen Stirnwand (13a) positioniert ist und
• - die durch den Vor- und Rückhub der Pendelbalken (2) freigegebene Abwurföff­ nung nach dem Förderprozeß durch die Pendelbalken (2) verschlossen ist.

2. Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Seiten­ wand (4a) und/oder die Deckfläche (4b) und/oder mindestens eine Stirnwand (13a, 13b) als/mit Pendelboden (1) ausgebildet ist.

3. Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelboden (1) längs und/oder quer zur Förderrichtung geneigt angeordnet ist.

4. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Baugruppen der Komponente im wesentlichen aus Recycling-Werkstoffen bestehen.

5. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppen der Komponente im wesentlichen aus mit korrosionsfesten Materialien umhüllten Bauteilen bestehen.

6. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppen der Komponente im wesentlichen aus verschleißfesten Kunststoffen bestehen.

7. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (4a), Deck (4b)-, Bodenfläche (4c) und Stirnwände (13a, 13b) der Komponente wärmeisoliert ausgeführt sind.

8. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzplatten (18) und/oder mindestens eine zusätzliche Stirnwand (17) vorgesehen sind, die die Innenseiten der Seitenwände (4a) und/oder Stirnwände (13a, 13b) oder Deckfläche (4c) mindestens teilweise überdecken und mindestens teilweise entfernbar ausgebildet sind.

9. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (4a) und/oder Zusatzplatten (18) und/oder zusätzliche Stirnwände (17) der Komponente gegenüber der Vertikalen und/oder Horizontalen neigbar angeordnet sind.

10. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (4a) und/oder Zusatzplatten (18) und/oder zusätzliche Stirnwände (17) der Komponente ganz oder in Abschnitten gegenüber vertikalen und/oder horizontalen Achsen drehbar angeordnet sind.

11. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Seitenwände (4a), Stirnwände (13a, 13b) und/oder Deckfläche (4b) der Komponente mehrteilig ausgebildet sind.

12. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (4a) und die Deckfläche (4b) der Komponente verschieblich ausgebildet sind.

13. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Auflagepunkt der Komponente mit einer Wägeeinrichtung (12) ausgerüstet ist, dessen Ausgabeeinheit mit einer Prozeßsteuereinheit (11) in Wirk­ verbindung steht.

14. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in und zwischen den Pendelbalken (2) Belüftungsöffnungen (32, 33, 34, 36, 37) vorgesehen sind bzw. auf die Pendelbalken (2) Luftverteilelemente aufgebracht sind.

15. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente zusätzlich eine auf der Gesamtheit der Pendelbalken (2) aufliegende und diese überdeckende, flexible, luftdurchlässige Auflage (20) integriert ist, die an der dem Austrag gegenüberliegenden Stirnwand (13b) des Behälters auf Höhe des Stoffhaufwerkes hochgezogen und befestigt wird.

16. Komponente nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (20) mehrschichtig, ballonartig und luftemittierend ausgebildet ist.

17. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Komponente an der der Austragsseite gegenüberliegenden Stirnwand (13b) ein mit der konvexen Seite in den Innenraum der Komponente weisendes Halb­ schalen-Eckprofil (21) über die gesamte Breite der Stirnwand (13b) angeordnet ist, das auf der Bodenseite lose und flexibel aufliegt.

18. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Vorrichtungen zur Erfassung von Sickerwasser (14) in der Konfiguration der Komponente integriert sind.

19. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelbalken (2) des Pendelbodens (1) einen von der Rechteckform abweichenden Querschnitt aufweisen, ungelocht sind, jeweils auf einer Schiene bewegt oder als Balken geführt werden.

20. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter zwei oder mehrere aufeinander folgende oder einzeln angeordnete Pendelböden (1) integriert sind.

21. Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter die Bodenfläche (4c) und die in Austragsrichtung angeordnete Stirnwand (13a) einen Winkel kleiner 180 Grad einschließen und in Wirkverbindung die wieder verschließbare Austragsöffnung bilden.

22. Verwendung der Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche für

• - die aerobe Stoffbehandlung in Vor- und Nachrotte, vorzugsweise für getrennt erfaßte biogene Stoffe,
• - die anaerobe Stoffbehandlung, vorzugsweise für getrennt erfaßte biogene Stoffe,
• - die mechanisch-biologische Stoffbehandlung, insbesondere die Behandlung von Restmüll in allen vorkommenden Strukturen und Mischungsverhältnissen
• - die Behandlung von kontaminierten Böden,
• - das Recycling der durch den Einsatz nachwachsender Rohstoffe erzeugten Produkte und die Rückführung der diesbezüglichen Stoffe in den Stoffkreislauf, insbesondere zu deren aeroben Behandlung,
• - die Zwischenlagerung thermisch zu verwertender Stoffe und deren Zuführung zum prozeßrealisierenden Aggregat,
• - Komponenten von Produktionsanlagen zur Gewinnung und Verarbeitung von Ersatzbrennstoffen,
• - Zwischenbunker und Zwischenspeicher für unterschiedliche Verweilzeiten der Stoffe,
• - die Beseitigung von Schüttgutbrücken,
• - die Gestaltung von Schüttgutbunkern,
• - die Umschichtung und Auflockerung des Stoffes bzw. Stoffgemisches,
• - die Gestaltung von Sortierstrecken,
• - Biofilter bzw. Biofiltersysteme mit Selbstaustrag,
• - die zweckbestimmte Gestaltung von Prozeß- und Verfahrensabläufen ohne Änderung der grundlegenden technischen Ausrüstung oder
• - die Durchführung von weiteren Behandlungsprozessen der Stoffe in unterschiedlichen Ausgangszuständen und Konsistenzen.