DE202014010661U1 - Waste package fermenter - Google Patents
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Abstract
Modulares bewegliches System für die anaerobe Fermentation bzw. Gärung von organischem Abfall, das enthält: mehrere abgedichtete Kästen, wovon jeder zu fermentierenden Abfall enthält; mehrere Tunnel, wovon jeder mehrere getrennt transportierbare Behälter enthält, die Ende an Ende abdichtend verbunden und/oder übereinander gestapelt sind, um einen Tunnel für die Aufnahme des Abfalls in den Kästen zu bilden; Schienen, auf denen die mehreren Kästen, die den organischen Abfall enthalten, an einem ersten Ende in die Tunnel geladen werden; und Schienen, auf denen die mehreren Kästen, die den fermentierten organischen Abfall enthalten, an einem zweiten Ende aus den Tunneln entladen werden; wobei die Tunnel konfiguriert sind, die mehreren Kästen aufzunehmen und dann gasdicht abdichtend verschlossen werden und die Kästen für eine gegebene Fermentationsperiode des darin enthaltenen Abfalls zu enthalten bzw. aufzunehmen; wobei das System ferner ein Bündel solcher Tunnel enthält, die Seite an Seite angeordnet sind, wobei jeder Tunnel mehrere gasdichte Behälter enthält, die abdichtend Ende an Ende verbunden und/oder übereinander gestapelt sind, wobei jeder Tunnel eine Anzahl und/oder eine Größe von Behältern besitzt, die so gewählt sind, dass ein Volumen für den Tunnel, das einem täglichen Volumen an zu verarbeitendem Abfall entspricht, definiert wird, und wobei die Anzahl von Seite an Seite angeordneten Tunneln in der Weise gewählt ist, dass die Anzahl von Tagen, die für alle zu beladenden Tunnel von einem ersten Tunnel an einem ersten Tag zu einem letzten Tunnel an einem letzten Tag erforderlich ist, gleich der Anzahl von Tagen der Fermentationsperiode ist, so dass dann, wenn der letzte Tunnel beladen wird, der Abfall im ersten Tunnel für die Fermentationsperiode in dem Tunnel gewesen ist und entladen wird; wobei das System ferner einen Gasauslass (33) enthält, der allen Tunneln gemeinsam ist und durch den Gas, das in dem Tunnel während der Fermentationsperiode erzeugt wird, abgesaugt werden kann, und eine Ventilanordnung (32, 35) enthält, die dafür ausgelegt ist, den zu ladenden und zu entladenden Tunnel gegenüber dem Gasauslass zu isolieren.Modular mobile system for the anaerobic fermentation of organic waste, comprising: a plurality of sealed boxes, each containing waste to be fermented; a plurality of tunnels, each including a plurality of separately transportable containers sealed end to end and / or stacked one upon another to form a tunnel for receiving the waste in the boxes; Rails on which the plurality of boxes containing the organic waste are loaded into the tunnels at a first end; and rails on which the plurality of crates containing the fermented organic waste are discharged from the tunnels at a second end; wherein the tunnels are configured to receive the plurality of boxes and then gas-tightly seal and contain the boxes for a given fermentation period of the waste contained therein; the system further comprising a bundle of such tunnels arranged side by side, each tunnel including a plurality of gas tight containers sealingly connected end to end and / or stacked on top of each other, each tunnel having a number and / or size of containers which is selected to define a volume for the tunnel corresponding to a daily volume of waste to be processed, and wherein the number of side-by-side tunnels is selected such that the number of days, is required for all tunnels to be loaded from a first tunnel on a first day to a last tunnel on a final day, equal to the number of days of the fermentation period, so that when the last tunnel is loaded, the waste in the first tunnel for the fermentation period has been in the tunnel and is being unloaded; the system further comprising a gas outlet (33) common to all tunnels and exhaustable by the gas generated in the tunnel during the fermentation period and a valve assembly (32, 35) adapted to to insulate the tunnel to be charged and discharged from the gas outlet.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System für die Fermentation bzw. Gärung großer Volumina organischer Abfalle, um Methangas zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Aufrechterhalten des Fermentationsprozesses in einer abgedichteten Fermentationsumgebung.The present invention relates to a system for the fermentation of large volumes of organic waste to produce methane gas. The present invention also relates to a method for maintaining the fermentation process in a sealed fermentation environment.
Bis heute sind Mülldeponien eines der eher herkömmlichen Mittel der Entsorgung von (hauptsächlich) ungefährlichem Stadtmüll gewesen. Ein großer Anteil des gesamten Abfalls ist organischen Ursprungs, der sich in großem Umfang von Haushalts- und Restaurant-Lebensmittelresten herleitet. Diese organischen Materialien werden durch Bakterien oder andere natürliche Prozesse abgebaut, wobei Nebenprodukte hiervon Gase und Flüssigkeiten enthalten, die gefährlich sein können. Diese Emissionen sind für Menschen und die weitere Umgebung möglicherweise sehr schädlich, so dass in den letzten Jahren der Betrieb einer Mülldeponie in entwickelten Ökonomien stark reglementiert worden ist.To date, landfills have been one of the more conventional means of disposal of (mostly) non-hazardous municipal waste. A large proportion of the total waste is of organic origin, which is largely derived from household and restaurant leftovers. These organic materials are degraded by bacteria or other natural processes, with by-products of these containing gases and liquids that can be hazardous. These emissions may be very harmful to humans and the wider environment, so that in recent years the operation of a landfill has been severely regulated in developed economies.
Die Hauptgefahren umfassen unkontrollierte Emissionen von Gasen, Methan (hochgradig entzündbar), Schwefelwasserstoff (in hohen Konzentrationen für Menschen tödlich) und Kohlenstoffdioxid und Flüssigkeiten (Deponiesickerflüssigkeit) die das Grundwasser kontaminieren können und als ein Nährboden für Parasiten, Mücken, Insekten und dergleichen dienen.The major hazards include uncontrolled emissions of gases, methane (highly flammable), hydrogen sulphide (high levels for humans) and carbon dioxide and liquids (landfill leachate) that can contaminate groundwater and serve as a breeding ground for parasites, mosquitoes, insects and the like.
Der größte Teil des biologischen Abbaus, der auf Mülldeponie-Standorten stattfindet, tritt unter anaeroben Bedingungen (d. h. in Abwesenheit von Sauerstoff) auf. Diese besondere Umgebung bewirkt die Kolonisierung und das Gedeihen anaerober Bakterien. Eines ihrer Hauptabfall-Nebenprodukte ist Methangas und die flüssige Phase (Sickerflüssigkeit).Most of the biodegradation that occurs at landfill sites occurs under anaerobic conditions (i.e., in the absence of oxygen). This particular environment causes colonization and the growth of anaerobic bacteria. One of their major waste by-products is methane gas and the liquid phase (seep liquid).
Als Folge davon sind Reglementierungen auferlegt worden. Um eine Kontamination von Grundwasser zu verhindern, sind Mülldeponie-Standorte mit undurchlässigen Materialien verkleidet worden, so dass eine Sickerflüssigkeits-Zirkulation sowie Rückgewinnungssysteme installiert werden können. Ein Netz von Rohren und Pumpen sind für den Gaseinfang erforderlich, außerdem ist eine Abdeckung deaktivierter Orte notwendig, um die Brandgefahr von andauernden flüchtigen Methanemissionen, die bis zu 25 Jahren andauern können, zu verhindern. Diese Verhinderungsmaßnahmen sind sehr teuer und erfordern eine ständige Überwachung und Wartung, um ein Entweichen und eine Kontamination der Umwelt zu verhindern. Außerdem haben Mülldeponien eine begrenzte Lebensdauer.As a result, regulations have been imposed. In order to prevent contamination of groundwater, landfill sites have been lined with impermeable materials so that leachate circulation and recovery systems can be installed. A network of pipes and pumps are required for gas capture and it is also necessary to cover off-set locations to prevent the risk of fire from persistent volatile methane emissions lasting up to 25 years. These preventive measures are very expensive and require constant monitoring and maintenance to prevent the escape and contamination of the environment. In addition, landfills have a limited lifespan.
Es ist daher für den Praktiker in der Abfallindustrie übliches Wissen, dass die anaerobe Fermentation organischer Materialien, die zersetzt werden, als ein Nebenprodukt Methangas erzeugt. Es ist in der Abfallindustrie auch bekannt, dass die anaerobe Fermentation in großen Volumina ein erfolgreiches Mittel ist zum Betreiben von Stromerzeugungsgeneratoren mit dem Methangas, das in einer stillgelegten Mine oder in einer Schlucht, die verkleidet sind und Bereiche besitzen, die als Mülldeponie-Standort gefüllt sind, erzeugt wird. Herkömmlicherweise wird der Mülldeponie-Standort dann auf natürliche Weise zu dem, was als ein Land-Bioreaktor bekannt ist, wobei das Gas durch ein Röhrensystem, das in der Mülldeponie installiert ist, entnommen werden kann. Es ist auch bekannt, Fermenter oder Bioreaktoren zu verwenden, die in einem kleineren Maßstab in vertikaler, horizontaler oder einer anderen Orientierung arbeiten. Solche Fermenter arbeiten auf einer Stapelbasis oder einer Steckbasis beispielsweise für Rohstoffe, die oftmals aus landwirtschaftlichem Abfall hergestellt werden.It is therefore common knowledge for the practitioner in the waste industry that the anaerobic fermentation of organic materials being decomposed produces as a by-product methane gas. It is also known in the waste industry that large volume anaerobic fermentation is a successful means of operating power generation generators with the methane gas that are in a disused mine or gorge, which are clad and have areas filled up as a landfill site are generated. Conventionally, the landfill site then naturally becomes what is known as a land bioreactor, the gas being able to be withdrawn through a pipe system installed in the landfill. It is also known to use fermenters or bioreactors that operate on a smaller scale in a vertical, horizontal or other orientation. Such fermenters operate on a stack basis or plug base, for example, for raw materials that are often made from agricultural waste.
Ein transportables Fermentersystem ist aus
Ununterbrochene bzw. kontinuierliche Prozesse müssen stets durch einen Biologen überwacht werden, der die Geschwindigkeit, die Eingabe und dergleichen anhand von überwachten Parametern kontrolliert. Die Menge an Gas, die in solchen ununterbrochenen Systemen erzeugt wird, ist hochgradig veränderlich, wobei ihre Skalierbarkeit für besondere Situationen begrenzt ist.Continuous processes must always be monitored by a biologist who controls speed, input and the like based on monitored parameters. The amount of gas generated in such uninterrupted systems is highly variable, with scalability limited to particular situations.
Vorhandene Systeme dienen eher der Produktion mit niedriger Kapazität und nicht für große städtische Betriebe, die eine Großstadt bedienen könnten. Außerdem sind herkömmliche Fermentationssysteme hauptsächlich für landwirtschaftliche Anwendungen entworfen, die aufgrund der Natur ihrer Beladungsvorgänge und ihrer Entladungsöffnungen Verluste aufweisen. Diese Verluste entlassen Gas auf gefährliche Weise in die Atmosphäre.Existing systems are more for low-capacity production and not for large urban businesses that could serve a large city. In addition, conventional fermentation systems are designed primarily for agricultural applications that have losses due to the nature of their loading operations and their discharge openings. These losses release gas into the atmosphere in a dangerous manner.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf, diese natürlichen Prozesse zu vermarkten und alle damit einhergehenden Gefahren im Wesentlichen zu beseitigen, indem ein Tunnel-, Umschließungs- und Materialhandhabungssystem sowie ein Verfahren, das im Wesentlichen das gesamte Gas, das durch die anaerobe Fermentation erzeugt wird, während der gewählten Abbauperiode in einem effizienten und effektiven Chargenprozess rückgewinnen kann, geschaffen werden.The present invention aims to market these natural processes and substantially eliminate all associated hazards by using a tunneling, containment and material handling system and a process which substantially eliminates all of the gas produced by the anaerobic fermentation the selected degradation period in an efficient and effective batch process can be created.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein System für die anaerobe Fermentation organischen Abfalls, das enthält: mehrere bzw. eine Anzahl von Kästen, wovon jeder zu fermentierenden Abfall enthält; mehrere Behälter, die Ende an Ende abdichtend verbunden und/oder übereinander gestapelt sind, um einen Tunnel zu bilden, um den Abfall aufzunehmen, Schienen, auf die die mehreren Kästen, die den organischen Abfall enthalten, in den Tunnel geladen werden; und Schienen, auf denen die mehreren Kästen, die den fermentierten organischen Abfall enthalten, aus dem Tunnel entladen werden; wobei der Tunnel konfiguriert ist, die mehreren Kästen aufzunehmen und dann dicht verschlossen zu werden, um die Kästen für eine gegebene Periode für die Fermentation des darin enthaltenen Abfalls zu enthalten bzw. aufzunehmen; wobei das System ein Bündel solcher Tunnel, die Seite an Seite angeordnet sind, enthält, wobei jeder Tunnel mehrere Behälter enthält, die Ende an Ende abdichtend verbunden und/oder übereinander gestapelt sind, wobei die Anzahl und/oder die Größe der Behälter, die einen Tunnel definieren, so gewählt sind, dass sie ein tägliches Volumen von zu verarbeitendem Abfall definieren, und die Anzahl von Seite an Seite angeordneten Tunnel anhand der Anzahl der Tage der gegebenen Fermentationsperiode gewählt ist. According to a first aspect, the present invention provides a system for the anaerobic fermentation of organic waste, comprising: a plurality of boxes, each containing waste to be fermented; a plurality of containers sealingly connected end-to-end and / or stacked to form a tunnel for receiving the waste, rails on which the plurality of boxes containing the organic waste are loaded into the tunnel; and rails on which the multiple crates containing the fermented organic waste are discharged from the tunnel; wherein the tunnel is configured to receive the plurality of boxes and then to be sealed to contain the boxes for a given period for the fermentation of the waste contained therein; the system including a bundle of such tunnels arranged side by side, each tunnel containing a plurality of containers sealingly connected end to end and / or stacked one on top of the other, the number and / or size of the containers forming one Define tunnels are selected to define a daily volume of waste to be processed, and the number of tunnels arranged side by side is selected based on the number of days of the given fermentation period.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zur anaeroben Fermentation von organischem Abfall, das umfasst: abdichtendes Verbinden mehrerer Behälter Ende an Ende und/oder übereinander, um einen Tunnel zu bilden, um den Abfall aufzunehmen; Bereitstellen des Abfalls für den Tunnel in mehreren Kästen über Schienen in den Tunnel, Abdichten des geschlossenen Tunnels, der die Kästen enthält, für eine gegebene Fermentationsperiode; und Entladen der Kästen über Schienen nach der Fermentationsperiode; wobei die Tunnel in einem Bündel vorgesehen sind, das einen Tunnel für jeden Tag der Fermentationsperiode enthält, und wobei die Anzahl der Tunnel derart ist, dass dann, wenn ein Tunnel beladen wird, ein weiterer Tunnel, in dem Abfall für die gesamte Fermentationsperiode enthalten gewesen ist, entladen werden kann.According to a second aspect, the invention provides a process for the anaerobic fermentation of organic waste, comprising: sealingly connecting a plurality of containers end to end and / or one above the other to form a tunnel to receive the waste; Providing the waste for the tunnel in several boxes across rails in the tunnel, sealing the closed tunnel containing the boxes for a given fermentation period; and unloading the boxes via rails after the fermentation period; wherein the tunnels are provided in a bundle containing a tunnel for each day of the fermentation period, and wherein the number of tunnels is such that when a tunnel is being loaded another tunnel has been included in the waste for the entire fermentation period is, can be unloaded.
Durch Trennen im Wesentlichen des gesamten organischen Materials von dem Abfall und durch Aufnehmen dieses Materials in einem vollständig geschlossenen System in einem Chargenprozess kann im Wesentlichen das gesamte Methangas, das durch die biologische Aktivität erzeugt wird, aufgefangen werden und verwendet werden, um Elektrizität zu erzeugen. Sickerflüssigkeit bleibt vollständig eingeschlossen und der verbleibende organische Inhalt wird auf einen Grad verdünnt, mit dem er sicher und ohne weitere Behandlung in einen Abwasserkanal entleert werden kann.By separating substantially all of the organic material from the waste and receiving this material in a completely closed system in a batch process, substantially all the methane gas produced by the biological activity can be captured and used to generate electricity. Leachate is completely trapped and the remaining organic content is diluted to a degree that allows it to be safely emptied into a sewer without further treatment.
Außerdem verwendet der Abfallgebinde-Fermenter in bevorzugten Ausführungsformen Türen und Ladegestelle an jedem Ende, um das Einladen und Ausladen von Abfall in Paketen, z. B. in Kästen, Behältern und dergleichen, zu steuern. Die Türen werden geschlossen, sobald eine Abfallcharge geladen worden ist, um eine Gesamtfläche oder einen luftdichten Verschluss sicherzustellen und um zu gewährleisten, dass das Gas in dem Tunnel gehalten wird. Die Pakete rollen oder fahren oder gleiten oder laufen in den Tunnel. Der Tunnel wird somit Ende an Ende mit Kästen aus organischem Abfall beladen. Nach der Fermentationsperiode wird der Stapel aus dem anderen Ende des Tunnels entnommen. Die Ausführungsform ist nicht auf Türen eingeschränkt und könnte andere Mittel zum Verschließen der Enden des Tunnels haben, um den Abfall dicht einzuschließen, z. B. Klappen, Gitter und andere Strukturen oder Verschlüsse, die aus Teilen hergestellt sind, so dass der Tunnel an seinen Enden abdichtend verschlossen ist.In addition, in preferred embodiments, the garbage can fermenter uses doors and loading stalls at each end to facilitate the loading and unloading of garbage in packages, e.g. In boxes, containers and the like. The doors are closed once a batch of waste has been loaded to ensure a total area or airtight closure and to ensure that the gas is held in the tunnel. The packages roll or drive or glide or run into the tunnel. The tunnel is thus loaded end-to-end with boxes of organic waste. After the fermentation period, the stack is removed from the other end of the tunnel. The embodiment is not limited to doors and could have other means for closing the ends of the tunnel to trap the waste, e.g. As flaps, grilles and other structures or closures, which are made of parts, so that the tunnel is sealed at its ends.
Der bevorzugte Abfallgebinde-Fermenter ist entworfen, um sicherzustellen, dass die gesamten Inhalte in zwei Barrieren eines Überlaufbehältnisses enthalten sind. Ein Mechanismus oder eine Luftlanze oder ähnliche Mittel können verwendet werden, um die Oberfläche aus gebildetem Schwimmschlamm aufzubrechen, so dass das Gas entweichen kann.The preferred waste container fermenter is designed to ensure that all contents are contained within two barriers of an overflow container. A mechanism or air lance or similar means may be used to rupture the surface of formed scum so that the gas can escape.
In der bevorzugten Ausführungsform wird der Abfallfermenter mit organischen Abfall in Patronen aus kleineren Paketen oder Kästen, Behältern oder Kübeln oder Bechern versorgt, wobei dann, wenn der Tunnel gefüllt ist, die Türen an den Enden des Tunnels geschlossen werden und verbleibende Luft abgeführt (entleert) wird, so dass eine qualitativ hochwertige Methanproduktion sobald wie möglich beginnen kann.In the preferred embodiment, the waste fermenter is supplied with organic waste in cartridges from smaller packages or boxes, containers or buckets or cups, and when the tunnel is filled, the doors at the ends of the tunnel are closed and any remaining air is discharged (deflated) so that high-quality methane production can begin as soon as possible.
In der bevorzugten Ausführungsform können eine andere Beladung, ein anderer Türbetrieb und ein anderes Entleeren verwendet werden, um das System zu betreiben, ohne den primären Vorgang der Erzeugung von Methangas in dem für Gebinde geeigneten Tunnelgasbehältersystem zu beeinflussen.In the preferred embodiment, other loading, door operation, and other draining may be used to operate the system without affecting the primary process of producing methane gas in the containerized tunnel gas tank system.
Die vorliegende Erfindung ist vorzugsweise so konfiguriert, dass sie aus Behältern, z. B. Transportbehältern, konstruiert ist, die Ende an Ende gestapelt sind und dicht verschlossen sind, um einen Tunnel zu bilden, der die Gase aus dem Prozess sammelt und an eine Gaspipeline überträgt. Ein Gebindetunnel mit Türen an jedem Ende, um eine geschlossene Kammer zu bilden, würde den erforderlichen Durchsatz einer Stadt oder eines Abfallsammelprozesses erfüllen. Als solcher kann der Abfallgebinde-Fermenter eine hohe Anforderung erfüllen und folglich große Volumina an Methangas erzeugen. Das System ist nützlich für Städte, jedoch nicht darauf eingeschränkt, vielmehr kann es auch beispielsweise für industrielle Anwendungen oder Haushaltsanwendungen verwendet werden. Die Erfindung kann Behälter verwenden, die beispielsweise vertikal, gestapelt, horizontal, kreisförmig, rechteckig, quadratisch, lang oder kurz sind und in einigen bevorzugten Ausführungsformen Transportbehälter, wie sie in der Frachtwelt bekannt sind, verwenden.The present invention is preferably configured to be made from containers, e.g. As transport containers, which are stacked end to end and are sealed to form a tunnel that collects the gases from the process and transmits to a gas pipeline. A bin tunnel with doors at each end to form a closed chamber would meet the required throughput of a city or a waste collection process. As such, the garbage can fermenter can meet a high requirement and consequently produce large volumes of methane gas. The system is useful for cities, but not it may also be used, for example, for industrial or household applications. The invention may employ containers that are, for example, vertical, stacked, horizontal, circular, rectangular, square, long, or short, and in some preferred embodiments use shipping containers as are known in the freight industry.
Das Abfallgebinde-Fermentationssystem ist vorzugsweise wie hier beschrieben konfiguriert.The waste package fermentation system is preferably configured as described herein.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:Various embodiments of the present invention will now be described by way of example only and with reference to the drawings, in which:
Nun wird mit Bezug auf
Nun wird mit Bezug auf
Das neue, rotierende Batch- bzw. Los-Bearbeitungskonzept kann mit Bezug auf den einfachen Ablaufplan von
Die Tunnel können an allen Eckgusspositionen
Nun wird mit Bezug auf
In einer besonderen Anwendung wird vorgeschlagen, dass ein Lastkraftwagen/Anhänger/Container beispielsweise 60 m3 an Abfall geladen hat und den Müll aus der Stadt vorzugsweise während der Nacht und zu Nichtspitzenzeiten transportiert, um jeglichen Stau auf den Straßen zu minimieren.For example, in one particular application it is suggested that a truck / trailer / container has loaded 60 m 3 of waste and preferably transports city waste during the night and at non-peak times to minimize any congestion on the roads.
Betriebstechnisch liefern vorgeschaltete Arbeiter ihre Lasten beispielsweise in einem Lastkraftwagen, einem Förderwagen oder einem Verdichter an eine von mehreren Stationen (Schritt
Das Umladen von Abfall von den Umladestationen um eine Stadt ist in einer bevorzugten Ausführungsform vereinheitlicht, indem genormte Abfall-Container z. B. mit einer Länge von 40 Fuß und einer maximalen Kapazität von 70 m3, wovon jeder auf seinem eigenen Skelettanhänger verriegelt ist, verwendet werden.The reloading of waste from the transhipment stations around a city is unified in a preferred embodiment by standardized garbage containers z. B. with a length of 40 feet and a maximum capacity of 70 m 3 , each of which is locked on its own skeletal trailer, can be used.
Während des Tages können die Behälter befüllt werden und an den Umladestationen bereit für einen späteren Versand geparkt werden. Um Gerüche minimal zu machen, ist es am besten, wenn die Umladung innerhalb von 24 oder 48 Stunden erfolgt. Dies sollte für jeglichen entgegengenommenen Abfall gelten, wenn die Umladestationen vorzugsweise 24/7 entgegennehmen.During the day, the containers can be filled and parked at the transfer stations ready for later shipment. To minimize odors, it is best if the transhipment takes place within 24 or 48 hours. This should apply to any accepted waste, if the transfer stations preferentially accept 24/7.
Die Behälter werden vorzugsweise bei Nacht umgeladen, um von dem beleuchteten Verkehr zu profitieren.The containers are preferably reloaded at night to benefit from the illuminated traffic.
Wenn die vollen Behälter die Recycling-Anlage erreicht haben, werden sie an dem Stapel am Standort abgeladen, ferner werden die leeren Behälter auf die Anhänger geladen. Die vollen Behälter werden gestapelt. Die Recycling-Anlage wird dann über Nacht beladen und ist bereit, den morgendlichen Recycling-Schub zu beginnen.When the full bins have reached the recycling facility, they are unloaded from the stack at the site and the empty bins are loaded onto the trailers. The full containers are stacked. The recycling plant will then be loaded overnight and ready to start the morning recycling spurt.
Kippgestelle können eine longitudinale Anhebung der Behälter und daher eine Hecktürentladung durch spezifisch entworfene Maschinen ermöglichen.Tilt racks can allow for longitudinal lifting of the containers and therefore tailgate discharge by specifically designed machines.
Vor dem Tageslicht-Schub werden Recycling-Anlagen-Einfülltrichter gefüllt. Die Trichtergröße beträgt vorzugsweise mindestens 150 % einer Behälterkapazität.Before the light of day, recycling plant filling hoppers are filled. The funnel size is preferably at least 150% of a container capacity.
Während der Recycling-Schübe erfolgen vorzugsweise keine Zulieferungen von den Umladestationen. Der Gabelstapler ist dem Betrieb bei der Unterstützung der Kippgestelle, um die Einfülltrichter zu füllen, gewidmet. Der Aufbewahrungsbereich der Behälter hat einen minimalen Bereich, damit die Umladezeiten für die Gabel zum Kippen des Gestells minimiert werden.During the recycling relapses preferably no deliveries are made by the reloading stations. The forklift truck is dedicated to the operation of supporting the tipping racks to fill the hopper. The storage area of the containers has a minimum area, so that the fork transfer times for tilting the rack are minimized.
Der Abfall wird sortiert, um beispielsweise recyclingfähigen Abfall und dergleichen zu entnehmen. Zunächst wird medizinischer Abfall wie oben beschrieben entfernt. Dies kann mit Magneten und hochtrainiertem Personal ausgeführt werden.The waste is sorted to remove, for example, recyclable waste and the like. First, medical waste is removed as described above. This can be done with magnets and highly trained personnel.
Der Rest des Abfalls kann beispielsweise durch Aufnehmen auf die Hauptsortierlinien sortiert werden, die vorzugsweise durch eine Maschinenhalle verlaufen, die jeglichen Film oder jegliche Kunststofftaschen mit geringer Dichte (LDP-Taschen) mechanisch aufschlitzen, um die Sicht der Sammler auf den Abfall zu optimieren. Dies dient der Sicherheit und der Effizienz.The remainder of the waste may be sorted, for example, by picking on the main sorting lines which preferably pass through a machine shop which mechanically slits any film or plastic low density bags (LDP bags) around the view of the collectors to optimize the waste. This is for safety and efficiency.
Der Abfall bewegt sich dann entlang der Hauptfördereinrichtungen, die irgendeine gewünschte Größe haben können, nach unten. Jeder Sammler ist trainiert worden, um einen bestimmten Abfallstrom (z. B. Klarfilm oder Flaschen und dergleichen) zu identifizieren. Jeder Sammler hat zwischen sich und der Fördereinrichtung ein lichtdurchlässiges klares Plexiglasrohr. Diese Rohre haben Klappen des mechanischen Typs auf Bodenebene direkt über den quer verlaufenden Fördereinrichtungen, die von den Arbeitern befüllt werden. Außerdem prüfen Linieninspektoren, was durch die Arbeiter gesammelt wird, bevor zufällige Untersuchungen erfolgen. Dies ermöglicht den Inspektoren, irgendwelche Unregelmäßigkeiten zu korrigieren, bevor die Umladefördereinrichtungen den Lauf unter den Hauptlinien erreichen. Die Wirkung besteht darin, die Qualitätskontrolle anzuhalten/fortzuführen, was sich als wirksam erweist, wenn die Linieninspektoren gut trainiert sind.The waste then moves down the main conveyors, which may be of any desired size. Each collector has been trained to identify a particular waste stream (eg clear film or bottles and the like). Each collector has between them and the conveyor a translucent clear plexiglass tube. These pipes have mechanical level flaps on ground level directly above the transverse conveyors which are filled by the workers. In addition, line inspectors check what is collected by the workers before random investigations are made. This allows the inspectors to correct any imperfections before the transhipment conveyors reach the run below the main lines. The effect is to stop / continue quality control, which proves effective if line inspectors are well trained.
Die Sammler wählen die recyclebaren Stoffe von der Hauptfördereinrichtung aus und ordnen den gesammelten Abfall durch ihre Plexiglasrohre an, die auf den quer verlaufenden Fördereinrichtungen nach unten liefern und anschließend in Kästen liefern. Diese Kästen werden dann entfernt von den Recycling-Linien gestapelt und bearbeitet, wie durch unterschiedliches Recycling-Material und die Käufer dieser recyclebaren Stoffe gefordert ist (Schritt
Außerdem ist ein automatisches Sortieren des Abfalls möglich, um alles bis auf den organischen Abfall, der dem Fermenter zugeführt werden soll, zu entfernen.In addition, an automatic sorting of the waste is possible to remove everything except for the organic waste to be fed to the fermenter.
Obwohl ein solches Sortieren bevorzugt wird, könnte die Erfindung auch ohne diesen Schritt arbeiten, ein solcher Betrieb ist jedoch nicht ideal.Although such sorting is preferred, the invention could operate without this step, but such operation is not ideal.
Die Hauptfördereinrichtungen werden in dieser Ausführungsform auf eine konstante Geschwindigkeit eingestellt, um den Abfall zu verarbeiten.The main conveyors are set at a constant speed in this embodiment to process the waste.
Der organische Abfall bleibt auf der Fördereinrichtung, um vorzugsweise marzeriert und in Kästen angeordnet zu werden, die schließlich in den Fermenter geladen werden.The organic waste remains on the conveyor to be preferably macerated and placed in boxes which are finally loaded into the fermentor.
Selbstverständlich kann der organische Abfall für die Fermentation auf jede andere geeignete Weise separiert werden.Of course, the organic waste for fermentation may be separated in any other suitable manner.
In diesem bevorzugten Verfahren bewegt das System des Abfalltransports den Abfall durch die Umladestationen in der Stadt schnell, es bewegt den Abfall in geschlossenen Kästen, es stapelt den Abfall in geschlossenen Kästen, bis er zur Sortierung bereit ist, es kann in der Kühle der Nachtzeit sortieren, um Schwitzen und Geruch zu minimieren, es sortiert die großvolumigen Sortierlinien schnell, so dass jeder Behälter offen ist und der organische (stärker riechende) Abfall in den Bioreaktor innerhalb einer Stunde, in der er gegenüber der lokalen Atmosphäre frei liegt, eingeschlossen wird, wobei der Bioreaktor alle Abfallgerüche abdichtet.In this preferred method, the system of waste transport quickly moves the waste through the transfer stations in the city, it moves the waste in closed boxes, it stacks the waste in closed boxes until it is ready for sorting, it can sort in the cool of the nighttime To minimize perspiration and odor, it quickly sorts the large volume sorting lines so that each container is open and the organic (more odorous) waste is entrapped in the bioreactor within an hour of exposure to the local atmosphere the bioreactor seals all waste odors.
Sobald der organische Abfall von anderem Abfall getrennt worden ist, wird er zu dem Fermenter befördert. Vorzugsweise wird das organische Material
Das (oftmals übelriechende) organische Material wird während einer Zeit des Sammelns und Sortierens, die so kurz wie möglich ist, in Kästen oder dergleichen geladen. Diese Kästen (die ähnlich Goldminenkästen sein können) werden in den Tunnel geladen, der für den Tagesbetrieb ausgewählt worden ist. Die Tunnel werden von Ende zu Ende mit Kästen, die mit organischem Abfall gefüllt sind, gefüllt, anschließend werden die Türen geschlossen. Die vorzugsweise gasdichten Türen bleiben während der Fermentationsperiode (z. B. 45 Tage) geschlossen. Die Gerüche oder das Gas können nur über das Abzugsrohr entweichen. Am nächsten Tag wird der nächste Tunnel beladen. Am nächsten Tag wird der nächste Tunnel beladen. Dies wird tagein tagaus fortgesetzt. Vorzugsweise ist die Anzahl der Tunnel gleich der Anzahl der Tage der Fermentationsperiode, so dass dann, wenn alle Tunnel gefüllt sind, aus dem Ersten einfach seine Nährstoffe (Faulschlamm oder Kompost) entleert werden (Schritt
In Ausführungsformen, in denen die Tunnel mit Kästen von Abfall beladen werden, gibt es eine gasdichte und Doppelüberlaufbehälter-Wirkung, die durch die abgedichteten Kästen in den abgedichteten Tunneln bereitgestellt wird, was einen Vorteil gegenüber Mülldeponie-Standorten schafft.In embodiments in which the tunnels are loaded with boxes of waste, there is a gas-tight and double overflow container effect provided by the sealed boxes in the sealed tunnels, which provides an advantage over landfill sites.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Kästen in Behältern besteht darin, dass jegliche Kontamination auf den Kasten, der den Verunreiniger enthält, eingeschränkt wird/darin enthalten bleibt und nicht verstreut wird, wodurch eine Kontamination über den gesamten gesammelten Abfall erfolgen würde, wie es beispielsweise an einem Mülldeponie-Standort geschehen könnte.Another advantage of using boxes in containers is that any contamination on the box containing the contaminant is restricted / contained and is not scattered, thereby causing contamination throughout the collected waste, such as, for example could happen to a landfill site.
Das Gas wird durch ein Rohr (Schritt
Das System verwendet eine "Rotationschargenverarbeitung" und kann hohe Volumina pro Tag bei einem Bruchteil der Kosten von Mülldeponie-Bioreaktorsystemen erreichen.The system uses "rotary batch processing" and can achieve high volumes per day at a fraction of the cost of landfill bioreactor systems.
Die Kästen bleiben in ihren Tunneln während der Fermentationsperiode, in einem Beispiel 45 Tage (die jedoch selbstverständlich eine längere oder kürzere Periode sein kann), geschlossen, wo der organische Inhalt der Kästen zersetzt wird und Gas entnommen wird.The crates remain closed in their tunnels during the fermentation period, in one example 45 days (which, of course, may be a longer or shorter period), where the organic contents of the crates are decomposed and gas is taken out.
Das organische Material in den Kästen kann während der Fermentationsperiode statisch sein. Alternativ könnten die Kästen ein Zwischenverbindungs-Rohrnetz oder ein Mittel zum Pumpen von Sickerflüssigkeit, Gas oder zum Mischen eines vorgemischten Beschleunigers durch, aufwärts durch oder in die Masse von organischem Material beispielsweise mit Stab- oder Rohrsteigleitungen besitzen, um zu ermöglichen, dass in den einzelnen Kästen ein Versickern erfolgt oder ihre Inhalte eine gewisse Bewegung erfahren, falls eine Leistungssteigerung gefordert ist. Dies könnte ein Pumpen von außerhalb nach innerhalb der Tunnel erfordern.The organic material in the boxes may be static during the fermentation period. Alternatively, the boxes could have an interconnecting tubing or means for pumping leachate, gas, or mixing a premixed accelerator through, up through, or into, the bulk of organic material, for example, with rod or tubing risers, to allow them to pass into the individual A seepage takes place or their contents experience some movement, if an increase in performance is required. This could require pumping from outside to inside the tunnel.
Ferner können die Tunnel entsprechend dem Wunsch des Bedieners beheizt, gekühlt oder temperaturgesteuert werden.Furthermore, the tunnels can be heated, cooled or temperature controlled according to the operator's request.
Die Fermentationsraten sind wohlbekannt und gut dokumentiert. Die Fermentationsrate kann sich aufgrund der Wirkungen der Temperatur, des Abfallinhalts und der Abfallqualität verändern. Dies ergibt wiederum unterschiedliche Grade der Gasvolumina und der Qualität. Es ist wohlbekannt, dass Lebensmittelabfall ein qualitativ gutes Gas ergibt.Fermentation rates are well known and well documented. The fermentation rate may change due to the effects of temperature, waste content and waste quality. This in turn gives different degrees of gas volumes and quality. It is well known that food waste gives a good quality gas.
Der Fermenter bzw. Digester der Erfindung stellt eine vereinheitlichte Anordnung oder ein Bündel von Tunneln bereit, damit die Fermentation stattfindet. In der am stärksten bevorzugten Ausführungsform enthält das Bündel mehrere Tunnel, die nebeneinander verbunden sind. Die Tunnel enthalten jeweils mehrere Behälter, die Ende an Ende verbunden sind und in einigen Ausführungsformen entsprechend dem täglichen Abfallvolumen übereinander gestapelt sind. Die Anzahl von Tunneln, die in dem Bündel nebeneinander verbunden sind, entspricht der Anzahl von Tagen der gewählten Fermentationsperiode. In einem Beispiel, in dem die Fermentationsperiode etwa 45 Tage beträgt, besitzt der Bioreaktor vorzugsweise 45 Gruppen von Tunneln. Wenn diese beispielsweise eine eingestellte Kapazität pro Tunnel haben, werden die Bedienungspersonen jeden Tag einen Tunnel bis zu ihrer Kapazitätsgrenze mit organischem Material befüllen.The fermenter or digester of the invention provides a unitized assembly or bundle of tunnels for the fermentation to take place. In the most preferred embodiment, the bundle includes a plurality of tunnels connected side by side. The tunnels each contain a plurality of containers connected end-to-end and, in some embodiments, stacked one upon the other according to the daily volume of waste. The number of tunnels connected side by side in the bundle corresponds to the number of days of the selected fermentation period. In an example where the fermentation period is about 45 days, the bioreactor preferably has 45 groups of tunnels. For example, if they have a set capacity per tunnel, operators will fill a tunnel every day with organic material to capacity.
Die vorliegende Erfindung schafft daher Fermenter für Abfall hoher Masse in statischen Bündeln, wobei große Abfallvolumina konstant einer Fermentation ohne jeglichen Eingriff oder jegliche Überwachung durch Wissenschaftler oder dergleichen unterworfen werden. Die einzige Bewegung in dem Prozess besteht in dem Entladen aus den Behältern und dem Laden der Kästen in die Behälter.The present invention therefore provides fermenters for high mass waste in static bundles wherein large volumes of waste are constantly subjected to fermentation without any intervention or any monitoring by scientists or the like. The only movement in the process is unloading from the containers and loading the boxes into the containers.
Außerdem schafft die Tatsache, dass dieser Fermentationsabfall mit großem Volumen oder hoher Masse im Wesentlichen statisch ist (im Vergleich beispielsweise zu einer Bewegung durch die Tunnel auf dynamische Weise), ein weitgehend konstantes Gasvolumen, das durch Rohre abgeführt und dem Generator zugeführt wird. Die resultierende erzeugte Energie ist daher ziemlich konstant und zuverlässig.In addition, the fact that this large volume or high mass fermentation waste is substantially static (as compared, for example, to movement through the tunnels in a dynamic manner) creates a substantially constant volume of gas which is removed by pipes and fed to the generator. The resulting generated energy is therefore fairly constant and reliable.
Nach der Fermentationsperiode kann der gewählte Tunnel für die Befüllung dieses Tages von den anderen Tunneln isoliert werden, indem Ventile an dem Hauptgasentnahmekrümmer geschlossen werden. Der Tunnel kann dann durch Öffnen der Türen an jedem Ende geöffnet werden. Die gestapelten Kästen können dann aus dem Fermenter herausgehoben werden, außerdem können neue Kästen in das andere Ende geladen werden, wodurch der rollende Bestand durch den Tunnel geschoben wird.After the fermentation period, the selected tunnel for filling this day can be isolated from the other tunnels by closing valves on the main gas extraction manifold. The tunnel can then be opened by opening the doors at each end. The stacked boxes can then be lifted out of the digester, and new boxes can be loaded into the other end, pushing the rolling stock through the tunnel.
Wenn die Kästen am Entladeende des Bioreaktors gestapelt sind, arbeitet ein Gabelstapler mit Rotator, um die Inhalte des fermentierten Abfalls in den bereitgestellten Grubenbereich zu stoßen.When the boxes are stacked at the discharge end of the bioreactor, a fork-lift truck with rotator operates to push the contents of the fermented waste into the provided pit area.
Das System der Erfindung schafft ein äußerst umweltfreundliches System mit begrenztem Überlaufen und begrenzter Emission von Stickoxiden oder toxischen Gasen.The system of the invention provides a highly environmentally friendly system with limited overflow and limited emission of nitrogen oxides or toxic gases.
Jegliche Restflüssigkeit kann entleert und in eine Wasserbehandlungsanlage zur Reinigung gemäß EU-Normen gepumpt werden, bevor es in die örtlichen Wasserwege entlassen wird.Any residual liquid may be dumped and pumped into a EU-sanitized water treatment facility before being discharged into local waterways.
Die Feststoffe (Nährstoffe), die in dem fermentierten Abfall zurückbleiben, werden anschließend durch einen Frontlader in Abfallbehälter geladen und durch Lastkraftwagen in einen ländlichen Bereich transportiert, der für diese "Kompost"-Aufnahme definiert ist.The solids (nutrients) remaining in the fermented waste are then loaded into waste containers by a front loader and transported by trucks to a rural area defined for this "compost" intake.
Dieser Betrieb sollte vorzugsweise während des Tages geschehen, so dass Lastkraftwagen, Anhänger und Abfallbehälter am besten verwendet werden können. Bei Nacht transportieren diese Anhänger Abfall von den Umladestationen.This operation should preferably be done during the day so that lorries, trailers and waste containers are best used can be. At night, these trailers transport waste from the transfer stations.
Die Fermenter- und Generatoranlage ist vorzugsweise durch ein Verrohrungssystem wie in
Wenn die Türen zum Beladen geöffnet werden, wird das Ventil, durch das das Gas abgesaugt wird, geschlossen (manuell oder automatisch). Die Türen schließen dann, wenn der Tunnel beladen worden ist, außerdem wird ein Ventil geöffnet, um einen partiellen Unterdruck zu erzeugen (d. h. um anaerobe Bedingungen zu erzeugen). Das Ventil für das Rohr zum Absaugen des erzeugten Gases wird anschließend geöffnet. Genauer wird auf
Bevor zugelassen wird, dass das Gas durch die Ventile
Das aus dem organischen Material erzeugte Gas ist während des gesamten Fermentationsprozesses eingeschlossen.The gas generated from the organic material is trapped throughout the fermentation process.
Das System ist hinsichtlich Materialien, Installation, Betrieb und Wartung verhältnismäßig kostengünstig. Das System kann ununterbrochen betrieben werden und besitzt wenige bewegliche Teile. Es ist strukturell stark und robust und macht einen effizienteren Gebrauch von Land als Mülldeponien. Das System ist beweglich, verkäuflich und wiederverwendbar; während Mülldeponien dauerhaft sind. Das Übergrundsystem kann als Arbeitssystem geleert und umgeordnet werden, falls beispielsweise ein Bereich für die Aufnahme entwickelt werden sollte. Das System besitzt einen geringeren Energieverbrauch; abgesehen von den Rollbestandsrädern sind keine beweglichen Teile vorhanden. Dies bedeutet, dass sich das System von normalen mechanischen Systemen unterscheidet. Es ist kein erwärmender oder mechanischer Eingriff erforderlich. Der Prozess führt seine Fermentation einfach auf natürliche Weise aus. Die Betriebskosteneinsparungen sind erheblich.The system is relatively inexpensive in terms of materials, installation, operation and maintenance. The system can be operated continuously and has few moving parts. It is structurally strong and robust and makes land more efficient as landfill. The system is portable, salable and reusable; while landfills are permanent. The overground system can be emptied and reordered as a workstation, for example, if an area should be developed for inclusion. The system has a lower energy consumption; apart from the rolling stock wheels, there are no moving parts. This means that the system is different from normal mechanical systems. No heating or mechanical intervention is required. The process simply carries out its fermentation in a natural way. The operating cost savings are significant.
Es gibt außerdem einen Bereich für größere Energiegewinne. Das Dach des Bioreaktors stellt die perfekte Plattform für Solarpanele bereit, falls zusätzliche Energie für die Wärmeerzeugung im Bioreaktor erforderlich ist. Die Gitterstruktur stellt die kostengünstigste effektive Isolation und eine sichere, saubere Umgebung für die Solarpanele dar. Die Solarenergie kann beispielsweise zur Leistungsversorgung der Anlage beitragen.There is also an area for greater energy gains. The roof of the bioreactor provides the perfect platform for solar panels if additional energy is needed to generate heat in the bioreactor. The grid structure provides the most cost-effective effective insulation and a safe, clean environment for the solar panels. The solar energy, for example, contribute to the power supply of the system.
Die Seiten des Behälterbündels sind ideale Marketing- und Werbemedien. Dies trägt zur Förderung bei, wobei dieser Raum sogar verkauft werden könnte.The sides of the bundle of containers are ideal marketing and advertising media. This contributes to the promotion and this space could even be sold.
Im Unterschied zu Mülldeponien kann die Beschickung mit organischem Material ausgewählt und hinzugefügt werden (z. B. Sickerflüssigkeit), wodurch die Gasproduktion optimiert wird. Es ist seit langem etabliert, dass die Frachtbehälterindustrie die Fähigkeit hat, solche Volumina leicht aufzubauen, was diese Lösung für alle Länder und alle Städte weltweit ermöglicht.Unlike landfills, the organic material feed can be selected and added (eg seep liquid), optimizing gas production. It has long been established that the cargo container industry has the ability to easily build such volumes, enabling this solution to all countries and cities worldwide.
Da Behälterfabriken in der Lage sind, hunderte Behälter pro Tag zu bauen, kann ein System innerhalb eines Jahres geliefert und installiert werden. Das bedeutet eine Gasproduktion und daher eine Elektrizitätserzeugung, die innerhalb eines Jahres begonnen werden kann. Andere Formen von "nachgeschaltetem" Abfallmanagement können fünf oder mehr Jahre erfordern, um aufgebaut zu werden und um arbeiten zu können.Since container factories are capable of building hundreds of containers a day, a system can be delivered and installed within a year. That means a gas production and therefore an electricity generation that can be started within a year. Other forms of "downstream" waste management can take five or more years to build and work.
Das System erfüllt und erreicht die folgenden Forderungen:
- – Landfill, Gas, Anaerobic Digestion and Chartered Engineering Consultants, SLR Consultants Ltd. aus UK (SLR sind weltweit anerkannte Experten auf dem Gebiet, die bestätigen, dass die Gasentnahme die Projekterwartungen erfüllt).
- – Die Gasversorgung erfüllt die Bedürfnisse von Gasgeneratoren hinsichtlich der Gasqualität und des Gasvolumens, um die Erzeugung zu ermöglichen.
- – ASME-Druckbehältnis-Codes und -Normen für Methangas bei den niedrigen Arbeitsdrücken der Systeme.
- – Britische Baucodes und -normen für industrielle Gebäude und Anlagen.
- – NFPA-Brandschutz-Bestimmungen.
- – UK HSE-Anforderungen an Gesundheit und Sicherheit des Personals und der Arbeitsumgebung.
- – UK Code PPG2 und alle Normen für die sichere statische Aufbewahrung und Umschließung gefährlicher Flüssigkeiten.
- – Britische Normen für den Korrosionsschutz von Maschinen, die in Kontakt mit hochgradig korrodierenden Substanzen sind.
- - Landfill, Gas, Anaerobic Digestion and Chartered Engineering Consultants, SLR Consultants Ltd. from the UK (SLR are world-renowned experts in the field who confirm that gas sampling meets project expectations).
- - The gas supply meets the needs of gas generators in terms of gas quality and gas volume to enable production.
- - ASME pressure vessel codes and standards for methane gas at low working pressures of systems.
- - British building codes and standards for industrial buildings and facilities.
- - NFPA fire safety regulations.
- - UK HSE requirements for health and safety of personnel and working environment.
- - UK Code PPG2 and all standards for safe static storage and containment of hazardous liquids.
- - British standards for the corrosion protection of machines in contact with highly corrosive substances.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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