DE2445636A1

DE2445636A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von insbesondere hausmuell

Info

Publication number: DE2445636A1
Application number: DE19742445636
Authority: DE
Inventors: Carl Goeran Herbert Carlsson; Lars Wilhelm Pihl
Original assignee: Euroc Administration AB
Current assignee: Euroc Administration AB
Priority date: 1973-10-01
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1975-04-03
Also published as: DE2445636C3; DE2634040A1; DE2445636B2

Description

Euroc Administration AB, Stormgatan 14, 211 20 MALMÖ, Schweden

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Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von insbesondere Hausmüll

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur integrierten, örtlichen Verarbeitung von biologisch abbaubarem Hausmüll, wie Küchenabfall, Papier usw. sowie Fäkalien.

Angesichts der rasch steigenden Kosten, die mit den jetzt üblichen Verfahren zur zentralen Aufsammlung und Zerstörung sämtlichen Hausmülls verbunden sind, muss man in Zukunft wahrscheinlich in immer grösserem Umfang mit einer dezentralisierten Müllverarbeitung rechnen, welche bedeutet, dass sämtlicher biologisch abbaubarer Müll örtlich nahe der Ursprungsquelle behandelt wird, und dass nur nicht-abbaubare Rückstände in zentralen Müllanlagen aufgesammelt werden.

Die früher vorgeschlagenen Vorrichtungen zum biologischen Abbau von Hausmüll haben fast ausnahmslos gemäss dem Prinzip der aeroben Trockenverrottung gearbeitet, was die Möglichkeiten, ausser den zu den Fäkalien gehörenden Harnmengen flüssigen Müll zuzuführen, stark begrenzt hat. Die Trockenverrottungsreaktion ist gegen äussere Störungen derart empfindlich, dass sie bei einer periodischen Steigerung der Flüssigkeitszufuhr über die maximale Menge hinaus, für welche die Vorrichtung prozesstechnisch bemessen ist, fast völlig zum Stillstand gebracht wird. Die normale, aerobe Verrottungsreaktion wird in diesem Falle erst dann inganggesetzt, nachdem eine hinreichende Flüssigkeitsmenge abgedunstet ist. Während der Zeit, wo die aerobe Verrottung von einem zu hohen FlUssigkeitsgehalt gebremst wird, kann eine anaerobe Verrottung beginnen, was u.a. zu der Ent-, wicklung von übelriechenden Gasen führt.

Um die Trockenverrottungsreaktion wenn möglich zu optimieren,, sind viele dieser bekannten Vorrichtungen mit thermostatgeregelten Heizschlangen zum Abdunsten von Ueberschussflüssigkeit und mit Mitteln zur zwangsweisen Zufuhr von Luft versehen worden. Trotzdem besteht zwischen dem hierdurch erzielten Abbau

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und dem in einer herkömmlichen Kömpostmiete erzielten Abbau nur ein ziemlich geringer Unterschied, auch wenn die Verrottungsgeschwindigkeit in den obengenannten Vorrichtungen normalerweise höher ist als in der Kompostmiete. Die Verrottungsgeschwindigkeit von Fäkalien und Küchenabfall ist in einer solchen Vorrichtung bei normalem Betrieb verhältnismässig befriedigende während die Möglichkeiten dieser Vorrichtungen, Papier und ähnliche Zellstoffe mit der erwünschten Geschwindigkeit abzubauen, begrenzt sind. Ausserdem wird der Verlauf der·Verrottungsreaktion ungleichmässig, da ein Gemisch von trockenem Hausmüll und Fäkalien ein äusserst heterogenes Material darstellt, dessen Bestandteile im allgemeinen schichtweise vermischt werden. Die ungleichmässige Verrottung erschwert das Erreichen eines vollständigen Abbaus von sämtlichem abbaubarem Material, und der erhaltene Restmüll wird deshalb sowohl krankheitserregende Bakterien (Pathogene) wie Wurmeier und Unkrautsamen enthalten«, Ein solcher Rest lässt sich also nicht an jedem beliebigen Ort deponieren.

Man hat jedoch auch festgestellt, dass einigermassen homogene, flüssige Abfälle vom Typ Faulschlamm sowie Hühner- und Schweinemist unter gewissen Umständen mit Hilfe von aeroben, thermophilen Mikroorganismen, deren optimale Lebensbedingungen bei Temperaturen von etwa 50-70⁰C liegen, in flüssiger Phase abgebaut werden können. Damit der aerobe Abbau nicht in einen anaeroben Abbau übergeht, ist eine verhältnismässig wirksame Mischung des flüssigen Mülls zusammen mit einer Durchlüftung oder Sauerstoff zugabe erforderlich..Erfolgt die Abbaubehandlung in hinreichend isolierten Behältern, kann die an sich exotherme Reaktion zur Aufrechterhaltung der erwünschten Reaktionstemperatur ausgenutzt werden.

Der in der flüssigen Phase betriebene, aerobe, thermophile Abbau ist sogar derart wärmeerzeugend, dass er in seinen aktiven Phasen wesentlich mehr Wärme erzeugt, als für das Ersetzen der Wärmeverluste erforderlich ist, und so lange die Reaktion läuft, lässt sich die erforderliche Reaktionstemperatür also ohne Schwierigkeiten aufrechterhalten.

Durch die vorliegende Erfindung sind in gewissem Umfang neue Anwendungsbereiche für den aeroben, thermophilen Nassverrottüngsprozess eröffnet worden, indem es nun möglich geworden ist,

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diesen Prozess auch für den biologischen Abbau von äusserst heterogenen Müllgemischen auszunutzen, deren ursprüngliche Konsistenz innerhalb sehr weiter Grenzen schwanken kann. Es ist nämlich festgestellt worden, dass man sich von der .Ursprungskonsistenz des Mülls unabhängig machen kann, indem man den Müll feinverteilt und in einer Menge Wasser aufschlämmt, welche hinreichend ist, um aus dem Gemisch eine flüssige Aufschlämmung zu bilden. Der in einer solchen Aufschlämmung ohne Verlust der Fliessfähigkeit erzielbare Trockengehalt kann zwischen 1 und 15 Gewichtsprozent schwanken, vorzugsweise zwischen 5 und 10 Gewichtsprozent, in Abhängigkeit vom Inhalt des Mülls. Der niedrigere Trockengehalt gilt in erster Linie bei zellstoffreichem Müll. Der erforderliche Feinverteilungsgrad ist nicht unbedingt kritisch., aber da eine gesteigerte Teilchengrösse die erforderliche Abbauzeit verlängert, sollte die Teilchengrösse des feinverteilten Mülls nur ausnahmsweise einen Durchmesser von 1-2 mm übersteigen. Teilchen geringer Querschnittsfläche, jedoch wesentlich grösserer Länge, wie beispielsweise Fasern, sind jedoch zulässig.

Beim Abbau von normalem Hausmüll, wie Speiseabfällen, Verpackungsmaterial usw. sowie Fäkalien, muss man damit rechnen, dass etwa 1/5 des Mülls gegen den biologischen Abbau völlig inert"ist, und dieser Müllrest muss also - ungeachtet der Behandlungemethode - auch in Zukunft zentral aufgesammelt Werden. Durch einen örtlichen Abbau sämtlichen abbaubaren Materials lässt sich also der Hausmüll um 4/5 reduzieren. Da der beim erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Rückstand ausserdem für Menschen und Tiere, völlig harmlos ist, da er keine lebenden, krankheitserregenden Bakterien, lebende Wurmeier od.dgl. enthält, so kann der Rückstand beispielsweise als Bodenverbesserungsmittel benutzt werden, nachdem er demzuvor von Metall, Glas und vorzugsweise auch Kunststoffen befreit worden ist. Die abtötende Wirkung des thermophilen Abbaus erklärt sich einerseits aus der verhältnismässig hohen Abbautemperatur und anderseits aus den während des Abbauprozesses von den thermophilen Bakterien erzeugten Antibiotika.

Nachdem die wässrige Aufschlämmung in der oben beschriebenen Weise zubereitet worden ist, wird sie während der weiteren Behandlung entweder kontinuierlich oder intermittierend in hinreichendem Ausmass umgewälzt, um eine Sedimentation ihrer

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festen Bestandteile oder eine Schichtbildung zu verhindern. Gleichzeitig wird der Aufschlämmung Wärme in einer hinreichenden Menge zugeführt, um die Temperatur auf den thermophilen Temperaturbereich zu erhöhen. Thermophile Bakterien, welche imstande sind, organische Stoffe zu Kohlendioxyd und Wasser abzubauen, gibt es normalerweise in grösseren oder kleineren Mengen in jedem Typ von biologisch abbaubarem Müll, und solche Bakterien brauchen deshalb im allgemeinen nicht zugesetzt werden. Die erwünschte Abbaureaktion kann jedoch beschleunigt werden, falls man die Müllaufschlämmung mit einer zweckdienlichen Bakterienkultur impft. Da es eine Menge verschiedener Typen von thermophilen Bakterien mit verschiedenen Eigenschaften gibt, kann man für ein solches Impfen eine Bakterienkultur wählen, deren Fähigkeit, die Hauptbestandteile des infragestehenden Mülls abzubauen, einwandfrei beurkundet ist. Ein Impfen der Aufschlämmung empfiehlt sich vor. allem für die Behandlung von schwerabbaubarem Müll, beispielsweise Müll mit hohem Zellstoffgehalt.

Nachdem die Temperatur der Aufschlämmung auf den thermophilen Bereich erhöht worden ist, wird die Wärmezufuhr unterbrochen, während das Umwälzen fortgesetzt und gleichzeitig ein Bauserstoffreiches Gas, zweckdienlicherweise gewöhnliche Luft, der Aufschlämmung entweder in Form von feinen Blasen zugesetzt wird, die in der Aufschlämmung verteilt werden, oder dadurch, dass der Aufschlämmung eine grosse Berührungsfläche gegenüber der Umgebungsluft verliehen wird, beispielsweise indem die Aufschlämmung in Tropfen feinverteilt oder zu einer dünn strömenden Schicht verbreitet wird. Die der Aufschlämmung zugesetzte Sauerstoffmenge muss so grpes sein, dass der Sauerstoffbedarf der aeroben, thermophilen Bakterien gedeckt wird. Eine Sauerstoffzufuhr entsprechend 0,2-2,0 g Luft pro Liter Mül!aufschlämmung und Stunde dürfte im allgemeinen ausreichen. Irgendwelche absolut kritischen Grenzen für die Sauerstoffzufuhr lassen sich nicht aufstellen, aber ein su niedriger Sauerstoffgehalt in der Aufschlämmung führt allmählich zu einem Uebergang zum anaeroben Abbau, während eine zu grosse Luftzufuhr Wärmeverluste verursacht und eine allzu instabile Berührung zwischen dem Sauerstoff der Luft üad den aeroben Bakterien herbeiführt. Grosse Luft—(Sauerstoff-)mengen können ausserdem nur dadurch zugeführt

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werden, dass man sie in die Aufschlämmung hineinzwingt, und eine zu hohe Luft-(Sauerstoff-)zufuhr wird deshalb auch eine allzu grosse Blasenbildung in der Aufschlämmung verursachen. Eine reine SauerstoffVergiftung der thermophilen, aeroben Bakterien lässt sich nur dann erzielen, wenn allzu grosse Mengen reinen Sauerstoffes zugesetzt werden.

Wie bereits erwähnt, führt der aerobe, thermophile Abbau zu einer Temperatursteigerung in der Aufschlämmung, falls die überschüssige Wärme nicht abgeleitet wird. Durch Kondensieren von aus der Aufschlämmung abgedunstetem Wasser in einem Rücklaufkühler kann man diese Ueberschusswärme leicht verwenden. Berechnungen haben gezeigt, dass die beispielsweise für Raumbeheizungszwecke ausnutzbare Uaberschusswärme beim Abbau des Hausmülls einer Normalverbraucher-Familie 1-2 Heizkörpern entspricht. Die Rückströmung von kondensiertem .Wasser vom Rücklaufkühler zur Aufschlämmung wird derart eingeregelt, dass sich die Konsistenz und Temperatur der Aufschlämmung innerhalb zweckdienlicher Grenzen halten. U.a. muss die Fliessfähigkeit der Aufschlämmung aufrechterhalten werden, so dass bei dem Umwälzen und der Zufuhr von Sauerstoff keine Schwierigkeiten entstehen.' Die Temperatur der Aufschlämmung wird während des Abbauprozesses zweckmässigerweise innerhalb 50-70⁰C, vorzugsweise 55 und 60⁰C gehalten* Dadurch dass man die Temperatur der Aufschlämmung

bereits vor der Zugabe von Sauerstoff auf den thermophilen Bereich erhöht, kann die Abbaureaktion schon frühzeitig mit hoher Intensität arbeiten. Hierdurch ist es möglich geworden, den Hauptteil sämtlichen biologisch abbaubaren Materials schon während der ersten 24 h in Kohlendioxyd und Wasser aufzuspalten. Nach 120-168 h ist sämtliches abbaubares Material verbraucht, und sämtliche krankheitserregenden Bakterien sind abgetötet worden. Der Rückstand kann leicht in hygienisch einwandfreie Flüssigkeit und nicht abbaubare Restprodukte aufgeteilt werden, beispielsweise durch Sedimentation, Filtrieren oder Zentrifugieren. Erfolgt das Filtrieren in zum einmaligen Gebrauch bestimmten Filtern, können diese Filter als Transportverpackung für die festen Restprodukte benutzt werden. * ■

Bei praktischen Versuchen mit einer Vorrichtung gemäss der Erfindung, mit der ein Gemisch aus Hausmüll, Fäkalien und

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Wasser (Trockengehalt 8 %) während 144 h bei einer Durchschnittstemperatur von 57°C abgebaut wurde, erhielt man nach Abscheidung der festen Abfallreste ein gelbliches Restwasser mit einem schwachen, an feuchte Erde erinnernden Geruch. Ein an der übrigbleibenden Aufschlämmung nach dem Abbau vorgenommener, herkömmlicher K'olitest CWässeruntersuchung) ergab einen Koligehalt von Hull (0)· Kulturen pro 100 ral„ Die,s ist mit den an Trinkwasser 0-7 Kulturen/100 ml)und Badewasser (<1000 Kulturen/100 ral) gestellten, hygienischen Anforderungen zu vergleichen»

■ Das erf indungsgemässe Verfahren 'zeichnet «sich dadurch aus, dass der Abfall durcli Feinverteilen und Vermischen mit Wasser in genügender Menge homogenisiert wird, um eine fliessfähige Aufschlämmung mit einem Trockengehalt von etwa 1-15 Gewichtsprozent., vorzugsweise 5-10 Gewichtsprozent, zu bilden, dass diese Aufschlämmung in hinreichendem Jiusmass umgewälzt wird, um eine Sedimentation der festen Bestandteile oder eine Schichtbildung in der Aufschlämmung su verhindern? dass das umwälzen unter Verhältnissen ausgeführt wird, die eine hinreichende Berührungsfläche zwischen einem Sauerstoff-reichen Gas und der Aufschlämmung sicherstellen, um den Sauerstoffbedarf der sich ursprünglich in der Aufschlämmung befindenden und im Lauf der Behandlung entwickelten, aeroben Mikroorganismen su decken, dass die Temperatur der Aufschlämmung von der Ursprungstemperatur auf den Temperaturbereich erhöht wird, wo die aeroben thermophilen Mikroorganismen am aktivsten sind, d*h. 50-70⁰C, und dass die Temperatur der Aufschlämmung in diesem.Bereich gehalten wird, während die genannten Verhältnisse zur Deckung des Sauerstoffbedarfs so lange aufrechterhalten werden, bis zumindest der Hauptteil sämtlichen biologisch abbaubaren Materials der Aufschlämmung verbraucht ist, wonach die Aufschlämmung in "hygienisch einwandfreie Flüssigkeit und nicht abbaubare Restprodukte aufgeteilt wird..

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass sie zumindest einen Verrottungsreaktor aufweist, umfassend zumindest ein Reaktorgefäss mit einem Einlauf in seinem oberen Teil zum Empfang von zu behandelndem Abfall und einem Ablauf mit einer öffnungsbaren Absperrvorrichtung im unteren Gefasste!1 zum Entleeren von behandeltem Abfall,, Mittel zur Zerkleinerung von zerkleinerungsbaren,

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festen Substanzen, eine Vorrichtung zur Abgabe von Verdünnungswasser an den Abfall, Mittel zum Mischen des zerkleinerten Abfalles mit Flüssigkeit zu einer homogenen Aufschlämmung von in der Flüssigkeit feinverteilten, festen Abfallssubstanzen, und eine Vorrichtung zur Abgabe von Sauerstoff an die Aufschlämmung während des Mischvorganges.

Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung sind anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 schematisch und in vereinfachter Form eine Vorrichtung gemäss der Erfindung, die in erster Linie zur Behandlung von Müll und Fäkalien aus einzelnen Haushalten bestimmt ist,

Fig. 2 eine vorteilhafte Ausführungsform eines bei der Vorrichtung gemäss Fig. 1 benutzten Rührers, und

Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 umfasst zwei separate Verrottungsreaktoren 1, 2, die je eine vorzugsweise hauptsächlich zylindrische Empfangskammer 3 bzw. 4 mit einem oberen Einlauf 5 bzw. 5¹ und einem unteren Auslauf 6 bzw. 6' besitzen. Die beiden Einlaufe 5, 5¹ sind über ein Mehrwegeventil 7 abwechselnd an das· Ablaufsystem 8 eines Klosetts 9 und eines MUllwolfs 10 anschliessbar, während die beiden Ausläufe 6, 6', die mit je einem Absperrventil 11 bzw. II¹ ausgerüstet sind, zur Kanalisation (nicht gezeigt) führen können.

In jeder Reaktorkammer ist ein Rührer 12,· 12' vorgesehen. Jeder Rührer hat eine lotrechte Achse 13, die an ihrem oberen Endteil gelagert ist, beispielsweise in der oberen Wand des Reaktors, wie dies bei 14 gezeigt ist. Die Achsen 13 der beiden Rührer 12_r 12' können mittels eines gemeinsamen Motors 15 über eine zweckdienliche Uebersetzung angetrieben werden, beispielsweise eine Riemenübersetzung 16 und eine Kupplung 17, die mittels des Motors angetrieben wird und separaten Betrieb der Rührer 12, 12' und ggf. auch gleichzeitigen Betrieb dieser Rührer gestattet.

An die beiden Reaktorkainmern 3,4 ist eine Vorrichtung zum Einblasen von Luft auf einer Höhe unter äem Spiegel der in

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die beiden Kammern vom Klosett 9 bzw. vom Müllwolf 10 eingegebenen Aufschlämmung fester Substanzen und Flüssigkeit angeschlossen. Diese Lufteinblasvorrichtung ist in Form eines Luftkompressors gezeigt, dessen Druckleitung 19 über zwei Zweigleitungen 20, 20' an die beiden Reaktorkammern angeschlossen ist. Die Zweigleitungen 20, 20* besitzen je ein Absperrventil 21, 21'.

In Fig. 1 ist das Ventil 7 zur Abgabe von in Flüssigkeit aufgeschlämmten Fäkalien und Müll von den Vorrichtungen 9, 10 an die linke Reaktorkammer 3 eingestellt. Die rechte Kammer 4 ist bereits zu einer gewissen Höhe gefüllt und von den Vorrichtungen 9, 10 abgesperrt. Das Lufteinblasvent.il 21 für die linke Reaktorkammer 3 ist geschlossen, und das Lufteinblasventil 21'für die rechte Reaktorkammer 4 ist offen, und durch dieses Ventil wird Luft in die Aufschlämmung eingeblasen. Ferner ist angenommen, dass der Motor 15 den Rührer 12' in der rechten Reaktorkammer 4 antreibt, während der Rührer 12 in der linken Reaktorkammer 3 stillsteht.

Ein System, welches zwei oder, falls erwünscht, mehrere Reaktoren 1, 2 umfasst, ermöglicht eine gleichmässigere und schnellere Verarbeitung und Abbau des Mülls als ein System mit nur einem Reaktor.

Die Rührer 12, 12' in den beiden Reaktorkammern 3, 4 können von dem in Fig. 2 gezeigten Typ sein, wo der Rührer mit 12 bezeichnet ist. Dieser Rührer 12 in Fig. 2 umfasst zwei im Abstand voneinander auf der Achse 13 angebrachte Rtihrglieder 23 mit Schaufeln 24 und ein schaumabbauendes Glied 25, das auf der Achse 13 oberhalb des oberen Rührgliedes 23 und auf einer zur Einwirkung auf den Schaum auf der Oberfläche der Aufschlämmung in der arbeitenden Reaktorkammer (die rechte Kammer 4 in Fig. 1) zweckdienlichen Höhe angebracht ist. Das schaumabbauende Glied 25 kann aus einer Anzahl schräggestellter Flügel 26 bestehen, die verhältnismässig .dünn· oder scharfe Kanten aufweisen können.

lur weiteren Verstärkung der Rührwirkung in der betreffenden Reaktorkamroer kann an der lotrechten Kammerwand ein oder ggf. mehrere Schienen 28, 28' angebracht sein, die auf den mittels des Rührers 12, 12^f zustandegebrachten Wirbel in der Aufschlämmung einwirken und ein völlig regelraässiges Wirbelmuster, aufreissen sollen. Es hat sich gezeigt, dass eine Kombination eines Doppelschaufelrührers

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des in Fig. 2 gezeigten Typs und fester Schienen 28, 28' in der betreffenden Kammer eine vorzügliche Umwälzwirkung in der Aufschlämmung herbeiführt.

Die Flügel 26 des schaumabbauenden Gliedes 25 können in . einer solchen Lage auf der Achse befestigt sein, dass sie sich während des Betriebs etwas oberhalb des normalen Flüssigkeitsspiegels in der betreffenden Kammer befinden, beispielsweise etwa 5-10 cm über diesem Spiegel. Die Flügel 26 dienen dazu, den Schaumüberschüss zu zerschlagen und ihn in die Aufschlämmung zurückzudrücken. Eine Schaumschicht begrenzter Dicke kann jedoch infolge ihres Wärmeisoliervermögens einen gewissen Wert haben, darf jedoch nicht allzu dick werden. Die gezeigten Flügel 26 können propellerähnliche Form variierender Steigung aufweisen. Die festen Schienen 28 können sich von einem Punkt an oder unter dem bei gefüllter Kammer normalen Spiegel der Aufschlämmung zu einem Punkt in einigem Abstand vom Kammerboden erstrecken.

Am Boden jeder.Reaktorkammer ist ein Heizelement 30, 30' vorgesehen, welches zur Steigerung der Temperatur der Aufschlämmung in der infragestehenden Reaktorkammer während einer einleitenden . Phase der Behandlung dient und deshalb als Inbetriebssetzungsörgan bezeichnet ist. Temperaturregler {nicht gezeigt) können ebenfalls vorgesehen sein.

Die beiden Reaktoren 1, 2 können mit doppelten Abläufen 6, 6', 6" in verschiedener Höhe versehen sein, wodurch nach kurzer Sedimentationszeit in der betreffenden Kammer ein verhältnismässig reines Wasser durch den oberen Ablauf abgezapft werden kann, während die schlammreiche Fraktion der Aufschlämmung durch den unteren Ablauf entleert werden kann.

Das Spülwasser für das Klosett 9 und den Müllwolf 10 wird' zur Aufbereitung des wässerigen Schlamms ausgenutzt. DeJf Müll wird im Müllwolf zerkleinert, während die Rührer für die Feinverteilung der Fäkalien sorgen. Das nötige Spülwasser für den Müllwolf und das Klosett wird über ein Wasserleitungssystem; 31 herangeführt.

Statt, des in Fig.- 2 gezeigten Rührers, der au« ÄWöi ebenen, kreisförmigen Scheiben auf einer Achse und einer Anzahl radialer, um den Umfang verteilter, ebener Schaufeln 24 besteht, können

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natürlich Rührer vom Propeller-, Flügeltyp od.dgl. benutzt werden.

' Wie in Fig. 1 gezeigt, kann jede Reaktorkammer an ihrem oberen Ende einen Gasaustritt 32 bzw. 32^s haben, der ggf. mittels eines (nicht gezeigten) Schiebers verschliessbar sein kann.

Die abgeänderte Äusführungsform gemäss Fig. 3 hat die beiden Reaktoren 1, 2 mit den Reaktorkammern 3, 4 das Verteilerventil 7 zum abwechselnden Anschluss der Reaktor-Kammern an das Klosett 9 bzw. den Müllwolf 10, die Gasaustritte 32> 32^s und die Inbetriebsetungsorgane 30, 30'. Wie in Fig. 1, ist in Fig. 2 die linke Kammer beim Fülle» und die rechte· Kammer im Betrieb gezeigt.

In der Ausführungsform gemäss Fig, 3 wird jedoch statt der in Fig. 1 gezeigten Rührer eine zerkleinernde Schlammpumpe 35 benutzt, beispielsweise-vom Schrägrotor- oder Taumelscheibentyp, deren Einlauf an die Reaktorkammern- S, 4 nahe den Kammerböden über ein Absperrventil 36 bzw. 36' und dessen Ablauf 37 über zwei Zweigleitungen 38, 38' an eine BfrsprühdUse 39, 39' in jeder Kammer angeschlossen ist« Unter der Düse in jeder Kammer ist ein beispielsweise 'kegelfitaiiges Glied 40, 40* mit nach oben gekehrter Spitze angebracht, das die eiagesprühte Aufschlämmung zersplittert und für eine gute Berührungsfläche zwischen der eingesprühten Aufschlämmung und der Luft im oberen Teil des Reaktors sorgt. Die beiden Zweigleitungen 38, 38' enthalten je ein Absperrventil 41, 41'.

In Fig. 3 sind das Absperrventil 36' in der Einlaufleitung der Pumpe und das Absperrventil 41' in der Ablauf-Zweigleitung 38* der Pumpe offen, da hier vorausgesetzt ist, dass die rechte Reaktorkaramer 4 im Betrieb ist, während die entsprechenden linken Ventile 36 und 41 geschlossen sind. Das Verteilerventil 7 ist zur linken Kammär offen, um die Aufschlämmung einzulassen, während die rechte Kammer arbeitet.

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform besitzen die . beiden Reaktorkamroern 3, 4 einen gemeinsamen Ablauf 42 mit einem Absperrventil 43, das in den in Fig. 3 gezeigten Arbeitsphasen . . geschlossen ist·

Wie in F4g« 3 darch strichpunktierte Linien angedeutet ist, .können die vier Ventile dar Schlammpumpe 35 zur paarweisen, gerne in-

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samen Steuerung angeordnet sein.

Die Schlammpumpe 35 kann auch zum Entleeren einer beliebigen Reaktorkammer 3, 4 durch den zentralen Ablauf 42 benutzt werden. Durch Verwendung einer eine Mahlwirkung erzeugenden Pumpe erzielt man eine kontinuierliche Zerkleinerung des Abfalls während des Herumpumpens der Aufschlämmung zwecks Umwälzung und Durchlüftung.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, kann es vorteilhaft sein, an jede Reaktorkammer 3, 4 einen Rücklaufkühler 44 zur erneuten Kondensierung der in der betreffenden Reaktorkammer abgedunsteten Flüssigkeit und Rückführung der Flüssigkeit zur Aufschlämmung sowie zur Ausnutzung der üeberschusswärme der Flüssigkeit anzuschliessen. Gase, wie gebildetes Kohlendioxyd und üeberschussluft, können durch die LUftungsaustritte 32, 32' abgeleitet werden.

Es sei erwähnt, dass, die Belüftung und die dadurch !.bedingte Zugabe von Sauerstoff auch darauf abzielen, den Diffusionswiderstand in der Flüssigkeitsphase der Aufschlämmung herabzusetzen, so dass der aerobe thermophile Abbau der Aufschlämmung nur kurze Zeit in Anspruch nimmt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausübung des Ver- · fahrens zur Aufbereitung von Müll und Fäkalien ist nicht auf die oben beschriebenen AusfUhrungsbeispiele beschränkt, sondern kann im Rahmen des von den Patentansprüchen definierten Erfindungsgedankens abgeändert werden.

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Claims

Patentansprüche

QjJl Verfahren zur Behandlung von heterogenem, zumindest teilweise biologisch abbaubarem und eine beträchliche Menge von biologisch abbaubaren festen und flüssigen Bestandteilen enthaltendem Abfall, wie Hausmüll und Fäkalien, umfassend eine aerobe, thermophile Nassverrottung der biologisch abbaubaren Bestandteile des Abfalls, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall durch Feinverteilen und Vermischen mit Wasser in genügender Menge homogenisiert wird, um eine fliessfähige Aufschlämmung mit einem Trockengehalt von etwa 1-15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5-10 Gewichtsprozent, zu bilden, dass diese Aufschlämmung in hinreichendem Ausmass umgewälzt wird, um eine Sedimentation der festen Bestandteile oder eine Schichtbildung in der Aufschlämmung zu verhindern, dass das Umwälzen unter Verhältnissen ausgeführt wird, die eine hinreichende Berührungsfläche zwischen der Aufschlämmung und einem sauerstoff reichen Gas sicherstellen, um den Sauerstoffbedarf der sich ursprünglich in der Aufschlämmung befindenden und im Lauf der Behandlung entwickelten, aeroben Mikroorganismen zu decken, dass die Temperatur der Aufschlämmung von der ürsprungstemperatur auf den Temperaturbereich erhöht wird, wo die aeroben thermophilen Mikroorganismen am aktivsten sind, d.h. 50-70⁰C, und dass die Temperatur der Aufschlämmung in diesem Bereich gehalten wird, während die genannten Verhältnisse zur Deckung des Sauerstoffbedarfs so lange aufrechterhalten werden, bis zumindest der Hauptteil sämtlichen biologisch abbaubaren Materials der Aufschlämmung verbraucht ist, wonach die Aufschlämmung in hygienisch einwandfreie Flüssigkeit und hygienisch einwandfreie, nicht abbaubare Restprodukte aufgeteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Aufschlämmung durch Wärmezufuhr zunächst auf den thermophilen Temperaturbereich von etwa 50-70°c erhöht und die Aufschlämmung dann zwangsläufig mit sauerstoffreichem Gas in Berührung gebracht wird, und dass die Temperatur der Aufschlämmung geregelt wird, damit die Wärmezufuhr unterbrochen werden kann, so bald die Behandlungsreaktion von sich selbst hinreichend Wärme erzeugti, um die Temperatur der Aufschlämmung bis sur Beendigung

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BAD ORJGiNAL

der Behandlung innerhalb des thermophilen Bereichs zu halten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abfall aus Hausmüll vom Typ Speiseabfall, Papier und/ oder Fäkalien besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallaufschlämmung mit einem Gemisch verschiedener Typen von aeroben, für den infragestehenden Abfall geeigneten, thermophilen Mikroorganismus-Kulturen geimpft wird, und zwar vorzugsweise thermophilen Bakterienkulturen, welche bei Erhöhung der Temperatur der Aufschlämmung auf den thermophilen Temperaturbereich zur Nassverrottung der abbaubaren Bestandteile aktiviert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ueberschusswärme_f die beim Abbau des in der Aufschlämmung enthaltenen biologischen Abfalls durch die thermophilen Mikroorganismen erzeugt wird, beispielsweise zur Beheizung von Räumen ausgenutzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die während der Abbaureaktion gebildete üeberschusswärme zum Abdunsten von Wasser aus der Aufschlämmung ausgenutzt wird, dass dieses Wasser in der Dampfphase zu einem Durchlaufkühler geleitet und dort kondensiert wird, und dass das kondensierte Wasser der Aufschlämmung in dem Masse wieder zugeführt wird, wie dies zur Aufrechterhaltung der Fliessfähigkeit der Aufschlämmung und deren Temperatur innerhalb des thermophilen Temperaturbereichs erforderlich ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Müll der Aufschlämmung beim Umwälzen kontinuierlich zerkleinert wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschlämmung umgewälzt und mit Sauerstoff versetzt wird, indem sie in einem Kreislauf dabei gegen ein eine grosse Berührungsfläche zwischen der Aufschlämmung und der umgebenden Luft zustandebringendes Glied.geleitet wird, wonach die Aufschlämmung erneut gesammelt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufschlämmung in Tropfen zersplittert wird, indem sie gegen das genannte Glied in einem oberen Teil eines Luft enthalt- ·

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enden Behandlungsgefässes gesprüht wird, und dass die Tropfen ■ zusaniinengeführt werden«
10. Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet/ dass die Aufschlämmung durch Einblasen von Luft in Form von feinen Blasen mit Sauerstoff versetzt wird.
Ho Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet; dass die Aufschlämmung am Ende des Abbauprozesses filtriert und hierdurch in Flüssigkeit und feste Abbaurückstände aufgeteilt wird«,
12. Verfahren Bach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, dass das Spülwasser eines vorzugsweise vrassersparenölen Klosetts zumindest teilweise als Mischwasser bei der Aufbereitung der Aufschlämmung benutzt wird«.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des.für die Aufbereitung der Aufschlämmung erforderlichen Mischwassers aus Flüssigkeit besteht,, die von einem Gerät hergeleitet wird, in welchem Abfall iß Gegenwart' von Wasser zerkleinert wird.
14. Vorrichtung sur Behandlung von Abfall, der einen wesentlichen Anteil biologisch afobaubarjer, sowohl fester wie flüssiger Bestandteils umfasst, wie Küchenabfall, Fäkalien, Papier, und andere Abfallprodukte im Haushalt, unter Verhältnissen, die eine beschleunigte Nassverrottwng der biologisch abbaubaren Substanzen herbeiführen, gekennzeichnet durch zumindest einen Verrottungsreaktor (1, 2), umfassend zumindest ein Reaktorgefäss (3, 4) mit einem Einlauf (5, 5¹) in seinem oberen Teil zum Empfang von zu behandelndem Abfall und einem Ablauf (11, 11¹J 42) mit einer öffnungsbaren Absperrvorrichtung (11, 43) im unteren Gefässteil zum Entleeren von behandeltem Abfall, Mittel (10, 35) zur Zerkleinerung von zerkleinerungsbaren', festen Substanzen, eine Vorrichtung (31) zur Abgabe von Verdünnungswasser an den Abfall, Mittel (12, 35) zum Mischen des zerkleinerten Abfalles mit Flüssigkeit zu einer homogenen Aufschlämmung von in der Flüssigkeit feinverteilten, festen Abfallssubstanzen, und eine Vorrichtung (18, 19, 20, 35, 37-40) zur Abgabe von Sauerstoff an die Aufschlämmung während des Mischvorganges.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, . ■ dass, de'r, Verxottungsreaktor (1, 2) Heizmittel (30, 30¹) zur Er-

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höhung der Temperatur der Aufschlämmung besitzt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, welche für einzelne Haushalte bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verrottungsreaktor (1, 2) ein Müllwolf (10) zur Zerkleinerung von Küchenabfall angeschlossen ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, 15 oder 16, welche für einzelne Haushalte bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an den Verrottungsreaktor (1, 2) zumindest ein Wasserklosett (19) angeschlossen ist, welches vorzugsweise desjenigen Typs ist, der zum Spülen eine .verhältnismäßig geringe Wassermenge verbraucht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mischmittel einen im Gefäss drehbar getragenen, motorbetriebenen Rührer (12) umfassen, der mit_;einer Anzahl Rühr- · glieder (24) versehen ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mischmittel eine Umwälzpumpe (35) umfassen, die die Aufschlämmung im Gefäss (3, 4) von einem niedrigeren Stand durch eine Kreislaufleitung (37, 38) zu einem höheren Stand im Gefäss pumpen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,, dass die Pumpe (35) eine Zerkleinerung der festen Bestandteile der· Aufschlämmung bewirkt und gleichzeitig die zerkleinerten, festen Bestandteile mit Flüssigkeit vermischt. *
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch in einem luftgefüllten Raum im Reaktorgefäss (3, 4) oberhalb des Aufschlämmungsspiegels vorgesehene Mittel (39, 40) # die die in das Gefäss eingebrachte Kreislaufströmung der Aufschlämmung mit Sauerstoff versetzen, indem sie die Aufschlämmung in der Luft des genannten.Luftraumes verteilen.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung eine im Gefäss vorgesehene, an die Kreislaufleitung (19, 20) angeschlossene Sprühdüse (39) ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilervorrichtung aus einem in dem genannten Luftraum oberhalb des Aufschlämmungsspiegels liegenden Einlauf (39) von der Kreislaufleitung (37, 38) und aus einem ebenfalls im genannten Luftraum, jedoch unter dem Einlauf (39) der Kreislaufleitung

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liegenden Verteilerschirm (40) besteht, der von der mittels der Pumpe (35) in das Gefäss eingepumpten Kreislaufströmung zwecks Verteilung der Aufschlämmung getroffen wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zur Zugabe von Sauerstoff eine Druckluftquelle (18) und eine daran angeschlossene, unter dem Aufschlämmungsspiegel in das Gefäss einmündenden Lufteinblasdüse (20) umfassen, die die eingeblasene Luft in die Aufschlämmung hineinsprüht und möglichst gleichmässig verteilt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verrottungsreaktor (1, 2) zumindest zwei Reaktorgefässe (3, 4) umfasst, die abwechselnd z\ir satzweisen Behandlung des Abfalls arbeiten.
26. Vorrichtung nach Anspruch 20-25, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gefässe (3, 4) an je eine absperrbare Kreislaufleitung {37, 38, 39 bzw. 37', 38', 39 ^s) angeschlossen sind, die von einer gemeinsamen Umwälzpumpe (35) bedient werden.
27. Vorrichtung nach Anspruch 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gefässe (3, 4) je eine absperrbare Lufteinblasvorrichtung (20, 20") besitzen, die an eine gemeinsame Luftquelle (18, 19)-angeschlossen ist»

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