DE2458438B2 - Verfahren zur Kompostierung von feinkörnigen Abfallstoffen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompostierung von feinkörnigen Abfallstoffen. ■

Dem Fachmann bekannte Voraussetzung für die aerobe Verrottung von Kompostrohgut ist die Einhaltung einer optimalen Feuchtigkeit Diese soll einerseits für die günstigste Entwicklung der Rotteorganismen möglichst hoch sein, jedoch nicht so hoch liegen, daß sie die Poren des Guts verschließt und den Zutritt von Sauerstoff verhindert Eine exakte Prozentzahl läßt sich nicht allgemein angeben, denn die Wasserhaltefähigkeit verschiedener Stoffe kann sehr unterschiedlich sein. In Handbüchern findet man häufig die Angabe »Wie ein ausgedrückter Schwamm«. Das heißt, daß bei Verdichten in der geschlossenen Hand zwischen den Fingern kein Wasser oder Schlamm austreten darf. Beim anschließenden öffnen der Hand soll ein zusammenhängender Formling hinterbleiben.

Da während der Verrottung Feuchtigkeit verdampft, muß sie durch Wasserzusatz wieder ersetzt werden. Die Struktur des Rotteguts muß so beschaffen sein, daß das zugesetzte Wasser zu allen Teilen gelangt, jedoch den Sauerstoffzutritt nicht verhindert. ^

Eine weitere Voraussetzung besteht darin, daß das Kohlenstoff/Stickstoff-Verhältnis C/N über 20 :1, vorzugsweise um 30 :1 liegen soll, um eine ausreichende Erwärmung und Entseuchung bei der Rotte zu gewährleisten. Dabei wird ein Teil des Kohlenstoffs zu CO2 veratmet, so daß im ausgereiften Kompost das C/N-Verhältnis unter 20 liegt. Klärschlamm, insbesondere unausgefaulter, hat meist ein zu enges C/N-Verhältnis, um mit Sicherheit bei der Verrottung die zur Entseuchung erforderliche Temperatur zu erreichen. Man wird ihn deshalb mit Stoffen von höherem Kohlenstoff-Gehalt mischen, z. B. mit Stroh, oder Holzrinden. Insbesondere bietet sich aufbereiteter Hausmüll und Sperrmüll an, Stoffe, die ihrerseits wieder ein zu weites C/N-Verhältnis für eine verlustarme Kompostierung haben. Im Reifkompost liegt das C/N-Verhältnis in der Regel zwischen 10 und 15. Liegt es im Ausgangsgut höher, so wird Kohlenstoff entbunden, was nur soweit in Kauf zu nehmen ist, als es zur ausreichenden Temperatursteigerung nötig ist Liegt das C/N-Verhältnis tiefer, so geht Stickstoff verloren, was man stets vermeiden möchte.

Fein zerkleinerte Abfälle oder andere feinkörnige Stoffe, beispielsweise der neuerdings in großen Mengen anfallenden Klärschlamm, aber auch Hühnerkot und go viele andere Stoffe lassen sich schlecht kompostieren. Sie lagern sich so dicht, daß der Luftsauerstoff nicht genügend Zutritt hat Denselben unerwünschten Nebeneffekt haben auch gewisse, von jeher bei der Humusbildung beliebte Zusätze wie Urgesteinsmehl, ^h5 Ton oder Bentonitmehl. Bei Luftabschluß treten dann unerwünschte anaerobe Zersetzungsvorgänge, also Fäulnisbildung, ein. Andererseits erleichtert ein zerkleinertes Material die Homogenisierung der verschiedenen Rohstoffkomponenten (compositum = das Zusammengesetzte), und seine höhere Oberfläche begünstigt die Besiedlung mit Rotteorganismen. Von diesem Gesichtspunkt aus wäre es erwünscht, auch gröberes Rottegut wie Müll möglichst fein zu zerkleinern. Dem steht aber der erschwerte Luftzutritt entgegen.

Diese Verhältnisse sind dem Fachmann bekannt Zum Stand der Technik gehört auch das sogenannte Brikollareverfahren - DBP 11 45 646. Gemäß diesem wird auf 30—50 mm zerkleinerter Müll mit etwa einwohneräquivalenten Mengen Klärschlamm als Bindemittel zu großformatigen Briketts gepreßt, und diese dann der Austrocknung durch mikrobielle Selbsterhitzung überlassen. Dieses Verfahren ist jedoch in der Praxis an ein ganz bestimmtes Verhältnis von Müll zu Klärschlamm gebunden, um standfeste Briketts zu erhalten. Vor allem können die Briketts nicht ohne weiteres nachbefeuchtet und dadurch bis zur Wurzelverträglichkeit verrottet werden. Um pflanzenverträglich zu werden, müssen sie zerkleinert, befeuchtet und auf konventionelle Weise fertig kompostiert werden. Da das trockene Material hydrophob ist, ist das Befeuchten sehr umständlich.

Mit dem Bau von mehrstufigen Kläranlagen fallen jetzt so große Mengen an Klärschlamm an, daß diese nach dem Brikollarverfahren oft nicht mehr bewältigt werden können. Der verfügbare Müll reicht nicht überall aus, um standfeste Briketts herzustellen. In manchen Fällen soll auch Klärschlamm kompostiert werden, ohne daß Müll zur Verfügung steht.

Die vorliegende Erfindung geht daher primär von der Aufgabe aus, feinkörniges Material, beispielsweise Klärschlamm, Hühnerkot oder geeignete Gemische davon mit anderen Stoffen in eine Form zu bringen, die während des Kompostiervorganges nachträgliche Durchfeuchtung gestattet, ohne den Sauerstoffzutritt zu erschweren. Die Lösung dieser Aufgabe geschieht bei dem Verfahren der eingangs genannten Gattung dadurch, daß man die auf einen geeigneten Feuchtigkeitsgrad gebrachten Abfallstoffe mittels einer Strangpresse zu Pellets verformt, die bei variabler Länge eine Dicke von maximal 20 mm aufweisen, und diese Pellets sodann kompostiert

Das feinkörnige, gegebenenfalls vorzerkleinerte feuchte Kompostgut wird nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens unter starkem Druck durch eine Lochplatte gepreßt, ein ähnlicher Vorgang, wie er jeder Hausfrau von einer Fleischhackmaschine bekannt ist. Maschinen großer Leistungsfähigkeit ähnlicher Art sind in der Tonindustrie üblich. Die austretenden Stränge brechen von selbst ab oder werden von umlaufenden Messern abgeschnitten. Die so gebildeten Pellets von ziemlich einheitlicher Größe bilden ein lockeres Haufwerk.

In der Ziegelindustrie wird beim Strangpressen darauf geachtet, daß die entstehenden Stränge eine glatte Oberfläche haben. Unter gewissen Bedingungen, die von der Form der Austrittsöffnung, der Struktur und dem Wassergehalt des Materials abhängen, reißt die Oberfläche auf. Es bilden sich Risse, die bis ins Innere des austretenden Stranges sich fortsetzen können. Diese Erscheinung, in der Ziegelindustrie als »Drachenzahnbildung« gefürchtet wird im vorliegenden Falle absichtlich herbeigeführt. Sie ermöglicht die Sauerstoffzufuhr zum Innern der Pellets, und später, wenn sie nachbefeuchtet werden müssen, die Feuchtigkeitszufuhr ins Innere.

Es können aber auch Siebbandpressen für Schlammentwässerufig so konstruiert sein, daß sie statt unregelmäßiger Fladen direkt kleine Pellets von einheitlicher Korngröße und ausreichender Standfestigkeit liefern.

Eine Pelletisierung auf Pelletisiertellern, wie diese u. a. in der Erzaufbereitung üblich sind, führt nicht zum gewünschten Erfolg. Die nach dieser Technik gebildeten kugeligen Pellets haben nämlich einen schalenförmigen Aufbau. Flachere Teilchen wie Papier oder Kunststofffetzchen legen sich schalenförmig um den Kern und erschweren nachteiligerweise den Sauerstoffzutritt zum Kern.

Im Gegensatz zum Brikollarverfahren, das weder reinen Klärschlamm, noch reinen Müll zu haltbaren Briketts verformen kann und außerdem auf grobfaseriges Material angewiesen ist, ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, nicht nur reinen Klärschlamm zu pelletisieren, sondern auch reinen Müll, sofern der letztere fein genug vermählen ist LJm feste Pellets zu erhalten, muß der Wassergehalt in geeigneten Grenzen bleiben. Bei zu hoher Feuchtigkeit haben die Pellets keine Eigenfestigkeit und werden im Haufwerk durch ihr Eigengewicht zu einem undurchdringlichen Klumpen zusammengequetscht Bei zu geringer Feuchtigkeit zerfallen sie zu unregelmäßigen Krümeln, die ebenfalls der Luft nicht genügend Zutritt gewähren. Der richtige Wassergehalt, bei dem sich feste Pellets bilden, ist empirisch leicht festzustellen. Er kann je nach Art und Vorbehandlung des Materials verschieden sein. Es sind «geeignete« Feuchtigkeiten je nach Material von 39—46 Gew.-°/o gemessen worden. Ist das Rohgut zu trocken, kann es befeuchtet werden. In vielen Fällen, beispielsweise bei entwässertem Klärschlamm, ist es zu naß. Es muß dann durch Mischung mit trockenerem Material auf die geeignete Feuchtigkeit gebracht werden. Als trockene Zusätze kommen vielerlei Stoffe in Frage, u. a. auch solche, die ohnehin zur Korrektur des C/N-Verhältnisses erwünscht sind, bei Klärschlamm beispielsweise Müll, Holzmehl, Baumrinde, Stroh, Torf. Da bei der anschließenden Rotte eine Austrocknung erfolgt, die dann durch Wasserzusatz wieder ausgeglichen werden muß, besteht auch die Möglichkeit, einen Teil des getrockneten Rohguts zurückzuführen und zur Pelletisierung mit dem zu feuchten Frischgut zu mischen. Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein Teil des Rohguts vor oder nach der Pelletisierung verbrannt und die erzeugte Wärme zur Trocknung des übrigen Materials verwendet wird.

Die in der beschriebenen Weise gewonnenen Pellets sind fest genug, um bei einigermaßen schonender Behandlung transportiert und in üblicher Weise kompostiert zu werden. Das kann in geschlossenen Rottezellen unter exakter Kontrolle von Luftzufuhr, Temperatur und Feuchtigkeit erfolgen, wobei, wie festgestellt wurde, die Rotte besonders schnell und intensiv abläuft.

Sie kann aber auch auf Freilandmieten erfolgen. Es hat sich gezeigt, daß die Pellets sehr schnell von Rotteorganismen bewachsen und durch deren Mycelien und Ausscheidungen weiter verfestigt werden.

Überraschend ist, daß diese Verfestigung auch im weiteren Verlauf der Rotte erhalten bleibt. Auch bei der späteren Berieselung mit Wasser zerfallen die Pellets f~> nicht Es tritt weder eine Verdichtung des Haufwerks ein, noch ein Vernässen. Die Pellets nehmen genau so viel Wasser auf, wie sie brauchen. Der Rest fließt ab. Das mehrfache Umsetzen, das bei der üblichen Mietenkompostierung notwendig ist, um Verdichtungen und ungleiche Feuchtigkeitsverteilung zu beseitigen, entfällt. Die Pellets können daher gelagert werden ohne daß ein Verderb durch Anaerobie zu befürchten ist Nach ausreichender Rottezeit unter Feuchthaltung können sie ohne weitere Aufbereitung verwendet werden.

Das Wesen vorliegender Erfindung wird nun anhand eines Beispiels weiterhin erläutert.

Ausführungsbeispiel

Es wurde ausgefaulter, auf einer Kammerfilterpresse nach Ausflockung mit Eisenchlorid und Kalk entwässerter Klärschlamm auf einer handelsüblichen Ziegeleimaschine zu Würstchen mit lOmm0 verpreßt. Zur Zeit des Versuchs war die Filterpresse nicht in Ordnung. Statt fester Filterkuchen fiel der Schlamm in puddingartiger Konsistenz an. Es wurde deshalb mit älterem, abgelagertem, teilweise angetrocknetem, teilweise anaerobem Schlamm vermischt, um eine geeignete Konsistenz zu erreichen. Der Geruch dieses Materials war sehr unangenehm. Die Feuchtigkeit wurde mit 39 Gew.-% Wassergehalt gemessen.

In einem anderen Fall mit heiß konditioniertem und ohne Fällungsmittel auf Filterpressen entwässertem Schlamm wurde die »richtige« Feuchtigkeit zu 46 Gew.-% ermittelt.

Mit dem erstgenannten Schlamm wurde ein zweiter Versuch unter Zusatz von Sägemehl im Volumenverhältnis von etwa 1:1 gefahren. Die Pellets wurden von einem Lastwagen auf Haufen gekippt. Nach 5 Tagen waren sie mindestens 20 cm tief üppig von grauem Mycel durchwachsen. Die Temperatur des reinen Klärschlamms was auf knapp 60°, bei Zusatz von Sägemehl auf 63° gestiegen. Auf dem Haufen mit Sägemehlzusatz bildeten sich auch gelbe Organismen. In einer kleinen Kernzone am Boden was die Temperatur noch etwas niedriger. Das Wetter war wochenlang ungewöhnlich naß und kalt, also für die Kompostierung denkbar ungünstig. Es regnete fast Tag für Tag. Überraschenderweise zerfielen die Pellets dadurch nicht. Die Haufen blieben gut durchlüftet. Es bildeten sich nicht die bekannten anaeroben Kernzonen. Auch die einzelnen Pellets wurden im Innern nicht anaerob. Nach 8 Wochen, bei Außentemperaturen von wenig über 0°C was das graue Mycel verschwunden und nur noch in kleinen Kernzonen am Boden vorhanden. Die Pellets waren etwas geschrumpft und hatten ein erdfarbenes Aussehen. Im Innern hatte der Haufen eine Temperatur von 10° C. Der Klärschlammgeruch was verschwunden. Es was ein angenehmer Erdgeruch festzustellen.

Der Rottegrad der beiden Proben wurde in üblicher Weise mit der Geisenheimer Wasserzange geprüft. Die Probe mit Sägemehlzusatz zeigte kein Ammoniak mehr, dagegen schwach Nitrat, der reine Klärschlamm schwach Ammoniak und mittel bis stark Nitrat. Das Verschwinden von Ammoniak zu Gunsten von Nitrat weist daraufhin, daß in beiden Fällen der Rottevorgang nahezu abgeschlossen was. Lediglich in der kleinen Kernzone der Mitte war die Pilzphase noch vorhanden.

Als wichtigstes Kriterium für die Reife, d. h. Wurzelverträglichkeit, gilt der Kresseversuch. Die feuchten Pellets wurden nicht zerdrückt, sondere direkt mit je 5 g Kresse besät. Die Kresse keimte einwandfrei. Der Ertrag was 500% und mit Sägemehlzusatz 540% bezogen auf das Saatgut. Dies bedeutet bereits eine befriedigende Reife, trotz des ungünstigen Wetters ein

bemerkenswert gutes Resultat Bei längerer Lagerung könnte sich die Reifung, insbesondere in der Kernzone, noch weiter vervollständigen.

Auch mit reinem, fein gemahlenem Müll ohne Klärschlamm wurden Pelletisierungtversuche durchge- ο führt. Auch damit ließen sich stabile, gut verrottende Pellets herstellen.

Die Erfindungsgemäße Aufbereitung zu Pellets erweitert die Möglichkeit der Kompostierung in bisher nicht erreichter Weise. Es kann nicht nur Müll, sondern auch Klärschlamm, jeder für sich allein, oder in beliebigen Mischungsverhältnissen zusammen, kompostiert werden. Die Rotte kann in jedem Stadium durch Austrocknung gestoppt oder durch Beregnen gefördert werden, ohne daß mechanisches Bewegen notwendig ist und ohne die Gefahr ungleicher Befeuchtung oder der Bildung von Fäulnisnestern durch Vernässung. Die Pellets erfordern nach der Reifung keine Nachbehandlung. Sie lassen sich problemlos lagern und mit den üblichen, für pelletisierten Dünger eingerichteten Streugeräten ohne größere Staubbelästigung ausbringen. Dabei werden gegenüber den bekannten Verfahren überdies eine Reihe von Arbeitsgängen eingespart

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Kompostierung von feinkörnigen Abfallstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man die auf einen geeigneten Feuchtigkeitsgrad gebrachten Abfallstoffe mittels einer Strangpresse zu Pellets verformt, die bei variabler Länge eine Dicke von maximal 20 mm aufweisen, und diese Pellets sodann kompostiert

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