DE2636535C3 - Fermentationsbehälter zur aeroben Kompostherstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fernientationsbehältcr gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Es ist in der Fachwelt bekannt, Drehtrommeln zu verwenden, in denen zur Erzeugung von Kompost organische Abfälle aerob fermentiert werden. Jedoch weisen diese Vorrichtungen Nachteile dadurch auf, daß eine große Anzahl von teuren Drehtrommeln aufgestellt werden muß, um entspechende Mengen von organischen Abfällen zu behandeln, da es eine Grenze für die Trommelgröße gibt. Ist die Trommel größer bemessen, muß stets die gegebene große Menge an Abfällen behandelt werden, um innerhalb der Trommel den gewünschten FermentationszusUind beizubehalten. Somit sind Trommeln ungünstig bei einer Volumenveränderung der zu behandelnden Abfälle.

Es ist auch in der Fachwelt bekannt, in einer ringförmigen Rinne angehäufte organische Abfälle zur Erzielung einer aeroben Fermentation umzuwälzen. Dabei werden die angehäuften organischen Abfälle durch Drehrührerentlangder Ringrinne im Kreis umgewälzt, während die Fermentation und eine natürliche Trocknung erfolgt. Wenn der Kompost einen Wassergehalt von etwa 20 Gew.-% erreicht hat, wird ein Teil des natürlich getrockneten Kompcsts aus einer bestimmten Lage der Ringrinne abgefördert, und unfermentierte organische Abfälle dem in der Ringnut verbleibenden Kompost zugeführt. Es erfolgt ein weiteres Rühren, wobei die Mischung aus den neu zugeführten organischen Abfällen und dem verbleibenden Kompost entlang der Ringnut zur weiteren Fermenta-

K) tion im Kreislauf gefördert wird.

Bei einer derartigen Vorrichtung mit ringförmiger Rinne treten Probleme dadurch auf, daß die Rinne eine außergewöhnlich große Fläche aufweisen muß, da eine aerobe Fermentation im allgemeinen auf eine Schütthöhe von höchstens etwa 50 cm beschränkt ist. Wenn die Schütthöhe der Mischung aus dem restlichen fermentierten Kompost und den unbehandelten organischen Abfällen 50 cm übersteigt, wird die aerobe Fermentation beeinträchtigt. Ferner benötigen die bekannten Vorrichtungen, in denen die zu fermentierende Mischung nicht nur umgerührt, sondern auch entlang der Drehtrommel oder der Ringnut gefördert wird, eine beträchtliche Energie zum Fördern der Mischung, insbesondere wenn eine große Menge

:'> behandelt wird. Darüber hinaus benötigt die zuletzt genannte bekannte Vorrichtung ein Gehäuse od. dgl., das die gesamte Konstruktion der Vorrichtung abdeckt, uiii die Fermentationstemperatur aufrechtzuerhalten.

κι Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe einen Fermentationsbehälter zur aeroben Kompostherstellung zu schaffen, der eine wesentlich bessere Wirtschaftlichkeit und insbesondere auch bei hohen Schichthöhen eine wirkungsvolle aerobe Fcrnienta-

S-) tion ermöglicht.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs enthaltenen Maßnahmen erreicht.

Durch die erfindungsgemäße Einlagerung der

Ui schlammförmigen organischen Abfälle in ein in einem von unten durchlüfteten Behälter enthaltenes Kompostbett in Verbindung mit der Rühr- und Fördereinrichtung ist es möglich, auf wesentlich geringerem Raum in großer Schichthöhe und ohne Bewegung

t> großer Mengen der schlammförmigen Abfälle bzw. des Kompostes eine einwandfreie aerobe Fermentation zu erzielen.

Im Vergleich mit den bekannten Anlagen kann also mil der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine wirk-

.Ii same Fermentation auch dann erzielt werden, wenn das zu fermentierende Material höher als üblich angehäuft wird, weshalb die vom Fermentationsbehälter eingenommene Fläche wesentlich kleiner als bisher sein kann. Ferner können alle Schritte des Anlieferns

v, einer unverarbeiteten Abfallmasse, des Rührens und Mischens der unverarbeiteten Abfälle und des verbleibenden Komposts, der Fermentation und des Trocknens innerhalb des einzigen Behälters ohne Fördern der gesamten angehäuften Mischung ausgc-

Wi führt werden. Demnach erfordert die Vorrichtung keine große Energie zum Fördern der Mischung.

Zusätzlich kann die Geruchsbelüstigung vermindert werden, da die unverarbeiteten Abfälle mit dem verbleibenden Kompost gemischt werden.

, -, Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen lermentationsbe-

hälter nach einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Fermentationsbehäiter gemäß Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch ein in Fig. 2 gezeigtes Bauteil,

Fig. 4 einen weiteren Querschnitt durch den Fermentationsbehälter gemäß Fig. 1,

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch eine andere Ausführungsform,

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Fermentationsbehäiter mit abgewandelter Luftliefereinrichtung,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab eine Schrägansicht auf einen Abschnitt eines in Fig. 6 gezeigten Rohrs,

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform, und

Fig. 9 in Schrägansicht noch eine weitere Abwandlungsform.

In Fig. 1 bis 4 ist ein rechteckiger kastenförmiger Fermentationsbehälter 1 aus Eisenblecn gezeigt, der beispielsweise eine Länge von 50 m, eine Breite von 2,5 m und eine Tiefe von 2 m aufweist, und dessen Oberseite offen ist. Über dem Behälter 1 sind eine Einrichtung 2 zum Zuführen und Umrühren von schlammähnlichen organischen Abfällen und eine Entnahmeeinrichtung 3 zum Sammeln einer oberen Schicht mit gegebener Dicke des fermentierten Kompostes im Behälter 1 und zum Abfördern aus dem Behälter vorgesehen. Der Behälter 1 weist auf der Oberkante seiner Seitenwände 4 und 4' Schienen 5 und 5' auf, auf welchen die genannten Einrichtungen 2 und 3 verfahrbar sind. Der Fermentationsbehälter 1 weist ein Unterteil 8 mit einer parallel in Abstand über diesem liegenden durchlöcherten Platte 6 mit einer Vielzahl von kleineren Durchgangslöchern 7 auf. Ein Gebläse 9 (Fig. 2) beliebiger Bauart liefert Luft in den Spalt zwischen der Platte 6 und dem Unterteil 8.

Neben dem Fermentationsbehälter 1 sind ein Behälter 13 für Gchlammähnliche organische Abfälle, eine Pumpe 14 und ein Rührwerk 30 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt die Einrichtung 2 zum Zuführen und Einrühren der schlammähnlichen organischen Abfälle. Sie weist ein Gestell 31 auf, das einen Antriebsmotor 19 und vier Räder 32e, 32Λ, 32f und 32r/ hat. mittels derer es entlang den Schienen 5 und 5' in Längsrichtung des Behälters verfahrbar ist. Das bewegbare Gestell 31 weist auf seiner Oberseite Schienen 20 und 20'auf, auf denen eine Rührwelle 10 senkrecht zur Verschieberichtung des Gestells 31 verschoben werden kann.

Die Rührwelle 10 erstreckt sich abwärts in den Behälter und weist ein spiralförmiges Glied 11 auf zum Umrühren der im Behälter 1 angehäuften Abfälle und einen Antriebsmotor 12 zum Drehen der Welle 10. Das spiralförmige Glied 11 ist durch mehrere A.rnie 1Γ um den unteren Teil der Welle 10 befestigt. Die Welle 10 weist, wie in Fig. 3 gezeigt, einen Kanal 15 auf, der sich zum oberen Ende der Welle 10 öffnet, jedoch an i'er Unterseite geschlossen ist. Ein oder mehrere APzweigkanäle 15a stehen mit dem Kanal 15 in Verbindung und weiser -mi der Seite der Welk·

10 Öffnungen auf. Vorzügsweise kann eine Düse 16 an der Öffnung des entsprechenden Abzweigkanals 15« vorgesehen sein, um schlammähnliche organische Abfälle in den angehäuften Kompost im Behälter 1 einzuspritzen. Die Abzweigkanälc 15« können sich, sofern nötig, zur Innenseite des spiralförmigen Glieds

11 durch die Arme 11' erstrecken und hierdurch die

schlammähnlichen Abfälle aus auf dem Glied 11 ausgebildeten Öffnungen einspritzen.

Die Rührwelle 10 weist bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform Räder 33a, 33b, 33c und 33d und einen Antriebsmotor 21 auf, mittels derer sie entlang der Schienen 20 und 20' auf dem längs bewegbaren Gestell 31 verschoben werden kann. Auf dem Oberteil der Rührwelle 10 ist eine Drehverbindung 18 vorgesehen, die über eine elastische Leitung

i" 17 mit der Pumpe 14 so verbunden ist, daß die im Behälter 13 enthaltenen und vom Rührwerk 30 in schlammähnlichem Zustand gehaltenen organischen Abfälle durch die Leitung 17, die Drehverbindung 18 und die Rührwelle 10 in den Behälter 1 gefördert

'■> werden.

Fig. 4 zeigt eine Entnahmeeinrichtung 3, die ein in Längsrichtung bewegbares Gestell 34 mit vier Rädern 35a, 35£>, 35c und 35d aufweist, wobei zwei Räder, in der Zeichnung nicht gezeigt, sind. Somit kann

-<· das Gestell 34 durch einen in Fig. 1 gezeigten Motor 28 entlang den Schienen 5, 5' auf dem Behälter 1 bewegt werden. Ein Schneckenförderer 22 ist geringfügig kürzer als der lichte Abstand zwischen den Wänden 4 und 4' des Fermentationsbehälters und ist an

-'"' seinen Enden über Glieder 36 und 36' am Gestell 34 aufgehängt. Die Glieder 36 und 36' sind mit dem Gestell 34 senkrecht verschiebbar verbunden, so daß die Höhe des Schneckenförderers 22 auf die Höhe des im Behälter 1 enthaltenen Komposts eingestellt wcr-

i» den kann. Der Schneckenförderer 22 weist einen schraubenförmigen Teil 22« und einen gegenläufig schraubenförmigen Teil 22/) auf, so daß der fermentierte Kompost zur Mitte des Schneckenförderers 22 hin gefördert wird, wenn dieser von einem auf dem

r> Gestell 34 angeordneten Motor 25 angetrieben wird. An der Mitte des Schneckenförderers 22 ist ein Doppelschneckenförderer mit gegenläufigen Förderschnecken 23 und 23' angeordnet, die parallel einander gegenüberliegen und auf einen Bandförderer 24

ι» zu nach oben geneigt sind, der auf dem Gestell 34 angeordnet ist und von einem Motor 27 angetrieben wird. Die Förderschnecken 23 und 23' werden von einem zylindrischen Gehäuse 37 abgedeckt, das den Kompost am Herausfallen hindert. Die Förder-

r. schnecken 23 und 23' werden über Zahnräder 38, 39 und 40 von einem Motor 26 synchron gegenläufig angetrieben.

Angrenzend und parallel zur langen Wand 4' des Fermentationsbehälters 1 ist ein Bandförderer 29

in vorgesehen.

Die auf den Wänden 4 und 4' des Fermentationsbehälters 1 angeordneten Schienen 5 und 5' sind langer als die Wände 4 und 4', so daß eine der Einrichtungen 2 und 3 außerhalb des Behälters 1 liegen kann,

v. während die andere über den gesamten Bereich des Behälters 1 arbeitet.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Einrichtungen 2 und 3 auf gesonderten, in Längsrichtung bewegbaren Gestellen 31 bzw. 34

wi getrennt angeordnet. Beide Einrichtungen 2 und 3 können jedoch auf einem einzigen in Längsrichtung bewegbaren Gestell angeordnet werden, das aber in der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Hei der vorstehend beschriebenen Ausführungs-

>r, foim treiben Antriebsmotoren 19 und 28 die Gestelle 31 bzw. 34 an. Die Gestelle 31 und 34 können aber auch unter Verwendung eines anderen Antriebs ζ. Β durch Ziehen entlaim den Schienen 5 und 5'. hin- und

herbewegt werden.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform sind zwei Rührwellen 10 vorgesehen, die beide an einem bewegbaren Gestell 31 angebracht sind. Wenn zwei oder mehr Rührwellen vorgesehen sind, können der Antriebsmotor 21, die Schienen 20 und 20' und die Räder 33a, 33/;, 33c und 33ίί entfallen. Die Rührwellen 10 in Fig. 5 werden von einem Motor 12 gedreht.

Der aus vier senkrechten Wänden 4 und 4' und ei- ι ο nem Unterteil 8' bestehende Behälter 1 ist einstückig aus Beton hergestellt. Die weiteren Elemente, wie die Rührwellen 10, das längsbewegbare Gestell 31 und der Motor 12, gleichen etwa denjenigen der in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsform. f>

Bei der in Fig. 6 und 7 gezeigten weiteren Ausführungsform sind mehrere Rohre 6' miteinander verbunden und über dem Unterteil 8' anstelle der durchlöcherten Platte 6 gemäß Fig. 1 bis 5 angeordnet. Die Rohre weisen Löcher 37' auf und sind an ein Geblase 9 angeschlossen (Fig. 7). Die übrige Konstruktion und die übrigen Elemente gleichen der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform und werden nicht im einzelnen beschrieben.

In Fig. 8, die eine weitere Ausführungsform zeigt, >■> ist eine zusätzliche Rinne 41 entlang der Wand 4 des Behälters 1 angeordnet. Die Rinne 41 ist so lang wie die Länge des Behälters 1. Bei dieser Ausführungsform ist auf dem in Längsrichtung bewegbaren Gestell 31 der Zufuhr- und Umrühreinrichtung 2 eine zusatz- w liehe Pumpe 14' vorgesehen. Die organischen Abfälle werden vom Rührwerk 30 im Behälter 13 umgerührt und werden von der Pumpe 14 über eine Rohrleitung 42 in die Rinne 41 geliefert. Danach werden die schlammähnlichen organischen Abfälle in der Rinne r> 41 von der Pumpe 14' über eine weitere Rohrleitung 42' angesaugt, die zusammen mit dem Gestell 31 in Längsrichtung der Rinne 41 bewegbar ist. Die auf diese Weise angesaugten Abfälle werden in ähnlicher Weise wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform in den im Behälter 1 verbleibenden Kompost gefördert. Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Behälter 1 große Abmessungen, z. B. eine Länge von einigen zehn Metern hat.

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher ein Kratzförderer 43 mit einer Vielzahl von Stegen 44 in gegebenen Abständen auf der Außenfläche des Förderers 43, anstelle des Schneckenförderers 22, bzw. der Förderschnecken 23 und 23' gemäß Fig. 3 auf einem in Längsrichtung bewegbaren Gestell 34' angeordnet ist. Der Kratzförderer 43 weist eine Breite auf, die im wesentlichen gleich oder geringfügig kleiner ist, als der lichte Abstand zwischen den Wänden 4 und 4'. Er ist auf einen dem Bandförderer 24 (Fig. 4) 5=> ähnlichen Bandförderer 24' zu geneigt, welcher jedoch lang genug ist, um die Wände 4 und 4' zu überbrücken. Die übrige Konstruktion ist etwa der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform ähnlich und wird nicht im einzelnen beschrieben. bo

Die Arbeitsweise wird im folgenden unter Bezugnahme auf die in Fig. 1 bis 4 gezeigte Ausführungsform beschrieben.

Als erstes wird durch herkömmliche Verfahren hergestellter fertiger Kompost als Grundmaterial im Fermentationsbehälter 1 etwa 1,5 m hoch angehäuft, während die Tiefe des Behälters 1 etwa 2 m beträgt. Der Grundkompost kann etwa 10 bis 40 Gew.-% Wasser enthalten.

Die z. B. aus Fäkalien und Urin von Haustieren bestehende unverarbeitete Mischung wird in den Behälter 13 geliefert und vom Rührwerk 30 zur Bildung einer im wesentlichen homogenen schlammähnlichen Abfallmasse umgerührt. Diese Abfallmasse enthält in dieser Stufe etwa 85 Gew.-% Wasser und wird von der Pumpe 14 über die wendelförmig gewickelte Leitung 17 und die Drehverbindung 18 zum Kanal 15 der Rührwelle 10, dann über die Abzweigkanäle 15a in den Behälter 1 gefördert und in den vorher im Behälter 1 angehäuften Grundkompost eingespritzt.

Zur Zeit des Einspritzens der schlammähnlichen Abfälle in den Grundkompost wird die Rührwelle 10 mit einer Drehzahl von 50 bis 100 U/min gedreht und zusammen mit dem Gestell 31 entlang den Schienen 5 und 5' mit einer Geschwindigkeit von 0,5 bis 6,0 m/ min verschoben, während die Welle 10 vom Motor 21 quer dazu verschoben wird. Auf diese Weise wird die Rührwelle 10 gedreht, während sie entlang einer Zick-Zack-Linie bewegt wird, wobei der Grundkompost und die neu eingespritzten schlammähnlichen Abfälle verrührt und gleichmäßig gemischt werden.

Im allgemeinen wird eine wirksame aerobe Fermentation erzielt, wenn der Wassergehalt in den zu fermentierenden Stoffen im Bereich von etwa 50 bis 65 Gew.-% liegt. Die Abfälle mit hohem Wassergehalt, wie die Mischung aus Fäkalien und Urin, können so wie sie sind nicht aerob fermentiert werden. Deshalb wird laufend ein oberer Teil von gegebener Dicke des fermentierten Komposts entnommen, während der verbleibende Kompost als Grundmaterial im Behälter 1 bleibt. Daher kann die etwa 50 bis 65 Gew.- % Wasser enthaltende gewünschte Mischung leicht dadurch eingehalten werden, daß eine entsprechende Menge von unverarbeiteten Abfällen mit hohem Wassergehalt mit dem verbleibenden Grundkompost gemischt wird.

Nachdem der Grundkompost und die Abfallmasse durch Drehen der Rührwelle 10 gut gemischt sind, wird die Mischung so wie sie ist, etwa 72 bis 120 Stunden belassen zur Bildung von fermentiertem Kompost. Während der Fermentationsdauer wird zur Erzielung einer wirksamen Fermentation der Mischung mit Hilfe des Gebläses 9 über die durchlöcherte Platte 6 Luft in den Behälter 1 gedrückt. Die die Rührwelle 10 aufweisende Zuführ- und Umrühreinrichtung 2 kann durch den Motor 19 verschoben werden, während die Rührwelle 10 vom Motor 12 gedreht wird, zur Erzeugung einer weiteren wirksamen Fermentation der Mischung. Falls erforderlich, kann in einem Anfangsstadium der Fermentation vom Gebläse 9 erhitzte Luft in den Behälter 1 geliefert werden, so daß die Fermentation beschleunigt werden kann.

Auf diese Weise wird ein gut fermentierter Kompost erhalten mit einem Wassergehalt von etwa 3C bis 40 Gew.-%. Falls erforderlich, fördert das Geblase 9 weiter Luft oder erhitzte Luft in den Behälter 1 zum Trocknen des Komposts bis auf einen Wassergehalt von etwa 10 bis 20 Gew.-%.

Wenn auf diese Weise ein gut fermentierter Kompost erzeugt ist, werden die Motoren 25, 26 und 2i gleichzeitig angetrieben, so daß der Schneckenförderer 22 und die Förderschnecken 23 und 23' gedrehi werden, während die Entnahmeeinrichtung 3 entlanj den Schienen 5 und 5' bewegt wird, der Schnecken·

förderer 22, der durch Einstellen der Länge der Glieder 36 und 36', die den Schneckenförderer an ihren Enden aufhängen, nach oben oder unten verschoben werden kann, fördert die obere Schicht des Komposts zu den Förderschnecken 23 und 23'. Der gesammelte Kompost wird dann über die Förderschnecken 23 und 23' zum Bandförderer 24 und von diesem zum Bandförderer 29 geliefert, der an der Seite des Behälters angeordnet ist (Fig. 1).

Nachdem die obere Schicht gegebener Tiefe von z. B. 10 bis 20 cm des fermentierten Komposts durch die Entnahmeeinrichtung 3 aus dem Behälter 1 abgefördert wurde, wird die Einrichtung 3 aus dem Behäl-

ter herausbewegt. Danach wird die Zuführ- und Umrühreinrichtung 2 wieder in Betrieb genommen zum Liefern einer unverarbeiteten Abfallmasse über die Düsen 16 der Rührwelle 10 in den Behälter und zum Mischen der verbleibenden Kompostmasse mit der neu gelieferten Abfallmasse für eine weitere Herstellung von Kompost.

Die in Fig. 2 gezeigte durchlöcherte Platte 6 kann beispielsweise durch ein Netz oder Metallgitter ersetzt werden. Darüber hinaus kann zum Einhalten einer gewünschten Fermentationstemperatur ein Wärmeisoliermaterial in der Wand des Fermentationsbehälters eingesetzt werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Rechteckig und mit offener Oberseite ausgebildeter Fermentationsbehälter zur aeroben Kompostherstellung aus schlammförmigen organischen Abfällen, mit einer Zuführungs- und Umrühreinrichtung für die Abfälle, einer Entnahmeeinrichtung für den Kompost und einer Luftliefereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungs- und Umrühreinrichtung (2) aus einem, auf der Oberseite des Fermentationsbehälters (1) in Längsrichtung bewegbaren Gestell (31), an dem mindestens eine, sich abwärts in den Fermentationsbehälter (1) erstreckende, mit einem sprialförmigen Glied (11) umgebene, einen Kanal (15) aufweisende Rührwelle (10) befestigt ist, und <?iner Pumpanlage (14,17) für die Abfälle, die mit dem Kanal (15) verbunden ist, besteht; die Entnahmeeinrichtung (3) aus einem, auf der Oberseite des Fermentationsbehälters (1) in Längsrichtung bewegbaren Gestell (34') besteht an dem entweder ein herabhängender, zwei entgegengesetzt schraubenförmige Teile (22a, 22b) aufweisender Schneckenförderer (22), dessen Länge gleich der Breite des Fermentationsbehälters (1) ist, ein von der Mitte des Schneckenförderers (22) schräg nach oben verlaufender Doppelschneckenförderer (23, 23') und ein Bandförderer (24) oder ein geneigter, auf seiner Außenfläche mehrere Stege (44) aufweisender Kratzförderer (43), dessen Breite gleich derjenigen des FermentationsLehälters(l) ist, und ein Bandförderer (24') befestigt ist; und die Luftliefercinrichtung entweder aus einer, über einen Unterteil (8) des Fermentationsbehiilters(l) angeordneten, durchlöcherten Platte (6) mit einem dazwischen befindlichen Luftzwischenraum, der mit einem Gebläse (9) verbunden ist, oder aus mehreren, auf dem Unterteil (8) angeordneten, an ihrem oberen Teil Löcher (7') aufweisenden Rohren (6'), die mit dem Gebläse (9) verbunden sind, besteht.