DE2723581A1

DE2723581A1 - Verfahren zum aeroben verrotten organischer feststoffe und vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2723581A1
Application number: DE19772723581
Authority: DE
Inventors: Peter Widmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1977-05-25
Publication date: 1978-09-14
Also published as: CA1096061A; DE2723581C2; GB1591502A; JPS53112177A; US4135908A; JPS619276B2

Description

A 16 741/2

Mooswiesstrasae 3 Peter Widmer, 8122 Pfaffhausen / Schweiz

Verfahren zum aeroben Verrotten organischer Feststoffe

und Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum aeroben Verrotten organischer Feststoffe sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.

4. 4. 1977/YB "8Ö9"837/0547

Es sind Verfahren zur Ueberführung von Klärschlammen aus kommunalen und industriellen Kläranlagen sowie tierischen Exkrementen aus Massentierhaltungen in einen umweltfreundlichen Feststoff mittels biologischer, thermischer und mechanischer Behandlung bekannt.

Solche Verfahren fussen auf dem an sich bekannten aeroben Rotteprozess (Kompostierung). Das aus der Fachliteratur hinlänglich bekannte, wohl am meisten benützte Verfahren benötigt beispielsweise bei der Kompostierung mittels aufgeschütteter Mieten (Haufwerke in Pyramidenform) eine Prozesszeit von mehreren Monaten, wobei meistens keine Abtötung der pathogenen Keime stattfindet.

Bei diesen bekannten Verfahren, wird während des aeroben Rotteprozesses ein weitgehender Feuchteentzug im rottenden Gut angestrebt.

Aerobe Rotteprozesse benötigen zur Aktivierung der aeroben Mikroorganismen ausreichende Mengen an Sauerstoff.

Die Mieten, ebenerdig aufgeschüttet, erreichen auch in

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ihrem Kern selten über 50°C. Obwohl durch Umschaufeln (Umsetzen) oder maschinelles Wenden der Miete und dem damit verbundenen Sauerstoffeintrag in das Material kurzzeitig höhere Temperaturen erreicht werden, kommt der Abbauprozess sehr schnell wieder zum Erliegen, weil die Miete nicht in der Lage ist, selbsttätig Sauerstoff aufzunehmen. Dies ist hauptsächlich deshalb, weil die äusseren Flächen der Miete durch Witterungseinflüsse sehr rasch an Feuchtigkeit verlieren, abtrocknen und eine Kruste bilden, welche die Sauerstoffaufnähme (Atmen der Miete) verhindern.

Dieses labile Mietensystem, welches weitgehend von Witterungseinflüssen und auch manueller Arbeit (Umsetzen) abhängig ist, lässt sich allerdings entscheidend positiv beeinflussen, wenn die Miete ca. 30 cm über dem Erdboden auf einem luftdurchlässigen Rost und witterungsgeschützt angeordnet wird. Mit einsetzendem Abbauprozess erwärmt sich der Kern der Miete und die nach oben steigende warme Luft zieht, durch den porösen Zwischenboden, Frischluft in die Miete ein. Mit dieser Art der Mietenkompostierung werden zweifellos bessere Abbauleistungen erreicht.

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Es sind jedoch der Selbsterhitzung Grenzen gesetzt, da die Wärmeverluste der grossen Oberfläche der Miete auch hier grosser sind, als die frei werdende Wärme, so dass keine optimale Stationärtemperatur erreicht werden kann. Diese und ähnliche Erkenntnisse über den Verlauf des Rotteprozesses haben zum Bau von Rottereaktoren angeregt.

Bezüglich der Grosse der Grundfläche, welche Mieten einnehmen können, ist der Reaktor selbstverständlich limitiert. Diese Begrenzung der Grundfläche, bzw. des Durchmessers von Rottereaktoren,wie sie bis heute bekannt sind (Schnorr-Kneer-Kählin) ergibt sich aus den Mechanismen, welche zur Entleerung der Reaktoren dienen und deren mechanischen Grenzen der Beanspruchung. Das Füllvolumen solcher Reaktoren wird deshalb über die Füllhöhe vergrössert. Mit zunehmender Füllhöhe und der dadurch erzeugten Pressung, verringert sich auch bei gröbster Krümelung des zur Verrottung bestimmten Füllgutes der Anteil an gasführenden Poren in einem Ausmasse, welches eine natürliche Luftzirkulation und damit eine Sauerstoffeintragung ausschlieset, ein Zustand, welcher automatisch zur unerwünschten Anaerobie des Rottegutes führt. Der Einbau von luftzuführenden Rührwerken hat sich als mechanisch äusaerst störanfällig und verfahrenstechnisch fragwürdig erwiesen.

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Auch scheinen Zwangsbelüftungs-Anlagen mittels eingebauter Rohrleitungeiim Reaktor oder Luftdüsen im Reaktorboden, selbst bei Verwendung von reinem Sauerstoff, keine, dem Aufwand angemessenen Resultate zu zeitigen.

Die ebenfalls aus der Fachliteratur hinreichend bekannten Systeme zur Verrottung von Klärschlämmen oder tierischen Exkrementen mittels Reaktoren oder Kompostiertrommeln unter Hinzusetzung von vorsortiertem Hausmüll, Stroh, Heu, Sägemehl oder Baumrinde als sogenannte Kohlenstoffträger, erfüllen in den meisten Fällen die an sie gestellten Anforderungen nicht. Dies trifft insbesondere für den aus diesen Vorrichtungen anfallenden Kompost zu, welcher bezüglich Keimfreiheit und Struktur oftmals keineswegs die gefahrlose Weiterverwertung dieses Produktes als Dünger auf landwirtschaftlich genutzten Flächen erlaubt.

Eine der Hauptursachen, weshalb vor allen Dingen das bekannte Kneer-Reaktor-Rotteverfahren scheitert, ist neben der Austragsvorrichtung, vor allen Dingen die Formgebung des Reaktors.

Bei diesem handelt es sich um einen hochstehenden, kreis-

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runden Zylinder, welcher durch ein, über dem Reaktorboden umlaufendes Schneidewerkzeug entleert wird und auf das hier nicht speziell eingegangen werden soll.

Zu einem echten Problem wird jedoch die runde Form des Rottereaktors. Diese, für rieselfähige Schüttgüter an sich ideale Form, neigt bei zunehmender Schütthöhe und feuchtem Gut sehr oft zu sogenannter Brückenbildung. Diese Brückenbildung setzt in einem solchen Behälter vorwiegend dann ein, wenn er entleert werden soll.

Da der umlaufende Schneid- und Räummechanismus das Material knapp über dem Reaktorboden einseitig abgräbt und in einen Auswurfschacht fördert, rutscht das Rottegut einseitig nach und neigt durch dieses Nachrutschen innerhalb des Behälters vermehrt zum Verklemmen. Die durch diesen Vorgang erzeugte Brücke aus Rottegut lässt sich nur durch Vibration von aussen oder durch Stochern mit einer Stange von oben zerstören.

Um solche und ähnliche, zu Betriebsunterbrüchen führende Zwischenfälle zu vermeiden, wurde für das in der Folge

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beschriebene Verfahren ein neuartiger Typ eines Rottereaktors entwickelt.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine grössere Reinheit des anfallenden Produktes und dessen gefahrlose Weiterverwendung in der Landwirtschaft zu erreichen. Aus dieser Zielsetzung folgt u. a.,dass ein Zumischen von Hausmüll, etc., der zur Herabsetzung des Wassergehaltes im Nassgut und gleichzeitig als sogenannter Kohlenstoffträger dient, vor Aufgabe in den Reaktor nicht in Frage kommen kann.

Die vorliegende Erfindung bezweckt daher die Schaffung eines Verfahrens, welches der Gewinnung eines landwirtschaftlich nutzbaren Feststoffes aus tierischen Exkrementen oder Klärschlammen aus industriellen und kommunalen Kläranlagen unter besonderer Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Aspekte dient. Die wesentlichsten Ziele, die angestrebt werden, sind:

1. Die nachhaltige Beseitigung belästigender Gerüche

2. Die Inaktivierung pathogener, insbesondere parasitärer Organismen

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3. Die weitgehende Erhaltung der als Pflanzennährstoffe nutzbaren Inhaltsstoffe (N, NH₃, P)

4. Das Trocknen des verrotteten Gutes bis zu einem Feststoffgehalt von 20% ohne notwendiges Nachreifen und Nachtrocknen mittels aufgeschütteter Mieten.

5. Die Reinhaltung der zu verarbeitenden Stoffe innerhalb des Prozesses ohne Beimischen von Zuschlagstoffen, wie z.B. Sägemehl, Baumrinde, Stroh, oder Torf als sogenannte Kohlenstoffträger.

6. Die Schaffung eines kostengünstig lager- und handhabbaren Produktes mit einem maximalen Wassergehalt von 20%.

In diesem Sinne zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch aus, dass man das zu verrottende Material mit trockenerem Material mischt, um dem zu behandelnden Gemisch höchstens eine obere Grenze der Feuchtigkeit zu geben.

Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.

Ea zeigen<

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Fig. 1 eine schematische Darstellung einer aeroben Rottevorrichtung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Bauform eines Rottereaktors,

Fig. 3 einen Ausschnitt in perspektivischer Darstellung des den Reaktorboden bildenden Zahnwalzenrostes,

Fig. 4 einen vertikalen Schnitt durch den Rottereaktor mit Darstellung des darin stattfindenden Temperatur- und Luftbewegungsverlaufs,

Fig. 5 eine Darstellung des als Geruchsabsorber eingesetzten Reaktor-Deckels, im Schnitt,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Stoffbilanz als Massestrom und Volumenstrom des zu verrottenden Feuchtgutes,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der für dieses Verfahren typischen Temperatur-Entwicklung im Rottereaktor,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der für dieses Verfahren typischen Temperaturentwicklung während des aeroben Rotteprozess-Ablaufs in sechs Tagen.

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.; ei ζ

Eine Vorrichtung, welche die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ermöglicht, ist rein schematisch in Pig. 1 ersichtlich. In dieser Vorrichtung wird vorerst mittels einer Vorentwässerungsmaschine Ι,ζ.Β. Presswalzen, Zentriefugen o. dgl. das zu verrottende Gut so weit wie möglich entwässert. Die immer noch stark feuchtigkeitshaltigen Feststoffe gelangen in einen Vorratsbehälter 2, wo sie gestapelt werden.

Aus diesem Vorratsbehälter 2 wird das feuchte Gut mittels einer stufenlos regelbaren Förderschnecke 3 in einen Doppelwellenmischer 4 gefördert.

Gleichzeitig wird aus einem Trockengut-Vorratssilo 5, ebenfalls Mittels einer stufenlos regulierbaren Förderschnecke 6, arteigener, gemahlener Trockenstoff gleichfalls dem Doppelwellenmischer 4 zugeführt, in welchem beide Güter intensiv miteinander vermischt werden. Während des Mischvorganges transportiert der Doppelwellenmischer das auf diese Weise entstandene, feuchte, krümelige Produkt in eine Senkrecht-Förderschnecke 7. Das durch die Senkrecht-FÖrderschnecke 7 nach oben transportiert«,

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für den Rotteprozess vorbereitete, feuchte Mischgut wird über eine Ausfallrinne 8 in einen Rottereaktor 9 eingegeben.

Dieser Rottereaktor 9, vorzugsweise nahtlos aus glas faserverstärktem Polyester hergestellt, geht' aus einem quadratischen Grundriss, bei einem Anzug von ca. 8 C nach oben, in die runde Form über.

Er gleicht somit einem Kühlturm und entwickelt, leer und oben offen, auch den für diese Bauform typischen Saugzugeffekt. Dieser Saugzug- oder Selbstventiliereffekt kommt auch nach der Befüllung des Reaktors 9 mit porösem, lockerem Schüttgut nicht völlig zum Erliegen. Er reicht jedoch nicht aus, um das Rottegut selbsttätig mit Sauerstoff zu versorgen.

In der Regel haben Kühltürme einen runden Grundriss. In diesem lässt sich jedoch ein Walzenrost 10, wie er bei dieser Vorrichtung verwendet wird, nicht oder nur sehr schwer einbauen. Es lag deshalb nahe, auf die an sich ideale Rundbauweiee zu verzichten und einen, den Materialfluae ebenfalls nicht hemmenden, quadratischen Grundriss zu wählen.

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Infolge der nach oben konisch zusammenlaufenden Form des Reaktors 9 liegt das gesamte Material oder Rottegut 13 auf dem, die ganze Grundfläche bedeckenden Walzenrost auf. Es hat somit keine Möglichkeit, im Reaktor 9 eine Brücke zu bilden.

Diese Brückenbildung kann auch während des Umschichtungsoder Entleerungsvorganges nicht auftreten, weil das Material 13 stets in einen nach unten grosser werdenden Querschnitt nachrutscht.

Eines der Hauptziele, nämlich ein verstopfungsfreies Entleeren des Reaktors 9 sicherzustellen, wird mit dieser Bauweise einwandfrei erreicht.

Den Boden des Rottereaktors 9 bildet der Zahnwalzenrost 10, welcher aus parallel nebeneinander angeordneten, mit Zähnen 12 besetzten Walzen 11 besteht. Sie verhindern das Durchrutschen des auf dem Walzenrost 10 liegenden, zu verrottenden Gutes.

Der Zahnwalzenrost 10 dient gleichzeitig als Austragsvorrichtung zur Entleerung des Rottereaktors 9. Zu diesem

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air

Zweck werden die einzelnen Walzen limit ihren aufgesetzten Zähnen 12 gleichzeitig in langsame Drehung versetzt, wobei die Zähne 12 das auf ihnen ruhende Material 13 abgraben und es in den unter dem Walzenrost 10 liegenden MaterialauffanotrLchter 14 einwerfen.

Am unteren Ende des Materialauffangtrichters 14 ist der Doppelwellenmischer 4 angeflanscht, welcher gleichzeitig als Förderaggregat bei der Entleerung des Rottereaktore dient. Der eigentliche Rottereaktor 9 besteht aus einem doppelwandigen Behälter mit einer zwischen den Wänden 15 und 16 liegenden wärmeisolierenden Schicht 17. Der Rottereaktor 9 geht, wie angedeutet, in seiner baulichen Form von einem quadratischen Grundriss 18 (Fig. 2) in einen nach oben konisch zusammenlaufenden, kreisförmigen, runden Querschnitt 19 über. Der Rottereaktor 9 wird mit einem Deckel 20, welcher gleichzeitig als Geruchsabsorber ausgebildet ist, verschlossen. Dieser Deckel 20 weist einen runden, kurzen, zylindrischen Mantel mit flachkonischem Deckel- und Bodenteil (Fig. 5) auf. Deckel- und Bodenteil sind als gelochte Bleche 21 und 22 ausgebildet. Im Deckel ist ein Materialeinlaufatutasen 23 eingebaut.

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Zwischen den gelochten Blechen 21 und 22 des Deckels 20 1st eine poröse, d. h. luftdurchlässige Schaumgummimatte 24 eingelegt, welche, wenn befeuchtet, als Geruchabsorber dient.

Es ist bekannt, dass aerobe Rotteprozesse, besonders in ihrer Anfangsphase, zu starker, unangenehmer Geruchsbildung neigen. Auf die Eliminierung dieser unangenehmen Geruchsemissionen wurde bei diesem Verfahren besonderer Wert gelegt. Es ist deshalb ausgeschlossen, die Abgase, welche in der Hauptsache aus mit Kohlendioxyd und Ammoniak beladenem Wasserdampf bestehen, unbehandelt in die Atmosphäre freizusetzen. Um jedoch die bereits beschriebene Lufttechnik der Rottereaktoranlage nicht zu stören, musste vom Einbau einer konventionellen Abgas-Nasswäsche, mittels geruchsabsorbierenden chemischen Flüssigkeiten verzichtet werden. Ausserdem sind die anfallenden Abluftmengen vergleichsweise zu gering, um den Einsatz einer solchen Waschanlage zu rechtfertigen.

Diese Ueberlegungen führten zur Konstruktion des beschriebenen Absorberdeckels 20. Mit der Pilotanlage durchgeführte Untersuchungen haben ergeben, dass, wenn der Reaktor 9

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mit einem festen Deckel verschlossen wird, sich im Reaktorkopf, hervorgerufen durch die temperaturbedingten Luftbewegungen des aeroben Abbauprozesses, ein Ueberdruck bildet. Wird dieser üeberdruck aufrecht erhalten, kommt der aerobe Zersetzungsprozess bereits nach kurzer Zeit völlig zum Erliegen. Der Grund für dieses Abwürgen des Prozesses, unter den vorgenannten Bedingungen, lässt sich folgendermassen erklären: Das Zusammenwirken des sich unter einem Walzenrost 10 bildenden "Luftkissens" mit seinem geringen Üeberdruck, sowie der sich während des Prozesses im Reaktorkopf bildende Üeberdruck, welcher in diesem Fall als Bremse wirkt, bringen den zur aeroben Zersetzung unbedingt notwendigen Gasaustausch zum Erliegen.

Der Absorberdeckel 20 bedeckt die gesamte Reaktoröffnung mit Ausnahme des Einlaufstutzens 23 für das Rottegut. Die poröse, d. h. luftdurchlässige Schaumgummimatte 24, erfüllt die Aufgaben des Druckausgleichs sowie die des statischen Nasswäschers. Da der Luftwiderstand der Schaumgummimatte 24 auch im durchnässten Zustand bei den gewünschten Bedingungen nur etwa 1 - 2 mm WS beträgt, wird die Abluft nach Erreichung die··· Druck·· im Reaktorkopf in gewünschtem Mass durch die Matte 24 hindurch in· Freie gepresst. Hervorgerufen durch die Temperatür-

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unterschiede - innerhalb des Reaktors 9 wärmer, ausserhalb des Reaktors 9 kühler - kondensiert der in der Abluft enthaltene Wasserdampf in der Schaumgummimatte 24 und versorgt diese ständig mit Kondensat.

Die der freien Atmosphäre zugewandte Seite der Schaumgummi- matte 24 trocknet ständig ab, was ein völliges Verschlieseen der Poren im Schaumgummi verhindert. Es hat sich gezeigt, dass die Feuchtigkeit der Matte 24 durchaus genügt, die durchgepresste Abluft geruchsfrei zu halten.

Es hat sich ferner ergeben, dass die Struktur des zu verrottenden Gutes wesentlich zum Gelingen des Rotteverfahrens beiträgt.

Der Doppelwellenmischer 4, welcher zum Anmischen von trockenem und nassem Frischgut verwendet wird, ist nicht in der Lage, die für die einwandfreie Durchführung des Rotteprozesses notwendige kugelige Struktur herzustellen. Es musste deshalb ein Weg gefunden werden, um das den Doppelwellenmischer 4 als Krümel verlassende Material auf dem Förderweg zur ReaktoreinfUl!öffnung 23 künstlich.

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d.h. mechanisch, kugelähnlich zu formen. Zu diesem Zweck wird die Senkrechtförderschnecke 7, welche in ihrer Förderleistung um ca. 1OO% überdimensioniert ist, eingesetzt.

Drehzahl, Durchmesser und Steigung der Schneckenwindungen bestimmen die Fördermenge der Förderschnecke 7.

Wird nun die senkrecht stehende Förderschnecke 7 bei gleichbleibender Drehzahl, d. h. Fördergeschwindigkeit, nur zu etwa 50% ihrer eigentlichen Förderleistung belastet, wird die Aufenthaltszeit des zu fördernden Produktes in der Förderschnecke 7 entsprechend verlängert.

Wird die Förderschnecke 7 mit krümeligem, feuchtem und damit verformbarem Gut beschickt, beginnt dieses Material auf dem Förderweg nach oben in den Schneckenwindungen zurück zu gleiten bzw. zu rollen.

Das Zusammenwirken des von der Schnecke 7 zu fördernden Materials, sowie die natürliche Tendenz des krümeligen, feuchten Fördergutes in den Schneckenwindungen nach unten zu gleiten bzw. zu rollen, erzeugen die gewünschte kugelige

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Form des zur Verrottung bestimmten Produktes.

Diese "Kugelform" des Rottegutes wird im unteren Teil des Reaktors 9 durch Pressung im Laufe einiger Stunden wieder zerstört. Das Austragen dieses nach der Pressung kleine, etwa fingernagelgrosse Fladen bildenden Rottegutes in den Doppelwellenmischer 4,welcher es auflockert, und der erneute Heg durch die Senkrecht-Förderschnecke 7, stellen die gewünschte Kugelstruktur des Rottegutes wieder her.

Zur Temperaturüberwachung des im Rottereaktor 9 ablaufenden Rotteprozesses sind in vertikalen Abständen über die ganze Höhe des Rottereaktors 9 Temperatursonden 25 eingebaut.

Durch einen Ventilator 26 wird, über eine Umluftleitung 27, verbunden mit einer Luftmischkammer 28, aus dem Rottereaktor 9 und der Atmosphäre ein Gemisch aus Abluft und Frisch·* luft angesaugt und in den unter dem Zahnwalzenrost 10 angeordneten Materialauffangtrichter 14 gefördert.

In der Luftmischkammer 28 ist ein Klappensystem 29 angeordnet, welches das Frischluft-Abluftgemisch regelt. Um ein Entweichen des durch den Ventilator 26 in den Materialauffang-

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trichter 14 geförderten Luftgemisches zu verhindern, sind der Rottereaktor 9,der Materialauffangtrichter 14 und der Doppelwellenmischer 4 miteinander luftdicht verbunden.

Ebenfalls zur Verhinderung von Luftverlusten sind im Materialübergabestutzen 30 der stufenlos regelbaren Förderschnecke 6, im Materialübergabestutzen 31 der stufenlos regelbaren Förderschnecke 3 sowie im MaterialUbernahmestutzen 32 der Senkrechtförderschnecke 7 und in der Ausfallrinne 8 der Senkrechtförderschnecke 7 Verschlussklappen 33 bzw. 34 bzw. 35 bzw. 36 eingebaut.

Nach Abschluss des Rotteprozesses im Rottereaktor 9 wird das verrottete Gut durch den Walzenrost 10 abgegraben und über den Materialauffangtrichter 14 in den Doppelwellenmischer 4 eingebracht, welcher es in die Senkrechtförderschnecke fördert.

Eine Verschlussklappe 37 in einer zweiten Ausfallrinne 38 der Senkrechtförderschnecke 7 , welche während des eigentlichen Rotteprozesses geschlossen bleibt, wird geöffnet und das verrottete Material In eine eehneokenpreeee 39 umgeleitet.

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Während dieses Vorganges bleibt die Verschlussklappe 36 in der Ausfallrinne 8 der Senkrechtförderschnecke 7 geschlossen.

In der Schneckenpresse 39 wird das Material zu Presslingen verpresst, welche dann über einen Materialaufgabestutzen 40, durch eine Verschlussklappe 41 verschliessbar* in einen Trockenturm 42 eingebracht werden.

Der Trockenturm 42 besteht aus einem quadratischen Behälter, in dessen Decke 43 Ventilatoren 44 eingebaut sind.

Innerhalb des Trockenturmes 42 sind luftführende Einbauten in einer Weise angeordnet, die es ermöglicht , dass die durch die Ventilatoren 44 angesaugte Luft den ganzen aus Presslingen bestehenden Inhalt des Trockenturmes 42 weitgehend glelchmässig durchströmt.

Der Ausgang des Trockenturmes 42 wird durch einen Materialausfalltrichter 46 begrenzt, an welchen eine Förderschnecke 47 angeflanscht ist.

Nach Abschluss des Trocknungsprozesses im Trockenturm

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werden zwei, durch lufttechnische Einbauten 45 getrennte Zahnwalzen 48, 4 9 in Betrieb gesetzt, welche die getrockneten Presslinge in den Materialausfalltrichter 46 einbringen, welche Presslinge dann durch die Förderschnecke 47 in einen Brecher 50 gefördert werden. Aus dem Brecher 50 wird das gebrochene Material durch den Luftstrom eines Ventilators 51 abgesaugt, über eine Luftleitung 52 gefördert und in einem Zyklon 53, welcher von einem Staubfilter 54 gefolgt ist, abgeschieden. Dieses Material fällt dann in den Trockengut- oder Vorratsilo 5 .

In den Materialausfalltrichter 46 des Trockenturmes 42 ist zur Regulierung der Trocknungsluftmenge eine Regelklappe 55 und zur Vorwärmung der Trocknungsluft ein ölbefeuerter Heissgaserzeuger 56 eingebaut.

Ein Rottereaktor 9 kann z.B. folgende Dimensionen aufweisen! Grundfläche 2 χ 2 m² (G)

Höhe 3,5 m (H)

Br kann wie folgt betrieben warden ι

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Durchsatz an Luft:

8OO - I¹OOO iu³/h

Uraluftnengesv 30t Ueberdruck im "Kissen" (unter dem Walzenrost 1O>

λ/7 τ lOmnWS

unter dem Deckel 20 : r* + 1 mm WS

Mach dem Fördern in der Förderschnecke 7 weisen die kugeligen Teilchen φ von ca. 3 -f 6 mm auf.

Eine wesentliche Voraussetzung für das einwandfreie Funktionieren einer derartigen Vorrichtung zur Ausführung des Schnellrotteverfahrens ist die Vorentwässerung des Nassgutes (Klärschlamme und Schweinejauche) mittels Zentrifugen, Band- oder Filterpressen etc. Der Einsatz von Vorentwässerungsmaschinen für die Verrottung von HUhnermist oder Rindergülle ist, von wenigen Ausnahmen abgesehen, nicht erforderlich, weil bei dieser Art von Exkrementen der Feststoffgehalt in der Regel bereits 22%, bzw. 12t beträgt.

Da jedoch der Wassergehalt des Naasgutes vor dem Einbringen in den Schnellrotte-Reaktor nicht mehr als 50% betragen sollte, muss in allen Fällen das nasse Ausgangs-

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material mittels einer organischen, möglichst trockenen und saugfähigen Trägersubstanz (arteigener Trockenstoff) solange vermischt werden, bis die gewünschte Feuchte erreicht ist.

Bei der hier beschriebenen Schnellrottevorrichtung wird zur Herabsetzung des Wassergehaltes der verschiedenen Nassgüter ein Verfahren angewendet, bei welchem das nasse Ausgangsprodukt mit arteigenem Trockenstoff soweit angereichert wird, dass ein Gut entsteht, dessen Feuchtegehalt und Struktur eine aerobe Stoffumwandlung erlaubt. Der zur Anhebung des Feststoffgehaltes erforderliche Trockenstoff wird durch Rückführung einer Teilmenge des feuchten Feststoffes unter Zwischenschaltung eines Feuchteentzuges gewonnen. Abgesehen von der zum Anlauf des Prozesses erforderlichen einmaligen Zugabe von fremden Feststoffen (z.B. Torf) ist das Verfahren frei von Zusatzfeststoffen.

Das Schnellrotteverfahren benötigt, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren Kneer oder Schnorr,keine sogenannten Kohlenstoffträger zur Auslösung des aeroben Zeraetzungaprozesses. Dies gilt sowohl für teilstabilisierte oder

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frische Klärschlamme als auch für tierische Exkremente.

Alle weiteren, zu behandelnden Chargen Frischgut werden mit bereits verrottetem und anschliessend getrocknetem, arteigenem Trockenstoff vermischt, um den Wassergehalt des Aufgabegutes auf 50% herabzusetzen.

Die Gemenge aus vorentwässerten Klärschlammen oder tierischen Exkrementen und Trockenstoff erhitzen sich im isolierten Reaktor der Schnellrotte durch die Aktivität aerober Mikroorganismen innerhalb von 1 bis 2 Tagen auf Temperaturen von 70 bis 75°C. Die für eine Abtötung von Salmonellen, Viren und Parasiten erforderlichen Temperaturen werden in diesem Verfahren, besonders durch die Verwendung eines wärmeisolierten Reaktors, mit Sicherheit in dem gesamten behandelten Gut erreicht.

Während des Rotteprozesses können kurzzeitig Temperaturen von über 80 C erreicht werden. Da die Aktivität der thermophilen Rotteorganismen bei 75°C nahezu völlig erlischt, sind höhere Temperaturen sehr wahrscheinlich durch unbekannte chemische Prozesse bedingt. Diese Temperaturen

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sind jedoch unerwünscht, da sie u. a. eine Veraschung des Rottegutes verursachen.

Zur Herabsetzung der Temper -_ ;u.- gerügt ar. sich eine Drosselung der Sauerstoffzo::.;'"« : \-~.f ebar gegebenenfalls eine Reduzierung des Abbögt'= ;~-s K=^Jitkt. Da ein solches System jedoch nur sehr träge wirkt, wurde eine Prozesssteuerung entwickelt, welche in der Lage ist, auf zu hohe Temperaturen schnell und wirksam zu reagieren.

Die beschriebenen Messsonden, welche über die ganze Reaktorhöhe verteilt laufend Temperaturwerte absenden (und ihre Werte laufend einem Temperaturaufzeichnungsgerät übermitteln), sind ebenfalls mit einer temperaturabhängigen Schaltautomatik verbunden.

Wird nun von den Messsonden über mehrere Stunden eine Temperatur von über 75 C an die Schaltautomaten übermittelt, setzt diese automatisch den bereits beschriebenen Umsetzungsvorgang in Betrieb. ,

Dieser Umsetr.un<)svor'jang wird solange aufrecht erhalten, bis die Messsonden das Nachrutschen kühleren Materials anzeigen, ihre Werte dem Schaltgerät übermitteln, welcher dann den Umsetzvorijnnq automatisch unterbricht.

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Auf diese Weise ist es möglich, hohe Temperaturen schnell und wirksam abzusenken, ohne dadurch den aeroben Zersetzungsprozess merklich negativ zu beeinflussen.

Der Rotteprozess im Reaktor wird nach diesem Verfahren nach 4-6 Tagen gewaltsam abgebrochen. Dies bedeutet, dass der Rotteprozess bzw. die Vorrottung des jeweiligen Gutes in keinem Falle abgeschlossen ist.

Anstatt also das Rottegut wieder in den Reaktor zurückzuführen, wird es durch die Senkrechtförderschnecke einer Pelletierpresse zugeführt. In dieser Pelletierpresse wird das heisse, ca. 48% Wasser enthaltende Rottegut zu zylindrischen Gebilden von ca. 25 mm Durchmesser und 80 - 100 mm Länge verpresst. Die Presslinge aus verrottetem Gut fallen direkt aus der Presse in den Trockenturm.

Ist nun der Trockner mit den Presslingen gefüllt, ergeben diese eine lockere, sehr poröse Schüttung.

Nach Beendigung des Füllvorganges wird die Beschickungsöffnung verschlossen und die Ventilatoren in Betrieb gesetzt. Die Ventilatoren saugen grosse Mengen Frischluft durch die poröse Schüttung der Presslinge aus verrottetem Gut, «as eine schnelle Abkühlung der Presslinge zur Folge hat.

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Diese schnelle Abkühlung der Presslinge bewirkt den sofortigen Unterbruch des Rotteprozesses.

Um ein gleichmässiges Durchströmen des gesamten Trocknerinhalts mit Frischluft zu gewährleisten, sind in diesem, wie bereits erwähnt, lufttechnische Einrichtungen eingebaut. Bei diesen Einbauten handelt es sich einerseits um eine bis zur halben Behälterhöhe reichende, umlaufende doppelte Wand, welche mit Luftschlitzen von unterschiedlicher Grosse versehen ist.

Andererseits wird der Trocknungsbehälter ebenfalls bis zur Hälfte seiner Höhe durch eine mit einem steilen Giebeldach vergleichbaren Zwischenwand in zwei gleich grosse Kammern geteilt. Die schrägen Flächen dieser Zwischenwand sind ebenfalls mit Luftschlitzen von unterschiedlicher Grösse versehen. Diese, den Innenraum des Trockners in zwei gleich grosse Kammern teilende Zwischenwand, dient einerseits der Luftverteilung und bildet andererseits, bezogen auf die senkrechten Aussenwände des Trockners, pro Kammer je einen Trichter. Beide auf diese Weise gebildeten Trichter sind an ihrem Ausgang durch je

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eine, eventuell zwei, Zahnwalzen, welche in ihrer Ausbildung mit denen des Walzenrostes unter dem Reaktor identisch sind, verschlossen. Diese Zahnwalzen, welche ebenfalls durch Ölhydraulische Kolben angetrieben werden, dienen zum Austragen der getrockneten Presslinge aus dem Trocknungsbehälter.

Der zur Trocknung der Presslinge zur Verfügung stehende Zeitraum richtet sich nach der Rottezeit im Reaktor. Da die Rottezeit in der Regel 6 Tage beträgt und das verrottete Material am siebten Tage zu Presslingen verpresst und in den Trockner eingebracht wird, kann auch der Trocknungsprozess auf 6 Tage ausgedehnt werden.

Bei durchschnittlichen Lufttemperaturen von ca. 10 - 12°C und trockener Witterung reicht dieser Zeitraum aus, um den Wassergehalt der Presslinge mit reiner Frischluft, d.h. ohne Zusatz von Wärmeenergie, von ca. 48% auf ca. 18% zu reduzieren.

Bei jahreszeitlich bedingter hoher Luftfeuchtigkeit oder lang anhaltenden Regenperioden muss die zur Trocknung verwendete Frischluft leicht vorgewärmt werden.

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Dies geschieht durch das ölbefeuerte Heissluftaggregat, dessen Einschaltzeit und Dauer von der relativen Luftfeuchtigkeit gesteuert wird. Die nach Abschluss des Trocknungsvorganges durch die Zahnwalzen aus dem Trockner geförderten Aggregate werden durch einen an der Unterseite des Trockners angeflanschten Trichter aufgefangen.

Den Abtransport der getrockneten Presslinge aus dem Sammeltrichter besorgt eine, am Ausgang des Sammeltrichters angeflanschte Transportschnecke, welche die getrockneten Presslinge einer Zahnwalzenmühle zuführt. Die zur Trocknung nötige Frischluft wird über an diesen Sanuneltrichter angebaute Regelklappe in den Trockner eingesaugt.

Das vorstehend beschriebene Heissluftaggregat ist ebenfalls an diesem Sammeltrichter angeflanscht, so dass dieser gleichzeitig die Funktion einer Mischkammer für Heissgase und Frischluft erfüllt.

Der auf diese Weise gewonnene Trockenstoff ist biologisch

nicht stabil.Erneut mit Wasser gestättigt und der Atmosphäre

ausgesetzt geht das Material unmittelbar wieder in den Rotteprozess über.

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Die Ausnützung dieser grundsätzlichen Erkenntnis, erlaubt es, bei der Durchführung dieses Rotteverfahrens auf Kohlenstoffträger sowie andere Trägerstoffe zur Herabsetzung des Hassergehaltes im vorentwässerten Gut zu verzichten.

In der vorstehend beschriebenen Zahnwalzenmühle werden die getrockneten Presslinge zu einem krümeligen Gut vermählen und pneumatisch in den bereits erwähnten Vorratsbehälter für Trockengut gefördert. Ein Teilstrom des getrockneten Gutes, wie ebenfalls bereits beschrieben, wirdals Mischgut dem Prozess wieder zugeführt. Der Ueberschuss an getrocknetem Gut kann der Landwirtschaft als Dünger zugeführt werden.

Da ein Stickstoffverlust die Qualität des verrotteten Gutes als Dünger für die Landwirtschaft stark reduziert, werden bei diesem Verfahren geeignete Mittel eingesetzt, um den Wasserdampf weitgehend zu kondensieren, ohne dabei die Abfuhr des sich während des Prozesses bildenden Kohlenoxyds zu beeinträchtigen.

Ausserdem hat sich gezeigt, dass die Mikroorganismen, welche die aerobe Zersetzung im Rottereaktorbewirken, sich sowohl

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im mesophilen (bis ca. 50 C) als auch im thermophilen Bereich (über 50 C) bei steigender Temperatur und gleichbleibender Feuchtigkeit am schnellsten vermehren und so die Zersetzung des zu verrottenden Gutes wesentlich beschleunigen.

Während der biologischen Behandlung können dabei mit zunehmender Temperatur StickstoffVerluste bis zu 30%, überwiegend in Form abgasenden Ammoniaks, auftreten.

Da einerseits die hohe Temperatur jedoch zur Hygienisierung des Rottegutes erreicht und auch gehalten werden muss, andererseits aber der Stickstoffverlust hauptsächlich durch das Abziehen des beim Rotteprozess entstehenden Wasserdampfes hervorgerufen wird, musste ein Weg gefunden werden, den Dampf weitgehend zu kondensieren.

Ausserdem wird durch das Abgasen bzw. Abdampfen des Ammoniaks ein unangenehm starker Geruch erzeugt, welcher ebenfalls nicht tolerierbar ist. Um einerseits Umweltbelastungen durch Geruchsemissionen beim Rotteprozess zu verhindern sowie andererseits eine möglichst weitgehende Kondensation des Abdampfes zu erreichen,wurde, wie eingehend erläutert, bei dem hier beschriebenen Verfahren der Deckel des Reaktors als Absorber konstruiert.

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Da das Freibord im Reaktorkopf ca. 0,50 m beträgt und die poröse Matte einen minimalen Widerstand aufweist, herrscht unter dem Absorberdeckel ein geringfügiger Ueberdruck (a/ 1 mm WS) , welcher auch durch das nachstehend beschriebene Umluftsystem nicht gestört wird. Dieser leichte Ueberdruck genügt, um die überschüssige Luft durch die Matte hindurch ins Freie zu pressen.

Das von der Innenseite des Deckels in den Reaktor zurücklaufende Wasser, welches nun den Hauptanteil des ammoniakalen Stickstoffes in gelöster Form enthält, tropft immer wieder in die poröse Schüttung des Rottegutes zurück.

Wegen der nach oben konisch zulaufenden Form des Reaktors besteht keine Gefahr, dass die Wassertropfen den Wänden des Reaktors entlang nach unten laufen. Die Tropfen fallen zwangsläufig in das Rottegut zurück. Auf diese Weise wird auf dem Haufwerk des Rottegutes ein Wasserfilm erzeugt, welcher sich ständig erneuert und durch seine Kühlwirkung ebenfalls eine übermässige Dampfentwicklung verhindert.

Da der Rotteprozess weitgehend von einem genügend hohen Angebot an verwertbarem Sauerstoff abhängig ist, wurde bei diesem System ein Verfahren gewählt, das ein ununter-

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brochenes und während des ganzen Prozesses andauerndes Ueberangebot an Sauerstoff garantiert.

Zu diesem Zweck wird über eine Luftleitung mit einem eingebauten Ventilator das stark erwärmte Luftwasserdampf gemisch aus dem Reaktorkopf gemeinsam mit frischer Aussenluft über ein durch Verstellklappen reguliertes Bypasssystem angesaugt und in den Materialausfalltrichter des Reaktors gedrückt.

Rottereaktor, Materialauffangtrichter und Doppelwellenmischer sowie alle anderen zum System gehörenden Fördermittel sind unter- und gegeneinander luftdicht verbunden bzw. mit Dichtklappen verschlossen.

Das warme, durch den Ventilator in den Materialausfalltrichter gepresste Luftgemisch erzeugt in diesem einen Ueberdruck von ca. 7 - 10 mm WS. Der geringe Druck des auf diese Weise unter dem Reaktor bzw. dem Rottegut erzeugten "Luftkissens" reicht selbstverständlich nicht aus, um die Luft, und damit den Sauerstoff, in das Rottegut einzupressen .

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Das "Luftkissen" hat lediglich die Aufgabe, dem Reaktor bzw. dem darin stattfindenden aeroben Rotteprozess, Sauerstoff in ausreichender Menge ununterbrochen anzubieten.

In dem in seiner Formgebung mit einem Kühlturm oder Kamin vergleichbaren Rottereaktor wird der - diese Bauweise kennzeichnende - Selbstventilier- bzw. Naturzugeffekt erzeugt und für die Durchführung des Schnellrotteprozesses ausgenützt.

Diese Eigengesetzlichkeit der natürlichen Luftbewegung kann selbstverständlich nur im leeren, d.h. nicht mit Rottegut beschickten Reaktor voll wirksam werden. Der Selbstventiliereffekt nimmt mit zunehmender Materialaufschüttung ab/ kommt jedoch nicht völlig zunErliegen.

Wie bereits erwähnt, wird das zu verrottende Nassgut vor Aufgabe in den Reaktor mit arteigenem Trockenstoff solange vermischt, bis ein lockeres, granulatartiges Produkt von max. 50% Wassergehalt entstanden ist. Da das Raumgewicht dieses Mischgutes nur ca. 650 kg/m beträgt, entsteht beim Einbringen des Materials in den Reaktor eine poröse, lockere und luftdurchlässige Schüttung.

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Mit einsetzendem und fortschreitendem Rotteprozess beginnt die Temperatur im Rottereaktor zu steigen und erreicht nach 16 - 24 Stunden in den mittleren 2/4 der Reaktorhöhe Temperaturen zwischen 72 und 78 C.

Durch den sanften Lieberdruck einerseits, welcher dem Rotteprozess warme, sauerstoffreiche Luft anbietet sowie durch die vom fortschreitenden Rotteprozess hervorgerufenen Temperaturschichtungen (s. Fig. 4: 1/4 kühler, 2/4 wärmer, 1/4 kühler) andererseits, wird der durch die Formgebung des Reaktors bedingte Selbstventiliereffekt wieder wirksam.

Der Sog, den die Selbstventilierung erzeugt sowie die natürliche Steigeigenschaft der warmen Luft, welche das Luftkissen unter dem Reaktor bildet, bewirken gemeinsam den erwünschten Luftaustausch und somit das Einbringen des zur Rottung nötigen Sauerstoffes in ausreichender Menge. Ausgedehnte Versuche im volltechnischen Massstab haben gezeigt, dass die Sauerstoffausnützung der den Reaktor durchströmenden Luft, bzw. die Sauerstoffabgabe an dem Rotteprozess verhältnismässig gering ist. Sie beträgt in der Regel 2,5 - 2,7%.

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Dagegen ist der Luftbedarf pro m Rottegut mit ca. 120 m /h relativ hoch. Dies bedeutet, dass die über das Bypass-System in den Materialauffangtrichter gesaugte Luft nur mit soviel Frischluft versetzt werden muss, dass der Sauerstoffgehalt des Luftkissens die Abgabe der maximal möglichen Sauerstoffmenge an Rottegut sicherstellt.

Ein wesentliches Element zur Steuerung des Rotteprozesses ist die Temperaturkontrolle mittels der Thermoelemente. Die ideale Rottetemperatur in der Hochtemperaturzone des Reaktors liegt um 74 C, bei welcher - wie bereits vorstehend erwähnt - nach einigen Stunden die sich im Rottegut befindlichen Parasiten , etc. eliminiert werden. Ein weiteres Ansteigenlassen der Temperatur ist deshalb nicht erforderlich und auch nicht erwünscht.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, die Temperaturkontrolle und das Antriebsaggregat des Walzenrostes sowie die Antriebe des am Ausgang des Materialauffangtrichters angeflanschten Doppelwellenmischers und der an diesem angebauten Senkrechtförderschnecke durch ein Impulssteuerungsgerät so zu verbinden, dass eine temperaturgesteuerte Materialumschichtung

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erreicht wird. Zeigt die Temperaturkontrolle im Hochtemperaturbereich des Reaktors über einige Stunden 74 C an, übermittelt die Temperaturkontrolle ihren Messwert an das Steuergerät, welches seinerseits Walzenrost, Doppelwellenmischer und Senkrechtförderschnecke in Betrieb setzt. Durch die Inbetriebsetzung dieser Aggregate wird das Rottegut solange von unten nach oben umgeschichtet, bis das heisse Material die Hochtemperaturzone verlassen hat und durch Nachrutschen kälteren Materials in den Hochtemperaturbereich des Reaktors, angezeigt durch die Temperaturkontrolle, der Umschichtungsvorgang abgeschlossen ist. Vor dem Anlaufen des Umschichtungsvorganges werden die Dichtklappen, welche die einzelnen Förderaggregate gegeneinander luftdicht verschliessen, automatisch geöffnet und der das Luftkissen erzeugende Ventilator abgestellt. Nach Abschluss des Umschichtprozesses wird der ursprüngliche Betriebszustand automatisch wieder hergestellt.

Der Vorgang der Materialumschichtung ist eines der wesentlichsten Merkmale der beschriebenen Rottevorrichtung. Durch die bereits geschilderte Form des Rottereaktors liegt die gesamte Schüttung des sich darin befindlichen Rottegutes auf dem

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den Reaktorboden bildenden Walzenrost. Diese parallel nebeneinander mit einem Achsabstand von ca.3CX) mm angeordneten Walzen sind in ihrer ganzen Länge mit je 4 Reihen aus Flacheisen bestehenden Zähnen besetzt. Auf den Rohrumfang der Walze bezogen ist jede Reihe Zähne um 90° versetzt.

Die Walzen werden so angeordnet, dass jeweils ein Zahn der ersten Walze zwischen zwei Zähne der zweiten Walze zu liegen kommt. Der Abstand der einzelnen Zähne untereinander beträgt ca. 50 mm, so dass bei einer Materialstärke des einzelnen Zahnes von ca. 12 mm, beim fertig montierten Walzenrost der Abstand von Zahn zu Zahn ca. 19 mm beträgt. Durch das vorerwähnte Ineinandergreifen der einzelnen Zähne ist das Durchrutschen des auf dem Walzenrost liegenden Rottegutes in jeder Ruhestellung der Walzen praktisch ausgeschlossen. Der Antrieb des Walzenrostes erfogt durch Zahnräder von Walze zu Walze.

Eine der Walzen wird mit einem zusätzlichen Klinkenrad und dazugehörendem Klinkenmechanismus ausgerüstet und durch einen ölhydraulischen Kolben angetrieben.

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Werden nun die Walzen des Walzenrostes im Laufe des Rotteprozesses in langsame Drehung versetzt, tragen die aufgesetzten Zähne das auf ihnen ruhende Material ab und werfen es in den Materialauffangtrichter.

Aus dem Trichter rutscht das Rottegut in den darunter angeflanschten Doppelwellenmischer, welcher das Material unter gleichzeitiger Auflockerung und ständigem Mischen in die Senkrechtförderschnecke befördert. Durch die Senkrechtförderschnecke wird das Rottegut nach oben getragen und wieder in den Reaktor eingeworfen. In der nur teilweise beaufschlagten Senkrechtförderschnecke wird das Rottegut, hervorgerufen durch Rotation der Förderschnecke und das natürliche Bestreben des Materials durch die Schneckenwindungen nach unten zu rutschen, zu kleinen, feuchten Kugeln verformt. Diese kleinen Kugeln, bzw. kugeligen Gebilde, welche sich auf diese Art während des Fördervorganges automatisch bilden, gewährleisten eine lose, poröse Aufschüttung des Rottegutes im Reaktor.

Selbstverständlich konnte auch hier die zerstörende Pressung auf das im Reaktor aufgeschüttete Gut, trotz mechanisch erzeugter Verbesserung der Stabilität der Krümelaggregate,

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ab einer gewissen Bauhöhe nicht verhindert werden. Das Zusammenwirken von Reaktor-Formgebung und Austragsmechanismus, ermöglicht es, den gesamten Reaktorinhalt jederzeit ganz oder auch teilweise verstopfungsfrei umzusetzen, wobei das Wort "Umsetzen" nicht mit einer Umwälzung, was ein Rühren des Materials bedeuten würde, zu vergleichen ist.

"Umsetzen", im Sinne dieses Verfahrens , bedeutet: Das im Reaktor aufgeschichtete, zu verrottende , krümelige Gut wird auf seiner ganzen Auflage- oder Grundfläche gleichzeitig und gleichmässig abgegraben, mechanisch aufgelockert und strukturerhaltend wieder in den Reaktor zurück gefördert.

Es heisst dies, dass das Material Schicht für Schicht nach unten ausgetragen und in gleicher Schichtung nach oben wieder eingeworfen wird. Es kommt bei diesem Vorgang zwar zu einer Dürchmischung der einzelnen Schichten, jedoch keinesfalls zu einer Durchmischung des ganzen Reaktorinhaltes. Mit diesem Umschichtungsvorgang werden zwei, für das einwandfreie Funktionieren des Verfahrens unbedingt notwendigen Ziele erreicht.

Da bei ruhender Schüttung die Pressung im unteren Drittel

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des Reaktors zunehmend höher wird, nimmt der Anteil der gasführenden Poren, welche zur Sauerstoffaufnähme unbedingt erforderlich sind, ungefähr proportional mit zunehmender Höhe ab.

Da dieser Umschichtungsvorgang täglich einmal oder sogar mehrere Male durchgeführt wird, ist die Porosität des Rottegutes im Reaktor jederzeit voll gewährleistet.

Dabei wird die Häufigkeit dieses Vorgangs so abgestimmt/ dass die ruhenden Zeiten nicht ausreichen, die Pressung so hoch werden zu lassen, dass sich die gasführenden Poren völlig verschliessen können.

Die mechanische Auflockerung des Rottegutes nach dem Abgraben findet unter atmosphärischen Bedingungen statt. Das Gut ist mithin während des Auflockerungs-Prozesses der Frischluft ausgesetzt und wird so vor Wiedereinbringung in den Reaktor mit Frischluft bzw. Sauerstoff angereichert. Diese "Sättigung" reicht jedoch nicht aus, um den eigentlichen Abbauprozess in Gang zu halten.

Durch die nach oben konisch zulaufende Form des Rotte-

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reaktors, bei gleichzeitig quadratischem Grundriss, welcher in seiner ganzen Fläche vom Walzenrost erfasst wird, wird das auf dem Walzenrost ruhende Material gleichmässig abgetragen. Eine Brückenbildung im Reaktor ist dadurch ausgeschlossen.

Die vorstehend beschriebenen Förderaggregate, wie Doppelwellenmischer und Senkrechtförderschnecke, werden ausser zur Umschichtung des Rottegutes während der Prozesszeit auch zur Aufbereitung und Beschickung des Reaktors mit frischem, zur Verrottung bestimmtem Mischgut eingesetzt. Zur Beschickung des Reaktors wird ebenfalls der das "Luftkissen" erzeugende Ventilator ausgeschaltet und sämtliche, die Fördereinrichtungen untereinander verschliessenden Dichtklappen automatisch geöffnet.

Anschliessend wird mittels einer stufenlos regulierbaren Förderschnecke aus einem Vorratsbehälter bereits verrotteter, arteigener Trockenstoff in dem Doppelwellenmischer eindosiert.

Gleichzeitig wird ebenfalls über eine mengenregulierbare Förderschnecke vorentwässertes zur Verrottung bestimmtes

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ε*

Nassgut dem Doppelwellenmischer zugeführt.

Im Doppelwellenmischer werden beide Güter unter ständigem intensivem Mischen der Senkrechtförderschnecke zugeführt* welche das Material auf die bereits vorstehend beschriebene Weise in den Rottereaktor einbringt. Da im Zeitpunkt des Befüllens des Rottereaktors mit neuem zu verrottendem Gut dieser bereits zu 2/3 entleert ist, befindet sich im Reaktor nur wenig Material. Um nun eine schnelle Rottereaktion im frischen, zu verrottenden Gut zu erreichen, wird das im Reaktor zurückgehaltene ca. 50 - 60 C warme rottende Material als Impfmasse verwendet.

Diese bedeutet, dass dieses zur Animpfung des frischen Produktes bestimmte Material während des Mischvorganges ebenfalls mengendosiert dem Doppelwellenmischer zugeführt werden muss. Dies geschieht, indem während des Mischvorganges der Walzenrost des Rottereaktors in langsame Drehung versetzt wird, wobei das auf ihm ruhende Material in der vorstehend beschriebenen Art und Weise durch den Materialausfalltrichter in den Doppelwellenmischer befördert wird, welcher dann das Impf- und Prischgut auf dem Wege zur Senkrechtförderschnecke ebenfalls intensiv miteinander vermischt.

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Das hier beschriebene Verfahren sowie vor allen Dingen die beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des Rotteprozesses unterscheiden sich in wesentlichen Punkten von den bis heute bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Durchführung dieser unterschiedlichen Verfahren.

Diese grundsätzlichen Neuerungen betreffen sowohl das Verfahrens zur Schnellverrottung von vorentwässerten Klärschlammen sowie tierischen Exkrementen, als auch die zur Durchführung des Verfahrens entwickelten maschinellen Einrichtungen. Obwohl bei den vorstehend beschriebenen maschinellen Einrichtungen an sich bekannte Aggregate verwendet werden, ist deren Kombination zur Durchführung des Schnellrotteverfahrens sowie der mit ihnen zu erreichende Zweck grundsätzlich neu.

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Claims

A 16 741/2 Peter Widmer Mooswiesatrasse 3 8122 Pfäffhausen / Schweiz Ansprüche

1. Verfahren zum aeroben Verrotten organischer Peststoffe, dadurch gekennzeichnet, daß man das zu verrottende Material mit trockenerem Material mischt, um dem zu behandelnden Gemisch höchstens eine obere Grenze der Feuchtigkeit zu geben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß man das Msterialgemisch auftürmt und es während der Behandlung schichtweise unten am Materialturm wegnimmt und dieses Material als Deckschüit wieder auf den Materialturm auftürmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Beimischen getrockneten, z.B. artgleichen Materials eine Mischung zum Verrotten herstellt, deren Feuchtigkeitsgehalt höchstens 5OjC, bezogen auf die Gesamtsubstanz, beträgt.

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ORIGINAL INSPECTED

A 16 741/2 O -Jf-

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß man das Material in einem vorzugsweise isolierten Rotteturm (9) behandelt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die örtliche Temperatur im Material (13) stellenweise in 1 bis 2 Tagen bis auf 70 bis 75⁰C steigert.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Erreichung einer Temperatur von über 75 C und Halten dieser Temperatur während mindestens einer Stunde die schichtweise Um setzung des aufgetürmten Materials beginnt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man unter dem Materialturm ein unter äußerem Überdruck stehendes, sauer stoff haltiges Gas, insbesondere Luft, einführt, wobei dieser Überdruck der höchste im und um den Materialturm herrschende, statische Gasdruck ist, welcher z.B. 7 ./. 10 mm WS beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Materialturm ein geringerer Überdruck, z.B. 1 mm WS, aufrechterhalten wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialturm nach oben verjüngt gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Beschickung«- material (13) für den Materialturm (9) kugelartig formt.

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A 16 741/2 _o

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch erstellt, welches mit einem Raumgewicht von 600 bis 700 Kp/nr zum Materialturmaufbau verwendet.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in den beiden mittleren Viertelhöhen des Materialturmes die Rottetemperatur in 16 bis 24 Stunden auf über 70, z.B. auf 72 bis 78⁰C, ansteigen läßt.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks Temperaturregelung im Material dieses umschichtet.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Luftzufuhr zum Rottematerial zwecks Regelung der Temperatur regelt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das gerottete Material zu z.B. kurzstabförmigen Preßlingen preßt und diese trocknet.

16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß man die Preßlinge im Haufwerk trocknet, z.B. in einem Trockenturm.

17· Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Preßlinge mit ggf. vorgewärmter Frischluft ungefähr während der Dauer eines Rotteprozesses trocknet, vorzugsweise bis auf einen Wassergehalt von um die 205t, speziell unter 2OfC.

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A 16 741/2 /. -^T-

18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man während ungefähr 6 Tagen trocknet.

19· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Rotteprozesses die relative Luftfeuchtigkeit im Materialtunn mindestens annähernd konstant hält.

20. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen sich nach oben verengenden Rotteturm (9)·

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Mischstation (4) zum Mischen von zu rottendem Material (2) mit gerottetem, trockenerem Material (5)·

22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfläche für das zu rottende Material (13) als Walzenrost (10) ausgebildet ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischstation einen Schneckenmischer

(4) aufweist, der unter dem Walzenrost (10) hindurchgeführt ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23t dadurch gekennzeichnet, daß der Schneckenmischer (4) mit einem vorzugsweise ungefähr vertikal fördernden Schneckenförderer (7) wirkverbunden ist.

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A 16 741/2 C

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalschneckenförderer (7) für die Beschickung des Rotteturmes (9) und eines Trockners (42), z.B. eines Trockenturmes, dient.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotteturm (9) auf seine Höhe verteilte Temperaturmeßstellen (25) aufweist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abdeckung des Rotteturmes (9) ein gasdurchlässiger wasserdampfkondensierender Deckel (20), vorzugsweise mit einem porösen, offenporigen Schaumgummieinsatz (24), vorgesehen ist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotteturm (9) unten einen quadratischen oder rechteckigen und oben einen kreisrunden oder ovalen Querschnitt aufweist (Fig. 2).

29· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenturm (42), z.B. an der Decke, mit Ventilatoren (44) mit oder ohne Luftheizregistern, ausgerüstet ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 29, gekennzeichnet durch eine dem Trockenturm (42) vorgeschaltete Presse (39) zum Pressen des gerotteten Materials, z.B. in Kurzstäbchen.

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A 16 741/2 /

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der vorzugsweise quaderförmige Trockenturm (42) mit Einbauten (45) versehen ist, welche Luft einführschlitze aufweisen.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten (45) einen mittigen pyramidenförmigen Einsatz umfassen, dessen Oberfläche mit Luftschlitzen versehen ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten geschlitzte Bleche aufweisen, welche auf dem Innenmantel des Turmes (42) angeordnet sind.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 331 dadurch gekennzeichnet, daß der Trockenturm (42) unter seinem Boden einen Portsatz (46) aufweist, in den ein Lufterhitzer (56) mündet.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 31 bis 34» dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten eine oder mehrere z.B. rechteckige Entladungsschlitze festlegen, in welchen je mindestens eine Walze (48, 49), Z.B. eine Stachelwalze, die als Austragsorgan dient, angeordnet ist.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 35» dadurch gekennzeichnet, daß dem Trockenturm (42) eine Mühle (50) nachgeschaltet ist, deren Ausgang in eine Förderanlage (51, 52), vorzugsweise eine pneumatische» mündet.

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A 16 741/2 -τ

37. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 22 bis 36» gekennzeichnet durch ein Umluftgebläse (26), das in den Raum (14) unter den Walzenrost (10) des Rotteturmes (9) fördert.

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