DE2857119C1

DE2857119C1 - Vertikaler zylindrischer Kompostierbehaelter

Info

Publication number: DE2857119C1
Application number: DE2857119A
Authority: DE
Inventors: Itoh Kanichi; Kodaira Tokio/Tokyo Masanori; Hirayama Yoshio
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1977-10-08
Filing date: 1978-10-09
Publication date: 1985-08-01
Also published as: BR7808746A; EP0008601B1; JPS5454877A; EP0008601A4; GB2035988A; SG45185G; US4358540A; JPS5715072B2; GB2035988B; SE423624B; WO1979000216A1; SE7904974L; HK5086A; EP0008601A1

Description

Die Erfindung betrifft einen vertikalen zylindrischen Kompostierbehälter mit einer Vielzahl von mit Öffnungen versehenen Horizontalböden, bei dem jeder Horizontalboden mit mindestens einem Satz von Bewegungseinheiten ausgestattet und die Horizontalböden und Bewegungseinheiten derart gelagert sind, daß sie relativ zueinander um die Mittelachse des Behälters drehbar sind. Der Kompostierbehälter ist brauchbar zur Umwandlung organischer Materialien in städtischem Abfall, wie beispielsweise Küchenabfälle, in Kompost.

Es gibt bereits verschiedene Möglichkeiten der Behandlung von städtischem Abfall. Im Hinblick auf die Tatsache, daß die Verwendung von Abfall zur Auffüllung von Land oder aber die Verbrennung von Abfall sekundäre Probleme hervorruft, werden seit kurzem praktikable Verfahren zur Behandlung von städtischem Abfall angewandt, die das Abfallvolumen reduzieren oder den Abfall zur erneuten Verwendung als eine Resource zur Verfügung stellen. Insbesondere das Verfahren zur Aufteilung des städtischen Abfalls zur Wiederverwendungg hat sich mehr und mehr ausgebreitet. Der durch Teilungsverfahren heraussortierte Küchenabfall, oder bereits von Anfang als Küchenabfall gesammelte Abfall kann in wirkungsvoller Weise in Kompost umgewandelt werden. Offensichtlich kann die Verarbeitungskapazität einer Kompostiervorrichtung pro Einheitsflä- ehe erforderlich für den Einbau der Vorrichtung dadurch höher gemacht werden, daß man die Haufenhöhe des Materials erhöht.

Wenn jedoch im praktischen Betrieb der aus dem Material bestehende Haufen zu hoch ist, so wird das Material nach unten in eine Masse gedruckt, in der die Luftpermeabilität vermindert ist, wodurch sich eine Verzögerung der aerobischen Fermentation darinnen ergibt. Diese Tendenz tritt in signifikanter Weise bei einem Material mit relativ hohem Wassergehalt, wie beispielsweise Küchenabfall, organischem Schlamm und dgl. auf.

In der DE-OS 24 26 285, der DE-AS 20 53 610, sowie der US-PS 21 78 818 sind mehrstufige Kompostiervorrichtungen beschrieben, welche eine Vielzahl von mit öffnungen versehenen Horizonlalböden aufweisen, bei denen jeder Horizontalboden mit mindestens einem Satz von Bewegungseinheiten ausgestattet und die Horizontalböden und die Bewegungseinheiten derart gelagert sind, daß sie relativ zueinander um die Mittelachse des Behälters drehbar sind.

Bei diesen bekannten Kompostiervorrichtungen fällt das Material aufeinanderfolgend zum darunterliegenden Boden. Hierdurch wird im Vergleich zur Einstufen-Kompostiervorrichtung die Höhe des Kompostmaterials auf jedem Boden verringert, und es können demgemäß einige der oben erwähnten Nachteile eliminiert und die Verarbeitungskapazität der Vorrichtungen erhöht werden.

Bei den konventionellen mehrere Stufen aufweisenden vertikalen zylindrischen Kompostiervorrichtungen wird das Material durch einen um eine zylindrische Welle in Verbindung mit einer gewissen Bewegung rotierenden Rechen bewegt, was Nachteile insoferne hat, als eine substantielle Bewegung des Materials nicht ausgeführt wird und relativ viel Leistung erforderlich ist, um den Rechen mit einem großen Radius zu verdrehen, während die Scherwirkung des Materials zwischen dem Rechen und dem Boden austritt. Ein weiterer Nachteil des Material-Rechenvorgangs auf dem Boden besteht darin, daß die Tendenz besteht, das Material in dichte Masse zusammenzubringen, was eine nichtausreichende Bewegung insbesondere bei Material mit hohem Wassergehalt zur Folge hat, wodurch die Fermentation des Materials verzögert wird. Infolgedessen ist es bei der konventionellen Kompostvorrichtung unmöglich, die Höhe des Materials in jeder Stufe zu vergrößern und einen durch den Rechen erzeugten Bewegungseffekt zu erwarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vertikalen zylindrischen Kompostierbehälter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 zur Verfügung zu stellen, bei dem die Nachteile der konventionellen Kompostiervorrichtungen vermieden werden, d. h. die erforderliche Leistungsmenge wird vermindert, die Packungsbildung und Massenbildung des Materials wird verhindert und eine effiziente Kompostierung von Material mit einem hohen Wassergehalt wird ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Kompostierbehälter der obigen Art, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Bewegungseinheiten umlaufende Schlagvorrichtungen aufweisen.

In den Zeichnungen bedeutet:

F i g. 1 ist ein Vertikalschnitt eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

F i g. 2 ist ein Schnitt längs Linie H-II der Fig. 1;

F i g. 3 ist eine Abwicklung eines Schnittes längs des Kreises III der Fig.2;

F i g. 4 ist eine Darstellung des Betriebs der Schlagvorrichtungen;

F i g. 5 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Schlagvorrichtungen einer Abwandlung des erwähnten Ausführungsbeispiels, wobei zwei Stufen von Bewegungseinheiten vorgesehen sind;

F i g. 6 ist ein Vertikalschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

F i g. 7 ist ein Schnitt längs Linie VII-VII der F i g. 6;

Fig.8 ist ein Schnitt in Richtung des Pfeils VIII der Fig.6;

F i g. 9 ist eine Ansicht, die die Arbeitsweise der Schlagvorrichtungen des Ausführungsbeispiels der F i g. 6 darstellt.

Die Erfindung sei nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Die Fi g. 1 bis 4 zeigen eine mehrstufige Kompostier-

vorrichtung die folgendes aufweist: Eine Reihe von horizontalen Böden 3, von denen jeder eine Kompost-Durchfallöffnung 2 besitzt, einen vertikalen zylindrischen Tank 1 innerhalb von dem eine Vielzahl der horizontalen Böden 3 befestigt ist, um eine entsprechende Anzahl von Stufen vorzusehen, eine Drehbewegungswelle 8, oberhalb jedes Horizontalbodens 3 und parallel dazu, Schlagvorrichtungen 7, die um die Bewegungswelle 8 revolvieren, und eine Vertikaldrehhauptwelle 6 zur Halterung der Bewegungswellen 8 und zur Drehung um die Achse des vertikalen zylindrischen Tanks 1. Innerhalb des vertikalen horizontalen Tanks 1 ist eine Reihe von horizontalen Böden 3 befestigt. Die durch die oberen und unteren Lager 4 und 4' getragene vertikale Hauptdrehwelle 6 ist längs der Mittelachse des vertikalen zylindrischen Tanks 1 vorgesehen und wird durch eine Antriebsvorrichtung 5 verdreht. Eine Vielzahl von Schlagvorrichtungen 7 ist an jeder der sich horizontal verdrehenden Bewegungswellen 8 in Längsrichtung entsprechend den Horizontalachsen (a), (b) ... (h) jeweils oberhalb der Horizontalböden 3 befestigt. Die Bewegungswellen 8 hängen an der Hauptwelle 6 und werden durch Lager 10 und 10' einstückig damit getragen, um eine Bewegungseinheit 9 über jedem der Horizontalböden 3 zu bilden. Eine Vielzahl von Bewegungseinheiten 3 kann in Radialanordnung für jede Stufe der Horizontalböden 3 verwendet werden.

Die Bewegungswellen 8 verlaufen nicht exakt radial, sondern »im wesentlichen radial« bezüglich der Hauptwelle 6, weil die Bewegungswellen 8, wie in F i g. 2 gezeigt, daran mit einem geringen Ausmaß an Exzentrizität E befestigt sind. Die Achsen der Bewegungswellen 8 sind, gesehen in der in F i g. 2 gezeigten Projektionsebene, außer Phase angeordnet und im wesentlichen mit dem gleichen Phasenabstand derart, daß die Bewegungswellen 8 in Richtung des Pfeiles A (entgegen dem Uhrzeigersinn) durch die Drehung der Hauptwelle 6 verdreht werden.

Die Kompostdurchfallöffnung 2 in jeder Stufe der Horizontalböden 3 ist dazu vorgesehen, daß der Kompost aufeinanderfolgend zur nächst niedrigeren Stufe auf die Böden 3 fallen kann. Die Kompost-Fallöffnungen 2 sind gesehen in der Projektionsebene außer Phase, wie dies in den F i g. 2 und 3 gezeigt ist, und zwar in der gleichen Weise wie dies für die Bewegungswellenachsen gilt, so daß dann, wenn man die Vorschubrichtung angedeutet durch Pfeil A der Bewegungseinheit 9 als positiv bezeichnet, die Kompostfallöffnungen 2 der aufeinanderfolgenden niedrigeren Horizontalböden 3 in positiver Richtung bezüglich der Kompostfallöffnungen 2 der aufeinanderfolgenden oberen Horizontalböden 3 angeordnet sind. Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Phase (Versetzung) der Bewegungswelle 8 die gleiche ist wie die Phase der Kompostdurchfallöffnungen 2, werden die Bewegungswellen 8 gleichzeitig in die jeweiligen Positionen oberhalb der Kompostdurchfallöffnungen 2 gebracht, wie dies in F i g. 2 und 3 gezeigt ist.

Die Bewegungswellen 8 sind mit einem Antriebsmotor 14 verbunden und werden durch diesen angetrieben, um die Schlagvorrichtungen durch Kegelräder 11 und 12 und eine Antriebswelle 13 zum Umlaufen (Revolvieren) zu bringen. Die Antriebswelle 13 wird konzentrisch mit der Hauptwelle 6 durch Lager 15,15' und 15" getragen.

Mit Bezugszeichen 16 ist ein Materialladeloch bezeichnet, 17 ist eine Kompost-Abgabeschraube und 18 ist ein Gebläse zum Liefern von Luft durch das Innere jedes Bodens 3 zu einer Vielzahl von in der Oberseite jeder der Horizontalböden 3 vorgesehenen Luftlöcher 19.

Die Betriebseffekte des beschriebenen Ausführungsbeispiels seien nunmehr erläutert. Wenn die Hauptwelle 6 in Richtung des Pfeils A durch die Hauptwellenantriebsvorrichtung 5 verdreht wird und gleichzeitig die Mittelwelle der Drehbewegungseinheit 9 in der Richtung des Pfeils B durch den Motor 14 verdreht wird, so wird das Material 20 für den Kompost auf jedem der

ίο Horizontalböden 3 durch die Schlagvorrichtungen 7 aufgekratzt und zurück auf die in F i g. 4 gezeigten Pfade D geschickt, um einen hinreichenden Bewegungseffekt zu erhalten, und ferner erfolgt die Bewegung in Richtung von Pfeil C entgegengesetzt zur Richtung des Pfeils A. Auf diese Weise wird das durch das Materialladeloch 16 gelieferte Kompostmaterial 20 allmählich auf jedem Horizontalbogen 3 bewegt, bis es durch die Fallöffnung 2 auf die unteren Böden 3 aufeinanderfolgend fällt und schließlich aus dem zylindrischen Tank 1 heraus durch die Entladeschraube 17 angegeben wird. Diese Arbeitsweise ist schematisch in der abgewickelten Zeichnung der F i g. 3 gezeigt, wo das durch das Loch auf den obersten Boden 3 gelieferte Material 20 auf dem durch die gestrichelte Linie gezeigten Pfad in Richtung des Pfeiles Cum den Boden herum bewegt wird, bis das Material durch die Fallöffnung 2 auf den nächst niedrigeren Boden 3 fällt, wo aufeinanderfolgend die gleiche Arbeitsweise wiederholt wird, bis das Material schließlich die Abgabeschraube 17 erreicht.

Demgemäß wird selbst in einem Fall, wo sich das Kompostmaterial so hoch aufstapelt oder für eine so lange Zeitperiode aufstapelt, daß es ein Hineinpacken in eine luftundurchlässige Masse hervorruft, wie es häufig bei einen hohen Wasserprozentsatz enthaltendem Material geschieht, das Material durch die Spitzen der Schlagvorrichtungen 7 aufgekratzt und in kleine Klumpen zerlegt wird, die beträchtlich vergrößerte Oberflächen besitzen, so daß eine hinreichende Belüftung durch die nach oben gerichtete Luftströmung von den Luftlöehern 19 während des Flugs in der Luft erfolgt wobei sodann eine Haufenbildung auf dem Boden sehr langsam und locker mit dem Ergebnis eintritt, daß eine außerordentlich zufriedenstellende aerobische (bakterielle) Fermentation ausgeführt werden kann. Die Eindringtiefe der Schlagvorrichtungen zum Aufkratzen des Kompostmaterials 20, d. h. die Klumpengröße des aufgekratzten Kompostmaterials 20, kann willkürlich verändert werden, und zwar durch geeignete Auswahl der Drehgeschwindigkeit der Schlagvorrichtungsmittelwel-Ie 8 bezüglich der Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle 6. Da ferner das Kompostmaterial 20 durch die umlaufenden Schlagvorrichtungen 7 entfernt wird, wird der Drehwiderstand der Hauptwelle 6 in signifikanter Weise reduziert, was eine beträchtliche Verminderung der erforderlichen Leistung bedeutet, verglichen mit der konventionellen Vorrichtung mit einem Rechen.

Eine Vielzahl von Bewegungseinheiten 9 und 9' kann für jede Stufe der Böden, wie in F i g. 5 gezeigt, vorgesehen sein, um die Höhe des haufenbildenden Kompostmaterials auf jeder Bodenstufe zu vergrößern. Der durch diese Anwandlung erreichte Betriebseffekt ähnelt dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die F i g. 6 bis 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kompostiervorrichtung mit einem vertikalen zylindrischen Tank 21, mehrstufigen Horizontalböden 23 drehbar um die Achse des zylindrischen Tanks 21 und jeweils mit einer Kompost-Fallöffnung 22, und ferner mit Schlagvorrichtungen 27,

vorgesehen auf horizontalen Drehbewegungswellen 28, jeweils oberhalb horizontaler Böden 23, wobei die Wellen auf dem vertikalen zylindrischen Tank 21 drehbar gelagert sind, und zwar umlaufend um ihre Achsen, die stationär bezüglich der Erde sind.

In der Mitte des vertikalen zylindrischen Tanks 21 ist eine Hauptwelle 26 vorgesehen, die durch obere und untere Lager 24 und 24' am vertikalen zylindrischen Tank 21 getragen ist und durch eine Hauptantriebsvorrichtung 25 verdreht wird. Eine Vielzahl von Horizon- ίο talböden 23 ist an der Hauptwelle 26 befestigt. Die Oberseite jedes der Horizontalböden 23 ist mit Luftlöchern 29 ausgestattet, durch die Luft durch ein Gebläse 18 geliefert wird, und zwar durch einen Luftdurchlaß (nicht gezeigt) in einer Drehkupplung 35 und in der Mitte der Hauptwelle 16. Die Kompost-Fallöffnungen 22 sind in den Horizontalböden 23 an Positionen außer Phase um einen mit gleichem Abstand angeordneten Abstand (Phase) aufeinanderfolgend von Stufe zu Stufe angeordnet, wie dies beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Oberhalb jedes der Horizontalböden 23 befindet sich eine Drehbewegungseinheit 36 aus einer Horizontalbewegungswelle 28 und Schlagvorrichtungen 27. Die Bewegungswelle 28 der Tabelle Einheit wird durch ein Lager 30 am zylindrischen Tank

21 getragen und durch einen Motor 34 durch Kettenräder 31 und 32 sowie eine gemäß Fig.8 angeordnete Kette 33 verdreht. In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 26 ein Materialladeloch, und 27 bezeichnet eine Kompostabgabeschraube.

Wenn im Betrieb die Hauptwelle 26 durch die Hauptwellenantriebsvorrichtung 25 in der Richtung eines Pfeils A' verdreht wird, und gleichzeitig die Bewegungswellen 28 der Bewegungseinheit 39 durch den Motor 34 in der Richtung eines Pfeils B' verdreht werden, so wird das sich auf jedem der Horizontalböden 23 aufstapelnde Kompostmaterial 20 durch die Schlagvorrichtungen 27 wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel aufgekratzt und zurück in den Pfad D gemäß F i g. 9 geschickt und in Richtung des Pfeils A' bewegt, nämlich in der Richtung eines Pfeils C um den Horizontalboden 23 herum, bis das Material durch die Kompost-Fallöffnung

22 auf die niedrigeren Böden 3 aufeinanderfolgend fällt und schließlich aus dem zylindrischen Tank 21 durch die Kompost-Abgabeschraube 27 abgegeben wird. Die durch diese Arbeitsweise erzeugten Wirkungen sind die gleichen, wie dies für das obige Ausführungsbeispiel ausgeführt wurde.

Die Ergebnisse von experimentellen Versuchen mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung seien nunmehr beschrieben.

Das in Versuchen verwendete Material war städtischer Müll mit den in Tabelle 1 angegebenen Komponenten:

Zylindertank:

Innendurchmesser
Höhe

6 m
7,5 m

Anzahl der Stufen: 4

Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle:

15 min pro Umdrehung
Drehzahl der Antriebswelle:

140 Umdrehungen/min
Menge der Blasluft:

0,2 m³/min.

Jeden Tag wurden 500 kg des Materials mit den Komponenten gemäß Tabelle 1 in drei Chargen aufgeteilt und in die Vorrichtung mit den oben angegebenen Abmessungen eingegeben. Für jede Charge wurde die Vorrichtung für eine Zeitperiode betrieben, die erforderlich war, um eine Umdrehung der Hauptwelle auszuführen. Die Tiefe jeder Charge aufgehäuft auf dem Boden betrug annähernd 600 mm. Der Versuchsbetrieb wurde für eine Zeitperiode von 14 Tagen mit den in Tabelle 2 angegebenen Ergebnissen ausgeführt:

Eingegebenes Material

Gesamtgewicht	6,9 t
Gesamtvolumen	15,6 m³
scheinbares spezifisches Gewicht	0,44 t/m³
Wassergehalt	54,5%
Abgegebenes Material
Gesamtgewicht	4,5 t
Gesamtvolumen	7,9 m³
scheinbares spezifisches Gewicht	0,57 t/m³
Wassergehalt	52,2%
Änderungsmengen
verlorenes Gewicht	2,4 t
Verhältnis der Gewichtsreduktion	65%
Verhältnis der Volumenreduktion	51%
Gewichtsreduktion (Trockenbasis)	68%

Tabelle 1 (Trockenbasis %)

Küchenabfall

Papier

Glas

Metall

Kunststoffe

Andere

33,0

43,9

10,8

0,6

7,0

4,7

Eine Vorrichtung entsprechend der Bauart gemäß Fig. 1 wurde verwendet. Die Abmessungen der verwendeten Vorrichtung bei den Testversuchen waren die folgenden:

Beim Versuchsbetrieb fiel die Temperatur des Malerials während der Bewegung um 10 bis 15° C, wobei aber die Temperatur des Materials auf die gleiche Temperatur wie die vor der Bewegung in annähernd 5 h zurückkehrte. Die höchste während des Versuchsbetriebs gemessene Temperatur des Materials erreichte 77° C.

Bei der Kompostierung von städtischem Abfall mit den Komponenten gemäß Tabelle 1 müssen natürlich diejenigen Komponenten die für Kompost nicht geeignet sind, wie beispielsweise Metall, Glas und dgl., vom Material für die Kompostierung getrennt werden.

Die oben erwähnten Abmessungen der Vorrichtung und die Betriebsbedingungen bei dem Versuchsbetrieb, wie beispielsweise die Zahl der Drehungen, die Zeitperiode des Betriebs, das Betriebsintervall und dgl. sollen nur zur Veranschaulichung dienen und können entsprechend speziellen Anforderungen geändert werden.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung oben unter Bezugnahme auf die Kompostierung von Stadtabfall, wie beispielsweise Küchenabfall, beschrieben wurde, so soll dies doch nicht eine Beschränkung auf die zu behandelnde Materialart bedeuten. In der Tal kann die erfindungsgemäße Vorrichtung für jedwedes organisches Material, das zum Kompostieren geeignet ist, verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Kompostiervorrichtung sieht somit einen vertikalen mehrstufigen zylindrischen Tank vor, der eine Vielzahl von horizontalen Böden umschließt, die mit Fallöffnungen ausgestattet sind, um das Hindurchfallen von Kompostmaterial aufeinanderfolgend von einem Boden zum Boden darunter zu gestatten, wobei jeder der Horizontalböden mit mindestens einem Satz von Bewegungseinheiten ausgestattet ist, die umlaufende Schlagvorrichtungen aufweisen, wobei ferner jede der Bewegungseinheiten und jeder der Horizontalböden derart gehaltert sind, daß sie sich bezüglich einander um die Mittelachse des zylindrischen Tankes verdrehen. Demgemäß sieht die Erfindung eine verbesserte Kompostiervorrichtung mit signifikanten Vorteilen insoferne vor, als die Behandlungskapazität pro Einheitsinstallationsfläche der Vorrichtung beträchtlich vergrößert werden kann, die erforderliche Leistung kann vermindert werden und das Zusammenpacken und die Verdichtung des Materials kann verhindert werden, wodurch sich eine hinreichende Bewegung ergibt und eine effiziente Kompostierung des Materials selbst mit hohem Wassergehalt möglich wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

25

30

35

40

45

50

55

60

65

- Leerseite -

Claims

Patentansprüche:

1. Vertikaler zylindrischer Kompostierbehälter mit einer Vielzahl von mit Öffnungen versehenen Horizontalböden, bei dem jeder Horizontalboden mit mindestens einem Satz von Bewegungseinheiten ausgestattet, und die Horizontalböden und die Bewegungseinheiten derart gelagert sind, daß sie relativ zueinander um die Mittelachse des Behälters drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungseinheiten umlaufende Schlagvorrichtungen aufweisen.

2. Kompostierbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Bewegungseinheiten mit einer Vielzahl von Schlagvorrichtungen ausgestattet ist, die an einer Drehhorizontalwelle drehbar gelagert befestigt sind, wobei die Schlagvorrichtungen in Längsrichtung entlang der Horizontalwelle verteilt sind.