DE3024813C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompostieren von auf ein kompostierfähiges C/N- Verhältnis gebrachten Gutes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-AS 24 23 744 ist es bekannt, Klärschlamm unter Zu­ satz von Kohlenstoffträgern in einem Vorrottesilo zu mischen und zu belüften, sodann nach einer Verweilzeit von 24 Stunden in die oberste Stufe eines mehrstufigen Rottesilos zu fördern, um das Rottegut dort zwischen 12 bis 24 Stunden mit auf +26°C vorgewärmter Luft zu belüften. Das derart behandelte Rottegut wird dann in eine zweite Silostufe überführt und dort wiederum mit auf +26°C vorgewärmter Luft belüftet. Dieser Vorgang wie­ derholt sich in einer dritten, vierten und fünften Silostufe, worauf 80% des Rottegutes unter Zusatz von je 25 kg Kalkstick­ stoff auf einen Kubikmeter Rottegut über das Vorrottesilo in einen Nachrottesilo oder einen Belüftungscontainer zur 8- bis 10tägigen Nachbelüftung mit Frischluft gefördert werden. Die verbleibenden 20% des Rottegutes werden im Vorrottesilo mit neu zuzuführendem Klärschlamm und einer wiederum vorbestimm­ ten Menge eines Kohlenstoffträgers zusammengeführt und ver­ mischt.

Auf diese Weise soll der Klärschlamm in mehreren aufeinander­ folgenden Verfahrensschritten vollständig verrottet und hy­ gienisiert und nachgereift werden, so daß das Endprodukt land­ wirtschaftlich voll nutzbar ist. Da die Behandlungsdauer in den einzelnen Stufen jeweils 24 Stunden beträgt, soll ein kon­ tinuierlicher Durchsatz möglich sein.

Da eine Schwerkraft- und Druckluftförderung von in einem rot­ tefähigen Zustand versetzten Klärschlamm, wie die Erfahrung gezeigt hat, nicht möglich ist, sind bei einem solchen mehr­ stufigen Verfahren jeder Stufe mechanische Fördermittel, wie beispielsweise Förderschnecken, zuzuordnen, durch die das Rot­ tegut ständig umgewälzt wird. Der ständige mechanische Eingriff verhindert aber den Aufbau einer effektiven Biologie innerhalb des Rottegutes und zerstört die sich bildenden Myzelfäden, so daß trotz hohen apparativen Aufwandes ein vollständiges Verrot­ ten des Rottegutes unmöglich wird. Auch ist die vorgeschlagene Intervallbelüftung des Verrottesilos in Verbindung mit einem Rührwerk einem guten Rottestart hinderlich. Durch die Inter­ vallbelüftung werden nur wenigen Arten der am Rottevorgang normalerweise beteiligten Bakterien und Mikroorganismen für deren Vermehrung geeignete Lebensbedingungen angeboten, was in den nachfolgenden Rottestufen infolge der vorgeschlagenen Luft­ führung nicht mehr änderbar ist. Schließlich erfordert die un­ terschiedliche Belüftung einer jeden Rottestufe ebenfalls einen hohen apparativen und personellen Aufwand für die Durchführung.

Um als Endprodukt eines großtechnisch durchzuführenden Rotte­ vorganges ein hygienisch einwandfreies, biologisch aktives, wertvolles Humusmaterial zu gewinnen, sollten möglichst allen in dem Rottegut vorhandenen Mikroorganismen und Bakterien op­ timale Lebensverhältnisse geboten werden, damit diese sich ex­ plosionsartig vermehren können und so durch ihre Stoffwechsel­ vorgänge den Abbau und die Umsetzung der organischen Abfälle in Humus in kürzerer Zeit als in der Natur geschehend durchfüh­ ren. Ein solches Rotteverfahren ist beispielsweise in der DE-AS 22 53 009 beschrieben. Dort wird bei genauer Einhaltung der den Rotteprozeß beeinflussenden im wesentlichen durch die Luftzufuhr gesteuerten Parameter innerhalb der in einem Belüf­ tungsreaktor befindlichen Materialsäule eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung und daraus folgend eine unter­ schiedliche Verteilung spezifischer Bakterien erreicht, was zu einer differenzierten, für den Rotteprozeß optimalen aeroben und anaeroben Bakterientätigkeit führt.

Bei einem solchen Rotteverfahren durchläuft das Rottegut den Belüftungsreaktor in einem Zeitraum von etwa 14 bis 20 Tagen, wobei die Verweildauer im wesentlichen durch den gewünschten Reifegrad des als Endprodukt anfallenden Kompostes bestimmt ist. Wird die Rottezeit verkürzt, fällt ein unreifer Kompost an, der dann vorzugsweise in Form einer Miete nachreifen muß. Eine solche Nachreifung erfordert besondere Flächen und ist infolge der atmosphärischen Einwirkungen völlig ungesteuert. Auch kommt es vor, daß infolge unvermeidbaren Gewinnstrebens noch unreifer Kompost in den Handel gelangt, da der zu Mieten aufgeschüttete Kompost äußerlich bereits das Aussehen und den Geruch frischer Walderde aufweist. Schließlich geht bei einer Nachreife in der Miete wertvoller Stickstoff verloren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Kompostie­ ren von Kompostgut aus organischen Abfällen und/oder Klärschlamm zu optimieren unter Awendung zweier Verfahrensstufen, um je­ weils in Abhängigkeit des Reifegrads optimal biologische Ver­ hältnisse für die bei der Umsetzung des Rottegutes in Kompost tätigen Bakterien und Mikroorganismen zu schaffen.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nach der Erfindung wird nunmehr in zwei Verfahrensstufen kompo­ stiert, wobei in der ersten Verfahrensstufe anaerob und aerob und in der zweiten Verfahrensstufe nur aerob kompostiert wird. Hierzu wird das Rottegut in einen ersten Behälter von oben eingebracht und von der Sohle her derart ausgetragen, daß jedes Partikel der aus Rottegut bestehenden Materialsäule den ersten Behälter innerhalb von 7 bis 14 Tagen durchläuft, daß die Materialsäu­ le im Gegenstrom von unten her derart kontinuierlich belüf­ tet wird, daß innerhalb der Materialsäule sich eine unter­ schiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung mit einer aero­ ben und/oder anaeroben spezifischen Bakterien-Verteilung aus­ bildet, und daß das in einen zweiten Behälter im Ausmaß des Austrages überführte, nunmehr biologisch aktive Rottegut die­ sen Behälter innerhalb von 14 bis 20 Tagen durchwandert und während dieser Zeit in Intervallen derart dieskontinuierlich belüftet wird, daß in der dort befindlichen Materialsäule aus­ schließlich aerobe Abbauvorgänge stattfinden.

Das in einer bewährten Verfahrensstufe gerottete Rot­ tegut wird also einer zweiten, von der Atmosphäre abgeschlossenen zwei­ ten Verfahrensstufe zugeführt, in der den in dieser Verfahrens­ stufe allein tätigen Aerobiern ebenfalls optimale Lebensver­ hältnisse geboten werden. Jeder Verfahrensstufe ist somit ei­ ne unterschiedliche Biologie zugeordnet, nämlich in der er­ sten Verfahrensstufe eine differenzierte Schichtung von anaero­ ben und aeroben Bakterien und Mikroorganismen, und in der zwei­ ten Stufe eine vollständig aerobe Reifung des Rottegutes, wobei in der ersten Stufe eine kontinuierliche Gegenstrombelüftung und in der zweiten Stufe eine Intervallbelüftung angewendet wird. Durch die Intervallbelüftung können eventuell bei der Belüftung innerhalb der Materialsäule sich bildenden Luftkanä­ le zusetzen, die durch die Luftzuführung beeinträchtigten Mi­ kroorganismen können sich in der Belüftungspause wieder erholen und ungehindert tätig werden. Bei der Überführung des Rottegutes von der ersten zur zweiten Stufe ist es auf einfache Art und Weise möglich, das Rottegut mit veredelnden organischen und/oder anorganischen Zuschlägen zu vermengen. Auch kann feingemahlene Asche oder Sand vor der zweiten Stufe zugeführt werden, um dem Reifkom­ post eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepaßte Einstel­ lung zu geben, wie dies vom Erwerbsgartenbau gewünscht wird. Da nunmehr die Nachrotte in einem allseits geschlossenen Be­ hälter durchgeführt wird, entstehen keinerlei Stickstoffver­ luste bei der Reifung des die erste Stufe verlassenden Kom­ postes, alle Stickstoffanteile werden in Nitratstickstoff überführt. Schließlich läßt sich der Abbau des Kohlenstoff­ anteils im Rottegut genauer als bisher in der zweiten Stufe steuern. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden also nicht nur Flächen zur Aufschüttung von Mieten und Arbeitskräfte ge­ spart, sondern auch ein besseres Produkt erzielt. Der am En­ de der zweiten Verfahrensstufe anfallende Reifkompost kann direkt verpackt und der Verwertung zugeführt werden. Schließ­ lich ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, aus organischen Abfällen und geeigneten Zuschlägen in einem ge­ schlossenen Verfahren Futtermittel zu erzeugen, ohne daß Um­ weltbelastungen durch stinkende oder verschmutzte Abluft eintreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer mehr oder minder schematischen Darstellung einer Anlage zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert.

Auf einem im Erdboden gegründeten Fundament 10 sind ein er­ ster im Querschnitt kreisförmiger Behälter I und ein zweiter ebenfalls im Querschnitt kreisförmiger Behälter II aufrecht­ stehend angeordnet, deren Wandungen wärmeisoliert sind und je­ weils oben eine nicht näher dargestellte zentrische Einlaßöff­ nung 11 sowie an der Sohle je eine zentrische Auslaßöffnung 12 aufweist. Mit den Einlaßöffnungen 11 sind jeweils lediglich schematisch dargestellte, motorgetriebene Zufuhr-Vorrichtun­ gen ET 1 und ET 2 verbunden, während den Auslaßöffnungen 12 jeweils motorgetriebene Austragvorrichtungen AT 1 und AT 2 zu­ geordnet sind. Mit der Sohle eines jeden Behälters I und II ist je eine Luftzuführungsvorrichtung LZ ₁ und LZ ₂ verbunden, die über je ein jeweils von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Druckgebläse 18 bzw. 19 mit der Atmosphäre ent­ nommener Frischluft gespeist werden. Die von den Druckgeblä­ sen angesaugte Frischluft wird über nicht näher dargestellte Belüftungsrohre 20 in die Behälter I und II gefördert, um dort in noch zu beschreibender Weise die in den Behältern be­ findlichen Materialhaufwerke HW ₁ bzw. HW ₂ zu durchströmen. Über Sauggebläse 21 und 22 wird jeweils oberhalb der durch die Materialhaufwerke gebildeten Materialsäulen ein Unterdruck er­ zeugt, so daß das am oberen Ende der zugeordneten Materialsäu­ le jeweils austretende Luft-Gasgemisch abgesaugt und über je ein Filter 23 gereinigt in die Atmosphäre überführt wird. In die Abluftleitungen sind jeweils CO₂-Meßeinrichtungen 24 bzw. 25 eingeschaltet. In Abhängigkeit beispielsweise des CO₂-Gehaltes in der Abluft und eines vorgegebenen Sollwertes wird für den Behälter I über einen nicht dargestellten Regler, der die Antriebsmotoren der Gebläse 18 und 19 beeinflußt, der Luftdurchsatz durch das Materialhaufwerk HW ₁ in noch zu be­ schreibender Weise gesteuert. Die Steuerung des Luftdurchsat­ zes durch den Behälter II erfolgt mit Hilfe eines nicht näh­ er dargestellten, an sich bekannten Schaltwerkes SW, durch das die Betreibsdauer des Druckgebläses 19 sowie die Betriebs­ dauer des Sauggebläses 22 in noch zu beschreibender Weise be­ stimmt wird.

Jeder der Behälter I und II ist mit einem Unterdruckventil 26 bzw. 27 versehen, das das Behälterinnere mit der Atmosphäre verbindet, sobald im Behälter ein vorbestimmter Unterdruck überschritten wird.

Die Austragsöffnung 12 des Behälters I ist über eine Förder­ vorrichtung TF mit der Zufuhrvorrichtung ET 2 für die Eintrags­ öffnung 11 des Behälters II verbunden. Der Austragsöffnung 12 des Behälters II ist eine Abfüllvorrichtung AF zugeordnet, die mit einer Zubringvorrichtung 30 für den Reifkompost aufnehmen­ de Säcke 27 in nicht näher dargestellter Weise zusammenwirkt.

Der Zufuhrvorrichtung ET ₁ werden über eine geeignete Förderein­ richtung 31 die zu verrottenden organischen Abfälle und über eine Fördereinrichtung 32 die zur Einstellung eines rottefähi­ gen C/N-Verhältnisses notwendigen Zuschläge und Kohlenstoff­ träger wie z. B. Sägemehl zugeführt. Der Zuführvorrichtung ET₂ können über eine Fördereinrichtung 33 das Rottegut veredeln­ de organische und/oder anorganische Zuschläge zugeführt werden. Diese Zuschläge werden mit dem aus dem Behälter I entnommenen, fast volltändig verrotteten Gut innig vermischt, ehe sie über die Zufuhrvorrichtung ET ₂ dem Behälter II zugeführt werden, um dort am Reifungsprozeß teilzunehmen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:

Das auf ein rottefähiges C/N-Verhältnis eingestellte Rottegut wird (in Form der Materialsäule HW ₁) mit Hilfe der Zuführvor­ richtung ET ₁ in den Behälter I eingebracht und mit Hilfe der Austragsvorrichtung AF ausgetragen, so daß das Rottegut durch den Behälter I in Richtung der Pfeile 40 von oben nach unten geführt und gleichzeitig durch die Luftzuführungsvorrichtung LZ ₁ in Richtung der Pfeile 42, also im Gegenstrom, belüftet wird. Die Belüftung ist so dosiert, daß innerhalb der im Behäl­ ter I befindlichen Materialsäule eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung und damit eine unterschiedliche Ver­ teilung spezifischer, am Rottevorgang beteiligter Bakterien und Mikroorganismen erreicht wird, was zu einer differenzier­ ten, für den Rotteprozeß optimalen aeroben und anaeroben Bak­ terientätigkeit führt. Der Luftdurchsatz beträgt hierbei etwa pro Stunde 1 bis 2,5mal den Behälterinhalt. Die Zuführung von Rottegut und der Austrag von verrottetem Gut ist so eingestellt, daß jedes Materialpartikel in dem Haufwerk etwa 7 bis 14 Tage benötigt, um den Behälter I zu durchlaufen. Ein solches Ver­ fahren ist zum Beispiel in der DE-AS 25 41 070 beschrieben und dargestellt.

Das über die Austragvorrichtung AT ₁ ausgetragene verrottete Gut, ein sogenannter Frischkompost, wird im Ausmaße des Aus­ trages über die Fördervorrichtung TF und die Zuführvorrich­ tung ET ₁ dem Behälter II zugeführt, so daß in diesem eben­ falls ein Materialhaufwerk HW ₂ entsteht. Dieses Haufwerk be­ steht vollständig aus biologisch aktivem Rottegut. Die Aus­ tragvorrichtung AT ₂ des Behälters II ist nun so gesteuert, daß jedes Partikel im Haufwerk den Behälter II in einer Zeit von etwa 14 bis 20 Tagen durchwandert. Der Durchsatz des Be­ hälters II und sein Volumeninhalt sind also auf den Durch­ satz des Behälters I und sein Volumeninhalt abgestellt. Wäh­ rend dieser Zeit erfolgt eine Intervall-Belüftung unter Ver­ mittlung des Druck- und/oder Sauggebläses 19 und 22, und zwar in der Weise, daß etwa ein Luftvolumen des ein- bis zweifachen Rauminhaltes des Behälters in ¹ /₄- bis ³/₄stündigen Interval­ len durch den Behälter gedrückt wird, die von ein- bis fünf­ minütigen Pausen unterbrochen sind. Sowohl die Intervalldauer als auch die Intervallpause ist einstellbar mit Hilfe des er­ wähnten, nicht näher dargestellten Schaltwerkes SW. Die In­ tervalleinstellung erfolgt durch Auswertung insbesonders der CO₂-Messung der Abluft aus dem Behälter II, sowie durch Mes­ sung der Feuchtigkeit des aus dem Behälter II ausgetragenen Reifkompostes. Der ausgetragene Reifkompost kann nunmehr di­ rekt, also unmittelbar anschließend an den Austrag aus dem Behälter II, in Säcke 27 abgefüllt, also verpackt werden.

Ferner ist selbstverständlich möglich, beim Erreichen uner­ wünschter Trockenheit des Rottegutes Feuchtigkeit insbeson­ dere dem Behälter I zuzuführen. Die Zuführung von Feuchtig­ keit ist in der genannten DE-AS 25 41 070 ebenfalls beschrie­ ben. In der Regel soll aber Feuchtigkeit abgeführt werden, was insbesondere durch die gewählte Intervallbelüftung im Be­ hälter II zwangsläufig erfolgt.

Durch die beschriebene Aufteilung der Verrottung organischer Abfälle in einen gesteuerten Rottevorgang und in einen ge­ steuerten Reifungsvorgang können optimale Rotteverhältnisse auf kleinstem Raum großtechnisch erzielt werden, die zu ei­ ner wesentlichen Verbesserung des Endproduktes führen. Es ist auch möglich, die Verweildauer des Rottegutes in den ein­ zelnen Behältern so einzustellen, daß im Behälter I nur eine teilweise Verrottung und im Behälter II die vollständige Ver­ rottung und Reifung erfolgt. Auch hierbei wird die beschrie­ bene Luftführung beibehalten, so daß im Behälter I sowohl an­ aerobe als auch aerobe Abbauvorgänge stattfinden, während im Behälter II nur aerobe Abbauvorgänge stattfinden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Zuführung von geeigneten Zuschlägen zwischen beiden Verfahrensstufen, so daß eine Ver­ edelung des Reifkompostes erzielbar ist oder aber eine Fut­ termittelherstellung aus Kompost und nach Zuführung geeigne­ ter Zuschläge und deren Vergärung mit dem Kompost in einen fortlaufenden Verfahrensvorgang aus organischen Abfällen oh­ ne weiteres möglich wird.

Claims (5)

1. Verfahren zum Kompostieren von auf ein kompostierfähiges C/N-Verhältnis gebrachten Gutes aus organischen Abfällen und/oder Klärschlamm in zwei unmittelbar aneinander an­ schließenden Verfahrensstufen, die in zwei separaten Be­ hältern durchgeführt werden, dadurch gekennzeich­ net, daß man in der ersten Verfahrensstufe kontinuier­ lich im Gegenstrom und in der zweiten Verfahrensstufe dis­ kontinuierlich in steuerbaren Intervallen belüftet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß man in der ersten Verfahrensstufe anaerob oder aerob und in der zweiten Verfahrensstufe nur aerob kompo­ stiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gut den ersten Behälter innerhalb von 7 bis 14 Tagen von oben nach unten und den zweiten Be­ hälter innerhalb von 14 bis 20 Tagen durchwandert.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man in beiden Verfahrensstufen mit Über- und/oder Unterdruck belüftet.

5. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4 zur Herstel­ lung von Futtermitteln aus organischen Abfällen mit oder ohne Zuschläge, die gegebenenfalls dem Gut vor der zweiten Verfahrensstufe zugemischt werden.