DE3210655C2 - Vorrichtung zum Zuführen und Vermischen von Material - Google Patents

Vorrichtung zum Zuführen und Vermischen von Material

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Materialzuführung von unten her zu einem Haufen sowie mit der Durchmischung des Materials im Haufen, insbesondere für die Schnellkompostierung von schnell verwesbarem Stadtmüll. Zur Erzielung eines guten Kompostes kann mit Hilfe eines an einer Transporteinrichtung (3) fest angeordneten Zentralrohres (1), eines drehbaren Außenrohres (7) sowie einer inneren Förderschnecke (8), eines Flügelverteilers (9) und einer äußeren Förderschnecke (10) das zentral zugeführte Material zunächst nach unten, dann nach außen und darauf durch die äußere Förderschnecke aufwärts gefördert und dabei - ggf. unter Erhaltung einer oberen Isolierschicht - mit dem Material des Haufens (11) vermischt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine Materialzuführung in den unteren Bereich eines Haufens sowie zum Vermischen des sich anhäufendem Materials,
to insbesondere zur Schnellkompostierung von festem, verwesbarem, städtischem Müll.
Es ist bekannt, daß unteren besonderen physikalischchemischen Bedingungen fester Müll organisch verfällt, indem er durch aerobe und thcrmophile Mikroorganis-
• j men intensiv umgewandelt wird, die in verhältnismäßig kurzer Zeit die zellularen Makrokomplexe der organischen, tierischen sowie pflanzlichen Substanzen, die im Müll enthalten sind, zerstören und gleichzeitig die Vernichtung pathogener Keime und verseuchter Samen herbeiführen. Das durch diese Umwandlung erhaltene Drodiikt Ist in hygienisch/sanitärer Hinsicht voükon
men unschädlich und sein Einsatz als Düngemittel in der Landwirtschaft hat sich als sehr nutzbringend erwiesen. Es handelt sich hierbei um ein Kompostierungsverfahren, das zur Bewältigung von festem, städtischem Müll angewendet wird.
Auch wenn sidl das Verfahren hauptsächlich auf der Grundlage einer biologischen und chemisch-physiologischen spontanen Umwandlung abwickelt, sind die Ausführungsformen für eine dafür benutzte Anlage sehr unterschiedlich, und zwar sowohl im Hinblick auf die Beschaffenheit, die Zerkleinerungstechnik, die Homogenisierung, die Reinigung und die Auslese als auch auf die Impfung der Bakterien- und Pilzfamilien, die Bclüftung und Sauerstoffanreicherung usw. der umzuwandelnden Massen. Hieraus ergeben sich unterschiedliche Durchführungsverfahren, mehr oder weniger lange Durchführungszeiten sowie beachtenswerte qualitative Unterschiede im Endprodukt, al^-j im Kompost.
In neuerer Zeit sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen entwickelt worden, die dazu dienen sollen, die Kompostierung auch auf Schlammüberreste zu erweitern, die bei Reinigungsarbeiten von Kloakegewässern anfallen, die zweckmäßig eingedickt und dem organische verwesbaren Müll beigefügt werden.
Die Verfahren und Vorrichtungen für die Durchführung der Kompostierung müssen genauen Anforderungen entsprechen und einige Grundbedingungen erfüllen:
A. Was die Ausbildung des Verfahrens sowie die dazu verwendete Vorrichtung anbelangt, so müssen folgende Bedingungen erfüllt werden:
— Vermeidung einer Verbreitung von schlechten und giftigen Gerüchen;
— es muß verhindert werden, daß sich in der umzuwandelnden Masse asphyktischc Zonen bilden, in denen unvci mcidbar anaerobe CÜiriingcn mit der Bildung von übelriechenden Re-
ho duktionsprodukten (Ammoniak und Merkap-
tan) entstehen, die unter anderem einen unerwünschten Sticksloffverlust verursachen;
— Garantie von Liiftungsbedingungcn der Masse, wodurch acmb-therniophilc Umwandlun-
h'j gen ausgelöst und begünstigt werden können,
wobei diese Umwandlungen eine Art von katalytischer Verbrennung durch Mikroorganismen darstellt, vergleichbar bei einem spürba-
ren Temperaturanstieg der ganzen Masse; dabei werden für mehrere Tage hohe Temperaturen bis zu etwa 700C erreicht und aufrechterhalten, die für die vollständige Umwandlung des Produktes sorgen und die dessen Hygienisierung gewährleisten.
B. Hinsichtlich des erhaltenen Produktes müssen folgende Bedingungen erfüllt werden:
— Absolute Gewißheit, daß das erhaltene Endprodukt frei von pathogenen Keimen ist, die für Mensch und Tier schädlich sein können;
— Abwesenheit von keimfähigen Keimen;
— Abwesenheit von Eiern oder Larven von Fliegen, Mücken, Käfern und anderen lebenden Organismen;
— die Materialien dürfen für Nagetiere nicht begehrenswert sein.
Ein solches Kompostierungs- bzw. Reifeverfahren sowie die dszu erforderlichen AnIa^n und Vorrichtungen sind bekannt und beispielsweise in der ital. Patentanmeldung 12 437 A/78 und 12 438 A/78 desselben Anmelders beschrieben.
Bei vorhandenen Anlagen erfolgt die Zuführung von Material zum entstehenden Haufen von oben her durch ein Förderband. Dies hat den wesentlichen Nachteil, daß sich das frische Material nach und nach auf dem schon in aerober Fermentation begriffenen Material anhäuft, wodurch der Kompostierungsprozeß eine beträchtliche Verzögerung erfährt, und es erfordert eine gewisse Zeit, um das frische Material auf die optimale Temperatur zur notwendigen Bakterienbildung zu bringen. Man erhält somit Komposthaufen mit schlechter Homogenisierung der in Umwandlung befindlichen Masse bei relativ langen Kompostierungszeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs vorausgesetzten Art zu schaffen, durch die frisches Material bei rascher und guter Verteilung in Jen unteren Bereich des vorhandenen Materialhaufens so eingearbeitet wird, daß bei Kompostierungsanlagen der Kompostierungsprozeß des frisch zugeführten Materiales sofort und wirksam eingeleitet werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Nach einer Ausführungsart der Erfindung kann die Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruches 2 ausgestaltet sein.
Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird somit das zu kompostierende Material in Haufen (Komposlbeeten oder -silos) abgelegt und verbreitet, indem es — im Gegensalz zu den derzeit bekannten Ausführungsformen — im Bodenbereich des Haufens zugeführt und verteilt wird. Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird also das frische Material in den Aufgabetrichtcr zugeführt, worauf es innerhalb r!cs Mischrohres nach unten rutscht sowie mit der inneren Zuführschnecke abwärts gefördert wird; das Material wird dann unten vom Flügelverteilcr nach außen gefördert, wo cn mit Hilfe der außen liegenden Mischschnecke nach oben sieigt und dabei sich gut mit dem schon in Kompostierung befindlichen Material vcrmischi, wobei noch darauf geachtci -vcrden kann, daß an der Oberfläche des Haufens eine Isolierschicht belassen wird. Das heißt also, daß der äußeren Mischschnecke verschiedene Aufgaben zukommen, und zwar das frische Material nach oben zu fördern und es mit dem in der Kompostaufbereitung befindlichen Material zu vermischen, wobei jedoch darauf geachtet werden kann, daß das friscn zugeführte Material nur bis zu einer gewissen Höhe gefördert wird, um das darüber befindliche Material als obere Isolier- bzw. Deckschicht für das darunter befindliche Material zu erhalten. Die Belieferung des Haufens erfolgt daher bei sofortiger Verteilung des ankommenden Materiales zwischen dem schon vorhandenen, in
ίο fortgeschrittener Kompostierungsphase befindlichen Material, das schon mit entsprechenden thermophilen Mikroorganismen angereichert ist, die dabei in das frisch zugeführte Material eingeimpft werden und dadurch den sofortigen Beginn des Kompestierungsverfahrens im frischen Material sicherstellen.
Während der Zuführung von frischem Material steigt dann der Komposthaufen allmählich an. Gleichermaßen steigt die Temperatur im Haufen an und sichert damit außer der Zerstörung der organischen Substanzen auch die Hygiene der pathogenen Keime υΉ Parasiten. Nach Beendigung der Ablagerung und na«· entsprechenden Umsetzungen läßt man den Haufen zur Ausreifung ruhen.
Die Kompostierung erfolgt normalerweise in einem Lager oder Raum, das bzw. der als »Beet« bezeichnet wird. Ähnlich wie bei der ital. Patentanmeldung 12 438 A/78 kann der Raum wasserundurchlässig sein und im Boden Kanalisierungseinrichtungen aufweisen, durch die eine Zwangsbelüftung erfolgt, bei der Luft eingeblasen und angesaugt oder — umgekehrt — angesaugt und eingeblasen wird, für eine vollständige Hygienisierung der ganzen Masse.
Bei der vorliegenden Erfindung erübrigen sich die genannten Kanalisierungseinrichtungen in dem Raum jedoch, wenn in der Welle der Zuführschnecke, in deren unterer Halterung und in den Flügeln des Flügelverteilers Kanäle für eine Lufteinblas- oder Luftansaugeinrichtung vorgesehen sind. Dies bedeutet also, dnß die Vorrichtung selbst ein Kanalsystem zur Belüftung des zu kompostierenden Materiales aufweist. Bei diesem Vorgehen gilt, daß die erste, schon vorbereitete Materialschicht als Isolierschicht für die unteren Schichten herangezogen wird, und es wird die Beibehaltung hoher Temperaturen für die Zeit des Gärungsprozesses gewährleistet.
Die bereits gegorene Materialschicht könnte auch unter Hinzuziehung von schon fertigem Kompost aus vorherigen Vorgängen erhalten werden. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erübrigt sich das jedoch, da
so die genannte Schicht aus Material besteht, das zu Beginn der Haufenbildung abgelagert wurde, also aus einer Materialschicht, die von unten nach oben gefördert und fi'r eine gewisse Zeit ständig vermischt wird, bis sie etwa zwei Drittel der Höhe des Haufens erreicht hat.
Nach Erreichen dieser Höhe wird die Schicht nicht mehr mit frischem Material vermischt, sondern sie wird örtlich vermischt, und zwar — im Gegensatz zu vorher — von oben nach unten, was wesentlich für die Fermentierung ist.
b(i Wenn bei der bevorzugten Ausführungsform eine Einrichtung zur Lufteinblasung vorgesehen wird, dann geschieht dies am besten an den unteren Flügeln, um auf diese Weise außer der Verteilung des Materiales eine günstige Suuerstoffanreichcrung zu erhalten; dies kann
to mit verhältnismäßig niedrigen Kosten erreicht werden.
Die Erfindung sei im folgenden anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeiet
Fig. I einen Vertikalschnitt einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung, mit einer äußeren Mischschnecke und einer inneren Zuführschnecke, die mit einem drehbaren Innenrohr verbunden ist;
F i g. 2 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Vertikalschnittansicht einer ähnlichen Vorrichtung wie in Fig. 1, jedoch mit einer unabhängigen inneren Zuführschnecke:
F i g. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung bei einer Ausführung, in der die äußere Mischschnecke zwei sich in entgegengesetzter Richtung bewegende Fördcrnbschnitte aufweist;
F i g. 5 eine Ansicht einer Gesamtanlage unter F.inbeziehung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die an einem Gerüstwagen getragen wird:
F i g. 6 und 7 eine Teil-Schnittansicht bzw. -Aufsicht der Anlage zur Veranschaulichung von geradlinigen Verschiebungen der Vorrichtung in einem »Beei«. uiiS mit einer Einfassung versehen ist:
F i g. 8 und 9 Teil-Schnittansicht und -Aufsicht eines »Beetes«, in dem der Haufen abgeböschte Seiten aufweist:
Fi g. IO und 11 Teil-Schnittansicht und -Aufsicht einer Anlage, bei der die am Gerüstwagen montierte Vorrichtung kurvenartige Bewegungen ausführt.
Die in den F i g. 1 und 2 veranschaulichte Vorrichtung besitzt ein Innenrohr 1 mit einem oberen Aufgabetrichter 2, der fest mit einer Transporteinrichtung 3 verbunden sein kann, die η bekannter Weise ausgebildet und mit einem Gerüstwagen, Stapler bzw. Drehturm usw. ausgestattet sein kann. Um dieses Innenrohr 1 dreht sich auf einer Lagerung (Kugellager oder Scheiben) 4 sowie mit Hilfe von Zahnrädern 5, 6 ein stehend angeordnetes Mischrohr 7, wobei das Zahnrad 6 als Antriebszahnrad dienen kann. An diesem äußeren Mischrohr 7 sind einp
Flügelverteiler 9 und eine aufwärts fördernde, äußere Mischschnecke IO fest angebracht.
Aus dieser Anordnung dürfte verständlich sein, daß das frisch in den Aufgabetrichter 2 eingeführte Material nach unten in das Innenrohr 1 gefördert wird, wobei dieser Vorgang durch die innere Zuführschnecke 8 unterstützt wird. Das Material kommt unten aus dem Rohr heraus, wird mi» I iilfc des f lügelvcrteilers 9 nach außen gefördert und dann in zweckmäßiger Weise durch die äußere Mischschnecke IO nach oben transportiert und mit dem Material des Haufens 11 vermischt. Die Vorrichtung bearbeitet und speist den Haufen 11 dabei unter Ausführung von geradlinigen, kurvenförmigen oder spiralförmigen Bewegungen, wobei das frisch zugeführte Material gleichmäßig mit dem schon vorhandenen vermischt wird.
F i g. 3 stellt eine Ausführungsvariante der Vorrichtung gemäß Fig.! dar. Hierbei ist ein Innenrohr 12 mit beschränkter Länge vorhanden, während eine unabhängige innere Zuführschnecke 13 vorhanden ist und von einem Antriebsmotor (Motorblock) 14 angetrieben wird; die Zuführschnecke 13 ist auf einer unteren Halterung 15 gelenkig abgestützt. Diese Zuführschnecke 13 kann schräg (vgl. Zeichnung) oder senkrecht gestellt werden.
Bei dieser Ausführungsform gemäß F i g. 3 können die Weile 16 cer inneren Zuführschnecke Π. die untere Halterung 15 und die riügcl des riügeiverici'cr.s 7 mit Kanälen für eine Luftzufuhr zum Haufen versehen sein.
Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung setzt sich die äußere Mischschnecke im wesentlichen aus zwei SchneekenabschniUen 17 und 18, die in entgegengesetzter Richtung bewegbar sind, sowie aus einem Abschnitt mit senkrechten Radialflügcln 19 zusammen, die zwischen den beiden Sehneckenabschnitten eingefügt sind.
Wie in F i g. 4 durch Pfeile angedeutet ist, bewirkt der (untere) Förderschneckenabschnitt !7 toroidförmigc. senkrechte Bewegungen im Innern des Haufens 11, während laufend Material von außen her zugeführt und
to am Boden des Haufens eingespeist wird, bis eine vorgegebene Höhe Q erreicht ist. die normalerweise etwa zwei Drittel der endgültigen I laufenhöhe betragt. Das Material steigt in der Mitte von unten nach oben und kommt außerhalb des betreffenden Sektors teilweise
i'> wieder von oben nach unten zurück. Mit dem allmählichen Höherwerden des Haufens 11 wird sein höchster Punkt mit der Höhe Q' erreicht, wobei in dem Raum Q-Q' d\c Flügel 19 eine Materialbewegung vorwiegend
ti! M CIS IUl llllg-lll/l I/.WIIIC1H.II LJUMtK-II lll.[
Überschreiten dieser Zone wird im Haufen 11 eine dritte Zone Q'-Q" gebildet, in der das Material durch das Arbeiten des Förderschneckenabschnittes 18 im unmittelbaren Bereich der Vorrichtung eine Bewegung von oben nach unten sowie außerdem eine Bewegung von
2) unten nach oben (in den äußeren Zonen) ausführt.
Bei diesem Arbeiten mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung bilden sich im Haufen drei unterschiedliche Zonen. Die untere Zone für die Kompostzubereitung, die mittlere Zone als Abtrennzone und die obere Zone
jo als Isolierzone.
In F i g. 5 ist die Anordnung einer Anlage veranschaulicht, die die erfindungsgemäte Vorrichtung enthält. Hierbei ist eine Transporteinrichtung vorgesehen, die einen Gerüstwagen 20 enthält, der ein zugehöriges Beet bedient, dessen linke Seite eine Einfassungsmauer 21 aufweist, während die rechte Hälfte freistehend ist. Bei disse!" Aüsführup^sforni der An!2CTe k=*nn die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit durch Hydraulikvorrichtungen um einen Zapfen 23 herum angehoben werden, um sie aus dem Haufen zu entfernen bzw. um einen neuen Arbeitszyklus einzuleiten, wie es gestrichelt dargestelli ist. Zur Transporteinrichtung gehören ferner Beladeförderbänder 24 mit entsprechenden Zubehöreinrichtungen.
4") In den I'ig. b bis 9 ist die lineare Verschiebung dei von dem Gerüstwagen getragenen Vorrichtung sehe matisch und beispielsweise dargestellt.
Die F i g. 10 und 11 zeigen die erfindungsgemäße Vor richtung in einem Beispiel, in dem sie von einem Staplet bzw. Drehturm 25 in der Weise getragen wird, daß sie senkrecht angehoben und/oder gedreht werden kann um die Auf- und Abbewegungen sowie den kurvenförmigen Bewegungsverlauf durchführen zu können, wie sie in den Fig. 10 und 11 durch Pfeile sowie gestricheil angegeben sind.
Die Bewegung der Vorrichtung kann auch durch eine Kombination der beiden Bewegungen (Drehen und Heben) erfolgen sowie außerdem geradlinig, kurvenförmig und spiralförmig, indem sie vom Zentrum her langsarr
to nach außen oder umgekehrt bewegt wird.
Die oben beschriebene Vorrichtung ist in im wesentli chen zylindrischer Form veranschaulicht; sie kann je doch auch etwa kegelförmig ausgeführt sein, wobei dk Mischschnecke (10, 17, 18, 19) und/oder die Zufuhr-
h5 schnecke (8, 13) eine veränderliche Steigung aufweiser können.
Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäß« Vorrichtung nicht auf die oben beschriebenen Ausfüh
rungsformen begrenzt ist, sondern daß auch Abwandlungen und Anpassungen vorgenommen werden können, die sich insbesondere aus verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten ergeben, wobei auch andere Anwendungen als die Kornpostbenitung von stadtischem
Müll in Frage kommen können.
Hicr/u 6 Blatt Zeichnungen
20
JO
40
50
55
60

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung für eine Materialzuführung in den unteren Bereich eines Haufens sowie zum Vermischen des sich anhäufenden Materials, insbesondere zur Schnellkompostierung von festem, verwesbarem, städtischem Müll, dadurch gekennzeichnet, daß ein stehend angeordnetes Mischrohr (7) mit einer Transporteinrichtung (3) um eine Längsachse drehbar verbunden und über Zahnräder (5, 6) ahtreibbar ist, daß eine aufwärts fördernde Mischschnecke (10, 17, 18,19) am Außenmantcl des Mischrohres (7) angeordnet ist, daß ein Flügelvertciler (9) am unteren Ende des Mischrohres (7) mit diesem verbunden ist, daß eine abwärts fördernde Zuführschnecke (8, 13) innerhalb des Mischrohrcs (7) angeordnet ist und daß ein Aufgabetrichter (2) am oberen Ende des Mischrohres (7) angeordnet ist, wobei aus Material aus dem Aufgabetrichter (2) durch das Mischrohr (7) dein unteren Bereich des Haufens zugeführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenrohr (1) koaxial in dem Mischrohr (7) angeordnet und mit der Transporteinrichtung (3) fest verbunden ist, daß das Mischrohr (7) über eine Lagerung (4) drehbar auf dem Innenrohr (1) gelagert ist und daß die Zuführschnecke (8) über den Fiügelverteiler (9) mit dem Mischrohr (7) verbunden und innerhalb des Innenrohres (1) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Ansnruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Zuführschnecke: (13) unabhängig angeordnet, durch einen Motor (14·) antreibbar und auf einer unteren Halterung (15) abgestützt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Welle (16) der Förderschnecke (13), in deren unterer Halterung (15) und in den Flügeln des Flügelverteilers (9) Kanäle für eine Lufteinblas- oder Luftansaugeinrichtiing vorgesehen sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Mischschnecke in ihrem Aufbau einen unteren Schneckenabschnitt (17) und einen entgegengesetzt bewegbaren oberen Schnekkenabschnitt (18) sowie einen dazwischen eingefügten Abschnitt mit Radialflügeln (19) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung mit einem Gerüstwagen (20), einem Stapler (25) oder dgl. .sowie mit Förderbändern (24) und Zubehöreinrichtungen ausgestattet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, daß sie anhebbar sowie geradlinig, kurvenförmig und spiralförmig bewegbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch b. dadurch gekennzeichnet, daß sie um einen Zapfen (23) drehbar oder senkrecht anhebbar oder kombiniert drehbar und anhebbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch I. gekennzeichnet durch eine im wesentlichen zylindrische oder kegelförmige Gestalt.
10. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch, gekennzeichnet, daß die Mischschnecke (10, 17, 18, 19) und/oder die Zuführschnecke (8, 13) eine im wesentlichen zylindrische oder Kegclform und eine gleichbleibende oder veränderliche Steigung aufweisen.
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