DE3607920C2 - Verfahren zum Kompostieren von organischen Abfällen und Anlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zum Kompostieren von organischen Abfällen in zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solches zweistufiges Rotteverfahren für das Rotten von organi­ schen Abfällen ist aus der DE-OS 30 24 813 bekannt. Nach diesem Verfahren wird das Rottegut in einen ersten Behälter, dem Vorrotte­ behälter, von oben her eingebracht und an der Sohle derart aus­ getragen, daß jedes Partikel der aus Rottegut bestehenden Material­ säule den ersten Behälter innerhalb von 7 bis 14 Tagen durchläuft. Dabei wird die Materialsäule im Gegenstrom von unten her derart kontinuierlich belüftet, daß innerhalb der Materialsäule sich eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung mit einer aeroben und/oder anaeroben spezifischen Bakterien-Verteilung ausbildet. Das biologisch noch aktive Rottegut wird in einen zweiten Behälter, dem Nachrottebehälter, im Ausmaß des Austrages aus dem ersten Behälter übergeführt und durchwandert diesen Behälter innerhalb von 14 bis 20 Tagen von oben nach unten. Während dieser Zeit wird der Nach­ rottebehälter von unten her so belüftet, daß in dem dort befind­ lichen Materialhaufwerk ausschließlich aerobe Abbauvorgänge stattfinden, um das vorgerottete Material in einen sog. Reifkom­ post zu überführen.

Zur Aufrechterhaltung einer rein aeroben Rotte ist es notwendig, daß überall in dem von Rottebehälter umschlossenen Haufwerk Luft­ überschuß vorhanden ist, um den dort tätigen Mikroorganismen aus­ reichend Sauerstoff für das Veratmen zur Verfügung zu stellen.

Diese Maßnahme erfordert eine relativ große Gebläseleistung für das zwangsweise Belüften des Nachrottebehälters, da die Masse des Haufwerkes einen erheblichen Widerstand für die durchströmende Luft darstellt.

Nachdem aber im Nachrottebehälter der Rotteprozeß bereits weit­ gehenst fortgeschritten ist, wird von den dort tätigen Mikro­ organismen nur relativ wenig Sauerstoff veratmet, so daß die Abluft einen relativ hohen Anteil an Sauerstoff aufweist, der nach dem Durchströmen des Haufwerkes ungenutzt in die Atmosphäre ge­ blasen wird.

Im Vorrottebehälter dagegen werden auch anaerobe Rotteverhältnisse zugelassen. Es muß daher nicht in allen Bereichen Luftüberschuß vorhanden sein. Jedoch ist im Vorrottebehälter der Luftwiderstand des Haufwerkes erheblich größer als im Nachrottebehälter, da die dort befindlichen Abfälle noch unverrottet sind. Andererseits wer­ den die Investitions- und Betriebskosten von der Größe und der Lei­ stung der zu installierenden Gebläse wesentlich mitbestimmt. Hier setzt nun die Erfindung ein.

Ausgehend von dem gattungsbildenden zweistufigen Rotteverfahren zur Verrottung von organischen Abfallstoffen und dessen Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens besteht die Aufgabe der Er­ findung darin, dessen Ergebnisse in technologisch einfacher Art als bisher zu erzielen und noch zu steigern, und zwar sowohl in energetischer Richtung als auch in biologischer Hinsicht, indem der Energieverbrauch des Verrottungsvorganges vermindert als auch der Bioprozeß als solcher weiter qualifiziert wird.

Diese Aufgabe ist für das erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Für die Anlage ist diese Aufgabe gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 3 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Ausbil­ dung der Anlage zur Durchführung des Verfahrens weisen eine Reihe von Vorteilen auf. So wird bzw. werden das Druckgebläse oder die Druckgebläse zum Einfördern von Frischluft in den oder die Vorrottebehälter von unten her vom Sauggebläse des Nachrottebehälters zum Absaugen der Abluft aus diesem Behälter von oben her leistungsmäßig unterstützt. Die Anschlußleistung des Frischluftgebläses bzw. der Frischluftgebläse für die Vor­ rottebehälter kann dementsprechend niedriger ausgelegt werden, was eine erhebliche Energieersparnis mit sich bringt. Hinzu kommt, daß die von oben her abgezogene Abluft bzw. Abgase aus dem Nachrottebehälter durch dessen Verrottungsprozeß bereits eine höhere Temperatur als die Umgebungsluft aufweisen. Damit erwärmt sich die dem oder den Vorrottebehälter zuzuführende Frischluft, was sich auf den Rottevorgang günstig bzw. be­ schleunigend auswirkt. Schließlich ist die Abluft des Nachrot­ tebehälters keimbeladen und liefert somit Impfstoff für den oder die Vorrottebehälter, so daß der Rotteprozeß im Vor­ rottebehälter besser als bisher initiiert werden kann.

Nach der Fachzeitschrift für Umwelttechnik "w l b" (Wasser, Luft und Betrieb), Ausgabe 6 (Juni) 1984, ist es bekannt die Abluft von Bioreaktoren für das Vorrotten von mit Kohlenstoff­ träger vermischten Schlamm im oberen Bereich des Bioreaktors abzusaugen und in ein Belebungsbecken zwecks Belebung des dort befindlichen Abwassers einzubringen. Aus der DE-OS-34 20 732 ist weiterhin ein Verfahren bekannt geworden, bei dem Umwälzluft in einem einstufigen Heißrotteverfahren vor erneuter Zufuhr in das zu verrottende Gut einen Wärmetauscher durchläuft. Schließlich ist in der DE-OS-28 10 911 ein Verfahren offenbart, bei dem von einer auf einem Hallenboden zusammengeführten Miete abgegebene Gase in diese Miete zu deren Belüftung zurückgeführt werden.

Zur erfindungsgemäßen Einsparung von Gebläseleistung für das zwangsweise Belüften von Rottebehältern geben diese Literaturstellen jedoch keine Anregung.

Das gleiche gilt für das aus der DE-OS-30 46 646 bekannt gewordene Verfahren, bei dem einer stationären Miete hinsicht­ lich Temperatur und Feuchtigkeit konditionierte Luft zugeführt wird. Eine derartige Temperatursteuerung der einem Rotteprozeß zugeführten Luft ist auch bei dem in der DE-OS-29 44 519 be­ schriebenen Rotteverfahren in einem horizontal verlaufenden Druckreaktor vorgesehen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer schemati­ schen Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens erläutert, wobei nur ein Vorrottebehälter ge­ zeigt ist.

Es besteht jedoch ohne weiteres die Möglichkeit, eine Anlage mit mehreren Vorrottebehältern auszurüsten, die dann alle mit Abluft aus dem Nachrottebehälter versorgt werden können.

Auf einem Fundament 10 sind ein zylindrischer Vorrottebehälter I und ein zylindrischer Nachrottebehälter II angeordnet, die beide oben eine zentrische Einlaßöffnung 11 sowie an der Sohle eine zentrische Auslaßöffnung 12 aufweisen. An den Einlaßöffnungen 11 sind motorgetriebene Zufuhr-Vorrichtungen ET1 und ET2 ange­ schlossen, während den Auslaßöffnungen 12 motorgetriebene Austrag­ vorrichtungen AT1 und AT2 zugeordnet sind. Mit der Sohle eines jeden Behälters I und II ist je eine Luftzuführungsvorrichtung LZ₁ und LZ₂ verbunden, die über je ein motorgetriebenes Druckge­ bläse 18 bzw. 19 mit der Atmosphäre entnommener Frischluft über Druckluftleitungen 34₁ und 34₂ gespeist werden, die über Be­ lüftungsrohre 20 in die Behälter I und II gefördert wird und das in den Behältern von oben nach unten wandernde Vorrottegut - Hauf­ werk - HW₁ bzw. Nachrottegut - Haufwerk - HW₂ in Gegenrichtung durch­ strömen.

Ein dem Vorrottebehälter I zugeordnetes Sauggebläse 21 erzeugt über dem Haufwerk HW₁ im Behälter I einen Unterdruck, so daß das sich hier ansammelnde Luft-Gasgemisch, die sogenannte Ab­ luft AL₁ absaugt und über ein Filter 23 gereinigt in die Atmosphäre ausgeblasen wird.

Auch dem Nachrottebehälter II ist ein Sauggebläse 22 zugeordnet, das über dem Haufwerk HW₂ im Nachrottebehälter II einen Unterdruck erzeugt, so daß das sich hier ansammelnde Luft-Gas-Gemisch, so sogenannte Abluft AL₂, abgesaugt und in eine Verbindungsleitung 35 gefördert wird, die in die Druckluftleitung 34₁ mündet. Auf diese Weise wird in den Vorrottebehälter I von unten her über die Zuführungsvorrichtung LZ₁ nicht nur Frischluft FL aus der Atmosphäre sondern zusätzlich hierzu erwärmte Abluft AL₂ zuge­ führt.

In die Abluftleitungen sind jeweils CO₂ - Meßeinrichtungen 24 bzw. 25 eingeschaltet. In Abhängigkeit des CO₂-Gehaltes in der Abluft AL₁ - Istwert - und eines vorgegebenen Sollwertes wird für den Vorrottebehälter I über einen nicht dargestellten Regler, der die Antriebsmotoren der Gebläse 18 und 21 steuert, der Frisch­ luft- und der Abluft- und damit der Luftdurchsatz für das Vor­ rottegut HW₁ geregelt. Die Einstellung des Luftdurchsatzes durch den Nachrottebehälter II erfolgt mit Hilfe eines Schaltwerkes SW, durch das das Druckgebläse 19 sowie das Sauggebläse 22 eingeschaltet werden. Die Einstellung für den Nachrottebehälter erfolgt dabei so, daß dieser kontinuierlich mit einem geringen Überangebot von Luft zwangsbelüftet wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß stets aerobe Verhältnisse im Nachrottebehälter vorhanden sind und nie ein Sauerstoffmangel in der Abluft auftritt. Infolge dieses Luftüber­ schusses und der daraus folgenden aeroben Rotte im Nachrottebe­ hälter ist die dort vorhandene Abluft besonders für das Rück­ führen in den Vorrottebehälter geeignet, da sie noch genügend Sauerstoff - nicht unter 18% O₂ - aufweist und mit Koniden und Sporen besetzt ist.

Jeder der Behälter I und II ist mit einem Unterdruckventil 26 bzw. 27 versehen, das das Behälterinnere mit der Atmosphäre ver­ bindet, sobald in den Behältern I und II ein vorbestimmter Unter­ druck überschritten wird.

Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die Aus­ tragsöffnung 12 des Vorrottebehälters I über eine Fördervor­ richtung TF mit der Zufuhrvorrichtung ET2 für die Eintrags­ öffnung 11 des Nachrottebehälters II verbunden ist. Der Aus­ tragsöffnung 12 des Nachrottebhälters II ist eine Abfüll­ vorrichtung AF zugeordnet, die mit einer Zubringvorrichtung 30 für den ausgereiften Kompost aufnehmende Säcke 27 zusammenwirkt.

Der Zufuhrvorrichtung ET₁ werden über eine geeignete Förder­ einrichtung 31 die zu verrottenden organischen Abfälle und über eine Fördereinrichtung 32 die zur Einstellung eines rottefähigen C/N-Verhältnisses notwendigen Zuschläge und Kohlenstoffträger, wie z. B. Sägemehl, zugeführt. Der Zuführvorrichtung ET₂ können über eine Fördereinrichtung 33 das Rottegut veredelnde organische und/oder anorganische Zuschläge zugeführt werden. Diese Zuschläge werden mit dem aus dem Vorrottebehälter I entnommen, fast voll­ ständig verrotteten Gut innig vermischt, ehe sie über die Zufuhr­ vorrichtung ET₂ dem Nachrottebehälter II zugeführt werden, um dort am Reifungsprozeß teilzunehmen.

Im Rahmen der Erfindung besteht durchaus die Möglichkeit, auch die im Vorrottebehälter I erzeugte Abluft AL₁ nicht in die Atmos­ phäre auszublasen, sondern der Frischluft FL für den Vorrottebe­ hälter I zumindest teilweise zuzumischen, d. h. in die Verbindungs­ leitung 35 miteinzufördern, um auf diese Weise ebenfalls zumindest ein Beimpfen der Frischluft zu erzielen.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß auch bei bereits be­ stehenden Anlagen der eingangs beschriebenen Art die erfindungs­ gemäße Rückführung der Abluft des Nachrottebehälters in die Luft­ zuführung des Vorrottebehälters nachträglich anwendbar ist. Hierzu bedarf es lediglich einer zusätzlichen Rückführleitung.

Claims (4)

1. Verfahren zum Kompostieren von organischen Abfällen in zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen, vorzugsweise in einer anaerob und aerob arbeitenden ersten (Vorrotte) und ei­ ner aerob arbeitenden zweiten Verfahrensstufe (Nachrotte), wo­ bei die auf ein rottefähiges C/N-Verhältnis gebrachten von oben nach unten wandernden Abfälle jeweils im Gegenstrom mit Frischluft unter Überdruck von unten her belüftet und die in den beiden Verfahrensstufen entstehende Abluft mit Saugdruck von oben her abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der zweiten Verfahrensstufe abgezogene Abluft (AL₂) der für die erste Verfahrensstufe vorgesehen Frischluft (FL) zuge­ mischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die in der ersten Verfahrensstufe abgezogene Abluft (AL) ganz oder teilweise zusammen mit der Frischluft (FL) der er­ sten Verfahrensstufe zugeführt wird.

3. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem mit den organischen Abfällen von oben be­ schickbaren und von diesen von oben nach unten durchwanderba­ ren Vorrottebehälter (I), welcher von unten her durch ein Druckluftgebläse (18) über eine Druckluftleitung (34₁) mit Frischluft belüftbar ist, und mit einem mit den den Vorrotte­ behälter (I) verlassenden Abfällen von oben beschickbaren und von diesen von oben nach unten durchwanderbaren Nachrottebe­ hälter (II), welcher von unten her durch ein Druckluftgebläse (19) über eine Druckluftleitung (34₂) belüftbar ist und an dessen oberes Ende ein dessen Abluft (AL₂) absaugbares Sauggebläse (22) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an das Sauggebläse (22) eine zur Druckluftleitung (34₁) des Vorrotte­ behälters (I) führende Verbindungsleitung (35) angeschlossen ist.

4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Vorrottebehälter (I) vorgesehen sind.