DE3743904C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompostieren von Haushaltsabfällen und eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung kann bei der industriellen Entsorgung und Verarbeitung von städtischem Müll in ein organisches Düngemittel für die Landwirtschaft und zur Gewinnung von Altmetall als Rohstoff für die Eisenmetallurgie Anwendung finden.

Es ist ein Verfahren zum Kompostieren von Haushaltsabfällen bekannt, bei dem die Abfälle sortiert und zerkleinert, dann kompostiert und anschließend in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände getrennt werden ("Sanitäre Reinigung und Aufräumung von Ortschaften", Nachschlagebuch von A.N. Mirny u. a., 1985, S. 103).

Die Kompostierung erfolgt in zwei nacheinander geschalteten biothermischen Türmen, die mit Schnecken versehen sind, welche die Vermischung und Zerkleinerung der zu kompostierenden Abfälle bewirken.

Das Verfahren hat infolge der durch den wenig wirksamen Vermischungsvorgang bedingten langdauernden Kompostierung eine niedrige Produktivität. Durch den wenig wirksamen Vermischungsvorgang wird Kompost von ungenügender Qualität gewonnen, da er eine große Menge an Grobfraktionen (ca. 50% entfällt auf die Korngröße von über 60 mm) enthält.

Es ist auch ein Verfahren zum Kompostieren von Haushaltsabfällen bekannt, wonach ein erstes Magnetabscheiden der Abfälle in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m, dann ein Kompostieren der Abfälle in einer biothermischen Drehtrommel unter Vermischen und Belüften sowie ein Trennen der kompostierten Abfälle in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände durch Sieben durchgeführt wird. Nach dem Sieben wird ein zweites Magnetabscheiden von Eisenmetallen aus dem Kompost und den nicht kompostierbaren Rückständen in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m vorgenommen ("Sanitäre Reinigung und Aufräumung von Ortschaften", Nachschlagebuch von A.N. Mirny u. a., 1985, S. 80).

Das Kompostieren erfolgt beim Umlauf der Drehtrommel mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,13 U/min, während die Aufgabe der Haushaltsabfälle und der Austrag der kompostierten Abfälle bei einer Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel von 1,49 U/min durchgeführt werden.

Durch das Umlaufen der Drehtrommel beim Kompostieren mit konstanter Geschwindigkeit werden Bedingungen für die Bildung von anaeroben Stauzonen geschaffen, die der Schaffung günstiger Bedingungen für die Entwicklung von Mikroorganismen entgegenwirken, wodurch die Qualität des Kompostes verschlechtert wird. Beim Kompostieren werden die Abfälle während ihres Vermischens wegen des niedrigen Anteils (bis 1 Masse-%) an schwerem Altmetall, dessen übriger Anteil beim ersten Magnetscheiden entfernt worden ist, nicht ausreichend zerkleinert. Die dadurch bedingte Anwesenheit von Stücken (Grobfraktionen) verschlechtert auch die Qualität des Kompostes.

Um die Qualität des Kompostes nach dem beschriebenen Verfahren zu verbessern, muß die Dauer des Kompostierens verlängert werden, was zum Sinken der Produktivität des Verfahrens führt.

Es ist eine biothermische Drehtrommel (SU, A, 3 63 523) bekannt, die aus einem zylinderförmigen Körper, der an einer Stirnwand mit einem Stutzen versehen ist, und einer Eintragvorrichtung, die als Schneckenzerkleinerer mit einem im Stutzen mit einem Spalt angeordneten Ansatzstück ausgebildet ist, besteht. Um eine bessere Zerkleinerung der Abfälle zu erreichen, sind an der Arbeitsoberfläche der Schnecke Vorsprünge mit Schneidkanten angebracht und es ist das Ansatzstück des Schneckenzerkleinerers mit im Hohlraum des Stutzens angeordneten abgefederten Vorsprüngen versehen.

Schneckenzerkleinerer dieser Bauart werden in der Eintragsvorrichtung schnell mit Abfällen wie Drähten, Textilstoffen, Stricken usw. verstopft und fallen schnell aus.

Da Haushaltsabfälle Steine und Altmetall enthalten, werden die Schneidkanten der Schnecke stumpf, so daß eine wirksame Zerkleinerung der Abfälle dann nicht mehr gewährleistet wird. Mit einer derartigen biothermischen Drehtrommel kann ein Kompost von hoher Qualität nicht gewonnen werden, weshalb diese Drehtrommel keine breite industrielle Anwendung gefunden hat.

Es ist eine Anlage zum Kompostieren von Haushaltsabfällen (SU, A, 9 02 820) bekannt, enthaltend aufeinanderfolgend angeordnet: einen Magnetscheider, eine Aufgabevorrichtung für die Haushaltsabfälle, eine biothermische Drehtrommel mit einem Antrieb für deren Umlauf und einem ortsfest angeordneten Deckel mit einer Durchgangsöffnung für die Haushaltsabfälle, wobei der Deckel mit einem Spalt an einem Stirnende der Drehtrommel anliegt, innerhalb deren ein zylindrisches Ansatzstück angeordnet ist, das am Deckel befestigt, mit dessen Öffnung verbunden und in der Drehtrommel mit einem Ringspalt, in dem eine Labyrinthdichtung eingesetzt ist, angeordnet ist, sowie eine Austragsvorrichtung und eine Trennvorrichtung zum Trennen der kompostierten Abfälle in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände, wobei an der Innenfläche der Drehtrommel Spiralrippen vorhanden sind, die mit veränderlichem sich nach der Seite der Austragsvorrichtung vergrößerndem Schritt abgeordnet sind und die Rolle eines Schneckenzerkleinerers erfüllen. Auf einem Abschnitt der von den beiden Stirnenden der Drehtrommel in einer das anderthalbfache ihres Durchmessers nicht überschreitenden Entfernung liegt, sind die Spiralrippen mit Schlitzen ausgeführt. Zwischen den Spiralrippen befinden sich an den Wänden der Drehtrommel entlang ihrer Mantellinie angeordnete Platten.

Die Anlage arbeitet folgenderweise.

Die zu kompostierenden Abfälle gelangen nach dem Magnetscheiden aus der Aufgabevorrichtung in die biothermische Drehtrommel, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 U/min dreht. Die Abfälle werden von den Spiralrippen erfaßt und auf den Abschnitt mit den mit Schlitzen versehenen Rippen und mit den Platten zugeführt, wo das Kompostieren stattfindet. Die Drehtrommel wird in den Betriebszustand des Kompostierens überführt, bei dem ihre Umlaufgeschwindigkeit konstant ist und 0,3 U/min bei einer Dauer des Kompostierens der Abfälle von 2 bis 3 Tagen beträgt. Nach dem Kompostieren wird die Drehtrommel bei gleicher Umlaufgeschwindigkeit von 1,5 U/min entleert.

Während des Betriebs der Drehtrommel findet je nach der Fortbewegung der Abfälle in Richtung zur Austragsvorrichtung hin eine Überverdichtung statt, denn in Höhe der Abfälle am austragseitigen Stirnende übersteigt die Höhe der Abfälle am gegenüberliegenden Stirnende um 0,4 bis 0,6 m. Dies führt zur Bildung von anaeroben Stauzonen, in denen der Kompostierungsvorgang verlangsamt ist, was die Qualität des Kompostes verschlechtert. Zur Schaffung von günstigen Bedingungen für die Kompostierung der Abfälle in dieser Drehtrommel darf der Füllungsgrad der Drehtrommel Werte von 60% nicht übersteigen, wodurch deren Leistung herabgesetzt wird. Das Auftreten von Überverdichtungen wird durch die ungenügende Länge des Abschnitts mit den geschlitzten Spiralrippen und den dazwischen liegenden Platten bestimmt.

Beim Betrieb ändert sich der Spalt zwischen dem Ansatzstück und der Drehtrommelwand während des Drehens der Drehtrommel, wobei die Labyrinthdichtung das Durchfallen eines Teils der Abfälle durch diesen Spalt nicht verhindert. Dies verschlechtert wesentlich die Sanitär- und Hygienebedingungen für das Bedienungspersonal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kompostieren von Haushaltsabfällen dahingehend zu verbessern und eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens anzugeben, die es gestatten, die Produktivität des Kompostierungsprozesses zu erhöhen, die Qualität des Fertigkompostes zu verbessern und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Durchführung des Verfahrens unter diesen Betriebsbedingungen des Magnetscheidens und des Kompostierens der Abfälle erlaubt es:
die Produktivität des Prozesses um 3 bis 8% zu steigern.
die Kompostmenge mit einer Fraktion von unter 20 mm um 6% dadurch zu vergrößern, daß der Gehalt an schwerem Altmetall in den Abfällen bis 4 Masse-% beträgt,
und die Verunreinigung durch Altmetall auf 2,5% zu senken.

Zur Intensivierung des Vermischens und des Zerkleinerns der Abfälle kann man das Kompostieren vorzugsweise bei einer Änderung der Umlaufgeschwindigkeit binnen 0,1 bis 0,5 s vornehmen.

Um günstige Bedingungen für die Lebenstätigkeit der Mikroorganismen beim Kompostieren zu schaffen, ist es vorteilhaft, wenn man die Bewegungsrichtung der Haushaltsabfälle während des Umlaufs der Drehtrommel mit maximaler Geschwindigkeit mindestens einmal ändert.

Die Aufgabe wird auch durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.

Diese Ausführung der Anlage und ihrer Drehtrommel trägt dazu bei, daß die Abfälle über die Länge und den Querschnitt der Drehtrommel gleichmäßig verteilt werden, ohne daß es zu einer Überverdichtung und zur Bildung von Stauzonen kommt, wobei sie jedoch nicht weniger als zu 80% ihres Rauminhalts gefüllt werden kann. Dies gestattet es, die Produktivität des Kompostierungsprozesses zu steigern.

Durch das Vorhandensein eines Ringsammlers zum Auffangen herausfallender Abfälle werden die Sanitär- und Hygienebedingungen für das Bedienungspersonal verbessert.

Zum besseren Vermischen und Zerkleinern der Abfälle über die Länge der Drehtrommel ist es vorteilhaft, daß die Arbeitsfläche der Rippen mit Schlitzen das 1,8- bis 3,0fache der Querschnittsfläche der Drehtrommel und deren Höhe das 0,1- bis 0,2fache ihres Durchmessers beträgt, wobei der Winkel zwischen jeder Platte und der Mantellinie der Drehtrommel 5 bis 30° beträgt und das Verhältnis zwischen dem Abstand benachbarter Platten voneinander im Querschnitt der Drehtrommel und ihrem Durchmesser in einem Bereich von 0,02 bis 0,04 unter Einhaltung einer Höhe der Platten von 0,02 bis 0,03 Durchmessern der Drehtrommel liegt.

Zum Schutz der Trommelwände gegen Verschleiß sind vorzugsweise zwischen den Spiralrippen ohne Schlitze deckelseitig an der Innenfläche der Drehtrommel metallische schraubenlinienförmig verlaufende Stäbe mit einer geriffelten Oberfläche vorgesehen.

Nachstehend werden konkrete Durchführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren angeführt.

Beispiel 1

Haushaltsabfälle mit 4,5%igem Gehalt an Altmetall werden auf ein Aufgabeförderband zugeführt, auf dem sie einem Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 20 kA/m unterzogen werden. Nach dem Magnetscheiden beträgt der Altmetallgehalt der Abfälle höchstens 3,9%. Dann gelangen die Abfälle in eine 60 m lange biothermische Drehtrommel mit einem Durchmesser von 4 m, die sich während der Aufgabe der Abfälle mit einer Geschwindigkeit von 1,49 U/min dreht. Beim Kompostieren werden die Abfälle dank der Lebenstätigkeit von Mikroorganismen auf 25°C erwärmt, wonach die Umlaufgeschwindigkeit der Trommel auf 0,04 U/min verringert wird. Beim Erreichen einer Temperatur von 45°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel auf 5 U/min erhöht. Nach der Erwärmung der Abfälle auf 52°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wieder auf 0,5 U/min verringert und bei 60°C wieder auf 3 U/min erhöht. Die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wird beim Umschalten von der maximalen auf die minimale Geschwindigkeit binnen 0,5 s und umgekehrt binnen 0,1 s vorgenommen. Während des Kompostierens wird die Bewegungsrichtung der Haushaltsabfälle beim Drehen der Drehtrommel bei maximaler Geschwindigkeit bei 45 bis 52°C einmal geändert. Die Gesamtdauer des Kompostierens, einschließlich der Aufgabe, beträgt 48 Stunden. Die kompostierten Abfälle werden aus der Drehtrommel ausgetragen, wobei gleichzeitig neue Abfälle in die Drehtrommel bei einer Umlaufgeschwindigkeit von 1,49 U/min eingetragen werden. Nach dem Austrag werden die Abfälle einem Sieben unterzogen, bei dem sie in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände getrennt werden. Der Kompost und die nicht kompostierbaren Rückstände werden einem zweiten Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m unterworfen. Der abgeschiedene Kompost wird als Düngemittel Verbrauchern zugeführt; die nicht kompostierbaren Rückstände gehen in die Pyrolyse.

Die technisch-wirtschaftlichen Kennziffern des beschriebenen Prozesses sind in Tabelle 1 zusammengefaßt:

Tabelle 1

Beispiel 2

Haushaltsabfälle mit 4,3%igem Gehalt an Altmetall werden auf ein Aufgabeförderband zugeführt, auf dem sie einem Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 30 kA/m unterworfen werden. Nach dem Magnetscheiden beträgt der Altmetallgehalt der Abfälle höchstens 3,5%. Dann gelangen die Abfälle in eine 60 m lange biothermische Drehtrommel mit einem Durchmesser von 4 m, die sich bei der Aufgabe mit einer Geschwindigkeit von 1,49 U/min dreht.

Beim Kompostieren werden die Abfälle dank der Lebenstätigkeit von Mikroorganismen auf 35°C erwärmt, wonach die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel auf 0,1 U/min verringert wird, dann wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel beim Erreichen einer Temperatur von 46°C auf 3,0 U/min erhöht, nach dem Erwärmen der Abfälle auf 55°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wieder auf 0,04 U/min verringert und bei einer Temperatur von 70°C wieder auf 5,0 U/min erhöht. Die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wird beim Umschalten von der maximalen Geschwindigkeit auf die minimale Geschwindigkeit binnen 0,4 s und umgekehrt binnen 0,2 s vorgenommen. Während des Kompostierens wird die Bewegungsrichtung der Haushaltsabfälle beim Drehen der Drehtrommel mit maximaler Geschwindigkeit bei Temperaturen von 46 bis 55°C und 70°C zweimal geändert. Die Gesamtdauer des Kompostierens einschließlich der Aufgabe beträgt 48 Stunden. Die kompostierten Abfälle werden aus der Drehtrommel ausgetragen, wobei gleichzeitig neue Abfälle in die Drehtrommel bei einer Umlaufgeschwindigkeit von 1,49 U/min eingetragen werden. Nach dem Austrag werden die Abfälle einem Sieben unterzogen, bei dem sie in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände getrennt werden. Der Kompost und die nicht kompostierbaren Rückstände werden einem zweiten Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m unterworfen. Der abgeschiedene Kompost wird als Düngemittel Verbrauchern zugeführt; die nicht kompostierbaren Rückstände gehen in die Pyrolyse.

Die technisch-wirtschaftlichen Kennziffern des beschriebenen Prozesses sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.

Tabelle 2

Beispiel 3

Haushaltsabfälle mit 4,1%igem Gehalt an Altmetall werden auf ein Aufgabeförderband zugeführt, auf dem sie einem Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 40 kA/m unterzogen werden. Nach dem Magnetscheiden beträgt der Altmetallgehalt in den Abfällen höchstens 3,1%. Dann gelangen die Abfälle in eine 60 m lange biothermische Drehtrommel mit einem Durchmesser von 4 m, die sich bei der Aufgabe mit einer Geschwindigkeit von 1,49 U/min dreht.

Beim Kompostieren werden die Abfälle dank der Lebenstätigkeit von Mikroorganismen auf 27°C erwärmt, wonach die Umlaufgeschwindigkeit auf 0,13 U/min verringert wird; beim Erreichen einer Temperatur von 50°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel auf 1,0 U/min erhöht; bei der Erwärmung der Abfälle auf 54°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wieder auf 0,2 U/min verringert und bei Erreichen der Temperatur von 65°C wieder auf 1,0 U/min erhöht. Die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wird beim Umschalten von der maximalen Geschwindigkeit auf die minimale binnen 0,5 s und umgekehrt binnen 0,2 s vorgenommen. Während des Kompostierens wurde die Bewegungsrichtung der Haushaltsabfälle beim Drehen der Drehtrommel mit maximaler Geschwindigkeit bei einer Temperatur von 50 bis 54°C dreimal geändert. Die Gesamtdauer des Kompostierens, einschließlich der Aufgabe, beträgt 48 Stunden. Die kompostierten Abfälle werden aus der Drehtrommel ausgetragen, wobei gleichzeitig neue Abfälle in die Drehtrommel bei einer Umlaufgeschwindigkeit von 1,49 U/min eingetragen werden. Nach dem Austrag werden die Abfälle einem Sieben unterzogen, bei dem sie in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände getrennt werden. Der Kompost und die nicht kompostierbaren Rückstände werden einem zweiten Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m unterworfen. Der abgeschiedene Kompost wird als Düngemittel Verbrauchern zugeführt; die nicht kompostierbaren Rückstände gehen in die Pyrolyse.

Die technisch-wirtschaftlichen Kennziffern des beschriebenen Prozesses sind in Tabelle 3 zusammengefaßt.

Tabelle 3

Beispiel 4

Haushaltsabfälle mit einem Altmetallgehalt von 4,5% werden auf ein Aufgabeförderband zugeführt, auf dem sie einem Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 30 kA/m unterzogen werden. Nach dem Magnetscheiden beträgt der Altmetallgehalt der Abfälle höchstens 3,5%. Dann gelangen die Abfälle in eine 60 m lange biothermische Drehtrommel mit einem Durchmessser von 4 m, der sich bei einer Aufgabe mit einer Geschwindigkeit von 1,49 U/min dreht.

Beim Kompostieren werden die Abfälle dank der Lebenstätigkeit von Mikroorganismen auf 30°C erwärmt, wonach die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel auf 0,1 U/min verringert wird; beim Erreichen einer Temperatur von 40°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel auf 1,5 U/min erhöht, nach einer Erwärmung der Abfälle auf 54°C wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wieder auf 0,3 U/min verringert, und bei Erreichen einer Temperatur von 70°C wieder auf 2 U/min erhöht. Die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel erfolgt beim Umschalten von der maximalen Geschwindigkeit auf die minimale binnen 0,3 s und umgekehrt binnen 0,1 s. Die Gesamtdauer des Kompostierens, einschließlich der Aufgabe, beträgt 48 Stunden. Die kompostierten Abfälle werden aus der Drehtrommel ausgetragen, wobei gleichzeitig neue Abfälle in die Drehtrommel bei einer Umlaufgeschwindigkeit von 1,49 U/min eingetragen werden. Nach dem Austrag werden die Abfälle gesiebt, bei dem sie in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände getrennt werden. Der Kompost und die nicht kompostierbaren Rückstände werden einem zweiten Magnetscheiden in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m unterworfen. Der abgeschiedene Kompost wird als Düngemittel Verbrauchern zugeführt; die nicht kompostierbaren Rückstände gehen in die Pyrolyse.

Die technisch-wirtschaftlichen Kennziffern des beschriebenen Prozesses sind in Tabelle 4 zusammengefaßt.

Tabelle 4

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Beschreibung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kompostieren von Haushaltsabfällen unter Bezugnahme auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage zum Kompostieren von Haushaltsabfällen in Vorderansicht mit einem Ausriß in schematischer Darstellung;

Fig. 2 eine Abdichtungsbaugruppe im Längsschnit in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 einen Schnitt der Linie III-III in Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zum Kompostieren von Haushaltsabfällen enthält einen Vorratsbehälter 1, ein Förderband 2, das mit einem Magnetscheider 3 verbunden ist, und eine Aufgabevorrichtung 4 für Haushaltsabfälle, die aufeinanderfolgend angeordnet sind.

Die Aufgabevorrichtung 4 ist mittels einer Öffnung 6 in einem Deckel 7 mit einer zylindrischen biothermischen Drehtrommel 5 verbunden. Der Deckel 7 ist ortsfest relativ zur Drehtrommel 5 auf einer Stütze 8 im Abstand vom Stirnende 9 der Drehtrommel 5 angeordnet. Die Drehung der Drehtrommel 5 erfolgt durch einen Antrieb 10, der ein beliebiger bekannter Antrieb sein kann. In die Drehtrommel 5 (Fig. 2) ragt ein zylindrisches Ansatzstück 11, das am Deckel 7 befestigt, mit dessen Öffnung 6 verbunden und in der Drehtrommel 5 mit einem Ringspalt, in dem eine Labyrinthdichtung 12 untergebracht ist, angeordnet ist. Das Ansatzstück 11 (Fig. 1) weist ein Fenster 13 auf, das dem Hohlraum der Aufgabevorrichtung 4 zugewandt ist. An der Drehtrommel 5 ist deckelseitig ein ringförmiger Sammler 14 zum Auffangen von aus der Drehtrommel 5 herausfallenden Abfällen vorhanden, der mit dem Ansatzstück 11 einen Behälter 15 (Fig. 3) bildet. Der Behälter 15 ist mit Trennwänden 16 versehen, die ihn in Sektionen zum Bewegen der aufgefangenen Abfälle zum Fenster 13 des Ansatzstückes 11 hin unterteilen. An der Innenfläche der Drehtrommel 5 (Fig. 1) sind spiralförmig angeordnete Rippen 17, 18 zum Vermischen und Bewegen der Haushaltsabfälle vorgesehen. Die Rippen 18 liegen in einem Abstand von den Stirnenden der Drehtrommel 5 und sind mit trapezförmigen Schlitzen ausgeführt, dazwischen befinden sich Platten 19. Zwischen den Rippen 17 ohne Schlitze sind von der Seite des Deckels 7 der Drehtrommel 5 an der Wand der Drehtrommel 5 schraubenlinienförmig verlaufende metallische Stäbe 20 mit einer geriffelten Oberfläche befestigt. Die Länge des Abschnittes mit den geschlitzten Spiralrippen 18 beträgt 0,85 bis 0,95 Längen der Drehtrommel 5, und die auf diesem Abschnitt vorhandenen Platten 19 sind unter einem Winkel von vorzugsweise 5 bis 30° zur Mantellinie der Drehtrommel 5 in der Richtung, die der Anordnungsrichtung der Rippen 18 entgegengesetzt ist, angeordnet.

Zum Belüften der Abfälle sind an der Wand der Drehtrommel 5 von der Außenseite Lüfter 21 mit Luftkanälen 22 und Düsen 23 angebracht. Hinter der Drehtrommel 5 sind eine Austragvorrichtung 24 in Form eines Segmentverschlusses, ein Förderband 25 für die kompostierten Abfälle, ein Siebwerk 26, ein Förderband 27 für die nicht kompostierbaren Rückstände und ein Förderband 28 für den Kompost, ein Magnetscheider 29 und ein Brechwerk 30 für Kompost aufeinanderfolgend angeordnet.

Die Vorrichtung wird wie folgt betrieben.

Die Haushaltsabfälle aus der Aufnahmevorrichtung 1 werden mit dem Förderband 2 dem Magnetscheider 3 zugeführt. Das Magnetscheiden erfolgt in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 20 bis 40 kA/m. Dabei wird aus den Abfällen Altmetall von nur leichtem Gewicht (0,6 bis 1% der Masse der Abfälle) abgetrennt, welches beim Kompostieren als Ballast auftritt. Die Abfälle, welche noch bis 4 Masse-% Altmetall von schwerem Gewicht enthalten, gelangen in die Aufgabevorrichtung 4 und durch die Öffnung 6 im Deckel 7 und das Ansatzstück 11 in die biothermische Drehtrommel 5, die sich mit einer Geschwindigkeit von 1,49 U/min durch den Antrieb 10 dreht. Nach der Aufgabe der Haushaltsabfälle wird in die Drehtrommel 5 mittels der Lüfter 21 über die Luftkanäle 22 und die Düsen 23 Luft zugeführt, die für die Lebenstätigkeit von Mikroorganismen beim Kompostieren notwendig ist. In der umlaufenden Drehtrommel 5 werden die Abfälle unter der Wirkung der Spiralrippen 17 verdichtet und vorgeschoben. Die Drehtrommel 5 wird bis zu 80% gefüllt. Um auszuschließen, daß während der Aufgabe überverdichtete Zonen ("Stopfen") entstehen sowie zum Verhindern eines "Rückschlupfes" der Abfälle im Zwischenrippenraum dienen metallische Stäbe 20 mit einer geriffelten Oberfläche. Der hauptsächliche Kompostierungsvorgang findet auf dem Abschnitt der Spiralrippen 18 mit Schlitzen und Platten 19 statt. Die Länge dieses Abschnitts, die 0,85 bis 0,95 Längen der Drehtrommel 5 beträgt, die Arbeitsfläche dieser Rippen 18 die das 1,8- bis 3,0fache der Querschnittsfläche der Drehtrommel 5 beträgt und deren Höhe 0,1 bis 0,2 Durchmessern der Drehtrommel gleich ist, sind empirisch ausgewählt. Diese Auswahl wurde ausgehend davon vorgenommen, daß Verhältnisse für ein wirksames Vermischen der Abfälle bei minimaler Gefahr einer Überverdichtung sowie günstige Bedingungen für die Lebenstätigkeit von Mikroorganismen beim Kompostieren geschaffen werden.

Die vorzugsweise in einem Winkel von 5 bis 30° zur Mantellinie der Drehtrommel 5 in der der Anordnungsrichtung der Rippen 18 relativ zu der Mantellinie entgegengesetzten Richtung angeordneten Platten 19 tragen auch dazu bei, daß ein wirksames Vermischen erfolgt. In diesem Fall führen die Abfälle über die Länge der Drehtrommel 5 eine zusammengesetzte Bewegung aus, die durch ihre entgegengesetzte Vorschubrichtung in der axialen und in der Umfangszone bestimmt wird. Neben den konstruktiven Besonderheiten der Drehtrommel 5 wird ein wirksames Durchmischen auch dank dem im Abfall enthaltenen Altmetall von schwerem Gewicht gefördert, das eine zusätzliche Verkleinerung der Abfälle bewirkt.

Es ist wünschenswert, daß die Kompostierung, wie jeder mikrobiologische Vorgang, in der Drehtrommel unter möglichst niedrigen Wärmeverlusten durchgeführt wird. Zu diesem Zweck sind die Platten so angeordnet, daß das Verhältnis zwischen dem Abstand der Platten 19 voneinander im Querschnitt der Drehtrommel 5 und dem Durchmesser der Drehtrommel 5 in einem Bereich von 0,02 bis 0,04 liegt und deren Höhe 0,02 bis 0,03 des Durchmessers der Drehtrommel beträgt. Durch diese Anordnung und diese Parameter der Platten 19 kann eine natürliche Auskleidung aus den Abfällen mit optimaler Stärke gewonnen werden.

Der Kompostierungsvorgang für Haushaltsabfälle wird unter Belüftung und Vermischung durchgeführt, wobei abwechselnd mit einer maximalen und einer minimalen Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel 5 gearbeitet wird. So werden zu Beginn der Kompostierung für die in die Drehtrommel neu eingeführten Haushaltsabfälle Bedingungen für deren wirksames Vermischen und Zerkleinern geschaffen, indem sich die Drehtrommel mit einer maximal zulässigen Geschwindigkeit (1 bis 5 U/min) dreht. Wenn die Temperatur der Abfälle Werte von 25 bis 35°C, d. h. die Optimaltemperatur für die Entwicklung von mesophilen Mikroorganismen erreicht, sind optimale Bedingungen für deren aktive Vermehrung geschaffen. Bei einer niedrigen Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel (0,04 bis 0,5 U/min) werden keine Kolonien von Mikroorganismen zerstört.

Nach dem Erreichen einer maximalen Temperatur (45 bis 50°C) in den Abfällen, die dem Aufhören der Lebenstätigkeit von mesophilen Mikroorganismen und dem Beginn der Lebenstätigkeit von thermophilen Mikroorganismen entspricht, wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel 5 auf 1,0 bis 5,0 U/min erhöht.

Der Anstieg der Temperatur der Abfälle auf 52 bis 55°C schafft günstige Bedingungen für ein aktives Wachstum von thermophilen Mikroorganismen. Um günstigere Bedingungen für deren Wachstum zu schaffen, wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel auf 0,04 bis 0,5 U/min verringert. Im Laufe der Lebenstätigkeit von thermophilen Mikroorganismen entwickelt sich eine Wärmeenergie, die einen Abbau der organischen Stoffe der Abfälle und einen Anstieg der Temperatur der Abfälle auf 60 bis 70°C fördert. Nach Erreichen dieser Temperaturen wird die Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel 5 auf 1,0 bis 5,0 U/min erhöht. Die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel 5 erfolgt innerhalb von 0,1 bis 0,5 s. Ein Unterschreiten der maximalen Umlaufgeschwindigkeit von 1,0 U/min verschlechtert die Zerkleinerungsbedingungen für die Abfälle wesentlich, während ein Überschreiten der Umlaufgeschwindigkeit von 5,0 U/min zu einem zusätzlichen Energieaufwand führt, ohne daß der Kompostierungsvorgang positiv beeinflußt wird. Ein Unterschreiten der minimalen Umlaufgeschwindigkeit von 0,04 U/min führt zum Abklingen des Kompostierungsvorgangs, während ein Überschreiten der minimalen Umlaufgeschwindigkeit von 0,5 U/min sich nachteilig auf den Vermehrungsvorgang bei den thermophilen und mesophilen Mikroorganismen auswirken kann. Eine Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel wird vorzugsweise in einem Zeitraum von mindestens 0,1 s wegen möglicher negativer Einwirkungen der auftretenden Trägheitskräfte auf die Arbeitsfähigkeit der Ausrüstung und höchstens 0,5 s wegen Nachlassens der Durchmischungseinwirkung der Trägheitskräfte auf die Abfälle vorgenommen.

Es ist sinnvoll, während des Kompostierens mindestens eine Änderung der Bewegungsrichtung der Haushaltsabfälle beim Drehen der Drehtrommel 5 mit maximaler Geschwindigkeit von 1 bis 5 U/min vorzunehmen, wodurch eine Verdichtung der zu kompostierenden Abfälle und eine Bildung von anaeroben Zonen verhindert wird.

Eine rationelle Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel je nach den Entwicklungsbedingungen der Mikroorganismen fördert eine Steigerung der Produktivität des Kompostierungsprozesses und eine Verbesserung der Kompostqualität.

Während des Betriebs der Drehtrommel 5 kommt es zum Austritt von Abfällen durch die Labyrinthdichtung 12. Zum Auffangen der austretenden Abfälle ist ein ringförmiger Sammler 14 vorgesehen. Die Abfälle gelangen in die durch die Trennwände 16 gebildeten Sektionen des Behälters 15 des ringförmigen Sammlers 14 und werden infolge seiner Drehung zum Fenster 13 des Ansatzstücks 11 vorgeschoben. Durch das Fenster 13 gelangen die Abfälle in die Aufgabevorrichtung 4, und werden von dort in die Drehtrommel 5 zurückgeführt. In der erfindungsgemäßen Anlage ist ein Verschütten von Abfällen völlig ausgeschlossen, wodurch die Sanitär- und Hygienebedingungen für das Bedienungspersonal verbessert werden.

Der Austrag der kompostierten Abfälle erfolgt aus der Drehtrommel 5 bei einer Umlaufgeschwindigkeit von 1,49 U/min. Gleichzeitig findet die Aufgabe neuer Abfälle in die Drehtrommel 5 statt. Die kompostierten Abfälle werden über die Austragsvorrichtung 24 mit dem Förderband 25 dem Siebwerk 26 zugeführt. Im Siebwerk 26 werden die Abfälle in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände getrennt, die letzteren werden mittels des Förderbandess 27 zur Pyrolyse befördert. Der Kompost wird mit Hilfe des Förderbandes 28 in den Magnetscheider 29 zum zweiten Magnetscheiden zugeführt, die in einem Magnetfeld mit einer Feldstärke von 56 kA/m erfolgt. Nach dem Magnetscheiden von Altmetall wird der Kompost ins Brecherwerk 30 zugeführt und danach zu Verbrauchern transportiert.

Durch die gemeinsame Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anlage können die Vorteile der vorgeschlagenen Vervollkommnungen in höchstem Grade verwirklicht und die Produktivität des Prozesses auf 38 000 Jt bei hoher Kompostqualität (die Kompostmenge mit einer Fraktion von unter 20 mm beträgt 75%) gesteigert werden.

Die Auswahl einer vorteilhaften Form und der Anordnung der Platten 19 und der Rippen 17, 18 in Verbindung mit einer Änderung der Umlaufgeschwindigkeit und des Umlaufsinns der Drehtrommel 5 gibt die Möglichkeit, den Prozeß der Entstehung und Entwicklung von Mikroorganismen in den Abfällen durch deren Zerkleinern und Vermischen stark zu intensivieren sowie eine Bildung von anaeroben, in der Höhe und Länge der Trommel 5 überverdichteten Stauzonen zu verhindern.

Darüber hinaus kann durch die Ausbildung einer natürlichen Auskleidung aufgrund der Auswahl einer günstigen Höhe eines günstigen Abstandes der Platten 19 voneinander der Wärmehaushalt beim Kompostieren konstantgehalten und die Produktivität des Kompostierungsprozesses erhöht werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Kompostieren von Haushaltsabfällen durch ein Magnetscheiden der Abfälle, ein Vermischen und Belüften derselben in einer Drehtrommel und ein Trennen der kompostierten Abfälle in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände, dadurch gekennzeichnet, daß man das Magnetscheiden der Abfälle im Magnetfeld mit einer Feldstärke von 20 bis 40 kA/m durchführt, das Vermischen und Belüften der Abfälle abwechselnd mit einer maximalen Umlaufgeschwindigkeit von 1,0 bis 5,0 U/min und einer minimalen Umlaufgeschwindigkeit von 0,04 bis 0,5 U/min der Drehtrommel durchführt, wobei die Verminderung der Umlaufgeschwindigkeit auf den minimalen Wert beim Erreichen einer Temperatur von 25 bis 35° und von 52 bis 55° in den Abfällen und die Erhöhung der Umlaufgeschwindigkeit auf den maximalen Wert beim Erreichen einer Temperatur von 45 bis 50° und 60 bis 70° in den Abfällen vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Drehtrommel binnen 0,1 bis 0,5 s vornimmt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bewegungsrichtung der Abfälle in der mit maximaler Geschwindigkeit umlaufenden Drehtrommel mindestens einmal ändert.

4. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend aufeinanderfolgend angeordnet: einen Magnetscheider (3), eine Aufgabevorrichtung (4) für Abfälle, eine zylindrische Drehtrommel (5) mit einem Antrieb (10) für deren Umlauf und einem relativ zur Drehtrommel ortsfest angeordneten, in einem Abstand von deren Stirnende (9) angeordneten und mit einer Durchgangsöffnung (6) für die Abfälle versehenen Deckel (7), einem innerhalb der Drehtrommel (5) angeordneten zylindrischen Ansatzstück (11), das am Deckel (7) befestigt, mit dessen Durchgangsöffnung (6) verbunden und in der Drehtrommel (5) mit einem Ringspalt, in dem eine Labyrinthdichtung (12) eingelegt ist, angeordnet ist, wobei zum Bewegen und Vermischen der Abfälle an der Innenfläche der Drehtrommel (5) spiralförmig angeordnete Rippen 17, 18 vorgesehen sind, die mit Schlitzen auf dem von den Stirnenden der Drehtrommel (5) beabstandet liegenden Abschnitt ausgeführt sind, die mit Schlitzen auf dem von den Stirnenden der Drehtrommel (5) beabstandet liegenden Abschnitt ausgeführt sind, sowie zwischen den Rippen (18) mit Schlitzen angeordnete Platten (19) aufweisen, eine Austragvorrichtung (24) und eine Trennvorrichtung zum Trennen der kompostierten Abfälle in Kompost und nicht kompostierbare Rückstände, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Länge des Abschnitts mit geschlitzten Rippen (18) 0,85 bis 0,95 Längen der Drehtrommel (5) beträgt, wobei die Schlitze trapezförmig ausgebildet sind,
- die auf diesem Abschnitt vorhandenen Platten (19) unter einem Winkel zur Mantellinie der Drehtrommel (5) in der Richtung angeordnet sind, die der Anordnungsrichtung der Rippen (18) relativ zur Mantellinie entgegengesetzt ist,
- das Ansatzstück (11) ein dem Hohlraum der Aufgabevorrichtung (4) zugewandtes Fenster (13) aufweist,
- an der Drehtrommel (5) deckelseitig ein ringförmiger Sammler (14) zum Auffangen der aus der Drehtrommel herausfallenden Abfälle vorhanden ist, der mit dem Ansatzstück (11) einen Behälter (15) bildet, und
- der Behälter (15) mit ihn in Sektionen zum Bewegen der aufgefangenen Abfälle zum Fenster (13) des Ansatzstücks (11) hin unterteilenden Trennwänden (16) versehen ist.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche der Rippen (18) mit Schlitzen das 1,8- bis 3,0fache der Querschnittsfläche der Drehtrommel (5) und deren Höhe das 0,1- bis 0,2fache ihres Durchmessers beträgt.

6. Anlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen jeder Platte (19) und der Mantellinie der Drehtrommel (5) 5 bis 30° beträgt und das Verhältnis zwischen dem Abstand benachbarter Platten (19) voneinander im Querschnitt der Drehtrommel (5) und ihrem Durchmesser in einem Bereich von 0,02 bis 0,04 liegt unter Einhaltung einer Höhe der Platten von 0,02 bis 0,03 Durchmesser der Drehtrommel (5).

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen (17) ohne Schlitze deckelseitig an der Innenfläche der Drehtrommel (5) metallische schraubenlinienförmig verlaufende Stäbe (20) mit einer geriffelten Oberfläche angeordnet sind.