DE4342915A1 - Verfahren zur Kompostierung von Biomüll sowie Vorrichtung hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompostierung von Biomüll und anderen nativ-organischen Stoffen, bei dem sich an eine Aufbereitungsphase unter Strukturierung des Einsatzgutes eine Heißphase (Vorrotte) anschließt und bei dem das Einsatzgut aus der Heißphase nach Verpilzung (Hauptrotte) und Mineralisierung (Nachrotte) in einer End­ phase feinaufbereitet wird. Außerdem wird eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.

Der immer knapper werdende Deponieraum führt zu Über­ legungen, wie die zu deponierenden Müllmengen reduziert werden können. Da eine Müllvermeidung nur in begrenztem Umfange möglich ist und auch teilweise auf mangelnde Akzep­ tanz seitens der Müllverursacher stößt, gewinnen Überlegungen zur Verwertung des in großem Umfange anfallenden Biomülls fortschreitende Bedeutung.

Ein bekanntes Verfahren zur Verwertung besteht in der Kompostierung und wird bereits seit Jahrzehnten dazu benutzt, organische Abfallstoffe zu veredeln und in den Naturkreislauf zurückzuführen.

Großtechnische Anlagen, in denen der gesamte Hausmüll mechanisch vorsortiert verarbeitet werden kann, wurden bereits erstellt. Dabei ergab sich jedoch durch den not­ wendigen Einsatz von schnell rotierenden Maschinenteilen, wegen des hohen Abriebes der Zerkleinerungsorgane, ein hoher Schwermetallgehalt des produzierten Kompostes.

Versuche zur Gesamtmüllseparierung, bei denen der Haus­ müll mechanisch sortiert wird, um nach Ausscheiden der organischen Fraktion diese anschließend zu kompostieren, erwiesen sich ebenfalls als wenig erfolgreich.

Ausgehend von diesen Erfahrungen wurde schließlich die sogenannte "Biotonne" eingeführt, d. h. die getrennte Erfassung des Biomülls wurde auf die Seite des Müllver­ ursachers verlagert. Diese Sortierung stellt unter den gegebenen Voraussetzungen die zweckmäßigste Lösung dar und wird als notwendige Maßnahme von der Bevölkerung akzeptiert. Als Ergebnis der Kompostierung des aussor­ tierten Biomülls entsteht in einem geeigneten Kompostie­ rungsverfahren reproduzierbarer, d. h. marktfähiger Kom­ post.

Da Biomüll ein sehr indifferentes Ausgangsmaterial dar­ stellt, das in Menge und Qualität erheblichen jahreszeit­ lichen Schwankungen unterliegt, kommt der Auswahl eines günstigen Kompostierungsverfahrens besondere Bedeutung zu. Der hohe Wassergehalt des Biomülls kann zu unerwünschten anaeroben Reaktionen führen. Oft fehlt auch im Winter bis Frühjahr eine ausreichende Struktur. Eine Solokompostie­ rung von Biomüll erweist sich daher wegen der Vielzahl von Einflußfaktoren als schmierig.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Ver­ fahren für Kompostierung von Biomüll und anderen nativ­ organischen Stoffen anzugeben, welches in relativ kurzer Bearbeitungszeit und unter geringem Lagerraumbedarf der Anlage einen reproduzierbaren Kompost erzeugt.

Dies wird bei einem Kompostierungsverfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen Aufbereitungsphase und Heißphase als Zwischen­ stufe eine zusätzliche Homogenisierungs- und Strukturie­ rungsphase als exothermer Vorgang zwischengeschaltet ist, der einen Teil der Heißphase bildet, und daß während der Heißphase ein mechanisches Durchmischen bzw. Lockern des Einsatzgutes bei gleichzeitigem Bewässern erfolgt.

Der in der Aufbereitungsphase entschrottete Bioabfall wird hierzu in der Zwischenstufe einer an sich bekannten Doppel­ schneckenaufbereitungsanlage zugeführt, welche das Einsatz­ gut auffasernd und zerkleinernd behandelt. Zweck dieser Zwischenstufe ist eine zusätzliche Homogenisierung bei Strukturerhaltung des Biomülls. In der Zwischenstufe er­ fährt der Biomüll eine schonende Erwärmung auf ca. 45°C und kann dann in die eigentliche Heißphase (Intensive Rotte) überführt werden. Diese Heißphase wird zweckmäßig in einer Doppel-Rottebox durchgeführt, welche aus einer oberen und einer unteren Rottebox zusammengesetzt ist. In der Praxis werden mehrere solcher Doppel-Rotteboxen in paralleler Reihenanordnung beschickt.

Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens kann so aufgebaut sein, daß in der Zwischenstufe eine Doppelschneckenpresse vorgesehen ist, welcher das in der Aufbereitungsphase zerkleinerte Einsatzgut zugeführt wird, wobei der Auslaß der Doppelschneckenpresse mit einer Fördereinrichtung in Verbindung steht, welche das in der Doppelschneckenpresse zusätzlich homogenisierte und struk­ turierte Einsatzgut in die obere Rottebox einer aus zwei übereinander angeordneten Rotteboxen zusammengesetzten Doppel-Rottebox einträgt, und daß im Bereich der Austrage­ flächen der oberen und der unteren Rottebox gegenläufige Stachelwalzen vorgesehen sind.

Die Aufenthaltszeit in der oberen und in der unteren Rotte­ box kann nach Bedarf gewählt werden. Durchschnittlich wer­ den etwa fünf Tage pro Kammer benötigt. Der Inhalt der oberen und der unteren Rottebox wird durch die Stachel­ walzen aufgelockert und durchmischt. Die Befüllung der Rotteboxen kann vollautomatisch, vorzugsweise echolotge­ steuert, erfolgen, und dadurch ist es nach der ersten Be­ füllung möglich, den Befüllprozeß kontinuierlich zu fahren. Entsprechend dem Austrag wird in die obere Rottebox nachge­ füllt. In der oberen Rottebox werden Temperaturen bis 75°C schon nach acht Stunden erzielt. Diese kurze Zeit wird vor allem durch den Einsatz der Doppelschneckenpresse erreicht, bei der der Biomüll, wie angegeben, die Doppelgegendruck­ schnecken mit ca. 45°C verläßt.

Der Einsatz einer Doppelschneckenpresse bietet weiterhin den Vorteil, daß bei entsprechend angepaßter Dimensionierung der Siebgutüberlauf nativ organischen Materials minimiert wird. Dadurch entfällt die Rückbelastung der Anlage mit Kreislaufgut, außerdem wird eine nützliche Abfallvermin­ derung in der Gesamtanlage erreicht.

Die Abluft in dem geschlossenen Doppel-Rottebox-System wird zweckmäßig über ein energiesparendes Biofilter deso­ doriert. Ein solches Biofilter kann vorteilhaft aus Rindenmulch bestehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Verfah­ rensdurchführung in einem Blockschema dargestellt.

Von einer Biomüllannahme 1 gelangt das Einsatzgut in die Aufbereitungsphase 2, in der das Abfallgemisch zu­ nächst in einer langsam laufenden Schraubenmühle einheit­ lich auf eine Größe kleiner als 150 mm kalibriert wird. Als Einsatzgut kann Biomüll und Gemische von Biomüll mit Grüngutabfall verarbeitet werden. Das Abfallgemisch wird in der Aufbereitungsphase ferner einer zweistufigen Ent­ schrottung zugeführt. Diese kann beispielsweise einen Überbandmagneten aufweisen.

Der entschrottete Bioabfall gelangt nun in die Zwischen­ stufe, welche eine Doppelschneckenaufbereitungsanlage 3 enthält. Von dieser Aufbereitungsanlage 3 wird der zusätzlich auf ca. 50 mm Größe homogenisierte und strukturierte sowie schonend erwärmte Biomüll über eine Fördereinrichtung 4 in die obere Rottebox 5 einer aus zwei übereinander geordneten Rotteboxen 5, 6 bestehenden Doppel-Rottebox eingetragen. In dieser Doppel-Rottebox erfolgt die Heißphase (intensive Vorrotte) Dabei sind im Bereich der Austrageflächen der beiden Rotte­ boxen 5, 6 gegenläufige Stachelwalzen 7, 8 vorgesehen, welche bei ihrem Fördervorgang den Kammerinhalt zusätzlich durch­ mischen bzw. lockern.

Zur Bewässerung ist eine Sprühdusche 9 vorgesehen. Die Be­ wässerung erfolgt sensorgesteuert derart, daß ein Wasserge­ halt des Einsatzgutes von < 40 Gew.% eingehalten wird. Das angerottete (obere Rotte) sowie das vorgerottete (untere Rotte) biogene Abfallgemisch wandert Schicht für Schicht von oben nach unten und durchläuft dabei verschiedene Tempera­ turzonen. Die Gesamtstandzeit in der Heißphase kann mit etwa zehn Kalendertagen angegeben werden. Sie ist jedoch nach dem Produkt orientiert.

Der Platz für die der Heißphase nachfolgende Hauptrotte ist im Gegensatz zu der luftabgeschlossenen Aufstellung der Doppel-Rottebox offen, aber überdacht. Das Einsatz­ gut wird dann aus der Heißphase in die Hauptrotte über­ führt und dort als Mieten aufgeschüttet. Hier tritt eine Verpilzung ein.

In der nachgeschalteten Nachrotte (Mineralisierung) ist die stoffliche Veränderung soweit fortgeschritten, daß eine Negativbilanz des Wasserhaushaltes nicht mehr ein­ tritt. Ein verhaltenes Umsetzen der Mieten soll diese originäre Tendenz unterstützen. Je nach dem gewünschten Rottegrad räumt der Kompost die Nachrottefläche.

Der aus einem Gemisch von Grünabfall und Biomüll erzeugte Kompost kann ohne weitere Aufbereitung nicht als markt­ fähiges Produkt angesehen werden. Hierzu ist zuvor eine Endaufbereitung in der Feinaufbereitungsstufe erforder­ lich.

Als letzter Verfahrensschritt schließt sich somit die Feinaufbereitung an. Hier findet eine Störstoffabtrennung statt. Hierzu bietet sich ein bekanntes kombiniertes Ver­ fahren mit Schwerkraftsieben unterschiedlicher Siebflächen­ größen in sogenannten Windsichtern an. Ein Teil der Stör­ stoffe kann bereits durch die erste Siebung abgeschieden werden. Ziel dieser Aufbereitung sind Abtrennung von Ver­ unreinigungen, Senkung des Schwermetallgehaltes, die Ge­ winnung verschiedener Kompostqualitäten. Hierzu wird der unbehandelte Kompost über die Siebanlage geführt, die drei Fraktionen entstehen läßt. Erste Fraktion 0-8 mm, zweite Fraktion 8-20 mm, dritte Fraktion = Überlauf, größer als 20 mm. Die beiden ersten Fraktionen werden je nach Kalibrierung über zwei Hochleistungshartstoff­ abscheider (pneumatische Trennung) geführt. Dabei er­ folgt ein Abtrennen der Verunreinigungen. Eine Vermin­ derung des Schwermetallgehaltes kann durch das Ausblasen kleinster Metallpartikel erreicht werden.

Die so aufbereitete 1. Fraktion kann als Kompostsub­ strat bezeichnet werden (1. Qualität).

Die 2. Fraktion (10-20 mm) wird nochmals gesiebt. Es entstehen drei weitere Fraktionen 2a (0-8 mm), feine Qualität, 2b (8-15 mm), mittlere Qualität, 2c (15-20 mm), grobe Qualität.

Verfahrensvoraussetzungen sind maximale Wassergehalte von 42 Gew.% für die Windsichter, die aber mit dem oben beschriebenen Verfahren mühelos eingehalten werden kön­ nen. Der so erzeugte Kompost kann lose oder über Sackware vermarktet werden. Hierzu kann zusätzlich eine Absack­ anlage angeschlossen werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Kompostierung von Biomüll und anderen nativ-organischen Stoffen, bei dem sich an eine Auf­ bereitungsphase unter Strukturierung des Einsatz­ gutes eine Heißphase anschließt und bei dem das Ein­ satzgut aus der Heißphase nach Verpilzung und Mine­ ralisierung in einer Endphase feinaufbereitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Aufbereitungsphase und Heißphase als Zwi­ schenstufe eine zusätzliche Homogenisierungs- und Strukturierungsphase als exothermer Vorgang zwischen­ geschaltet ist, der einen Teil der Heißphase bildet, und daß während der Heißphase ein Durchmischen bzw. Lockern des Einsatzgutes bei gleichzeitigem Bewassern erfolgt.

2. verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Durchmischen bzw. die Loc­ kerung des Einsatzgutes in der Heißphase mit Hilfe von Stachelwalzen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Einsatzgut zur Homogenisierung und Strukturierung in der Zwischenstufe auf fasernd und zerkleinernd behandelt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Zwischenstufe eine Doppelschnec­ kenpresse (3) vorgesehen ist, welcher das in der Aufbereitungsphase zerkleinerte Einsatzgut zugeführt wird, daß der Auslaß der Doppelschneckenpresse (3) mit einer Fördereinrichtung (4) in Verbindung steht, welche das in der Doppelschneckenpresse (3) zusätz­ lich homogenisierte und strukturierte Einsatzgut in die obere Rottebox (5) einer aus zwei übereinander angeordneten Rotteboxen (5, 6) gebildeten Doppel- Rottebox einträgt, und daß im Bereich der Austrage­ fläche der oberen und der unteren Rottebox (5, 6) gegenläufige Stachelwalzen (7, 8) vorgesehen sind.