DE8704971U1 - Vorrichtung zur Klimatisierung von Kompostierungsanlagen - Google Patents
Vorrichtung zur Klimatisierung von KompostierungsanlagenInfo
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Description
• · a a Ii « ·· »··»
Die aerobe fermentation (Kotte oder Kompostierung) von
biologisch abbaubären organischen Substanzen ist an ein |
aerobes Klima (Milieu) gebunden. Bestandteile eines aeroben |
Klimas sind: atmosphärische Luft, Feuchte und Wärmeenergie* f
Die Aufrechterhaltüng eines dem Wachstum der aeroben Orga- |
liismen angepaßten Klimas ist die wesentlichste Voraussetzung I
für eine, insbesondere bei der Abfallkompostierung erwünschte, |
schnellstmögliche Kompostierung. \
Für die Klimatisierung menschlicher Lebensräume ist es |
bekannt, aus dem "Fermentationsraum" StoffWechselprodukte, i
Co2, Wasserdampf, Wärme und Gase, abzuführen und an ein ge- i
sundes Klima angepaßte Frischluft zuzuführen. Diese Methode |
wird, wie gesagt, bisher ausschließlich bei der Klimatisierung "
von menschlichen und tierischen Aufenthaltsräumen angewandt. I
Bei der Kompostierung hingegen werden offene Systeme |
angewandt, bei denen die Frage der schadlosen Beseitigung 3
der Stoffwechselprodukt bisher völlig offengeblieben ist. &rgr;
Allenfalls wurde ein kompostbelegtes Erdfilter zur Abluftrei- |
nigung vorgesehen. s
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, angesichts der Tatsache,
daß Abfallkompostierung immer mit der Bildung gas-
und dampfförmiger StoffWechselprodukte verbunden ist, den
Fermentationsraum so zu klimatisieren, daß nicht nur eine
Verdrängung der Stoffwechselprodukte durch Frischluft erreicht wird, sondern daß diese Produkte in einen umweltver- :
und dampfförmiger StoffWechselprodukte verbunden ist, den
Fermentationsraum so zu klimatisieren, daß nicht nur eine
Verdrängung der Stoffwechselprodukte durch Frischluft erreicht wird, sondern daß diese Produkte in einen umweltver- :
träglichen Zustand überführt werden und daß gleichzeitig der ]
• * * ft * ft · ♦ · · ·
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! S, 5 · &iacgr; :··&iacgr;'-&Mgr; -&iacgr;
energetische Aufwand tür klimaregelüng auf die unbedingt notwendige
Größe beschränkt bleibt.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1* Die Erfindung berücksichtigt also
die Tatsache, uüS die aus einer fsrJuSiitisrsndsn Masse infolge
Verdrängung und/oder Spülung austretenden Gase bzw. Dämpfe durch Wärmeentzug zu resublimieren bzw. auszukondensieren
sind, indem Wärme daraus direkt oder indirekt über Wärmetauscher auf die Frischluft übertragen oder wahlweise über einen
Kühlkreislauf abgeführt bzw* über eine angeschlossene Wärmepumpe genutzt und damit neben dem Kondensationseffekt noch
-äin Energiespareffekt erreicht wird. Die noch in der Abluft
verbleibenden Reste von umweltbelastenden Stoffwechselprodukten werden anschließend sorptiv an sorptionsfähigen Körpern
(z.B. Biofilter, Aktivkohlefilter, Ionentauscher oder Silikagel)
abgeschieden. Bei der Wärmeübertragung bestimmt die Temperatur^Differenz
zwischen Frischluft und Abluft die abführbare Kondensationswärmemenge aus der Abluft und somit den
Abscheidegrad für resublimierbare und kondensierbare Abluftbestandteile.
Die aus einem aeroben Fermentationsprozeß austretenden Gase und Dämpfe treten nur dann als übelriechende Stoffwechselprodukte in Erscheinung, wenn ihre Temperatur höher ist als
die der den fermentierenden Organismen zugeführten Frischluft. Bei steigender Ablufttemperatur und steigenden Dampfanteilen
kondensieren diese auf den frischluftgekühlten Flächen aus. Infolge des hohen Sauerstoffangebotes im Kondensat
und fehlendem biologischem Nährboden entsteht ein flüssiges, umweltneutrales StoffWechselprodukt mit folgender
nur biologisch bedingter durchschnittlich physikalisch chemischer Zusammensetzung:
kj · 4 ·
*— 5 *—
Elektr, Leitfähigkeit
pH-Wert:
pH-Wert:
Sauerstoff (02):
Säurekapazität pH 4,3 (m-Wert): Kohlensäure "freie C02":
Säurekapazität pH 4,3 (m-Wert): Kohlensäure "freie C02":
TCnIi 1 oncHuro &sgr; »Hund an 5
Kohlensäure} zugehörig:
Kohlensäure^ rostschutzverhindernd: Kalkaggressive C02
(Marmorlöseversuch n. Heyer): Oxidierbarkeit mit Kaliumpermanganat: (als Kaliumpermanganatverbrauch.) BSB5
Kohlensäure^ rostschutzverhindernd: Kalkaggressive C02
(Marmorlöseversuch n. Heyer): Oxidierbarkeit mit Kaliumpermanganat: (als Kaliumpermanganatverbrauch.) BSB5
CSB (Cr VI - III) (02)
Sogenannte Nichtkarbonathärte: Härtebereich: 1 (nach § 7 Abs. 1 Ziff,
Sogenannte Nichtkarbonathärte: Härtebereich: 1 (nach § 7 Abs. 1 Ziff,
mittelgesetzes vom 20,
640 | pS/cin |
7,87 | |
6,5 | mg/1 |
7,5 | mval/1 |
14,2 | mg/1 |
lfiS;0 | ma/l |
122,2 | mg/i |
n.n. | mg/1 |
n.n. | mg/1 |
34 | mg/1 |
82 | mg/1 |
109 | mg/1 |
0,0 | °dH |
4 des | Wasch- |
8. 75) |
Wasserhinhaltsstoffe
Bezeichnung | • * | angegeben | Nachweis- | ermittelter |
als | grenze mg/1 | Wert mg/1 | ||
Eisen, gesamt | Fe | 0,02 | 0,18 | |
Mangan | Mn | 0,01 | 0,04 | |
Kupfer | Cu | 0,02 | 0,02 | |
Zink | Zn | 0,02 | 0,06 | |
Natrium | Na | 0,1 | 0,1 | |
Kalium | K | 0,1 | 0,6 | |
Calcium | ■Ca | 1,0 | n.n. | |
Magnesium | MG | 0,1 | n.n. | |
Ammonium | NH4 | 0,01 | 0,09 | |
Nitrit | &Ngr;&ogr;&ugr; | 0,02 | 0,05 | |
Nitrat | NO3 | 0,7 | ||
0,3 | ||||
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Chlorid Cl" &iacgr; &eegr;.&eegr;.
Sulfat S0|~ 2 mn.
Phosphat* ortho &Rgr;&thgr;|~ 0,02 &eegr;.&eegr;.
Hydrogenkarbonat HCO3 3 457
Silikat S1O2 0,2 1,7
&eegr;.&eegr;. = nicht nachweisbar
Die Untersuchung von Kondensat ergab, daß die Qualität des Kondensates eine direkte Einleitung in einen Vorfluter erlaubt.
Die Waserqualität ist mit einem gereinigten Abwasser aus eÄner Kläranlage vergleichbar.
Die Frischluftzufuhr wird dem biologischen Sauerstoffverbrauch
der Organismen angepaßt, welcher kontinuierlich gemessen wird. Für eine wirtschaftlich vorteilhafte Betreibung
empfiehlt sich die Regelung der Frischluftzufuhr zwischen Sollwerten von 17 bis 19 Vol.-% Luftsauerstoffgehalt in der
fermentierenden Abfallmasse.
Aufgrund der Wärmebedingten, aufwärtsgerichteten Thermik in der fermentierenden Abfallmasse ist es vorteilhaft, die
Frischluft von unten in die, auf einem luftdurchlässigen Boden lagernde poröse Abfallmasse einzuleiten und oben nach dem
Austritt auf kürzestem Wege abzuleiten Die den Fermentations raum begrenzenden Decken und Wände sind vorzugsweise wärmeisoliert,
um nicht gewünschte Kondensationsflächen zu vermeiden und an der Wärmetauscherfläche zwischen Frischluft
und Abluft eine möglichst große Temperaturdifferenz zu erhalten. Wenn eine Wärmenutzung - z.B. im Sommer - nicht
erwünscht ist, besteht eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung darin, daß das den Lufttransport gewährleistende
Gebläse die Frischluft über den Wärmetauscher ansaugt und durch die fermentierende Abfallmasse sowie Wärmetauscher und
Sorptionsfilter in die freie Atmosphäre fördert.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist Gegenstand der Patentansprüche 10 bis 17 Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Nachstehenden erläutert werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit sauerstoff-
und temperaturabhängjger Regelung kann an jeden fremdbelüfteten
Aerobenfermenter, gleich welcher Größe angeschlossen
werden. Es entstehen keine umweltbelastenden Stoffwechselprodukte und die bisherigen Betriebskosten für die
elektrische Energie zur Kondensation durch Kühlung werden auf ca. ein Drittel gesenkt.
V/enn eine Wärmegewinnung sich als vorteilhaft erweist und gewünscht ist, so kann die durch Kühlung abgeführte Kondensationswärme
über eine Wärmepumpe genutzt werden. Die dabei zu erzielenden Leistungszahlen können Werte über 4 erreichen.
Die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Klimatisierung
von Kompostierungsanlagen weise ausweislich des einzigen
Zeichnungs-Blattes einen allseits geschlossenen Fermentationsbehälter
5 auf, dem ein Behälter Z9 mit auf luftdurchlässigen Ebenen 21 gelagerter Biofiltermasse ZZ sowie
ein von der Frischluft abgetrennter, weiterer Behalter vorgeschaltet
sind, in welchletztcrcm Wärmetauscherrohre 9 angeordnet
sind. In den Zu- und Abluftleitungen IZ bzw. 30 sind
Drosselklappen 11 angeordnet. Dor Fr ischluf ti .ium ist um den
Fermcntationsraum herum ausgebildet und in diesem Raum befinden
sich frei aufgestellt die abluftbegreniondon Flachen.
Wärmetauscher, Kondensacsammler, Gebläse, Sorptionsfiltcf,
Moli* und Steuergeräte bilden eine kömpakta, zusammenhängende
Einheit;, die nur" jeweils" &ogr;&iacgr;&eegr;&sgr;&eegr; Luütanschluß 12 ßür die
Ffischlulitxufuhrung zum Formantationsraum 5 und cino Ab*
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luftabführung 25 aus dem Fermentationsraum 5 aufweist. Bei
Umlaufbetrieb ist Frischluft über einen Bypass in den Kreislauf einführbary ohne über den Wärmetauscher geleitet zu
werden. Ferner weist die Vorrichtung eine Sonde zur Ermittlung der Klima-Kennwerte auf. Die gesamte Vorrichtung ist
unmittelbar an Abfallcontainer, Kompostierungsboxen, Bioreaktoren, Biozellenreaktoren und/oder Tierställe anschließbar.
Schließlich weist die Vorrichtung zusätzlich einen Wärmetauscher zum Anschluß an einen Kühler und/oder eine
Wärmepumpe auf.
In der nachstehenden Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung
werden drei besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie deren jeweilige Anwendung beschrieben.
1. Betrieb ohne Wärmerückgewinnung mit Luft/Luft-Kühlung
Unabhängig von der Grobe des allseits geschlossenen Fermentationsbehälters
5 wird über den Anschlußstutzen 17 durch das Geblase 6 über den Frischluftstutzen 12 mit Schutzhaube
und Drosseklappe 11 die Frischluft 26 durch die Wärmetauscherrohre 9 angesaugt und in den Luftkastenraum
3 eingeblasen. Danach strömt die erwärmte Frischluft durch die Öffnungen in dem Boden 2 in die aerob zu ferment'erende
Masse i und nimmt auf dom Weg 7 unter Abgabe von Sauerstoff die entstehenden Stoffwechselprodukte Wasser, Kohlendioxyd,
Wärme, Dumpfe und Gase auf und fuhrt sie über die Austrittsöffnung
8 aus dem Hohlraum 4 ab. Danach gelangt die bcladcnc Abluft 8 Über die Verbindung 10 in den von der
Frischluft getrennten Raun 13. Beim Durchströmen 28 des zwischen den Warmctauschorrohren 9 befindlichen freien
Raumes 28 wird durch Wärmeentzug die Kondensation der von
der Luft mitgefuhrcon kondensierbaren Bestandteile herbeigeführt,
Die so gereinigte Luft tritt danach über die Ver-
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bindung 20 in den Raum 29 ein, in dem auf luftdurchlässigen
Ebenen 21 die sorptiv wirkende Biofiltermasse 22 lagert,
an deren Oberflächen Organismen die sorptiv aufgenommenen Partikel fermentativ umwandeln bzw. in ihren Körper einbauen.
Die so gereinigte Abluft C23) tritt über den Stutzen 30 mit Drosselklappe und Abdeckhaube in die Atmosphäre
frei aus. Die durch Kondensation flüssig gewordenen Stoff-Wechselprodukte
14 der aus der Masse 1 entfernten Abluft, werden über eine Kondensatentleerung 15 in biologisch gereinigter
Abwasserqualität eingeleitet 16. Mit den Ventilen 18 und 19 wird das sich eventuell am Baden sammelnde
Kondensat abgeleitet. Mit dem 3-Wege-Ventil 24 kann entfeuchtete
Abluft mit noch ausreichendem Sauerstoffgehalt im Kreislauf wieder in den Fermenter 5 zurückgeführt werden,
oder Fiischluft ohne Erwärmung in den Luftstrom eingemischt
werden. Das Gebläse 6 wird über die mit der Lanze 27 gemessenen Werte für Sauerstoff und Temperatur ein-
und ausgeschaltet. Als Richtgröße gelten die der menschlichen Atemluft angepaßten Vierte von 17 bis 20 Vol.% Sauerstoff
und einer Mindestentssuchungstemperatur von größer als 500C, Die Bestimmung des Sauerstoffgehaltes erfolgt
mit einer elektrochemischen Flüssigkeitszelle bestehend aus Elektrolyt und zwei Metallelektroden, die mit einer
elektronischen Umsetzungsvorrichtung verbunden sind. Durch eine Membranpumpe 31 wird aus dem Innern der Masse 1 eine
Luftprobe entnommen und der Sauerstoff- bzw. Temperaturmeßvorrichtung
zugeführt. Auf diese V/eise kann das günstigste, den biologischen Stoffwechsel angepaßte Klima
hergestellt werden.
Z, Betrieb ohne V/armerüekgewinnung, jedoch mit Luft/
V/aSäer*Kühlung
Sollte die angesaugte Frischlufttemperatur - z.B* im Sommer
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- so hoch liegen, daß aufgrund eines zu geringen Temperaturunterschiedes
zwischen Frisch- und Abluft bzw. einer zu hohen Taupunkttemperatur zu wenig Feuchte aus der Abluft
entzogen wird und es daher zu Geruchsbelästigungen kommt, so wird durch eine Steuerklappe 34 der Abluftweg
über den Wärmetauscher 35 geführt, der an ein Kühlaggregat 32 angeschlossen ist. Die weitere Luftführung entspricht
der unter 1. bereits beschriebenen Ausführung.
3. Betrieb mit Wärmerückgewinnung durch Wärmepumpe
Da bei aerober Fermentation unter wirtschaftlichen Bedingungendas
Leistungsverhältnis von aufzuwendender zu nutzbarer Energie von Bedeutung ist, sind die Betriebsweisen
nach 1. und/oder 2. dann zu wählen, wenn biologisch erzeugte Wärme und/oder Kondensat nicht genutzt werden
können. Kann Wärmeenergie oder/und Kondensat genutzt werden, so wird der Wärmetauscher 35 an eine Wärmepumpe
angeschlossen. Die weitere Luftführung entspricht der unter 1. bereits beschriebenen Ausführung.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur Klimatisierung von Kompostierungsanlage^
dadurch gekennzeichnet,
daß sie einen allseits geschlossenen Fermentationsbehälter (5) aufweist, dem ein Behälter (29) mit auf luftdurchlässigen
Ebenen (21) gelagerter Biofiltermasse (22) sowie ein
von der Frischluft abgetrennter, weiterer Behälter vorgeschaltet sind, in weichletzteren Wärmetauscherrohre (9)
angeordnet sind.
2. Vorrichtung nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zu- und Ajluftleitungen (12 bzw. 30) Drosselklappen
(11) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frischluftraum um den Fermentationsraum
herum ausgebildet ist und daß sich in diesem Raum frei aufgestellt die abluftbegrenzenden Flächen befinden.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Wärmetauscher, Kondensatsammler,
Gebläse, Sorptionsfilter, Meß- und Steuergeräte eine
kompakte, zusammenhängende Einheit bilden, die nur jeweils einen Luftanschluß (12) für die Frischluftzuführung zum
Fermentationsraum (5) und eine Abluftabführung (25) aus dem Fermentationsraum (5) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Bypass, über den bei Umlüftbetrieb
Frischluft in den Kreislauf einführbär ist, ohne über den
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Wärmetauscher geleitet zu werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Sonde zur Ermittlung der
Klima-Kennwerte aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß .cie unmittelbar an Abfallcontam^r,
Kompostierungsboxen, Bioreaktoren, Biozellenreaktoren und/oder Tierställe anschließbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen Wärmetauscher
zum Anschluß an einen Kühler und/oder eine Wärmepumpe aufweist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8704971U DE8704971U1 (de) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | Vorrichtung zur Klimatisierung von Kompostierungsanlagen |
DE8804474U DE8804474U1 (de) | 1987-04-03 | 1988-04-05 | Vorrichtung zur aeroben, fermentativen Hydrolyse, insbesondere Kompostierung, von organischen Stoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8704971U DE8704971U1 (de) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | Vorrichtung zur Klimatisierung von Kompostierungsanlagen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8704971U1 true DE8704971U1 (de) | 1987-08-06 |
Family
ID=6806675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8704971U Expired DE8704971U1 (de) | 1987-04-03 | 1987-04-03 | Vorrichtung zur Klimatisierung von Kompostierungsanlagen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8704971U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0354606A1 (de) * | 1988-07-12 | 1990-02-14 | Groenenboom Beheer B.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kompost |
-
1987
- 1987-04-03 DE DE8704971U patent/DE8704971U1/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0354606A1 (de) * | 1988-07-12 | 1990-02-14 | Groenenboom Beheer B.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kompost |
US5116761A (en) * | 1988-07-12 | 1992-05-26 | Groenenboom Beheer B.V. | Apparatus for preparing compost from manure by fermentation |
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