PL208801B1 - Bioreaktor modułowy oraz sposób higienizacji i kompostowania odpadów w bioreaktorze modułowym, zwłaszcza odpadów o dużym uwodnieniu - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest bioreaktor modułowy oraz sposób higienizacji i kompostowania odpadów w bioreaktorze modułowym, zwłaszcza odpadów o dużym uwodnieniu jak osady ściekowe, odpady przemysłu spożywczego, mięsnego i podobnych.

Znane sposoby kompostowania odpadów polegają w większości na wstępnym mieszaniu odpadów organicznych z odpadami zielonymi, pozostałościami po przycince drzew i krzewów w proporcjach zapewniających wchłonięcie przez materiał strukturalny wody zawartej w odpadach organicznych. Wstępny proces kompostowania odbywa się w kontenerach, tunelach lub bioreaktorach, jednak dojrzewanie kompostu zazwyczaj odbywa się w pryzmach, do czego wymagana jest duża przestrzeń, urządzenia przerzucające materiał w pryzmach, co prowadzi do wtórnego zanieczyszczania otrzymywanego kompostu. Największym jednak problemem i zagrożeniem dla środowiska związanym z każdym składowaniem odpadów, a odpadów o dużym uwodnieniu w szczególności, jest powstawanie odcieków i nieprzyjemnych zapachów. Oba te elementy stanowią największe ryzyko dla środowiska i ludzkiego zdrowia.

Celem wynalazku jest uproszczenie procesu przygotowywania odpadów do kompostowania, wyeliminowanie zanieczyszczania końcowego produktu podczas przerzucania w pryzmach jak również skrócenie lub całkowite wyeliminowanie składowania odpadów, szczególnie odpadów o dużym uwodnieniu.

Cel ten osiągnięto poprzez kompostowanie odpadów w bioreaktorze modułowym.

Bioreaktor modułowy według wynalazku, charakteryzuje się tym, że każdy moduł jest utworzony z jednego elementu profilowanego, stanowią cego dno i ściany boczne, dwóch elementów będących ścianami zamykającymi bioreaktor z przodu i z tyłu oraz elementu łukowego, stanowiącego pokrywę bioreaktora. Bioreaktor wyposażony jest w wyciąg zapewniający przepływ powietrza przez kompostowaną masę i urządzenia rozładowcze. Wykonany jest z kompozytów polimerowych w technologii przekładkowej, zapewniającej wymaganą odporność, izolację termiczną i wytrzymałość. Urządzenie rozładowcze, w postaci zgarniacza lub transportera ślimakowego, zamontowane jest na dnie elementu profilowanego bioreaktora, co zapewnia w procesie rozładunku oddzielenie gotowego produktu od kompostowanej masy. W elemencie łukowym, będącym pokrywą bioreaktora zainstalowany jest wyciąg, odprowadzający nadmiar powietrza z procesu kompostowania. Bioreaktor składa się z kilku połączonych ze sobą modułów, utworzonych przez zestawienie dowolnej ilości elementów profilowanych, obudowanych elementami zamykającymi bioreaktor z przodu i z tyłu, a pokrywę stanowi element łukowy. Bioreaktor w zależności od jego pojemności (ilości złożonych modułów), oraz funkcji jaką ma pełnić wyposaża się w znane urządzenia napowietrzające, pomiarowe i rejestrujące temperaturę, automatykę do sterowania urządzeniami napowietrzającymi i inne w zależności od konkretnego przeznaczenia bioreaktora.

Sposób higienizacji i kompostowania odpadów w bioreaktorze modułowym, zwłaszcza odpadów o duż ym uwodnieniu wedł ug wynalazku, charakteryzuje się tym, ż e mas ę przeznaczoną do kompostowania sporządza się mieszając odpady w odpowiednich proporcjach z preparatem, zawierającym wyselekcjonowane enzymy i bakterie oraz rozdrobniony materiał strukturalny, co powoduje związanie nadmiaru wody zawartej w biomasie w stopniu umożliwiającym tlenowy rozkład surowej masy kompostowej bez wydzielania odcieku. Tak przygotowaną masę kompostową zasypuje się do bioreaktora modułowego, gdzie przebieg procesu jest sterowany przy pomocy ilości dostarczanego powietrza. Proces higienizacji jest zapewniony przez temperaturę masy około 60°C utrzymywaną przez 7 dni. Po tym czasie proces kompostowania trwa nadal przez 3-7 tygodni. Po zakończeniu procesu kompostowania gotowy produkt - czysty kompost jest wyładowywany bezpośrednio do urządzeń odbiorczych. Proporcje surowej masy przeznaczonej do kompostowania i preparatu zawierającego wyselekcjonowane enzymy oraz rozdrobniony materiał strukturalny, ustala się każdorazowo w zależności od rodzaju odpadu, a udział preparatu zawierającego wyselekcjonowane enzymy oraz materiał strukturalny, w przygotowanej do kompostowania masie wynosi od 10-60%. Ilość dostarczanego do procesu kompostowania powietrza wynosi od 0-160 m³ na tonę kompostowanej masy w ciągu godziny i jest skorelowana z temperaturą wewnątrz kompostowanej masy. Temperatura jest kontrolowana przez czujnik, a jej pomiar jest automatyczny, odbywa się z określoną częstotliwością i jest rejestrowany elektronicznie. W końcowe] fazie procesu temperatura kompostowanej masy wynosi od 25-45°C, w zależności od zewnętrznych warunków temperaturowych. Wyładowywanie czystego kompostu następuje poprzez urządzenie wyładowcze umieszczone wewnątrz bioreaktora bezpośrednio do urządzeń odbiorczych.

PL 208 801 B1

Całość procesu kompostowania od załadunku biomasy do rozładunku gotowego kompostu przebiega w bioreaktorze modułowym, bez kontaktu z zewnętrznymi urządzeniami mieszającymi i rozładunkowymi.

Sposób higienizacji i kompostowania według wynalazku nie wymaga użycia drogiego tradycyjnego sprzętu, eliminuje zajmowanie dużych przestrzeni zarówno pod składowanie odpadów jak również pod dojrzewanie kompostu. Jest mało podatny na warunki pogodowe i błędy obsługi. Modułowa budowa bioreaktora pozwala utylizować nawet niewielkie ilości odpadów bez konieczności ich składowania i uciążliwości z tym związanych.

Bioreaktor modułowy według wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku. Fig. 1 pokazuje bioreaktor wykonany z jednego elementu profilowanego, fig. 2 uwidacznia przekrój poprzeczny elementu profilowanego, a fig. 3 - widok z boku elementu profilowanego.

Każdy moduł bioreaktora jest utworzony z jednego elementu profilowanego 1, stanowiącego dno i ściany boczne, dwóch elementów 2, będących ścianami zamykającymi bioreaktor z przodu i z tyłu oraz elementu łukowego 3, stanowiącego pokrywę. Na dnie elementu profilowanego 1 umieszczone jest urządzenie rozładowcze 4 w postaci zgarniacza lub transportera ślimakowego. W pokrywie bioreaktora usytuowany jest wyciąg 5, zapewniający przepływ powietrza przez kompostowaną masę.

P r z y k ł a d:

Do bioreaktora o pojemności 6,5 m³ zasypano 8 ton osadów ściekowych, uprzednio zmieszanych z 2,4 tonami preparatu Trigger-4S, zawierającym wyselekcjonowane enzymy i bakterie oraz rozdrobniony materiał strukturalny. Dodatek preparatu Trigger-4S zapewnił zaszczepienie całej objętości surowej biomasy, w wyniku czego szybko i w całej kompostowanej masie rozpoczęły się procesy biologicznego rozpadu. Związanie przez preparat Trigger-4S nadmiaru wody z biomasy pozwoliło na tlenowy rozkład kompostowanej masy. Na dno bioreaktora, przy pomocy dmuchaw dostarczano powietrze w ilości 0-12 m³/h, w zależności od temperatury panującej wewnątrz kompostowanej masy. Pomiaru temperatury dokonywano przy pomocy czujnika umieszczonego wewnątrz kompostowanej masy. Przez 7 dni utrzymywano temperaturę na poziomie 60°C, co zapewniło higienizację masy, a następnie proces trwał nadal przez 4 tygodnie przy powolnym spadku temperatury w kompostowanej masie, aby w fazie końcowej osiągnąć wielkość 37°C przy zewnętrznej temperaturze 15°C. Po zakończeniu procesu, przy pomocy zgarniacza, umieszczonego na dnie bioreaktora wyładowano otrzymany kompost w ilości 8,5 tony, wprost do worków odbiorcy.

Claims (10)

1. Bioreaktor modułowy, znamienny tym, że każdy moduł utworzony jest z jednego elementu profilowanego (1) stanowiącego dno i ściany boczne, dwóch elementów (2) będących ścianami zamykającymi bioreaktor z przodu i z tyłu oraz elementu łukowego (3) stanowiącego pokrywę bioreaktora, wyposażony jest w wyciąg (5), zapewniający przepływ powietrza przez kompostowana masę i urządzenia rozładowcze (4), przy czym jest wykonany z kompozytów polimerowych w technologii przekładkowej, zapewniającej wymaganą odporność, izolację termiczną i wytrzymałość.

2. Bioreaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że urządzenie rozładowcze (4) w postaci zgarniacza lub transportera ślimakowego, zamontowane jest na dnie elementu profilowanego (1), co w procesie rozładunku zapewnia oddzielenie gotowego produktu od kompostowanej masy, gwarantując wymaganą czystość uzyskanego kompostu.

3. Bioreaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że w elemencie łukowym (3) będącym pokrywą bioreaktora, zainstalowany jest wyciąg (5), zapewniający przepływ powietrza przez kompostowaną masę.

4. Bioreaktor według zastrz. 1, znamienny tym, że składa się z kilku połączonych ze sobą modułów, utworzonych przez zestawienie dowolnej ilości elementów profilowanych (1), obudowanych elementami (2), zamykającymi bioreaktor z przodu i z tyłu, a pokrywę stanowi element łukowy (3).

5. Sposób higienizacji i kompostowania odpadów w bioreaktorze modułowym, zwłaszcza odpadów o dużym uwodnieniu, znamienny tym, że masę kompostową sporządza się mieszając odpady w odpowiednich proporcjach z preparatem zawierającym wyselekcjonowane enzymy i bakterie oraz rozdrobniony materiał strukturalny co powoduje związanie nadmiaru wody zawartej w biomasie w stopniu umożliwiającym tlenowy rozkład surowej masy kompostowej bez wydzielania odcieku, a następnie tak przygotowaną masę kompostową zasypuje się do bioreaktora kompostowego gdzie przebieg procesu jest sterowany przy pomocy ilości dostarczanego powietrza, przy czym proces hi4

PL 208 801 B1 gienizacji jest zapewniony przez temperaturę masy około 60°C utrzymywaną przez 7 dni, a po tym czasie proces kompostowania trwa nadal przez 3-7 tygodni i po jego zakończeniu otrzymujemy gotowy produkt - czysty kompost, wyładowywany bezpośrednio do urządzeń odbiorczych.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że proporcje surowej masy kompostowej i preparatu zawierającego wyselekcjonowane enzymy i bakterie oraz rozdrobniony materiał strukturalny ustala się każdorazowo, w zależności od rodzaju odpadu, a udział preparatu, zawierającego wyselekcjonowane enzymy oraz rozdrobniony materiał strukturalny, w przygotowanej do kompostowania masie wynosi od 10- 60%.

7. Sposób wedł ug zastrz. 5, znamienny tym, ż e ilość dostarczanego do procesu kompostowania powietrza wynosi od 0-160 m³ na tonę kompostowanej masy w ciągu godziny i jest skorelowana z temperaturą wewnątrz kompostowanej masy, kontrolowaną przez czujnik, przy czym pomiar temperatury jest automatyczny, odbywa się z określoną częstotliwością i jest rejestrowany elektronicznie.

8. Sposób wedł ug zastrz. 5, znamienny tym, ż e w koń cowej fazie procesu temperatura kompostowanej masy wynosi od 25 - 45°C, w zależności od zewnętrznych warunków temperaturowych.

9. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wyładowywanie czystego kompostu następuje poprzez urządzenie wyładowcze umieszczone wewnątrz bioreaktora, bezpośrednio do urządzeń odbiorczych co zapobiega wtórnemu zanieczyszczeniu kompostu i zapewnia wymaganą jego jakość.

10. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że cały proces kompostowania od załadunku biomasy do rozładunku gotowego kompostu przebiega w bioreaktorze modułowym bez kontaktu z zewnę trznymi urzą dzeniami mieszającymi i rozł adunkowymi.