SK1322007A3 - Spôsob premeny biodegradovateľného hygienicky nestabilizovaného substrátu na hygienicky stabilizovaný výrobok - Google Patents

Description

Spôsob premeny biodegradovateľného hygienicky nestabilizovaného substrátu na hygienicky stabilizovaný výrobok

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu spracovania biologických odpadov, najmä takých odpadov, ktoré sú schopné kontaminovať životné prostredie, odpadov produkujúcich zápach a hygienicky nevyhovujúcich odpadov a rieši zabezpečenie hygieny pri ďalšej manipulácii s týmto materiálom. Hygienicky stabilizovaný substrát môže byť bez nebezpečenstva poškodenia životného prostredia následne spracovávaný, napr. kompostovaním, alebo môže byť použitý ako palivo.

Doterajší stav techniky

Je známe, že odpady biologického pôvodu sú ukladané na skládky. Nevýhodou ukladania na skládky je, že toto si vyžaduje stále väčšie nároky na priestor, pričom predpisy na prevádzkovanie skládok sú stále prísnejšie. Ďalej je známe, že odpady biologického pôvodu sú bez ďalších úprav kompostované. Nevýhodou kompostovania bez predchádzajúcej úpravy je, že sa spracovávaný materiál stáva hygienicky vyhovujúcim až po niekoľkých mesiacoch. Nevýhodou ukladania na skládky aj kompostovania je, že biologické odpady sa skládkach a kompostárňach predstavujú väčšinou zvýšené nebezpečenstvo predovšetkým kontamináciou spodných vôd, unikajúcim zápachom alebo vďaka svojej podmienečnej patogenite sú potenciálnym zdrojom nákazy. Rovnako je známe, že biologické odpady je možné spaľovať, pričom vysoký obsah vody je v spaľovanom materiály nežiadúci, pretože výhrevnosť paliva so stúpajúcim obsahom vody klesá. Pri vysokom obsahu vody v palive sa palivo stáva nehorľavým. Ďalej je známe, biologické odpady je možné aeróbne fermentovať. Z CZ patentu 286614 je známy spôsob spracovania zmesi čistiarenského kalu a pevného bioodpadu, napr. drevených štiepkov, pilín alebo separovaného komunálneho bioodpadu. Uvedená zmes tvoriaca zakládku sa podrobí 2-4 dennej aeróbnej fermentácii, načo sa následne dalej suší na obsah sušiny 70 až 90% a potom sa granuluje alebo briketuje. Uvedeným postupom sa získa palivo. Nevýhodou tohto spôsobu je, že hygienizácia celého objemu zakládky nie je zabezpečená, pretože proces sa neuskutočňuje v uzavretom, od okolia tepelne izolovanom prostredí, takže dochádza k úniku tepla, čo sa najviac prejaví nižšou teplotou na povrchu zakládky, kde proces fermentácie neprebieha dostatočne intenzívne a celková doba spracovania je teda dlhšia. Ďalšou nevýhodou je, že sa pri manipulácii so zakládkou do okolia šíria spoločne s odparovanou vodou, aerosóly a pevnými časticami tiež patogénne organizmy. Ďalšou nevýhodou je energetická náročnosť procesu, pretože na sušenie substrátu je nutný externý zdroj tepla.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody rieši spôsob premeny biodegradovateľného, hygienicky nestabilizovaného substrátu na hygienicky stabilizovaný výrobok, kedy sa zakládka tvorená týmto substrátom umiestni do priestoru oddeleného od okolitej atmosféry, na čo sa následne zakládka podrobí aeróbnej fermentácii podmienenej externe privádzaným vzduchom, pričom aeróbna fermentácia zahŕňa krok vystavenia zakládky teplote v rozmedzí od 70 °C do 80 °C. Podstatou vynálezu je, že krok vystavenia zakládky teplote v rozmedzí od 70 °C do 80 °C prebieha súčasne v celom objeme zakládky a trvá počas doby 30 až 60 minút, pričom v priebehu aeróbnej fermentácie je zakládka prevrstvovaná. Alternatívne je podstatou, že teplota zakládky sa v priebehu fermentácie riadi množstvom externe privádzaného vzduchu a intenzitou prevrstvovania zakládky.

Výhodou spôsobu podľa vynálezu je, že biologický odpad je premenený na surovinu, ktorá nie je biologicky aktívna, neznečisťuje životné prostredie a nie je zdrojom obťažujúceho zápachu. Ďalšou výhodou je krátka doba spracovania, takže zariadenie, v ktorom sa spôsob realizuje, nemusí byť ani pri značnej výrobnej kapacite neprimerane veľké. Výhodou je taktiež nízka energetická náročnosť, pretože na priebeh procesu nie je nutný externý zdroj tepla.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Zakládka obsahujúca aeróbne mikroorganizmy, tvorená zmesou obilnej slamy, štiepkov a kalov z komunálnej čistiarne odpadových vôd v hmotnostnom pomere 1:1:1 sa umiestni do uzatvoreného, tepelne izolovaného fermentačného reaktora, ktorý je opatrený prívodom vzduchu a odvodom vznikajúcich plynov.

Maximálna veľkosť neoddeliteľných častíc vzakládke je 50 mm. Pri procese aeróbnej fermentácie dochádza ku stúpaniu teploty zakládky, takže po ôsmych hodinách dosahuje teplota vo fermentačnom reaktore hodnotu 40 °C až 50 °C. V tejto fáze je z fermentačného reaktora odvádzaná vodná para. Vlastná fermentácia sa uskutočňuje pri prevrstvovávaní zakládky a regulovaní množstva externe privádzaného vzduchu počas doby 36 hodín v tomto rozmedzí teplôt. Intenzita fermentácie sa riadi množstvom externe privádzaného vzduchu na základe merania teploty a zisťovania obsahu CO2 v odchádzajúcich plynoch. Potom sa množstvo externe privádzaného vzduchu zníži, takže nastáva postupné zvyšovanie teploty počas doby 24 hodín až po dosiahnutie teploty v rozmedzí 70 °C až 80 °C. Na teplote v tomto rozmedzí je zakládka udržovaná počas doby 35 minút. Ďalšia fáza je intenzívne prevzdušňovanie, ktoré sa uskutočňuje až po dosiahnutie maximálneho obsahu vlhkosti 10%.

Príklad 2

Príklad 2 sa od príkladu 1 odlišuje tým, že zakládku tvorí zmes 40% kalov z textilného priemyslu a 60% repkovej slamy.

Príklad 3

Príklad 3 sa od príkladu 1 odlišuje tým, že zakládku tvorí zmes 35% kalov z výroby papiera a celulózy, 15% hoblín a pilín z dreva, 20% zelených štiepkov a 30% repkovej slamy.

Príklad 4

Príklad 4 sa od príkladu 1 odlišuje tým, že zakládku tvorí zmes 15% kalov zo spracovania škrobu, 25% repkovej slamy, 25% hoblín a pilín z dreva, 25% zelených štiepkov a 10% ihličnatej kôry.

Príklad 5

Príklad 5 sa od príkladu 1 odlišuje tým, že zakládku tvorí zmes 50% kalov z komunálnej čističky odpadových vôd, 25% neštandardného starého papiera a 25% repkovej slamy.

Do zakládky môžu taktiež byť použité odpady z kuchýň, slama z energetického štiavu, drtený komunálny odpad, odpady z potravinárskeho priemyslu alebo plastový substrát.

Všetky uvedené % sú hmotnostné.

Claims (2)

1. Spôsob premeny biodegradovateľného, hygienicky nestabilizovaného substrátu na hygienicky stabilizovaný výrobok, kedy sa zakládka tvorená týmto substrátom umiestni do priestoru oddeleného od okolitej atmosféry, na čo sa zakládka následne podrobí aeróbnej fermentácii podmienenej externe privádzaným vzduchom, pričom aeróbna fermentácia zahŕňa krok vystavenia zakládky teplote v rozmedzí od 70 °C do 80 °C, vyznačujúci sa tým, že krok vystavenia zakládky teplote v rozmedzí od 70 °C do 80 °C prebieha súčasne v celom objeme zakládky a trvá počas doby 30 až 60 minút, pričom v priebehu aeróbnej fermentácie je zakládka prevrstvovaná.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že teplota zakládky sa v priebehu fermentácie riadi množstvom externe privádzaného vzduchu a intenzitou prevrstvovania zakládky.