WO1993023350A1 - Kompostierungsanlage mit einem belüftungssystem für geschlossene rotteanlagen - Google Patents

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WO1993023350A1
WO1993023350A1 PCT/EP1993/001142 EP9301142W WO9323350A1 WO 1993023350 A1 WO1993023350 A1 WO 1993023350A1 EP 9301142 W EP9301142 W EP 9301142W WO 9323350 A1 WO9323350 A1 WO 9323350A1
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WO
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plant according
air
composting plant
fans
composting
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PCT/EP1993/001142
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Klaus Grabbe
Lothar Schaar
Andreas Deutsch
Original Assignee
Klaus Grabbe
Lothar Schaar
Andreas Deutsch
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/90—Apparatus therefor
    • C05F17/964—Constructional parts, e.g. floors, covers or doors
    • C05F17/971—Constructional parts, e.g. floors, covers or doors for feeding or discharging materials to be treated; for feeding or discharging other material
    • C05F17/979—Constructional parts, e.g. floors, covers or doors for feeding or discharging materials to be treated; for feeding or discharging other material the other material being gaseous
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/70—Controlling the treatment in response to process parameters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S435/00—Chemistry: molecular biology and microbiology
    • Y10S435/818—Aeration or oxygen transfer technique

Definitions

  • the invention relates to a composting plant with an aeration system for closed rotting plants for the composting of biogenic organic residues, which allows a variable design of the flow parameters and routing in order to thereby change the climate and the milieu conditions in the rent or in the Rotte can be tailored to the needs of the material turnover during the composting process.
  • the composting system mentioned at the outset is known from DE 40 34 400 AI or the corresponding WO 92 07807 - GRABBE. To avoid repetition, reference is hereby expressly made to this document. It describes a process for the biotechnological treatment of a mixture of residues, preferably in the form of a rent, by means of a microbial conversion process in a closed system, which is particularly suitable for producing compost.
  • physical, chemical and biological process parameters are included in the process management and tailored to one another in order to optimize the hygienization, odor suppression and long-term formation of the residue mixture to the microbial material conversion required for this.
  • the residue mixture is two different types of ventilation or a mixed form between these two Types of ventilation subject.
  • the two types of ventilation are matched to one another in the residue mixture in order to build up desired temperature, moisture and / or oxygen-carbon dioxide ratios, in particular profiles, in such a way that variable mixing ratios between 0 and 100% can be formed from the circulating air volume flow .
  • the means for ventilation are in each case fans or fans, wherein one fan guides the air above the residual material mixture and a second fan blows the air through the residual material mixture.
  • DE-40 21 865 AI - HERHOP - also describes a method and a device for composting waste with recirculation, which is used for sanitation over a period of 5 days.
  • the air recirculation is started after the more easily degradable components have been removed.
  • the reason for this is that the system shown cannot be used to control the biogenic generation of heat in the stormy initial phase of substance treatment if the control system described is used for the gas household. For cooling, only the fresh air supply remains as part of an undefined parameter link.
  • DE-40 08 104 AI - WIENECKE - describes a composting system that is only suitable for small containers because only convection is used for ventilation. It is not possible to control the microbial turnover.
  • the invention aims at least partially to overcome the disadvantages of the prior art mentioned.
  • the composting plant according to the invention allows the batch rental to be exposed to various flow variants, for example a flow variant in which only the rent is overflowed, ie a simultaneous flow and flow around the rent is prevented. According to another variant, only one flow can be set, i.e. overflow and flow can be prevented. Finally, the composting system according to the invention allows only one flow to be set, that is to say to prevent simultaneous overflow and throughflow. Of course, some or all three of these flow variants can be used simultaneously.
  • the first means for the optional setting of the flow variants preferably have valves for the defined setting of the air guidance paths.
  • the valves are preferably designed as controllable control valves.
  • the first means for the optional setting of the flow variants have at least two fans which can also be controlled for the defined setting of the flow parameters and which can optionally be connected in parallel or in series.
  • an additional fan is provided, which is connected in series to the two aforementioned fans, in the flow direction behind the rent. All fans can preferably be controlled with regard to their performance characteristics.
  • the circulating air system has second means for the manual or automatic supply of variable amounts of fresh air.
  • Third means are preferably provided for the passive or fan-assisted blowing out of an exhaust air quantity corresponding to the fresh air quantity supplied.
  • Fourth means are preferably used for central and / or partial temperature control and humidification of the circulating air.
  • fifth means are preferably used to control the gas composition in the circulating air.
  • variable flow patterns and parameters make it possible to suppress undesirable heat build-up and build-up or to remove excess heat from the system without permanently changing other process-relevant parameters.
  • the process parameters can therefore be influenced independently of one another. This results in advantages that can be described as follows:
  • Hygiene can be optimally achieved thermally and biochemically at temperatures ⁇ 60 ° C. Odor substances are repeatedly recycled through the rotting material and thereby broken down. The material turnover is optimized via predefined temperature profiles so that shorter dwell times make the operation of closed rotting plants more economical.
  • the supply of oxygen can be regulated in such a way that all conditions between strict anaerobia and strict aerobics can be represented via the gas phase in the air circulation system.
  • Fig. 1 the metabolic rate dynamics during composting
  • Fig. 3 is a control scheme of a variable air recirculation system.
  • Fig. 1 shows the formation of biomass and the conversion of substances as a function of time and the respective microflora as a dynamic process during composting.
  • the invention now aims to grant the desired microflora a selection advantage by providing the optimal parameters for this flora, such as temperature, humidity, gas composition.
  • Fig. 2 shows the different ventilation options, namely:
  • control valve R2 can be opened and then serves to add the air quantities conveyed in the different air routing variants.
  • Fig. 3 shows the flow diagram of an embodiment of the invention.
  • recirculated air can be passed through a heat exchanger Wl with the control valve R5 open.
  • the heat gain in the heat exchanger W1 is preferably used to temper fresh air via a heat exchanger W2, which flows in via a channel K1.
  • the air discharge corresponding to the fresh air input via a control valve R9 is carried out when the control valve R8 is open via a fan V3 connected in series with the two fans VI and V2.
  • the blown-out air is passed through a biofilter B.
  • In the channel Kl there is a temperature sensor T-- behind the heat exchanger W2. assigned, which measures the temperature of the supplied air. Its output data are fed to a process computer (not shown) for electronically controlling the composting process.
  • a sensor 0 2 for determining the 0 2 content is arranged in the channel Kl below the control valve R9. Its output values are also fed to the process computer.
  • the channel Kl branches into a channel K2 in which the fan V2 is arranged.
  • a sensor VL2, which measures the air volume, is arranged in front of the fan V2. Its output value is in turn fed to the process computer.
  • the fan V2 is followed by a further sensor P2 which measures the flow pressure.
  • the channel K2 opens into the room above the rent 10. It contains, downstream of the fan V2, a control valve R4 which can be controlled by the process computer. Fan V2 can also be controlled by the process computer.
  • a further temperature sensor T2 is arranged directly in front of the mouth of the channel K2 in the room above the rent 10, the output signal of which in turn is fed to the process computer.
  • the room above rent 10 opens into channel K5, which is equipped with a temperature sensor Tab. Its measured values are in turn fed to the process computer.
  • the free flow cross-section of the channel K5 is controlled by the control valve R5.
  • the channel K5 is finally fed via the heat exchanger Wl to a branch point from which the channels K7 and K8 depart.
  • Channel K7 is returned to channel 1 via a control valve R7 which can be controlled by the process computer.
  • the free flow cross section of the channel K8 is set by a further control valve R8.
  • the control valve is followed by a pressure sensor P8, which is followed by the fan V3.
  • the ventilator V3 blows the exhaust air into the open via the biofilter B.
  • a further pressure sensor P4 an air quantity sensor VL, is connected directly upstream of the heat exchanger Wl. t , and an NH 3 sensor. The output values of these sensors are also fed to the process computer.
  • a channel K6 branches off from the channel K5 and is connected to the already mentioned channel K2 via a control valve R6.
  • the channel K1 continues beyond its branch line leading to the fan 2, namely to the fan VI. Between the fans V2 and VI there is a control valve R3 in the channel Kl - again controllable by the process computer.
  • an air volume sensor VL1 measures the air volume flowing to the fan VI.
  • the fan VI blows air via the channel K3 into a room below the rent 10.
  • the fan VI is in turn connected downstream of a pressure sensor P1, in front of a branch line K23, which connects the channel K2 to the channel K3 via a control valve R2.
  • a temperature sensor T1 is arranged directly in front of the mouth of the channel K3 into the space below the rent 10.
  • a pressure sensor P3 measures the pressure in the room below the rent 10.
  • the rooms below and above the rent 10 are connected to one another via a channel K4.
  • the control valve R1 controls the free flow cross section in the channel K4.
  • control valve R1 in interaction with the other control valves, enables the flow variants shown in Fig. 2.
  • the control valves are process computer-controlled and the output data of all measuring devices are fed to the process computer.
  • the outputs of the 3 fans VI, V2 and V3 are also process computer controlled.
  • the exemplary embodiment shown illustrates the immense diversity of the flow variants which can be achieved with the aid of only two fans and the control valves mentioned. It is only the variety of flow variants that enables the process parameters to be precisely and sensitively tailored to the desired microbial metabolism, i.e. the adaptation of the process parameters to the desired microflora. This is the only way to have a biological effect on the metabolism.
  • a circulating air guidance system for closed rotting systems is shown, in which the flow parameters and the flow guidance can be sensitively adapted to the purposes of a defined biochemical process control.
  • the process control can be made variable by this adaptation.
  • Dormant or mixed rents can be flowed over, flowed through and around. All combinations of these flow variants are possible.
  • it is possible to maintain the desired climate and milieu. be able to precisely control and regulate the microbial metabolism.

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Abstract

Kompostierungsanlage mit einem Belüftungssystem für geschlossene Rotteanlagen und mit ersten Mitteln (V1, V2, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7), die derart ausgelegt und angeordnet sind, daß sie eine wahlweise Überströmung und/oder Durchströmung und/oder Umströmung einer ruhenden oder durchmischten Gemengemiete (10) mit konditionierter Umluft sicherstellt.

Description

Kompostierungsanlage mit einem Belüftungssystem für geschlossene Rotteanlagen
Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompostierungsanlage mit einem Belüftungssystem für geschlossene Rotteanlagen für die Kompostierung biogener organischer Reststoffe, die eine variable Gestaltung der Strömungsparameter und -füh- rungen erlaubt um hierdurch das Klima und die Milieuzustän- de in der Miete bzw. in der Rotte auf die Bedürfnisse des mi robiellen Stoffumsatzes während des Kompostierungspro- zesses zuzuschneiden.
Zugrundliegender Stand der Technik Bei der Rotte biogener organischer Stoffgemenge unter aer¬ oben Bedingungen entstehen Wärme und Stoffwechselgase, die über Belüftungssysteme abgeführt werden müssen. Stand der Technik ist, daß Rottegemenge von Frischluft durchströmt werden und die korrespondierende Abluft ausgeblasen wird. Diese Methode gestattet es nicht, auf die Rottevorgänge definiert Einfluß zu nehmen, da mit der Frischluftzufuhr unkontrolliert Sauerstoff zugeführt und mit der Abluft Feuchtigkeit und Wärme ausgetragen werden. Es bilden sich Gas-, Feuchtigkeits- und/oder Temperatur-Gradienten aus, die aufgrund der vernetzten Parameter nur zur Beschreibung des Prozesses taugen.
Konventionelle Belüftungssysteme haben den Nachteil, daß wichtige Verfahrensziele nicht erreicht werden. So ist ein Wasseraustrag erwünscht, doch wird damit gleichzeitig auch Wärme unkontrolliert abgeführt, so daß einerseits erwünsch¬ te Feuchtegehalte nicht eingehalten werden können und ande- rerseits wichtige Temperaturvorgaben für die Entwicklung mesophiler und ther ofiler Mikrofloren nicht angesteuert werden können. Auch muß darauf verzichtet werden, über einen definierten Sauerstoffeintrag Einfluß auf den mikro- biellen StoffUmsatz zu nehmen. Die Mängel der derzeitigen Prozeßführung zeigen sich an der Ausbildung zu hoher Tempe¬ raturplateaus, an der fortschreitenden Trockenstabilisie¬ rung des Rottegutes und an einem unbefriedigenden Stoff¬ umsatz. Hinzu kommen der Austrag von Geruchsstoffen und der Kondensatanfal, die zusätzliche Behandlungseinrichtungen erforderlich machen. Daraus leiten sich bekannte Nachteile für das Produkt Kompost ab, nämlich die unbefriedigende Ausnutzung der Leistungspotentiale spezieller Mikrofloren, die zwangsläufig sich ergebende schlechte Reproduzierbar- keit angestrebter Qualitäten im Sinne der Güterichtlinien für Komposte und bedenkliche Nischenbildungen für Schad¬ floren in Komposten und seinen Folgeprodukten. Das Risiko möglicher Schadwirkungen bei der diversifizierten Verwen¬ dung ist nicht kalkulierbar und vor dem Hintergrund der Produkthaftpflicht unzumutbar.
Die eingangs genannte Kompostierungsanlage ist aus der DE- 40 34 400 AI bzw. der korrespondierenden WO 92 07807 - GRABBE - bekannt. Auf dieses Dokument wird hiermit - zur Vermeidung von Wiederholungen - ausdrücklich Bezug genom¬ men. Es beschreibt ein Verfahren zur biotechnologischen Behandlung eines Reststoffgemenges, vorzugsweise in Form einer Miete, durch einen mikrobiellen Umsetzungsprozeß in einem geschlossenen System, das insbesondere zur Herstel- lung von Kompost geeignet ist. Hierbei werden physikali¬ sche, chemische und biologische Verfahrensparameter in die Verfahrensführung einbezogen und miteinander im Sinne einer Optimierung der Hygienisierung, Geruchstilgung und Dauerhu¬ musbildung des Reststoffgemenges auf den jeweils dazu er- forderlichen mikrobiellen StoffUmsatz zugeschnitten. Hierzu wird das Reststoffgemenge zwei unterschiedlichen Belüf¬ tungsarten oder einer Mischform zwischen diesen beiden Belüftungsarten unterworfen. Nach der einen Belüftungsart wird Luft durch das Reststoffgemenge hindurchgeführt. Nach der zweiten Belüftungsart hingegen die Luft oberhalb des Reststoffgemenges entlanggeführt. Die beiden Belüftungs- arten werden zum Aufbau gewünschter Temperatur-, Feuchtig- keits- und/oder Sauerstoff-Kohlendioxidverhältnisse, ins¬ besondere Profile, im Reststoffgemenge so aneinander ange¬ paßt, daß variable Mischungsverhältnisse zwischen 0 bis 100 % aus dem Umluftvolumenstrom gebildet werden können. Die Mittel zur Belüftung sind jeweils Lüfter bzw. Ventilatoren, wobei der eine Lüfter die Luft oberhalb des Reststoffgemen¬ ges entlangführt und ein zweiter Lüfter die Luft durch das Reststoffgemenge hindurchbläst.
Das in den vorgenannten Druckschriften beschriebene Ver¬ fahren arbeitet in der Regel mit Erfolg. Probleme können jedoch dann auftreten, wenn die Dichte des Rottegemenges eine Durchströmung behindert. Im Grenzfall einer Luftun¬ durchlässigkeit des Rottegemenges baut der für die Durch- Strömung vorgesehene Ventilator lediglich einen statischen Druck unter der Miete auf, ohne daß Luft zum Strömen ge¬ bracht werden kann, selbst dann nicht, wenn beide Ventila¬ toren laufen, d.h. der für die Überströmung der Miete vor¬ gesehene Ventilator insoweit den für die Durchströmung der Miete vorgesehene Ventilator unterstützt, als die über die Miete entlangstreichende Luft eine gewisse Sogwirkung auf die Miete ausübt. Obwohl beide Ventilatoren laufen, bewirkt nur das Überströmen der Miete eine gewisse Luftzirkulation im System.
Die DE-40 21 868 AI - HERHOF - beschreibt ein Verfahren zur Kompostierung von Abfällen. Dabei wird das Rottegut in einen geschlossenen Behälter eingebracht und unter Luft¬ zuführung mikrobiell abgebaut. Um die Kompostierung während der Anfahrphase schnell und zuverlässig in Gang bringen zu können, wird während der Anfahrphase die aus dem Rottegut austretende Abluft dem Rottegut erneut zugeführt. Diese Umluftphase wird aufgegeben, wenn der Sauerstoffanteil 18 % unterschreitet. Das Umluftsystem dient der Konservierung der biogenen Wärmebildung, vor allem im Winter.
Die DE-40 21 865 AI - HERHOP - beschreibt ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompostierung von Ab¬ fällen mit Umluftführung, die der Hygienisierung über eine Zeit von 5 Tagen dient. Dabei wird die Umluftführung nach dem Abbau der leichter abbaubaren Bestandteile gestartet. Dies hat seinen Grund in der Tatsache, daß sich mit dem dargestellten System die biogene Wärmebildung in der stür¬ mischen Anfangsphase der Stoffbehandlung nicht beherrschen läßt, wenn das beschriebene Regelungssystem für den Gas¬ haushalt benutzt wird. Zur Kühlung bleibt nur die Frisch- luftzufuhr als Teil einer Undefinierten Parameterverknüp¬ fung.
Schließlich beschreibt die DE-40 08 104 AI - WIENECKE - ein Kompostierungssystem, das sich nur für Kleinbehälter eig- net da zur Lüftung lediglich die Konvektion eingesetzt wird. Eine Ansteuerung des mikrobiellen StoffUmsatzes ist nicht möglich.
Offenbarung der Er indung Die Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile des genannten Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden.
Sie erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Patent¬ anspruches 1, also durch eine Kompostierungsanlage mit einem Belüftungssystem für geschlossene Rotteanlagen mit ersten Mitteln, die derart ausgelegt und angeordnet sind, daß sie eine wahlweise Überströmung und/oder Durchströmung und/oder Umströmung einer ruhenden oder durchmischten Ge¬ mengemiete mit konditionierter Umluft sicherstellen. Hier- durch ist ein äußerst flexibles Steuerungssystem zur Ver¬ fügung gestellt, mit dessen Hilfe die sehr unterschiedliche biologische Aktivität von Reεtstoffgemengen kontrollierbar wird. Definierte Milieuzustände im Rottegut lassen sich über das Umluftsystem erzeugen, das ein vorgegebenes Klima auf das festere Stoffgemenge überträgt. Erfindungsgemäß geschieht dies durch Änderung der Strömungsparameter und - führung, nämlich wahlweises Überströmen und/oder Durchströ¬ men und/oder Umströmen der Miete.
Die erfindungsgemäße Kompostieranlage erlaubt die Gemenge¬ miete wahlweise verschiedenen Strömungsvarianten auszuset- zen, beispielsweise einer Strömungsvariante, bei der le¬ diglich eine Überströmung der Miete stattfindet, eine gleichzeitige Durch- und Umströmung der Miete also unter¬ bunden wird. Nach einer anderen Variante kann lediglich eine Durchströmung eingestellt werden, d.h. eine Über- und Umströmung unterbunden werden. Schließlich erlaubt die erfindungsgemäße Kompostieranlage nur eine Umströmung ein¬ zustellen, eine gleichzeitige Über- und Durchströmung also zu unterbinden. Selbstverständlich können einige oder alle drei dieser Strömungsvarianten gleichzeitig eingesetzt werden.
Bevorzugt weisen die ersten Mittel zur wahlweisen Einstel¬ lung der Strömungsvarianten Ventile zur definierten Ein¬ stellung der Luftführungswege auf. Dabei sind die Ventile bevorzugt als steuerbare Regelventile ausgestaltet.
Weiterhin weisen die ersten Mittel zur wahlweisen Einstel¬ lung der Strömungsvarianten wenigstens zwei Ventilatoren auf, die ebenfalls zur definierten Einstellung der Strö- mungsparameter ansteuerbar sind und wahlweise parallel oder in Serie geschaltet werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist ein zusätzlicher Ventilator vorgesehen, der seriell den beiden vorgenannten Ventilatoren nachgeschaltet ist, und zwar in Strömungsrichtung hinter der Miete. Bevorzugt sind alle Ventilatoren hinsichtlich ihrer Lei¬ stungscharakteristik steuerbar.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das UmluftSystem zweite Mittel zur manuellen oder automatischen Zufuhr va¬ riabler Frischluftmengen auf. Bevorzugt sind dritte Mittel zum passiven oder ventilatorunterstützten Ausblasen einer zur zugeführten Frischluftmenge korrespondierenden Abluft¬ menge vorgesehen. Vierte Mittel dienen bevorzugt zur zen- tralen und/oder partiellen Temperierung und Befeuchtung der Umluft. Fünfte Mittel schließlich dienen bevorzugt zur Steuerung der Gaszusammensetzung in der Umluft.
Durch eine manuelle oder programmierte Vorgabe und/oder rechnergestützte Veränderung variabler Strömungsführungen und -parameter gelingt es, unerwünschte Wärmebildungen und —staus zu unterdrücken bzw. Überschußwärme aus dem System zu entfernen, ohne daß andere prozeßrelevante Parameter nachhaltig geändert werden. Die Prozeßparameter können also unabhängig voneinander beeinflußt werden. Daraus erwachsen Vorteile, die sich wie folgt beschreiben lassen:
Die Temperaturplateaus für allgemeine und spezielle Stoff- Wechselleistungen der am Kompostierungsprozeß beteiligten Mikorfloren lassen sich gezielt ansteuern (vgl. Abb. 1, A, B, C) . Die Hygienisierung läßt sich thermisch und bioche¬ misch bei Temperaturen < 60°C optimal erreichen. Geruchs¬ stoffe werden immer wieder durch das Rottegut rezykliert und dabei abgebaut. Der StoffUmsatz wird über vorgegebene Temperaturprofile so optimiert, daß kürzere Verweilzeiten den Betrieb geschlossener Rotteanlagen wirtschaftlicher gestalten. Die Zufuhr des Sauerstoffs kann so geregelt werden, daß zwischen strikter Anaerobie und strikter Aero- bie alle Zustände über die Gasphase im Umluftsystem darge- stellt werden können. Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen und der beigefügten, stark schematisierten Zeich¬ nung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Abb. 1 die Stoffumsatzdynamik während der Kompostierung;
Abb. 2 Strömungsvarianten;
Abb. 3 ein Steuerschema eines variablen Umluftsystems.
Abb. 1 zeigt die Biomassebildung und den StoffUmsatz in Abhängigkeit von der Zeit und der jeweiligen Mikroflora als dynamischen Prozeß während der Kompostierung.
Die Erfindung stellt nun darauf ab, der jeweils gewünschten Mikroflora einen Selektionsvorteil dadurch zu gewähren, daß die für diese Flora optimalen Parameter, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Gaszusammensetzung zur Verfügung gestellt wird.
Abb. 2 stellt die verschiedenen Lüftungsvarianten dar, näm¬ lich:
Überströmung (Abb. 2 - Ziff. 1.)) Zum Zwecke der Überströmung wird die Luft über die
Miete 10 geführt. In diesem Fall läuft nur ein Venti¬ lator, nämlich der Ventilator V2 (siehe auch Abb. 3) . Die Regelventile Rl, R2, R3 und R6 (siehe Abb. 3) sind dabei geschlossen; die Regelventile R4, R5 und R7 hingegen geöffnet. Die Regelventile R8 und R9 werden in Abhängigkeit vom Frischluftbedarf angesteuert. Bei Überströmung streicht die Luft lediglich über die freie Oberfläche der Miete 10. Diese Variante führt sehr sanft Wärme und Abgase ab. Sie führt außerdem zu einem leichten Ansaugen der Gase aus der Miete 10 in die überströmende Luft. Überströmung und Durchströmung (Abb. 2 - Ziff. 2.)) Um die Uberstromung mit einer Durchströmung zu kom¬ binieren, werden ein weiterer Ventilator, nämlich der Ventilator VI, zugeschaltet und das Regelventil R3 " geöffnet (vgl. Abb. 3) . Alle anderen Ventilstellungen bleiben davon unberührt. Die Vorteile dieser Strö- mungsvariante sind ausführlich in der DE 40 34 400 AI bzw. der hierzu korrespondierenden WO92/07807 - GRABBE - beschrieben. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird ausdrücklich auf den Inhalt des genannten Dokumentes verwiesen.
Durchströmung (Abb. 2 - Ziff. 3.))
Im Falle der Durchströmung wird der Ventilator 2 abge- schaltet und das Regelventil R4 geschlossen. Alle anderen Ventilstellungen bleiben davon unberührt (Abb. 3) . Zur Verstärkung kann jedoch der (beispielsweise schwächer ausgelegte) Ventilator V2 seriell zugeschal¬ tet und das Regelventil R2 geöffnet werden.
Überströmung und Unterströmung (Abb. 2 - Ziff 4.)) Bei der Uberstromung und Unterströmung arbeiten beide Ventilatoren VI + V2 wieder parallel, die Regelventile R3, R4 und Rl sind geöffnet; das Regelventil R2 ge- schlössen. Die Stellung der anderen Regelventile bleibt unverändert (Abb. 3) . Bei dieser Strömungsva¬ riante wird die Miete 10 beidseitig (oben und unten) dem gleichen Effekt ausgesetzt, wie bei der Variante gemäß Ziff. 1.), d.h. der reinen, nur einseitig wir- kenden Uberstromung.
Umströmung (Abb. 2 - Ziff. 5.))
Im Falle der Umströmung läuft nur der Ventilator VI und die Regelventile Rl, R6, R7 und R3 sind geöffnet; die Regelventile R2, R4 und R5 hingegen geschlossen
(Abb. 3) . Bei Bedarf kann das Regelventil R2 geöffnet werden und dient dann der Addition geförderter Luftmengen bei den ver¬ schiedenen Luftführungsvarianten.
Abb. 3 zeigt das Flußschema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Danach kann Umluft bei geöffnetem Regelventil R5 über einen Wärmetauscher Wl geführt werden. Die Wärmegewin¬ nung im Wärmetauscher Wl wird bevorzugt dazu verwendet, über einen Wärmetauscher W2 Frischluft zu temperieren, die über einen Kanal Kl einströmt. Der zum Frischlufteintrag über ein Regelventil R9 korrespondierende Luftaustrag wird bei geöffnetem Regelventil R8 über einen in Reihe mit den beiden Ventilatoren VI und V2 geschalteten Ventilator V3 vorgenommen. Die ausgeblasene Luft wird hierbei über einen Biofilter B geführt. Im Kanal Kl, ist hinter dem Wärmetau¬ scher W2 ein Temperaturfühler T--. zugeordnet, welcher die Temperatur der zugeführten Luft mißt. Seine Ausgangsdaten werden einem (nicht gezeigten) Prozeßrechner zur elektroni¬ schen Steuerung des Kompostierungsprozesses zugeführt.
Unterhalb des Regelventiles R9 ist im Kanal Kl ein Fühler 02 zur Ermittlung des 02 Gehaltes angeordnet. Auch dessen Ausgangswerte werden dem Prozeßrechner zugeführt. Der Kanal Kl verzweigt sich in einen Kanal K2, in welchem der Venti- lator V2 angeordnet ist. Vor dem Ventilator V2 ist ein Fühler VL2 angeordnet, welcher das Luftvolumen mißt. Dessen Ausgangswert wird wiederum dem Prozeßrechner zugeführt. Dem Ventilator V2 ist ein weiterer Fühler P2 nachgeschaltet, welcher den Strömungsdruck mißt. Der Kanal K2 mündet in den Raum oberhalb der Miete 10. Er enthält, dem Ventilator V2 nachgeschaltet, ein Regelventil R4 , das durch den Proze߬ rechner ansteuerbär ist. Auch der Ventilator V2 ist durch den Prozeßrechner ansteuerbar. Unmittelbar vor der Mündung des Kanales K2 in den Raum oberhalb der Miete 10 ist ein weiterer Temperaturfühler T2 angeordnet, dessen Ausgangs¬ signal wiederum dem Prozeßrechner zugeführt wird. Der Raum oberhalb der Miete 10 mündet in den Kanal K5, der mit einem Temperaturfühler Tab bestückt ist. Dessen Meßwer¬ te werden wiederum dem Prozeßrechner zugeführt. Der freie Strömungsquerschnitt des Kanales K5 wird durch das Regel- ventil R5 gesteuert. Der Kanal K5 wird schließlich über den Wärmetauscher Wl einem Verzweigungspunkt zugeführt, von welchem die Kanäle K7 und K8 abgehen. Der Kanal K7 ist über ein vom Prozeßrechner ansteuerbares Regelventil R7 in den Kanal 1 rückgeführt. Der freie Strömungsquerschnitt des Kanales K8 wird durch ein weiteres Regelventil R8 einge¬ stellt. Dem Regelventil nachgeschaltet ist ein Druckfühler P8, dem der Ventilator V3 nachgeschaltet ist. Der Ventila¬ tor V3 bläst die Abluft über den Biofilter B ins Freie.
Dem Wärmetauscher Wl unmittelbar vorgeschaltet sind ein weiterer Druckfühler P4, ein Luftmengenfühler VL.t, und ein NH3-Fühler. Die Ausgangswerte dieser Fühler werden ebenfalls dem Prozeßrechner zugeführt.
Vor den letztgenannten Fühlern zweigt vom Kanal K5 ein Kanal K6 ab, der über ein Regelventil R6 mit dem bereits genannten Kanal K2 verbunden ist.
Der Kanal Kl ist über seine zum Ventilator 2 führende Ver- zweigungsleitung hinaus weitergeführt, nämlich zum Ventila¬ tor VI. Zwischen den Ventilatoren V2 und VI befindet sich im Kanal Kl ein - wiederum vom Prozeßrechner steuerbares - Regelventil R3. Unmittelbar vor dem Ventilator VI mißt ein Luftvolumenfühler VL1 das zum Ventilator VI strömende Luft- volumen. Der Ventilator VI bläst Luft über den Kanal K3 in einen Raum unterhalb der Miete 10. Dem Ventilator VI ist wiederum ein Druckfühler Pl nachgeschaltet, und zwar vor einer Verzweigungsleitung K23, welche den Kanal K2 mit dem Kanal K3 über ein Regelventil R2 verbindet. Unmittelbar vor der Mündung des Kanales K3 in den Raum unterhalb der Miete 10 ist noch ein Temperaturfühler Tl angeordnet. Ein Druckfühler P3 mißt den Druck im Raum unterhalb der Miete 10. Die Räume unterhalb und oberhalb der Miete 10 sind über einen Kanal K4 miteinander verbunden. Das Regel¬ ventil Rl steuert den freien Strömungsquerschnitt im Kanal K4.
Schließlich sind in der Miete noch mehrere Temperaturfühler T3 bis T10 angeordnet.
Das Regelventil Rl ermöglicht im Zusammenspiel mit den anderen Regelventilen die in Abb. 2 dargestellten Strö¬ mungsvarianten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Regelventile prozeßrechnergesteuert und werden die Aus¬ gangsdaten sämtlicher Meßgeräte dem Prozeßrechner zuge- führt. Ebenso prozeßrechnergesteuert sind die Leistungen der 3 Ventilatoren VI, V2 und V3.
Das dargestellte Ausfuhrungsbeispiel veranschaulicht die ungemeine Vielfältigkeit der mit ihm erzielbaren Strömungs- Varianten mit Hilfe nur zweier Ventilatoren und der genann¬ ten Regelventile. Erst die Vielfalt der Strö ungsvarianten ermöglicht das genaue und feinfühlige Zuschneiden der Pro¬ zeßparameter auf den jeweils gewünschten mikrobiellen Stoffumsatz, d.h. die Anpassung der Prozeßparameter an die jeweils gewünschte Mikroflora. Erst hierdurch kann biolo¬ gisch wirksam auf den Stoffumsatz eingewirkt werden.
Insgesamt wird ein Umluftführungssystem für geschlossene Rottesysteme dargestellt, bei welchen die Strömungsparame- ter und die Strömungsführung an die Zwecke einer definier¬ ten biochemischen Prozeßführung feinfühlig anpaßbar sind. Durch diese Anpassung kann die Prozeßführung variabel ge¬ staltet werden. Ruhende oder durchmischte Mieten können über-, durch- und umströmt werden. Alle Kombinationen die- ser Strömungsvarianten werden möglich. Insgesamt gelingt es, über die Einhaltung gewünschter Klima- und Milieuzu- stände, den mikrobiellen Stoffumsatz feinfühlig anzusteuern- und zu regeln.
Um die Leistung der beiden Ventilatoren VI, V2 kombinieren zu können, ist die Verknüpfung der Unterströmung mit der Uberstromung durch den Kanal K4 mit eingebautem Regelventil Rl eine Problemlösung, die erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik besitzt. Sie dient den anhand der Abb. 2 dargestellten Strömungsvarianten.
Demgegenüber beschreibt das eingangs genannte Dokument GRABBE eine relativ einfache Kanalausstattung unter Ein¬ schränkung der Luftführungsvarianten. Erst die Kanalver¬ netzung mit den entsprechenden Regelventilen ermöglicht die Vernetzung der Ventilatorleistungen. Auch hier ist das Regelventil Rl, das von Hand oder rechnergestützt stufenlos vertrimmbar ist, von großer Bedeutung. Dadurch werden Fein- abstimmungen bei der Bioprozeßführung in bisher nicht ge¬ kannter Qualität möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Kompostierungsanlage mit einem Belüftungssystem für geschlossene Rotteanlagen und mit ersten Mitteln (VI, V2, Rl, R2, R3, R4 , R5, R6, R7) die derart ausgelegt und angeordnet sind, daß sie eine wahlweise Überströ¬ mung und/oder Durchströmung und/oder Umströmung einer ruhenden oder durchmischten Gemengemiete (10) mit konditionierter Umluft sicherstellt.
2. Kompostierungsanlage nach Anspruch 1, bei welcher die ersten Mittel (VI, V2, Rl bis R7) Ventile (Rl bis R7) zur definierten Einstellung der Luftführungswege (Kl bis K7, K23) aufweisen.
3. Kompostierungsanlage nach Anspruch 2, bei welcher die Ventile (Rl bis R7) als steuerbare Ventile ausgelegt sind.
4. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, bei welcher die ersten Mittel (VI, V2, Rl bis R7) wenigstens zwei hinsichtlich ihrer Leistung ein- stellbare Ventilatoren (VI, V2) aufweisen.
5. Kompostierungsanlage nach Anspruch 4, bei welcher die Ventilatoren (VI, V2) hinsichtlich ihrer Leistungs¬ charakteristik steuerbar sind.
Kompostierungsanlage nach Anspruch 4 oder 5, bei wel¬ cher die beiden Ventilatoren (VI, V2) in einer zur Miete (10) führenden Strömungsrichtung parallel ge¬ schaltet sind.
Kompostierungsanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, mit einer Umschalteinrichtung (K23, R2 , R4) zum Um- schalten der beiden Ventilatoren (VI und V2) von ihrer Parallelschaltung in eine Reihenschaltung, derart, daß die Ausgangsströ e der beiden Ventilatoren (VI, V2) in einem einzigen Strömungskanal (K3) überlagert werden. •
8. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, bei welcher die ersten Mittel (VI, V2, R1-R7) zusätzlich zu den beiden parallel geschalteten Venti¬ latoren (VI , V2) wenigstens einen weiteren seriell der Miete (10) nachgeschalteten Ventilator (V3) aufweisen.
9. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, bei welcher das Umluftsystem zweite Mittel (R9) zur manuellen oder automatischen Zufuhr variabler Frischluftmengen aufweist.
10. Kompostierungsanlage nach Anspruch 9 mit dritten Mit¬ teln (R8, V3) zum passiven oder ventilatorunterstütz¬ ten Ausblasen einer zur zugeführten Frischluftmenge korrespondierenden Abluftmenge.
11. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche mit vierten Mitteln (Wl, W2) zur zentralen und/oder partiellen Temperierung und Befeuchtung der Umluft.
12. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche mit fünften Mitteln zur Steuerung der Gaszu- sammensetzung in der Umluft.
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