WO2001009062A1 - Verfahren und vorrichtung zur verrottung von organischem material - Google Patents

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WO2001009062A1 PCT/EP2000/006606 EP0006606W WO0109062A1 WO 2001009062 A1 WO2001009062 A1 WO 2001009062A1 EP 0006606 W EP0006606 W EP 0006606W WO 0109062 A1 WO0109062 A1 WO 0109062A1
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organic material
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composting
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Thomas Boeckler
Joachim Hertrampf
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Messer Griesheim Gmbh
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    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
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    • 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
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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a method for rotting organic material, in which the organic material is ventilated with a suction ventilation, and a device for rotting organic material, which has a device for suction ventilation of the organic material.
  • the invention has for its object to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method and an apparatus in which an almost complete aerobic decomposition of organic material is ensured.
  • the object on which the invention is based is achieved by a method according to the preamble of claim 1, which is characterized in that oxygen is at least temporarily supplied to the organic material during the rotting process with the aid of at least one injection device.
  • organic material here means a material which consists at least in large part of organic constituents, but can still contain inorganic constituents in small amounts.
  • suction ventilation means here that the oxygen required for the reaction is applied with the aid of an applied vacuum is sucked through the organic material from top to bottom.
  • the method according to the invention has the advantage that the aerobic processes in the organic material are supported and promoted. A partially higher oxygen concentration helps to significantly reduce anaerobic zones in the material. An almost complete aerobic decomposition is possible.
  • the oxygen flowing in through the injection device is advantageously mixed by the suction operation. It is therefore not necessary to condition the oxygen separately to safe concentrations of less than 30% by volume.
  • oxygen is supplied via an injection lance.
  • the measure leads to the fact that a good distribution and mixing of the oxygen in the biological material is advantageously made possible and that the oxygen input takes place quickly, safely and efficiently.
  • oxygen is supplied only during the initial phase of the rotting process, preferably for the first 1 to 240 hours after the rotting process has started. This procedure advantageously optimizes the consumption of oxygen.
  • oxygen is supplied in the upper region of the organic material of a compost heap. This has the advantage that the Oxygen is used particularly efficiently and the formation of anaerobic zones is further minimized.
  • the object underlying the invention is further achieved by a device according to the preamble of claim 6, which is characterized in that the device is assigned at least one oxygen injection device.
  • the device With the aid of the device according to the invention, there is the advantage that an almost complete aerobic decomposition of the organic material is possible.
  • the device is technically relatively simple and therefore inexpensive.
  • the oxygen injection device is an oxygen injection lance. This has the advantage of a targeted, efficient introduction of oxygen into the organic material.
  • the oxygen injection lance is connected to a source of pure oxygen or an oxygen-containing gas with an oxygen content of 21 to 30% by volume.
  • a sufficient amount of oxygen can advantageously be added to the organic material to further suppress anaerobic processes.
  • the method and the device according to the invention are advantageously used for composting organic material in a compost heap, preferably for composting household waste or organic waste.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the device according to the invention for composting organic material in a rented body 1, which has an oxygen injection system which consists of an oxygen feed line 2 and Gassing hoses 3 with pores for oxygen 4 and a suction channel 5 below the rent body 1.
  • an oxygen injection system which consists of an oxygen feed line 2 and Gassing hoses 3 with pores for oxygen 4 and a suction channel 5 below the rent body 1.
  • This device was used, for example, in a process for composting organic waste in rent 1.
  • An oxygen content of approximately 21% by volume was set below the surface of the rent body 1.
  • the temperature in the rent body 1 was approx. 55 ° C. at a distance of approx. 15 cm from the surface.
  • a homogeneous temperature distribution over the entire bed height of the rent body 1 was advantageously achieved.
  • the composting was very even. Overall, only a comparatively small amount of oxygen (suction amount) was required. Compared to the device and the method according to the prior art described at the beginning, the material did not dry out and the upper zone of the rent body 1 was not cooled. In addition, thanks to the homogeneous composting, the rent was not converted mechanically.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Verrottung von organischem Material, bei dem das organische Material mit einer Saugbelüftung belüftet wird, wird dem organischen Material während des Rotteprozesses zumindest zeitweise Sauerstoff mit Hilfe von mindestens einer Injektionseinrichtung zugeführt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Verrottung von organischem Material
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verrottung von organischem Material, bei dem das organische Material mit einer Saugbeluftung belüftet wird sowie eine Vorrichtung zur Verrottung von organischem Material, die eine Einrichtung zur Saugbelüftung des organischen Materials aufweist.
In saugbelüfteten Kompostierungsaniagen treten aufgrund der speziellen Verfahrensführung oft Probleme bei der aeroben Zersetzung von organischen Substanzen auf, weil das organische Material austrocknet oder auskühlt. Diese Effekte werden durch hohe Strömungsraten begünstigt, die bei der Saugbelüftung notwendig sind, um der Thermik entgegenzuwirken.
Dies führt zur Bildung von anaeroben Stoffwechselprodukten, wie z. B. Ammoniak, oder dem vermehrten Auftreten von organischen Säuren. Auch anschließende Biofilter sind oftmals nicht in der Lage, diese Stoffwechselprodukte zu verarbeiten. Es kommt zu Geruchsbelästigungen.
Im Gegensatz zu den druckbelüfteten Kompostierungsaniagen, bei dem die Zuluft mit technischem Sauerstoff angereichert werden kann, ist es bei einer saugbelüfteten Anlage nicht möglich, die Hallenatmosphäre, in welcher die Kompostierung stattfindet, mit Sauerstoff anzureichern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, bei dem eine fast vollständige aerobe Zersetzung von organischem Material sichergestellt wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dem organischen Material während des Rotteprozesses zumindest zeitweise Sauerstoff mit Hilfe von mindestens einer Injektionseinrichtung zugeführt wird. Der Begriff „organisches Material" bedeutet hier ein Material, das zumindest zum Großteil aus organischen Bestandteilen besteht, aber noch anorganische Bestandteile in geringen Mengen enthalten kann. Der Begriff „Saugbelüftung" bedeutet hier, daß der für die Umsetzung notwendige Sauuerstoff mit Hilfe eines angelegten Unterdrucks von oben nach unten durch das organische Material gesaugt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß die aeroben Prozesse in dem organischen Material unterstützt und gefördert werden. Dabei trägt eine partiell höhere Sauerstoffkonzentration dazu bei, anaerobe Zonen in dem Material deutlich zu verringern. Eine fast vollständige aerobe Verrottung ist so möglich. Vorteilhaft wird zudem der durch die Injektionseinrichtung einströmende Sauerstoff durch den Saugbetrieb vermischt. Daher ist eine gesonderte Konditionierung des Sauerstoffs auf sicherheitstechnisch unbedenkliche Konzentrationen von kleiner 30 Vol.-% nicht notwendig.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, daß reiner Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas mit einem Sauerstoffgehalt von 21 bis 30 Vol.-% zugeführt wird. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß die anaeroben Zonen weiter verringert werden.
Erfindungsgemäß wird Sauerstoff über eine Injektionslanze zugeführt. Die Maßnahme führt dazu, daß vorteilhaft eine gute Verteilung und Vermischung des Sauerstoffs in dem biologischen Material ermöglicht wird und daß der Sauerstoffeintrag schnell, sicher und effizient erfolgt.
Es ist nach der Erfindung vorgesehen, daß Sauerstoff nur während der Anfangsphase des Rotteprozesses, vorzugsweise für die ersten 1 bis 240 Stunden nach Beginn des Rotteprozesses, zugeführt wird. Durch diese Verfahrensweise wird vorteilhaft der Verbrauch an Sauerstoff optimiert.
Nach der Erfindung erfolgt die Zufuhr von Sauerstoff im oberen Bereich des organischen Materials eines Komposthaufens. Dies hat den Vorteil, daß der Sauerstoff besonders effizient eingesetzt wird und die Bildung anaerober Zonen weiter minimiert wird.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6 gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Vorrichtung mindestens eine Sauerstoff-Injektionseinrichtung zugeordnet ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich der Vorteil, daß eine fast vollständige aerobe Verrottung des organischen Materials möglich ist. Zudem ist die Vorrichtung technisch relativ einfach und damit kostengünstig.
Nach der Erfindung ist die Sauerstoff-Injektionseinrichtung eine Sauerstoff- Injektionslanze. Daraus ergibt sich der Vorteil eines gezielten, effizienten Eintrags von Sauerstoff in das organische Material.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Sauerstoff-Injektionslanze mit einer Quelle für reinen Sauerstoff oder ein sauerstoffh altig es Gas mit einem Sauerstoffgehalt von 21 bis 30 Vol.-% verbunden ist. Vorteilhaft kann so dem organischen Material eine genügend große Menge Sauerstoff zugeführt werden, um anaerobe Prozesse weiter zu unterdrücken.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden vorteilhaft eingesetzt zur Kompostierung von organischem Material in einem Komposthaufen, vorzugsweise zur Kompostierung von Hausmüll oder Bioabfall.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren werden nun anhand einer Abbildung (Fig.) und eines Ausführungsbeispiels beispielhaft näher erläutert.
Die Fig. zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Kompostierung von organischem Material in einem Mietenkörper 1 , die ein Sauerstoff-Injektionsystem aufweist, welches aus einer Sauerstoff-Zuleitung 2 und Begasungsschläuchen 3 mit Poren für Sauerstoff 4 sowie einen Saugkanal 5 unterhalb des Mietenkörpers 1 aufweist.
Diese Vorrichtung wurde beispielsweise eingesetzt bei einem Verfahren zur Kompostierung von Bioabfall in der Miete 1. Es wurde ein Sauerstoffgehalt von ca. 21 Vol.-% unterhalb der Oberfläche des Mietenkörpers 1 eingestellt. Die Temperatur im Mietenkörper 1 betrug in einem Abstand von ca. 15 cm zur Oberfläche ca. 55 °C.
Vorteilhaft wurde eine homogene Temperaturverteilung über die gesamte Schütthöhe des Mietenkörpers 1 erzielt. Die Kompostierung verlief sehr gleichmäßig. Insgesamt wurde nur eine vergleichsweise geringe Menge an Sauerstoff (Saugmenge) benötigt. Gegenüber der eingangs beschriebenen Vorrichtung und dem Verfahren nach dem Stand der Technik trocknete das Material nicht aus und die obere Zone des Mietenkörpers 1 wurde nicht ausgekühlt. Zudem konnte durch die homogen Kompostierung auf ein mechanisches Umsetzen der Miete verzichtet werden.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Verrottung von organischem Material, bei dem das organische
Material mit einer Saugbelüftung belüftet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem organischen Material während des Rotteprozesses zumindest zeitweise Sauerstoff mit Hilfe von mindestens einer Injektionseinrichtung zugeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß reiner Sauerstoff oder ein sauerstoffhaitiges Gas mit einem
Sauerstoffgehalt von 21 bis 30 Vol.-% zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff über eine Injektionslanze zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff nur während der Anfangsphase des Rotteprozesses, vorzugsweise für die ersten 1 bis 240 Stunden nach Beginn des Rotteprozesses, zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Sauerstoff im oberen Bereich des organischen Materials eines Komposthaufens erfolgt.
6. Vorrichtung zur Verrottung von organischem Material, die eine Einrichtung zur Saugbelüftung des organischen Materials aufweist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung mindestens eine Sauerstoff-Injektionseinrichtung zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Injektionseinrichtung eine Sauerstoff-Injektionslanze ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoff-Injektionslanze mit einer Quelle für reinen Sauerstoff oder ein sauerstoffhaitiges Gas mit einem Sauerstoffgehalt von 21 bis 30 Vol.-% verbunden ist.
9. Verwendung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren oder die Vorrichtung zur Kompostierung von organischem Material in einem Komposthaufen eingesetzt wird.
10. Verwendung nach Anspruch 9 zur Kompostierung von Hausmüll oer Bioabfall.
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