CH647488A5

CH647488A5 - Verfahren zum kompostieren von rottegut aus organischen abfaellen und/oder klaerschlamm in zwei verfahrensstufen.

Info

Publication number: CH647488A5
Application number: CH3228/81A
Authority: CH
Inventors: Franz Kneer
Original assignee: Weiss Geb Kg
Priority date: 1980-07-01
Filing date: 1981-05-18
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DE3024813A1; JPH039800B2; DE3024813C2; IT8122454A0; US4392881A; IT1136689B; JPS5745399A; FR2486067A1; FR2486067B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kompostieren von Rottegut aus organischen Abfällen und/oder Klärschlamm in zwei Verfahrensstufen.

Aus der DE-AS 24 23 744 ist es bekannt, Klärschlamm unter Zusatz von Kohlenstoffträgern in einem Vorrottesilo zu mischen und zu belüften, sodann nach einer Verweilzeit von 24 Stunden in die oberste Stufe eines mehrstufigen Rottesilos zu fördern, um das Rottegut dort zwischen 12 bis 24 Stunden mit auf +26°C vorgewärmter Luft zu belüften. Das derart behandelte Rottegut wird dann in eine zweite Silostufe überführt und dort wiederum mit auf +26°C vorgewärmter Luft belüftet. Dieser Vorgang wiederholt sich in einer dritten, vierten und fünften Silostufe, worauf 80% des Rottegutes unter Zusatz von je 25 kg Kalkstickstoff auf einen Kubikmeter Rottegut über das Vorrottesilo in einen Nachrottesilo oder einen Belüftungscontainer zur 8-bis lOtägigen Nachbelüftung mit Frischluft gefördert werden. Die verbleibenden 20% des Rotteguts werden im Vorrottesilo mit neu zuzuführendem Klärschlamm und einer wiederum vorbestimmten Menge eines Kohlenstoffträgers zusammengeführt und vermischt.

Auf diese Weise soll der Klärschlamm in mehreren aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten vollständig verrottet und hygienisiert und nachgereift werden, so dass das Endprodukt landwirtschaftlich voll nutzbar ist. Da die Behandlungsdauer in den einzelnen Stufen jeweils 24 Stunden beträgt, soll ein kontinuierlicher Durchsatz möglich sein.

Da eine Schwerkraft- und Druckluftförderung von in einem rottefähigen Zustand versetzten Klärschlamm, wie die Erfahrung gezeigt hat, nicht möglich ist, sind bei einem solchen mehrstufigen Verfahren jeder Stufe mechanische Fördermittel, wie beispielsweise Förderschnecken, zuzuordnen, durch die das Rottegut ständig umgewälzt wird. Der ständige mechanische Eingriff verhindert aber den Aufbau einer effektiven Biologie innerhalb des Rottegutes und zerstört die sich bildenden Myzelfäden, so dass trotz hohen apparativen Aufwandes ein vollständiges Verrotten des Rottegutes unmöglich wird. Auch ist die vorgeschlagene Intervallbelüftung des Verrottesilos in Verbindung mit einem Rührwerk einem guten Rottestart hinderlich. Durch die Intervallbelüftung werden nur wenigen Arten der am Rottevorgang normalerweise beteiligten Bakterien und Mikroorganismen für deren Vermehrung geeignete Lebensbedingungen angeboten, was in den nachfolgenden Rottestufen infolge der vorgeschlagenen Luftführung nicht mehr änderbar ist. Schliesslich erfordert die unterschiedliche Belüftung einer jeden Rottestufe ebenfalls einen hohen apparativen und personellen Aufwand für die Durchführung.

Um als Endprodukt eines grosstechnisch durchzuführenden Rottevorganges ein hygienisch einwandfreies, biologisch aktives, wertvolles Humusmaterial zu gewinnen, sollten möglichst allen in dem Rottegut vorhandenen Mikroorganismen und Bakterien optimale Lebensverhältnisse geboten werden, damit diese sich explosionsartig vermehren können und so durch ihre Stoffwechselvorgänge den Abbau und die Umsetzung der organischen Abfälle in Humus in kürzerer Zeit als in der Natur geschehend durchführen. Ein solches Rotteverfahren ist beispielsweise in der DE-AS 22 53 009 beschrieben. Dort wird bei genauer Einhaltung der den Rot-teprozess beeinflussenden im wesentlichen durch die Luftzufuhr gesteuerten Parameter innerhalb der in einem Belüftungsreaktor befindlichen Materialsäule eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung und daraus folgend eine unterschiedliche Verteilung spezifischer Bakterien erreicht, was zu einer differenzierten, für den Rotteprozess optimalen aeroben und anaeroben Bakterientätigkeit führt.

Bei einem solchen Rotteverfahren durchläuft das Rottegut den Belüftungsreaktor in einem Zeitraum von etwa 14 bis 20 Tagen, wobei die Verweildauer im wesentlichen durch den gewünschten Reifegrad des als Endprodukt anfallenden Kompostes bestimmt ist. Wird die Rottezeit verkürzt, fällt ein unreifer Kompost an, der dann vorzugsweise in Form einer Miete nachreifen muss. Eine solche Nachreifung erfordert besondere Flächen und ist infolge der atmosphärischen Einwirkungen völlig ungesteuert. Auch kommt es vor, dass infolge unvermeidbaren Gewinnstrebens noch unreifer Kompost in den Handel gelangt, da der zu Mieten aufge5

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schüttete Kompost äusserlich bereits das Aussehen und den Geruch frischer Walderde aufweist. Schliesslich geht bei einer Nachreife in der Miete wertvoller Stickstoff verloren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Kompostieren von Kompostgut aus organischen Abfällen und/oder Klärschlamm zu optimieren unter Anwendung zweier Verfahrensstufen, um jeweils in Abhängigkeit des Reifegrades optimale biologische Verhältnisse für die bei der Umsetzung des Rottegutes in Kompost tätigen Bakterien und Mikroorganismen zu schaffen.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass das auf ein rottefähiges C/N-Verhältnis gebrachte Rottegut in der ersten Verfahrensstufe kontinuierlich im Gegenstrom und in der sich unmittelbar anschliessenden zweiten Verfahrensstufe in steuerbaren Intervallen diskontinuierlich belüftet wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Rottegut in einen ersten Behälter von oben eingebracht und von der Sohle her derart ausgetragen, dass jedes Partikel der aus Rottegut bestehenden Materialsäule den ersten Behälter innerhalb von 7 bis 14 Tagen durchläuft, dass die Materialsäule im Gegenstrom von unten her derart kontinuierlich belüftet wird, dass innerhalb der Materialsäule sich eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung mit einer aeroben und/oder anaeroben spezifischen Bakterien-Verteilung ausbildet, und dass das in einen zweiten Behälter im Ausmass des Austrages überführte, nunmehr biologisch aktive Rottegut diesen Behälter innerhalb von 14 bis 20 Tagen durchwandert und während dieser Zeit in Intervallen derart diskontinuierlich belüftet wird, dass in der dort befindlichen Materialsäule ausschliesslich aerobe Abbauvorgänge stattfinden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Durch das erfindungsgemässe zweistufige Rotteverfahren wird erstmals das in einer bewährten Verfahrensstufe gerottete Rottegut einer zweiten, von der Atmosphäre abgeschlossenen zweiten Verfahrensstufe zugeführt, in der den in dieser Verfahrensstufe allein tätigen Aerobiern ebenfalls optimale Lebensverhältnisse geboten werden. Jeder Verfahrensstufe ist somit eine unterschiedliche Biologie zugeordnet, nämlich in der ersten Verfahrensstufe eine differenzierten Schichtung von anaeroben und aeroben Bakterien und Mikroorganismen, und in der zweiten Stufe eine vollständig aerobe Reifung des Rottegutes, wobei in der ersten Stufe eine kontinuierliche Gegenstrombelüftung und in der zweiten Stufe eine Intervallbelüftung angewendet wird. Durch die Intervallbelüftung können eventuell bei der Belüftung innerhalb der Materialsäule sich bildende Luftkanäle zusetzen, die durch die Luftzuführung beeinträchtigten Mikroorganismen können sich in der Belüftungspause wieder erholen und ungehindert tätig werden. Bei der Überführung des Rottegutes von der ersten zur zweiten Stufe ist es auf einfache Art und Weise möglich, das Rottegut mit veredelnden organischen und/oder anorganischen Zuschlägen zu vermengen. Auch kann feingemahlene Asche oder Sand vor der zweiten Stufe zugeführt werden, um dem Reifkompost eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepasste Einstellung zu geben, wie dies vom Erwerbsgartenbau gewünscht wird. Da nunmehr die Nachrotte in einem allseits geschlossenen Behälter durchgeführt wird, entstehen keinerlei Stickstoffverluste bei der Reifung des die erste Stufe verlassenden Kompostes, alle Stickstoffanteile werden in Nitratstickstoff überführt. Schliesslich lässt sich der Abbau des Kohlenstoffanteils im Rottegut genauer als bisher in der zweiten Stufe steuern. Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden also nicht nur Flächen zur Aufschüttung von Mieten und Arbeitskräfte gespart, sondern es wird auch ein besseres Produkt erzielt.

Der am Ende der zweiten Verfahrensstufe anfallende Reifkompost kann direkt verpackt und der Verwertung zugeführt werden. Schliesslich ist es durch das erfindungsgemässe Verfahren möglich, aus organischen Abfällen und geeigneten Zuschlägen in einem geschlossenen Verfahren Futtermittel zu erzeugen, ohne dass Umweltbelastungen durch stinkende oder verschmutzte Abluft eintreten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer mehr oder minder schematischen Darstellung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert.

Auf einem im Erdboden gegründeten Fundament 10 sind ein erster im Querschnitt kreisförmiger Behälter I und ein zweiter ebenfalls im Querschnitt kreisförmiger Behälter II aufrechtstehend angeordnet, deren Wandungen wärmeisoliert sind und jeweils oben eine nicht näher dargestellte zentrische Einlassöffnung 11 sowie an der Sohle je eine zentrische Auslassöffnung 12 aufweist. Mit den Einlassöffnungen 11 sind jeweils lediglich schematisch dargestellte, motorgetriebene Zufuhr-Vorrichtungen ET 1 und ET 2 verbunden, während den Auslassöffnungen 12 jeweils motorgetriebene Austragvorrichtungen AT 1 und AT 2 zugeordnet sind. Mit der Sohle eines jeden Behälters I und II ist je eine Luftzuführungsvorrichtung LZi und LZ2 verbunden, die über je ein jeweils von einem nicht dargestellten Motor angetriebenen Druckgebläse 18 bzw. 19 mit der Atmosphäre entnommener Frischluft gespeist werden. Die von den Druckgebläsen angesaugte Frischluft wird über nicht näher dargestellte Belüftungsrohre 20 in die Behälter I und II gefördert, um dort in noch zu beschreibender Weise die in den Behältern befindlichen Materialhaufwerke HWi bzw. HW2 zu durchströmen. Über Sauggebläse 21 und 22 wird jeweils oberhalb der durch die Materialhaufwerke gebildeten Materialsäulen ein Unterdruck erzeugt, so dass das am oberen Ende der zugeordneten Materialsäule jeweils austretende Luft-Gasgemisch abgesaugt und über je ein Filter 23 gereinigt in die Atmosphäre überführt wird. In die Abluftleitungen sind jeweils CCh-Messeinrichtungen 24 bzw. 25 eingeschaltet. In Abhängigkeit beispielsweise des CCh-Gehaltes in der Abluft und eines vorgegebenen Sollwertes wird für den Behälter I über einen nicht dargestellten Regler, der die Antriebsmotoren der Gebläse 18 und 19 beeinflusst, der Luftdurchsatz durch das Materialhaufwerk HWi in noch zu beschreibender Weise gesteuert. Die Steuerung des Luftdurchsatzes durch den Behälter II erfolgt mit Hilfe eines nicht näher dargestellten, an sich bekannten Schaltwerkes SW, durch das die Betriebsdauer des Druckgebläses 19 sowie die Betriebsdauer des Sauggebläses 22 in noch zu beschreibender Weise bestimmt wird.

Jeder der Behälter I und II ist mit einem Unterdruckventil 26 bzw. 27 versehen, das das Behälterinnere mit der Atmosphäre verbindet, sobald im Behälter ein vorbestimmter Unterdruck überschritten wird.

Die Austragsöffnung 12 des Behälters I ist über eine Fördervorrichtung TF mit der Zuführvorrichtung ET 2 für die Eintragsöffnung 11 des Behälters II verbunden. Der Austragsöffnung 12 dès Behälters II ist eine Abfüllvorrichtung AF zugeordnet, die mit einer Zubringvorrichtung 30 für den Reifkompost aufnehmende Säcke 27 in nicht näher dargestellter Weise zusammenwirkt. Der Zufuhrvorrichtung ET 1 werden über eine geeignete Fördereinrichtung 31 die zu verrottenden organischen Abfälle und über eine Fördereinrichtung 32 die zur Einstellung eines rottefähigen C/N-Verhält-nisses notwendigen Zuschläge und Kohlenstoffträger wie z.B. Sägemehl zugeführt. Gemäss dem Handbuch «Müll- und Abfallbeseitigung» von Kumpf, Maas, Straub, Erich Schmidt-Verlag, 1966, Kapitel: «Die Bedeutung des Verhältnisses von Kohlenstoff: Stickstoff», Seiten 18-20, weist ein s

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rottefähiges Rottegut ein C/N-(Kohlenstoff/Stickstoff)Ver-hältnis von etwa 35:1 auf. Der Zuführvorrichtung ET2 können über eine Fördereinrichtung 33 das Rottegut veredelnde organische und/oder anorganische Zuschläge zugeführt werden. Diese Zuschläge werden mit dem aus dem Behälter I entnommenen, fast vollständig verrotteten Gut innig vermischt, ehe sie über die Zuführvorrichtung ET2 dem Behälter II zugeführt werden, um dort am Reifungsprozess teilzunehmen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:

Das auf ein rottefähiges C/N-Verhältnis eingestellte Rottegut wird (in Form der Materialsäule HW1) mit Hilfe der Zuführvorrichtung ETi in den Behälter I eingebracht und mit Hilfe der Austragsvorrichtung AF ausgetragen, so dass das Rottegut durch den Behälter I in Richtung der Pfeile 40 von oben nach unten geführt und gleichzeitig durch die Luftzuführungsvorrichtung LZi in Richtung der Pfeile 42, also im Gegenstrom, belüftet wird. Die Belüftung ist so dosiert, dass innerhalb der im Behälter I befindlichen Materialsäule eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung und damit eine unterschiedliche Verteilung spezifischer, am Rottevorgang beteiligter Bakterien und Mikroorganismen erreicht wird, was zu einer differenzierten, für den Rottepro-zess optimalen aeroben und anaeroben Bakterientätigkeit führt Der Luftdurchsatz beträgt hierbei etwa pro Stunde 1-bis 2,5mal den Behälterinhalt. Die Zuführung von Rottegut und der Austrag von verrottetem Gut ist so eingestellt, dass jedes Materialpartikel in dem Haufwerk etwa 7 bis 14 Tage benötigt, um den Behälter I zu durchlaufen. Ein solches Verfahren ist zum Beispiel in der DE-AS 25 41 070 beschrieben und dargestellt.

Das über die Austragvorrichtung AT 1 ausgetragene verrottete Gut, ein sogenannter Frischkompost, wird im Ausmasse des Austrages über die Fördervorrichtung TF und die Zuführvorrichtung ET2 dem Behälter II zugeführt, so dass in diesem ebenfalls ein Materialhaufwerk HW2 entsteht. Dieses Haufwerk besteht vollständig aus biologisch aktivem Rottegut. Die Austragvorrichtung ATz des Behälters II ist nun so gesteuert, dass jedes Partikel im Haufwerk den Behälter II in einer Zeit von etwa 14 bis 20 Tagen durchwandert. Der Durchsatz des Behälters II und sein Volumeninhalt sind also auf den Durchsatz des Behälters I und seinen Volumeninhalt

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abgestellt Während dieser Zeit erfolgt eine Intervall-Belüf-tung unter Vermittlung des Druck- und/oder Sauggebläses 19 und 22, und zwar in der Weise, dass etwa ein Luftvolumen des ein- bis zweifachen Rauminhaltes des Behälters in Vi- bis s %-stündigen Intervallen durch den Behälter gedrückt wird, die von ein- bis fünfminütigen Pausen unterbrochen sind. Sowohl die Intervalldauer als auch die Intervallpause ist einstellbar mit Hilfe des erwähnten, nicht näher dargestellten Schaltwerkes SW. Die Intervalleinstellung erfolgt durch Aus-10 wertung insbesondere der CCh-Messung der Abluft aus dem Behälter II, sowie durch Messung der Feuchtigkeit des aus dem Behälter II ausgetragenen Reifkompostes. Der ausgetragene Reifkompost kann nunmehr direkt, also unmittelbar anschliessend an den Austrag aus dem Behälter II, in Säcke is 27 abgefüllt, also verpackt werden.

Ferner ist selbstverständlich möglich, beim Erreichen unerwünschter Trockenheit des Rottegutes Feuchtigkeit insbesondere dem Behälter I zuzuführen. Die Zuführung von Feuchtigkeit ist in der genannten DE-AS 25 41 070 ebenfalls 20 beschrieben. In der Regel soll aber Feuchtigkeit abgeführt werden, was insbesondere durch die gewählte Intervallbelüftung im Behälter II zwangsläufig erfolgt.

Durch die beschriebene Aufteilung der Verrottung organi-2s scher Abfälle in einen gesteuerten Rottevorgang und in einen gesteuerten Reifungsvorgang können optimale Rotteverhältnisse auf kleinstem Raum grosstechnisch erzielt werden, die zu einer wesentlichen Verbesserung des Endproduktes führen. Es ist auch möglich, die Verweildauer des Rottegutes 30 in den einzelnen Behältern so einzustellen, dass im Behälter I nur eine teilweise Verrottung und im Behälter II die vollständige Verrotung und Reifung erfolgt. Auch hierbei wird die beschriebene Luftführung beibehalten, so dass im Behälter I sowohl anaerobe als auch aerobe Abbauvorgänge statt-35 finden, während im Behälter II nur aerobe Abbauvorgänge stattfinden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Zuführung von geeigneten Zuschlägen zwischen beiden Verfahrensstufen, so dass eine Veredelung des Reif kompostes erzielbar ist oder aber eine Futtermittelherstellung aus Kom-40 post und nach Zuführung geeigneter Zuschläge und deren Vergärung mit dem Kompost in einen fortlaufenden Verfahrensvorgang aus organischen Abfallen ohne weiteres möglich wird.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Kompostieren von Rottegut aus organischen Abfällen und/oder Klärschlamm in zwei Verfahrensstufen, dadurch gekennzeichnet, dass das auf ein rottefähiges C/N-Verhältnis gebrachte Rottegut in der ersten Verfahrensstufe kontinuierlich im Gegenstrom und in der sich unmittelbar anschliessenden zweiten Verfahrensstufe in steuerbaren Intervallen diskontinuierlich belüftet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Verfahrensstufe anaerob und aerob, in der zweiten Verfahrensstufe dagegen nur aerob gerottet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rottegut in einen ersten Behälter von oben eingebracht und von der Sohle her derart ausgetragen wird, dass jedes Partikel der aus Rottegut bestehenden Materialsäule den ersten Behälter innerhalb von 7 bis 14 Tagen durchläuft, dass die Materialsäule im Gegenstrom von unten her derart kontinuierlich belüftet wird, dass innerhalb der Materialsäule sich eine unterschiedliche Wärme- und Sauerstoffschichtung mit einer aeroben und/oder anaeroben spezifischen Bakterien-Verteilung zum Zwecke der Verrottung eines jeden Partikels des Rottegutes ausbildet, und dass das im Ausmass des Austrages aus dem ersten Behälter in einen zweiten Behälter überführte, nunmehr biologisch aktive Rottegut diesen Behälter innerhalb von 14 bis 20 Tagen durchwandert und während dieser Zeit in Intervallen derart diskontinuierlich belüftet wird, dass in der dort befindlichen Materialsäule ausschliesslich aerobe Abbauvorgänge zum Zwecke der Reifung des eingetragenen Rottegutes stattfinden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftung in beiden Verfahrensstufen jeweils in Abhängigkeit des CCh-Gehaltes der Abluft und der Feuchtigkeit des jeweils ausgetragenen Rottegutes derart gesteuert wird, dass in der ersten Verfahrensstufe die Luftmenge und in der zweiten Verfahrensstufe die Intervalldauer geändert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das biologisch aktive Rottegut vor der Überführung in den zweiten Behälter mit das Rottegut veredelnden organischen und/oder anorganischen Zuschlägen vermengt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Stufe die dem Behälter zuzuführende Luftmenge und die Intervalldauer der Belüftung fest vorgegeben sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführung in der ersten und in der zweiten Verfahrensstufe durch Erzeugen von Über- und/oder Unterdruck erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Anwendung zur Futtermittel-Erzeugung aus organischen Abfällen mit oder ohne Zuschläge, die gegebenenfalls vor der Einspeisung des Rottegutes in die zweite Verfahrensstufe zugemischt werden.