CH687763A5 - Process for composting and wet digestion of organic Reststoffen. - Google Patents

Abstract

The following are claimed. (A) Treatment of organic bioresidues (esp. from municipal and industrial wastes, including raw and/or cooked food residues, agricultural wastes (esp. animal excrement) and/or plant/vegetable components) comprising (a) sepn. of organic components (which are soluble or dissolved in water) of the organic residues, under intensive mixing and homogenisation, by fluid discharge, from the residual solids; (b) fermenting the fluid discharge in an anaerobic reactor and removing the resulting biogas; and simultaneously (c) passing the residual solids to a composting stage. (B)Appts. for recovery of biogas or compost by wet fermentation and composting of organic bioresidues comprising a solids reactor with mixing means, a fluid discharge and an anaerobic reactor (fitted with a valve for removal of biogas), or a composting means.

Description

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CH 687 763 A5 CH 687 763 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines bioaktiven Substrates (Frischkompost) und Biogas aus mikrobiologisch zersetzbaren organischen Reststoffen jeglicher Herkunft. Erfindungs-gemäss kennzeichnet sich das Verfahren durch folgende Behandlungsschritte: The invention relates to a method for producing a bioactive substrate (fresh compost) and biogas from microbiologically decomposable organic residues of any origin. According to the invention, the method is characterized by the following treatment steps:

a) In einem ersten Behandlungsschritt wird ein zu hoher Feuchtigkeitsanteil in den Reststoffen in einem Behälter (Feststoffreaktor) mit liegend angeordneten Schneckenpressen und einer Siebeinrichtung entwässert; a) In a first treatment step, an excessively high proportion of moisture in the residues is dewatered in a container (solid reactor) with screw presses arranged horizontally and a sieving device;

b) Anschliessend wird im gleichen Behälter das entfeuchtete Substrat durch innige Vermischung mit Luft aerob zu einem bioaktiven Substrat umgesetzt (kompostiert) und nach 36 bis 72 Stunden Behandlungsdauer wieder entleert; b) Then, in the same container, the dehumidified substrate is aerobically converted to a bioactive substrate by intimate mixing with air, and emptied again after 36 to 72 hours of treatment;

c) Die organisch gelösten bzw. suspendierten Anteile im Presswasser werden in einem luftdicht geschlossenen Behälter mit immobilisierten Mikroorganismen (Anaerobfilter) in Biogas umgesetzt; c) The organically dissolved or suspended parts in the press water are converted into biogas in an airtight container with immobilized microorganisms (anaerobic filter);

d) Strukturhaltiges Material wie Sträucherschnitt, Rinde, Holzspäne etc. werden mit dem bioaktiven Substrat (Frischkompost) aus der Kompostierung vermischt und in einer Nachverrottung auf der Miete ohne Umsetzen während 2 bis 3 Wochen zu einem hochwertigen Torfersatz oder Düngerkompost umgewandelt. d) Structure-containing material such as shrub clippings, bark, wood shavings etc. are mixed with the bioactive substrate (fresh compost) from the composting and converted into a high-quality peat substitute or fertilizer compost in a rotting process on the rent without conversion for 2 to 3 weeks.

Durch die getrennte Aufbereitung der biogenen Reststoffe in einer Kompostierung (aeroben Umsetzung) der eher feststoffhaltigen Fraktion und in einer Vergärung (anaeroben Umsetzung) der gelösten und suspendierten Fraktion lassen sich die Prozesse besser kontrollieren und es werden bedeutend geringere Reaktorvolumina benötigt. Durch die geschlossenen Reaktoren treten keine Emissionen auf. By separately processing the biogenic residues in a composting (aerobic conversion) of the fraction that contains more solids and in a fermentation (anaerobic conversion) of the dissolved and suspended fraction, the processes can be better controlled and significantly smaller reactor volumes are required. No emissions occur due to the closed reactors.

Die Umsetzungen bei der Kompostierung und Nassvergärung laufen bei diesem Verfahren vergleichsweise schneller ab und es lassen sich qualitativ hochwertige Endprodukte herstellen. The composting and wet fermentation processes are comparatively faster with this process and high-quality end products can be produced.

Bei bekannten, gattungsmässigen Verfahren werden Abfallstoffe zerkleinert, in einen liegenden oder stehenden Behälter gefüllt und unter Umwälzung und Erwärmung bei anaeroben Bedingungen mikrobiologisch zu Biogas umgewandelt (kontinuierliche, einstufige Verfahren). Diese Verfahren weisen gegenüber dem erfindungsgemässen Verfahren zahlreiche Nachteile auf: In known, generic processes, waste materials are crushed, placed in a lying or standing container and, with circulation and heating under anaerobic conditions, converted microbiologically to biogas (continuous, one-step process). These methods have numerous disadvantages compared to the method according to the invention:

- Das aktive Reaktorvolumen wird bei der anaeroben Umsetzung durch inerte Anteile (Holz, Lignin) verkleinert; - The active reactor volume is reduced in the anaerobic reaction by inert portions (wood, lignin);

- Die Prozessführung (Durchmischung, Erwärmung) bei der anaeroben Umsetzung wird durch den unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt der angelieferten Reststoffe erschwert; - The process control (mixing, heating) in the anaerobic reaction is complicated by the different moisture content of the delivered residues;

- Die nicht umgesetzten Reststoffe müssen nach der anaeroben Umsetzung in den meisten Fällen noch aerob nachverrottet werden. - In most cases, the unreacted residues still have to be rotten aerobically after the anaerobic conversion.

Beispiel eines Versuches: Example of an attempt:

Mit dem beschriebenen Verfahren war es möglich, 2 Tonnen wasserhaltige organische Reststoffe aus Haushaltungen (Rüstabfälle, Speisereste) innert 52 Stunden zu einem biologisch noch aktiven Kompost (Frischkompost) umzuwandeln. Durch die intensive Durchmischung und den Lufteintrag wurde eine Temperatur im Feststoffreaktor von 72"C erreicht. Die während der Umsetzung anfallende organische Substanz im Presswasser betrug ca. 23% der ursprünglichen Einwaage (ca. 460 kg). Durch die Vergärung mit einem Anaerobfilter bildete sich aus dieser organischen Substanz ca. 210 m3 Biogas mit einem Methangehalt von 65 Vol.%. With the described method, it was possible to convert 2 tons of water-containing organic residues from households (scraps, food waste) into a biologically active compost (fresh compost) within 52 hours. As a result of intensive mixing and the introduction of air, a temperature in the solids reactor of 72 ° C. was reached. The organic substance obtained in the press water during the reaction was approx. 23% of the original weight (approx. 460 kg). Fermentation with an anaerobic filter formed from this organic substance approx. 210 m3 biogas with a methane content of 65 vol.%.

Der aktive Kompost (Frischkompost) wurde anschliessend mit gehäckseltem Strukturmaterial (Rinde, Strauchschnitt) gemischt (ca. 1:1) und während drei Wochen auf einer Miete ohne Umsetzung liegen gelassen. Nach dieser Zeit wies der Kompost einen erdigen Geruch auf und war intensiv mit einer Pilzkultur belegt. The active compost (fresh compost) was then mixed (approx. 1: 1) with chopped structural material (bark, shrub clippings) and left on a lease without conversion for three weeks. After this time, the compost had an earthy smell and was intensively covered with a mushroom culture.

Die Grenzwerte gemäss den Richtlinien für die Kompostgrundqualität wurden eingehalten. The limit values according to the guidelines for basic compost quality have been observed.

Claims (8)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Kompostierung und Vergärung von organischen Reststoffen mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt, gekennzeichnet durch folgende Behandlungsschritte:1. Process for composting and fermenting organic residues with different moisture content, characterized by the following treatment steps: a) Nach dem Füllen des Feststoffreaktors mit wasserhaltigen Reststoffen wird das überschüssige Wasser durch eine Vorrichtung, wie sie bei Schneckenschlammpressen eingesetzt wird, aus dem Reaktor entfernt. Mehrere Schneckenschlammpressen in paralleler, schräger Anordnung bilden dabei den Reaktorboden. Die Schnecken dienen auch zur Umwälzung und somit zur Belüftung und zur Entleerung des Reaktorinhaltes;a) After the solid reactor has been filled with water-containing residues, the excess water is removed from the reactor by a device such as that used in screw-type sludge presses. Several screw sludge presses in a parallel, oblique arrangement form the reactor floor. The screws are also used for circulation and thus for aeration and emptying of the reactor contents; b) Bei einer Feuchtigkeit der Reststoffe im Feststoffreaktor zwischen 70% und 80% wird durch Lufteintrag durch die Siebzone der Schneckenschlammpressen und unter Umwälzung die aerobe Umsetzung der organischen Reststoffe in Gang gesetzt und während 36 bis 72 Stunden aufrechterhalten;b) If the residual matter in the solid matter reactor is between 70% and 80% moisture, the aerobic conversion of the organic residual matter is started and maintained for 36 to 72 hours by air being introduced through the sieve zone of the screw sludge presses and with circulation; c) Das überschüssige Wasser aus dem Feststoffreaktor wird zur Vergärung der organischen Inhaltsstoffe in einen mehrstufigen Reaktor mit strukturierter Packung, genannt Anaerobfilter, geleitet und das sich bildende Biogas als Energieträger verwendet.c) The excess water from the solid matter reactor is passed to the fermentation of the organic ingredients in a multi-stage reactor with structured packing, called anaerobic filter, and the biogas that forms is used as an energy source. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf des Anaerobfilters wieder zur Aufnahme weiterer organischer, gelöster Reststoffe in den Feststoffreaktor zurückgeführt wird;2. The method according to claim 1, characterized in that the outlet of the anaerobic filter is returned to the solid reactor for receiving further organic, dissolved residues; 3. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und3. The method according to claims 1 and 2, dadurch gekennzeichnet, dass die bei der Kompostierung im Feststoffreaktor entstehende Wärme im Anaerobfilter genutzt wird;2, characterized in that the heat generated during composting in the solid-state reactor is used in the anaerobic filter; 4. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und4. The method according to claims 1 and 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergärung im3, characterized in that the fermentation in 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 22nd 33rd CH 687 763 A5CH 687 763 A5 mesophilen oder thermophilen Temperaturbereich erfolgt;mesophilic or thermophilic temperature range occurs; 5. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und5. The method according to claims 1 and 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Presswasser vorhandene ungelöste Feststoffe vor dem Eintritt in den Anaerobfilter durch Sedimentation abgetrennt und die Feststoffe wieder in den Feststoffreaktor zur Kompostierung zurückgeführt werden;4, characterized in that the undissolved solids present in the press water are separated by sedimentation before entering the anaerobic filter and the solids are returned to the solids reactor for composting; 6. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und6. The method according to claims 1 and 5, dadurch gekennzeichnet, dass Sediment und Schlamm aud dem Anaerobfilter wieder in den Feststoffreaktor zur Kompostierung zurückgeführt werden;5, characterized in that sediment and sludge from the anaerobic filter are returned to the solid reactor for composting; 7. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 und7. The method according to claims 1 and 6, dadurch gekennzeichnet, dass während der Kompostierung Zuschlagstoffe zur Qualitätsverbesserung zugegeben werden;6, characterized in that additives are added during the composting to improve the quality; 8. Verfahren nach den Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bioaktive Substrat nach der Behandlung im Feststoffreaktor zur Beschleunigung der Nachverrottung von strukturhal-tigen Reststoffen auf einer Miete eingesetzt werden kann.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the bioactive substrate can be used after the treatment in the solid reactor to accelerate the rotting of structurally-containing residues on a rent. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33rd