DE2311397C2 - Composting process - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kompostierverfahren, bei welchem dem aufgeschütteten Material Sauerstoff und/oder Wasser zugeführt wird.The invention relates to a composting process in which the material deposited is oxygen and / or water is supplied.
Der zur Kompostierung erforderliche Sauerstoff kann bei niedriger Schüttung in Zellen, Kammern oder freien Schüttungen der umgebenden Luft entnommen werden, ohne daß hierzu besondere Einrichtungen zum Belüften erforderlich sind. Die Nachteile dieser natürlich belüfteten Anlagen sind ein relativ hoher Flächenbedarf und meist eine ungenügende Selbsterwärmung infolge eines zu kleinen Schüttvolumens oder auf Grund einer zu großen Oberfläche, die wiederum hohe Wärmeverluste nach sich zieht. Um dies zu vermeiden, ist es ferner bekannt, möglichst hoch zu schütten und entweder öfters die Schüttung umzusetzen oder sie künstlich zu belüften. Unter Belüften sei hierbei und im folgenden sowohl das Einblasen als auch das Ansaugen von Luft verstanden.The oxygen required for composting can be stored in cells and chambers at low levels or free debris can be taken from the surrounding air without the need for special facilities are required for ventilation. The disadvantages of these naturally ventilated systems are relative high space requirement and usually insufficient self-heating due to insufficient bulk volume or due to a surface that is too large, which in turn results in high heat losses. Around To avoid this, it is also known to pour as high as possible and either pour more often implement or ventilate them artificially. In this case and in the following, both the blowing-in is under ventilation as well as sucking in air.
Da z. B. bei der Kompostierung eines Müll-Klärschlammgemisches ständig sehr große Mengen zu kompostierenden Materials anfallen, sind hierfür sehr große Flächen mit Halden zu belegen, die je nach anfallendem Material fortlaufend errichtet und nach Abschluß der Kompostierung entfernt werden, um Platz für neues Material zu schaffen. Es ist bekannt, derartigen Halden kontinuierlich Luft zuzuführen (deutsche Patentschrift 805 044). Dies verursacht aber in der Regel unerwünscht große Temperaturdifferenzen zwischen Ober- und Unterschicht sowie eine unerwünscht starke Abkühlung und/oder eine schädliehe Austrocknung während der eigentlichen Kompostierungs- und Entseuchungsphase.Since z. B. in the composting of a garbage-sewage sludge mixture There are always very large amounts of material to be composted to cover large areas with heaps, which depending on the material accumulated continuously and after When the composting is completed, it will be removed to make room for new material. It is known, to continuously supply air to such heaps (German Patent 805 044). This causes but usually undesirably large temperature differences between the top and bottom layers as well as one undesirably strong cooling and / or harmful dehydration during the actual composting and disinfection phase.
Es ist ferner bekannt, dem Material Luft in du/ch Pausen unterbrochenen Stoßen zuzuführen, wooei die Pausen so bemessen werden, daß die Temperatur inIt is also known to add air to the material in interrupted pokes, wooei die Breaks are dimensioned so that the temperature in
»o allen Schichten des Kompostrohmaterials gleich ist und der Sauerstoffgehalt in der Abluft nicht unter 10 Volumprozent absinkt (deutsche Auslegeschrift 1592729). Es soll hier also lediglich die Temperatur und Feuchte in allen Schichten des Kompostrohmate-“O is the same in all layers of the compost raw material and the oxygen content in the exhaust air does not drop below 10 percent by volume (German interpretation 1592729). So only the temperature should be used here and moisture in all layers of the compost raw material
is rials weitgehend gleichgehalten werden. Dabei besteht immer noch die Möglichkeit, daß bei zu intensiver Belüftung die Temperatur absinkt oder das Material austrocknet.is rials are largely kept the same. There is there is still the possibility that the temperature will drop if the ventilation is too intensive or that Material dries out.
Bekanntlich steigt die Temperatur zu Beginn derAs is known, the temperature rises at the beginning of the
jo Kompostierung in einer sogenannten Anlaufzeit innerhalb weniger Tage auf einen Wert an, dessen Höhe im wesentlichen von der Zusammensetzung des Materials abhängt. Anschließend sollte für eine optimale Kompostierung jedoch immer ein möglichst hoher Temperaturwert angestrebt werden, wobei allerdings gegen Ende des Reifungsprozesses etwa nach 10 Wochen nur noch wesentlich tiefere Werte erreichbar sind als am Beginn. Während die Temperaturentwicklung in der etwa 2 bis 3 Tage dauernden Anlaufzeit kaum beeinflußbar ist, besteht die Möglichkeit, in der zweiten längeren Phase die Temperatur zu beeinflussen. Man hat jedoch kein theoretisches Maß für diejenige Menge Sauerstoff, die entsprechend dem Material und Fortschritt des Kompostierungsvorganges (Alter) für eine optimale Kompostierung erforderlich ist. Auch besteht die Gefahr, daß auf Grund zu starker Belüftung und damit verbundener Austrocknung des Materials anstatt einer Temperaturerhöhung oder zumindest im wesentlichen einer Aufrechterhaltung der vorhandenen Temperatur, diese in einem unerwünschten Maße stark absinkt und als Folge hiervon das Material für eine weitere aerobe Kompostierung ungeeignet werden kann..jo composting in a so-called start-up time within a few days to a value, the amount of which depends essentially on the composition of the material depends. However, for optimal composting, it should always be as high as possible Temperature value should be aimed for, although towards the end of the ripening process after about 10 weeks only significantly lower values can be achieved than at the beginning. During the temperature development In the approx. 2 to 3 day start-up period, which can hardly be influenced, there is the possibility of the second longer phase to influence the temperature. However, one has no theoretical measure for that Amount of oxygen, which according to the material and progress of the composting process (age) for optimal composting is required. There is also the risk of excessive ventilation and the associated drying out of the material instead of an increase in temperature, or at least essentially maintaining the existing temperature, this in an undesirable Dimensions drop sharply and, as a result, the material for further aerobic composting can be unsuitable ..
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches insbesondere für die Kompostierung großer Mengen eine - für einen wenigstens angenähert optimalen Verlauf der Kompostierung - gesteuerte Sauerstoffzuführung in der auf die Anlaufzeit folgenden Phase ermöglicht und bei möglichst geringem Energieaufwand, in kurzer Zeit und unter bester Ausnutzung der zur Verfugung stehenden Bodenfläche, eine einwandfreie Reifung erzielt. The invention is based on the object of specifying a method which is particularly suitable for Composting large quantities - for an at least approximately optimal composting process - Controlled oxygen supply enabled in the phase following the start-up time and at The lowest possible energy expenditure, in a short time and with the best possible use of what is available Floor area, perfect ripening achieved.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine sich gegenüber dem Kompostierungsbeginn nach relativ kurzer Zeit einstellende Materialtemperatur von wenigsten 5 40° C für den Beginn einer automatisierten Temperatursteuerung als Richtwert dient, dessen Unterschreitung um einen festgelegten Wert TL von etwa 4 bis 10° C eine Belüftung des Materials über eine Zeit x, und dessen Unterschreitung um einen Wert Tw > TL von etwa 7 bis 20° C eine Befeuchtung des Materials über eine Zeit x2 auslösen, und daß nach einer Reaktionszeit x} ab Beendigung der jeweiligen Belüftungs· bzw. Befeuchtungsperiode eine Neujustierung auf die dann vorhandene Temperatur als neuen Richtwert erfolgt.This problem is solved according to the invention in that a material temperature of at least 5 40 ° C, which occurs after a relatively short time compared to the start of composting, serves as a guide value for the start of an automated temperature control, which is below a specified value T L of about 4 to 10 ° C aeration of the material over a time x, and below this by a value T w > T L of about 7 to 20 ° C trigger a moistening of the material over a time x 2 , and that after a reaction time x } from the end of the respective aeration · Or the humidification period, a readjustment takes place to the then existing temperature as a new guide value.
Vorzugsweise erfolgt dabei die Belüftung jeweilsThe ventilation preferably takes place in each case
intermittierend. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, das Material stets in einem für eine Kompostierung im wesentlichen optimalen Zustand und damit den Energieaufwand für Belüftung bzw. Befeuchtung auf einem Minimum zu halter.. Außerdem erhält man dadurch eine kurze Lagerzeit, was sich wieder vorteilhaft hinsichtlich eines geringen Platzbedarfes auswirkt. Die Höhe der festzulegenden Werte, wie z. B. beim intermittierenden Belüften die jeweilige Einschaltdauer der Lüftung und der Pausen oder die Werte für TL, Tw, X1, X2 usw. sind vom Standort (Klima), Materialbeschaffenheit usw. abhängig und können vom Fachmann empirisch leicht den jeweiligen Bedingungen angepaßt werden. Da die Materialbeschaffenheit in einer derartigen Kompostierungsanlage im allgemeinen für einen bestimmten Standort im wesentlichen gleichbleibend ist, ist damit zu rechnen, daß die einmal festgelegten Werte zumindest für einen längeren Zeitraum beibehalten werden können.intermittently. The method according to the invention makes it possible to keep the material in an essentially optimal condition for composting and thus to keep the energy expenditure for ventilation and humidification to a minimum. In addition, this results in a short storage time, which is again advantageous in terms of low space requirements affects. The amount of the values to be specified, such as B. with intermittent ventilation the respective duty cycle of the ventilation and the breaks or the values for T L , T w , X 1 , X 2 etc. depend on the location (climate), material properties etc. and can easily be empirically determined by the person skilled in the art be adjusted. Since the material quality in such a composting plant is generally essentially constant for a specific location, it is to be expected that the values once established can be maintained at least for a longer period of time.
Vorzugsweise beträgt das Verhältnis rvischen Belüftungseinschaltung und folgender Pause etwa 1:3. Eine Belüftungsperiode Jc1 kann z. B. 1 oder 2 Stunden, aber auch ein Mehrfaches dieser Zeit dauern. Sind geeignete Vorrichtungen vorhanden, um sehr große Luftmengen pro Zeiteinheit durch das aufgeschüttete Material zu saugen oder zu blasen, dann kann auch eine intensive kurze nicht unterbrochene Belüftung von etwa S bis 30 Minuten ausreichend sein. Die Auslösung der automatischen Steuerung soll vorteilhafterweise erst dann erfolgen, wenn die Temperatur des Materials in der Anlaufzeit mindestens auf 40° C angestiegen ist.The ratio of ventilation switching on and the following pause is preferably about 1: 3. A ventilation period Jc 1 can e.g. B. 1 or 2 hours, but also a multiple of this time. If suitable devices are available to suck or blow very large amounts of air per unit of time through the heaped material, then an intensive short, uninterrupted ventilation of about 5 to 30 minutes can be sufficient. The triggering of the automatic control should advantageously only take place when the temperature of the material has risen to at least 40 ° C. during the start-up time.
Wenn das Material durch die Belüftung zu trocken geworden ist und anstatt des erwünschten Temperaturanstieges ein weiterer Abfall der Temperatur eintritt, wird nach Unterschreiten der um den Wert Tw unter dem Richtwert liegenden Temperatur statt der Belüftung eine Befeuchtung des Materials ausgelöst. Diese Befeuchtungsperiode soll vorzugsweise so lange dauern, bis mindestens 10 Liter Wasser pro m3 Material zugeführt worden sind. Die Dauer hängt von der zu behandelnden Menge des Materials und der Wassermenge pro Zeiteinheit ab, welche dabei zugeführt werden soll. Letztere wiederum ist im wesentlichen von der jeweiligen Absorptionsfähigkeit des Materials abhängig. Im Durchschnitt kann mit einer Flüssigkeitszufuhr von etwa 1 Liter pro m3 und Minute gerechnet werden, was einem Wert x2 von etwa 10 Minuten entsprechen würde.If the material has become too dry as a result of the ventilation and instead of the desired rise in temperature there is a further drop in temperature, after the temperature falls below the value T w below the reference value, the material is humidified instead of ventilation. This moistening period should preferably last until at least 10 liters of water per m 3 of material have been added. The duration depends on the amount of material to be treated and the amount of water per unit of time that is to be added. The latter in turn is essentially dependent on the respective absorption capacity of the material. On average, a fluid intake of around 1 liter per m 3 and minute can be expected, which would correspond to a value x 2 of around 10 minutes.
Der Wert für X3 muß so groß sein, daß bei einem weiteren Abfall der Materialtemperatur nach einer Belüftungsperiode X1 auf jeden Fall die um Tw unter dem jeweiligen Richtwert liegende Temperatur erreicht wird, um eine Bewässerungsperiode Jr2 auszulösen. Er hängt von dem Alter des Materials und von dessen Wassergehalt ab. Er kann z. B. als empirisch ermittelter Festwert vorgegeben sein und während des gesamten Kompostierungsprozesses konstant bleiben oder in den aufeinanderfolgenden Kompostierungsperioden nach jeder Neujustierung des Richtwertes nach einem bestimmten Programm variiert werden.The value for X 3 must be so large that if there is a further drop in the material temperature after an aeration period X 1 , the temperature T w below the respective reference value is reached in any case, in order to trigger an irrigation period Jr 2. It depends on the age of the material and its water content. He can z. B. be specified as an empirically determined fixed value and remain constant during the entire composting process or be varied in the successive composting periods after each readjustment of the reference value according to a certain program.
Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein optimaler Wert für die Reaktionszeit X3 dadurch erhalten, daß die Länge dieser Zeit durch das auf die Belüftungs- bzw. Befeuchtungsperiode folgende Maximum der Temperaturkurve T — f (t) des Materials bestimmt ist, d.h. wenn dj_ _ qAccording to a very advantageous development of the invention, an optimal value for the reaction time X 3 is obtained in that the length of this time is determined by the maximum of the temperature curve T - f (t) of the material following the ventilation or humidification period, ie if dj_ _ q
wird. Dieser Punkt ist durch eine geeignete elektronische Schaltung ohne weiteres erfaßbar. Er stellt gleichzeitig den neuen Richtwert für den folgenden Steuerungsvorgang dar.will. This point can easily be detected by a suitable electronic circuit. Created at the same time represents the new guideline value for the following control process.
Das Verfahren nach der Erfindung ist an Hand eines unmaßstäblichen Diagramms näher erläutert. The method according to the invention is explained in more detail using a diagram that is not to scale.
In dem Diagramm ist auf der Abszisse die Zeit t und auf der Ordinate die Temperatur T aufgetragen.In the diagram, the time t is plotted on the abscissa and the temperature T on the ordinate.
ίο Die gestrichelt dargestellte Kurve T = /(*) der Materialtemperatur steigt nach einer relativ kurzen Anlaufzeit A (z. B. nach zwei Tagen) auf einen Wert T", an, der etwa bei 60° C liegen möge. Zu diesem Zeitpunkt setzt das automatische Steuerverfahren nachίο The dashed curve T = / (*) of the material temperature rises after a relatively short start-up time A (e.g. after two days) to a value T ", which should be around 60 ° C. At this point in time the automatic control procedure according to
1S der Erfindung ein. Mit Erreichen des Wertes 7*j als ersten Richtwert werden die parallel zur Abszisse verlaufenden und konstante Werte darstellenden SoU-wertkurven SL1 und Swl festgelegt, von denen SL1 um den Wert TL, z.B. 5" C, unter T1 und Swl um denS 1 a of the invention. When the value 7 * j is reached as the first reference value, the SoU value curves S L1 and S wl running parallel to the abscissa and representing constant values are established, of which S L1 is around the value T L , e.g. 5 "C, below T 1 and S wl around the
»° Wert Tw, z.B. 10° C, unter T1 liegt. Die tatsächliche Materialtemperaturkurve (Istkurve) T = f(i) hat ab T1 eine sinkende Tendenz und berührt nach der Zeit ' X0, die im wesentlichen von der Materialzusammensetzung bestimmt wird und nicht programmiert ist, die Kurve SLV Hierdurch wird die Belüftung, z. B. ein Gebläse, ausgelöst, das im vorliegenden Beispiel in einem festgelegten Rhythmus intermittierend über eine festgelegte Zeit x„ z. B. 3 Stunden, das Material belüftet und damit Sauerstoff zuführt. Der Belüftungsrhyth-»° Value T w , for example 10 ° C, is below T 1 . The actual material temperature curve (actual curve) T = f (i) has a decreasing tendency from T 1 and touches after the time 'X 0 , which is essentially determined by the material composition and is not programmed, the curve S LV . z. B. a fan triggered, which in the present example in a fixed rhythm intermittently over a fixed time x "z. B. 3 hours, the material is ventilated and thus supplies oxygen. The ventilation rhythm
3« mus kann dabei z. B. derart festgelegt sein, daß im Wechsel jeweils auf 15 Minuten Belüftung 45 Minuten Pause folgen. Auf Grund der Sauerstoffzufuhr beginnt die Temperatur T im Material wieder anzusteigen. Nach Beendigung der Belüftungsperiode bleibt das Material während der Reaktionszeit X3, z. B. während einer empirisch ermittelten Zeit von einem Tag, in Ruhe. Während dieser Zeit X3 steigt die Temperatur weiterhin an, bis sie am Ende der Reaktionszeit x3 die Temperatur T2 erreicht hat, die im vorliegenden Beispiel größer als T1 ist. Es erfolgt nun eine Neujustierung des Verfahrensablaufes auf den neuen Temperaturwert T2 als Richtwert und die neuen Sollwertkurven SL2 und SW2 werden festgelegt, die wiederum um den Wert TL bzw. Tw unter dem Richtwert T2 liegen. Die Kompostierungsperiode 2 läuft in der ähnlichen Weise wie die Kompostierungsperiode 1 ab, lediglich die nicht programmierten Zeiten X0 sind jeweils unterschiedlich, je nach dem, wie schnell die Temperatur des Materials sinkt und die Sollwertkurve SL2 erreicht. Nach der Belüftungsperiode 2 steigt in dem dargestellten Beispiel die Temperatur während der Reaktionsszeit x3 wieder leicht an und erreicht den Wert T3 als neuen Richtwert, der gleichzeitig ein Maximum darstellt; dann anschließend sinkt sie relativ schnell wieder ab und erreicht nach der Zeit x0 die 5L3-Kurve. Trotz einsetzender Belüftung sinkt die Temperatur weiter ab, da das Material zu trocken ist. Dieser Temperaturabfall erreicht während der Belüftungszeit χ ι jedoch noch nicht den Sollwert SW3 zur Auslösung der Bewässerung, sondern dieser Wert wird erst während der an die Belüftungszeit x, anschließenden Reaktionszeit x3 erreicht, die beim Einsetzen der Bewässerung abgebrochen wird, d. h. nicht über die gesamte programmierte Dauer abläuft.3 «mus can z. B. be set in such a way that alternating 15 minutes of ventilation followed by a 45-minute break. Due to the supply of oxygen, the temperature T in the material begins to rise again. After the ventilation period has ended, the material remains during the reaction time X 3 , e.g. B. during an empirically determined time of one day, at rest. During this time X 3 , the temperature continues to rise until, at the end of the reaction time x 3 , it has reached temperature T 2 , which in the present example is greater than T 1 . The process sequence is now readjusted to the new temperature value T 2 as a guide value and the new setpoint curves S L2 and S W2 are established, which in turn are below the guide value T 2 by the value T L or T w . Composting period 2 runs in the same way as composting period 1, only the non-programmed times X 0 are each different, depending on how quickly the temperature of the material falls and reaches the setpoint curve S L2 . After the ventilation period 2, in the example shown, the temperature rises slightly again during the reaction time x 3 and reaches the value T 3 as a new guide value, which at the same time represents a maximum; then afterwards it drops again relatively quickly and reaches the 5 L3 curve after the time x 0. Despite the onset of ventilation, the temperature continues to drop because the material is too dry. However, this temperature drop does not yet reach the setpoint S W3 for triggering the irrigation during the aeration time χ ι, but this value is only reached during the reaction time x 3 following the aeration time x, which is interrupted when the irrigation starts, ie not via the the entire programmed duration expires.
Durch die Wasserzufuhr wird den Mikroorganismen wieder die Möglichkeit gegeben, Sauerstoff aufzunehmen, und die Temperatur steigt wieder merklich an, und zwar auch noch während der am Ende der Bewäs-The water supply gives the microorganisms the opportunity to take up oxygen again, and the temperature rises noticeably again, even during the end of the irrigation
serungsperiode X2 neuerlich einsetzenden Reaktionszeit x3, und erreicht nach Ablauf dieser Zeit den einen neuen Richtwert bildenden Temperaturwert T4. Die Temperatur beginnt in dieser vierten Kompostierungsperiode wieder zu sinken, und zwar in dem dargestellten Beispiel relativ schnell, und es wird nach Unterschreiten des Wertes SLA die Belüftung eingeschaltet. Wiederum ist das Material zu sehr ausgetrocknet - etwa auf Grund einer Trockenperiode im Sommer — sinkt aber jetzt so schnell ab, daß noch innerhalb der programmierten Belüftungszeit Jt1 der Sollwert SW4 unterschritten wird. An diesem Punkt wird die Belüftungsperiode bereits unterbrochen und statt dessen beginnt die Belüftungsperiode Jt2 zu laufen. Die Temperatur beginnt wieder zu steigen undserungsperiode X 2 newly onset of reaction time x 3, and reaches the end of this time the new guide value-forming temperature value T. 4 The temperature begins to drop again in this fourth composting period, and in the example shown relatively quickly, and the aeration is switched on after the value falls below S LA. Again, the material has dried out too much - for example due to a dry period in summer - but now sinks so quickly that it falls below the setpoint S W4 within the programmed ventilation time Jt 1. At this point the ventilation period is already interrupted and the ventilation period Jt 2 begins instead. The temperature begins to rise again and erreicht nach Beendigung der auf diese Befeuchtungsperiode jc2 folgenden Reaktionszeit x3 den neuen Richtwert T5.reaches the new reference value T 5 after the end of the reaction time x 3 following this humidification period jc 2 .
dann entweder wieder ähnlich den Perioden 1 und 2then either again similar to periods 1 and 2 nur mit Belüftung oder, wenn das Material zu trockenonly with ventilation or if the material is too dry geworden ist, ähnlich den geschilderten Perioden 3has become, similar to the described periods 3
oder 4 mit Bewässerung ablaufen, und zwar insgesamtor 4 drain with irrigation for a total of so lange, bis nach Ablauf von einigen Wochen dasuntil after a few weeks
ίο Material im wesentlichen vollständig kompostiert,ίο material essentially completely composted, d.h. gereift ist.i.e. has matured.
Die Erfindung ist in gleicher Weise auch für solche Kompostierungsverf ahren anwendbar, in welchen das Material in sich drehenden Trommeln oder in sogeis nannten Kompostierungstürmen behandelt wird.The invention is equally applicable to such Composting processes can be used in which the material is treated in rotating drums or in so-called composting towers.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2311397A DE2311397C2 (en) | 1973-03-08 | 1973-03-08 | Composting process |
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DE2311397A DE2311397C2 (en) | 1973-03-08 | 1973-03-08 | Composting process |
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DE2311397B1 DE2311397B1 (en) | 1974-06-20 |
DE2311397C2 true DE2311397C2 (en) | 1982-09-02 |
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ID=5874093
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2311397A Expired DE2311397C2 (en) | 1973-03-08 | 1973-03-08 | Composting process |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE2311397C2 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE805044C (en) * | 1949-05-09 | 1951-05-07 | Eric Waldemar Eweson | Process and device for the production of organic fertilizers |
DE1592729B1 (en) * | 1967-02-22 | 1971-07-15 | Heidelberg Portland Zement | Process for the disinfection and ripening of compost straw |
-
1973
- 1973-03-08 DE DE2311397A patent/DE2311397C2/en not_active Expired
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2311397B1 (en) | 1974-06-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8227 | New person/name/address of the applicant |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |