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Verfahren zum Entkeimen von Müll und ähnlichen Abfällen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Entkeimen von Müll und ähnlichen Abfällen, insbesondere
bei deren Verarbeitung zu Dünge- und Bodenverbesserungsmitteln. Unter dem Ausdruck
Entkeimenwird hierbei eine Behandlung verstanden, mittels der in den Abfällen enthaltene
pathogene Mikroorganismen zerstört werden. Der Ausdruck wird also im gleichen Sinne
gebraucht, wie er bei der Entkeimung von Milch zur Anwendung kommt.
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Bei 'den in den letzten Jahren vorgeschlagenen und angewandten Verfahren
zur Verarbeitung und Weiterbehandlung von Stoffen, die pflanzliche oder tierische
Abfälle oder beides, z.B. in Form der Abfälle aus Haushalten, Hotels - und
Krankenhäusern (Müll), des Gartenbaues, der Landwirtschaft und mannigfacher Industrieabfallstoffe,
beispielsweise aus Schlachthäusern, enthalten, wurde der Erfüllung der hygienischen
Anforderungen der Vorrang gegeben, was unter Preisgabe der an solche Verfahren zu
stellenden wirtschaftlichen Forderungen geschah.
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. Außer der- natürlichen MikrofLora können die erwähnten Abfälle
eine Anzahl verschiedener pathogener Mikroorganismen enthalten, beispielsweise solche,
die Maul- und Klauen. seuche, Diphtherie, Cholera, Ruhr, Typhus, Schwindsucht und
Weilsche Krankheit hervorrufen können. In Anbetracht der ungeheuer großen und steigenden
Mengen z.B. von
Müll können diese Mikroorganismen Anlaß zur Entstehung gefährlicher
Epidemien geben. Es ist deshalb äußerst wichtig, daß die bei der Verarbeitung oder
Behandlung s:)Icher Abfälle angewandten Verfahren eine Beseitigung der ursprünglich
in den Abfällen vorhandenen pathogenen Mikroorganismen einschließen.
Das
Verfahren der Erfindung bedient sich dabei einer vorübergehenden thermophilen Gärung.
Bekanntlich kommt bei einer thernWg
| philen Gärung eine so kräftige Wirm |
| wick-lung zustande, daß schließlich eine t, |
peratur erreicht wird, die die im Mateibl et-,va enthaltenen pathogenen Mikroorganis'A
men zerstört.
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Es ist bekannt, Müll und ähnliche Abfälle einer thermophilen Gärung
zu unterwerfen, um eine als Düngemittel verkaufbare vergorene Masse herzustellen
und gleichzeitig etwa in den Abfällen vorhandene pathogene Bakterien zu vernichten.
So ist in Vorschlag gebracht worden, Rohmüll durch eine mehrere Tage bis Wochen
dauernde Wärmegärung in eine ausgegorene, als Düngemittel verwendbare Masse umzuwandeln,
wobei meistens reichliche Mengen an Luft durch den gärenden Müll geleitet werden.
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Die uneinheitliche und wechselnde Zusammensetzung des Mülls ist so
bekannt, daß sich deren nähere. Erläuterung erübrigt. Bei dieser Zusammensetzung
werden an manchen Stellen des Mülls ein oder mehrere der für die Lebensfunktionen
der thermophilen Mikroorganismen notwendigen Nährmittel ungenügend vorhanden sein
oder ganz fehlen, während der für diese Funktionen geeignete Feuchtigkeitsgehalt
nicht gleichmäßig verteilt ist. Dieser Zustand verhindert die thermo. phile Gärung
an manchen Stellen, an denen somit eine zur Vernichtung der pathogenen Mikroorganismen
ausreichende Temperatur nicht erreicht wird.
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Aber auch andere Bedingungen können die thermophile Gärung hintertreiben.
Beispielsweise können zwar an manchen Stellen eine zur Erreichung einer thermophilen
Gärung genügende Nährmittelmenge und ein geeigneter Feuchtigkeitsgehalt vorhanden
sein, je-
doch die Substanzen fehlen, aus denen die thermophilen Mikroorganismen
Wärme erzeugen, nämlich kohlenhydrathaltige Stoffe, insbesondere solche, die Cellulose-
oder verwandte Kohlenhydrate enthalten. Aus diesem Grunde können die den Müll in
seinem natürlichen Zustand in Gärung bringenden Verfahren nicht als Entkeimungsverfahren
angesehen werden, obwohl in vielen Fällen eine ausreichend hohe Temperatur bei dem
Vergärungsvorgang an gewissen Stellen gemessen wurde.
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Auch ist ein Verfahren bekannt, bei dem man in einen Behälter in abwechselnden
Schichten teils Müll, der zur Ausscheidung der unbrauchbaren Bestandteile einer
Siebung unterworfen ist, und teils ein breiähnliches Gemisch von Kanalschwimin-
undTreibstoffen einfüllt, durch abwechselndes Einschütten eine Verrnischung, die
gegebenenfalls durch mechanische Anordnungen verbessert werden kann, bewirkt und
dann durch Einblasen von ,Luft eine Gärung herbeiführt. Hierdurchwird Aer auch keine
Entkeimung erreicht, weil l* bei den den Rohmüll als solchen vergärenae Verfahren
z. B. im Innern der großen lgiücke des Mülls keine genügend hohe Temperatur erreicht
wird und ferner der Gä-
rungsvorgang, wenn er auch von thermophiler Natur
ist, von einer Reihe anaerober Gärungsvorgänge begleitet sein wird.
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Ferner ist in Vorschlag gebracht worden, Müll nach Zerkleinerung verschiedentlich
zu vergären, um dadurch den zerkleinerten Müll unter gleichzeitiger Abtötung der
etwa vorhandenen pathogenen Bakterien in ein vergorenes Düngemittel umzuwandeln.
Bei diesem Verfahren ist der Hauptzweck gewesen, eine ausgegorene Masse herzustellen.
Man hat es für notwendig erachtet, die gärende Masse künstlich zu belüften, wie
man auch von verschiedenen die Gärung beschleunigenden Maßnahmen, wie z. B. Verwendung
von Hilfsmaterialien, beispielsweiseTorfKalk u. dgl., und von der Verwendung von
in einem besonderen Verfahren vorbereiteten Bakterienkulturen Gebrauch gemacht hat.
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Die Erfindung bezweckt nun die Sc4affung eines Entkeimungsverfahrens,
das billiger und einfacher ist als die bekannten Verfahren und durch welches eine
sichere Entkeirnung in kurzer Zeit gewährleistet wird. Sie besteht darin, daß das
Ausgangsmaterial einer so weitgehenden maschinellen Zerkleinerung mit gleichzeitiger
oder nachfolgenderVermischung unterworfen wird, daß es in eine gleichmäßige, poröse
und körnige Masse umgewandelt wird, in welcher die Feuchtigkeit und die organischen
Bestandteile hauptsächlich gleichmäßig, verteilt sind und genügende Luftmengen für
die Entwicklung thermophiler Mikroorganismen in gleichmäßiger, Verteilung anwesend
sind, und daß danach diese Masse ohne Zufuhr von Fremdluft während eines Zeitraumes
von höchstens wenigen Tagen gelagert wird, wodurch eine gleichmäßige thermophile
(wärmeerzeugende) Gärung der Masse erreicht und vorhandene pathogene Mikroorganismen
durch die bei der thermophilen Gärung erzeugte Hitze abgetötet werden.
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Den bekannten Verfahren gegenüber bietet das Verfahren der Erfindung
eine Reihe von Vorteilen. - So kann man die früher verwendete künstliche
Belüftung der gärenden Masse entbehren, indem durch die nach der Erfin. dung vorgenommene
Zerkleinerung und Verwischung eine Masse erhalten wird, die selbst genügende Luftmengen
enthält. Weiterhin be-
wirkt die erwähnte Zerkleinerung und Vermischung, daß
überall in der Masse die mög-# lichst besten Bedingungen für die Gärung
vorhanden
sind, -so daß etwaige die Gärung beschleunigende Hilfsstoffe nicht notwendig
werden. Auch wird die Entkeirnung in so kurzer Zeit erreicht, daß die entkeimte
Masse noch ein großes Gärungsvermögen besitzt, so daß sie z.B. als wärmeerzeugende
Masse für Warmbeete verwendbar ist.
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Enthalten dre zu entkeimenden Abfälle
keine genügenden Mengen
an kohlenhydrathaltigen Stoffen, so können nach der Erfindung Stroh, Papierabfälle,
Sägemehl oder ähnliche feste kohlenhydrathaltige Abfälle innig mit den Abfällen
vermengt werden. Diese Vermen ung kann bei jeder Behand-.9 lungsstufe, bei der Zerkleinerung
oder Vermischung der Abfälle erfolgen oder auch unmittelbar bevor die zerkleinerte
und vermischte Masse zur thermophilen Gärung gebracht wird.
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Sollten die zu entkeimenden Abfälle nicht selbst ausreichende Mengen
an Proteinst:)ffen, Fetten oder Feuchtigkeit besitzen, so können auch diese in der
vorher beschriebenen'Weise zugesetzt werden.
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Die Zerkleinerung und Verrnischung der Abfälle kann in jeder geeigneten
Weise erfolgen. Beispielsweise können die Abfälle zuerst durch Zerquetschen oder
andere Zerkleinerungsverfahren zerkleinert und dann kräftig in einer für diesen
Zweck vorgesehenen Vorrichtung vermischt werden. Eine große Menge der Abfälle wird
dabei gleichzeitig entweder bei der Zerkleinerung oder bei der Mischung behandelt,
um die gewünschte Homogenisierung zu erreichen. Es können jedoch auch Zerkleinerung
und Vermischung gleichzeitig durchgeführt werden. Nach einem besonders hierfür geeigneten
Verfahren des Erfinders wird Müll durch Vermischung und Vermahlung in Drehtrommeln
unter gleichzeitiger Siebung in eine imwesentlichen homogene und poröse, körnige
und nicht pulverförmige Masse verwandelt. Eine hiervon an beliebiger Stelle entnommene
Probe wird der Durchschnittsprobe hinsichtlich Feuchtigkeit und vorhandener Bestandteile
hauptsächlich entsprechen. Infolge ihres porösen Zustandes enthält die Masse im
großen und ganzen gleichmäßig verteilte Luftmengen, die für die thermophilen Mikroorganismen
ausreichen. Die Masse zeigt im allgemeinen ein Gewicht von ungefähr 6oo bis 8ookg/cbm
und ähnelt meistens dem Gartenboden in Farbe und Charakter.
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Die thermophile Gärung kann in einem Behälter oder in einer für diesen
Zweck geeigneten Grube durchgeführt werden. Man mußnursolcheVerhältnisse schaffen,
daß eine zur Abtötung der pathogenen Bakterien ausreichende Iemperatur in der gesamten
Masse erreicht wird. Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung von Müll durch das
Verfahren der Erfindung leicht Temperaturen von über 6o' C erzielt werden.
Zweckmäßig wird man die Masse während der Gärung hilwegen oder umwenden, um sicherzustellen,
daß alle Teile derselben entkeimt werden.
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-- Im Großbetrieb wird die vorübergehende thermophile Gärung vorteilhaft
in einem gewöhnlich absatzweise umlaufenden liegenden Behälter ausgeführt, wodurch
die äußeren, in Berührung mit den Wänden des Behälters stehenden und deshalb eine
niedrigere Temperatur als die inneren Schichten aufweisenden Schichten 'der Masse
zeitweilig in das Innere des Behälters gelangen, so daß ein vollständiges Entkeimen
gesichert ist. Diese Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung bietet auch den
Vorteil, daß man kontinuierlich arbeiten kann. Während man bei Anwendung von ortsfesten
Behältern mehrere Behälter haben muß, damit z. B. ein Behälter entleert werden kann,
während in einem zweiten entkeimt wird, kann die Masse, wenn man das Fassungsvermögen
des liegenden, drehbar ane el gebrachten Behälters der täglich eintreffenden zu
entkeimenden Materialmenge anpaßt, kontinuierlich an dem einen Ende des Behälters
eingeführt und die entkeinite Masse an, dem anderen Ende des Behälters kontinuierlich
entnommen werden. Ferner erfolgt die Entleerung der entkeimten Masse aus dem liegenden,
drehbar angeordneten Behälter von selbst infolge der Umdrehung des Behälters, während
'die Entleerung von ortsfesten Behältern besondere met:hanische Anordnungen oder
eine große Menschenkraft erfordert.
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Es ist bekannt, Abfälle, die sich im breiartigian Zustand befinden
oder in einen solchen Zustand übergeführt worden sind, einer aeroben biologischen
Umwandlung in einem liegenden umlaufenden Behälter, durch welchen Luft geleitet
wird, zu unterwerfen. Der hierdurch hervorgerufene biologische Vorgang ist indessen
keine thermophile (wärmeerzeugende) Gärung, sondern `eine Belebung. Das Umdrehen
des Behälters hat hierbei den Hauptzweck, eine für die Belebung se-hädliche Sedimentierung
zu vermeiden. Beim Entkeimungsverfahren nach der Erfindung gibt es kein Sedimentierungsproblem;
es soll auch keine fremde Luft während der Gärung zugeführt werden.
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Um die Einleitung der thermophilen Gä-
rung zu erleichtern,
empfiehlt es sich, dem zu vergärenden Material einen Teil einer bereits vergorenenMassezuzusetzen.
Dies kannjederzeit geschehen, bevor das Abfallmaterial in thermophile Gärung gebracht
wird. So kann bereits vergorenes Material bei der Zerkleinerung des Rohmaterials
bei der sich anschließenderi Vermischung oder bei der kombinierten
Zerkleinerung
und Vermischung zugesetzt werden. Der Zusatz kann also gleichzeitig mit demZusatz
der kohlenhydrathaltigen oder der sonstigen etwa benötigten Stoffe erfolgen.
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Bei großen Anlagen wird der Zusatz gewöhnlich durch Zurückführen von
entkeimtern Material bewirkt.
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Im Großbetrieb kann das Verfahren der Erfindung in folgender Weise
ausgeführt werden: Es soll eine tägliche Müllmenge von i5o t aufbereitet werden,
was der täglichen Müllmenge einer Stadt von 150ooo Einwohnern entspricht. Der Müll
wird der Anlage in 8 Stunden zugeführt, während die Anlage ununterbrochen
im Betrieb ist. Es findet deshalb eine Aufbewahrung des zu behandelnden Mülls statt,
indem die Anlage mit einem ortsfesten oder umlaufenden Silo versehen ist, der rund
ioo t Rohmüll enthalten kann.
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Von diesem Silo wird der Müll z. B. mittels eines Förderbandes ciner
mit Sieben versehenen Kugelmühle zugeführt, dieeinFassungsvermögen von etwa
6 bis 7 t je Stunde besitzt. Unterwegs zur Mühle kann, falls gewünscht,
eine Sortierung einiger der gröberen Sperrstoffe, wie Eisenteile, erfolgen, wodurch
indessen im allgemeinen nur ungefähr 5% der Rohmüllmenge abgetrennt werden.
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Durch die in der Kugelmühle erfolgte Vermahlung und Vermischung unter
gleichzeitiger Siebung entstehen aus 6 t eingesetztem Müll etwa 4,8 bis 5,4t
einer gleichmäßigen, lockeren und körnigen Masse, in welcher die Feuchtigkeit und
die organischen Bestandteile in im wesentlichen gleichmäßiger Verteilung vorhanden
sind und die genügend Luft für die Entwicklung der thermophilen Bakterien enthält,
und etwa o,6 bis 1,2 t eines Restmaterials, das aus den schwierig vermahlbaren und
unvermahlbaren Bestandteilen, wie Blech, Eisenteile, Stein, Holz- und Koksteile,
besteht.
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Die gleichmäßige, lockere und körnige Masse wird einem z. B. absatzweise
umlaufenden Silo zugeführt, der einen Rauminhalt von etwa i 2o bis 13 5 t
hat, d. h. entsprechend der Tagesproduktion.
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Nach Füllung des Silos, die also 24 Stunden dauert, wird die Masse
darin 24 bis 48 Stunden aufbewahrt, wobei der Silo in Zwischenräumen gedreht wird.
Während derAufbewahrung entsteht eine kräftige Wärmegärung, wodurch eine Temperatur
von etwa 6o bis 65' C erreicht wird.
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Falls der zu entkeimenden Masse nicht bereits entkeimtes und vorzugsweise
noch heißes Material beigemischt wird, muß man im allgemeinen mit einer Aufbewahrungszeit
von 48 Stunden rechnen, so daß die Anlage mit drei Aufbewahrungssilos von
je i2o bis 135 t versehen wird. Falls ein Zusatz von io bis 20% bereits
entkeimten Materials verwendet wird, ist nur eine Aufbewahrungsdauer von etwa 24
Stunden notwendig, um die Entkeimung zu erreichen. Dieser Zusatz geschieht zweckmäßig
durch Zurückführen eines Teils des entkeimten Materials, indem z. B. die Zurückführung
innen im Silo erfolgt, um Verluste an Wärme zu vermeiden.
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Wie schon hervorgehoben, ist es für die erfolgreiche Durchführung
des Verfahrens von großer Wichtigkeit, daß did maschinelle Zerkleinerung mit einer
innigen Vermischung kombiniert ist; denn ohne letztere kann nicht sichergestellt
werden, daß der uneinheitliche Rohmüll in eine Masse umgewandelt wird, welche die
Feuchtigkeit, Luft und organische Stoffe in hauptsächlich gleichmäßiger Verteilung
enthält. Die beste Zerkleinerungsvorrichtung ist eine Kugelmühle, weil darin eine
innige Vermischung einer genügend großen Müllmenge gleichzeitig mit der Zerkleinerung
erfolgt, wie auch die schwierig vermahlba ' ren und unvermahlbaren sperrigen
Stoffe für die Wirkungsweise einer Kugelmühle nicht betriebsstörend sind.
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Wenn eine weitgehende Vorsortierung des Rohmülls erfolgt oder der
Rohmüll selbst z. B. infolge des Einsammlungssystems keine die Zerkleinerung erschwerenden
Sperrstaffe enthält, kann die Zerkleinerung in Schleudermühlen oder Hammermühlen
durchgeführt werden. Man muß aber dann nach der Zerkleinerung eine große Menge des
zerkleinerten Mülls innig vermischen, damit die erwünschte Homogenität gesichert
werdenkann.
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Wie bereits erwähnt, bietet das Verfahren der Erfindung besondere
Vorteile, wenn die Abfälle nachträglich als Dünge- oder Bodenverbesserungsmittel
Verwendung finden sollen. Ein wesentlicher Vorteil ist auch darin zu sehen, daß
beim Stapeln der der vorübergehenden Gärung unterworfenen Abfälle auf einem Müllabladeplatz
der in die Stoffe eintretende, genau bestimmte Zersetzungsprozeß sich auf dem Stapelplatz
fortsetzen kann. Setzt man große Mengen von kohlenhydrathaltigen Stoffen vor der
thermophilen Gärung zu, so ist das Vorhandensein von ausreichenden Mengen an diesen
Stoffen gesichert, so daß die thermophile Gärung sich auf dem Stapelplatz fortsetzen
kann, bis alle virhandenenProtein- und Fettstoffe, die als Nährmittel für die thermophilen
Mikroorganismen dienen, verbraucht sind.
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Auf diese Weise wird eine übelriechende Zersetzung durch faulende
Bakterien usw.vermieden. Bekanntlich sind diese Bakteriensehr empfindlich gegen
Säuren, von denen große Mengen während der thermophilen Gärung gebildet werden und
die das Wachsen der
Bakterien beeinträchtigen. Es findet also eine
hygienische und geruchfreie Zersetzung der Abfälle auf dem Stapelplatz statt.
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Schließlich wird noch bemerkt, daß bei Kleinbetrieben das Verfahren
der Erfindung ohne besondere Gärungsanlagen z. B. in überdeckten Haufen oder Schichten
durchgeführt werden kann.