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Title:
COMPOSTING DEVICE WITH SEVERAL SEPARATE REACTORS AND ONE CENTRAL VENTILATION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/023351
Kind Code:
A1
Abstract:
A composting device has several separate reactors (1, 2, N) and one central ventilation device (10, 12, 14) designed as a regulated air circulation system, as well as at least one or several means (fig. 2), preferably associated to all reactors, which allow the process parameters that determine the microbial conversion of materials to be independently and individually regulated in each reactor.

Inventors:
GRABBE KLAUS (DE)
SCHAAR LOTHAR (DE)
Application Number:
PCT/EP1993/001143
Publication Date:
November 25, 1993
Filing Date:
May 10, 1993
Export Citation:
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Assignee:
GRABBE KLAUS (DE)
SCHAAR LOTHAR (DE)
International Classes:
C05F17/00; C05F17/02; C12M1/04; C12M1/36; (IPC1-7): C05F17/02; C12M1/04
Foreign References:
EP0149444A21985-07-24
EP0413992A21991-02-27
Attorney, Agent or Firm:
Von Samson-himmelstjerna, Friedrich R. (München 22, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Kompostierungsanlage bestehend aus mehreren separaten Reaktoren (1, 2, N) mit einer zentralen Belüftungsein¬ richtung (10, 12, 14), die als geregeltes Umluftsystem ausgebildet ist und wenigstens einem oder mehreren, vorzugsweise allen Reaktoren zugeordneten Mitteln (Fig. 2) zur pro Reaktor unabhängigen und individuel¬ len Einstellbarkeit der den mikrobiellen Stoffumsatz bestimmenden Prozeßparameter.
2. Kompostierungsanlage nach Anspruch 1, bei welcher das zentrale Belüftungssystem (10, 12, 14) eine Umluftkon ditionierung (10) zur Konditionierung der Temperatur, Feuchtigkeit und/oder Gaszusammensetzung aufweist.
3. Kompostierungsanlage nach Anspruch 2, bei welcher die U luftkonditionierung (10) Mittel zur Kondensatab scheidung, Wärmerückgewinnung, Filterung für Geruchs¬ stoffe und/oder Waschen für luftgetragene Problemstof fe aufweist.
4. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche mit Leitungen (Ll, L2, LN) zur Zuführung von Teilströmen der zentralen Umluft zu den separaten Reaktoren (1, 2, N) .
5. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, mit Stellmitteln zur individuellen und be¬ darfsgerechten Einstellung der Temperatur, Feuchtig keit und/oder GasZusammensetzung der Prozeßluft als Teilstrom der Umluft pro Reaktor.
6. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, mit einem für wenigstens einen oder mehreren, vorzugsweise allen Reaktoren (1, 2, N) eigenen Umluft¬ system (Fig. 2) , das mit dem zentralen Umluftsystem (10, 12, 14) wahlweise, vorzugsweise über Regelventile (Rl bis RN) verbindbar ist.
7. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, bei welcher die Reaktoren (1 bis N) jeweils über eine eigene regelbare Frischlufteinspeisung (Lll, R12) verfügen.
8. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, bei welcher die mit dem Frischlufteintrag korrespondierenden Abluftmengen über das zentrale Umluftsystem (10, 12, 14) abführbar sind.
9. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, mit Steuermitteln, welche die Teilströme aller angeschlossenen bzw. anschließbaren Reaktoren (1, 2, N) in einem Verhältnis zum Gesamtvolumen der zentralen Luftaufbereitung derart steuern, daß eine problemlose Konditionierung der Umluft gewährleistet ist.
10. Kompostierungsanlage nach einem der vorstehenden An¬ sprüche, bei welcher die die prozeßbestimmenden Para¬ meter steuernden Einheiten, insbesondere die U luft konditionierung (10) , sämtliche Ventilatoren und Re gelventile manuell oder rechnergestützt ansteuerbar sind.
Description:
Kompostierungsanlage mit mehreren separaten Reaktoren und einer zentralen Belüftungseinrichtung

Technisches Gebiet Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompostierungsanlage mit mehreren separaten Reaktoren und einer zentralen Belüf¬ tungseinrichtung.

Zugrundeliegender Stand der Technik Bei der Rotte biogener organischer Stoffgemenge unter aer¬ oben Bedingungen entstehen Wärme und Stoffwechselgase, die über Belüftungssysteme abgeführt werden müssen. Stand der Technik ist, daß Rottegemenge von Frischluft durchströmt werden und die korrespondierende Abluft ausgeblasen wird. Diese Methode gestattet es nicht, auf die Rottevorgänge definiert Einfluß zu nehmen, da mit der Frischluftzufuhr unkontrolliert Sauerstoff zugeführt und mit der Abluft Feuchtigkeit und Wärme ausgetragen werden. Es bilden sich Gas-, Feuchtigkeits- und/oder Temperatur-Gradienten aus, die aufgrund der vernetzten Parameter nur zur Beschreibung des Prozesses taugen.

Konventionelle Belüftungssysteme haben den Nachteil, daß wichtige Verfahrensziele nicht erreicht werden. So ist ein Wasseraustrag erwünscht, doch wird damit gleichzeitig auch Wärme unkontrolliert abgeführt, so daß einerseits erwünsch¬ te Feuchtegehalte nicht eingehalten werden können und ande¬ rerseits wichtige Temperaturvorgaben für die Entwicklung mesophiler und thermofiler Mikrofloren nicht angesteuert werden können. Auch muß darauf verzichtet werden, über einen definierten Sauerstoffeintrag Einfluß auf den mikro- biellen StoffUmsatz zu nehmen. Die Mängel der derzeitigen

Prozeßführung zeigen sich an der Ausbildung zu hoher Tempe¬ raturplateaus, an der fortschreitenden Trockenstabilisie¬ rung des Rottegutes und an einem unbefriedigenden Stoff¬ umsatz- Hinzu kommen der Austrag von Geruchsstoffen und der Kondensatanfal, die zusätzliche Behandlungseinrichtungen erforderlich machen. Daraus leiten sich bekannte Nachteile für das Produkt Kompost ab, nämlich die unbefriedigende Ausnutzung der Leistungspotentiale spezieller Mikrofloren, die zwangsläufig sich ergebende schlechte Reproduzierbar- keit angestrebter Qualitäten im Sinne der Güterichtlinien für Komposte und bedenkliche Nischenbildungen für Schad¬ floren in Komposten und seinen Folgeprodukten. Das Risiko möglicher Schadwirkungen bei der diversifizierten Verwen¬ dung ist nicht kalkulierbar und vor dem Hintergrund der Produkthaftpflicht unzumutbar.

Die grundsätzlichen Mängel konventioneller Rottesysteme werden auch nicht dadurch behoben, wenn an eine zentrale Luftaufbereitung separate Reaktoren angeschlossen werden. Der Vorteil besteht lediglich darin, daß vorgewärmte Frischluft allen Reaktoren zur Verfügung steht und in diese mit zentral vorgegebenen Strömungsparametern eingeblasen wird. Die befrachtete Abluft wird gesammelt und über einen zentralen Biofilter ausgeblasen. Da die Reaktoren, deren Inhalte unterschiedliche Rottegrade aufweisen, mit identi¬ scher Luftqualität und gleichen Luftmengen versorgt werden, ist einleuchtend, daß die Schlüsselparameter der biologi¬ schen Prozeßführung, nämlich die SauerstoffVersorgung, Temperatur und Feuchte, nur ungenügend angesteuert werden können.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung stellt darauf ab, die mit dem letztgenannten Rottesystem einhergehenden Probleme zu umgehen.

Sie löst dieses Problem durch den Gegenstand des Patent¬ anspruches 1, also durch eine Kompostierungsanlage, die aus

mehreren separaten Reaktoren und einer zentralen Belüf¬ tungseinrichtung besteht, wobei die zentrale Belüftungsein- richtung als geregeltes Umluftsystem ausgebildet ist. Dabei weist die Kompostierungsanlage zusätzlich wenigstens einen, mehreren, vorzugsweise aber allen einzelnen Reaktoren zu¬ geordnete Mittel zur unabhängigen und individuellen Ein¬ stellung der für den mikrobiellen StoffUmsatz relevanten Prozeßparameter auf.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet in ihrer Umluftausfüh- rung den Vorteil zunächst eine Basiskonditionierung der zirkulierenden Umluft unabhängig vom Volumen unter Frisch- lufteinspeisung vornehmen zu können. Letztere dient nunmehr der Einstellung eines gewünschten Sauerstoffgehaltes. Die Prozeßparameter der angeschlossenen Reaktoren werden fein abgestimmt, und zwar individuell und unabhängig voneinander auf die in jedem Reaktor einzeln gewünschten Prozeßbedin¬ gungen unter Berücksichtigung der dortigen Prozeßverhält- nisse.

Bevorzugt weisen die angeschlossenen Reaktoren Mittel zu individuellen und bedarfsgerechten Einstellung der Tempera¬ tur, der Feuchtigkeit und der Gaszusammensetzung der Pro¬ zeßluft als Teilstrom der Umluft für jeden Reaktor auf. Nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel hat jeder angeschlossene Reaktor ein eigenes Umluftsystem, das an das zentrale Umluftsystem anschließbar ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den dem Patentanspruch 1 folgenden Patentansprüchen, deren Inhalt hiermit ausdrücklich auch zum Inhalt der vorliegen¬ den Beschreibung erklärt wird.

Die angeschlossenen Reaktoren können beispielsweise wie folgt betrieben werden.

1. Die angeschlossenen Reaktoren besitzen eine Einrich¬ tung zu Nachkonditionierung über Heiz- und Befeuch¬ tungsregister für die Luftmengen, die intern das Rot¬ tegut durchströmen. Bei einem entsprechenden Luftmen- gendurchsatz wird sichergestellt, daß das Raumklima mit dem Gemengeklima identisch ist. Die Abluft wird der zentralen Umluft zugeführt und wieder integriert. Überschußluft wird über Biofilter abgegeben. Bei die¬ ser Prozeßführung sollte die zentrale Umluft sauer- stoffarm gefahren werden. Die Reaktoren besitzen eine eigene Frischlufteinspeisung.

2. Die angeschlossenen Reaktoren besitzen zusätzlich oder anstelle der Nachkonditionierung über Heiz- und Be- feuchtungsregister ein eigenes Umluftsystem, dessen

Strömungsparameter separat und individuell einstellbar sind. Das gewünschte Klima im Reaktor stellt sich innerhalb kürzester Zeit ein und kann über Luftteil¬ ströme aus der zentralen Luftaufbereitung stabilisiert werden. Der gewünschte Sauerstoffeintrag kann über die eingespeiste Umluft und/oder separate Frischluftein¬ speisung erfolgen. Korrespondierende Abluftmengen werden in die zentrale Umluft integriert. Überschüs¬ sige Luftmengen werden über einen zentralen Biofilter abgegeben.

3. Schließlich können die einzelnen Reaktoren auch unter¬ einander verbunden werden, etwa für einen Wärmeaus¬ tausch oder aber eine Nutzung der am weitesten fort- geschrittenen Rotte als Biofilter der noch am wenig¬ sten umgesetzten Rotte, also der frischesten Miete.

Die Grundaufbereitung der Umluft läßt sich auf die Band¬ breite der Bedürfnisse von Reaktoren unterschiedlich gerot- teten Inhaltes umso leichter zuschneiden, je identischer die Zusammensetzung der jeweiligen Ausgangsgemenge in den Reaktoren ist. Hier kommt es auf die Einhaltung erarbeite-

ter Rezepturen an. Die separate Umluftführung gestattet die Einstellung von Strömungsparametern, welche die biologi¬ schen Aktivitäten des jeweiligen Reaktorgemenges in die gewünschten Bahnen lenken. Dies gilt z.B. für den Aufbau des Temperaturplateaus bei der Hygienisierung, für den Abbau von Temperaturspitzen, die Vermeidung von Wärmestaus oder die Führung von Temperaturprofilen. Mit der internen Umluftführung wird außerdem erreicht, daß Geruchsstoffe über das reaktoreigene Rottegemenge als interne Biofilter abgebaut werden. Dies entlastet das zentrale Umluftsystem und das ihm angeschlossene externe Biofilter.

Das beschriebene Rottesystem für die Aufbereitung biogener Reststoffe zeichnet sich insgesamt dadurch aus, daß ein zentrales Umluftsystem konditionierte Luft führt, die in zugeschaltete Reaktoren individuell eingespeist wird. Die eingespeiste Luft wird bevorzugt nachkonditioniert. Der Vorteil des Rottesystems besteht in der gezielten Beein¬ flussung des ikrobiellen StoffUmsatzes, um Prozeßziele, z.B. Hygienisierung, Abbau von Geruchsstoffen, temperatur- und feuchtigkeitsabhängige Stoffumsatzleistungen der Mikro¬ floren definiert ansteuern und individuell regeln zu kön¬ nen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen und den beigefügten schematischen Zeichnungen noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Strömungsschema der gesamten Kompostierungs- anläge; und

Fig. 2 ein einem einzelnen Reaktor individuell zugeord¬ netes Strömungsschema.

Gemäß Fig. 1 weist die Kompostierungsanlage mehrere separa- te Reaktoren, Rotteboxen 1, 2, N auf, die jeweils über Zu- und Ableitungen Ll.,., Ll ab , L2..., LΣ^, LN^, LN ab mit einer zentralen Belüftungseinrichtung verbunden sind. Die zen-

trale Belüftungseinrichtung weist eine Umluftkonditionie- rung 10 auf, die über einen Kanal Kl mit einem Hauptventi¬ lator 12 verbunden ist. Der Hauptventilator 12 ist über einen Kanal K2 mit einem steuerbaren Hauptregelventil 14 verbunden. Das Hauptregelventil 14 schließlich ist über einen Kanal K3 wieder mit der Umluftkonditionierung 10 ver¬ bunden. Die Umluftkondionierung 10, der Hauptventilator 12 und das Hauptregelventil 14 sind seriell hintereinanderge- schaltet» Gemeinsam bilden diese Einrichtungen mit den Kanälen Kl bis K3 eine Umluftschleife.

Die Leitungen Ll ^ bis L3..,. zweigen vom Kanal K2 ab und füh¬ ren zu den jeweiligen Rotteboxen 1, 2, N. Die Leitungen Ll ab bis LN ab verbinden die Rotteboxen 1, 2, N mit dem Kanal K3. Jede der Leitungen Ll bis LN ^ . enthält ein steuerbares Re¬ gelventil RNl^., RN2 J - U bzw. RN3.-,.. Somit bilden auch die Um¬ luftkonditionierung 10, der Kanal Kl, der Hauptventilator 12, der Kanal K2 und jede der Zu- und Ableitungen Ll bis Ln zusammen mit der Rottebox eine Zweigschleife.

Fig. 2 zeigt stellvertretend für alle Rotteboxen die Rotte¬ box 1 mit individuell zugehörigem Luftführungssystem. Die Miete in Rottebox 1 hat das Bezugszeichen 10.

Das individuelle Umluftsystem für die Rottebox 1 weist eine Frischluftzufuhrleitung Lll auf, die Frischluft über ein Regelventil R12 zuführt. Die Leitung Lll teilt sich nach dem Regelventil R12 in eine Zweigleitung L14 mit eingebau- tem Ventilator V16 und nachgeschaltetem Regelventil R18. Die Leitung L14 führt in die Zufuhrleitung Ll ^ ,, die unter¬ halb der Miete 10 in die Rottebox 1 mündet. Eine Leitung L20 verbindet über ein Regelventil R22 die Räume unterhalb und oberhalb der Miete 10, und zwar auf dem der Zuführlei- tung l^ gegenüberliegenden Ende der Rottebox 1. An dem der Leitung L20 gegenüberliegenden Ende der Rottebox 1, also dem gleichen Ende, in das die Zufuhrleitung Ll m einmündet.

führt eine Leitung L24 aus dem Raum oberhalb der Miete 10 aus der Rottebox 1 heraus. Diese Leitung L24 ist über ein weiteres regelbares Ventil R26 und eine Leitung L 25 zur Leitung L14 zurückgeführt, und zwar an einen Punkt zwischen dem Regelventil R12 und dem Ventilator V16. Die eben be¬ schriebenen Verbindungen stellen eine erste Umluftschleife für die Rottebox 1 dar.

Die Leitung L24 zweigt zwischen der Rottebox 1 und dem Regelventil 26 in die Leitung Ll ab ab, und zwar über ein weiteres Regelventil R28. Zusätzlich sind die Leitungen L14 und L24 über ein weiteres Regelventil R30 und eine Leitung

L31 miteinander verbunden, und zwar unmittelbar vor der

Rottebox 1. Eine weitere Leitung L32 verbindet über ein weiteres Regelventil R34 den Raum oberhalb der Miete 10 mit der Abluftleitung Ll ab . Die Leitung L32 geht von demjenigen

Ende der Rottebox 1 aus, das der die Räume oberhalb und unterhalb der Miete 10 verbindenden Leitung L20 unmittelbar benachbart ist. Sie mündet in die Leitung Ll ab hinter dem Regelventil R28.

Diese Art der Luftführung ermöglicht wahlweise eine Über¬ strömung, eine Umströmung und/oder eine Durchströmung der Miete 10, und zwar grundsätzlich in der gleichen Weise, wie in der am gleichen Tage eingereichten parallelen PCT-Anmel- dung desselben Anmelders bzw. Erfinders, die im übrigen in der deutschen Patentanmeldung P 42 15 269.0-41 ausführlich beschrieben ist. Auf dieses Dokument wird hiermit ausdrück¬ lich Bezug genommen. Es wird insoweit in den Beschreibungs- text der vorliegenden Anmeldung inkorporiert.