Kompostierung von Biogut

Technologien und Produkte aus dem Hause Eggersmann

Eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft bildet das Fundament verantwortungsvollen und umweltgerechten Handelns und ist mittlerweile fester Bestandteil der deutschen und europäischen Gesetzgebung. Besonders der Erhalt von humus- und ertragreichen landwirtschaftlichen Nutzflächen oder deren Verbesserung spielt nicht nur mit Blick auf das globale Bevölkerungswachstum und die steigenden Ansprüche an die Lebensmittelproduktion eine immer größere Rolle. Die Biogutfraktion aus den Abfallstoffströmen als „nachwachsende“ Ressource gewinnt so zunehmend an Bedeutung.

Die enthaltene organische Substanz und die wertvollen Nährstoffe können nach der biologischen Behandlung und Aufbereitung vorteilhaft und gezielt in Form von organischen Düngemitteln in den Kreislauf zurückgeführt werden. Im Gegensatz zur ressourcenlimitierten oder energieintensiven Mineraldüngung bedeutet die Anwendung von Qualitätskomposten langfristig und spürbar eine Verbesserung der Humusgehalte und die Förderung eines gesunden und vielfältigen Bodenlebens. Weiterhin werden im Gegensatz zu der in Entwicklungs- oder Schwellenländern noch vorherrschenden einfachen oder auch ungeordneten Deponierung von organischen Abfällen durch eine sachgerechte Kompostierung Treibhausgase (Methangas) erheblich reduziert. Durch eine dem Kompostierungsprozess vorgeschaltete Vergärung lässt sich im Idealfall zudem regenerative Energie in Form von Biogas und Strom aus Biogut erzeugen.

Die Unternehmensgruppe Eggersmann ist einer der führenden Anbieter im Anlagen- und Sondermaschinenbau für die Abfallwirtschaft und verfügt über jahrzehntelange Erfahrung auf dem Gebiet der mechanischen und biologischen (aeroben und anaeroben) Abfallbehandlungsverfahren und -prozesse, wie beispielsweise der Vergärung, Kompostierung und biologischen Trocknung. Die Expertise von Eggersmann erstreckt sich dabei von der Planung über den Bau bis hin zum Betrieb von Abfallbehandlungsanlagen.

Die Rückführung organischer Ressourcen in den natürlichen Kreislauf kann grob gesprochen auf zwei Arten vollzogen werden – durch die Kompostierung frischen Bioguts oder die aerobe Nachbehandlung von Gärresten einer vorgeschalteten Vergärungsanlage. Beide Verfahren haben ihre Berechtigung. Eggersmann liefert für beide Ansätze das komplette Equipment und das vollumfängliche Know-How.

Beide Prozesslinien starten normalerweise mit dem Zerkleinern der angelieferten Chargen Biogut. Bei der Aufbereitung sind die Überführung in aufgeschlossene, dem Kompostierungsprozess dienliche Korngrößen sowie die Abtrennung von Störstoffen entscheidend. Kompakte, langsamlaufende Zerkleinerer können den Anforderungen am besten gerecht werden. So lässt sich mit dem Ein-Wellen-Universalzerkleinerer TEUTON aus dem Hause Eggersmann dank der patentierten Konstruktion der mit 19 Zähnen bestückten Gegenschneide ein Endprodukt zur Kompostierung erzielen. Zahlreiche einstellbare Parameter sorgen zudem für größte Flexibilität: Der Abstand zwischen der mit 30 austauschbaren Zerkleinerungswerkzeugen ausgestatteten Walze und der Gegenschneide lässt sich über zehn verschiedene Einstellstufen werkzeuglos einstellen. Der Schnittspalt kann je nach gewünschter Stückgröße im Materialaustrag variiert werden, maximal bis ca. 100 mm. Zusätzliche Anpassungen der Endproduktgröße können problemlos über den Austausch der Zerkleinerungswerkzeuge an der Walze oder durch ein massives, werkzeuglos auswechselbares Siebkorbsystem (80 – 250 mm) vorgenommen werden. Dadurch ist es möglich z. B. Biomasse in nur einem Arbeitsschritt zu erzielen, d. h. der TEUTON erledigt das Vor- und Nachzerkleinern in einem Arbeitsgang. Darüber hinaus zeichnet sich der TEUTON durch eine robuste Stahlbaukonstruktion aus, die auch höchsten Belastungen standhält und so einen kontinuierlichen Zerkleinerungsprozess sowie eine gleichmäßige Abgabe des zerkleinerten Materials an die nachgeschalteten Fördersysteme und/oder die nachfolgenden Prozessstufen gewährleistet. Der TEUTON ist sowohl in stationärer als auch mobiler Radvariante oder als Kettenversion erhältlich.

Unter der Marke FORUS konzentriert man sich innerhalb der Eggersmann Gruppe ausschließlich auf die Entwicklung und Weiterentwicklung langsamlaufender Zwei-Wellen-Zerkleinerer. Mit dem neuesten Modell FORUS FLX 85 präsentiert Eggersmann erstmals einen Zerkleinerer auf dem Markt, der sich von der klassischen Synchron-Zerkleinerung mit wenigen Handgriffen auf das Asynchron-Zerkleinerungsverfahren umstellen lässt. Die hydraulisch abschwenkbaren Trichterwände und ein in den Türen der Antriebseinheit befindliches Podest ermöglichen zudem einen komfortablen Zugang zu den Zerkleinerungswellen. Diese lassen sich mittels einer Flansch-Schraubkupplung schnell und sicher austauschen und die Maschine sich somit einfach an unterschiedliche Materialien, wie Biogut, Grüngut, Altholz, etc. anpassen. Zusätzlich sind die Art der Zerkleinerung und die Größe des zerkleinerten Materials durch die Wahl der Werkzeuge beeinflussbar. Eine Nachdrückvorrichtung im Aufgabetrichter verhindert darüber hinaus die Brückenbildung von leichten und sperrigen Materialien und sorgt so für einen optimierten Durchsatz.

Beim Verlassen der Zerkleinerungsmaschine sollte das zerkleinerte Material eine definierte Korngröße von 100 – 120 mm nicht überschreiten. In der Regel wird das Material beim Zerkleinern stark aufgefasert und es entstehen zahlreiche frische Bruchflächen, welche in der Folge von den Mikroorganismen optimal besiedelt werden können.

Im Anschluss an die Zerkleinerung stehen mehrere Verfahren zur Kompostierung des Bioguts zur Verfügung. Diese lassen sich in verschiedene Kategorien unterteilen: in offene, quasi geschlossene und geschlossene Verfahren sowie nach der Bewegung des Rotteguts in dynamische und statische Systeme.

Das statische, quasi geschlossene CONVAERO System ist ein membranabgedecktes System für die Kompostierung oder biologische Trocknung organikhaltiger Materialien, welches sich durch hohe Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit sowie kontrollierte Behandlungszeiten auszeichnet. Die optimalen Prozessbedingungen zum Abbau nativ-organischer Abfallbestandteile durch Mikroorganismen werden durch die speziell ausgelegte Membranabdeckung und die nach Temperatur, Druck und Zeit optimierte Belüftung aus Belüftungsboden und Lüftungstechnik gewährleistet. Bei der Kompostierung werden die Abfälle bei 60 – 80°C hygienisiert. Die Einstellparameter werden so gewählt, dass dem Haufwerk ausreichend Luftsauerstoff für einen durchgehend aeroben, stabilen Prozess zur Verfügung steht, während gleichzeitig die Energiekosten minimiert werden.

Eine weitere Möglichkeit zur Kompostierung von Biogut und biologischer Trocknung organikreicher Fraktionen aus Abfallströmen bieten die Lane Turner Systeme LT und LTC (Lane Turner Closed) der Marke BACKHUS. Die Zeilenkompostierung mit dem BACKHUS LT zählt zu den offenen, dynamischen Verfahren, da das Rottegut während des Prozesses mehrfach maschinell bewegt und durchmischt wird und zwischendurch statisch ruht. Der BACKHUS LTC ist beispielhaft für eine geschlossene, dynamische Zeilenkompostierung mit Zwangsbelüftung des Rottegutes. Mit den automatisch arbeitenden BACKHUS Umsetzern LT oder LTC, die sich auf den Zeilenwänden fortbewegen, wird das Kompostmaterial umgesetzt. Dabei gewährleisten die BACKHUS Umsetzer eine stets lockere Aufschüttung, die Bewässerung und Belüftung bzw. Belüftbarkeit des Materials und ermöglichen so den maximalen Abbau von biologisch, aerob abbaubarer organischer Trockensubstanz mit dem Ergebnis eines zur Feinaufbereitung tauglichen Kompostes.

Bei der Dreiecksmietenkompostierung handelt es sich um ein offenes Verfahren, das aufgrund der geringeren Kosten und einfachen Handhabung zumeist für den Betrieb von Anlagen der Grünabfallkompostierung oder zur Nachrotte bei der Biogutkompostierung gewählt wird. Bei dieser Art der Kompostierung wird der Kaminzug-Effekt genutzt, der speziell an die Form der Dreiecksmiete gebunden ist. Die heiße Luft im Mieteninneren steigt nach oben zur Mietenspitze auf. Durch den Sog wird im unteren Bereich frische Luft in den Mietenfuß gesaugt. Dadurch entsteht ein natürlicher Frischluftstrom durch die Miete, der in Verbindung mit dem günstigen Verhältnis von Mietenoberfläche zu Mietenvolumen eine gute Eigenbelüftung gewährleistet. Durch das regelmäßige Umsetzen der Mieten mit den Umsetzern der BACKHUS A Serie wird das Material gemischt und homogenisiert. Dies ermöglicht eine stets lockere Mietenstruktur und sichert somit das Luftporenvolumen im Material, löst Setzungserscheinungen auf und garantiert eine homogene Durchströmung bis in die Kernzonen. Die dadurch erzielte optimierte Verrottung des Kompostmaterials führt zu deutlich kürzeren Behandlungszeiten.

Mit der BACKHUS CON Serie präsentiert Eggersmann eine Kombination des flexiblen CONVAERO Systems und der bewährten BACKHUS Technologie. Das Umsetzen der membranabgedeckten Zeile mit der BACKHUS CON, einem Umsetzer mit integriertem Membranwickler, ist ein quasi geschlossenes System. In einem Arbeitsgang erfolgen Membranaufnahme, Umsetzen, Rückbefeuchtung (optional) und Abdecken gleichzeitig. Dadurch ergeben sich eine kurze Prozessdauer, ein geringer Platzbedarf und minimale Betriebskosten. Selbst Materialien mit einem höheren Wassergehalt können mit relativ geringem Strukturmaterialanteil kompostiert oder getrocknet werden. Die BACKHUS CON ist neben der Bearbeitung von membranabgedeckten Zeilen mit seitlichen Wänden auch zur Bearbeitung von Dreiecksmieten konstruiert.

Die Tunnelkompostierung stellt das gängigste Verfahren für die aerobe Behandlung dar. Es handelt sich hierbei um ein geschlossenes System mit in sich geschlossenen Prozessräumen, d.h. der gesamte Prozess findet innerhalb einer komplett eingehausten Halle statt. Sämtliche Abluftströme werden vollständig erfasst. Weiterhin spricht man bei der Kompostierung in Tunneln von einem statischen System mit dynamischen Phasen, die durch frei wählbare Umsetzvorgänge erzeugt werden. Das Verfahren zeichnet sich zudem durch eine optimale und flexible Adaptierbarkeit an die jeweilige Aufgabenstellung aus. Diese wird sowohl durch die Umluftführung als auch durch die Einkopplung externer Wärme hervorgerufen.

Zur Feinaufbereitung oder Konfektionierung des ausgereiften Rohkompostes ist der Einsatz von Sieb- und Trenntechnik erforderlich. Unter der auf Sieb- und Separationstechnik spezialisierten Marke Terra Select bietet Eggersmann ein umfangreiches Maschinensortiment für die Aufbereitung von Biomasse an. So ist das Sternsieb Terra Select S 60 für hohe Durchsätze ausgelegt und kann in einem Arbeitsgang sowohl den Feinanteil von beispielsweise < 10 mm als auch das Überkorn > 150 mm abscheiden. Das Ergebnis sind ein vermarktungsfähiges Kompostprodukt, abgetrennte Störstoffe sowie eine rückführbare Mittelfraktion.

Anstelle von Sternsiebtechnik kann ebenso mit der Terra Select Doppeltrommelsiebtechnik gearbeitet werden – denn auch hier sind drei Fraktionen in einem Arbeitsgang zu erzielen. Das Doppeltrommelsieb Terra Select DT 60 eignet sich für einen Durchsatz von bis zu 120 m³/h und erreicht die Fein- und Überkornabscheidung in nur einem Arbeitsschritt.

Alternativ bietet Terra Select auch Zwei-Fraktionen-Trommelsiebe wie beispielsweise die bewährte Terra Select T 60 oder die brandneue Terra Select T 55 an. Diese zeichnen sich wie die anderen Modelle durch clevere Detaillösungen, Servicefreundlichkeit und Langlebigkeit aus. Die bei dieser Art der Siebung gewonnene Feinfraktion ist ein vermarktungsfähiges Kompostprodukt. Der entstandene Siebüberlauf (Siebrest) kann in der Regel als Strukturmaterial erneut zur Kompostierung eingesetzt werden. Im Rahmen der Konfektionierung von Fertigprodukten oder der Aufbereitung von Siebüberläufen als Strukturmaterial können darüber hinaus Terra Select Windsichter zur Reduzierung von Verunreinigungen mit Leichtstoffen (Folienstückchen) oder Schwerstoffen (Steine) eingesetzt werden.

Wie bereits erwähnt kann nicht nur frisches Biogut kompostiert werden; eine Kompostierung von Gärresten eines vorgeschalteten Vergärungsprozesses ist ebenso möglich. Die Zerkleinerung steht auch vor der Vergärung an erster Stelle der Prozesskette.

Anschließend wird das aufgeschlossene Material in den Vergärungsprozess eingebracht. Die zur Eggersmann Gruppe gehörende Firma BEKON bietet für jeden Inputstoff das optimale Verfahren. Für strukturreichen und gut belüftbaren Abfall eignet sich besonders das Perkolationsverfahren, bei dem die Inokulation des Abfalls durch erhöhte Perkolationsraten erfolgt. Die Temperierung erfolgt beim Perkolationsverfahren über eine aerobe Startphase und die in den Beton integrierte Fußbodenheizung. Für Abfälle mit höheren Wassergehalten und/oder wenig Struktur eignet sich das Gärrestverfahren besser. Beim Gärrestverfahren erfolgt die Temperierung durch die in den Beton integrierte Fußboden- und Wandheizung. Die Inokulation erfolgt durch die Rückführung von ca. 40 % Gärrest. Durch die Gärrestrückführung kann der Prozess mit minimierten Perkolationsraten gefahren werden. Der Platzbedarf ist, abhängig von den Randbedingungen, bei beiden Verfahren gleich.

Generell liefern beide Verfahren Gärreste mit sehr guten Struktureigenschaften und vergleichsweise geringem Wassergehalt, die sich für eine aerobe Kompostierung und Weiterbehandlung zu Kompost/Dünger sehr gut eignen.

Die Gärreste variieren jedoch in Abhängigkeit der Qualität des Inputmaterials und des angewendeten Vergärungsverfahrens, sodass die Voraussetzungen für den nachfolgenden Kompostierungsprozess ohne eine entsprechende Vorbehandlung unter Umständen nicht oder nur bedingt gegeben sind.

Der Gärrestmischer BRT HARTNER DM ist ein vor der Kompostierung zum Einsatz kommendes Aggregat zur Herstellung von optimalen Mischungen aus Gärrest und strukturbildenden Materialien wie Grünabfall, Rohkompost oder Siebüberlauf. Auf Grund der Systematik des Mischens der Substrate durch Mischwalzen im dynamischen Materialfluss werden Verdichtungs- oder Kneteffekte wirksam vermieden und das Substrat homogenisiert und aufgelockert.

Ein zu hoher Wassergehalt der Gärreste führt zu Problemen bei der Weiterverarbeitung zu Kompost. Der Gärrestkonditionierer BRT HARTNER DCD kann hier Abhilfe schaffen. Für eine perfekte Vorbehandlung von Gärrest-Mischungen vor der aeroben Behandlung des Materials werden die Eingangssubstrate im dynamischen Materialfluss gemischt, homogenisiert und aufgelockert. Die Druckbelüftung des Materials mit vorgeheizter Luft, optional mit Umluft und aktiver Bodenerwärmung der geschlossenen Maschine, sorgt für einen optimierten Wasser- und Ammoniakaustrag über die Abluft, die in Abluftbehandlungssystemen weiterbehandelt wird. Nach Herstellung der Mischung und Behandlung der Substrate im Gärrestkonditionierer erhält man ein optimales Substrat für die Kompostierung. Alternativ ist das Aggregat auch zur thermischen Trocknung unterschiedlichster Materialien einsetzbar.

Der durch die genannten Verarbeitungsschritte ge­wonnene, vermarktungsfähige Kompost kann nun zur natürlichen Ertragssteigerung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen aufgebracht werden.

www.f-e.de

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