Projekt 03097/01

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung: Innovativer Einsatz eines Pendelbodens als zentrales Element eines automatisierten, emissionsarmen Kompostierprozesses

Projektdurchführung

Otto-von-Guericke-Universität MagdeburgInstitut für Förder- und Baumaschinentechnik,Stahlbau, Logistik
Universitätsplatz 2
39106 Magdeburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ausgehend von den gesetzlichen Anforderungen, die an Kompostieranlagen in Bezug auf anlagentechnische und arbeitshygienische Aspekte sowie hinsichtlich der infolge von möglichen Geruchsemissionen entstehenden Akzeptanzprobleme zu stellen sind, ist es notwendig, herkömmliche, meist manuell betriebene Förder- und Transporttechnik durch innovative Lösungen zu ersetzen, die alle Kriterien einer ökologisch und ökonomisch effizienten Betriebsweise erfüllen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Erreichung der Untersuchungsziele ist der Pendelbodenförderer hinsichtlich seiner Eignung als Umsetz- und Transportorgan mit hohem Automatisierungsgrad im Kompostierprozeß (z. B. Anlieferung, Aufbereitung, Intensivrotte, Konfektionierung) erprobt worden. Dazu war es notwendig, schüttgut-, verfahrens- und antriebstechnische Versuche am Pendelbodenversuchsstand durchzuführen, um in Auswertung dessen ein Gesamtkonzept für eine modular aufgebaute Kompostieranlage zu entwickeln.
Angestrebt wurde neben einer einfachen konstruktiven Gestaltung ein hoher Automatisierungsgrad sowie ein emissionsarmer, kontinuierlich ablaufender Verfahrensprozeß mit variierten Input- und Prozeßführungsparametern, so daß gleichzeitig eine Minimierung gesundheitlich relevanter Arbeitsplatzindikationen erreicht wird.
Als zu variierende Parameter während der Untersuchungen wurden schwerpunktmäßig die Verweilzeiten des Materials im Prozeß, die Mischungsverhältnisse von Bioabfall und Grünschnitt, die Einstellung definierter Ausgangswerte für Wassergehalt und Schüttdichte und der Ablauf des Prozesses in Abhängigkeit von der Belüftungsrate betrachtet.
Zusätzlich zum konzipierten Projektumfang vorgenommene Analysen der mit Hilfe der Biotonne erfaßten biogenen Stoffe aus dem Siedlungsabfallbereich führten zu fundierten Aussagen über den Verlauf des Abfallaufkommens, der Zusammensetzung, Struktur und Sortenreinheit. Daraus konnten die entsprechenden Schlußfolgerungen für die Gestaltung des Systems bzw. dessen Modifikation abgeleitet werden.


Ergebnisse und Diskussion

· Entwicklung eines modularen Kompostiersystems auf der Basis des Pendelbodenförderers für die dezentrale als auch für die großtechnische Anlagenkonzeption.
· Einfache konstruktive Gestaltung des Rottemoduls unter Beachtung von Verschleiß- und Korrosionsbeanspruchungstypen; entsprechende Werkstoffauswahl und Festlegung des Korrosionsschutzsystemes in speziellen Anlagenbereichen.
· Modifikation der Pendelbalken in Abhängigkeit von den verfahrens- und fördertechnischen Anforderungen sowie Optimierung des Gleitlager- und Antriebssystems.
· Einsatz einer komplexen Meßwerterfassung zur Steuerung und Regelung des Rotteverlaufs unter Auswertung von Wassergehalt, Temperatur und Sauerstoffbedarf im Kompostmaterial.
· Ein- und Austragszyklen bzw. Umsetzungsprozesse oder Kreislaufführung werden durch die Auswertung von verfahrensspezifischen Parametern mit Hilfe einer SPS gesteuert und über fördertechnische Komponenten mit hydraulischen Antriebssystemen realisiert.
Trotz der erzielten Ergebnisse haben die Recherchen und Untersuchungen an der vorliegenden Thematik auch den noch bestehenden Forschungsbedarf hinsichtlich der Entwicklung von stoffbezogenen Austragssystemen und des spezifischen Einsatzes in der Abfallwirtschaft und Altlastensanierung aufgezeigt. Aus den Anwendungsbereichen zwingend vorgegeben sind dabei solche Kriterien wie Zuverlässigkeit, Wartungsarmut, Automatisierbarkeit und Emissionsminderung.
In Bezug auf die Entwicklung der Gerätetechnik, die den umweltcharakteristischen Anforderungen genügen muß, stellen sich die Schwerpunkte wie folgt dar:
· Realisierung von geneigten Förderprinzipien unter Berücksichtigung der genannten Randbedingungen
· Vorrichtungen zur Reduzierung bzw. Vermeidung der Restguthöhe
· Verknüpfung von Anlagenkomponenten zur Realisierung von Stoffkreisläufen
· Entwicklung von Vermarktungs- und Logistikstrategien für die erzeugten Produkte
Auch die erforderlichen Grundlagen zur Parameterbestimmung der In- und Outputstoffe im Sinne der Schüttguttechnik liegen nur unzureichend vor.
Weitere innovative Anwendungsmöglichkeiten des Pendelbodens als selbstaustragendes System sind denkbar.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Teil- und Endergebnisse wurden im Zwischen- und Abschlußbericht dokumentiert, der bei Bedarf zur Verfügung gestellt werden kann. Kurzzusammenfassungen sind sowohl dem Jahresbericht des Institutes als auch dem World-Wide-Web zu entnehmen. Außerdem wurden auf der Basis des geförderten Projektes zwei Patentanmeldungen beim Deutschen Patentamt vorgenommen, die zur Zeit der patentrechtlichen Prüfung unterliegen. Damit wird eine etwaige kommerzielle Nutzung gegenwärtig erschwert.


Fazit

Die in dem Projekt erzielten Ergebnisse weisen den Pendelbodenförderer als grundsätzlich geeignet für die Lagerung und den Transport des Frisch- und Fertigmaterials in und zwischen den Rottephasen sowie zur Durchführung des eigentlichen Rotteprozesses aus. Die verfahrenstechnische Steuerung der Abläufe läßt sich dem Stand der Technik entsprechend realisieren. Die Problematik der Abdichtung zwischen den Pendelbalken und des Pendelbodens insgesamt wird als konstruktiv lösbar angesehen. Vorschläge zu einer entsprechenden Werkstoffwahl wurden dargelegt. Auf der Basis einer Einzelkomponente lassen sich verschiedenste Anlagenvarianten konfigurieren.
Die im Projektverlauf mehrfach angestrebte Kooperation mit Praxispartnern konnte bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt aufgrund unterschiedlicher Ursachen noch nicht realisiert werden.