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Dokumentenidentifikation DE19804644A1 12.08.1999
Titel Kombinierter Rotte- und Transportcontainer für Abfälle mit dem Ziel der Wasser- und somit Gewichtsreduzierung durch Beschleunigung der biologischen Abbauvorgänge im Inhalt
Anmelder Heß, Thomas, Dr., 88069 Tettnang, DE;
Fischer Recycling GmbH u. Co KG, 88212 Ravensburg, DE
Erfinder Heß, Thomas, Dr., 88069 Tettnang, DE
DE-Anmeldedatum 06.02.1998
DE-Aktenzeichen 19804644
Offenlegungstag 12.08.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.08.1999
IPC-Hauptklasse B65F 1/00
IPC-Nebenklasse C05F 9/02   C05F 17/02   
Zusammenfassung Die Erfindung verfolgt die Ziele, häusliche oder gewerbliche Abfälle während des Transportes dergestalt zu behandeln, daß eine Gewichtsreduktion durch Wasserverlust stattfindet.
Die eigentliche Erfindung besteht somit in einem Container, der sowohl als Transportmedium, wie auch als Behandlungseinrichtung dient. Die Behandlung kann sogar als vom Gesetzgeber her geforderte Abfallvorbehandlung angesehen werden.
Die Verweildauer der Abfälle im Container sollte zwischen 10 und 14 Tagen betragen.
Der Container ist durch Energiezufuhr von außen vollkommen autark, d. h. alle im Inneren ablaufenden biologischen Vorgänge werden lediglich durch eine entsprechende Konfiguration des Containers selbst initiiert bzw. unterstützt.
Die bei diesen Vorgängen freiwerdenden Emmissionen sind als nahezu vollkommen ungefährlich und nicht umweltbelastend einzustufen.
Der Container ist flexibel einzusetzen. Es kann sowohl per LKW auf der Straße als auch mittels Bahn über die Schiene transportiert werden.
Der duale Charakter dieses Systems, einerseits als Transportmittel - andererseits als Behandlungsanlage, ist besonders hervorzuheben, da sowohl einzeln als auch kombiniert anwendbar.

Beschreibung[de]

Es ist bekannt, daß Abfälle aufgrund ihres hohen organischen Anteils im biologischen Sinne, d. h. aufgrund bestimmter vegetabiler Reste, dazu neigen, relativ schnell mikrobiologische Aktivitäten, d. h. Verrottungsprozesse durch den Einsatz von bestimmten Mikroorganismen, zu zeigen. Diese Verrottungsprozesse äußern sich in erster Linie in Temperaturerhöhung, einer damit verbundenen Hygienisierung, d. h. Zerstörung von Schadstoffen und Keimen und letztendlich dem Austreiben von Wasser, sichtbar durch austretenden Wasserdampf. Diese Eigenschaft macht sich nahezu jeder Gartenbesitzer beim Anlegen seines Komposthaufens zunutze. Vor allem der austretende Wasserdampf sorgt für eine entsprechende Gewichts- und Volumenreduzierung und Trocknung des Materials. Durch diese Trocknung wird auch eine biologische "Stabilisierung" erreicht, d. h. der Abfall verliert weitgehend auch an Geruchsintensität.

Dieser Stand der Technik findet seinen Einsatz in Großkompostanlagen. Hier werden Grünabfälle und auch organische Abfälle diesen Prozessen unterzogen. Diese zum Teil sehr großen Anlagen haben die Aufgabe, wie oben beschrieben, in erster Linie zur Hygienisierung, Stabilisierung und Massereduktion des Ausgangsmaterials beizutragen. Der besondere Nachteil dieser Anlagen ist darin begründet, daß sie große Flächen benötigen und grundsätzlich als stationäre Anlagen arbeiten müssen. Besonders der hohe Flächenverbrauch durch die Verwendung von offenen Dreiecksmieten hat sich in der Regel als erschwerender Kostenfaktor ausgewirkt.

Der Anmelder hat sich nun dem Problem gestellt, diese bekannten Vorgänge

  • 1. kleinräumig und
  • 2. in einem transportablen System
durchzuführen und zwar dergestalt, daß dieses transportable System in erster Linie nicht als Rottesystem, sondern zunächst als reines Transportsystem Anwendung findet. Dies - vor dem Hintergrund der Technischen Anleitung Siedlungsabfall, die im Jahre 2005 fordert, daß Restmüll nicht mehr unbehandelt abgelagert werden darf, sondern in letzter Konsequenz verbrannt werden muß, - somit vom Anfallort, (den Kommunen und Städten) zu den entsprechenden Müllverbrennungsanlagen transportiert werden muß.

Es ist nicht wahrscheinlich, daß im Bundesgebiet aufgrund bereits bestehender Überkapazitäten weitere große thermische Anlagen gebaut werden. Nicht zuletzt haben enorme Bürgerproteste mit entsprechenden Initiativen dafür gesorgt, daß bereits avisierte Standorte wieder fallen gelassen wurden. Unter diesem Vorzeichen der nahezu unmöglich gewordenen Erstellung von Müllverbrennungsanlagen, werden sich sehr viele Gebietskörperschaften genötigt sehen, ihre anfallenden Abfälle auch zum Teil über weite Strecken zu den bereits bestehenden Abfallbeseitigungsanlagen - hier in erster Linie Müllverbrennungsanlagen - zu transportieren. Da der Transport nur über Straße oder Schiene erfolgen kann, ist deshalb auch ein funktionales und bereits etabliertes Transportsystem notwendig.

Unter diesem Vorzeichen steht auch die Erfindung die nun zwei Ansprüche verknüpft. Zum einen soll ein bekanntes und altbewährtes Transportsystem benutzt werden, das zum zweiten dergestalt modifiziert wird, daß es nicht nur dem Transport dient, sondern auch gleichzeitig den Rottevorgängen Vorschub leistet und sie entsprechend beschleunigt. Denkt man an die Einlieferungspreise in den großen Müllverbrennungsanlagen, die derzeit zwischen 350,00 DM und 650,00 DM liegen, so stellen auf Rotte zurückzuführende Gewichtsreduktionen zwischen 3 bis 10 Prozent, wie es die Erfindung ermöglicht, ein erhebliches Kosteneinsparungspotential dar.

Das Problem bestand nun darin, ein übliches Transportsystem, nämlich das bestehende Abrollcontainersystem nach DIN ISO 668 mit dem Hakenliftverfahren dergestalt einzusetzen, daß aus dem reinen Transportcontainer ein sogenannter Rottetransportcontainer wird. Es mußte nun ein Umbau des standartisierten Transportcontainers erfolgen, der den Abläufen der im Abfall vorhandenen biologischen Abbauvorgänge möglichst optimal gerecht wird.

Daher war es zunächst Grundvoraussetzung, den durch die Rottevorgänge stattfindenden Wärmefluß nicht unnötig abzuleiten, sondern zu halten und zu schützen. Somit wurde zunächst der Container durch Polystyrolplatten, die doppelseitig aluminiumkaschiert bzw. laminiert sind beschichtet. Diese Isolierung mit einer Stärke von 0,05 m hatte zur Folge, daß ein übermäßiger Wärmeabfluß durch die Stahlwandung des Containers nach außen unterbunden wurde.

Das zweite Problem war eine Luftzirkulation innerhalb des mit Müll gefüllten Containers aufzubauen, daß eine Durchnässung des Müllkörpers durch Absetzung von Haftwasser am Boden verhindert wurde. Besonders schwierig ist das Problem dann zu lösen, wenn eine Vernässung des "Müllfußes" im Container eintritt und dadurch die Luftzirkulationsprozesse unterbrochen werden und es von den aeroben Vorgängen im Müllkörper zu anaeroben Vorgängen kommt, da anaerobe Vorgänge in erster Linie eine Verpilzung, Vernässung und Verschlammung des "Müllfusses" produzieren. Es war daher nötig, eine sogenannte zirkulierende "Luftwalze" innerhalb des Containers entstehen zu lassen, die, eintretend am Fuße des Mülls in Walzenform durch den Müll aufsteigt und die Feuchtigkeitsteilchen mit nach oben reißt und am Hochpunkt des Containers als Wasserdampf ausströmen läßt. Insofern wurden zunächst an den beiden unteren Seiten des Containers Längsschlitze in definierten Abständen angebracht, um einen kontrollierten Lufteintritt zu gewährleisten. Gleichzeitig wurde das Bodenprofil des Containers so verändert, daß ein Satteldachprofil auf das Bodenblech aufgebracht wurde. Dies war aus drei Gründen notwendig. Einmal sollte durch die Anschrägung dieses Profils die Luftwalze zentriert und in Richtung der ausströmenden Warmluft geleitet werden. Zum anderen sollte durch dieses Satteldachprofil evtl. austretendes Wasser am Fuße schnell nach außen leiten. Darüber hinaus sollte dieses Dachprofil, das einen geschlossenen Dreiecksraum darstellt, ebenfalls als isolierender Faktor wirken.

Wie sich bei vielen Versuchen bei dem im Originalmaßstab gebauten Container zeigte, ist allein schon durch die Anordnung der Luftschlitze eine entsprechende Zirkulation eingetreten, die eine Fußvernässung vermieden hat. Es kam nie zu Austropfungen an den unteren Luftzuführungsschlitzen. Der Müllfuß ist in jedem Fall trocken geblieben. Die Neigung des Fußbleches betrug beidseitig vom Mittelpunkt weg 3 Grad. (vergl. Graphik)

Um nun die entstehende Walze auch im oberen Bereich des Containers aufnehmen zu können, wurde folgendes verändert: Einmal wurden auch hier in den oberen Randbereichen entsprechend der unteren Konfiguration Längsschlitze im gleichen, definierten Abstand angebracht. Hierdurch bekam die Luftwalze entsprechende Gestalt und die Luftzirkulation im Müllkörper konnte optimal ablaufen.

Eine große Besonderheit stellt allerdings der Deckel dar. Allein durch den austretenden Wasserdampf an den oberen Lüftungsschlitzen konnte nicht genügend Feuchtigkeit aus dem Müll abgezogen werden. Aus diesem Grunde wurde der Deckel bewußt nicht isoliert und gleichzeitig mit einer Neigung von 25 Grad schräg gestellt. Der Grund war, daß der aufsteigende Wasserdampf sich nicht nur durch die Luftschlitze ins Freie bewegen sollte, sondern er sich zunächst einmal am Deckel des Containers niederschlagen sollte. Da dieser nicht isoliert war, kam es sofort zur Taupunktunterschreitung und der Wasserdampf kondensierte aus. Das nun vorhandene Kondensat lief rinnsalförmig am Deckel entlang, der Schwerkraft folgend, (daher auch die Schrägstellung des Deckels) und tropfte am unteren Deckelrand in eine hierfür speziell vorgesehene Abtropfrinne, die mit zwei Durchführungen durch die Containerwandung nun das Kondensat ins Freie leitete, ab. Vor allem durch diesen Effekt wurde das im Abfall befindliche Wasser über den Pfad Wasserdampf nun in Kondensatform ins Freie geleitet.

Kondensatuntersuchung

Es war wichtig zu ermitteln, ob sich in diesem Kondensat eventuell Schadstoffe befinden würde. Aus diesem Grunde wurde das Institut Fresenius mit der Analyse des Kondensats, die als Anlage beigefügt ist, beauftragt. Es hat sich gezeigt, daß es sich bei dem Kondensat weitgehend um destilliertes Wasser mit geringsten Schadstoffanteilen handelt. Eine Direkteinleitung in den Untergrund ist somit problemlos möglich. Der ursprünglich geäußerte Verdacht, daß sich auch Schadstoffe im Wasserdampf anreichern würden, hat sich nicht bestätigt. Die Schadstoffe bleiben im Abfall vorhanden und können so über die Müllverbrennungsanlage beseitigt werden.

Vorteile

Nach sehr vielen Versuchen am 1 : 1 Modell hat sich gezeigt, daß das System funktioniert. Es wurden Temperaturen bis über 70°C im Inneren des Containers erreicht, die ausreichend waren, eine Wasserdampfabströmung zu ermöglichen. Der Müll verlor durch diesen Wasserdampfentzug erheblich an Gewicht und zwar zwischen 3 und 11 Gewichtsprozent je nach Art des Inputs. Es wurden Versuche mit klassischem Hausmüll, d. h. ungetrenntem Hausmüll, indem noch alle organischen Abfälle enthalten sind (1 Tonnensystem), mit reinem Hausmüll, bei dem der biologische Anteil bereits über die Biomülltonne entzogen war (zwei Tonnensystem) und Versuche mit Dosenshredder und Autoshredderabfällen durchgeführt. Je nach Menge der enthaltenen organischen Stoffe ist eine Gewichtsreduzierung eingetreten.

Zeitlicher Ablauf

Es wurde deutlich, daß bereits nach einer Woche zum Teil die Höchsttemperaturen erreicht wurden. Die Temperaturverlaufskurve zeigte immer die gleiche Form: Es folgte zunächst ein steiler Anstieg mit einem abflachenden Gipfel nach ungefähr einer Woche bis maximal 10 Tagen. Anschließend brach die Kurve langsam ab und neigte sich mit sanfteren Gefälle wieder der X-Achse zu. Trotz entsprechendem Abwartens war in jedem Fall der Zeitraum von 10 Tagen für das maximale Austreiben des im Müll befindlichen, freien Wassers ausreichend. Bedenkt man die Inputpreise heutiger Müllverbrennungsanlagen, die zwischen 350,00 DM und 650,00 DM liegen, so wird deutlich, daß der Rottecontainer mit einem Taragewicht von zwischen 10 und 14 Mg je nach Zuladekapazität zu einer Gewichtsreduzierung zwischen 300 kg bis 2 Mg führen kann. Dies entspricht Beträge zwischen 100,00 DM und 800,00 DM. Da dieser Container immer wieder neu eingesetzt werden kann, entsprechend der Transportgeschwindigkeiten des LKW's oder der Bahn, erhöht sich somit seine Rentabilität pro Umlauf.

Aber nicht nur dieser Vorteil ist bemerkenswert. Ein zweiter ganz wichtiger Aspekt ist die Art der Behandlung. Entsprechend der Abfallgesetzgebung sind die entsorgungspflichtigen Gebietskörperschaften gehalten, eine Trennung zwischen Wertstoffen und Abfällen herbeizuführen. Da organische Bestandteile als Wertstoffe gelten, müßten diese prinzipiell einer Vorbehandlung bzw. der Gesamtmüll einer Vorbehandlung unterzogen werden. Dies kann z. B. durch Einführung einer Biotonne oder durch Vorschalten einer Biologisch-mechanischen Anlage erfolgen. Zur Erzeugung von sogenannten Trockenstabilat erfolgen (hessischer Erlaß). Da beide Varianten sehr kostenintensiv und aufwendig sind, ist es nur zu verständlich, daß es ein System geben muß, daß sowohl dem gesetzgeberischen Forderungen, dem Umweltschutz, als auch den finanziellen Aspekten Rechnung trägt. Dies trifft hier in vollem Umfang zu, denn der Rottecontainer stellt eine Behandlungsmöglichkeit aller gesammelten Abfälle dar, ist also gesetzeskonform und erlaubt dem Abfallerzeuger gleichzeitig zwei Vorteile zu kombinieren: nämlich einmal den Abfall zwecks Gewichtsreduzierung und Stabilisierung, d. h. Trocknung zu behandeln um Kosten zu sparen, zum anderen ein System zu verwenden, das als mobiles Behandlungssystem - da gesetzeskonform anerkannt - werden kann. Diese Zweigleisigkeit führt nochmals zu weiteren Kostenreduktionen.

Weitere Ausgestaltung der Erfindung

Die Erfindung könnte in einigen Bereichen noch optimiert werden. So kann z. B. die Deckelgestaltung noch verbessert werden. Aber auch die Frage der Bodengestaltung sowie die Isolation weist noch einige Möglichkeiten an Verbesserungen auf. Dies sind in erster Linie nur kleine technische Maßnahmen, die von der grundsätzlichen Idee des mobilen transportablen Rottecontainers nicht abweichen und sich insofern auch nicht auf das Patent schädlich auswirken können.

Nachfolgende Zeichnungen geben den Rottecontainer mit entsprechenden Veränderungen wieder. Die hierzu notwendigen Ausführungen sind bereits im Text enthalten.

Hierzu bekannte Literatur, die unter dem Vorzeichen Abfalltechnik - wie dieses Patent auch firmiert - Einzug fand: Die Restmüllbehandlung der Zukunft "Biologisch-Mechanische Vorbehandlung als Ergänzung zur thermischen Behandlung". Referatesammlung zum 16. abfallwirtschaftlichen Fachkolloquium am 6.-7. März 1996 in Saarbrücken etc.

Bezugszeichenliste Legende

I. Bauseits durchgeführte spezielle Veränderungen für das Patent

Fig. A und B)

1) Satteldachprofil am Boden

2) Ablaufrinne am unteren Rand des Deckels

3) Geneigter Deckel (nicht isoliert)

4) Luftzuführungsschlitze am Boden

5) α ≈ 0,5 m

6) Luftableitungsschlitze an den oberen Seitenrändern β ≈ 0,25 m

7) Flächenhafte Vollisolierung 0 = 0,05 m.

II. Standard Bauteile

Fig. C und D)

a) Rollen

b) Hakenöse zur Aufnahme des Containers

c) Aufstiegsleiter

d) Kurbelmechanismus um Deckel zur Belüftung aufzuheben

e) Deckelscharnier

f) Lagerkufen für den Transport

g) Entleerungstür (2-flüglig)

h) Türverriegelungsmechanismus

i) Aufstiegsstufe (klappbar)


Anspruch[de]
  1. 1. Transportabler Abfallrottecontainer, dadurch gekennzeichnet, daß ein konventionelles Containertransportsystem dergestalt adaptiert wird, daß es die im Abfall - der im Inneren transportiert wird, - ablaufenden Rottevorgänge beschleunigt und durch entsprechende Maßnahmen zum erhöhten Wasseraustrag und somit zur Trocknung führt.
  2. 2. Mobiles Abfallbehandlungssystem, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es den gesetzlichen Vorgaben und Vorschriften durch Abfallbehandlung von noch gemischten Abfällen, bestehend aus Restmüll und Biomüll, durch eine während des Transports ablaufende Behandlung gerecht wird.






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