Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die G\u00fcte des Kompostierungsprozesses h\u00e4ngt entscheidend von der Regelung der Bel\u00fcftung ab. Die Bel\u00fcftung ist gekennzeichnet durch die Bel\u00fcftungsleistung, die zeitliche Steuerung der Bel\u00fcftungsintervalle und ggf. den Sauerstoffgehalt in der Zuluft. Ein schneller und damit wirtschaftlicher Stoffumsatz kann nur erreicht werden, wenn die o. g. Parameter umfassend und effektiv erfasst und geregelt werden. Ziel des Vorhabens war es, eine Mess- und Regeltechnik zu entwickeln, die optimierte mikrobielle Wachstumsbedingungen bewirken, indem ein definiertes Temperaturniveau im gesamten Kompostiergut eingehalten wird. Dies f\u00fchrt zu einer Verk\u00fcrzung der Intensivrottezeiten, einer Begrenzung der notwendigen Luftmengen und daraus folgend zu einer erheblichen Energieeinsparung. Dieses Mess- und Regelsystem besteht dabei aus einem Softwareprogramm, das auf einem Computer installiert wird, und eigens f\u00fcr diese Prob-lemstellung entwickelten Messsonden f\u00fcr Sauerstoff und Temperatur. Dar\u00fcber hinaus wird der Gas-Volumenstrom erfasst und die Leistungsaufnahme des Ventilators geregelt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Laufe des Projektes wurde das Mess- und Regelsystem konstruiert und zu einem arbeitsf\u00e4higen System zusammengestellt. Im weiteren wurden die verschiedenen Komponenten aufeinander abgestimmt und Software f\u00fcr die Regelalgorithmen entworfen. Nach Fertigstellung wurde das Mess- und Regelsystem auf dem Kompostwerk des Projektpartners RSAG installiert und die Mess- und Regeleigenschaften kontinuierlich verbessert. Bei der Verbesserung der Messsystems wurden unterschiedliche Sensoren und Gasprobenahmesysteme angewendet. F\u00fcr die Regelung und die Dokumentationsfunktionen wurde die Software kontinuierlich weiterentwickelt. Die Einsch\u00e4tzung des Kompostiererfolges erfolgte \u00fcber die aufgenommenen Messwerte, die ermittelten Luftmengen und \u00fcber die Ergebnisse der biologischen Aktivit\u00e4t von Input- und Outputmaterial. Die GUTE Umwelttechnik GmbH war f\u00fcr Konstruktion und Fortentwicklung des Mess- und Regelsystems verantwortlich. Vom Projektpartner RSAG wurde die Betreuung der Anlage im Kompostwerk durchgef\u00fchrt, die BUGH Wuppertal \u00fcbernahm die wissenschaftliche Betreuung und die Analyse von Proben.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurde ein Mess- und Regelsystem entwickelt, welches f\u00fcr den Betreiber umfangreiche Kontroll- und Eingriffsm\u00f6glichkeiten in den Kompostierungsprozess bereitstellt. Das System besteht aus einem Ventilator, der durch einen Frequenzumrichter in der Leistung regelbar ist, einer druckseitigen Erfassung des Volumenstroms, einer Erfassung der Sauerstoffkonzentration in der Abluft und einer differenzierten Temperaturkontrolle \u00fcber die gesamte Sch\u00fctth\u00f6he des Kompostiergutes.
\nSo wird – neben der bereits in der Praxis etablierten Aufnahme und Aufsummierung der Ventilatorlaufzeiten – die exakt eingesetzte Luftmenge erfassbar. Sie wird mittels Treppenintegralen aus der Laufzeit und dem Volumenstrom errechnet. In Verbindung mit der Aufnahme der Sauerstoffkonzentration in der Abluft wird so die biologische Aktivit\u00e4t des Materials bereits w\u00e4hrend der Behandlung sichtbar und der Kompos-tierungserfolg objektivierbar. Ablesbar werden so zum einen Schwankungen in der biologischen Aktivit\u00e4t des Inputmaterials und zum anderen die Effizienz und die Kosten des Prozesses.
\nDie exakte Einsch\u00e4tzung des Kompostierungserfolgs sollte \u00fcber den Parameter Verbrauchte Sauerstoffmenge pro Zeiteinheit realisiert werden. Diese Arbeiten konnten im Projektzeitraum nicht abgeschlossen werden.
\nDurch die Auftragung des Volumenstroms gegen die eingestellte Leistung des Ventilators konnte der Zustand des Bel\u00fcftungssystems ermittelt werden. Verschmutzungen und Verstopfungen im Bel\u00fcftungssystem \u00e4u\u00dfern sich in einem verringerten Volumenstrom bei gleicher Leistungsaufnahme durch den Ventila-tor. Es konnte gezeigt werden, dass durch die Eingabe eines (betreiberspezifischen) Warnwertes nun die Reinigung optimiert werden kann. Gleichzeitig kann w\u00e4hrend des Prozesses der Gegendruck, der durch die Kompostsch\u00fcttung verursacht wird, beobachtet werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Sackung des Materials, die in den ersten Tagen nach der Aufsch\u00fcttung auftritt, sich auch im Gegendruck bemerkbar macht, der Anstieg des Gegendruck aber weniger deutlich ausf\u00e4llt. Im Regelfall sind hierdurch also keine Nachteile f\u00fcr den Kompostierungsprozess zu erwarten.
\nUm die Luftmengen zu minimieren wurde die Bel\u00fcftungsrate gekennzeichnet durch die Bel\u00fcftungsdauer und Bel\u00fcftungsintensit\u00e4t, variiert und an die Prozesserfordernisse angepasst. In den Versuchen zeichnete sich ab, dass eine Minimierung des Luftverbrauchs insbesondere durch geringe Str\u00f6mungsraten bei ver-l\u00e4ngerten Laufzeiten erreicht werden konnte. Dies ist auf den relativ erh\u00f6hten Sauerstoffverbrauch, bezogen auf die durchgesetzte Luftmenge, zur\u00fcckzuf\u00fchren. Eine Optimierung dahingehend, dass bei festgelegter Sauerstoffkonzentration in der Abluft nur exakt soviel Luft nachgeliefert wird, um den verbrauchten Sauerstoff zu ersetzen bzw. die Temperatur genau am eingestellten Optimalwert zu halten, konnte im Projektzeitraum noch nicht vollst\u00e4ndig erreicht werden.
\nDie Implementierung der Sauerstoffzudosierung konnte im Projektzeitraum nur insoweit realisiert werden, als dass eine Schnittstelle definiert wurde und in Probel\u00e4ufen deren logische Funktionst\u00fcchtigkeit \u00fcber-pr\u00fcft wurde.
\nObwohl nicht alle projektierten Ziele erreicht werden konnten, ist das entwickelte Produkt marktreif. Der Vertrieb erfolgt durch die GUTE Umwelttechnik GmbH.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Der innovative Gehalt der Entwicklung wurde mit dem Bergisch-M\u00e4rkischen Innovationspreis 1999 ge-w\u00fcrdigt. Das Mess- und Regelsystem konnte bereits auf der ENTSORGA 2000 dem Fachpublikum vor-gestellt werden. Eine Publikation f\u00fcr die Fachpresse wird vorbereitet.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes konnte ein marktf\u00e4higes System entwickelt werden, dass eine exakte Prozessf\u00fchrung erm\u00f6glicht und dar\u00fcber hinaus aufgrund seiner offenen Struktur an neue Erfordernisse leicht anzupassen ist. So stellt dieses System auch die notwendigen Ressourcen bereit um ein konsequentes Luftmengenmanagement (Frisch- und Abluft) zu betreiben. Gerade die kontrollierte Durchf\u00fchrung des Kompostierungsprozesses ist sowohl eine Forderung des Gesetzgebers (BioAbfV) als auch eine notwendige Voraussetzung f\u00fcr eine \u00f6konomische und \u00f6kologisch vertr\u00e4gliche Bioabfallbehandlung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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