AT525666A4 - Verfahren zum Kompostieren von Biomüll mit einem Wurmreaktor - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Kompostieren von Biomüll (1) mit einem Wurmreaktor (2) beschrieben, wobei im Wurmreaktor (2) Biomüll (1) von Würmern (5) umgesetzt und das von den Würmern (5) beim Umsetzen des Biomülls (1) erzeugte Wurmhumusextrakt (9) in einem Aufnahmebecken (8) gesammelt wird. Um ein Verfahren zum Kompostieren von Biomüll (1) mit einem Wurmreaktor (2) zu ermöglichen, das das Verkompostieren von großen Mengen an Biomüll (1) erlaubt, ohne dabei das ökologische Gleichgewicht im Wurmreaktor (2) negativ zu beeinflussen, wird vorgeschlagen, dass bei Detektion von vom Wurmhumusextrakt (9) unbenetztem Biomüll (1) eine mit dem Aufnahmebecken (8) strömungsverbundene Sprühvorrichtung (12) zur Benetzung des Biomülls (1) aktiviert wird.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kompostieren von Biomüll mit einem Wurmreaktor, wobei im Wurmreaktor Biomüll von Würmern umgesetzt und das von den Würmern beim Umsetzen des Biomülls erzeugte Wurmhumusextrakt in einem Aufnahmebecken gesammelt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens mit einem einen Flüssigkeitsablauf aufweisenden Wurmreaktor für Biomüll und Würmer, wobei der Flüssigkeitsablauf mit einem Aufnahmebecken zum Sammeln eines aus dem
Flüssigkeitsablauf austretenden Wurmhumusextrakts strömungsverbunden ist.
Wurmreaktoren werden zum Kompostieren von Biomüll mithilfe von Regenwürmern eingesetzt, die den Biomüll zu Wurmhumus umsetzen. Der Wurmreaktor ist ein kompakter Behälter, in dem Substrat, beispielsweise Erde oder bereits umgesetzter Humus, vorliegt, und in dem eine Vielzahl von Würmern, vorzugsweise Regenwürmer, leben, um den eingeworfenen Biomüll umzuwandeln. Dies hat den Vorteil, dass eine Verkompostierung auch in geschlossenen Wohnräumen erfolgen kann, sodass insbesondere in urbanen Wohngebieten mit wenig Freiflächen eine
Ökologische Kreislaufwirtschaft betrieben werden kann.
Aus der JP2003136046A ist eine Vorrichtung zum Kompostieren von Biomüll mit einem Wurmreaktor bekannt. Unterhalb des Wurmreaktors ist ein Aufnahmebecken zum Sammeln einer aus einem Flüssigkeitsablauf des Wurmreaktors austretenden Flüssigkeit, die von den Würmern beim Umsetzen des Biomülls erzeugtes Wurmhumusextrakt enthält, angeordnet. Diese Flüssigkeit kann über einen Zapfhahn abgezapft werden. Grundsätzlich liegt der Wurmkompostierung das
Problem zugrunde, dass sich für eine effektive Wurmkompostierung der
bislang nur im privaten Gebrauch durchgesetzt hat.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Kompostieren von Biomüll mit einem Wurmreaktor vorzuschlagen, das bzw. die das Verkompostieren von großen Mengen an Biomüll erlaubt, ohne
dabei das ökologische Gleichgewicht im Wurmreaktor negativ zu beeinflussen.
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass bei Detektion von vom Wurmhumusextrakt unbenetztem Biomüll eine mit dem Aufnahmebecken strömungsverbundene Sprühvorrichtung zur Benetzung des Biomülls aktiviert wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Wurmhumus nicht nur eine Wirkung als Düngemittel aufweist, sondern dass der Flüssigkeitsanteil des von den Würmern, insbesondere Regenwürmern, bei der Umsetzung des Biomülls erzeugten Wurmhumus darüber hinaus Mikroorgansimen und Enzyme aufweist, die besonders die Umsetzung von Problemstoffen begünstigen, sodass die Mikroorganismen und Enzyme beim Umsetzen des Biomülls eine synergistische Wirkung mit den Würmern eingehen. Der Flüssigkeitsanteil des erzeugten Wurmhumus sammelt sich dabei schwerkraftbedingt im Bodenbereich des Wurmreaktors und durchwandert den Bioreaktorinhalt samt Regenwürmern, wodurch das Wurmhumusextrakt Nährstoffe und auf der Hautoberfläche der Regenwürmer vorkommende Mikroorganismen aufnehmen kann, sodass das Wurmhumusextrakt mit weiteren verkompostierungsfördernden Mikroorganismen
angereichert wird. Die Verkompostierung bzw. Umsetzung von Problemstoffen wird
hinzugekommene, unbenetzte Biomüll lokalisiert werden, und die Sprühvorrichtung
tatsächlich unbenetzter Biomüll befindet.
Ein besonders exakt zu regelndes Verfahren ergibt sich, wenn der Detektor ein Sensor ist, der einen Ist-Wert des Biomülls erfasst und wenn die Sprühvorrichtung dann aktiviert wird, wenn der Ist-Wert außerhalb eines vorgegebenen Sollwertebereichs liegt. Zur Erfassung des Ist-Werts kann beispielsweise ein Gewichtssensor eingesetzt werden, wobei der Ist-Wert die erfasste Masse zu einem Zeitpunkt x und der Sollwertebereich die Masse mit Messtoleranzen zu einem Zeitpunkt x-1 sein kann. Demnach kann durch die Erhöhung der Masse zu einem Zeitpunkt x auf ein Beschicken des Wurmreaktors mit neuem Biomüll und daher auf das Vorhandensein von vom Wurmhumusextrakt unbenetztem Biomüll geschlossen werden, wonach die Sprühvorrichtung zur Benetzung des Biomülls aktiviert wird. Um eine solche Regelung durch die über die Sprühvorrichtung neu eingebrachte Masse nicht zu stören, kann die Regelung in Abhängigkeit der erfassten Masse nach dem Benetzen für eine bestimmte Zeit ausgesetzt werden. Als Sensor kann auch ein Feuchtigkeitssensor eingesetzt werden, der die Feuchtigkeit des Biomülls
und/oder die Luftfeuchtigkeit des Biomülls oberhalb des Biomülls als Ist-Wert misst.
Sollwertebereich, so kann die Sprühvorrichtung aktiviert werden.
Damit der Benetzungsvorgang ungehindert erfolgen kann und sich im Wurmreaktor nach Aktivierung der Sprühvorrichtung ein für eine ordnungsgemäße Erfassung der Ist-Werte des Biomülls notwendiges Gleichgewicht einstellen kann, wird vorgeschlagen, dass der Wurmreaktor über eine Einwurföffnung beschickt wird, die von einer Verschlusseinheit verschlossen wird, wenn der erfasste Ist-Wert außerhalb des vorgegebenen Sollwertebereichs liegt. Auf diese Weise kann während des Sprühvorgangs kein neuer Biomüll hinzugefügt werden, was einerseits
den Sprühvorgang und andererseits die Erfassung des Ist-Wertes stören würde.
Vor allem bei einer Vielzahl an Benutzern kann es bei ordnungswidriger Vorgehensweise zu einer Überlastung des Wurmreaktors kommen. Damit der Wurmreaktor daher bedenkenlos in öffentlichen Bereichen eingesetzt werden kann, ohne dabei der Gefahr, das Milieu zu stören, ausgesetzt zu sein, kann über eine Identifikationseinheit eine Benutzerkennung durchgeführt werden und die Einwurföffnung von der Verschlusseinheit nur dann freigegeben werden, wenn die Benutzerkennung einem vorgegebenen Zugriffsprofil entspricht und der erfasste IstWert innerhalb eines vorgegebenen Sollwertebereichs liegt. Auf diese Weise kann einerseits nur ein bestimmbarer Personenkreis die Vorrichtung benützen und es ist andererseits bei Verwendung entsprechender Sensoren, wie beispielsweise einer auf den Wurmreaktorinhalt gerichteten Kamera, eine Zuordnung des eingeworfenen Biomülls zum jeweiligen Benutzer möglich, sodass unsachgemäße Entsorgungen rückverfolgt werden können. Darüber hinaus kann einem erkannten Benützer beispielsweise über eine App ein Profil zugeordnet werden, aus dem Kennzahlen wie entsorgte Biomüllmenge, CO2-Ersparnis etc. hervorgehen. Diese Informationen können als Berechnungsgrundlage für ein Belohnungssystem für die Benützer herangezogen werden. Als Identifikationseinheit können ein Sensor für einen RFIDChip, eine Zugangscodeeingabeeinheit, eine Bluetoothschnittstelle für eine Anmeldung, eine Internetschnittstelle zur Verbindung mit einer auf einem mobilen
Endgerät befindlichen App oder dergleichen eingesetzt werden.
Wert außerhalb des Sollwerbereichs liegt.
Eine robuste Möglichkeit, den Ist-Wert zu erfassen, ohne dabei lange auf die Einstellung eines thermodynamischen Gleichgewichts im Wurmreaktor oder dergleichen warten zu müssen, kann dadurch erreicht werden, dass der Sensor eine Wägezelle ist, auf der der Wurmreaktor aufgehängt ist. Durch die gravimetrische Bestimmung kann sofort auf eine Änderung des Wurmreaktorinhalts geschlossen werden. Gleichzeitig sind Wägezellen besonders robust. Durch das Aufhängen des Wurmreaktors auf der Wägezelle, beispielsweise umfassend einen Dehnmessstreifen oder Piezoelemente, wird auf vorteilhafte Weise das AbflieRen vom im Wurmreaktor gesammelten Wurmhumusextrakt durch den Flüssigkeitsablauf begünstigt und Platz für das Aufnahmebecken zum Recyclieren
des gesammelten Wurmhumusextrakts geschaffen.
Als Sensor zur Detektion des Ist-Wertes kann auch ein Luftfeuchtigkeitssensor eingesetzt werden. Vorzugsweise ist der Luftfeuchtigkeitssensor knapp oberhalb des Biomülls angeordnet. Auf diese Weise kann von der Luftfeuchtigkeit auf die Feuchtigkeit des Biomülls geschlossen werden. Außerhalb eines vorgegeben
Sollwertebereichs, insbesondere unterhalb des vorgegebenen Sollwertebereichs,
Sprühvorrichtung von der Steuereinheit betätigt wird.
Zur Verhinderung eines unbefugten Zugangs zum Wurmreaktor wird vorgeschlagen, dass zum Beschicken des Wurmreaktors eine Einwurföffnung vorgesehen ist, welche mit einer Verschlusseinheit verschließbar ist und dass die Verschlusseinheit und der Detektor mit einer die Verschlusseinheit in Abhängigkeit des erfassten IstWerts und eines vorgegebenen Sollwertebereichs betätigenden Steuereinheit verbunden sind. Die Steuereinheit kann die gleiche oder eine andere Steuereinheit
sein, als jene, die zum Betätigen der Sprühvorrichtung eingesetzt wird.
Um den Biomüll einem Benutzer zuordnen zu können, kann zum Betätigen der Verschlusseinheit in Abhängigkeit von einer Benutzerkennung die Steuereinheit mit
einer Identifikationseinheit verbunden sein.
Damit die Vorrichtung auch in klimatisch heißen Umgebungen ressourcenschonend eingesetzt werden kann, wird vorgeschlagen, dass oberhalb des Wurmreaktors ein Begrünungsbereich vorgesehen ist. Der Begrünungsbereich wirkt als natürlicher Schattenspender und reguliert die Temperatur im Wurmreaktor. Gleichzeitig kann das im Begrünungsbereich gesammelte Regenwasser über einen
Regenwasserablauf dem Wurmreaktor zugeführt werden.
Um einerseits ein unerwünschtes Ansiedeln von Insekten im Wurmreaktorinhalt zu verhindern und andererseits das Milieu im Wurmreaktorinhalt exakt steuern zu können, kann eine Belüftungseinheit zum Regulieren des Wurmreaktorklimas vorzugsweise in Abhängigkeit eines vorgebbaren Temperatur- und/oder Feuchtigkeitswertes vorgesehen sein. Die Belüftungseinheit kann über die Steuereinheit mit einem Temperatursensor und/oder mit einem Feuchtigkeitssensor verbunden sein, sodass in Abhängigkeit deren Messsignale ein Ein-bzw. Ausschalten der Belüftungseinheit möglich ist. Beispielsweise kann die Belüftungseinheit beim Überschreiten eines vorgegebenen Temperatur- und/oder
Feuchtigkeitswertes eingeschaltet und beim Unterschreiten dieses Wertes
geschaffen werden.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kompostieren von Biomüll 1 weist einen Wurmreaktor 2 auf, der mit Wurmreaktorinhalt 3, beispielsweise Substrat 4, Biomüll 1 und Würmern 5, nämlich Regenwürmern, gefüllt sein kann. Im Wurmreaktor 2 erfolgt die Umsetzung von Biomüll 1 zu Wurmhumus durch die Würmer 5. Die Bedingungen im Substrat 4 des Wurmreaktors 2 können über Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren 6 ermittelt werden. Der Wurmreaktor 2 weist einen Flüssigkeitsablauf 7 auf, der mit einem Aufnahmebecken 8 zum Sammeln eines aus dem Flüssigkeitsablauf 7 austretenden Wurmhumusextrakts 9 strömungsverbunden ist. Erfindungsgemäß ist ein Detektor 10 vorgesehen, der mit einer Steuereinheit 11 verbunden ist, die bei Detektion von vom Wurmhumusextrakt 9 unbenetztem Biomüll 1 eine mit dem Aufnahmebecken 8 strömungsverbundene Sprühvorrichtung
12 zur Benetzung des Biomülls 1 aktiviert.
Der Detektor 10 kann ein Sensor 10a,10b,10c,10d sein. Der Sensor
10a,10b, 10c,10d kann eine Kamera 10a sein, die die Veränderung der Menge des Biomülls 1 an der Oberfläche des Wurmreaktors 2 erkennt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Kamera über eine Software feststellt, dass die Menge des Biomülls 1 zum Zeitpunkt x größer als die Menge des Biomülls zum Zeitpunkt x-1 ist. In diesem Fall kann darauf geschlossen werden, dass neuer Biomüll 1 hinzugefügt wurde, der vom Wurmhumusextrakt 9 unbenetzt ist. Der Sensor 10a,10b,10c,10d kann auch ein Bewegungssensor 10b sein, der das Öffnen einer eine Einwurföffnung 13 verschließenden Klappe 14 erfasst, wodurch in
ähnlicher Weise auf neu hinzugefügten Biomüll geschlossen werden kann.
Eine besonders genaue Bestimmung des Vorhandenseins von unbenetztem Biomüll kann jedoch erreicht werden, wenn der Sensor 10a,10b, 10c,10d eine Wägezelle
10ce ist. Durch die Veränderung der Masse des Wurmreaktorinhalts 3 bei der
Wurmreaktor 2 verhindert werden.
Eine weitere Möglichkeit der Bestimmung des Vorhandenseins von unbenetztem Biomüll 1 liegt darin, dass der Sensor 10a,10b, 10c,10d ein Luftfeuchtigkeitssensor 10d ist. Dieser vorzugsweise oberhalb des Biomülls 1 befindliche Luftfeuchtigkeitssensor 10d kann die Luftfeuchtigkeit im Wurmreaktor 2 erfassen. Werden zu trockene Bedingungen gemessen, so kann darauf geschlossen werden, dass der Biomüll 1 vom Wurmhumusextrakt 9 unbenetzt ist, sodass die
Steuereinheit 11 die Sprühvorrichtung 12 aktiviert.
Insbesondere durch den Einsatz einer Wägezelle 10c und/oder eines Feuchtigkeitssensors 10d kann ein Ist-Wert des Biomülls 1 erfasst werden und die Steuereinheit 11 die Sprühvorrichtung 12 nur dann aktivieren, wenn der erfasste Ist-
Wert außerhalb eines vorgegebenen Sollwerts liegt.
Die Sprühvorrichtung 12 kann neben dem Aufnahmebecken 8 zum Sammeln des Wurmhumusextrakts 9 auch mit einem weiteren Reservoir 15 strömungsverbunden sein, wodurch die Sprühvorrichtung 12 den Wurmreaktorinhalt 3 auch mit anderen
Flüssigkeiten benetzen kann.
Die Einwurföffnung 13 zum Beschicken des Wurmreaktors 2 kann über eine Verschlusseinheit 16 verschlossen werden. Die Verschlusseinheit 16 kann von einer über einen Motor 26 ansteuerbaren Klappe 14 gebildet sein. Die Verschlusseinheit 16 und der Detektor 10 können mit einer die Verschlusseinheit 16 in Abhängigkeit des erfassten Ist-Werts und eines vorgegebenen Sollwertebereichs betätigenden Steuereinheit 11 verbunden sein. Diese Steuereinheit 11 kann die gleiche oder eine andere Steuereinheit sein, als jene, die zum Ansteuern der Sprühvorrichtung 12 eingesetzt wird. Durch die Verschlusseinheit 16 kann der Wurmreaktor 2 vor
unerwünschtem Zugriff durch Benutzer beim Sprühvorgang geschützt werden.
Die Verschlusseinheit 16 kann zum Betätigen mit einer Identifikationseinheit 17 verbunden sein, wodurch das Öffnen der Verschlusseinheit 16 in Abhängigkeit einer
Benutzerkennung erfolgen kann.
Der Wurmreaktor 2 inklusiver anderer Komponenten können zur Erhöhung der Betriebssicherheit in einem Korpus 18 angeordnet sein. Oberhalb des Wurmreaktors 2 kann beispielsweise am Dach des Korpus 18 ein
Begrünungsbereich 19 vorgesehen sein.
Zum Temperieren und Beeinflussen der Feuchtigkeit im Wurmreaktor 2 kann eine
Belüftungseinheit 20 vorgesehen sein, die über die Steuereinheit 11 ansteuerbar ist.
Das Aufnahmebecken 8 kann in einem Überlaufbecken 21 angeordnet sein, das mit
einem Abfluss strömungsverbunden ist.
Die Sprühvorrichtung 12 kann mehrere Düsen 22 umfassen, die von der Steuereinheit 11 unabhängig voneinander aktiviert werden können. Dadurch können nur jene Bereiche im Wurmreaktor 2 mit Wurmhumusextrakt 9 besprüht werden, in denen sich auch tatsächlich Biomüll befindet. Die Sprühvorrichtung 12 und/oder die Düsen 22 können auf mit der Steuereinheit 11 verbundenen Aktuatoren 23 angeordnet sein, die eine Ausrichtung dieser ermöglichen, sodass ein gezieltes Benetzen des Biomülls 1 erreicht wird, ohne dabei unnötige Mengen an
Wurmhumusextrakt 9 auf den restlichen Wurmreaktorinhalt 3 zu versprühen, an
dem die enzymatische Aktivität des Wurmhumusextrakts 9 nur bedingt Vorteile beim
Umsetzen bringt.
In den Versorgungsleitungen 24a,24b können Pumpen 25 zum Fördern des Wurmhumusextrakts 9 respektive der anderen im Reservoir 15, das beispielsweise von einer Wasserleitung gebildet sein kann, befindlichen Flüssigkeit vorgesehen sein. Zwischen der Versorgungsleitungen 24a,24b kann ein Steuerventil 25
angeordnet sein.
Claims (10)
1. Verfahren zum Kompostieren von Biomüll (1) mit einem Wurmreaktor (2), wobei im Wurmreaktor (2) Biomüll (1) von Würmern (5) umgesetzt und das von den Würmern (5) beim Umsetzen des Biomülls (1) erzeugte Wurmhumusextrakt (9) in einem Aufnahmebecken (8) gesammelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion von vom Wurmhumusextrakt (9) unbenetztem Biomüll (1) eine mit dem Aufnahmebecken (8) strömungsverbundene Sprühvorrichtung (12) zur Benetzung
des Biomülls (1) aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (10) ein Sensor (10a, 10b, 10c,10d) ist, der einen Ist-Wert des Biomülls (1) erfasst und dass die Sprühvorrichtung (12) dann aktiviert wird, wenn der Ist-Wert außerhalb
eines vorgegebenen Sollwertebereichs liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Wurmreaktor (2) über eine Einwurföffnung (13) beschickt wird, die von einer Verschlusseinheit (16) verschlossen wird, wenn der erfasste Ist-Wert außerhalb des vorgegebenen
Sollwertebereichs liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Identifikationseinheit (17) eine Benutzerkennung durchgeführt wird und die Einwurföffnung (13) von der Verschlusseinheit (16) nur dann freigegeben wird, wenn die Benutzerkennung einem vorgegebenen Zugriffsprofil entspricht und der
erfasste Ist-Wert innerhalb eines vorgegebenen Sollwertebereichs liegt.
5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1
bis 4 mit einem einen Flüssigkeitsablauf (7) aufweisenden Wurmreaktor (2) für
betätigbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (10) ein Sensor (10a, 10b, 10c,10d) zur Erfassung eines Ist-Werts des Biomülls (1) ist, wobei die Sprühvorrichtung (12) von der Steuereinheit (11) in Abhängigkeit des
erfassten Ist-Werts und eines vorgegebenen Sollwertebereichs betätigbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10a,10b,10c,10d) eine Wägezelle (10c) ist, auf der der Wurmreaktor (2) aufgehängt
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (10a,10b,10c,10d) ein Luftfeuchtigkeitssensor (10d) ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, zum Beschicken des Wurmreaktors (2) eine Einwurföffnung (13) vorgesehen ist, welche mit einer Verschlusseinheit (16) verschließbar ist und dass die Verschlusseinheit (16) und der Detektor (10) mit einer die Verschlusseinheit (16) in Abhängigkeit des erfassten Ist-Werts und eines vorgegebenen Sollwertebereichs
betätigenden Steuereinheit (11) verbunden sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Betätigen der Verschlusseinheit (16) in Abhängigkeit von einer Benutzerkennung die
Steuereinheit (11) mit einer Identifikationseinheit (17) verbunden ist.
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