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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von flüssigen, breiförmigen
Düngemittel- oder Bodenverbesserungsmittel-Suspensionen aus organischen Abfallstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von flüssigen,
breiförmigen Düngemittel- oder Bodenverbesserungsmittel-Suspensionen aus organischen
Abfallstoffen, wie Müll, Küchenabfällen, Stallmist u. dgl., durch Vermischung und
Zerkleinerung unter Zusatz von Wasser.
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Es ist schon vorgeschlagen worden (deutsche Patentschrift
701659), Müll und ähnlicheAbfallstoffe dadurch zu entkeimen, daß die Ausgangsstoffe
durch weitgehende Zerkleinerung in eine gleichmäßige, poröse und körnige Masse umgewandelt
werden, worauf diese Masse unter Luftabschluß einige Tage einer thermophilen Gärung
unterworfen wird. Dieses in zwei Stufen verlaufende., zeitraubende Verfahren erfordert
entsprechend große Behälter und führt zur Geruchsbelästigung durch die langsam vergärende
Masse. Denselben Nachteil hat ein ähnliches, auf der aeroben Vergärung beruhendes
Verfahren (deutsche Patentschrift 673 066). Die Ausgangsstoffe werden zunächst zerkleinert,
mit Wasser etwa im Gewichtsverhältnis von 1:3 vermischt und dann in einem drehbaren
Behälter der Einwirkung sauerstoffhaltiger Gase ausgesetzt.
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Nach einem anderen Verfahren wird Feingülle durch Zerkleinerung von
Stallmist bis zur Zerreißung seiner zerkleinerungsfähigen Anteile hergestellt, wobei
unter Ausscheidung der verbleibenden festen Bestandteile und unter ständigem Durchrühren
ein Auslaugen und Aufschlämmen des Stallmistes erzielt wird (deutsche Patentschrift
907 531). Die Zerkleinerung erfolgt in der bei Düngerstreumaschinen üblichen, im
wesentlichen trockenen Arbeitsweise und dient nicht zum vollständigen Vermahlen
des Düngers. Infolgedessen kommt es nicht zu einer restlosen Verrottung der auf
den Kulturboden gebrachten Aufschlämmung.
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Ein ferner bekanntes Verfahren zur Verarbeitung von Stallmist zu flüssigem
Dünger besteht darin, daß gewöhnlicher Stallmist mit Gülle unter Wasserzusatz zu
einem feinen, schlammigen Brei vermahlen, in eine Grube entleert und darin mit Wasser
stark verdünnt wird (deutsche Patentschrift 717898). Nach einem abgewandelten Verfahren
kann der Güllezusatz auch weggelassen werden. Das Mahlen erfolgt mit einem verhältnismäßig
geringen Wasserzusatz etwa im Verhältnis von 1 :1. Die nötige Verdünnung wird dann
erst in der Güllegrube vorgenommen (deutsche Patentschrift 741483).
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Schließlich ist vorgeschlagen, worden, städtische Abfallstoffe, die
gegebenenfalls zerkleinert worden sind, vorzugsweise unter Zusatz von Dünge- und
Auflockerungsmitteln dem Abwasserstrom, gegebenenfalls unter Zusatz von Frischwasser,
zuzuführen, die Abfallstoffe darin auszuwaschen und über Sieb- und/oder Entschlammungsanlagen
mit oder ohne Abwasser auf den Kulturboden zu bringen (deutsche Patentschrift 840
706). Die nach diesem Verfahren hergestellte Aufschlämmung behält den unangenehmen
Geruch der Abfallstoffe und des Abwassers und hat außerdem den Nachteil, daß die
faserigen Abfallstoffe nicht genügend zerkleinert sind, was ihre Zersetzung verhindert.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die mechanische Zerkleinerung
von Abfallstoffen bis zur Zerstörung der Zellstruktur getrieben werden muß und daß
während der Zerkleinerung sehr große Wassermengen zuzuführen sind, damit eine annähernd
geruchlose Aufschlämmung entsteht, die dem Kulturboden als Schutzschicht dient und
unter Zersetzung der feinzerkleinerten organischen Stoffe dem Boden ständig Nährstoffe
zuführt. Nach der Erfindung werden daher die Abfallstoffe unter Zusatz von so viel
Wasser, daß der Anteil an wasserunlöslichen Faserstoffen nicht mehr als 5 bis 8°/o
der vorhandenen Wassermenge beträgt, mechanisch bis zur völligen Zerstörung der
Zellstruktur der Faserstoffe und Gewinnung einer im wesentlichen geruchlosen Aufschlämmung
fein zerkleinert.
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Wenn ein nach diesem Verfahren hergestellter Brei auf dem Kulturboden
ausgebreitet wird, wird das Wasser zusammen mit den wasserlöslichen organischen
Bestandteilen von der Erde aufgesaugt, während auf der Oberfläche eine Deckschicht
aus feinzerteilten Stoffen liegenbleibt, die sich nach und nach völlig zersetzen
und dadurch dem Boden ständig Nährstoffe
zuführen. Das erfindungsgemäße
Verfahren zeichnet sich vor den bekannten Verfahren durch die einfache Verarbeitung
von Abfallstoffen in einem Arbeitsgang zu einer geruchlosen Aufschlämmung und durch
die restlose Ausnutzung der darin enthaltenen organischen Stoffe für die. Düngung
und zur Bodenyerbesserung aus.
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Nach dem Verfahren können auch streufähige Düngemittel in der Weise
hergestellt werden, daß die Aufschlämmung unter Druck bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt
von nicht mehr als 20% entwässert wird. Die Entwässerung der Aufschlämmung kann
erfindungsgemäß auch auf Langsieben, gegebenenfalls unter Verwendung von Heißluft,
erfolgen.
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Zur Herstellung des Düngemittelgemisches nach der Erfindung dient
vorzugsweise eine Vorrichtung, die den in Papierfabriken zur Zerkleinerung von Altpapier
verwendeten Desintegratoren ähnelt, infolge gewisser Abänderungen aber für die Zerkleinerung
organischer Abfallstoffe verschiedener Herkunft besonders geeignet ist. Die Vorrichtung
ist mit einer Schlagscheibe besonderer Art ausgerüstet und mit einem Fahrgestell
versehen, auf dem noch eine Pumpe untergebracht ist, die zur Förderung der vorbereiteten
Aufschlämmung auf die zu düngende Bodenfläche dient.
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Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt auf der Linie 1-1 in Fig. 2, Fig. 2 die
Vorderansicht der Vorrichtung, Fig. 3 und 4 Einzelheiten der Schlagscheibe.
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Der vorzugsweise zylindrische Behälter 1 ruht mit waagerecht liegender
Längsachse auf einem geeigneten Fahrgestell 2. In der nach außen gewölbten vorderen
Wand des Behälters befindet sich ein Lager 3 für die in den Behälter hineinragende
Welle 4, auf deren Ende die konkave Schlagscheibe 5- befestigt ist. Der Durchmesser
der Schlagscheibe beträgt annähernd zwei Drittel des Behälterdurchmessers, und auf
ihrer Innenfläche sind zahlreiche kleine Stücke von. Carborund oder einem anderen
sehr harten Mineral in wahlloser Verteilung aufgeschweißt, die winklige Bruchflächen
mit scharfen Kanten haben müssen. Derartige Schlagscheiben haben sich für die Zerkleinerung
der organischen Abfallstoffe besonders gut bewährt; man kann aber auch Schlagwerkzeuge
benutzen, wie sie bei den Desintegratoren für Altpapier gebräuchlich sind. An der
hinteren Seite des Belhälters befindet sich ein großer Einfüllstutzen 6 für die;
Aufgabe der Abfallstoffe, und unter dem Boden ist ein Kasten 7 aus Metall angeschraubt,
um schwere Fremdkörper, wie Steine, Nägel usw., aufzunehmen, die sich in dem Müll
oder anderen Abfallstoffen befinden.
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An dem Behälterboden ist noch ein T-förmiger Entleerungsstutzen 9
angeflanscht, dessen unteres Rohrende durch ein Ventil 10 geschlossen werden
kann, während an dem seitlichen Rohrstutzen hinter einem Ventil 12 eine Rohrleitung
11 angeschlossen ist. Die Rohrleitung 11 ist mit einer Pumpe 13 verbunden, die vorzugsweise
von demselben Motor angetrieben wird wie die Schlagscheibe 5. Zum Antrieb dient
ein Elektromotor oder eine Brennkraftmaschine 17, die nach der Zeichnung auf einem
eisernen Überbau 18 oberhalb der Welle 4 aufgestellt werden kann. Ein Kettenrad
20 auf der Motorwelle treibt ein loses Kettenrad 21 auf der Welle 4, dessen Nabe
mit Klauen 22 versehen ist, die zwischen die Klauen einer Kupplungshülse
23 eingreifen. Die Kupplungshülse 23
kann in üblicher Weise auf der
mit einem Keil versehenen Welle 4 mittels eines Verstellhebels 24 verschoben werden,
um die Schlagscheibe ein- oder auszukuppeln. Die Nabe des Kettenrades 21 ist außen
mit einem Flansch 25 versehen und dient so zum Antrieb der Pumpe 13 mittels eines
über die Riemenscheibe 26 auf der Pumpenwelle laufenden Riemens.
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Durch eine Spannvorrichtung 27 für den Riemen kann die Pumpe je nach
Bedarf in Gang gesetzt werden. Auf diese Weise kann die Pumpe auch dann laufen,
wenn die Schlagscheibe in Betrieb ist, was manchmal nötig ist. Im allgemeinen wird
aber der Vorrat an Abfallstoffen in dem Behälter zunächst vollständig zerkleinert,
bevor die ganze Vorrichtung an den Bestimmungsort gefahren wird. Jede geeignete
Pumpenbauart kann verwendet werden, doch haben sich die üblichen Schlammpumpen für
die Förderung von Abwässern in diesem Falle besonders bewährt.
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Zum Zwecke der Herstellung von Düngemittelgemischen nach der Erfindung
wird der Behälter 1 bis an den oberen Rand der Schlagscheibe 5 mit Wasser gefüllt.
Dann werden organische Abfallstoffe, wie Müll, trockenes Laub, Stallmist, Stroh
od. dgl., in einer solchen Menge zugesetzt, daß der Anteil an wasserunlöslichen
Faserstoffen annähernd 5 % gewichtsmäßig von der vorhandenen Wassermenge beträgt.
Obwohl auch eine größere Menge organischer Abfallstoffe zugegeben werden kann, wird
doch eine vollkommenere Zerkleinerung der Stoffe und eine leichtere Behandlungsweise
des breiigen Gemisches erreicht, wenn der Anteil an faserigen Stoffen nicht wesentlich
mehr als 5% beträgt. Eine zu starke Verdünnung des Breies ist andererseits unerwünscht,
weil das überschüssige Wasser nur einen unnützen Ballast darstellt und weder Nährstoffe
enthält noch zur Bildung der Deckschicht beiträgt. Ein bestimmter Fasergehalt von
etwa 5% ist auch aus dem Grunde nötig, daß der Boden mit einer genügend dicken faserigen
Schicht bedeckt wird, um die Verdunstung der Bodenfeuchtigkeit zu verlangsamen und
das Wachsen von Unkraut und Gras zu verhindern. Falls die Abfallstoffe zum größeren
Teil aus wasserlöslichen organischen Stoffen ohne höheren Fasergehalt bestehen,
müssen Fasertoffe in Form von Altpapier od. dgl. zugesetzt werden., die selbst keine
löslichen organischen Stoffe enthalten.
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Durch die rasch umlaufende Schlagscheibe wird die Zellstruktur der
organischen Stoffe vollständig zerstört und die Auflösung der wasserlöslichen Bestandteile
beschleunigt. Dabei werden die Cellulosefasern freigelegt und die festen, nicht
aus Fasern bestehenden Bestandteile so fein zerkleinert, daß diese nicht wasserlöslichen
Stoffe infolge Verwitterung und bakteriologischer Einwirkung als Nährstoffe für
die Pflanzen dienen können. Durch die Anwendung des Zerkleinerungsverfahrens nach
der Erfindung wird die Dauer dieses Zerfallvorganges bedeutend abgekürzt. Auf diese
Weise werden den Pflanzen mit den wasserlöslichen Bestandteilen des Gemisches unmittelbar
Nährstoffe zugeführt; außerdem wird der Boden mit humusbildenden Stoffen versorgt,
die leichter verwertbar sind, als wenn solche Stoffe in der üblichen Weise durch
Umgraben oder Pflügen in den Boden gelangen. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens
ist der, daß eine Schutzschicht aus Cellulosefasern gebildet wird, die das Verdunsten
der Feuchtigkeit verlangsamt und zugleich das Wachsen von Unkraut und Gras verhindert.
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Das vorbereitete Düngemittelgemisch kann entweder nach dem Setzen
der Pflanzen oder nach dem
Aussäen auf dein Boden ausgebreitet werden;
in dem letzteren Falle wird das Gemisch mit Erde so untermischt, daß nach dem Auftrocknen
keine undurchlässige Deckschicht entsteht. Die nicht löslichen Fasern bilden auf
der Oberfläche des Bodens eine durchlässige Schicht, die genügend fest auf dem Boden
haftet, um normalerweise dein Einfluß von Regen und Wind zu widerstehen. Durch Regen
oder beim Begießen der Pflanzen wird die Deckschicht aber schnell erweicht, so daß
sie das Wasser durchsickern läßt; sie trocknet dann ebenso schnell und wird dabei
wieder genügend undurchlässig, um das Wachsen von Unkraut und Gras zu verhindern.
Das Düngemittelgemisch kann in mehreren Schichten, aufgetragen werden, wobei jede
Schicht den Pflanzen erneut Nährstoffe zuführt und eine zusammenhängende Schutzschicht
gebildet wird, die eine weitere Bodenbearbeitung während der ganzen Wachstumsdauer
der Pflanzen unnötig macht.
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Durch das Verfahren nach der Erfindung werden demnach nicht nur die
Wachstumsbedingungen der Pflanzen verbessert sowie die Bodenbarbeitung erleichtert,
sondern es wird auch die Frage der Beseitigung von Müll und anderen organischen
Abfallstoffen in nutzbringender Weise gelöst. Bei Versuchen mit Müll, frischem Stallmist,
Hühnermist und anderen organischen. Abfallstoffen, die leicht in. Fäulnis übergehen,
wurde festgestellt, daß diese erfindungsgemäß zerkleinerten Stoffe nicht in Fäulnis
übergingen und völlig geruchlos waren. Die Ursache liegt wahrscheinlich darin, daß
die Zellstruktur der organischen Substanz, die eine Voraussetzung für die bakteriologische
Zersetzung ist, durch die Zerkleinerungsvorrichtung zerstört wird.
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Anstatt das Düngemittelgemisch nach der Aussaat oder nach dem Setzen
der Pflanzen auf den Boden zu bringen, kann das Ausstreuen auch bereits in den Wintermonaten
vor oder nach der Bearbeitung des Bodens erfolgen. Bei Verwendung von Traktoren
kann der Boden nach dem Abernten im Herbst beispielsweise ungepflügt und geeggt
oder in ähnlicher Weise bestellt werden, worauf das erfindungsgemäß vorbereitete
Düngemittelgemisch in einer genügenden Schichtdicke aufgetragen wird, um das Wachsen
von Unkraut und Gras zu verhindern. Im Frühjahr wird dann die Schutzschicht aufgebrochen
und mit der Egge in den Boden hineingearbeitet, oder die Pflanzen bzw. Samen können
auch unmittelbar gesetzt bzw. ausgesät werden, indem der mit der Düngemittelschicht
bedeckte Boden nur an den entsprechenden Stellen aufgebrochen wird.
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Falls mit Wasser gespart werden muß, kann die aus der Aufschlämmung
ablaufende Flüssigkeit wiederholt in der Zerkleinerungsvorrichtung verwendet werden,
so daß der Gehalt der Aufschläminung an löslichen organischen Stoffen vor der endgültigen
Verwendung beträchtlich zunimmt. Außerdem kann man nach Belieben noch flüssige Jauche
dem Wasser in der Zerkleinerungsvorrichtung zusetzen.
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Das Verfahren nach der Erfindung wird im Großbetrieb zur Verwertung
von städtischen Abfallstoffen und Müll zweckmäßig so angewendet, daß die Abfallstoffe
unter Wasserzusatz zerkleinert und die Aufschlämmung auf ein Sieb geleitet wird,
das den bei der Papierfabrikation üblichen Langsieben gleicht. Das von dem Sieb
ablaufende Wasser wird in dem Behälter der Zerkleinerungsvorrichtung wieder verwendet,
so daß nur die durch Verdunstung verlorengegangene Wassermenge zugesetzt zu werden
braucht. Die auf dem Sieb liegengebliebene Schicht wird mittels Heißluft oder in
anderer Weise getrocknet und durch Walzen od. dgl. zerquetscht, so daß das trockene
Gemisch leicht in Säcke verpackt und ebenso wie andere Düngemittel verwendet werden
kann.
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Ausführungsbeispiel Städtische Abfallstoffe werden unter Zusatz von
Wasser in einer solchen. Menge, daß der Anteil an wasserunlöslichen Faserstoffen
etwa 8% beträgt, bis zur völligen Zerstörung der Zellstruktur in einem Behälter
mittels einer Schlagscheibe fein zerkleinert, die mit. Carborundsplittern besetzt
ist. Der Behälter wird zu diesem Zweck zu zwei Dritteln mit Wasser und Abfall gefüllt.
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Eine Entwässerungsanlage ist neben der Zerkleinerungsvorrichtung aufgestellt.
Das bei der Entwässerung anfallende Wasser wird der Zerkleinerungsvorrichtung wieder
zugeführt, so daß ständig die nötige Wassermenge bei der Zerkleinerung der Abfallstoffe
vorhanden ist. Die Zerkleinerungsvorrichtung wird mit jeder Füllung 10 bis 20 Minuten
in Gang gehalten; dann sind die Abfallstoffe zu einem dünnflüssigen Brei zermahlen,
der durch eine Pumpe unmittelbar auf ein in der Nähe liegendes Stück Land befördert
werden kann. Falls kein geeigneter Kulturboden vorhanden ist, wird die Aufschlämmung
unter Druck .entwässert, so daß die Masse mit Schaufeln auf Karren geladen werden
kann. Gegebenenfalls kann die entwässerte Masse auch mit Heißluft getrocknet und
als streufähiges Düngemittel verwendet werden.