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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Behandlung von landwirtschaftlicher Gülle, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 11.
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Der ganzjährige Anfall landwirtschaftlicher Gülle stellt ein großes Problem dar, weil demgegenüber die Gülle aber nicht ganzjährig aufs Feld ausgetragen werden darf. Dies führt dazu, dass die sogenannten Güllekeller, in denen Gülle gespeichert wird, temporär über Ihre Kapazitäten hinausgehend belastet werden. Dies wiederum führt dazu dass diese überlaufen, und das Nutzvieh möglicherweise lange Zeit in Ihrer eigenen Gülle stehen muss. Außerdem entstehen dabei im Stall schwere Atemgifte. Per Definition sind mit landwirtschaftlicher Gülle nicht nur die Fäkalien, wie Jauche und Gülle aus der Viehhaltung erfasst, sondern es gehören auch die Gärreste aus Biogasanlagen und ggfs. Klärschlämme aus hofeigenen Kleinkläranlagen mit hinzu; aber auch Silagenwässer, oder Oberflächenwasser in landwirtschaftlichen Höfen.
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Aus der
DE 44 44 032 C1 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Gülle bekannt. Hierzu wird in einem Behälter der Gülle Kalkmilch zugegeben wird und mit der Gülle vermischt. Mit der Kalkmilch bzw. mit dem Kalk wird natürlich auch Wasser zugegeben. Sodann wird dieses Gemisch in einen zweiten Behälter gepumpt, wo eine Fällung oder Flockung vorgenommen, und die Dickphase abgezogen wird. Nachteilig ist hierbei der notwendige vorrichtungsmäßige Aufwand. Ebenfalls nachteilig ist, dass die Verfahrensschritte somit genau festgelegt sind, und die Stoffströme in ihrer Reihenfolge nicht variabel sind.
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Aus der
DE 1 942 472 A ist ein ähnliches Verfahren bekannt. Dort wird die Stofftrennung im Schwemmverfahren durchgeführt mit einer Vielzahl von Zusatzstoffen, die heute bei der Behandlung von Gülle nicht mehr bedingungsfrei erlaubt sind.
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Das führt natürlich sehr schnell zu den oben genannten Kapazitätsproblemen, wenn dann die Gülle auch nicht ganzjährig als Dünger auf die Felder ausgebracht werden kann. So sind Absetzbecken bekannt, in denen versucht wird, die Gülle in Dickphase und Dünnphase oder Klarphase zu trennen, um die Menge der Gülle zu verdichten. Eine solche Vorrichtung ist aus der
EP 0 052 722 B1 zur Trennung von Gülle oder Klärschlamm in eine feste und in eine flüssige Phase bekannt. Die dort offenbarte Anordnung zeigt einen Großbehälter, der in Bodennähe mit einem flächigen Filter versehen ist, durch den das Wasser nach Filtration in eine Art Klarwasserkeller hineinfließt. Hieraus ergeben sich folgende Nachteile. Dadurch, dass die Einrichtung eine statische, unbewegte Filtration durch Diffusion vornimmt, läuft der Prozess einerseits extrem langsam ab und andererseits setzen sich die Bodenfilter sehr schnell zu, und verlangsamen den Diffusionsprozess ganz erheblich. Außerdem entstehen bei einer zuvorigen Abwasserbehandlung mit Fällungsmitteln weitere leichte Schwebflocken die den Filterboden sehr stark verstopfen würden. Da beim dort angegebenen bekannten Absetzbecken der Filterboden verstopft, nutzt es nichts, den Wasserkeller abzulassen, denn das Abwasser steht sodann auf dem zugesetzten verstopften Filterboden, und fließt gar nicht mehr hindurch.
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Ein weiterer Nachteil ist, dass die so behandelte Gülle am Ende immer noch stark riecht und außerdem weiterhin immer noch eine deutliche Färbung zeigt. Dies wiederum führt wieder dazu, dass selbst die dort abgesetzte Klarphase wegen des verbleibenden starken Geruchs noch immer als Gülle bezeichnet werden muss, die dem temporären Ausbringungsverbot unterliegt. Mit diesem bekannten Trennverfahren zwischen Klarphase und Dickphase ist also nichts gewonnen, weil in Summe es bei in zwei Komponenten geteilter stark riechender Gülle bleibt.
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Weiter unten wird die Definition der Güllen die am Beginn der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in den Fällungsbehälter eingespeist werden vorgenommen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Trennung von Dickphase und Dünnphase oder Klarphase bei vorseparierter und nicht vorseparierter Gülle deutlich zu steigern und im Effekt eine ganzjährige Entsorgung durch Ausbringung der Dünnphase der Gülle und Verwertung der Dickphase zu ermöglichen.
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Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 10 angegeben.
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Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 11 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung sind in den übrigen abhängigen Ansprüchen angegeben
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Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass sowohl die Zuführung des Güllestroms als auch die Zuführung des Fällungsmittels also auch des Trennungsmittels in ihrer jeweiligen Reihenfolge veränderbar ist und die Zuführung sowohl des Fällungsmittels als auch des Trennungsmittels als auch der Gülle in einem bepumpten Rohr oder Rohrabschnitt erfolgen.
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Wichtig ist hierbei, in sich ergebenden mehreren möglichen Verfahrensvarianten in zusammenhängenden Verfahrensschritten der Gülle, oder die gefällte Gülle das Trennungsmittel Wasser, bzw. die Gülle oder die gefällte Gülle dem Trennungsmittel Wasser zuzuführen.
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Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren in bestimmten Varianten, die weiter unten noch ausgeführt sind, so ausgestaltet sein, dass im Absetz- oder Trennbehälter das Fällungsmittel mit dem Trennungsmittel vermischt ist, bevor die Gülle der oben genannten Arten sodann zugeführt wird, oder die Reihenfolge für das Zusammenmischen von Gülle, Wasser und Fällungsmittel entsprechend permutiert werden kann, wie weiter unten noch ausgeführt wird.
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Wichtig ist hierbei dass die Begriffe Fällungsmittel und Trennungsmittel voneinander zu unterscheiden sind. Als Fällungsmittel wird ein chemischer Stoff, der bspw. unter anderem Metallsalze wie Eisenchlorid enthält bezeichnet. Als Trennungsmittel wird im erfindungsgemäßen Fall Wasser verwendet. Das Fällungsmittel wird somit als chemischer Behandlungsschritt zugeführt. Das zugeführte Trennungsmittel führt dazu, dass eine Flüssigkeit mit konstanter Dichte zugeführt wird, in dem dann die durch Fällung entstandenen Flocken entweder gezielt aufschwimmen, oder absinken. Das Trennungsmittel führt also eine physikalische Abtrennung von Flocken herbei.
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Grundsätzlich bedarf es noch einer Begriffsbestimmung für die dargestellten Ausführungsbeispiele.
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Gülle, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt wird, ist vorzugsweise vorseparierte Gülle, bei der schon die festen Bestandteile bereits durch eine mechanische Vorseparation abgetrennt wurden. Die erhaltene Gülle ist dann sogenannte vorseparierte Gülle. Die bei dieser Vorseparation entnommenen Feststoffe werden einer ersten Dickphase zugerechnet.
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Diese so vorseparierte Gülle wird dann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt. D. h. die vorseparierte Gülle kann noch immer zähflüssiger Natur sein und ist sie meistens auch, und hat einen Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt) von ca 10%. Erfindungsgemäß führt das zugeführte Fällungsmittel zu einer Fällung gelöster oder dispergierter Stoffe in Flocken. Damit sich die Flocken effektiver von der Klarphase oder Dünnphase trennen können, wird zusätzlich ein Trennungsmittel, nämlich Wasser als Trennungsmittel mit eingemischt. Nun kommt es wesentlich effektiver zu einer Trennung der durch Fällung erwirkten Ausflockungen.
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Dabei werden bspw. Mischungsverhältnisse eingestellt, bei dem ein Teil Wasser auf ein Teil vorseparierter Gülle zugemischt wird, d. h. 1:1. Je nach Gülle kann dies mehr oder weniger sein. Die dann nach der Fällung abgetrennte Flockenphase, oder zweite Dickphase kann bei der weiteren Verwertung auch der bereits bei der Vorseparation entnommenen ersten Dickphase hinzugerechnet, also derselben Endverwertung, wie bspw. Rückführung in Biogasanlagen oder Kompost etc. zugeführt werden. Die nach der erfindungsgemäßen Fällung als Klarzone abziehbare Flüssigkeit wird dann im Weiteren auch Dünnphase oder Klarphase oder Klarzone genannt.
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In allen sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ergebenden Zusammenhängen ist das Ziel, dass eine optimale und rasche Fällung und Trennung in Dickphase und Dünnphase erfolgt.
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Diese Güllebehandlung kann in diskontinuierlichen Chargen gefahren werden, und es können seriell eine große Anzahl von Separationsanwendungen gefahren werden, und so können große Mengen an Gülle behandelt werden.
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In vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Fällungs- und Trennungsreaktion in einem Fällungsbehälter vorgenommen wird. D. h. mit anderen Worten, dass die Fällungsreaktion in einem zum Güllekeller separaten Behältnis vorgenommen wird, um die Reaktion optimal und mit einstell- und reproduzierbaren Fällungsmittelmengen durchführen zu können.
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Eine „erste Variante” ist im Vergleich beschrieben, bei welcher in einem ersten Schritt zuerst Wasser in den Fällungsbehälter eingeleitet wird, in welches das Fällungsmittel eingemischt ist oder eingemischt wird und in einem zweiten Schritt erst die Gülle in das Wasser/Fällungsmittelgemisch zugeleitet wird.
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Wenn darauf geachtet wird, dass die „Vormischung” von Fällungsmittel und Trennmittel nicht zu lange vor Zuleitung der Gülle verweilt, ist die optimalste, wenn auch nicht die einzig mögliche verfahrensmäßige Ausgestaltung, dass unmittelbar nach Zuleitung des Trennmittels Wasser in das Fällungsbehältnis zusammen mit dem injizierten Fällungsmittel, dann unmittelbar die Gülle in das Wasser/Fällungsmittelgemisch eingeleitet wird.
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Vorzugsweise wird die Gülle dabei unterhalb des sich im Fällungsbehälter bildenden Flüssigkeitsspiegels eingeleitet. Die Menge des in jeder einzelnen Charge verwendeten Wassers und die Menge des verwendeten Fällungsmittels im Fällungsbehälter wird auf die Menge des in jeder Charge in den Fällungsbehälter zugeleiteten Wassers appliziert. Dadurch dass die Gülle in dieser Verfahrensweise in das mit Fällungsmittel angemischte Wasser zugeleitet wird. Erfolgt die Fällungsreaktion sofort und sichtbar schnell, weil das Fällungsmittel sogleich in der Umgebung des vorhandenen Trennungsmittels wirksam ist, und das Wasser als Trennungsmittel, die entstehenden Flockungen sofort nach spezifischen Gewicht in eine aufschwimmende und eine absinkende Phase abscheidet. Das übrige beinhaltete Wasser der Gülle bildet zusammen mit dem Trennungsmittel Wasser die Klarphase.
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Eine andere, als „zweite Variante” bezeichnete Ausgestaltung besteht darin, dass in einem ersten Schritt die Gülle dem Fällungsbehälter über ein Rohr zugeleitet wird, in welches Fällungsmittel der zugeleiteten Gülle bereits im Rohr parallel mit injiziert wird, und nachfolgend in einem zweiten Schritt das Trennungsmittel Wasser hinzu gefügt wird. Diese Variante ist für Gülle mit höherem Wassergehalt und geringerem Trockensubstanzgehalt praktikabel.
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Eine weitere, d. h. „dritte Variante” besteht darin, dass in einem ersten Schritt zunächst Gülle mit dem Trennungsmittel Wasser in einem Fällungsbehälter gemischt wird, und das Gülle/Trennungsmittelgemisch, mittels einer Pumpe innerhalb des Fällungsbehälters umgepumpt wird, und während der Umpumpung das Fällungsmittel in diesen umgepumpten Stoffstrom mit injiziert wird. Die Umpumpung bewirkt zusammen mit der Injizierung, dass das Fällungsmittel extrem gleichverteilt wird in der Gülle, was zu einem optimalen Fällungsergebnis führt.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass das Rohr zur Güllezuleitung mit einer Pumpe betrieben wird, die die Gülle von einem Güllebehältnis in den Fällungsbehälter pumpt, und dass im Rohrabschnitt zwischen Güllebehältnis und Pumpe das Fällungsmittel injiziert wird, und in dem Rohrabschnitt zwischen Pumpe und Fällungsbehälter das Trennungsmittel Wasser injiziert wird.
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Auch hierbei wird in sehr zeitnahen Phasen des Pumprozesses, d. h. Einleitungsprozesses der Gülle in den Fällungsbehälter zunächst das Fällungsmittel und dann das Trennmittel Wasser injiziert.
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Das Gemisch aus Gülle und Wasser und Fällungsmittel erreicht sodann quasi gleichzeitig das Fällungsbehältnis. Hierbei liegen Fällung und Trennung ebenfalls nahezu zeitgleich zusammen. Ferner kann durch entsprechende Zuleitung des Gemisches zum Fällungsbehälter auch der Tatsache Rechnung getragen werden, dass sich das reagierende Gemisch räumlich im Fällungsbehälter ausdehnen kann. Insbesondere die Gas- und Schaumbildung bei der Reaktion ist mit einem Volumenzuwachs verbunden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass das Rohr zur Güllezuleitung mit einer Pumpe betrieben wird, die die Gülle von einem Güllebehältnis in den Fällungsbehälter pumpt, und dass im Rohrabschnitt zwischen Pumpe und Fällungsbehälter das Trennungsmittel Wasser zusammen mit dem Fällungsmittel in den in den Fällungsbehälter fließenden Güllestrom injiziert wird.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass beim Starten des Trennverfahrens Brauchwasser oder Frischwasser oder Brunnenwasser als Trennungsmittel verwendet wird und nach erfolgter erster Trennung nachfolgend zumindest ein Teil der aus der besagten Fällung und Trennung gewonnenen Klarphase als Trennungsmittel rückgeführt wird für den nachfolgenden Trennungsprozess.
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Dies ist von ganz erheblichem Vorteil, weil so eine ganze Serie von Gülle-Chargen zur Dick- und Klarphasentrennung durchgefahren werden können, ohne dass nach erfolgter Erstbefüllung mit Wasser in den Folgechargen nochmals systemexternes Wasser nachgefüllt werden muss. Dieser Vorteil wird von zwei Tatsachen getragen. Die erste Tatsache ist, dass in erfindungsgemäßer Weise Wasser als Trennmittel verwendet wird. Die zweite Tatsache ist, dass die so separierte Dünn- oder Klarphase tatsächlich so effektiv von der Dickphase getrennt ist, dass die Klarzone als solche sich für den Folgeprozess rückgeführt sogar wieder als Trennungsmittel Wasser eignet.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die in Anspruch 1 angegebene mechanische Bewegung der mit Fällungsmittel und/oder mit Trennungsmittel versehenen Gülle dadurch erfolgt, dass das besagte Gemisch durch eine Pumpe getrieben wird. Dadurch erfolgt eine starke mechanische Beanspruchung des Gemisches, indem bspw. das Gemisch dadurch verwirbelt, d. h. turbulent bewegt wird. Der Vorteil dieses Verfahrensschrittes ist, dass gesonderte Rührwerke zur Beschleunigung einer Fällung gänzlich entfallen können.
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Wichtig ist dabei die Positionierung einer solchen Pumpe genau an dieser Stelle des Prozesses und der Einrichtung.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Pumpe eine Saug-Druck-Pumpe ist, dessen Druckseite zur Einleitungsöffnung in den Absetz- oder Trennbehälter hin gewandt ist bzw. in diese direkt oder indirekt einmündet.
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Als „vierte Variante” in der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist angegeben, dass die Gülle vor Einleitung in den Absetz- oder Trennbehälter sowohl mit Fällungsmittel, als auch mit Trennungsmittel vermischt wird.
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Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass die Gülle vor Einleitung in den Absetz- oder Trennbehälter mit Fällungsmittel vermischt wird, und der Absetz- oder Trennbehälter mit dem Trennungsmittel gefüllt ist oder simultan zur Gülle-Fällungsmittel-Gemisch-Einleitung in den Absetz- oder Trennbehälter befüllt wird.
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Als „fünfte Variante” ist eine vorteilhafte Ausgestaltung angegeben, bei welcher der Fällungsprozess in zwei Stufen erfolgt, derart, dass zunächst eine erste Dosierteilmenge des Fällungsmittels in einer der gemäß den vorherigen Ansprüchen angegebenen verfahrensgemäßen Ausgestaltungen in den Absetzbehälter oder in die Gülle oder in das Gülle/Wassergemisch eingebracht oder injiziert wird, und dass hernach in einem zweiten Schritt ein zweite Dosierteilmenge nochmals dem Absetzbehälter zugeleitet wird.
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Diese Besonderheit hat sich als ganz erheblich wirksam erwiesen. So wurde beobachtet, dass bspw. bei der Fällung eines 1:1 Gemisches von Gülle und Wasser mit insgesamt 2.000 ltr im der ersten Schritt zunächst 90% des Fällungsmittels zugegeben wird und eine erste Fällung erzielt wird. Durch Zugabe der restlichen 10% des Fällungsmittels, bspw. fünf bis zehn Minuten später, wird dann ein signifikante Reduktion der Trübung der Klarphase erzielt.
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Wichtig ist hierbei die Erkenntnis, dass man diese fünfte Variante jeweils mit einer Varianten 1 bis 4 kombinieren kann. Auf diese Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren derart betreiben, dass verschiedene Güllen auf diese jeweils für sich optimal angepasste Behandlungsweise im Besonderen behandelbar ist.
| Variante 1 | Variante 2 | Variante 3 | Variante 4 | Variante 5 | Gülle |
| X | | | | | Gärreste |
| | X | | | | Schweinegülle |
| | | X | | | Gärreste |
| | | | X | | Gärreste |
| X | | | | X | Schweinegülle/ Gärreste |
| | X | | | X | Schweinegülle/ Gärreste |
| | | X | | X | Schweinegülle/ Gärreste |
| | | | X | X | Schweinegülle/ Gärreste |
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Im übrigen zeigt sich, dass bei Schweingülle der TS-Gehalt (Trockensubstanzgehalt) schon bei nur 5% oder weniger liegt, wodurch auch nur wenig Trennungsmittel Wasser erforderlich ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass zusätzlich Eisenhydroxid zugeführt wird, um spätestens beim Absetz- oder Trennvorgang der Gülle, das in dieser Phase entstehende Lachgas zu resorbieren.
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Im Hinblick auf eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art besteht der Kern der Erfindung darin, auf der äußeren Einleitseite des Fällungsbehälters eine Pumpe zur Einleitung der Gülle oder des Gülle-Fällungsmittel-Gemisches oder des Gülle-Fällungsmittel-Trennmittel-Gemisches vorgesehen ist, die das besagte Gemisch während des Pumpens verwirbelt, oder zumindest turbulent und unter weitestgehendem Luftabschluss bewegt und dass sowohl die Zuführung des Güllestroms als auch die Zuführung des Fällungsmittels als auch des Trennungsmittels in ihrer jeweiligen Reihenfolge veränderbar ist, indem die Zusammenführung sowohl des Fällungsmittels als auch des Trennungsmittels als auch der Gülle in einem bepumpten Rohr oder Rohrabschnitt erfolgen.
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Mit dieser Einrichtung ist eine hohe Varianz verschiedener Fällungsprozesse oder Behandlungsreihenfolgen möglich, womit in Folge die Behandlung völlig unterschiedlicher Güllen mit ein und derselben Einrichtung möglich ist. Dies ist ein ganz erheblicher Vorteil, der durch die weiteren Ausgestaltungen noch getragen wird.
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Eine weitere Einrichtung ist dadurch gegeben, dass eine Zentrifuge mit einem innen unten am Boden angeordneten rotierenden Verwirbelungselement vorgesehen ist, und diese Zentrifuge entweder in den Fällungsbehälter integriert ist d. h. den Fällungsbehälter ergibt, oder am Dünnphasen- d. h. Klarzonenablauf des Fällungsbehälters zur Nachbehandlung angeschlossen ist, um durch Rotation der eingefüllten Gülle das Fällungsmittel und/oder das Trennungsmittel optimal mit der Gülle zu vermischen, und/oder die gefällten Flocken aufschwimmend oder absinkend effektiv von der Klarphase zu trennen.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Pumpe eine Saug-/Druckpumpe ist, bei welcher auf der Unterdruckseite ein Rohrabschnitt mit einem T-Rohr angeordnet ist, an welchem ein Anschluss für die Fällungsmittelinjektions- und/oder ein Anschluss für die Trennungsmittelinjektion vorgesehen ist.
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Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, dass Mengen- oder Dosierregler an den Injektionsöffnungen vorgesehen sind, für die Zuführung des Fällungsmittels und/oder des Trennungsmittels.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Einrichtung oben mit einem Deckel mit Abzugsöffnung für den Abzug der bei der Fällung entstehenden Abgase vorgesehen ist.
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Besonders vorteilhaft ist es, dass der Fällungsbehälter mit einer höhenverstellbaren abgedichteten Schiebekulisse versehen ist, in der eine Entnahmeöffnung für die abgetrennte Dünn- oder Klarphase oder Dickphase bzw. Flockenphase angeordnet ist, so dass durch Höhenverstellung der Schiebekulisse die Entnahmeöffnung höhenverstellbar und an den Flüssigkeitsspiegel der Klarphase anpassbar ist, ohne die Dickphase bei der Entnahme aufzumischen oder zu verwirbeln.
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In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass die Mengen- oder Dosierregler an den Injektionsöffnungen über eine Steuereinrichtung steuerbar ist, und dass im Fällungsbehälter und/oder im Rohrabschnitt mit der Pumpe ein Leitfähigkeitssensor und/oder ein PH-Wert-Sensor, und/oder eine optische Sensor-Detektor-Messtrecke zur Messung der Trübung, und/oder ein Dichtesensor vorgesehen ist bzw. sind, und dass über die genannten Sensorwerte zusammen mit einem automatisch sensorisch erfassten TS-Gehalt der Gülle oder des Gülle/Wasser-gemisches die Dosierung oder Mengenregelung für die Fällungsmittelinjektion und/oder die Trennungsmittelinjektion steuerbar ist.
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Daraus resultiert sozusagen eine Saug-Druckpumpe mit anaerober mechanischer Verwirbelung der während des Pumpbetriebes durch die Pumpe hindurch geförderten Gülle. Dies beschleunigt den Fällungsvorgang in dem Falle, wenn vor oder bei Eintritt der Gülle in die Pumpe das Fällungsmittel hinein injiziert wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnungen dargestellt, und nachfolgend näher erläutert.
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Es zeigt:
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1: Gesamtübersicht
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2: Fällungsbehälter
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3: Filter oder Zentrifuge
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1 zeigt eine übersichtliche Darstellung der einzelnen Komponenten des erfindungsgemäßen Fällungsprozesses. Aus einem Reservoir 10 wird Gülle oder vorseparierte Gülle über ein Ventil V3 einem Rohrabschnitt 2 zugeleitet, in dem eine Pumpe P1 zur Förderung der Gülle angeordnet ist. An dem Rohrabschnitt 2 sind diverse Anschlussflansche vorgesehen, die mit Ventilen versehen sind. Bei Öffnen des Ventiles V3 wird Gülle von dem Reservoir 10 über den Rohrabschnitt 2 und die Pumpe P1 in den Fällungsbehälter 1 gefördert. Über das Ventil V2 kann der durch den Rohrabschnitt hindurch gepumpten Gülle sogleich das Trennungsmittel mit hinzugeführt werden, wobei das Trennungsmittel hier vorzugsweise von der Gülleströmung mitgerissen wird. Dabei können Dosierer oder Mengenmessmittel vorgesehen sein, die den Güllestrom einerseits und die zugeführte Trennungsmittelmenge im richtigen Verhältnis zueinander dosieren können. Ebenso ist ein Ventil V4 vorgesehen, worüber dann auch Fällungsmittel sogleich in den Güllestrom mit injiziert werden kann. Auch hierbei können Dosierer und Mengenmessmittel vorgesehen sein, die die gewünschte Fällungsmittelmenge zu der passenden Güllemenge hinzudosieren.
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So können insbesondere die genannten Ventile V3, V2 und V4 über eine hier nicht weiter dargestellte Steuereinrichtung gesteuert werden, so dass die Trennungsmittelmenge, sowie die Fällungsmittelmenge im richtigen Verhältnis zueinander gemischt werden können.
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Erfindungsgemäß findet die Mischung des Trennungsmittels 11 und des Fällungsmittels 12 mit der Gülle bereits in dem bepumpten Rohr statt. D. h. es brauch innerhalb des Fällungsbehälters 1 keine mechanische Vermischung mehr stattfinden.
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Im Fällungsbehälter findet dann die Fällungsreaktion statt.
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Um die oben angesprochene Gesamtheit aller Verfahrensvarianten mit ein und derselben Einrichtung bewerkstelligen zu können, ist auch noch über das Ventil V1 eine Absaugung und Umpumpung der bereits gefällten Gülle oder bei einer bestimmten Verfahrensvarianten der noch nicht gefällten Gülle möglich. Bei dieser Umpumpung wird das Ventil V1 geöffnet und es wird die Gülle bspw. oben vom Fällungsbehälter 1 über die Pumpe P1 wieder zurück gepumpt und in den Fällungsbehälter wieder eingeleitet. Dabei können über die Ventile V2 und V4 dann wieder Fällungsmittel 12 und Trennungsmittel 11 hinzudosiert werden. So kann der Fällungsprozess auch im Umpumpverfahren durchgeführt werden.
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Wichtig ist hierbei, dass ein und dieselbe Einrichtung zu einer Vielzahl möglicher Verfahren führt.
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Am Ausgang des Fällungsbehälters 1 wird dann unten oder oben die Dickphase, also die oben aufschwimmende oder die unten absetzende aus Flocken bestehenden Dickphase entnommen. Die so entnommene Dickphase befindet sich durch den Fällungsprozess bereits in einer ersten Verdichtung. Von dort wird dann die Dickphase oder Schwimmschicht einer Filter oder Zentrifugeneinrichtung zugeführt. Diese wird über die Pumpe P2 dorthin gefördert. Der Trennfilter 20 kann aus einem Standfilter bestehen, bei dem die Dickphase weiter entwässert wird, oder es kann eine Zentrifuge sein, die wie in 4 dargestellt ist. Aber auch eine Dekanterzentrifuge kann hierbei eingesetzt werden.
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Durch die erzeugten Zentrifugalkräfte trennen sich wiederum die Flocken aus der Fällung von der Klarzone ab.
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Die am Filter 20 oder der Zentrifuge entnehmbare Dickphase 15 hat eine noch höheren Verdichtungsgrad.
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Diese kann dann einer Biogasanlage zurückgeführt werden, oder einem Komposter oder einer Pflanzenkulturanlage. Nach der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der resultierende TS-Gehalt in der Klarphase auf unter 0,01% reduziert.
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2 zeigt einen Fällungsbehälter wie bereits in 1 dargestellt, bei dem ein feste untere Entnahmeöffnung vorgesehen ist, sowie eine in der Höhe auf einer abgedichteten Schiebekulisse höhenverstellbare Abzugsöffnung 3.
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3 zeigt den Standfilter 20, mit welchem die gefällte Gülle nochmals zwischen Klarphase oder Dünnphase einerseits und Dickphase d. h. Flocken andererseits separiert wird. Dieser Filter ist vorzugsweise rund, also rotationssymmetrisch zur gezeigten mittleren Symmetrielinie. Dabei ist ein Trichter 20' aus wasserdurchlässigem Siebmaterial bspw. aus Kunststoff oder aus Metall gebildet, der nach unten konisch zusammenläuft. Dieser Filter 20 wird dann mit gefällter Gülle befüllt, wobei zunächst eine untere Klappe 22 geschlossen wird. Dabei läuft bereits erstes Wasser als Klarzone ab, und kann durch den Abzug 24 auslaufen. Wird nun die untere Klappe 22 geöffnet, so rutscht die gefällte Gülle nach unten und wird auf dem Weg nach unten immer weiter entwässert, und somit auch verdichtet, fällt dann nach unten als Dickphase heraus und kann über den Abzug 23 abgezogen werden.
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Auf der Höhe des Abzuge 24 ist eine Art Syphon gebildet durch ein Blech 21, welches wasserundurchlässig ist, so dass kein abgeschiedenes Wasser in die Dickphase zurücklaufen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fällungsbehälter
- 2
- Rohrabschnitt
- 3
- höhenverstellbare Abzugsöffnung
- 4
- Schiebekulisse
- 5
- untere Abzugsöffnung
- 6
- Einfüllöffnung
- 10
- Gülle
- 11
- Trennungsmittel
- 12
- Fällungsmittel
- 13
- Dickphasenabzug (1. Verdichtung)
- 14
- Dünnphasenabzug
- 15
- Dickphasenabzug (2. Verdichtung)
- 16
- Ring mit Rüttler
- 20
- Filter/Zentrifuge
- 20'
- Filtersiebtrichter
- 21
- Siphon
- 22
- Klappe
- 23
- Abzugsöffnung Dickphase
- 24
- Abzugsöffnung Klarphase
