DE19547320A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von ammoniakfreiem und sterilem Vollwertdünger aus biologischen Reststoffen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von ammoniakfreiem und sterilem Vollwertdünger aus biologischen ReststoffenInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver
fahren und eine Vorrichtung, die aus flüssigen und
festen biologischen Abfallen hochwertigen, ammo
niakfreien und sterilen Dünger produziert, der auch
mit herkömmlichen, landwirtschaftlichen Ausbrin
gungstechniken keine Ammoniakemissionen er
zeugt, da der Stickstoff als Nitrat oder als Ammoni
umsulfat gebunden ist. Da die Ammoniakverluste
bei der Ausbringung von Gülle und beim Kompo
stieren von biologischen Abfallen mit zum Wald
sterben beitragen, wird mit dem Programm "Gülle
2000" mit hohem Aufwand versucht, diese Verluste
zu reduzieren. Sehr viel sicherer und wirtschaftlicher
ist es, die Gülle vollständig vergoren und den Stick
stoff als Nitrat oder als Ammoniumsulfat dann aus
zubringen, wenn die Pflanzen den höchsten Bedarf
an Stickstoff und Phosphor haben. Es ist Stand der
Technik, biologische Abfälle oder biologische Rest
stoffe anaerob zu hydrolisieren und dann mit der
sauren Gärung und mit der Methangärung zu mine
ralisieren, um Biogas zu erzeugen. Die dann neben
dem Biogas aus diesen Biogasanlagen austretenden
Endprodukte sind sehr pflanzenverträglich und kön
nen auch während der Vegetationsperioden auf den
Feldern und Weiden ausgebracht werden, wenn die
ser Dünger steril ist und deshalb eine denkbare
Übertragung von Seuchen verhindert wird. Nachtei
lig ist, daß der Stickstoff z. T. als Ammonium und
z. T. als Ammoniak vorhanden ist und beim Aus
bringen auf den Feldern zu einem erheblichen Teil
an die umgebende Luft abgegeben wird. In durch
mischten ein- oder zweistufigen Durchlaufreaktoren
ist eine enge Verweilzeitverteilung der in den Reak
tor eintretenden biologischen Abfälle durch die star
ke Rückvermischung nicht möglich. Nicht ausrei
chend abgetötete Krankheitserreger können in den
Auslauf und damit auf die Felder und in das Futter
gelangen. Aus diesem Grund müssen die fein zer
kleinerten Einsatzstoffe vor dem Eintritt in den Fer
menter sterilisiert werden. Zum Beispiel bei 70°C eine halbe
Stunde lang. Außerdem sind für diese Verfahren
große Reaktionsvolumen nötig. Der Stickstoffgehalt
auch der vergorenen Gülle, die im Herbst ausge
bracht wird, wird als Nitrat in das Grundwasser ge
spült.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu
schaffen, das diese Nachteile des Standes der Tech
nik nicht aufweist und das ohne großen technischen
Aufwand ermöglicht, sterilen, ammoniakarmen
Dünger zu erzeugen. Außerdem sollte mit der vor
liegenden Erfindung der Stickstoffgehalt und der
Phosphorgehalt des Düngers eingestellt werden kön
nen, so daß im Spätherbst ausgegorene Gülle ohne
Stickstoff und Phosphat ausgebracht werden kann.
Mit der so behandelten Gülle kann im Herbst der
Vorratsraum für die 6 Monate im Winter außerhalb
der Vegetationsperioden freigemacht werden, ohne
daß das Grundwasser mit Nitrat verunreinigt wird.
Außerdem sollte die Einbringung des biologischen
Abfalls in die Vergärungsanlage ohne Geruchsemis
sionen so geschehen, daß das Material aus geschlos
senen Tankwagen über Rohre und Schleusen in die
gasdichte Abfallverwertungsanlage rutscht und die
Abtrennung der leichten und schweren Fremdstoffe
in der geschlossenen Beschickungs- und Aufberei
tungsgrube durchgeführt werden kann. Eine men
schenunwürdige Tätigkeit beim Aussortieren der
Fremdstoffe aus den stinkenden, biologischen Abfäl
len außerhalb der Reaktoren sollte vermieden wer
den. Ein aerober Abbau der restlichen organischen
Feststoffanteile in der ausgegorenen Flüssigkeit
sollte in einer Stufe der Anlage in der Flüssigkeit
durchführbar sein, um eine Nachkompostierung der
restlichen organischen Feststoffe, die eine teure Ab
trennung und eine Kompostieranlage mit allen
Nachteilen von Kompostieranlagen verlangt, zu
vermeiden.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Gewinnung von ammoniak
freiem, sterilem, biologischem Vollwertdünger und
angereichertem Biogas aus biologischen Reststoffen
(Bioabfall), das dadurch gekennzeichnet ist, daß
man in einer aus gasdichten Flachtanks bestehenden
Anlage, Fig. 1 in der die Tanks konzentrisch ange
ordnet sind und mit speichenförmig angeordneten
Wänden unterteilt sind. Diese konzentrischen Wän
de sind in den unterirdischen Flachtanks aus gas
dichtem Stahlbeton, die speichenförmigen Quer
wände aus Stahlbeton, Holz sowie Recyclingwerk
stoffen (auch Kunststoffe) hergestellt. Ein besonde
rer Vorteil ist, daß der zylindrische Innenraum 18
die notwendigen Wärmetauscher, Pumpen, Meßge
räte, Schaltventile, Filter, Pulsatoren usw. mit einem
Minimum an Rohrleitungen aufnimmt. Isoliert wird
diese äußerst kompakte Anlage außen mit einem
Gemisch aus zerkleinerten Styroporabfallen und
Zement. Der Deckel, der in der Erde liegenden zy
lindrischen Anlage, dient als Wendehammer für die
Transportfahrzeuge. Diese Anordnung erweist sich
als äußerst günstig, da sie nicht durch oberirdische,
große Bauwerke die Landschaft verschandelt.
Die Kammern in dieser Grube werden von dem
Materialstrom so durchlaufen, daß eine Rückvermi
schung des sterilen, ausgegorenen Vollwertdüngers
(alle Spurenelemente bleiben erhalten) mit den ein
gesetzten biologischen Reststoffen (auch biologi
schen Abfällen) nicht möglich ist.
Fig. 2 zeigt den bevorzugten Verfahrensfluß des er
findungsgemäßen Verfahrens. Überraschenderweise
wurde gefunden, daß man mit dem erfindungsgemä
ßen Verfahren und der für die Durchführung dienen
den Vorrichtung neben dem konzentrierten Biogas
einen sehr homogenen, flüssigen, ammoniakfreien,
biologischen und sterilen Vollwertdünger erzeugen
kann, bei dem je nach Ausbringungsbedingungen
der Humusbildner-, der Stickstoff- und der Phos
phorgehalt vorher eingestellt werden kann. Gemäß
der vorliegenden Erfindung Fig. 2 werden die biolo
gischen Reststoffe (Abfalle) über eine Schleuse 20
aus dem Transporttankwagen so in eine An
maischgrube 1 geschüttet, daß das frische Material
geruchsfrei über eine Rührwerkstrombe 21 in die
vorgelegte, stickstoffarme Rücklaufflüssigkeit ein
gezogen und intensiv vermischt wird. Die Strömung
in der Anmaischgrube 1 wird so geführt, daß
schwimmende Fremdstoffe sowie schwere Fremd
stoffe mit einer Fördereinrichtung abgetrennt werden
können. Der Aufgabegrubeninhalt, bestehend aus
mit stickstoffarmen Rücklaufflüssigkeit gemischten
biologischen Abfallen mit ca. Gew. 10-12% Troc
kensubstanz, wird mit einer Pumpe über einen
Schneid- und Quetschzerkleinerer 22 in den Vorla
gebehälter 2 gepumpt. In dem Vorlagebehälter 2
wird das Material vergleichmäßigt und für mehrere
beschickungsfreie Tage gepuffert.
Fig. 3 Das Aufgabematerial wird mit der stick
stoffarmen Rücklaufflüssigkeit so vermischt, daß es
mit nahezu konstantem Trockensubstanzgehalt aus
dem Vorlagebehälter 2 in den Bioreaktor 3 dosiert
gefördert werden kann.
Da Vermischung, Abtrennung von Fremdstoffen,
Zerkleinerung, Pufferung und Dosierung in ge
schlossenen Behältern, die unter leichtem Unter
druck stehen, stattfindet, wird verhindert, daß Ge
ruchsbelästigungen beim Beschicken der Anlage und
beim Abtrennen von Fremdstoffen entstehen und der
Bioreaktor ungleichmäßig beschickt wird. Die abge
trennten Fremdstoffe werden nach schweren 24 und
nach leichten Fraktionen 23 getrennt, gewaschen
und gesammelt und mindestens eine Stunde lang auf
70°C erhitzt und dann erst keimfrei zur Weiterbe
handlung geführt, z. B. zur Deponie oder zur Ver
brennung. Die Kunststoffe und das Eisen werden
vorzugsweise recycelt. Die Maischegrube 1 wird
vorzugsweise als Ringgrube oder längliche Grube
mit einem Verhältnis Länge zu Breite größer als 2 : 1
angeordnet, in der die zu mischenden Bestandtei
le, Bioabfalle und ammoniakfreie Rücklaufflüssig
keit durch einen Mischpropeller im Kreis geführt
werden. Dabei haben die schwimmenden Teilchen,
z. B. Holz, Kunststoffe und Hohlkörper, die Mög
lichkeit, langsam aufzuschwimmen und können so
aus der Strömung mit einem Rechenkorb 25 abge
fangen und dann mit einem reversierbaren Kratzför
derer 26 ausgetragen werden. Fig. 3 Mischpropel
ler, Abscheider und Zerkleinerer arbeiten immer im
optimalen Abstand von der Flüssigkeitsoberfläche
der Maischegrube.
Die Fermentergrube besteht aus 7 Kammern. Der
im Vorlagebehälter 2 gepufferte, zerkleinerte, von
den leichten und schweren Fremdstoffen befreite, in
tensiv mit ammoniakfreiem Rücklaufwasser auf ca.
10-12% Trockensubstanz verdünnte und innig
vermischte Bioabfall wird dort z. T. hydrolysiert.
Das entstehende Abgas verläßt diese Grube über ei
nen Biofilter. Am Ende des Biofilters 27 wird mit
einem Ventilator 28 ein Unterdruck erzeugt, so daß
keine Abgase über Undichtigkeiten der Grube an die
Umgebung abgegeben werden können. Damit bleibt
diese Anlage geruchsfrei. Die angesaugte Leckluft
wird für den aeroben Abbau des Schwefelwasser
stoffes benötigt. Das in der Grube 2 vorbereitete
Gemisch wird über einen Häcksler, über ein
Quetschwerk mit einer Verdrängerpumpe 29 in die
Kammer 3 dosiert gefördert. Bevor das Gemisch in
den Reaktor 3 eintritt, wird es durch den kondensie
renden Dampf aus der Stufe 9 über den Wärmetau
scher 53 auf ca. 35 bis 37°C aufgeheizt. In der Stu
fe 3 und in der Stufe 4 sind Feststoffe mit etwas ge
ringerer Dichte als das Flüssigkeitsgemisch suspen
diert, wie z. B. Gasbeton-, Blähton-, Kunststoffhart
schaum- und Holzstückchen, die 5 bis 10 mm
Durchmesser haben. Der Inhalt der Behälter Stufen
3 und 4 sowie des Vorlagebehälters 2 wird über ein
Düsensystem mit Pumpe periodisch umgerührt. Das
Reaktionsgemisch wird von der Stufe 3 in die Stufe
4 über ein Sieb 30 gefördert. Dieses Sieb 30 wird
mit der Düse des Rührsystems periodisch freige
spült. Über dieses Sieb 30 können nur Teilchen in
die Stufe 4 gelangen, die kleiner als 5 mm sind. Die
suspendierten Feststoffe erzeugen ein System von
immobilisierten Mikroorganismen z. B. Bakterien
und bleiben im Reaktor. Auch im Behälter Stufe 4
sind Holz-, Gasbeton- oder Kunststoffhartschaum
stückchen suspendiert und werden periodisch mit
Düsensystemen umgerührt. Der Austritt des Materi
als von Behälter Stufe 4 zu Behälter Stufe 5 erfolgt
auch über ein Sieb 31. Dieser Siebkorb hat eine
Maschenweite kleiner 2 mm, so daß in die Stufe 5
nur Flüssigkeit mit Feststoffieilchen kleiner 2 mm
gelangen kann. Größere Teilchen, die nicht hydro
lysiert sind sowie die immobilisierten Mikroorga
nismen z. B. Bakterien, bleiben im Reaktor zurück.
Schwimmstoffe oder Feststoffe wie z. B. Sand kön
nen periodisch ausgetragen und in die Grube 1 zu
rückgefördert werden. In die Grube Stufe 5 läuft also
ein Material über, das nur noch Feinstteilchen unter
2 mm equivalentem Durchmesser enthält und die
weitgehend hydrolysiert und z. T. sauer vergoren
sind. Durch Zugabe von z. B. Kalk kann der pH-Wert
in den Gruben Stufe 3 und 4 eingestellt werden,
damit eine Methanisierung beginnen kann. Die Gru
ben Stufe 5 bis 8 sind mit schwimmenden Füllkör
pern 33, vorzugsweise Holz-, Gasbeton-, Blähton-
oder Kunststoffhartschaumstückchen von 10 bis 15
mm, max. 20 mm gefällt. Dieses Material schwimmt
auf und bildet die Füllkörperoberfläche für den im
mobilisierten Bakterienrasen. Die Lösung, verflüs
sigtes biologisches Material durchläuft die Grube
Stufe 5 von oben nach unten, Grube Stufe 6 von un
ten nach oben, läuft über ein Sieb 34 in die Grube
Stufe 7 über, durchläuft diese von oben nach unten
und Grube Stufe 8 von unten nach oben und läuft
dann über ein Sieb 35 und Überlauf über einen Ge
genstromwärmetauscher 36 in den Koch- und
Strippbehälter Stufe 9. Die Wände zwischen den
Kammern Stufe 3 bis 8 können z. B. durch recycel
tes Kunststoffmaterial erzeugt werden. Die Behälter
Stufe 5 und 6 sowie Stufe 7 und 8 sind unten hy
draulisch kommunizierend zusammengefaßt und
werden mit einem Pulsator pulsiert, um den
Stoffaustausch zu verbessern. Ein Kolben in einem
Zylinder schiebt periodisch eine größere Menge sehr
schnell zwischen den hydraulisch verbundenen Be
hältern der Stufen 5 und 6 und den hydraulisch ver
bundenen Behaltern der Stufen 7 und 8 hin und her.
Die Kolbenabdichtung trennt die Volumen, die
Flüssigkeiten zwischen den Behältern, so daß eine
Rückvermischung nicht möglich ist. Das entstehen
de Biogas wird oberhalb der Flüssigkeitsstände von
der Grube Stufe 3 am oberen Rand der Grube von 3
nach 4, von 4 nach 5, von 5 nach 6, von 6 nach 7,
von 7 nach 8 geführt und wird dann über einen
Biofilter 40 und eine Flammenrückschlagsiche
rungsschicht 41 dem Motor 42 zugeführt. Ab Gru
be Stufe 5 wird dem Biogas eine dosierte Menge
Luft zugeführt, damit der entstehende Schwefelwas
serstoff biologisch, aerob zu elementarem Schwefel
oxydiert werden kann. Die aus dein Fermenter 8 in
den Strippbehälter Stufe 9 überlaufende ausgegorene
Flüssigkeit wird im Gegenstrom mit der ablaufen
den, entgasten Flüssigkeit auf ca. 80°C erhitzt und
im Koch- und Strippbehälter Stufe 9 mit der Wärme
des Abgases des Motors 42 auf Siedetemperatur ge
bracht. Ein Teil der Abwärme der Motorabgase er
zeugt Dampfblasen, die den Ammoniak und andere
Gase aus der Flüssigkeit herausstrippen. Der Dampf
aus dem Behälter Stufe 9 reißt den Ammoniak mit,
kondensiert in dem Wärmetauscher 53 hinter der
Pumpe 29 vor der Grube Stufe 3 und läuft als am
moniakhaltiges Kondensat in den Begasungsejektor
45 der Grube Stufe 11. Die Verweilzeit der Flüssig
keit in der Stufe 9 bei 100°C ist größer als eine
Stunde. An dem gezeigten Beispiel 4 Stunden. Die
aus dem Behälter Stufe 9 austretende, entgaste und
ammoniakfreie Lösung läuft in den Behälter Stu
fe 10. In dein oberen Teil der Grube Stufe 10 ist ein
Lamelleneindicker 46 angeordnet. Der eingedickte
Inhalt der Grube Stufe 10 wird über eine Pumpe 47,
einen Wärmetauscher 48 im Kreis über einen mit
Luft durchströmten Füllkörperteil 49 geführt. Im
Wärmetauscher 48 wird ein Teil der Überschuß
wärme, die z. B. im Sommer nicht benötigt wird,
durch den Kühlturmeffekt verbraucht. Oberhalb des
Füllkörpers ist ein Biofilter 50 angeordnet und ein
Kamin 51, in den eventuell ein Ventilator, der den
Zug unterstützen kann, angeordnet ist. Die über die
Füllkörper rieselnde Kreislaufflüssigkeit wird durch
die Kammwirkung intensiv belüftet und ein aerober
Abbau der restlichen organischen Bestandteile kann
ablaufen. Der Klarlauf aus dem Lamelleneindicker
der Grube Stufe 10 läuft in ein Puffergefäß 17 über.
Über einen geeigneten, in der Überlaufhöhe einstell
baren Überlauf 52 läuft die eingedickte Flüssigkeit
in einen Behälter 14 über.
Das Kondensat mit dem gelösten Ammoniak wird
über einen Ejektor 45 mit Luft intensiv vermischt
und in den Behälter Stufe 11 hineingesaugt, in dem
leicht schwimmendes Material, vorzugsweise Holz-,
Gasbeton-, Kunststoffhartschaum- und Blähton
stückchen als Suspension bewegt werden. Auf die
sen Teilchen können die für die Nitrifikation not
wendigen Bakterien immobilisiert werden. Gleich
zeitig läßt sich der pH-Wert optimal einstellen. Das
Abgas aus der Nitrifikation im Behälter Stufe 11
wird zusammen mit dem Biogas aus den Fermentern
der Stufen 3 bis 8 über ein Biofilter geführt und im
Diesel verbrannt. Das fertige, nitrifizierte Nitratwas
ser läuft in eine Nitratwassergrube 12 über, die hm
und wieder belüftet wird, damit keine Denitrifikati
on stattfinden kann. Das ammoniakhaltige Konden
sat kann auch alternativ mit Abfallgips, z. B. aus den
REA, und dem Kohlendioxyd der Motorabgase innig
gemischt werden, so daß der Ammoniak im Konden
sat zu Ammoniumsulfat und Kalziumkarbonat um
gesetzt wird. Die restlichen Feststoffe aus der Grube
14 können über eine Filterpresse abgeschieden wer
den und dosiert einer Flüssigkeit zugeführt werden
oder auch deponiert werden. Mit dieser Einrichtung
lassen sich stickstofffreies Rücklaufwasser, phos
phathaltiger, humusbildender Schlamm, Nitratwas
ser, Ammoniumsulfatwasser mit suspendiertem
Kalziumkarbonat und entgastes Filtrat getrennt la
gern und nach Analyse der Inhaltsstoffe je nach Be
darf in einen Mischbehälter zusammengemischt und
mit einem Tankwagen zu den entsprechenden Fel
dern und Wiesen transportiert werden. Der stick
stoffarme Klarlauf aus dem Behälter 10 wird im Be
hälter 17 gespeichert und dann zum Einmaischen der
frischen Bioabfälle im Aufgabebehälter 1 herge
nommen. Mit diesem Verfahren und diesen Vorrich
tung läßt sich also ein keimfreier Flüssigdünger pro
duzieren, bei dem je nach Anwendung der Phos
phatgehalt, der Stickstoffgehalt und der Anteil der
Humusbildner eingestellt werden kann. Sollte der
Stickstoff nicht benötigt werden, kann das Nitrat
wasser dem noch sauren Fermenter Stufe 3 zuge
führt werden und dort denitrifiziert werden. Das Ni
trat kann aber auch in der Vorlagegrube 2 unter sau
ren anaeroben Bedingungen zu Luftstickstoff deni
trifiziert werden. Der entstandene Flüssigdünger ist
inert und sehr pflanzenverträglich und kann gerade
in den Hauptvegetationsperioden mit einfachen
Ausbringtechniken ausgebracht werden, ohne daß
die Pflanzen und das Wurzelwerk geschädigt wer
den. Ammoniakverluste entstehen nicht mehr, da das
Ammoniak gezielt als pflanzenverträgliches Nitrat
oder Ammoniumsulfat in der Flüssigkeit enthalten
ist.
In einer Anlage zum Abbau von biologischem Ab
fall können in einer Grube, die im Normalfall für die
Gülleaufbewahrung eines Rinderbetriebes mit 100
GVE vorgesehen werden muß, können ca. 0,44 t/h
Bioabfall mit ca. 60% Wasser oder 40 kg pro Stunde
reines Fett verarbeitet werden. Dabei entstehen ca.
66 Normkubikmeter pro Stunde Biogas mit ca. 60
bis 70% Methangehalt. Daraus kann über einen Ver
brennungsmotor und Generator elektrischer Strom
produziert werden, wobei ca. 95-100 kW in das
Netzt eingespeist werden können. Die Abgaswärme
des Verbrennungsmotors wird dazu genutzt, um ei
nen Teil des Volumenstromes von 80°C auf 100°
zu bringen und maximal 70 kg/h Wasser einzu
dampfen, so daß bei diesem Strippeffekt der Am
moniak aus der Flüssigkeit ausgetrieben wird.
Gleichzeitig wird diese Flüssigkeit bis zu 4 Stunden
bei 100°C gehalten, so daß dieses Material absolut
keimfrei ist. Durch den angeordneten Belüftung
sturm wird ein beachtlicher Teil des Wasserüber
schusses eingedampft und der aerobe Abbau der or
ganischen Reststoffe durchgeführt. Bei dieser Anla
ge können ca. 150 kg pro Stunde Wasser über den
Kühlturmeffekt abgeschieden werden, wenn die
Überschußwärme aus dem Verbrennungsmotor nicht
anderswo sinnvoll genutzt werden kann. Ein beson
derer Vorteil ist, daß mit einem Teil der Motorab
wärme die abgeschiedenen Fremdstoffe ca. 15 kg/h
Trockensubstanz mindestens eine Stunde auf 70°C
gehalten werden, um sie keimfrei zu machen. Der
Nitratgebalt in den maximal 70 kg/h entstehenden
Nitratwasser hängt vom Stickstoffgehalt des Aufga
bematerials ab. Ein hoher Fettanteil im Aufgabema
terial verringert die entstehende Ammoniakmenge.
In dem gesamten, pumpfähigen ca. 150 kg/h Flüs
sigdünger werden außer den suspendierten Humus
bildnern maximal 60 kg/h anorganische Trocken
substanz (Stickstoff-, Phosphorverbindungen, usw.)
für die Düngung zur Verfügung stehen.
Claims (11)
1. Verfahren und Vorrichtungen zur Erzeugung von
keimfreiem und ammoniakfreiem Flüssigdünger aus
biologischen Rest- und Abfallstoffen dadurch ge
kennzeichnet, daß das vorher in einem 8stufigen
Fermenter ausgegorene, flüssige, biologische Mate
rial in der Stufe (9) mindestens 1 Stunde lang auf
Siedetemperatur erhitzt und zum Teil so verdampft
wird, daß die Dampfblasen den Ammoniak und an
dere leichtsiedende Inhaltsstoffe aus der siedenden
Flüssigkeit austragen.
2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß mit der Kondensations
wärme des Dampfgemisches aus Stufe (9), das vor
wiegend aus Ammoniak und Wasser besteht, das in
die Stufe (3) hineindosierte, biologische Material auf
35°C bis 37°C aufgeheizt wird.
3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß das ammoniakhalti
ge Kondensat aus der Stufe (9) im Behälter der Stu
fe (11) innig mit Luft und den suspendierten Teil
chen auf denen die zur Nitrifikation des Ammoniaks
notwendigen Bakterien immobilisiert sind, gemischt
wird, und für die Vermischung vorzugsweise ein
Ejektor verwendet wird, dessen Luft und Kondensat
ansaugender Treibstrahl mit einer Pumpe erzeugt
wird, die den Inhalt der Stufe (11) umwälzt, wobei
als suspendierte Teilchen vorzugsweise gerade noch
in der Flüssigkeit schwimmende Materialien wie
vorzugsweise nasses Holz, Gasbeton, Blähton oder
Kunststoffhartschaum mit großer spezifischer Ober
fläche verwendet werden, und das Nitratwasser über
ein Rückhaltesieb in die Grube (12) überläuft.
4. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2
und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das ammoniak
haltige Kondensat aus der Stufe (9) in der Stufe (11)
innig mit Gips aus z. B. Rauchgasentschwefelungs
anlagen und dein Kohlendioxyd aus der Stufe (2)
oder dem Motorabgas gemischt wird und dabei zu
Ammoniumsulfat und Kalziumkarbonat umgesetzt
wird.
5. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3
und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vergorene
und ammoniakfreie ca. 100°C heiße Material aus
der Stufe (9) im Gegenstromwärmetauscher mit dem
Zulauf auf ca. 55°C abgekühlt wird und in die aero
be Behandlungsstufe (10) überläuft, dort mit einem
Lamelleneindicker leicht eingedickt wird und mit
einer Pumpe im Kreislauf über einen Wärmetau
scher, mit dem Überschußwärme aus dem Motor
kühlkreislauf abgeführt wird sowie über eine luft
durchströmte Füllkörpersäule umgewälzt wird, wo
bei durch die berieselten, mit einem Bakterienrasen
bewachsenen Füllkörper der Füllkörpersäule, die
auch als Kühlturm wirkt, die Luft für den aeroben
Abbau eingetragen wird, und der Klarlauf des Ein
dickers der Stufe (10) in den Rückführungspuffer
(17), das eingedickte und aerob nachbehandelte
Material in die Grube (14) überläuft.
6. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2,
3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der biolo
gische Abfall in dein Aufgabebehälter (1) über eine
Rührwerkstrombe in die vorgelegte ammoniakfreie,
entgaste Rücklaufflüssigkeit eingezogen und ein
gemischt wird und in der Beruhigungszone des Auf
gabebehälters (1) die Strömung so geführt wird, daß
sich eine Schichtung des eingemischten Materials
nach der Dichte ergibt, wobei Kunststoffteile, Holz,
Hohlkörper auf der Oberfläche schwimmen, Steine,
Sand und Metalle auf den Grund des Aufgabebehäl
ters sinken, das suspendierte biologische Material
über ein Pumpe und einen Häcksler abgesaugt und
auf Teilchen kleiner 5 mm zerkleinert und in die
Vorlagegrube (2), die mehrere Tage Beschickungs
pause puffert, gefördert wird. Bevor der nächste
Transporter seine biologischen Abfälle in die Grube
entleert, wird das Volumen an ammoniakfreiem,
entgastem Rücklaufwassers so vorgelegt das eine
Einstellung des Gemisches auf ca. 10-12% Troc
kensubstanz ergibt. Mit dieser Rücklaufflüssigkeit
werden die zurückgebliebenen leichten und schwe
ren Fremdstoffe vermischt und gewaschen und dann
getrennt nach schweren und leichten Materialien mit
einem Kratzförderer in die Sammelkontainer geför
dert, die in einem isolierten, auf ca. 70-80°C be
heizten Raum stehen.
7. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3,
4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zer
kleinerte und fremdstofffreie, biologische Material
aus dem puffernden und vergleichmäßigenden Vor
lagebehälter (2) mit einer Pumpe über den, mit kon
densierendem Dampf aus der Stufe (9) beheizten
Wärmetauscher (53) auf die Fermentationstempera
tur vorgewärmt und in die Stufe (3) des Fermenters
dosiert wird und dann die in Serie geschalteten 6
Kammern des Fermenters Stufe (3) bis (8) über Sie
be und Überläufe von Stufe zu Stufe so durchläuft,
daß das biologische Material mit sehr enger Ver
weilzeit nahezu vollständig vergoren ist.
8. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3,
4, 5, 6 und 7, gekennzeichnet, daß das in der Stufe
(3) und in der Stufe (4) des Fermenters Feststoffe
mit etwas geringerer Dichte als das Flüssigkeitsge
misch suspendiert sind, wie z. B. Gasbeton-, Blähbe
ton-, Kunststoffhartschaum- und Holzstückchen, die
5-10 min äquivalenten Durchmesser haben, und die
Inhalte der Stufen (3) und (4) mit einem Düsensy
stem und mit einer Kreislaufpumpe periodisch um
gerührt werden, wobei das Reaktionsgemisch von
der Stufe (3) in die Stufe (4) über ein Sieb gefördert
wird, und dieses Sieb mit der Düse des Rührsystems
periodisch freigespült wird, dabei können über die
ses Sieb nur Teilchen in die Stufe (4) gelangen, die
kleiner als 5 mm sind, die größeren suspendierten
Feststoffe erzeugen ein System von immobilisierten
Zellen und bleiben im Reaktor zurück, auch im Be
hälter der Stufe (4) sind z. B. Holz-, Gasbeton-,
Kunststoff- oder Harzschaumstückchen suspendiert
und werden auch dort periodisch mit einem Düsen
system im Kreislauf umgerührt, der Austritt des
Materials vom Behälter Stufe (4) zum Behälter Stu
fe (5) erfolgt über ein Sieb. Dieser Siebkorb hat eine
Maschenweite kleiner 2 mm, so daß in die Stufe (5)
nur Flüssigkeit mit Feststoffteilchen kleiner 2 min
gelangen kann. Schwimmstoffe und schwere Fest
stoffe in den Stufe (3) und (4), wie z. B. Sand, wer
den periodisch ausgetragen und in die Grube (1) zu
rückgefördert.
9. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3,
4, 5, 6, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stufen (5) bis (8) des Fermenters mit schwimmen
den Füllkörpern vorzugsweise aus Holz-, Gasbeton-,
Blähbeton- oder Kunststoffhartschaumstückchen von
10 bis 15 mm, maximal 20 mm gefüllt sind. Dieses
Material schwimmt auf und bildet die Füllkörper
oberfläche für den immobilisierten Bakterienrasen.
10. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Behälter der Stufe (5) und (6) sowie die Behälter
der Stufe (7) und (8) unten hydraulisch kommunizie
rend zusammengefaßt sind und zwischen diesen bei
den kommunizierenden Behältergruppen ein Zylin
der hydraulisch verbunden angeordnet ist, in dem
mit einem abgedichteten Kolben ein großes Flüssig
keitsvolumen periodisch zwischen den beiden Behäl
tergruppen hin- und hergeschoben wird, wobei die
Überläufe zwischen dem Behälter Stufe (6) und Stu
fe (7) sowie Stufe (8) und Stufe (9) dem mit der
Kolbenbewegung schwankenden Flüssigkeitsstand
folgen.
11. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet,
daß alle Verfahrensstufen, Misch- und Vorratsbehäl
ter in einem aus mindestens 3 konzentrischen, gas-
und flüssigkeitsdichten sowie gasdichten Ringwän
den bestehenden zylindrischen Behälter mit Flach
boden und befahrbaren Flachdeckel angeordnet sind
und die Unterteilungen zwischen den Ringwänden
durch speichenförmig angeordnete Wände aus Be
ton, Holz oder recyceltem Kunststoffe bestehen und
im inneren Zylinder (18) alle mit den einzelnen
Kammern über kurze Rohrleitungen verbundene
Ventile, Meßstellen, Wärmetauscher, Pulsatoren und
Pumpen leicht zugänglich angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995147320 DE19547320A1 (de) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von ammoniakfreiem und sterilem Vollwertdünger aus biologischen Reststoffen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995147320 DE19547320A1 (de) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von ammoniakfreiem und sterilem Vollwertdünger aus biologischen Reststoffen |
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