DE4114667A1 - Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung tierischer abfallprodukte - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung tierischer abfallprodukte

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Aufbereitung tierischer Abfallprodukte durch Abtrennen der flüssigen Komponente.
Der mit der Massentierhaltung verbundene starke Anfall tierischer Stoffwechselprodukte führt zu einer Reihe von Problemen insbesondere im Hinblick auf die dadurch hervorgerufene Umweltbelastung. Das wohl gravierendste Problem in diesem Zusammenhang resultiert aus der kon­ zentrierten Ausbringung dieser Abfallstoffe in Form von Gülle auf landwirtschaftlich genutzte Flächen, da dies eine starke Belastung der Böden und als Folge davon auch das Grundwasser mit Nitrat verursacht.
Bekannte Lösungsansätze, die darin bestehen, diese Ab­ fallstoffe in Regionen zu transportieren, in denen sie als Düngemittel sinnvoll einzusetzen sind, scheitern unter anderem daran, daß hierfür große Transportkapazi­ täten erforderlich sind, die ihrerseits einen erheb­ lichen Kostenaufwand verursachen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufbereitung derartiger Abfallstoffe anzugeben, das durch die möglichst vollständige Ab­ trennung der flüssigen Phase eine wesentliche Redu­ zierung des Transportaufwandes ermöglicht, das die volle Düngekraft der mit diesem Verfahren erzeugten Produkte gewährleistet und bei dem das im Ausgangs­ produkt enthaltene Wasser so weit aufbereitet wird, daß es ohne weitere Nachbehandlung zurück in den natür­ lichen Wasserkreislauf geführt werden kann. Ferner soll durch die Erfindung, die Durchführung möglichst geringem Einsatz von Fremdenergie erfolgen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch Verfahrens­ schritte, die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 an­ gegeben sind. Eine Vorrichtung, gemäß der Erfindung, wird durch die Merkmale des Patentanspruches 7 gekenn­ zeichnet. Die weiteren Patentansprüche beinhalten vor­ teilhafte Weiterbildungen, die im wesentlichen der Optimierung des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung dienen.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­ läutert werden. Es ist dabei in schematischer Darstellung ein Querschnitt durch eine Anlage zur Aufbereitung von tierischen Dungstoffen gezeigt.
Die Anlage besteht zunächst aus einem Behälter 1, in den die anfallende Gülle über einen Zeitraum gelagert, der hinreichend lang ist, um den Prozeß der Bildung von Methangas (CH4) ablaufen zu lassen. Die mittlere Ver­ weildauer des Ausgangsproduktes in diesem Behälter 1 liegt in der Größenordnung von etwa 30 Tagen. Das entstehende Methangas wird über eine Rohrleitung 2, in die ein Filter 3 eingebaut ist, in einem Speicher 4 geleitet, dessen unterer Teil mit Wasser gefüllt ist. Das Filter 3 dient dem Zweck, etwaig im Methangas ent­ haltene Anteile an Schwefelwasserstoffgas (H2S) zu ab­ sorbieren, da dieses Gas aufgrund seiner hohen Aggres­ sivität zu einem verstärkten Auftreten von Korrosions­ schäden führen würde.
Ein Teil der im Behälter 1 enthaltenen Gülle wird kon­ tinuierlich über eine Leitung 5 einer Zentrifuge 6 zu­ geführt, in der der größte Teil der im Ausgangsprodukt enthaltenen Flüssigkomponente abgetrennt wird. Die da­ durch erhaltene weitgehend verfestigte Substanz wird über eine weitere Leitung 7 in einem Trockner 8 über­ führt, in dem die noch verbliebene Restfeuchtigkeit entfernt wird und aus dem das trockene, feste Endpro­ dukt als hochwertiger natürlicher Düngstoff entnommen werden kann, der wegen des Fehlens flüssiger Anteile nunmehr einen wesentlich geringeren Platzbedarf auf­ weist und der überdies wegen seiner trockenen Konsistenz einfach zu handhaben und zu verpacken ist.
Die in der Zentrifuge 6 abgetrennte Flüssigkeits­ substanz wird über eine Rohrleitung 9 in einen Zwischenspeicher 10 und von dort weiter in einen Ver­ dampfer 11 geleitet. In letzterem wird bei Unterdruck Wasser verdampft, welches über eine weitere Leitung 12 in einen Kondensator 13 gelangt, wo es erneut konden­ siert und von wo aus es über eine Pumpe 14 und eine weitere Leitung 15 dem natürlichen Wasserkreislauf, d. h. in diesem Fall einem Gewässer, zugeführt wird. Zuvor wird dem Kondensat aus einem Vorratsbehälter 16 Schwefelsäure (H2SO4) zugemischt, um noch im Kondensat enthaltenes Ammoniak (NH3) zu neutralisieren. Das Ammoniak wird dabei in Ammoniumsulfat (NH4 2 SO4 über­ führt, das in einem nachfolgenden Behälter 17 ausfällt und das an dieser Stelle entnommenen oder als praktisch unschädliches Medium zusammen mit dem Kondenswasser in das Gewässer eingeleitet werden kann.
Die im Kondensator zurückgewonnene Kondensationswärme wird mittels einer Wärmepumpe 18 in ihrer Temperatur so weit angehoben, daß diese Energie, über eine weitere Leitung 19 in den Verdampfer 11 gefördert, dort die im Verdampfer enthaltene Wassermenge auf einem Temperatur­ niveau hält, bei dem die optimalen Bedingungen für eine intensive Verdampfung gegeben sind. Hierbei ist ein Drosselventil 20 für das Kältemittel vorgesehen.
Die Erzeugung des benötigten Unterdrucks im Verdampfer 11 erfolgt, zumindest in der Hochlaufphase, über eine Vakuumpumpe 21, später wird dieser Unterdruck von der Wasserpumpe 14, die das Kondensat abpumpt, erzeugt. Der erwähnte Zwischenspeicher 10 dient der Regulierung der Wasserzufuhr in den Verdampfer 11, wobei das Wasser entsprechend der sich einstellenden Verdampfungsrate nachgeliefert wird. Ein Motor 22 dient sowohl zum An­ trieb der im System enthaltenen Pumpen, die in den ent­ sprechenden Leitungswegen vorgesehen und in der Zeich­ nung eingetragen sind, hier aber nur zum Teil explizit erwähnt werden, als auch der Zentrifuge 6. Er wird im wesentlichen mit dem im Speicher 4 aufgefangenen Methangas betrieben, das diesem über eine Leitung 23 zugeführt wird. Ein etwaig auftretendes Energiedefizit wird mittels Fremdenergie, in diesem Fall Erdgas, aus­ geglichen, das über eine Leitung 24 von außen zugeführt werden kann.
Erwähnt sei abschließend noch, daß die Abwärme des Motors 22 über eine weitere Leitung 25 dem Trockner 8 zugeleitet wird und daß der in diesem entstehende Was­ serdampf in einem zweiten Kondensator 26 aufgefangen wird. Von diesem wird die kondensierte Flüssigkeit in den Zwischenspeicher 10 gefördert, während die Abluft über eine Leitung 27 durch den Behälter 1 ins Freie geleitet wird, wobei sie die im Behälter 1 enthaltene Gülle erwärmt und so den Prozeß der Methangasbildung zusätzlich begünstigt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Aufbereitung tierischer Abfallpro­ dukte durch Abtrennen der flüssigen Komponente, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
  • - die Abfallprodukte (Gülle) werden in einem ge­ schlossenen Behälter (1) zur Bildung von Methangas (CH4) gespeichert,
  • - durch Zentrifugieren werden die flüssigen Anteile mechanisch abgetrennt,
  • - aus dem so gewonnenen festen Zwischenprodukt wird mittels Trocknung die Restfeuchte entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der durch Zentrifugieren erhaltenen flüssigen Komponente enthaltene Wasser durch Ver­ dampfen und erneutes Kondensieren dem natürlichen Wasserkreislauf zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch das Kondensieren freiwerdende Ver­ dampfungswärme in den Verdampfungsprozeß rückge­ führt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem durch Verdampfen erhaltenen Was­ serdampf Schwefelsäure (H2SO4) zur Ausfällung etwaig enthaltenen Ammoniaks (NH3) zugesetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfen durch Unterdruck erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das entstehende Methangas (CH4) als Prozeßenergie eingesetzt wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Aufnahmebehälter (1) für das Ausgangsprodukt, der mit einem Speicher (4) zur Aufnahme von Methan­ gas (CH4) verbunden ist, eine dem Aufnahmebehälter (1) nachgeordnete Zentrifuge (6), einen mit dieser verbundenen Trockner (8) sowie ein diese Komponen­ ten verbindendes Pumpen- und Leitungssystem (2, 5, 7).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Zentrifuge (6) mit einem Unterdruck- Verdampfer (11) verbunden ist, dem ein Kondensator (13) nachgeschaltet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Erzeugung der Antriebsenergie von Pumpen (14, 18, 21) sowie der Zentrifuge (6) ein Motor (22) vorgesehen ist, der mit dem im Aufnahme­ behälter (1) entstehenden Methangas betreibbar ist.
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