NL9100733A - Milieuvriendelijk en energiebesparend dierenverblijf voor bijvoorbeeld varkens. - Google Patents

Description

Milieuvriendelijk en energiebesparend dierenverblijf voor bijvoorbeeld varkens

De uitvinding betreft een dierenverblijf, zoals een stal voor bijvoorbeeld varkens.

Een grote belasting voor het milieu wordt gevormd door de overmaat aan mest welke geproduceerd wordt in grootschalige fokkerijen en mesterijen van bijvoorbeeld varkens. De mest veroorzaakt een tweeledig probleem. Enerzijds is dat de verwerking van de mest, wat gezien de grote hoeveelheden die daarvan geproduceerd worden steeds moeilijker wordt. Een mogelijkheid daarvoor is het uitrijden van de mest in de vorm van drijfmest, wat het andere probleem van het mestoverschot veroorzaakt, namelijk de uitstoot van schadelijke stoffen, zoals ammoniak. Deze stoffen zijn belastend voor het milieu doordat zij direct of indirect luchtverontreiniging en zure regen veroorzaken. Het is derhalve van belang een methode te vinden voor het verantwoord verwerken van het mestoverschot, het verminderen van de emissie van met name ammoniak uit stallen en het daardoor verminderen van het milieubelastende uitrijden van drijfmest.

Er zijn reeds stallen bekend waarbij ammoniakuit-stoot wordt tegengegaan door in de stal een ruimte met een hoeveelheid spoelvloeistof op de bodem te verschaffen. De mest valt in de spoelvloeistof en wordt samen met die spoel-vloeistof periodiek, bijvoorbeeld eenmaal per dag, verwijderd. Dit is nodig omdat de spoelvloeistof na verloop van tijd geen zuurstof, welke nodig is voor het binden van de ammoniak, meer bevat. Bovendien wordt de ammoniak gebonden in de vorm van nitraat hetgeen ook schadelijk is voor het milieu.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel een verblijf voor dieren te verschaffen waarbij de uitstoot van ammoniak vermeden wordt en waarbij tevens de hoeveelheid geproduceerde mest verminderd wordt. Daarnaast beoogt de uitvinding een dierenverblijf te verschaffen, waarin dieren nagenoeg zonder extra verwarming van het verblijf gefokt en/of gemest kunnen worden.

Het eerste doel wordt door de uitvinding bereikt door een dierenverblijf voor bijvoorbeeld varkens, omvattende standplaatsen voor de dieren welke in verbinding staan met een mestopvangruimte met op de bodem een laag spoelvloeistof, en middelen voor het innig in contact brengen van de lucht uit het verblijf met de spoelvloeistof.

Bij voorkeur worden de middelen voor het innig in contact brengen van de lucht uit het verblijf met de spoelvloeistof gevormd door een sproeiinrichting voor het vernevelen van de spoelvloeistof in de mestopvangruimte. Door de verneveling wordt enerzijds het contactoppervlak tussen spoelvloeistof en stallucht en daarmee de opnamecapaciteit van de vloeistof in belangrijke mate vergroot. Anderzijds wordt door het vernevelen zuurstof in de spoelvloeistof gebracht, welke zuurstof met name de in de spoelvloeistof opgenomen ammoniak bindt in de vorm van nitraat.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is het verblijf tevens voorzien van middelen voor het afvoeren van lucht uit het verblijf en middelen voor het aanvoeren van nieuwe lucht naar het verblijf. Bij voorkeur wordt de lucht uit het verblijf door de nevel van spoelvloeistof geleid, waardoor een optimaal contact met de spoelvloeistof verkregen wordt. De lucht wordt daardoor als het ware gewassen en op deze wijze ontdaan van ammoniak en stof. Bovendien wordt de energie (warmte of koude) van de lucht in de spoelvloeistof opgenomen. De oude lucht wordt vervangen door van buiten afkomstige verse lucht, welke door middel van aan-voermiddelen in het verblijf gebracht wordt.

Het tweede doel van de uitvinding wordt bereikt, wanneer de aanvoermiddelen gevormd worden door een buizenstelsel en de afvoermiddelen gevormd worden door de ruimte rondom de buizen, welke ruimte in verbinding staat met een afzuiginstallatie en voorzien is van een sproeiinrichting voor spoelvloeistof. Bij een dergelijke constructie is ener-gieuitwisseling tussen in de buizen aanwezige verse lucht en om de buizen stromende spoelvloeistof mogelijk. In de winter zal de lucht in de buizen koud zijn en de spoelvloeistof welke om de buizen stroomt warm. De spoelvloeistof zal een deel van zijn warmte afgeven aan de nieuwe lucht waardoor deze nagenoeg niet verwarmd hoeft te worden alvorens in het dierenverblijf gevoerd te worden. In de zomer is het omgekeerde het geval. Warme buitenlucht zal door de door het contact met de koele lucht koudere spoelvloeistof reeds gedeeltelijk gekoeld worden. Door dit systeem wordt het mogelijk een stal volledig zonder extra verwarming te gebruiken. Dit brengt een aanzienlijke besparing in energie en daardoor in de stookkosten met zich mee. Het warmteuitwisse-lingssysteem kan uiteraard ook zonder het volledige luchtzuiver ingssysteemsysteem toegepast worden. Uitwisseling van energie vindt dan plaats tussen de instromende lucht in de buizen en de daar omheen stromende uitgaande lucht.

Bij voorkeur wordt de bodem van een standplaats voor de dieren gevormd door een rooster. Door dit rooster komt de geproduceerde mest direct in de mestopvangruimte terecht.

Een deel van het rooster is bij voorkeur bedekt door een mat van dun materiaal, zoals bijvoorbeeld rubber. Hierop kunnen de dieren liggen. Door de onder de mat doorstromende warme afgevoerde lucht zal de mat verwarmd worden waardoor de in stallen gebruikelijke vloerverwarming niet meer nodig is.

Eventueel kunnen de uitstromende en instromende lucht nog door één of meer warmtewisselaars geleid worden voor een extra energieuitwisseling.

De actieve luchtcirculatie welke door de toepassing van aan- en afvoermiddelen optreedt heeft als bijkomend voordeel dat een belangrijk deel van de spoelvloeistof en van het vocht uit de mest verdampt. De mest dikt daardoor in en zal op een meer verantwoorde wijze verwerkt kunnen worden.

De spoelvloeistof wordt bij voorkeur geproduceerd door het scheiden van mest in een dikke fractie met een droge-stofgehalte van ongeveer 20 %, en een dunne fractie met een droge-stofgehalte van ongeveer 0,2 %, waarna de dunne fractie grondig belucht wordt voor het binden van de daarin aanwezige schadelijke stoffen, zoals ammoniak. De vloeistof welke na deze behandeling overblijft wordt gebruikt als spoelvloeistof.

De spoelvloeistof wordt bij voorkeur ofwel naar de sproeiinrichting gevoerd door middel van een pomp ofwel vanaf een spoelvloeistof reservoir. In het laatste geval is dit reservoir hoger geplaatst dan de leidingen van de sproeiinrichting. Door een hogere plaatsing van het reservoir wordt de benodigde druk voor de sproeiers opgewekt, waardoor toepassing van extra pompen vermeden kan worden.

Bij voorkeur zijn in de nabijheid van het dierenverblijf een aantal bezinkputten verschaft voor het laten bezinken van de periodiek uit het verblijf verwijderde mest. De dunne fractie welke daarbij ontstaat kan na grondige beluchting hergebruikt worden als spoelvloeistof. De dikke fractie kan verder gedroogd worden en als gedroogde mest verkocht worden.

Spoelvloeistof welke gedurende een bepaalde tijd gebruikt is zal veel gebonden ammoniak bevatten. Bij voorkeur wordt de spoelvloeistof constant afgevoerd naar een luchtvrije opslag voor het anaëroob door bacteriën omzetten van de in de vorm van nitraat gebonden ammoniak tot stikstof. De spoelvloeistof is na een dergelijke behandeling nagenoeg ammoniak- en nitraatvrij en kan dan zonder schadelijke effecten op het milieu verdampt worden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de buizen van het buizenstelsel bekleed met een bacte-rielaag voor het ter plaatse afbreken van schadelijke stoffen uit de spoelvloeistof. Daarnaast kan in de verzamelruim-ten voor spoelvloeistof een laag actief slib aanwezig zijn waarmee eveneens schadelijke stoffen kunnen worden omgezet.

De onderhavige uitvinding zal verder verduidelijkt worden aan de hand van een aantal tekeningen van een voor-keursuitvoering van een dierenverblijf volgens de uitvinding. Overeenkomstige verwijzingscijfers verwijzen naar overeenkomstige onderdelen.

Figuur 1 toont een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch aanzicht van een varkensstal volgens de uitvinding.

Figuur 2 toont een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch detailaanzicht van een standplaats voor dieren met daaronder gelegen mestopvangruimte en luchtverversings-resp. verwarmingssysteem.

Figuur 3 toont een gedeeltelijk weggebroken perspectivisch detailaanzicht van een luchtverversings- resp. verwarmingssysteem met een warmtewisselaar.

Figuur 4 toont een doorsnedeaanzicht volgens de lijn IV- IV uit figuur 5.

Figuur 5 toont een doorsnedeaanzicht volgens de lijn V- V uit figuur 4.

Figuur 6 toont een doorsnedeaanzicht volgens de lijn VI- VI uit figuur 5.

Figuur 1 geeft een overzicht van een dierenverblijf 1 volgens de uitvinding. Het verblijf is onderverdeeld in dubbel uitgevoerde standplaatsen voor de dieren 2, waartussen zich een voer gang 3 bevindt. Onder de standplaatsen 2 bevinden zich mest opvangruimten 4. Aan het einde van de voergang bevindt zich een luchtafvoer 5, waarin een ventilator 6 is opgenomen. Buiten het verblijf bevindt zich een bezinkbak voor mest 7, waarheen periodiek de mest met de spoelvloeistof uit de mestopvangruimten getransporteerd wordt. De bezinkbak 7 is onderverdeeld in twee compartimenten 8 en 9. De mest bevindt zich in compartiment 8, bezinkt hierin en de bovenstaande dunne fractie loopt via een overloop 10 naar compartiment 9. In dit compartiment wordt de dunne fractie grondig belucht door een beluchtingsinstalla-tie 11. De in twee compartimenten verdeelde opslag 14 wordt via een leiding 13 en een pomp 12 aangevuld met spoelvloeistof, die door het beluchten ontstaat en nagenoeg geen ammoniak meer bevat. De verse spoelvloeistof en de spoelvloeistof uit de mestopvangruimten, die via een overloop naar de leiding 13 geleid wordt, komen in compartiment 15 terecht.

In compartiment 15 kunnen eventueel nog aanwezige vaste delen bezinken. Via een overloop 17 belandt de vloeistof in compartiment 18, waarin zich een filter 19 bevindt. De spoelvloeistof wordt via een subcompartiment 16 gepompt naar een spoelvloeistofopslag 20. Deze opslag is bij voorkeur op een zodanige afstand boven de leidingen van de sproeiinrich-tingen geplaatst dat de druk in de sproeiinrichting het gewenste peil heeft. De opslag 14 is in figuur 1 buiten het dierenverblijf geplaatst, maar in een voorkeursuitvoeringsvorm zal de opslag zich in het verblijf bevinden. Dit voorkomt een te grote temperatuursstijging of -daling van de spoelvloeistof in de zomer resp. winter.

Figuur 2 toont in detail het luchtverversings- resp. verwarmingssysteem, dat is opgebouwd uit een aantal buizen 21 en de de buizen omringende ruimte 22. Verse lucht komt het verblijf binnen bij inlaat 23 en wordt via een uit twee met elkaar verbonden compartimenten 24 en 25 bestaande ruimte onder de mestopvangruimte naar de buizen 21 getransporteerd (zie pijlen 27, 28, 29 en 30). De lucht treedt aan het uiteinde van de buizen weer naar buiten en geraakt via doorlaten 31 in de centrale gang 32 van het dierenverblijf. Over de wanden 33 bereikt de lucht de standplaatsen 2. Vervolgens komt de lucht via roosters 34 terecht in de mestopvangruimten 4 en wordt daar in innig contact gebracht met spoelvloeistof 35 door middel van sproeiers 36. De in de lucht aanwezige ammoniak wordt door de spoelvloeistof gebonden. De reeds gedeeltelijk gezuiverde lucht treedt uit de mestopvangruimte door doorlaat 37. De nog aanwezige ammoniak kan door de spoelvloeistof uit sproeier 50 uit de lucht gewassen worden. Ook kan de warmte uit de lucht door de spoelvloeistof worden opgenomen. De spoelvloeistof stroomt langs de buizen 21 waarin zich verse lucht bevindt .en wisselt daar energie mee uit. Via de uitlaat 38 wordt de oude lucht, welke ontdaan is van ammoniak en warmte en een hoeveelheid vocht heeft opgenomen tenslotte naar buiten gevoerd (zie pijlen 39, 40, 41 en 42).

Figuur 2 toont verder de overloop 43 voor spoelvloeistof in de mestopvangruimte 4 en het rioleringssysteem 44 voor het periodiek verwijderen van de mest en de spoelvloeistof uit de mestopvangruimte.

Figuur 3 toont de luchtverversings- resp. verwar-mingsinrichting van een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding , welke inrichting voorzien is van een warmtewisse laar voor het additioneel uitwisselen van energie tussen de verse lucht en de oude lucht. De verse lucht wordt eerst langs de leidingen 45 van een warmtewisselaar 46 geleid en neemt daar in het geval van warme oude lucht warmte op en staat in het geval van koele oude lucht warmte af. Vervolgens treedt de lucht via een tussenliggende ruimte aan het begin van de buizen 21 naar binnen. De oude lucht stroomt door de leidingen 45 en staat ofwel warmte af of neemt warmte op.

Figuur 4 toont twee tegenover elkaar gelegen standplaatsen 2. De bodem 47 bestaat tenminste gedeeltelijk uit een rooster 34, waar de door het dier geproduceerde mest door valt. Bij voorkeur wordt de gehele vloer gevormd door het rooster en is een gedeelte daarvan bedekt door een mat van een dun materiaal, zoals bijvoorbeeld rubber. De mest 48 komt onder een laag spoelvloeistof 35 terecht in de mestop-vangruimte 4. De mestopvangruimte vertoont een overloop 43 voor spoelvloeistof en een uitlaat 49 naar een centraal rioleringssysteem voor het periodiek afvoeren van de mest en spoelvloeistof. Lucht uit het verblijf stroomt door het rooster 34 de mestopvangruimte 4 in en wordt daar door middel van een sproeier 36 innig in contact gebracht met de spoelvloeistof 35 voor het binden van ammoniak. De lucht stroomt vervolgens langs de buizen 21 waarin zich verse lucht bevindt. Er zal warmteuitwisseling plaats vinden tussen de verse lucht en de spoelvloeistof. Vanzelfsprekend kan ook nog energieuitwisseling plaats vinden tussen de oude lucht en de verse lucht, maar dit zal veel minder efficiënt gebeuren dan de uitwisseling tussen verse lucht en spoelvloeistof. Boven de buizen bevindt zich eveneens een sproeier 50 en daaronder een ruimte 51 voor de opvang van spoelvloeistof, welke ruimte voorzien is van een overloop 52.

Figuur 5 toont op twee niveaus een bovenaanzicht van een deel van het dierenverblijf volgens de uitvinding. Zichtbaar zijn de compartimenten 24 en 25 van de ruimte onder de mestopvangruimte 4. Bovenin de mestopvangruimte 4 bevinden zich leidingen 53 voorzien van sproeiers 36. Bij de pijl 30 treedt de verse lucht uit het compartiment 25 de buizen 21 binnen. Lucht uit de mestopvangruimte 4 stroomt volgens pijl 41 langs de buizen 21. De verse lucht komt bij pijl 39 in de centrale gang 32 van het verblijf terecht. Referentiecijfer 38 geeft de uit laat weer via welke de oude lucht naar buiten gevoerd wordt.

Figuur 6 toont een langsdoorsnede volgens de lijn VI-VI uit figuur 5. Zichtbaar zijn de buizen 21 met daarboven sproeiers 50 en daaronder de ruimte 51 voor het opvangen van spoelvloeistof. Eveneens zichtbaar is de overloop 52 welke is aangesloten op de afvoerleiding 13 voor spoelvloeistof. Op leiding 54 van het rioleringssysteem welke voorzien is van afsluiters 55 komt de uitlaat 49 uit figuur 4' uit. Lucht, welke bij pijlen 30 de buizen 21 wordt ingevoerd, treedt door doorlaat 31 in de centrale gang 32 en stroomt vervolgens over de wanden 33 bij pijlen 39. Via niet zichtbare roosters en doorlaten komt de lucht terecht in de ruimte 22 rondom de buizen 21 en treedt daar in contact met spoelvloeistof uit sproeiers 50. Via ruimte 51 en uitlaat 38 verdwijnt de nagenoeg ammoniak-vrije vochtige lucht in de atmosfeer.

Claims (10)

1. Dierenverblijf voor bijvoorbeeld varkens, omvattende tenminste één standplaats voor de dieren, welke in verbinding staat met tenminste één mestopvangruimte met op de bodem daarvan een laag spoelvloeistof, en middelen voor het innig in contact brengen van de lucht met de spoelvloeistof.

2. Dierenverblijf volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen voor het innig in contact brengen van de lucht met de spoelvloeistof gevormd worden door een sproeiinrichting.

3. Dierenverblijf volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het verblijf voorzien is van middelen voor het af voeren van lucht uit het verblijf en middelen voor het aanvoeren van nieuwe lucht naar het verblijf.

4. Dierenverblijf volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de aanvoermiddelen gevormd worden door een stelsel van buizen en de afvoermiddelen gevormd worden door de ruimte rondom de buizen, welke ruimte in verbinding staat met een afzuiginstallatie.

5. Dierenverblijf volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat in de ruimte rondom de buizen tevens een sproeiinrichting verschaft is.

6. Dierenverblijf volgens conclusie 1-5, met het kenmerk, dat in of nabij het verblijf een spoelvloeistof opslag verschaft is, welke in verbinding staat met de ten opzichte daarvan laag geplaatste sproeiinrichting.

6. Dierenverblijf volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de aan- en afvoermiddelen voorzien zijn van tenminste één warmtewisselaar.

7. Dierenverblijf volgens conclusie 1-6, met het kenmerk, dat het verblijf is voorzien van een luchtvrije zuiveringsopslag voor het door middel van bacteriën anaëroob omzetten van schadelijke stoffen in de gebruikte vloeistof.

8. Dierenverblijf volgens conclusie 1-7, met het kenmerk, dat nabij het verblijf een bezink- respectievelijk beluchtingsbak verschaft is.

9. Dierenverblijf volgens conclusie 1-8, met het kenmerk, dat de spoelvloeistof wordt verkregen door het scheiden van mest in een dikke fractie met een droge stofge-halte van ongeveer 20 % en een dunne fractie met een droge stofgehalte van ongeveer 0,2 %, het vervolgens grondig beluchten van de dunne fractie.

10. Dierenverblijf volgens conclusie 4-9, met het kenmerk, dat de buizen van het buizenstelsel aan hun buitenzijde zijn voorzien van een laag bacteriën en dat de ruimten voor de opslag van spoelvloeistof zijn voorzien van een laag actief slib.