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Anlage zur Behandhmg und Verwertung von Abfallstoffen.
Die organischen Stoffe des städtischen Kehrichts und Abfalles werden, wenn sie aufgehäuft sind, durch die Wirkung stets darin enthaltener Migroorganismen fermentiert und umgewandelt.
Die Fermentierung kann mit oder ohne Beihilfe des Sauerstoffes geschehen. Im ersten Falle hat man die Luftfermentierung, im zweiten die Fäulnisfermentierung. Erstere ist die vom hygienischen und industriellen Standpunkte aus vorteilhafteste, weil sie unter besonderen Bedingungen vor sich geht und mit Hilfe wohl durchdachter Einrichtungen zur biologischen Reinigung der ganzen Abfallmasse führt unter gleichzeitiger Entwicklung von amoniakalischem Stickstoff, der leicht in Salzform gebunden werden kann.
Die Fäuinisfermentierung gibt, obgleich sie störend und für die öffentliche Gesundheit schädlich ist, keinen bindbaren Stickstoff, vielmehr lediglich solchen in freiem Zustande, der industriell nicht verwertet werden kann.
Die den Gegenstand der Erfindung bildende Anlage, welche einen dauernden chemischen, biologischen und zweiphasigen Prozess zu erreichen gestattet, bietet gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Alt den Vorteil, sehr schnell, einfach und ohne Unterbrechung die städtischen Abfallstoffe einer in zwei Phasen vor sich gehenden Fermentierung zu unterwerfen.
Die erste Phase unter dem Einfluss der Luft geht in besonderen Hilfszellen unter der Einwirkung von wärmeliebenden Mikroorganismen vor sich, die imstande sind, die Temperatur der Abfallstoffe in den Zellen auf mehr als 70 zu erhöhen. Während dieses Stadiums wird der Stickstoff der Abfallprodukte in organischen Stickstoff und Amoniak übergeführt. Das zweite Stadium, welches gleichfalls unter der Einwirkung der Luft vor sich geht, wird veranlasst durch andere latent geblieben Bakterien, wie z. B.
Stickstoffbakterien welche die AmoniakverbindungeJ1 in Salpetersäure in derjenigen Masse gleichförmig umwandeln, welche sich unter den Hilfszellen befinden. Hiebei wird die Temperatur wiederum gegebenenfalls bis zur Aussentemperatur verringert.
Die dieses Verfahren ermöglichende Anlage ist als Ausführungsbeispiel für umfangreiche Verwertungszwecke auf der Zeichnung dargestellt. Fig. 1 ist eine Draufsicht und Fig. 2 ein Schnitt.
In Fig. 1 stellt der Teil ì einen wagrechten Schnitt nach Linie A-B der Grundmauern dar, der Teil k einen wagrechten Schnitt nach Linie 0- D der Fig. 2, der Teil ? einen Schnitt nach Linie B-F der Fig. 2, der Teil m einen Schnitt nach Linie Gg der Fig. 2, der Teil n einen Schnitt nach Linie Z-. K der Fig. 2 und der Teil o einen Schnitt durch den Mittelteil des Gebäudes oberhalb des Hofes nach Linie Nô der Fig. 2.
Die Anlage stellt sich dar als ein grosses, durch geeignet angebrachte Säulen a gestütztes Bauwerk.
Dieses Bauwerk, welches quadratische oder eine andere Form haben kann, wird durch einen oder mehrere geräumige Hohlräume gebildet, die ihrerseits eine Art Schuppen b darstellen. Oberhalb desselben ist ein mittleres Stockwerk c aufgesetzt, das sich terrassenförmig darüber erhebt. Die Mauern d des Gebäudeumfanges sind mit Säulen a durchsetzt.
Die vordere und hintere Fassade des Gebäudes sind mit einem Durchgang e versehen, welcher den äusseren Hohlraum mit dem inneren verbindet.
Dieses weite Gebäude trägt mit Hilfe von Pfeilern und Säulen eine Deckenkonstruktion, in deren oberen Teil viele grössere Zellen f und kleinere g ohne Unterboden angeordnet sind. Diese Zellen sind einem grossen Bienenstock vergleichbar, der in horizontaler Lage angeordnet ist und eine Terrasse mit darattfliegendem Schuppen h bildet.
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die an den Ecken durch die Säulen gehalten werden, wobei sich die Zellen nach oben hin noch weiter in vier kleinere Zellen unterteilen. Auf der Decke und in Übereinstimmung mit der Mittelachse jeder kleinen Zelle befindet sich eine Öffnung g, die zur Beschickung mit den Abfallstoffen dient.
Die Wände der Zellen können, insbesondere bei kleineren industriellen Ausführungen, anstatt in einer gewissen Höhe auf-
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zur Einführung der Bakterien enthaltenden Flüssigkeit mit Hilfe einer Spritze in diejenige Zone dienen, wo die Nitrifizierung stattfindet.
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die geneigten Teile des Gerüstes l'unterstÜtzen.
Während letzteres die Masse der Abfallstoffe trägt, bildet es unterhalb einen langen Gang, welcher die leichte Entleerung der fermentierten Abfallstoffe gestattet.
Die inneren, den Hof bildenden Umfangsmauern der Anlage tragen oben einen Gebäudeteil, welcher durch eine untere Kammer u und durch zwei Reihen kleiner Kammern v gebildet wird, d'e ihrerseits zusammen diejenigen Räume darstellen, in-denen die Bindung des durch die Gase der Abfallfermenlierung
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Beispiel durch kleine Kammern v gebildet, die reihenweise miteinander in Verbindung stehen. Sie können aber auch durch geeignete Behälter jeder Form, Wannen, Tonnen, Becken od. dgl., ersetzt werden. Diese kleinen Kammern v sind mit kleinen Veibindungsöffnungen M in den einzelnen Trennwänden x derart versehen, dass die gebildeten Gase einen Zickzackweg beschreiben.
Um Salze oder Farbstoffe, Fällungen und chemische Reaktionsprodukte zu erhalten, sind in diesen kleinen Kammern Aufnahmebehälter y angeordnet, in welche die Reaktionsmittel zur Bindung der ammoniakalischen Stickstoffprodukte gebracht werden.
Diese in geeigneter Weise verteilten Behälter münden in zur Verdampfung und Konzentration dienende Becken, welche an geeigneten O ; ten vorgesehen sind. Sie werden dann indirekt durch die Wärme des Fermentierungsvorganges erhitzt.
Wie oben bereits gesagt, befindet sich unterhalb der kleinen Kammern ein ziemlich niedriger Hohlraum, der als Sammelort für alle in der Anlage erzeugten Gase dient.
Die kleinen Kammern v münden in zwei Zugrohr zur Abführung der Gase und Dämpfe, welche nicht chemisch gebunden werden. Die kleinen Kammern besitzen oben und nahe der Decke Brausen und ein -Rinnensystem zur rationellen Verteilung der Reaktionsflüssigkeiten, die zur Herstellung der
Salze färbender Stoffe dienen.
Die Säulen a, die zur Unterstützung der kleinen Hilfszellen dienen, sind von oben bis unten im
Innern hohl und tragen längs ihrer vier Flächen eine Reihe von kleinen Öffnungen, die mit kleinen wagrechten Kanälen in Verbindung stehen. Oben ist eine kleine mit Deckel versehene Öffnung angebracht, die zu gegebener Zeit die Reinigung der kleinen Kanäle und Hohlräume gestattet. Diese Öffnungen und Kanäle gestatten die Durchlüftung der ganzen Abfallmasse von oben nach unten im Innern und rund um die Wandungen-der grossen und kleinen Zellen. Es wird also die Abfallmasse während der Fermen- tiernngsperiode durch diese Einrichtung viel mehr durchlüftet, als wenn sie der direkten Einwirkung der atmosphärischen Luft ausgesetzt wäre.
Die grossen Zellen f und die kleinen Zellen g oberhalb der ersteren haben keinen Boden, oben sind sie aber bedeckt.
In dieser Decke ist für jede der kleinen Zellen eine Öffnung q vorgesehen mit Deckel, durch welche die Einführung der Abfallstoffe geschieht. Die Wand mgen der grossen und kleinen Zellen sind kanneliert, sie haben also eine Art kleiner Höhlungen, die mit Hilfe der. Löcher und der kleinen Kanäle mit dem inneren Hohlraum der Säulen a und demzufolge mit der am Boden der Säulen eintretenden Aussenluft in Verbindung stehen.
Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende. Die Abfallstoffe werden, nachdem sie von Papier, Stoffstücken, Eisen und Glasteilen usw. mit Hilfe von bekannten Maschinen befreit sind, zu Beginn des Arbeitsganges täglich in den unteren Teil der Anlage, nämlich die grosse Kammer b, in kleinen Schichten von ungefähr 20 cm Dicke eingefüllt. In diesem Anfangsstadium und sobald die Masse eine gewisse Höhe
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gängen s die Abfallstoffe, welche für die Anfangsperiode gedient haben, entleert, bis zu Terrasse A gehoben und mit frischen Abfallprodukten gemischt, um die Fermentierung in den kleinen Zellen g zu beenden.
Nachdem die anfängliche Periode abgelaufen ist, beginnt in der ganzen Anlage die regelmässige und dauernde Arbeit, die dadurch erreicht wird, dass man in den unteren Durchgängen s ebenso viel fermentierte Abfallprodukte abnimmt, als oben bei q für die Fermentierung zugeführt werden.
Die Luft tritt durch die Öffnungen z in den Säulen a ein, dringt durch die kleinen Kanäle nicht nur in das Innere der grossen Masse zur Erzielung der Stickstoffermentierung ein, sondern gelangt al ! ch in
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Plant for the treatment and recycling of waste materials.
The organic matter of the urban refuse and rubbish, when they are piled up, are fermented and converted by the action of the migroorganisms they always contain.
The fermentation can be done with or without the aid of oxygen. In the first case you have the air fermentation, in the second the putrefaction fermentation. The former is the most advantageous from the hygienic and industrial point of view, because it takes place under special conditions and, with the help of well thought-out devices, leads to the biological cleaning of the entire mass of waste with the simultaneous development of ammoniacal nitrogen, which can easily be bound in salt form.
Fäuinis fermentation, although it is disruptive and harmful to public health, does not give bindable nitrogen, but rather only nitrogen in a free state that cannot be used industrially.
The plant forming the subject of the invention, which allows a permanent chemical, biological and two-phase process to be achieved, offers the advantage over the previously known devices of this old, very quickly, easily and without interruption the urban waste materials of a fermentation which takes place in two phases to subjugate.
The first phase under the influence of the air takes place in special auxiliary cells under the action of thermophilic microorganisms, which are able to raise the temperature of the waste materials in the cells to more than 70. During this stage the nitrogen from the waste products is converted to organic nitrogen and ammonia. The second stage, which also takes place under the influence of the air, is caused by other bacteria that have remained latent, such as e.g. B.
Nitrogen bacteria which uniformly convert the ammonia compounds into nitric acid in the same mass that are found under the auxiliary cells. In this case, the temperature is again reduced to the outside temperature if necessary.
The system that enables this process is shown in the drawing as an exemplary embodiment for extensive utilization purposes. Fig. 1 is a plan view and Fig. 2 is a section.
In Fig. 1, part ì represents a horizontal section along line A-B of the foundation walls, part k is a horizontal section along line 0-D in FIG. 2, part? a section along line B-F of FIG. 2, part m a section along line Gg of FIG. 2, part n a section along line Z-. K of FIG. 2 and part o shows a section through the middle part of the building above the courtyard along line Nô in FIG. 2.
The system appears as a large building supported by suitably attached columns a.
This structure, which can be square or some other shape, is formed by one or more spacious cavities, which in turn represent a kind of shed b. Above this is a middle floor c, which rises in a terraced manner above. The walls d of the perimeter of the building are interspersed with columns a.
The front and rear facades of the building are provided with a passage e, which connects the outer cavity with the inner one.
This wide building supports a ceiling construction with the help of pillars and columns, in the upper part of which there are many larger cells f and smaller g without a sub-floor. These cells are comparable to a large beehive, which is arranged in a horizontal position and forms a terrace with a scales h overhead.
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which are held at the corners by the pillars, with the cells dividing further up into four smaller cells. On the ceiling and in line with the central axis of each small cell there is an opening g which is used for loading the waste materials.
The walls of the cells can, especially in the case of smaller industrial designs, instead of being at a certain height.
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serve to introduce the liquid containing bacteria with the aid of a syringe into the zone where nitrification takes place.
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support the inclined parts of the scaffolding.
While the latter carries the bulk of the waste materials, it forms a long passage underneath, which allows the fermented waste materials to be easily emptied.
The inner perimeter walls of the complex, forming the courtyard, support a part of the building at the top, which is formed by a lower chamber u and two rows of small chambers v, which together represent those rooms in which the binding of the waste fermentation gases
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Example formed by small chambers v, which are in series with one another in connection. But they can also be replaced by suitable containers of any shape, tubs, barrels, basins or the like. These small chambers v are provided with small connecting openings M in the individual partition walls x in such a way that the gases formed describe a zigzag path.
In order to obtain salts or dyes, precipitates and chemical reaction products, receptacles y are arranged in these small chambers, into which the reactants for binding the ammoniacal nitrogen products are brought.
These appropriately distributed containers open into tanks serving for evaporation and concentration, which are connected to suitable O; th are provided. They are then heated indirectly by the heat of the fermentation process.
As mentioned above, there is a fairly low cavity underneath the small chambers, which serves as a collection point for all the gases generated in the system.
The small chambers v lead into two draw tubes for the discharge of gases and vapors which are not chemically bound. The small chambers have showers and a gutter system above and near the ceiling for the efficient distribution of the reaction liquids that are used to produce the
Salts of coloring substances are used.
The pillars a, which serve to support the small auxiliary cells, are from top to bottom in the
Hollow inside and along their four faces carry a series of small openings that are connected to small horizontal channels. At the top there is a small opening with a lid, which allows the small channels and cavities to be cleaned in due course. These openings and channels allow the entire mass of waste to be ventilated from top to bottom inside and around the walls of the large and small cells. The waste mass is therefore ventilated much more during the fermentation period through this device than if it were exposed to the direct action of the atmospheric air.
The large cells f and the small cells g above the former have no bottom, but they are covered above.
In this cover there is an opening q with a cover for each of the small cells, through which the waste materials can be introduced. The walls of the large and small cells are fluted, so they have a kind of small cavities which, with the help of the. Holes and the small channels are in communication with the inner cavity of the columns a and consequently with the outside air entering at the bottom of the columns.
The system works as follows. After having been freed of paper, pieces of fabric, iron and glass parts, etc. with the help of known machines, the waste materials are taken to the lower part of the system, namely the large chamber b, in small layers approximately 20 cm thick at the beginning of the work cycle filled. At this initial stage and once the mass has reached a certain level
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The waste materials which served for the initial period are emptied, lifted to terrace A and mixed with fresh waste products to stop the fermentation in the small cells g.
After the initial period has expired, the regular and continuous work begins in the whole plant, which is achieved by taking just as much fermented waste products in the lower passages s as are supplied for fermentation above at q.
The air enters through the openings z in the columns a, penetrates through the small channels not only into the interior of the large mass to achieve nitrogen fermentation, but also reaches al! ch in
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