CH719804A1

CH719804A1 - Method, device and system for the breakdown and biological utilization of poorly soluble phosphorus compounds.

Info

Publication number: CH719804A1
Application number: CH000750/2022A
Authority: CH
Inventors: Matzke Horst
Original assignee: Ag Fuer Abfallverwertung Avag
Priority date: 2022-06-21
Filing date: 2022-06-21
Publication date: 2023-12-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate (34), insbesondere ortho-Phosphate, wie Struvit und ähnliches. Des Weitern betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (3) zur Verwendung in einem System (1) zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate (34). Ferner betrifft die Erfindung ein System (1) zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate (34). Um die Phosphate möglichst schnell und umfassend aufschliessen und biologisch nutzbar machen zu können, ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Phosphate (34) zur Aufschliessung mit zu fermentierendem Grüngut (30) vermengt und im Zuge der Fermentierung in einem Fermenter (5) biologisch nutzbar gemacht werden.The present invention relates to a process for the breakdown and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates (34), in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like. The invention further relates to a device (3) for use in a system (1) for digesting and biologically utilizing precipitated, poorly soluble phosphates (34). The invention further relates to a system (1) for the breakdown and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates (34). In order to be able to break down the phosphates as quickly and comprehensively as possible and make them biologically usable, the invention provides that the phosphates (34) are mixed with green material (30) to be fermented for digestion and made biologically usable in the course of the fermentation in a fermenter (5). .

Description

Technisches GebietTechnical area

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate, insbesondere ortho-Phosphate, wie Struvit und ähnliches. The present invention relates to a process for the digestion and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates, in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Verwendung in einem System zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate, insbesondere ortho-Phosphate, wie Struvit und ähnliches. The invention further relates to a device for use in a system for the digestion and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates, in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like.

[0003] Ferner betrifft die Erfindung ein System zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate, insbesondere ortho-Phosphate, wie Struvit und ähnliches. The invention further relates to a system for the digestion and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates, in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like.

Technischer HintergrundTechnical background

[0004] In Wasserleitungen und in Absetzbecken von Abwasserkläranlagen bilden sich auf natürliche Art und Weise und/oder durch die Zugabe von Fällungsreagenzien, wie z.B. Magnesiumverbindungen zur verstärkten Bildung von Struvit, Eisensulfat usw., Mineralien in Form ausgefällter schwerlöslicher Phosphate, insbesondere ortho-Phosphate, hauptsächlich Struvit und ähnliches. Aufgrund ihres hohen Gehalts an Phosphat und weiteren Nährstoffen, wie Magnesium, Ammonium, usw., haben derartige Mineralien ein hohes Potential als Ersatzdünger. [0004] In water pipes and in settling tanks of sewage treatment plants, minerals in the form of precipitated, poorly soluble phosphates, in particular ortho-phosphates, form naturally and/or through the addition of precipitation reagents, such as magnesium compounds for increased formation of struvite, iron sulfate, etc , mainly struvite and the like. Due to their high content of phosphate and other nutrients such as magnesium, ammonium, etc., such minerals have a high potential as replacement fertilizer.

[0005] Ansätze und mögliche Verfahren zur Nutzung der Mineralien, insbesondere Struvit, als Ersatzdünger, sind aus dem Stand der Technik bekannt. So führte beispielsweise die Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (Eawag) in Dübendorf, Schweiz, Versuche durch, um Struvit aus Urin zu gewinnen. Das daraus gewonnene Struvit (und separat aufkonzentriertes Urin) wurde auf seine Eigenschaften und Eignung als Dünger im Vergleich mit einem kommerziellen Dünger getestet. Dies geschah mittels eines Feldtests. Hierfür wurde Weidelgras in einem Treibhaus angebaut. Das Struvit fungierte dabei als Phosphorlieferant, während das aufkonzentrierte Urin als Stickstofflieferant dienen sollte. Die Düngung der Pflanzen mit diesen beiden alternativen Düngern fand in separaten Töpfen statt. Approaches and possible methods for using minerals, in particular struvite, as replacement fertilizers are known from the prior art. For example, the Federal Institute for Water Supply, Wastewater Treatment and Water Protection (Eawag) in Dübendorf, Switzerland, conducted experiments to obtain struvite from urine. The struvite obtained from this (and separately concentrated urine) was tested for its properties and suitability as a fertilizer in comparison with a commercial fertilizer. This was done using a field test. For this purpose, ryegrass was grown in a greenhouse. The struvite acted as a source of phosphorus, while the concentrated urine served as a source of nitrogen. The plants were fertilized with these two alternative fertilizers in separate pots.

[0006] Das Struvit zeigte dabei ähnliche Ergebnisse wie der kommerziell eingesetzte Dünger. Die Pflanzen nahmen bei Struvit 26% des eingesetzten Phosphors auf, während die Quote beim kommerziellen Dünger bei 28% lag. Aufgrund dieser Ergebnisse geht das Eawag davon aus, dass Struvit eine nützliche Alternative zu kommerziellen Dünger sein kann (s. Etter, B.; Udert, K.M.; Gounden, T.; „VUNA Final Report 2015“, Eawag 2015, Dübendorf, Schweiz). Dieselben Versuche wurden im gleichen Jahr im Zuge eines Projekts an der Universität von KwaZulu-Natal im Rahmen einer Masterthesis durchgeführt (s. Joseph, H.R.; „Develop and describe a suitable logistic collection system for urine harvesting in eThekwin“; University of KwaZulu-Natal; Durban 2015, Südafrika). [0006] The struvite showed similar results to the commercially used fertilizer. The plants absorbed 26% of the phosphorus used with Struvite, while the rate with commercial fertilizer was 28%. Based on these results, Eawag assumes that struvite can be a useful alternative to commercial fertilizers (see Etter, B.; Udert, K.M.; Gounden, T.; “VUNA Final Report 2015”, Eawag 2015, Dübendorf, Switzerland) . The same experiments were carried out in the same year as part of a project at the University of KwaZulu-Natal as part of a master's thesis (see Joseph, H.R.; “Develop and describe a suitable logistic collection system for urine harvesting in eThekwin”; University of KwaZulu-Natal ; Durban 2015, South Africa).

[0007] Eine von der Georg-August-Universität in Göttingen durchgeführte Studie befasste sich mit der Pflanzenverfügbarkeit von Phosphor aus Struvit (s. Römer, Wilhelm; „Vergleichende Untersuchungen zur Pflanzenverfügbarkeit von Phosphat aus verschiedenen P-Recycling-Produkten im Keimpflanzenversuch“; Georg-August-Universität Göttingen, Institut für Agrikulturchemie; Göttingen 2006; Deutschland). Es wurden Tests mit 17 verschiedenen Phosphorrecyclingprodukten und 9 kommerziellen Düngern an 100 Roggenpflanzen im Verlauf von 21 Tagen durchgeführt. Untersucht wurden auch zwei Varianten von Struvit, die von den Wasserwerken Berlin und dem Klärwerk Heilbronn bezogen wurden. [0007] A study carried out by the Georg-August University in Göttingen dealt with the plant availability of phosphorus from struvite (see Römer, Wilhelm; “Comparative studies on the plant availability of phosphate from various P-recycling products in seed plant experiments”; Georg -August University of Göttingen, Institute for Agricultural Chemistry; Göttingen 2006; Germany). Tests were conducted with 17 different phosphorus recycled products and 9 commercial fertilizers on 100 rye plants over the course of 21 days. Two variants of struvite, which were purchased from the Berlin waterworks and the Heilbronn sewage treatment plant, were also examined.

[0008] Im Ergebnis waren Recyclingprodukte mit Magnesiumanteilen besonders pflanzenverfügbar, obwohl deren Wasserlöslichkeit gering ist. Dazu zählt auch Struvit. Zudem wirkt sich ein zusätzlicher Gehalt an Stickstoff im Struvit positiv auf die Pflanzenverfügbarkeit aus. Es wurde auch auf andere Arbeiten hingewiesen, die Düngerversuche mit Struvit an Weidelgras durchgeführt haben und auf vergleichbare Resultate kamen (s. Scherer, H. W.; Werner, W.; „Plant availability of phosphorus, nitrogen and magnesium applied with magnesiumammonium-phosphate (Struvite) derived from animal slurry“; International Water Association; Amsterdam 2002; Niederlande; sowie Johnston, A.E.; Richards, I.R.; „Effectiveness of different precipitated phosphates asphosphorus sources for plants“; Science, British Society of Soil; Wiley, London 2003; Seiten 45-49). [0008] As a result, recycled products containing magnesium were particularly available to plants, even though their water solubility is low. This also includes struvite. In addition, an additional nitrogen content in struvite has a positive effect on plant availability. Reference was also made to other studies that carried out fertilizer trials with struvite on ryegrass and achieved comparable results (see Scherer, H. W.; Werner, W.; “Plant availability of phosphorus, nitrogen and magnesium applied with magnesium ammonium-phosphate (Struvite) derived from animal slurry"; International Water Association; Amsterdam 2002; Netherlands; and Johnston, A.E.; Richards, I.R.; "Effectiveness of different precipitated phosphates as phosphorus sources for plants"; Science, British Society of Soil; Wiley, London 2003; pages 45 -49).

[0009] Eine Studie der Warschauer Universität für Life Sciences geht davon aus, dass ein überwiegender Teil von Versuchen mit Struvit als Ersatzdünger über ein Jahr gingen, wobei die schlechte Wasserlöslichkeit von Struvit suggeriert, dass der grösste Teil des Düngers im Boden zurückbleibt. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass der Einsatz von Struvit im zweiten Anbaujahr bessere Ergebnisse erzielt als im ersten Jahr. Entsprechende Versuche wurden über zwei Jahre mit italienischem Weidelgras durchgeführt. Sowohl Pflanzen als auch Boden wurden anschliessend auf ihren Phosphor- und Stickstoffgehalt untersucht. Ein Vergleich erfolgte mit zwei unterschiedlichen kommerziellen Düngern (s. Szymanska, M.; et al.; „Evaluating the Struvite Recovered from Anaerobic Digestate in a Farm Bio-Refinery as a Slow-Release Fertiliser“ ; Departement of Agricultural Chemistry, Institute of Agriculture, Warschau University of Life Science; Warschau 2020). [0009] A study by the Warsaw University of Life Sciences assumes that the majority of experiments with struvite as a replacement fertilizer lasted over a year, with the poor water solubility of struvite suggesting that most of the fertilizer remains in the soil. It was hypothesized that the use of struvite in the second year of cultivation would achieve better results than in the first year. Corresponding tests were carried out over two years with Italian ryegrass. Both plants and soil were then examined for their phosphorus and nitrogen content. A comparison was made with two different commercial fertilizers (see Szymanska, M.; et al.; “Evaluating the Struvite Recovered from Anaerobic Digestate in a Farm Bio-Refinery as a Slow-Release Fertilizer” ; Department of Agricultural Chemistry, Institute of Agriculture , Warsaw University of Life Science; Warsaw 2020).

[0010] Zusammenfassend wurde das Düngerverhalten von Struvit von verschiedenen Universitäten untersucht. Struvit wurde eine gute Pflanzenverfügbarkeit bescheinigt. Trotz seiner mangelnden Wasserlöslichkeit wurde es im Vergleich mit kommerziell erhältlichen Düngern als umweltfreundlichere Alternative angesehen. Allerdings konnte nicht abschliessend geklärt werden, ob Struvit als Dünger für sämtliche Pflanzenarten in Frage kommt. [0010] In summary, the fertilizer behavior of struvite was investigated by various universities. Struvite has been certified to have good plant availability. Despite its lack of water solubility, it was considered a more environmentally friendly alternative compared to commercially available fertilizers. However, it could not be conclusively clarified whether struvite can be used as a fertilizer for all plant species.

[0011] Des Weiteren wurde gemäss Stand der Technik eine Rückgewinnung von Struvit aus in Vergärungsanlagen anfallenden Gärresten untersucht. Die meisten Studien diesbezüglich befassen sich mit Struvitausfällungen. Beispielsweise befasst sich eine Studie des nationalen Instituts für Tierwissenschaft der Universität Suwon in Korea mit der Rückgewinnung von Struvit aus den flüssigen Gärresten von Schweinemist. Diese Studie fokussierte sich vor allem auf die Optimierung von Betriebsbedingungen für die Ausfällung von Struvit aus Gärresten. So wurden jeweils 1 Liter des Gärrests unter variablen Temperaturen, pH-Werten und Mischgeschwindigkeiten getestet. Mittels chemischen Analysen, allen voran dem XRD (Röntgendiffraktometrie/X-ray diffraction), wurden Struvitmengen nachgewiesen. [0011] Furthermore, according to the state of the art, the recovery of struvite from fermentation residues generated in fermentation plants was investigated. Most studies in this regard deal with struvite precipitation. For example, a study by the National Institute of Animal Science at the University of Suwon in Korea looks at the recovery of struvite from the liquid digestate of pig manure. This study focused primarily on optimizing operating conditions for the precipitation of struvite from digestate. 1 liter of the digestate was tested under variable temperatures, pH values and mixing speeds. Amounts of struvite were detected using chemical analyses, especially XRD (X-ray diffraction).

[0012] Die Studie konnte somit nachweisen, dass vor allem der pH-Wert von grosser Bedeutung für die Entstehung von Struvit ist. Generell stellte sich heraus, dass je höher der pH-Wert, desto geringer die Löslichkeit des Struvits ist (untersucht wurden pH-Werte von 8 bis 12). Entsprechend gelingt auch die Entfernung von Ammonium und Phosphor aus flüssigen Gärresten generell besser, desto höher der pH-Wert ist. Auch der Magnesiumgehalt spielt eine Rolle. Die Studie zeigt, dass ein molares Verhältnis von 1:1 bis 1:1.2 PO4<3->P und Mg<2+>wohl beste Bedingungen für die Formierung von Struvit aus flüssigen Gärresten darstellt (s. Young Lee, E.; et al.; „Struvite Crystallization of Anaerobic Digestive Fluid of Swine Manure Containing Highly Concentrated Nitrogen“; National Institut for animal science, Suwon 2015). [0012] The study was therefore able to demonstrate that the pH value in particular is of great importance for the formation of struvite. In general, it turned out that the higher the pH value, the lower the solubility of the struvite (pH values from 8 to 12 were examined). Accordingly, the higher the pH value, the better the removal of ammonium and phosphorus from liquid fermentation residues. The magnesium content also plays a role. The study shows that a molar ratio of 1:1 to 1:1.2 PO4<3->P and Mg<2+> probably represents the best conditions for the formation of struvite from liquid digestate (see Young Lee, E.; et al.; “Struvite Crystallization of Anaerobic Digestive Fluid of Swine Manure Containing Highly Concentrated Nitrogen”; National Institute for animal science, Suwon 2015).

[0013] Ferner befasste sich eine Literaturrecherche im Stand der Technik mit der allgemeinen Rückgewinnung von Struvit und der Ammoniumentfernung aus Gärresten als zukünftige Recyclingmöglichkeit für Nährstoffe. Im Rahmen dieser Literaturrecherche wurden 30 wissenschaftliche Artikel zu diesem Thema untersucht. Die 30 Artikel umfassten insgesamt 298 Experimente. Als Schlussfolgerung haben der pH-Wert und der Gehalt an Magnesiumionen in flüssigen Gärresten einen hohen Einfluss auf die Ausfällung von Struvit. Der pH-Wert verläuft dabei als Glockenkurve mit einem Maximum bei rund 9.5. Das molare Verhältnis von Mg<2+>zu P04<3->P müsste für optimale Ausfällbedingungen zwischen 1:1 bis 4:1 liegen (s. Lorick, D.; et al.; „Effectiveness of struvite precipitation and ammonia stripping for recovery of phosphorus and nitrogen from anaerobic digestate: a systematic review“; November 2020; URL: https://environmentalevidencejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/sl 3750-020-00211-x#citeas). [0013] Furthermore, a literature search of the prior art dealt with the general recovery of struvite and the removal of ammonium from fermentation residues as a future recycling option for nutrients. As part of this literature search, 30 scientific articles on this topic were examined. The 30 articles included a total of 298 experiments. In conclusion, the pH value and the content of magnesium ions in liquid digestate have a high influence on the precipitation of struvite. The pH value runs as a bell curve with a maximum at around 9.5. The molar ratio of Mg<2+> to P04<3->P would have to be between 1:1 and 4:1 for optimal precipitation conditions (see Lorick, D.; et al.; “Effectiveness of struvite precipitation and ammonia stripping for recovery of phosphorus and nitrogen from anaerobic digestate: a systematic review"; November 2020; URL: https://environmentalevidencejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/sl 3750-020-00211-x#citeas).

[0014] Auf Basis dieser Erkenntnisse hat die französische Firma Veolia Water Technologies ein Verfahren und eine Vorrichtung entwickelt, um gezielt Struvit aus Abwasseranlagen und Biogasanlagen zu fördern. Hierzu wird der pH-Wert des Wassers erhöht und Magnesiumsalze beigegeben. In einem Reaktor, dem sogenannten Turbomix, wird die behandelte Flüssigkeit mittels Lamellen von produzierten Struvitgranulaten getrennt. Der Reaktor ist so konzipiert, dass ein kontinuierlicher Durchfluss gewährleistet ist (s. Veolia Water Technologies. (21. Juli 2021). STRUVIA™ - Sustainable recycling of phosphorus from wastewater; https://www.veoliawatertechnologies.com/sites/g/files/dvc2476/files/documen t/2019/02/3351%2C150354_Mkt_Mun_Brochure_STRUVIA_EN_.pdf). Based on these findings, the French company Veolia Water Technologies has developed a method and a device to specifically promote struvite from wastewater plants and biogas plants. For this purpose, the pH value of the water is increased and magnesium salts are added. In a reactor, the so-called Turbomix, the treated liquid is separated from the produced struvite granules using fins. The reactor is designed to ensure continuous flow (see Veolia Water Technologies. (July 21, 2021). STRUVIA™ - Sustainable recycling of phosphorus from wastewater; https://www.veoliawatertechnologies.com/sites/g/files/dvc2476/files/documen t/2019/02/3351%2C150354_Mkt_Mun_Brochure_STRUVIA_EN_.pdf).

[0015] Im Stand der Technik wurde ebenfalls bereits untersucht, inwiefern Struvit allfällige Auswirkungen auf den Betrieb von Vergärungsanlagen hat. So kann sich Struvit, ähnlich wie in Kläranlagen, auch in Gäranlagen bilden. Eine unkontrollierte Bildung von Struvitkristallen kann im Betrieb von Biogasanlagen zu Beeinträchtigungen führen. Durch Ablagerung der Kristalle kommt es besonders in den Rohrleitungssystemen durch Verengung des Leitungsquerschnittes zu Problemen. Als Folge müssen betroffene Rohrleitungsabschnitte gesäubert oder sogar ausgetauscht werden, wodurch die Anlagenverfügbarkeit eingeschränkt wird und Wartungskosten entstehen (s. Technische Universität Hamburg; Hamburg 29. Januar 2020; „Nährstoffrückgewinnung aus Gärresten der Biogaserzeugung“; https://www.tuhh.de/iue/forschung/projekte/naehrstoffrueckgewinnungbiogas.html# : ~ :text=Struvit%20(MgNH4PO4,Verengung%20des%20Leitungs querschnittes%20zu%20Problemen). [0015] The extent to which struvite has any effects on the operation of fermentation plants has also already been examined in the prior art. Struvite can also form in fermentation plants, similar to sewage treatment plants. The uncontrolled formation of struvite crystals can lead to impairments in the operation of biogas plants. The deposition of the crystals causes problems, particularly in the piping systems, due to the narrowing of the pipe cross-section. As a result, affected pipe sections have to be cleaned or even replaced, which limits system availability and incurs maintenance costs (see Hamburg University of Technology; Hamburg January 29, 2020; “Nutrient recovery from digestate from biogas production”; https://www.tuhh.de/ iue/forschung/projekte/naehrstoffrueckgewinnungbiogas.html# : ~ :text=Struvit%20 (MgNH4PO4, narrowing%20of the%20line cross-section%20to%20problems).

[0016] Auf diese Problematik weist auch das Leibniz Institut für Agrartechnik und Bioökonomie hin, das Biogasausbeute einer Biogasanlage mit starken Schwankungen aufzeigte, die mit Struvitablagerungen in Leitung- und Pumpensystemen erklärt wurden, die zu Leistungsminderungen führten. Es wird auch ein Verfahren beschrieben, um Struvit aus dem Prozess zu entfernen durch gezielte Struvitausfällung (Idler, D. C., & et al.; Schlussbericht - „Biogasgewinnung aus stickstoffreichen nachwachsenden Rohstoffen und landwirtschaftlichen Reststoffen“; Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V.; Potsdam 2017). [0016] The Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy also points out this problem, which showed the biogas yield of a biogas plant with strong fluctuations, which were explained by struvite deposits in pipe and pump systems, which led to reductions in performance. A process is also described for removing struvite from the process through targeted struvite precipitation (Idler, D. C., & et al.; Final report - “Biogas production from nitrogen-rich renewable raw materials and agricultural residues”; Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy e. V .; Potsdam 2017).

[0017] Ob Vorhandensein von Struvit im Zustrom von Biogasanlagen Einfluss auf die Bildung von Struvitablagerungen hat, gilt es abzuklären. In der Chemie gibt es den Begriff des Animpfens bzw. der Kristallisationskeimung. Hierzu wird ein Impfkristall in eine übersättigte Lösung gegeben, wobei sich dann derselbe Stoff aus dem der Impfkristall ist, an diesem Kristall bildet. Es kann also sein, dass durch diesen Effekt zusätzliches Struvit entsteht, welches je nach Grösse zu Problemen in der Biogasanlage führen kann. Es gibt entsprechend Anbieter, die Schutzmittel gegen die Bildung von Struvit verkaufen, um damit im Zusammenhang stehende Probleme zu umgehen, wie beispielsweise das Produkt Rockaway von Schmack-Biogas (s. Schmack Biogas; „Biologischer Service“; 21. Juli 2021; https://www.schmack-biogas.com/de/biologischerservice.html). It needs to be clarified whether the presence of struvite in the inflow from biogas plants has an influence on the formation of struvite deposits. In chemistry there is the term seeding or crystallization nucleation. For this purpose, a seed crystal is placed in a supersaturated solution, whereby the same substance that the seed crystal is made of then forms on this crystal. It is possible that this effect creates additional struvite, which, depending on the size, can lead to problems in the biogas plant. Accordingly, there are providers who sell protective products against the formation of struvite in order to circumvent related problems, such as the product Rockaway from Schmack-Biogas (see Schmack Biogas; “Biological Service”; July 21, 2021; https: //www.schmack-biogas.com/de/biologenservice.html).

[0018] Schliesslich wurde in einer Studie der Universidad de Antioquia in Kolumbien die Qualität von Struvit aus Kläranlagen untersucht. Dazu wurde Gras (Brachiaria brizantha Marandú) während 76 Tagen wachsen gelassen. Nach 15, 32 und 76 Tagen wurde das Gras jeweils geerntet. Als Dünger verwendete man einen kommerziellen Dünger, Struvit aus verschiedenen Quellen (kolumbianische Abwasseranlage und synthetisch hergestellt), Biofeststoffe (getrocknete Gärreste aus Abwasseranlagen) und einen Mix aus Biofeststoffen und Struvit aus einer Struvitausfällung im Verhältnis 90:10 (Gonzales, C., & et al. „The determination of fertiliser quality of the formed struvite from a WWTP“; Water Science & Technologies; Medellin 2021). [0018] Finally, the quality of struvite from sewage treatment plants was examined in a study by the Universidad de Antioquia in Colombia. For this purpose, grass (Brachiaria brizantha Marandú) was allowed to grow for 76 days. The grass was harvested after 15, 32 and 76 days. The fertilizer used was a commercial fertilizer, struvite from various sources (Colombian wastewater plant and synthetically produced), biosolids (dried digestate from wastewater plants) and a mix of biosolids and struvite from a struvite precipitation in a ratio of 90:10 (Gonzales, C., & et al. “The determination of fertilizer quality of the formed struvite from a WWTP”; Water Science &Technologies; Medellin 2021).

[0019] Gemäss der kolumbianischen Studie ist die Schwermetallbelastung von Struvit rund 2 bis 3 Mal niedriger als jene von kommerziell verfügbaren Düngern. Getestet wurde die Nährstoffaufnahme und der Verlust von Nährstoffen durch Wasser (leaching test). Im Gegensatz zur o.g. Studie der Universität von Warschau waren die zweiten Ernten weitaus tiefer über alle Dünger mit besten Resultaten bei kommerziellem Dünger. Ausnahme bildete ein Mix aus Gärresten und Struvit, wobei keine Abnahme von der ersten zur zweiten Ernte zu beobachten war. [0019] According to the Colombian study, the heavy metal contamination of struvite is around 2 to 3 times lower than that of commercially available fertilizers. The nutrient absorption and loss of nutrients through water (leaching test) were tested. In contrast to the above study from the University of Warsaw, the second harvests were much deeper across all fertilizers with best results for commercial fertilizer. The exception was a mix of digestate and struvite, although no decrease was observed from the first to the second harvest.

[0020] Allerdings war die Ernte generell ein wenig geringer bei Biofeststoffen im Gegensatz zu anderen Versuchen. Dies sei einerseits abhängig von der Stickstoffaufnahme der Pflanzen und die Grösse der Struvitkristalle. Je grösser die Oberfläche (je kleiner die Kristalle), desto eher kann das Struvit pflanzenverfügbar gemacht werden. Zwar ist die Stickstoffaufnahme bei ausschliesslicher Behandlungen mit Struvit weitaus tiefer als bei anderen Düngern. Jedoch ist die Phosphoraufnahme bei Struvit weitaus besser als bei anderen Düngern. Dieses Ergebnis deckt sich mit o.g. Erkenntnissen zur Verwendung von Struvit als Phosphordünger. Bezüglich Effizienz (ausgebrachte Menge zu Ertrag) gehören Biofeststoffe und der Mix allerdings zu den schlechtesten der sechs im Rahmen der kolumbianischen Studie untersuchten Dünger, was wohl primär an den Biofeststoffen liegt. [0020] However, the harvest was generally a little lower for biosolids in contrast to other experiments. On the one hand, this depends on the nitrogen uptake of the plants and the size of the struvite crystals. The larger the surface area (the smaller the crystals), the sooner the struvite can be made available to plants. The nitrogen absorption when treated exclusively with struvite is much lower than with other fertilizers. However, the phosphorus absorption with struvite is far better than with other fertilizers. This result is consistent with the above-mentioned findings on the use of struvite as a phosphorus fertilizer. However, in terms of efficiency (amount applied to yield), biosolids and the mix are among the worst of the six fertilizers examined in the Colombian study, which is probably primarily due to the biosolids.

[0021] Zusammenfassend sind den Stand der Technik beschreibende wissenschaftliche Publikationen meist auf die Rückgewinnung von Struvit aus Gärresten und weniger auf die Auflösung des Struvits fokussiert. Vor allem hohe pH-Werte und ein hoher Magnesiumgehalt spielten dort eine Rolle. Eine Ausbringung des Struvits auf Felder zeigte zahlreiche vergleichbare oder bessere Resultate im Vergleich mit anderen kommerziell verfügbaren Düngern. Es gibt verschiedene Publikationen, gemäss denen Struvit als langsam wirkender Phosphordünger einsetzbar ist, möglicherweise mit Gärresten vermischt. Vorteilhaft könnte dabei eine möglichst grosse Oberfläche des Struvits bzw. kleine Struvitkristalle sein. [0021] In summary, scientific publications describing the state of the art are mostly focused on the recovery of struvite from fermentation residues and less on the dissolution of the struvite. Above all, high pH values and a high magnesium content played a role there. Field application of struvite demonstrated numerous comparable or better results compared to other commercially available fertilizers. There are various publications according to which struvite can be used as a slow-acting phosphorus fertilizer, possibly mixed with digestate. It could be advantageous to have the largest possible surface area of the struvite or small struvite crystals.

[0022] Bei aus dem Stand der Technik bekannten Systemen und Verfahren zur Gewinnung und Verwertung von Struvit ist also zum einen von Nachteil, dass Struvit, stellvertretend für ortho-Phosphate, sich in Form von kristallinen Ablagerungen in technischen Anlagen negativ auf deren Funktionstüchtigkeit auswirkt. Zum anderen ist von Nachteil, dass gewonnenes Struvit nur relativ langsam bioverfügbar und daher für ein Verwendung als Dünger, möglicherweise sogar als Ersatz für Mineraldünger, eher weniger geeignet ist. [0022] In systems and methods known from the prior art for the extraction and utilization of struvite, one disadvantage is that struvite, representative of ortho-phosphates, has a negative effect on their functionality in the form of crystalline deposits in technical systems. Another disadvantage is that struvite obtained is bioavailable only relatively slowly and is therefore less suitable for use as fertilizer, possibly even as a replacement for mineral fertilizer.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

[0023] In Anbetracht der oben genannten Nachteile bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist es eine Aufgabe vorliegender Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen oder wenigstens zu mindern. Dabei ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine möglichst schnelle und umfassende Bioverfügbarkeit ausgefällter schwerlöslicher Phosphate, insbesondere ortho-Phosphate, wie Struvit und ähnlichem, zu ermöglichen. In view of the above-mentioned disadvantages of methods known from the prior art, it is an object of the present invention to eliminate or at least reduce these disadvantages. It is an aim of the present invention to enable the fastest and most comprehensive bioavailability of precipitated, poorly soluble phosphates, in particular ortho-phosphates such as struvite and the like.

[0024] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 und durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. This object is achieved by a method with the features of claim 1, a device with the features of claim 14 and by a system with the features of claim 15.

[0025] Insbesondere werden die Aufgaben beim erfindungsgemässen Verfahren zumindest teilweise dadurch gelöst, dass die Phosphate zur Aufschliessung mit zu fermentierendem Grüngut vermengt und im Zuge der Fermentierung in einem Fermenter biologisch nutzbar gemacht werden. In particular, the tasks in the method according to the invention are at least partially solved by mixing the phosphates with green material to be fermented for digestion and making them biologically usable in the course of fermentation in a fermenter.

[0026] Mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Aufgabe zumindest teilweise dadurch gelöst, dass die Vorrichtung zur Vermengung der Phosphate mit zu fermentierendem Grüngut ausgestaltet ist. With a device according to the invention, the object is at least partially solved in that the device is designed to mix the phosphates with green material to be fermented.

[0027] Mit einem erfindungsgemässen System wird die Aufgabe zumindest teilweise dadurch gelöst, dass das System wenigstens eine erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst und/oder zur Ausführung eines erfindungsgemässen Verfahrens ausgestaltet ist. With a system according to the invention, the object is at least partially solved in that the system comprises at least one device according to the invention and/or is designed to carry out a method according to the invention.

[0028] Die erfindungsgemässe Lösung hat den Vorteil, dass den Phosphaten enthaltender Stickstoff und Phosphor sowie etwaige sonstige Mineralien und Spurenelemente im Zuge der Fermentation gemeinsam mit dem Grüngut zur Aufnahme von Pflanzen verfügbar gemacht werden. Somit entfällt die aus dem Stand der Technik bekannte Zersetzungszeit von direkt als Dünger ausgebrachten Phosphaten, insbesondere Struvit. Die Phosphate werden in relativ kurzer Zeit ohne zusätzlichen energetischen Verfahrensaufwand auf überraschend einfachem Wege schnell und umfassend bioverfügbar gemacht. The solution according to the invention has the advantage that nitrogen and phosphorus containing the phosphates as well as any other minerals and trace elements are made available to plants in the course of fermentation together with the green waste. This eliminates the decomposition time known from the prior art for phosphates applied directly as fertilizer, in particular struvite. The phosphates are made quickly and comprehensively bioavailable in a surprisingly simple manner in a relatively short period of time without any additional energy expenditure.

[0029] Die erfindungsgemässe Lösung kann durch folgende weitere, jeweils für sich vorteilhafte Ausführungsformen beliebig ergänzt und verbessert werden, wobei ein Fachmann von sich aus und ohne Weiteres klar und eindeutig erkennt, dass Verfahrensschritte eines erfindungsgemässen Verfahrens analog zu ihren jeweiligen Funktionen Merkmale einer erfindungsgemässen Vorrichtung sowie eines erfindungsgemässen Systems nebst davon umfasster Anlagen, Vorrichtungen, Einrichtungen sowie derer Einheiten, Körper und Elementen darstellen können und umgekehrt: Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die eine zugegebene Menge an Phosphaten in Abhängigkeit von einer Zusammensetzung der Phosphate, insbesondere deren Phosphorgehalte, bestimmt wird. Aus einer beliebigen Quelle oder einem Lager kontinuierlich oder portionsweise entnommener Phosphor kann in jeweils nützlichen oder erforderlichen Zeitabständen auf seine Zusammensetzung untersucht werden. Aus der jeweiligen Zusammensetzung kann auf eine optimale Zugabemenge geschlossen werden, damit während der Fermentation möglichst sämtliche Phosphate in relativ kurzer Zeit ohne zusätzlichen energetischen Verfahrensaufwand schnell und umfassend bioverfügbar gemacht werden. Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Phosphate beim Zerkleinern des Grünguts zudosiert werden. Die Zudosierung beim Zerkleinern hat den Vorteil, dass gleichzeitig eine Vermengung der Phosphate und des Grünguts stattfindet. Beim Zerkleinern des Grünguts auftretende Kräfte und mechanische Einwirkungen können zudem dabei helfen, Struvitkristalle mit zu zerkleinern, womit sich deren Oberfläche vergrössert, was wiederum dabei hilft, die Aufschliessung und biologische Nutzbarmachung der Phosphate zu beschleunigen.The solution according to the invention can be supplemented and improved as desired by the following further, each advantageous embodiments, whereby a person skilled in the art clearly and unambiguously recognizes on his own initiative and without further ado that the method steps of a method according to the invention are features of a device according to the invention analogous to their respective functions as well as a system according to the invention together with the systems, devices, facilities and their units, bodies and elements included therein and vice versa: According to a further embodiment according to the invention it is provided that the added amount of phosphates depends on a composition of the phosphates, in particular their phosphorus contents , is determined. Phosphorus withdrawn continuously or in portions from any source or store may be analyzed for composition at any convenient or necessary interval. The respective composition can be used to determine an optimal amount to be added so that during fermentation, as many phosphates as possible can be made quickly and comprehensively bioavailable in a relatively short time without additional energy expenditure. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that the phosphates are metered in when the green material is shredded. The advantage of adding the material during shredding is that the phosphates and green waste are mixed at the same time. The forces and mechanical effects that occur when shredding the green material can also help to shred struvite crystals, thereby increasing their surface area, which in turn helps to accelerate the breakdown and biological utilization of the phosphates.

[0030] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Phosphate in einer Wintersilage und/oder durch direktes Einbringen in den Fermenter mitfermentiert werden. Beispielsweise können bei einer länger dauernden Wintersilage, die sich beispielsweise von November bis April , also die gesamten Wintermonate, hinziehen kann, Phosphate direkt in einen jeweiligen Fermenter je nach Bedarf zum Grüngut vor und/oder während der Fermentation hinzugegeben werden. Beispielsweise kann die Hinzugabe infolge von Umschichtungsprozessen oder ähnlichem erfolgen. Somit kann gewährleistet werden, dass sich stets ein gewisser Phosphatanteil zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung im Fermentationsprozess befindet. According to a further embodiment of the invention, it is provided that the phosphates are co-fermented in a winter silage and/or by being introduced directly into the fermenter. For example, in the case of a longer winter silage, which can last from November to April, i.e. the entire winter months, phosphates can be added directly to the green waste in a respective fermenter as required before and/or during fermentation. For example, the addition can take place as a result of redeployment processes or the like. This ensures that there is always a certain amount of phosphate in the fermentation process for digestion and biological utilization.

[0031] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Fermentierungsphase, während der Phosphate und Grüngut im Fermenter verweilen, mindestens 2 bis 4, vorzugsweise mindestens 2.5 bis 3.5, höchst vorzugsweise ca. mindestens 3 Wochen lang dauert. Derartige Verweildauern haben sich als besonders geeignet zur möglichst umfassenden Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung eines möglichst hohen Anteils der Phosphate im Verhältnis zu vertretbaren Anlagenauslastungen herausgestellt. Dies hilft dabei, einen kontinuierlichen Prozess zur biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwer löslicher Phosphate bereitzustellen. Zudem kann eine ausreichende Hygienisierung des Grüngutes bzw. daraus gewonnenen Gärgutes sichergestellt werden. Längere Verweildauern von beispielsweise 6 bis 8 Wochen oder noch länger sind durchaus möglich. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that a fermentation phase, during which phosphates and green waste remain in the fermenter, lasts at least 2 to 4, preferably at least 2.5 to 3.5, most preferably approximately at least 3 weeks. Such residence times have proven to be particularly suitable for the most comprehensive digestion and biological utilization of as high a proportion of the phosphates as possible in relation to acceptable plant utilization. This helps to provide a continuous process for the biological utilization of precipitated poorly soluble phosphates. In addition, sufficient hygienization of the green waste or the fermentation material obtained from it can be ensured. Longer stays of, for example, 6 to 8 weeks or even longer are certainly possible.

[0032] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fermentierung im Wesentlichen bei einer Temperatur von 40 bis 60, vorzugsweise 50 bis 55, höchst vorzugsweise 53°C, thermophil durchgeführt wird. Bei derartigen Temperaturen, insbesondere 53°C ± 2°C, kann eine möglichst homogene Fermentation des Grünguts bei gleichzeitiger Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung der Phosphate erreicht werden. Zudem helfen die angegebenen Temperaturen als verfahrensbestimmender Parameter bei der Optimierung der Verweildauer des Gemisches von Grüngut und Phosphaten im Fermenter. Vorzugsweise wird der Fermenter im Batch-Betrieb geführt. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that the fermentation is carried out in a thermophilic manner essentially at a temperature of 40 to 60, preferably 50 to 55, most preferably 53 ° C. At such temperatures, in particular 53°C ± 2°C, the fermentation of the green waste can be as homogeneous as possible while at the same time breaking down and making the phosphates biologically usable. In addition, the specified temperatures, as process-determining parameters, help to optimize the residence time of the mixture of green waste and phosphates in the fermenter. The fermenter is preferably operated in batch operation.

[0033] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass fermentiertes Phosphat und Grüngut dem Fermenter gemeinsam als Gärgut entnommen und anschliessend 2 bis 4, vorzugsweise 2.5 bis 3.5, höchst vorzugsweise ca. 3 Monate lang nachgereift werden. Für Kompost in Landwirtschaftsqualität kann besagte ca. 3 Monate, für Gartenbauqualität vorzugsweise 9 bis 12 Monate lang nachgereift werden. Bei der Nachreifung kann im Gärgut verbliebenes noch als Grüngut vorliegendes Material weiter verrottet und möglicherweise verbleibendes Phosphat aufgeschlossen und biologisch nutzbar gemacht werden. Somit hilft die Nachreifung dabei, aus dem Gärgut letztendlich Kompost zu gewinnen, der als Dünger direkt ausbringbar ist. Zudem kann das Gärgut bei der Nachreifung entwässert werden. According to a further embodiment of the invention, it is provided that fermented phosphate and green waste are removed from the fermenter together as fermentation material and then ripened for 2 to 4, preferably 2.5 to 3.5, most preferably about 3 months. For agricultural quality compost, this can be matured for around 3 months, for horticultural quality it can preferably be aged for 9 to 12 months. During ripening, any material remaining in the fermentation material that is still present as green waste can continue to rot and any remaining phosphate can be broken down and made biologically usable. The subsequent ripening thus helps to ultimately produce compost from the fermented material, which can be used directly as fertilizer. In addition, the fermentation material can be dewatered during ripening.

[0034] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Nachreifung überwiegend unter anaeroben Bedingungen bzw. ohne Frischluftzufuhr stattfindet. Durch die Vermeidung oder sogar den Ausschluss einer Frischluftzufuhr kann eine anaerobe Zersetzung im Gärgut verbleibenden Grünguts zusammen mit eventuell verbleibenden Phosphat stattfinden. In Rotten aufgeschichtetes und gelagertes Gärgut kann sich selbst entwässern bzw. abtrocknen, u.a. indem durch Selbsterwärmung überschüssiges Wasser aus dem Rottenkörper entweicht. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that the secondary ripening takes place predominantly under anaerobic conditions or without a supply of fresh air. By avoiding or even excluding a supply of fresh air, anaerobic decomposition of the green waste remaining in the digestate can take place together with any remaining phosphate. Fermentation material piled up and stored in rotten can dewater or dry itself, among other things by excess water escaping from the rotary body through self-heating.

[0035] Gleichzeitig kann das Rottenmaterial eine sehr gute Verpilzung bzw. biologische Aktivität aufweisen, was zu einer sogenannten mikrobiellen Carbonisierung führt. So zeigten Untersuchungen, dass aufgeschichtetes Rottenmaterial bis zu einer Schütthohe von 3.5 m auch unter anaeroben Rahmenbedingungen eine sehr gute Verpilzung und mikrobiologische Aktivität aufweist. Beispielsweise kann das zu Rotten aufgeschüttete Gärgut in Zelten oder zumindest unter Zeltdächern gelagert werden. In die Zelte können Lüftungsöffnungen eingebracht sein, die dabei helfen, aus dem Gärgut entweichenden Wasserdampf in die Umgebung zu entlassen und somit eine Trocknung des Gärgut voranzutreiben. At the same time, the rotting material can have very good fungal growth or biological activity, which leads to what is known as microbial carbonization. Studies have shown that stacked rotting material up to a filling height of 3.5 m has very good fungal growth and microbiological activity, even under anaerobic conditions. For example, the fermentation material piled up in piles can be stored in tents or at least under tent roofs. Ventilation openings can be installed in the tents, which help to release water vapor escaping from the fermented material into the environment and thus promote drying of the fermented material.

[0036] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gärgut nach der Nachreifung in einen grobkörnigen Anteil und einen feinkörnigen Anteil getrennt und zumindest der feinkörnige Anteil weiter reifen gelassen wird. Der grobkörnige Anteil kann beispielsweise ohne weitere Reifung direkt als Landwirtschaftsdünger bzw. -kompost auf Feldern eingesetzt werden. Hingegen kann der feinkörnige Anteil nach der weiteren Reifung als Qualitätskompost im Gartenbau sowie in Gewächshäusern eingesetzt werden. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that after ripening the fermented material is separated into a coarse-grained portion and a fine-grained portion and at least the fine-grained portion is allowed to ripen further. The coarse-grained portion can, for example, be used directly as agricultural fertilizer or compost in fields without further ripening. On the other hand, after further ripening, the fine-grained portion can be used as quality compost in horticulture and greenhouses.

[0037] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gärgut vor und/oder bei der Nachreifung und/oder weiteren Reifung entwässert wird. Die Entwässerung hilft bei der Gewichtsreduzierung und Kompostierung des Gärguts. Während der Entwässerung kann Perkolat zum Animpfen des Grünguts und/oder der Rotte des Gärguts gewonnen werden. Bei der Entwässerung der Rotten anfallende humus- und nährstoffreiche Flüssigkeiten werden gesammelt und via Perkolatbehälter dem Fermentationsprozess wieder zugeführt. Im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wird der wenigstens eine Fermenter erfindungsgemäss nicht mit einem steten Wasserüberschuss, sondern mit bedarfsgerechter leichter Zufuhr von Flüssigkeit bzw. Perkolat gefahren. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that the fermentation material is dewatered before and/or during subsequent ripening and/or further ripening. Drainage helps in weight reduction and composting of the digestate. During dewatering, percolate can be obtained to inoculate the green waste and/or the rotting of the digestate. Humus and nutrient-rich liquids resulting from the dewatering of the rotts are collected and fed back into the fermentation process via percolate containers. In contrast to methods known from the prior art, according to the invention the at least one fermenter is not operated with a constant excess of water, but rather with a light supply of liquid or percolate as required.

[0038] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Gärgut bzw. zumindest der feinkörnige Anteil davon, mindestens 6 bis 15, vorzugsweise mindestens 8 bis 13, höchst vorzugsweise mindestens 9 bis 12 Monate lang weiter reifen gelassen wird. Durch die weitere Reifung kann zum einen jegliches noch als Grüngut vorliegendes Material weiter verrottet und möglicherweise verbleibendes Phosphat aufgeschlossen und biologisch nutzbar gemacht werden. Zum anderen kann ein gewünschter Feuchtegrad des feinkörnigen Anteils erzielt werden. Somit lässt sich höchsten Qualitätsanforderungen genügende Komposterde mit relativ hohem Nährstoffanteil bereitstellen. Die weitere Nachreifezeit richtet sich nach jeweils vorliegendem Material. Längere weitere Nachreifezeiten sind möglich. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that the fermentation material or at least the fine-grained portion thereof is allowed to continue to mature for at least 6 to 15, preferably at least 8 to 13, most preferably at least 9 to 12 months. As a result of further maturation, any material that is still present as green waste can continue to rot and any remaining phosphate can be broken down and made biologically usable. On the other hand, a desired moisture level of the fine-grained portion can be achieved. This means that compost soil that meets the highest quality requirements and has a relatively high nutrient content can be provided. The further ripening time depends on the material available. Longer additional ripening times are possible.

[0039] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest der feinkörnige Anteil zum Abschluss der weiteren Reifung ca. während der letzten vier Wochen mindestens 1 mal pro Woche umgesetzt, durchmengt und/oder umgeschichtet wird. Mit anderen Worten wird die Umsetzung, Durchmengung und/oder Umschichtung zum Abschluss der Rottenphase zu einer danach aeroben Reifung/Kompostierung vorgenommen. Durch die Umsetzung, Durchmengung und/oder Umschichtung, beispielsweise in Wochenschritten, lässt sich ein System mit entsprechenden Anlagen zur weiteren Reifung auf effiziente Art und Weise betreiben und administrieren. So kann zum Beispiel zum Ende einer weiteren Reifezeit von ca. 9 Monaten das entsprechende Gärgut als Rotte während der letzten vier Wochen viermal von einem vorherigen in einen nächsten Behälter umgesetzt werden. Während der Verweilzeit des Gärguts hingegen soll das Phosphat möglichst mit Hilfe von jeweiliger Mikrobiologie und/oder Pilze aufgeschlossen und durch die Aufschliessung gewonnenen Nährstoffe im Rottenkörper verteilt werden. Bei jeder Umsetzung findet eine Durchmengung und/oder Umschichtung des Gärguts statt. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that at least the fine-grained portion is reacted, mixed and/or rearranged at least once a week during the last four weeks to complete the further ripening. In other words, the conversion, mixing and/or rearrangement is carried out at the end of the rotting phase for subsequent aerobic ripening/composting. By implementing, mixing and/or rearranging, for example in weekly steps, a system with appropriate facilities for further ripening can be operated and administered in an efficient manner. For example, at the end of a further maturation period of approx. 9 months, the corresponding fermentation material can be moved from a previous container to a next container four times during the last four weeks. During the residence time of the digestate, however, the phosphate should, if possible, be broken down with the help of relevant microbiology and/or fungi and the nutrients obtained through the digestion should be distributed throughout the rotting body. With each implementation, the fermentation material is mixed and/or rearranged.

[0040] Alternativ oder zusätzlich kann eine Durchmengung und/oder Umschichtung bei Bedarf durchgeführt werden. Durchmengungen und/oder Umschichtungen helfen generell bei der Homogenisierung und Trocknung des Gärguts in der Nachrotte. Dies hilft weiter dabei, einen kontinuierlichen Prozess zur biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwer löslicher Phosphate bereitzustellen. Nach besagter weiterer Reifezeit kann das Gärgut dann nochmals ca. 1 bis 2 Monate lang unter Belüftung aerobisiert werden, um unmittelbar verwendungsfähigen Gartenbaukompost zu erhalten. Alternatively or additionally, mixing and/or rearranging can be carried out if necessary. Mixing and/or rearranging generally helps with the homogenization and drying of the digestate during post-rotting. This further helps to provide a continuous process for the biological utilization of precipitated poorly soluble phosphates. After the further ripening period, the fermented material can then be aerobized again for approx. 1 to 2 months under ventilation in order to obtain horticultural compost that can be used immediately.

[0041] Gemäss einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der grobkörnige Anteil auf ca. 25 mm und der feinkörnige Anteil auf ca. 10 mm abgesiebt werden. Absiebungen auf ca. 25 mm sind insbesondere für landwirtschaftlich eingesetzten Dünger bzw. Kompost geeignet, wo relativ grobe Partikelgrössen problemlos einsetzt- und verarbeitbar sind. Absiebungen auf 10 mm hingegen sind eher für Qualitätskompost geeignet, der in Gärten und/oder Gewächshäusern eingesetzt wird, wo entsprechend geringere Partikelgrössen notwendig und von Vorteil sind. Somit lässt sich erfindungsgemäss vielseitig einsetzbare Komposterde mit relativ hohem Nährstoffanteil bereitstellen, die jeweiligen Qualitätsanforderungen genügt und stets einen relativ hohen Nährstoffanteil aufweist, bei dem sich jegliche weitere Düngerzugabe erübrigt. According to a further embodiment according to the invention, it is provided that the coarse-grained portion is screened to approximately 25 mm and the fine-grained portion to approximately 10 mm. Screening to approx. 25 mm is particularly suitable for agricultural fertilizer or compost, where relatively coarse particle sizes can be used and processed without any problems. Screening to 10 mm, on the other hand, is more suitable for quality compost that is used in gardens and/or greenhouses, where smaller particle sizes are necessary and advantageous. Thus, according to the invention, versatile compost soil with a relatively high nutrient content can be provided, which meets the respective quality requirements and always has a relatively high nutrient content, making any further addition of fertilizer unnecessary.

Kurze Erläuterung zu den FigurenShort explanation of the characters

[0042] Zum besseren Verständnis vorliegender Erfindung wird nachfolgend auf hier beigefügte Zeichnung Bezug genommen. Diese zeigt lediglich mögliche Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, wobei dessen Merkmale, wie oben beschrieben ist, entsprechend jeweiliger Anforderungen beliebig miteinander kombiniert oder weggelassen werden können. Fig. 1 zeigt ein Prozessschema eines erfindungsgemässen Verfahrens und Systems samt Vorrichtung zur Aufschliessung und biologischen Nutzbarmachung ausgefällter schwerlöslicher Phosphate.For a better understanding of the present invention, reference is made below to the drawing attached here. This only shows possible exemplary embodiments of the subject matter of the invention, the features of which, as described above, can be combined with one another or omitted as desired depending on the respective requirements. Fig. 1 shows a process diagram of a method and system according to the invention, including a device for the digestion and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays of carrying out the invention

[0043] Fig. 1 zeigt ein Prozessschema eines erfindungsgemässen Verfahrens und Systems 1, mit einer Anlieferungseinrichtung 2, einer erfindungsgemässen Vorrichtung 3 in Form eines Zerkleinerers bzw. eines Schredders, einer Phosphatquelle 4, einer Vergärungsanlage umfassend wenigstens einen Fermenter 5, einer Kompostieranlage 6, einer Nachkompostieranlage 7 und einer Verbrennungsanlage 8 sowie diese miteinander verbindenden Transporteinrichtungen 9. Das System 1 dient zur Erzeugung von einerseits Landwirtschaftskompost 10 und Qualitätskompost 11 unter Abtrennung von Entsorgungsmaterial 12 und/oder Wiederverwertungsmaterial 13 und andererseits elektrischem Strom 14, Prozessdampf 15 und/oder Fernwärme 16 sowie als zusätzliches Zwischen- und/oder Endprodukt Biokraftstoff 17, insbesondere Biogas, möglicherweise unter Einsatz eines Perkolats 18 und optional eines Silos 19, aus einem angeliefertem Gemisch 20, das durch Behandlung in Anlieferungseinrichtung 2, Vorrichtung 3, Fermenter 5 sowie Kompostieranlage 6 und/oder Nachkompostieranlage 7 sowie Verarbeitungsstationen A bis F des Systems 1 Gemischzustände 21 bis 26 durchlaufen kann. 1 shows a process diagram of a method and system 1 according to the invention, with a delivery device 2, a device 3 according to the invention in the form of a shredder or a shredder, a phosphate source 4, a fermentation plant comprising at least one fermenter 5, a composting plant 6, a post-composting plant 7 and an incineration plant 8 as well as transport devices 9 connecting these with one another. The system 1 is used to produce, on the one hand, agricultural compost 10 and quality compost 11 with the separation of disposal material 12 and/or recycling material 13 and, on the other hand, electrical power 14, process steam 15 and/or district heating 16 and as an additional intermediate and/or end product biofuel 17, in particular biogas, possibly using a percolate 18 and optionally a silo 19, from a delivered mixture 20, which is processed by treatment in the delivery device 2, device 3, fermenter 5 and composting system 6 and/or or post-composting plant 7 and processing stations A to F of the system 1 can pass through mixture states 21 to 26.

[0044] Das Gemisch 20 enthält Grüngut 30, das durch Behandlung in Anlieferungseinrichtung 2 und Vorrichtung 3 sowie Verarbeitungsstationen A bis F Grüngutzustände 31 bis 33 durchläuft und dabei mit Phosphat 34, insbesondere ortho-Phosphat, wie Struvit und ähnlichem, vermengt wird, um dieses im Verlaufe einer Fermentation des Grüngutes 30 und nachgelagerter Prozessschritte aufzuschliessen und somit biologisch nutzbar zu machen. Nach Fermentation des Grünguts 30 in der Vergärungsanlage bzw. dem wenigstens einen Fermenter 5 liegen neben dem Biokraftstoff 17 aus dem Grüngut 30 gewonnene Gärreste 40 vor, die in der Kompostieranlage 6 und/oder der Nachkompostieranlage 7 zu Kompost, beispielsweise in Form von Landwirtschaftskompost 10 und/oder Qualitätskompost 11 verarbeitet werden. Das Gemisch 20 kann je nach Gemischzustand 21 bis 26 eine Reihe von Störstoffen 50 unterschiedlicher Formen, Grössen und Zustände, wie bspw. Plastikfolien, -flaschen sowie Fraktionen davon, und Steine 60 beinhalten, die ebenfalls als Störstoff 50 zu betrachten sind, aber kaum Zustandswechsel unterlaufen. Der Einfachheit halber sind insbesondere vorherrschende und/oder im jeweiligen Gemischzustand 21 bis 26 vordringlich in jeweiligen Stufen der Verarbeitung möglicherweise vorhandene Störstoffe 50 dargestellt. The mixture 20 contains green material 30, which passes through green material states 31 to 33 through treatment in delivery device 2 and device 3 as well as processing stations A to F and is mixed with phosphate 34, in particular ortho-phosphate, such as struvite and the like, in order to produce this in the course of a fermentation of the green material 30 and subsequent process steps and thus make it biologically usable. After fermentation of the green waste 30 in the fermentation plant or the at least one fermenter 5, in addition to the biofuel 17, fermentation residues 40 obtained from the green waste 30 are present, which are converted into compost in the composting plant 6 and/or the post-composting plant 7, for example in the form of agricultural compost 10 and /or quality compost 11 are processed. Depending on the state of the mixture 21 to 26, the mixture 20 can contain a number of impurities 50 of different shapes, sizes and states, such as plastic films, bottles and fractions thereof, and stones 60, which are also to be considered as impurities 50, but hardly any change of state undermined. For the sake of simplicity, contaminants 50 that are particularly prevalent and/or may be present in the respective mixture state 21 to 26 are shown primarily in the respective stages of processing.

[0045] Direkt nach und/oder bei Anlieferung können in der Anlieferungsanlage 2 erste Störstoffe 50 vom angelieferten Gemisch 20 maschinell und/oder manuell abgetrennt werden, und zwar insbesondere Altholz 70, das in relativ grossen Stücken vorliegt und einfach aussortiert werden kann. Das Gemisch 20 enthält des Weiteren das Grüngut 30, die Störstoffe 50, bei denen es sich insbesondere um Kunststoffteile, wie beispielsweise Plastiktüten, Verpackungsfolien, Kunststoffbehälter, Plastikflaschen, Setzlingstöpfe, etc. handeln kann, und Restholz 80, das beispielsweise in Form von Ästen, Stöcken und dergleichen vorliegt. Immediately after and/or upon delivery, first contaminants 50 can be separated mechanically and/or manually from the delivered mixture 20 in the delivery system 2, in particular waste wood 70, which is present in relatively large pieces and can be easily sorted out. The mixture 20 also contains the green waste 30, the impurities 50, which can in particular be plastic parts, such as plastic bags, packaging films, plastic containers, plastic bottles, seedling pots, etc., and residual wood 80, which can be in the form of branches, for example. Sticks and the like are present.

[0046] Im Anschluss an die Anlieferung durchläuft das Gemisch 20 die erste Verarbeitungsstation A, in der beispielsweise Störstoffe 50 in Form von Kunststoffen maschinell und/oder manuell grob abgetrennt werden. Nach der Verarbeitungsstation A liegt das Gemisch 20 in einem ersten Gemischzustand 21 vor, in dem das Grüngut 30 sowie das Restholz weiterhin relativ intakt sind. In der ersten Verarbeitungsstation A aussortierte Störstoffe können als Entsorgungsmaterial 12 entsorgt und/oder als Wiederverwertungsmaterial 13 wiederverwertet werden. Das Grüngut 30 liegt in der Regel im ersten Grüngutzustand 31 in Brocken und Teilen bis hin zu einer mittleren Grösse vor. Following delivery, the mixture 20 passes through the first processing station A, in which, for example, impurities 50 in the form of plastics are roughly separated mechanically and/or manually. After the processing station A, the mixture 20 is in a first mixture state 21, in which the green material 30 and the residual wood are still relatively intact. Contaminants sorted out in the first processing station A can be disposed of as disposal material 12 and/or reused as recycling material 13. The green material 30 is usually in the first green material state 31 in chunks and parts up to a medium size.

[0047] Nach der ersten Verarbeitungsstation A kann das Gemisch 20 im Gemischzustand 21 die zweite Verarbeitungsstation B durchlaufen, bei der es sich beispielsweise um eine Station zur manuellen Entfernung von Störstofffraktionen 50, in Form von Restholz 80 handelt, das zusammen mit Altholz 70 gesammelt werden kann, um dann beispielsweise der Verbrennungsanlage 8 zugeführt zu werden. Das Grüngut 30 liegt in der Regel weiterhin im ersten Grüngutzustand 31 in Brocken und Teilen bis hin zu einer mittleren Grösse vor. After the first processing station A, the mixture 20 in the mixture state 21 can pass through the second processing station B, which is, for example, a station for the manual removal of contaminant fractions 50, in the form of residual wood 80, which is collected together with waste wood 70 can then be fed to the incineration plant 8, for example. The green material 30 is usually still in the first green material state 31 in chunks and parts up to a medium size.

[0048] Nach der zweiten Verarbeitungsstation B enthält das Gemisch 20 im Gemischzustand 22 weiterhin das Grüngut 30 und etwaige Störstofffraktionen, auf die hier nicht weiter im Detail eingegangen wird. In der Vorrichtung 3, beispielsweise in Form eines Schredders, wird das Gemisch 20 zerkleinert und liegt danach im dritten Gemischzustand 23 vor, in dem das Grüngut 30 den überwiegend aus mittelgrossen Anteilen bestehenden zweiten Grüngutzustand 32 angenommen hat und zugleich mit Phosphat 34 aus der Phosphatquelle 4 versetzt worden sein kann. Beispielsweise kann das Phosphat 34 dabei eine sandartige Konsistenz aufweisen und vor, während und/oder nachdem das Grüngut 30 die Vorrichtung 3 durchläuft in den jeweiligen Anforderungen entsprechenden Mengen dazugegeben werden. Somit kann neben der Zerkleinerung des Grünguts 30 gleichzeitig seine Durchmengung mit dem Phosphat 34 stattfinden. After the second processing station B, the mixture 20 in the mixture state 22 continues to contain the green material 30 and any contaminant fractions, which will not be discussed in further detail here. In the device 3, for example in the form of a shredder, the mixture 20 is comminuted and is then in the third mixture state 23, in which the green material 30 has assumed the second green material state 32, consisting predominantly of medium-sized components, and at the same time with phosphate 34 from the phosphate source 4 may have been relocated. For example, the phosphate 34 can have a sand-like consistency and can be added in amounts corresponding to the respective requirements before, during and/or after the green material 30 passes through the device 3. In addition to the shredding of the green material 30, it can also be mixed with the phosphate 34 at the same time.

[0049] Nach der Vorrichtung 3 kann das Gemisch 20 im dritten Gemischzustand 23 die dritte Verarbeitungsstation C durchlaufen, in der es mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, in Kontakt gebracht werden kann, die das Perkolat 18 beinhalten kann. Somit kann das Gemisch 20 nach der dritten Verarbeitungsstation D im vierten Gemischzustand 24 vorliegen, in dem das Grüngut 30 in einem vierten Grüngutzustand 33 mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und/oder Perkolat 18 durchtränkt oder wenigstens benetzt ist. According to the device 3, the mixture 20 in the third mixture state 23 can pass through the third processing station C, in which it can be brought into contact with a liquid, for example water, which can contain the percolate 18. Thus, after the third processing station D, the mixture 20 can be in the fourth mixture state 24, in which the green material 30 is soaked or at least wetted with liquid, in particular water, and/or percolate 18 in a fourth green material state 33.

[0050] Alternativ oder zusätzlich kann das Gemisch 20 im dritten Gemischzustand 23 im Silo 19 zwischengelagert werden, beispielsweise zur Wintersilage, insbesondere wenn in Sommermonaten Grüngut 30 in zu grossen Mengen anfällt, die nicht unmittelbar im wenigstens einen Fermenter 5 verarbeitet werden können, wohingegen in Wintermonaten potenziell zu wenig Grüngut 30 zum kontinuierlichen Betrieb des wenigstens einen Fermenters 5 anfällt. Somit dient das Silo 19 als Zwischenlager bzw. Pufferspeicher, um insbesondere bei saisonal schwankenden Anlieferungen von Grüngut 30 einen kontinuierlichen Betrieb des Systems 1 sicherstellen zu können. Im Silo 19 kann aufgrund eines milchsauren Milieus ein niedriger pH-Wert von 3 bis 4 herrschen, wodurch zumindest eine Vorfermentation des Grünguts 30 stattfinden kann. Je nach Bedarf kann das Gemisch 20 im dritten Gemischzustand 23 und/oder einem vorfermentierten Zustand dem Silo 19 entnommen und der dritten Verarbeitungsstation C und/oder dem wenigstens einen Fermenter 5 zugeführt werden. Alternatively or additionally, the mixture 20 can be temporarily stored in the third mixture state 23 in the silo 19, for example for winter silage, in particular if green waste 30 is produced in large quantities in the summer months, which cannot be processed immediately in at least one fermenter 5, whereas in Winter months potentially too little green waste 30 is produced for the continuous operation of the at least one fermenter 5. The silo 19 thus serves as an intermediate storage or buffer storage in order to be able to ensure continuous operation of the system 1, particularly in the case of seasonally fluctuating deliveries of green waste 30. Due to a lactic acid environment, a low pH value of 3 to 4 can prevail in the silo 19, whereby at least pre-fermentation of the green waste 30 can take place. Depending on requirements, the mixture 20 can be removed from the silo 19 in the third mixture state 23 and/or a pre-fermented state and fed to the third processing station C and/or to the at least one fermenter 5.

[0051] Der wenigstens eine Fermenter 5 ist beispielsweise Teil einer Vergärungsanlage, bei der es sich um eine Anlage zur Trockenvergärung von Grüngut 30 handeln kann, und wird mit dem Gemisch 20 im vierten Gemischzustand 24 beschickt. Die Vergärungsanlage kann beliebig viele, in der Regel 4 bis 8, z.B. 6 einzeln betreibbare Fermenter 5 umfassen, die insbesondere im thermophilen Batch-Betrieb bei einer Verweil-, d.h. Vergärdauer, von mindestens 3 Wochen geführt werden. Jedem der Fermenter 5 können mit dem Gemisch 20 im vierten Gemischzustand 24 also insbesondere Grüngut 30 im dritten Grüngutzustand 33 samt Perkolat 18 und Phosphat 34 zugeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass das Grüngut 30 mit Perkolat 18 geimpft kontrolliert der Vergärungsanlage bzw. dem wenigstens einen Fermenter 5 zugeführt werden kann, ohne dass eine nachträgliche Impfung des Hauptmassenstroms in Form des Gemisches 20 im Gemischzustand 24 notwendig wäre, um das Grüngut 30 im Fermenter 5 bis zu einem gewünschten Zustand zu vergären. The at least one fermenter 5 is, for example, part of a fermentation plant, which can be a plant for the dry fermentation of green material 30, and is charged with the mixture 20 in the fourth mixture state 24. The fermentation plant can include any number of fermenters 5, usually 4 to 8, for example 6, which can be operated individually and which are operated in particular in thermophilic batch operation with a residence time, i.e. fermentation time, of at least 3 weeks. Each of the fermenters 5 can be supplied with the mixture 20 in the fourth mixture state 24, i.e. in particular green material 30 in the third green material state 33, including percolate 18 and phosphate 34. This has the advantage that the green material 30 inoculated with percolate 18 can be fed to the fermentation plant or the at least one fermenter 5 in a controlled manner, without subsequent vaccination of the main mass flow in the form of the mixture 20 in the mixture state 24 being necessary in order to inoculate the green material 30 in Fermenter 5 to ferment to a desired state.

[0052] Im Fermenter 5 werden aus dem Grüngut 30 der Biokraftstoff 17 und die Gärreste 40 erzeugt. Der Biokraftstoff 17 kann getrennt zur Verbrennung in der Verbrennungsanlage 8 verwendet werden. Die Gärreste 40 werden dem Fermenter 5 zur Kompostierung entnommen. Nach dem Fermenter 5 liegt das Gemisch 20 in der Regel im fünften Gemischzustand 25 vor, in dem es neben dem samt Phosphat 34 hauptsächlich zu Gärresten 40 vergorenen Grüngut 30 Störstoffe 50, insbesondere überwiegend in Form von Holzabfällen 90 und Steinen 60 beinhalten kann. In the fermenter 5, the biofuel 17 and the fermentation residues 40 are produced from the green material 30. The biofuel 17 can be used separately for combustion in the incinerator 8. The fermentation residues 40 are removed from the fermenter 5 for composting. After the fermenter 5, the mixture 20 is usually in the fifth mixture state 25, in which it can contain, in addition to the green waste 30 fermented together with phosphate 34 mainly to fermentation residues 40, impurities 50, in particular predominantly in the form of wood waste 90 and stones 60.

[0053] Das Gemisch 20 im fünften Gemischzustand 25 kann der Kompostieranlage 6 und/oder der fünften Verarbeitungsstation E zugeführt werden, die eine Siebanlage, beispielsweise mit wenigstens einem Sternsieb, umfassen kann. In der Kompostieranlage kann das Gemisch 20 im fünften Gemischzustand 25 nachgereift bzw. kompostiert werden, vorzugsweise unter Frischluftzufuhr, beispielsweise unter Zeltdächern. Anschliessend kann das Gemisch 20 in der vierten Verarbeitungsstation D, beispielsweise in Form eines Siebes, abgesiebt werden, um einen grobkörnigen Anteil und einen feinkörnigen Anteil zu erhalten. Der grobkörnige Anteil kann direkt als Landwirtschaftskompost 10 verwendet werden. Der feinkörnige Anteil kann der Nachkompostieranlage 7 zugeführt und/oder als Qualitätskompost 11 verwendet werden. The mixture 20 in the fifth mixture state 25 can be fed to the composting plant 6 and/or the fifth processing station E, which can include a screening plant, for example with at least one star screen. In the composting plant, the mixture 20 can be ripened or composted in the fifth mixture state 25, preferably with a supply of fresh air, for example under tent roofs. The mixture 20 can then be sieved in the fourth processing station D, for example in the form of a sieve, in order to obtain a coarse-grained portion and a fine-grained portion. The coarse-grained portion can be used directly as agricultural compost 10. The fine-grained portion can be fed to the post-composting plant 7 and/or used as quality compost 11.

[0054] In der fünften Verarbeitungsstation E können die Gärreste 40 als Gemisch 20 im sechsten Gemischzustand 26 einerseits von weiteren Störstoffen 50, insbesondere in Form von Restholz sowie Steinen 60 getrennt werden. Das Gemisch 20 im sechsten Gemischzustand 26, das überwiegend Gärreste 40 beinhaltet, kann der Nachkompostieranlage 7 zugeführt werden. Störstoffe 50, insbesondere Altholz 90 und die Steine 60, können voneinander getrennt und/oder gemeinsam zur weiteren Verarbeitung abtransportiert werden und besitzen dabei Partikelgrössen von in der Regel mehr als 40 mm im Durchmesser. In the fifth processing station E, the fermentation residues 40 can be separated as a mixture 20 in the sixth mixture state 26 on the one hand from further impurities 50, in particular in the form of residual wood and stones 60. The mixture 20 in the sixth mixture state 26, which predominantly contains fermentation residues 40, can be fed to the post-composting plant 7. Contaminants 50, in particular waste wood 90 and the stones 60, can be transported away separately from one another and/or together for further processing and have particle sizes of generally more than 40 mm in diameter.

[0055] Nach der fünften Verarbeitungsstation E können die anderen Störstoffe 50, insbesondere in Form von Holzabfällen 90 und Steinen 60, der sechsten Verarbeitungsstation F zugeführt werden, in der die Holzabfälle 90, die hauptsächlich in Form von Brocken vorliegen, von den Steinen 60 getrennt werden. Die Holzabfälle 90 sowie etwaige verbleibende weitere Störstoffe 50 können der Verbrennungsanlage 8 zur Verbrennung zugeführt werden. Die Steine 60 können als Entsorgungsmaterial 12 entsorgt und/oder als Wiederverwertungsmaterial 13 wiederverwertet werden. After the fifth processing station E, the other impurities 50, in particular in the form of wood waste 90 and stones 60, can be fed to the sixth processing station F, in which the wood waste 90, which is mainly in the form of chunks, is separated from the stones 60 become. The wood waste 90 and any remaining contaminants 50 can be fed to the incineration system 8 for combustion. The stones 60 can be disposed of as disposal material 12 and/or reused as recycling material 13.

[0056] In der Kompostieranlage 6 und der Nachkompostieranlage 7 wird das Gemisch 20 verrottet bzw. nachverrottet und anschliessend kompostiert. Hier werden also die Gärreste 40 womöglich vermengt mit etwaig verbleibendem Phosphat 34, zu Kompost 10 verarbeitet. Dabei können also restliches Grüngut 30 und/oder Phosphat 34 aufgeschlossen und biologisch nutzbar gemacht werden. Der gewonnene Kompost liegt insbesondere als sogenannter Qualitätskompost 11 mit Partikelgrössen von 12 bis 16 mm sowie Landwirtschaftskompost 10 mit Partikelgrössen von 16 bis 40 mm Durchmesser vor. [0056] In the composting plant 6 and the post-composting plant 7, the mixture 20 is rotted or post-rotted and then composted. Here the fermentation residues 40 are possibly mixed with any remaining phosphate 34 and processed into compost 10. Remaining green waste 30 and/or phosphate 34 can be broken down and made biologically usable. The compost obtained is in particular as so-called quality compost 11 with particle sizes of 12 to 16 mm and agricultural compost 10 with particle sizes of 16 to 40 mm in diameter.

[0057] Die Gärreste 40 werden zu Rotten aufgeschüttet, in deren Innern überwiegend anaerobe, wohingegen in deren Randbereich aerobe Zersetzungsprozesse ablaufen. Die Kompostierung selber ist ein überwiegend aerober Prozess. So findet in der Kompostieranlage 6 insbesondere ein erster Kompostierungsschritt einer beispielsweise ca. 3-monatigen Verrottung bzw. Kompostierung zur Erzeugung des Landwirtschaftskomposts 10 statt. In der Nachkompostieranlage 7 findet ein zweiter Kompostierungsschritt einer nochmaligen beispielsweise ca. 12-monatigen Nachkompostierung bzw. -verrottung zur Erzeugung des Qualitätskomposts 11, d.h. Kompost in Gartenbauqualität, statt. The fermentation residues 40 are heaped into piles, in the interior of which predominantly anaerobic decomposition processes take place, whereas in the edge area aerobic decomposition processes take place. Composting itself is a predominantly aerobic process. In particular, a first composting step of, for example, approximately 3 months of rotting or composting to produce the agricultural compost 10 takes place in the composting plant 6. In the post-composting plant 7, a second composting step of a further, for example, approx. 12-month post-composting or rotting takes place to produce the quality compost 11, i.e. horticultural quality compost.

[0058] Versuche der Anmelderin haben gezeigt, dass durch gemeinsame Fermentation von Grüngut 30 und Phosphat 34 im wenigstens einen Fermenter 5 der Vergärungsanlage der Phosphoranteil des Gemisches 20 signifikant gesenkt und sich somit ergebendes Gärgut 40 direkt nach der Entnahme aus dem Fermenter 5 als mit Phosphor angereicherter Kompost einsetzbar ist, wie sich aus untenstehender Tabelle 1 im Vergleich zu Referenzwerten nach Eidgenössischer Verordnung über die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen (Abfallverordnung, VVEA) vom 4. Dezember 2015 (Stand am 1. April 2020) ergibt: [0058] Experiments by the applicant have shown that by jointly fermenting green material 30 and phosphate 34 in at least one fermenter 5 of the fermentation plant, the phosphorus content of the mixture 20 is significantly reduced and thus the resulting fermentation material 40 immediately after removal from the fermenter 5 is said to contain phosphorus Enriched compost can be used, as shown in Table 1 below in comparison to reference values according to the Federal Ordinance on the Prevention and Disposal of Waste (Waste Ordinance, VVEA) of December 4, 2015 (as of April 1, 2020):

Tabelle 1: Versuchsergebnisse - Analyse von FeststoffprobenTable 1: Test results - analysis of solid samples

[0059] Probenmenge kg 1.2 0.4 - - Arsen (gesamt) ICP mg/kg TS As 2 2 15 30 Blei (gesamt) ICP mg/kg TS Pb 28 36 50 500 Cadmium (gesamt) ICP mg/kg TS Cd 0.3 0.2 1 10 Chrom (gesamt) ICP mg/kg TS Cr 33 16 50 500 Kupfer (gesamt) ICP mg/kg TS Cu 40 27 40 500 Nickel (gesamt) ICP mg/kg TS Ni 14 9 50 500 Phosphor (gesamt) ICP mg/kg TS P 44'000 3'000 - - Quecksilber (gesamt) ICP mg/kg TS Hg 0.25 0.1 0.5 2 Zink (gesamt) ICP mg/kg TS Zn 260 91 150 1'000[0059] Sample quantity kg 1.2 0.4 - - Arsenic (total) ICP mg/kg TS As 2 2 15 30 Lead (total) ICP mg/kg TS Pb 28 36 50 500 Cadmium (total) ICP mg/kg TS Cd 0.3 0.2 1 10 Chromium (total) ICP mg/kg TS Cr 33 16 50 500 Copper (total) ICP mg/kg TS Cu 40 27 40 500 Nickel (total) ICP mg/kg TS Ni 14 9 50 500 Phosphorus (total) ICP mg/ kg DM P 44,000 3,000 - - Mercury (total) ICP mg/kg DM Hg 0.25 0.1 0.5 2 Zinc (total) ICP mg/kg DM Zn 260 91 150 1,000

[0060] Abwandlungen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sind im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich. So können erfindungsgemässes Verfahren und System 1 Anlieferungseinrichtungen 2, Vorrichtungen 3, Phosphatquellen 4, Vergärungsanlagen mit wenigstens einem Fermenter 5, Kompostieranlagen 6, Nachkompostieranlagen 7, Verbrennungsanlagen 8 und/oder Transporteinrichtungen 9 in den jeweiligen Anforderungen entsprechender Ausgestaltung, Anzahl und Anordnung beinhalten, um als End- und/oder Zwischenprodukte Kompost, insbesondere Landwirtschaftskompost 10 und Qualitätskompost 11, Entsorgungsmaterial 12, Wiederverwertungsmaterial 13, elektrischen Strom 14, Prozessdampf 15, Fernwärme 16, Biokraftstoff 17 und/oder Perkolat 18 zu erzeugen. Dazu kann die Verbrennungsanlage 8 Öfen, Boiler, Blockheizkraftwerke, Wärmetauscher, Dampferzeuger, Turbinen, Generatoren, etc. in beliebiger Anzahl und Anordnung besitzen, um unter Verwendung von Biokraftstoff 17, Altholz 70, Restholz 80, Holzabfällen 90 und/oder sonstigen Brennstoffen elektrischen Strom 14, Prozessdampf 15 und/oder Fernwärme 16 bereitzustellen. Modifications of the exemplary embodiments described above are possible within the scope of the inventive concept. Thus, the method and system 1 according to the invention can include delivery devices 2, devices 3, phosphate sources 4, fermentation plants with at least one fermenter 5, composting plants 6, post-composting plants 7, incineration plants 8 and / or transport devices 9 in the respective requirements of the appropriate design, number and arrangement in order to as End and / or intermediate products compost, in particular agricultural compost 10 and quality compost 11, disposal material 12, recycling material 13, electrical power 14, process steam 15, district heating 16, biofuel 17 and / or percolate 18. For this purpose, the incineration system can have 8 ovens, boilers, combined heat and power plants, heat exchangers, steam generators, turbines, generators, etc. in any number and arrangement in order to generate electricity using biofuel 17, waste wood 70, waste wood 80, wood waste 90 and/or other fuels 14, process steam 15 and/or district heating 16.

[0061] Verarbeitungsstationen A bis F können in den jeweiligen Anforderungen entsprechender Ausgestaltungsform, Anzahl und Anordnung eingesetzt werden, um gewünschte Verarbeitungen vorzunehmen. An den Verarbeitungsstationen A bis F können Vorrichtungen und Anlagen in beliebiger Ausgestaltungsform, Anzahl und Anordnung eingesetzt werden, um Kompost 10, 11 abzusieben sowie aus Gemischen 20 in jeweiligen Gemischzuständen 21 bis 26, Grüngut 30 in jeweiligen Grüngutzuständen 31 bis 33 und/oder Gärreste 40 Störstoffe 50, Steine 60, Altholz 70, Restholz 80 und/oder Holzabfälle 90 abzutrennen. [0061] Processing stations A to F can be used in a design, number and arrangement corresponding to the respective requirements in order to carry out the desired processing. At the processing stations A to F, devices and systems in any design, number and arrangement can be used to sieve compost 10, 11 as well as mixtures 20 in respective mixture states 21 to 26, green waste 30 in respective green waste states 31 to 33 and / or digestate 40 To separate contaminants 50, stones 60, waste wood 70, residual wood 80 and/or wood waste 90.

BezeichnungslisteLabel list

[0062] 1 System 2 Anlieferungseinrichtung 3 Vorrichtung/Schredder 4 Phosphatquelle 5 Fermenter 6 Kompostieranlage 7 Nachkompostieranlage 8 Verbrennungsanlage 9 Transporteinrichtung 10 Landwirtschaftskompost 11 Qualitätskompost 12 Entsorgungsmaterial 13 Wiederverwertungsmaterial 14 elektrischer Strom 15 Prozessdampf 16 Fernwärme 17 Biokraftstoff 18 Perkolat 19 Silo/Wintersilage 20 angeliefertes Gemisch 21 erster Gemischzustand 22 zweiter Gemischzustand 23 dritter Gemischzustand 24 vierter Gemischzustand 25 fünfter Gemischzustand 26 sechster Gemischzustand 30 Grüngut 31 erster Grüngutzustand (nach Anlieferung, vor Vorrichtung) 32 zweiter Grüngutzustand (nach Vorrichtung, vor Impfung / Vergärung 33 dritter Grüngutzustand (nach Impfung) 34 Phosphat 40 Gärreste 50 Störstoffe 60 Steine 70 Altholz 80 Restholz 90 Holzabfälle A erste Verarbeitungsstation B zweite Verarbeitungsstation C dritte Verarbeitungsstation D vierte Verarbeitungsstation E fünfte Verarbeitungsstation F sechste Verarbeitungsstation 1 system 2 delivery device 3 device/shredder 4 phosphate source 5 fermenter 6 composting system 7 secondary composting system 8 incineration system 9 transport device 10 agricultural compost 11 quality compost 12 disposal material 13 recycling material 14 electrical power 15 process steam 16 district heating 17 biofuel 18 percolate 19 silo/winter silage 20 an delivered mixture 21 first mixture state 22 second mixture state 23 third mixture state 24 fourth mixture state 25 fifth mixture state 26 sixth mixture state 30 green material 31 first green material state (after delivery, before device) 32 second green material state (after device, before vaccination / fermentation 33 third green material state (after vaccination) 34 phosphate 40 Fermentation residues 50 impurities 60 stones 70 waste wood 80 residual wood 90 wood waste A first processing station B second processing station C third processing station D fourth processing station E fifth processing station F sixth processing station

Claims

1. Process for the breakdown and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates (34), in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like, characterized in that the phosphates (34) are mixed with green waste (30) to be fermented for digestion and made biologically usable in the course of fermentation in a fermenter (5).

2. The method according to claim 1, characterized in that the amount of phosphates (34) added is determined depending on a composition of the phosphates (34), in particular their phosphorus content.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphates (34) are metered in when the green material (30) is shredded.

4. Method according to one of the above claims, characterized in that the phosphates (34) are co-fermented in a winter silage and/or by being introduced directly into the fermenter (30).

5. Method according to one of the above-mentioned claims, characterized in that a fermentation phase, during which phosphates (34) and green material (30) remain together in the fermenter, for at least 2 to 4, preferably at least 2.5 to 3.5, most preferably approximately at least 3 weeks lasts.

6. Process according to one of the above claims, characterized in that the fermentation is carried out essentially thermophilically at a temperature of 40 to 60, preferably 50 to 55, most preferably 53°C.

7. Method according to one of the above-mentioned claims, characterized in that fermented phosphate (34) and green waste (30) are removed from the fermenter (5) together as fermentation material (40) and then 2 to 4, preferably 2.5 to 3.5, most preferably approx. 3 be left to ripen for months.

8. The method according to claim 7, characterized in that the secondary ripening takes place predominantly under anaerobic conditions.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that after ripening the fermentation material (40) is separated into a coarse-grained portion and a fine-grained portion and at least the fine-grained portion is allowed to ripen further.

10. The method according to claim 9, characterized in that the fermentation material (40) is dewatered during secondary ripening and/or further ripening.

11. The method according to claim 9 or 10, characterized in that at least the fine-grained portion is allowed to ripen further for 6 to 15, preferably 8 to 13, most preferably 9 to 12 months.

12. The method according to one of claims 9 to 11, characterized in that at least the fine-grained portion is implemented, mixed and / or rearranged and thereby aerobized at least once a week to complete the further ripening during the last approximately four weeks.

13. Method according to one of claims 9 to 12, characterized in that the coarse-grained portion is screened to approximately 25 mm and the fine-grained portion to approximately 10 mm.

14. Device (3) for use in a system (1) for the breakdown and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates (34), in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like, characterized in that the device (3) is designed for mixing the phosphates (34) with green material (30) to be fermented.

15. System (1) for the breakdown and biological utilization of precipitated, poorly soluble phosphates (34), in particular ortho-phosphates, such as struvite and the like, characterized in that the system (1) comprises at least one device (3) according to claim 14 and/or is designed to carry out a method according to at least one of claims 1 to 13.