DD293058A5 - Verfahren und anordnung zum entzug von schadstoffen aus stalluft o. dgl. - Google Patents

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Anordnung zum Entzug von Schadstoffen aus Stalluft o. dgl. dargelegt, die es ermoeglichen, die schaedlichen Belastungen fuer Mensch, Tier und Umwelt erheblich zu verringern und gleichzeitig die Voraussetzungen fuer die Verwertung der Schadstoffe zu nuetzlichen Brennstoffen, Saeuberungs- und Duengemitteln zu schaffen. Gleichzeitig sollen sie mit moeglichst geringem technischem Aufwand verbunden sein und zu Energieeinsparungen sowie zur Vermeidung von anderen Belaestigungen fuehren. Hierzu wird im Stall oder im Raum ueber den Faekalien oder der Guelle ein separater Raum geschaffen, durch den die Stalluft bzw. Schadstoffatmosphaere kontinuierlich stroemt, in dem ein Bindemittel vernebelt und mit der Stalluft verwirbelt wird. Dieses Bindemittel bindet im verwirbelten Zustand Schadstoffe und wird nach dem Binden der Schadstoffe mit diesen zum Absetzen gebracht. Fig. 6{Verfahren; Anordnung; Entzug; Schadstoffe; Stalluft; Raum; Bindemittel, vernebelt, verwirbelt; Absetzen; Laufraeder; Duese; Gehaeuse}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Entzug von Schadstoffen (Gasen, Dämpfen, Stäuben) aus Stalluft, Gülle- und Fäkalienabgasen. Sie ist bei Großtierhaltungen ebenso anwendbar wie bei Kläranlagen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekanntlich ist im Luftraum von Groß- und Masttierhaltungen, insbesondere von Schweinemästereien hochgradig Ammoniak angereichert, was lästig und gesundheitsschädigend für Tiere und Menschen ist. Aus diesem Grunde müssen die Räume, in denen die Tiere gehalten werden, eine ständige Belüftung erfahren, d.h. es muß ihnen ständig so viel Frischluft zugeführt werden, daß innerhalb eines Raumes in einer gewissen Zeit die gesamte Luft erneuert wird, die in der kalten Jahreszeit zusätzlich erwärmt werden muß, um günstige Lebensbedingungen für die in dem Raum gehaltenen Tiere zu schaffen. Bei Großtierhaltungen ist hierfür nicht nur ein erheblicher gerätetechnischer und energetischer Aufwand erforderlich, sondern es kommt auch in der Umgebung solcher Großtierhaltungen zu erheblichen und unvertretbaren Umweltbelastungen und -Schädigungen, weil das Ammoniak in unzulässiger Konzentration ungehindert in Atmosphäre und Boden gelangt. Bekannt sind auch Vorrichtungen zum Vernebeln von Flüssigkeiten oder zum Waschen von Gasen (DR-PS 746815, CH-PS 614863), bei denen die Waschflüssigkeit von einem Laufrad in feinster Verteilung in das zu reinigende Gas zentrifugiert und der dabei entstandene Nebel, nachdem er Verunreinigungen oder toxische Stoffe gebunden hat, zum Absetzen gebracht und/oder zur Weiterverarbeitung abgeleitet wird. Derartige Vorrichtungen können aber weder in Stallungen noch in Fäkalien-

und Güllekläranlagen Verwendung finden. Besonders In Stallungen käme es zu unvertretbar hohen Feuchtigkeitsbelastungen, weil sich der mit Schadstoffen angereicherte Nebel auf Menschen und Tiere legen würde. Außerdem würden die Schadstoffe in gleicherweise in die Atmungsorgane und Luftwege der Menschen und Tiere gelangen wie vorher. Schließlich würde die Größe der Anlagen auch Vorrichtungen zum Vernebeln in entsprechender Größe erfordern, die nicht nur einen erheblichen materiellen Aufwand, sondern auch Lärmbelästigungen mit sich bringen wurden.

Ziel der Erfindung

Durch die Erfindung sollen die schädlichen Belastungen für Mensch Tier und Umwelt verringert und gleichzeitig die Voraussetzungen für Verwertung der Schadstoffe zu nützlichen Brt iinstoffen, Säuberungs- und Düngemitteln geschaffen werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zum Entzug von Schadstoffen aus Stalluft o. dgl. zu schaffen, die es ermöglichen, diese Schadstoffe, die z. B. Stäube, Ammoniakodor Schwefelwasserstoff sein können, am Austritt in die freie Atmosphäre zu hindern, zu binden und einer Weiterverarbeitung zuzuführen. Darüber hinaus sollen sie die Voraussetzungen zu En jrgieeinsparungen, zur Verbesserung der Atmosphäre im Stallraum ο dgl. und zur Vermeidung anderer Belästigungen schaffen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurrh gelöst, daß im Stallraum ein Raum geschaffen wird, in den Stalluft eingeleitet wird, daß in diesem Raum ein Bindemittel vernebelt und mit der Stalluft verwirbelt wird, daß das Bindemittel im verwirbelten Zustand Schadstoffe (Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Stäube) aus der eingeleiteten Stalluft bindet und daß das mit Schadstoffen angereicherte Bindemittel zum Absetzen gebracht wird. Wenn hierbei von Stalluft die Rede ist, so umfaßt dies auch Abgase aus Gülle- und Fäkaliengruben. Die Stalluft wird ständig durch den geschaffenen Raum bewegt und von Schadstoffen bei·. -t und vorzugsweise dem Stall wieder zugeführt. Dadurch ist es möglich, in der kalten Jahreszeit im wesentlichen ohne Vorwärmung der zugeführten „Frischluft" auszukommen. Außerdem besitzt die wieder zugeführte Luft eine erwünschte Restfeuchte. Als Bindemittel kann sowohl Wasser als auch verdünnte Schwefelsäure verwendet werden. Das ist davon abhängig, ob dem mit Schadstoffen angereicherten Bindemittel Lebewesen (Tiere, Menschen) ausgesetzt sind oder nicht. Ist der gebundene Schadstoff in der Hauptsache Ammoniak, so kann durch Zusammenführung des Bindemittels, das mit Ammoniak angereichert ist, mit verdünnter Schwefelsäure Ammonsulfat als Dünger hergestellt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient vorteilhaft eine Anordnung, die in einem Gehäuse eine Anzahl von vorzugsweise im wesentlichen gleichachsig gerichteten Laufrädern mit schräg gestellten Flügeln benutzt, wobei jedem Laufrad mindestens eine Düse zum Versprühen des Bindemittels zugeordnet ist, und daß die Düse im wesentlichen rechtwinklig zu der an ihr sich vo.-beibewegenden Laufradfläche (Flügelfläche) angeordnet ist. Die Anordnung mehrerer kleiner Laufräder im Gehäuse ermöglicht es, mit kleineren Massen auszukommen, die sich bei hohen Geschwindigkeiten einfacher und geräuschärmer bewegen lassen. Vorteilhaft besitzt das Gehäuse mindestens eine Zuführungsöffnung, durch die die mit Schadstoffen beladene Stalluft im wesentlichen rechtwinklig zu den Drehachsen der Laufräder einströmt. Dabei können sich die Düsen und die Einströmöffnungen vorzugsweise auf derselben Seite der Laufräder befinden. Zum Beruhigen des versprühten und vernebelten Bindemittels ist das Gehäuse oben mit einem sich trichterförmig erweiternden Teil bzw. Öffnung versehen. Vorteilhaft besitzt es unten eine Wanne zum Auffangen des mit Schadstoffen angereicherten Bindemittels. Die erfindungsgemäße Anoidnung ist vorzugsweise mehrfach direkt in einem Stall angeordnet. Sie kann aber auch in einem oder mehreren Bypässen zum Stall angeordnet sein. Bei Gülle- oder Fäkaliengruben genügt im allgemeinen eine der erfindungsgemäßen Anordnungen.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachstehend anhand der schematischen Zeichnung von vier Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 u. 2: einen ersten Kreislauf zum Entzug von Ammoniak aus Stalluft anhand einer Grundriß- (Fig. 1) und einer Aufrißdarstellung (Fig. 2),

Fig 3: einen zweiten Kreislauf zum Entzug von Ammoniak aup --jtalluft, Fig. 4: den Querschnitt einer Fäkalien- und Güllegrube,

Fig. 5: einen Grundrißschnitt D-D in der Fig.6dererfindungsgemäßen Anordnung und Fig. 6: einen Vertikalschnitt C-C in der Fig. 5.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Stall 1 teilweise dargestellt, in dem in der Nähe der Decke b; w. des Daches 2 mehrere erfindungsgemäße Anordnungen 3 vorgesehen sind, wie sie beispielsweise zu den Figuren 5 und 6 im einzelnen noch beschrieben werden. Diese Anordnungen 3 nehmen die durch Ammoniak und andere Bestandteile verunreini jte Luft 4 in sich auf, vereinigen den größten Teil des Ammoniaks und zumindest einen Teil der anderen Bestandteile (beispielsweise Staub) mit einem Bindemittel (Wasser), bringen das mit dem Ammoniak und den anderen Bestandteilen versehene Bindemittel in dafür vorgesehenen Behältern zum Absetzen und lassen die so gereinigt" Luft 5 in den Stall 1 zurückströmen, wo sie sich wieder mit Ammoniak und anderen Verunreinigungen anreichert, um nach einer gewissen Zeit die erfindungsgemäßen Anordnungen 3 wieder zu durchlaufen. Dieser Vorgang wiederholt sich, so daß in etwa 1 h das gesamte Volumen der Stalluft einmal die erfindungsgemäßen Anordnungen 3 passiert und eine entsprechende Reinigung erfahren hat. Da die Konzentration der Verunreinigungen im abgesetzten Bindemittel nach einer einmaligen Kontaktierung mit der Stalluft sehr gering ist, kann dieser

Zyklus mehrmals wiederholt werden. Durch die Anordnungen 3 werden also Im Stall 1 Räume geschaffen, in denen durch Vernebeln des Bindemittels und Verwirbeln mit der durch die Räume bewegten Stalluft diese von chemischen und mechanischen Verunreinigungen ständig befreit wird. Sie sorgen auch für die Bewegung der Stalluft.

In Fig.3 ist ein Grundriß 6 eines Stalles mit vier etwa in Höhe des Stallbodens angeordneten Bypass-Kanälen 7 erkennbar, in die erfindungsgemäße Anordnungen 8 eingebaut sind. Die verunreinigte Stalluft 9 wird den Anordnungen 8 zugeführt und als gereinigte Stalluft 10 in den Stall 6 zurückgoleitet. Für die Luftbewegung sorgen wieder die Anordnungen 8. Im übrigen ist die Wirkungsweise wie zu den Fig. 1 und 2 beschrieben.

Eine Fäkalien-oder Güllegrube 11 ist gemäß Fig. 4 bis zum Niveau 12 gefüllt und mit einer Abdeckung 13 versehen, in der sich an der höchsten Stelle eine erfindungsgemäße Anordnung 14 befindet. Die über dem Niveau 12 befindlichen Abgase werden durch die Anordnung 14 abgesaugt, in der Anordnung von Ammoniak, Schwefelwasserstoff und anderen Verunreinigungen weitestgehend gereinigt und als solche in die freie Atmosphäre entlassen, bzw. als Biogase weiterverarbeitet. Auch in den Figuren 3 und 4 werden durch die Anordnungen 8 bzw. 14 Räume geschaffen, in die die Stalluft o. dgl. eingeleitet und in denen jeweils ein Bindemittel vernebelt und mit der Stalluft verwirbelt wird. Das Bindemittel bindet dabei im vei wirbelten Zustand Schadstoffe. Das mit Schadstoffen versetzte Bindemittel wird zum Absetzen gebrcht. In welcher Weise das geschieht, wird nachfolgend anhand der Figuren 5 und 6 erläutert.

In den Figuren 5 und 6 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung dargestellt. Sie weist ein Gehäuse 18 mit seitlichen Eintrittsöffnungen 19 für die Stalluft und ein in Flüssigkeitsreservoir 20 im unteren wannenförmigen Teil auf, der mit einer Auslaßöffnung 21 versehen ist. Der obere Teil 22 les Gehäuses 18 erweitert sich trichterförmig und dient als Beruhigungsraum für das mit Schadstoffen versetzte Bindemittel. Unterhalb des trichterförmigen Gehäuseteils 22 sind parallel zum Boden 23 des Gehäuses 18 und zueinander Stege 24 gehäusefest angeordnet, an denen Rahmen 25 festgeschraubt sind, in welchen Laufräder 26 mit vertikal gerichteten Achsen 27 drehbar gelagert sind. Dem Antrieb der Laufräder 26 dienen mit d".m Rahmen 25 fest verbundene Düsen 28, durch die ein Bindemittel gepreßt und zumindest annähernd rechtwinklig s-.jf d.o FIi'gel 29 gerichtet wird. Die Düsen 28 sind an eine nicht dargestellte gemeinsame Zuleitung angeschlossen, die entweder mit der Gebrauchswasserleitung verbunden und mit deren Druck beaufschlagt ist oder mit der Auslaßöffnung 21 über eine nicht dargestellte Pumpe in Verbindung steht, wobei die Pumpe für den erforderlichen Antriebsdruck sorgt. Das Bindemittel (Wasser) wird durch die Düsen 28 mit Öffnungen von etwa 0,5 mm Durchmesser bei einem Druck von mindestens 3atü als Strahl auf die jeweiligen Flügel 29 der Laufräder 26 gerichtet, und die Laufräder werden dadurch in hohe Drehzahlen versetzt. Dabei verteilt sich der Strahl auf der jeweiligen Flügelrückfläche, wird durch die hohe Drehzahl durch die Vorderfläche des folgenden Flügels erfaßt und durch die Fliehkraft fein verteilt nach außen geschleudert. Das mit Schadstoffen versehene Abgas wird durch die rotierenden Laufräder durch die Eintrittsöffnungen 19 angesaugt, mit dem versprühten Bindemittel innig verwirbelt und vermischt, die Schadstoffe an das Bindemittel gebunden und das so belastete Bindemittel infolge der Schwerkraft im wannenförmigen Teil des Gehäuses 18 zum Absetzen gebracht. Durch die Auslaßöffnung wird das mit den Schadstoffen versetzte Bindemittel abgeleitet. Dieses Bindemittel kann zur Stallentmistung verwendet werden. Es kann aber auch über ein an die Auslaßöffnung 21 und die gemeinsame Zuleitung für die Düsen 28 angeschlossenes Pumpsystem bis zur Sättigung mit Schwefelsäure zu Ammonsulfat verarbeitet werden.

In Gülleaufbereitungsanlagen (Fig.4) wird eine erfindungsgemäße Anordnung in der Entlüftungsöffnung der Abdeckung 13 angebracht, so daß die von der Gülle aufsteigenden Gase 15 die Anordnung 14 passieren müssen. Dabei werden die Schadstoffe in der Anordnung durch verdünnte Schwefelsäure zu Ammonsulfat gebunden. Hierzu wird die verdünnte Schwefelsäure solange im Kreislauf gepumpt, bis eine vollständige, als Düngemittel verwertbare Ammonsulfatlösung entstanden ist. Diese wird abgeführt und neue verdünnte Schwefelsäure in den wannenförmigen Teil zum erneuten Kreislauf eingeführt.

Claims (14)

1. Verfahren zum Entzug von Schadstoffen aus Stalluft o. dgl., gekennzeichnet dadurch, daß im Stallraum ein Raum geschaffen wird, in den die Stalluft eingeleitet wird, daß in diesem Raum ein Bindemittel vernebelt und mit der Stalluft verwirbelt wird, daß das Bindemittel im verwirbelten Zustand Schadstoffe bindet und daß das mit Schadstoffen angereicherte Bindemittel zum Absetzen gebracht wird.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Stalluft ständig durch den geschaffenen Raum bewegt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Bindemittel Wasser verwendet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß das mit Ammoniak angereicherte Wasser mit verdünnter Schwefelsäure zusammengebracht wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß als Bindemittel verdünnte Schwefelsäure verwendet wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß din gereinigte Stalluft in den Stall zurückgeführt wird.

7. Anordnung zum Entzug von Schadstoffen aus Stalluft o. dgl., gekennzeichnet dadurch, daß in einem Gehäuse eine Anzahl Laufräder angeordnet und jedem Laufrad mindestens eine Düso für das Bindemittel zugeordnet ist und daß die Düse im wesentlichen rechtwinklig zur Laufradfläche angeordnet ist.

8. Anordnung gemäß Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehachsen der Laufräder parallel zueinander gerichtet sind.

9. Anordnung gemäß Anspr ch 8. gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse mindestens eine Zuführungsöffnung für dif Stalluft enthält, durch die die Stalluft im wesentlichen rechtwinklig zu den Drehachsen der Laufräder einströmt.

10. Anordnung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Düsen und die Stalluftzuführungen sich auf derselben Seite der Laufräder befinden.

11. Anordnung gemäß Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse einen sich nach oben zu erweiternden Teil mit einer Öffnung aufweist.

12. Anordnung gemäß Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse unten mit einer Wanne versehen ist.

13. Anordnung gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß sie in einem Stall mehrfach angeordnet ist.

14. Anordnung gemäß Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß sie in einem Bypass zum Stall o. dgl. angeordnet ist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen