-
Die
Neuerung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines organischen
N/P/K-Düngers,
basierend auf der Kompostierung und Verwertung biogener Abfälle verschiedenster
Herkunft und fester und flüssiger
Anfallformen.
-
Für die Kompostierung
und Verwertung einzelner oder einer Gruppe oder von separierten
Bestandteilen von biogenen Abfällen
gibt es eine Vielzahl von Lösungsvorschlägen, so
dass insgesamt von einem abgegrasten technischen Gebiet ausgegangen
werden muss. Auch ist der allgemeine Vorgang der Kompostierung so
alt, wie die belebte Natur existiert.
-
In
DE 34 09 019 A1 wird
ein Mischprodukt aus Urgestein, Tonmehl, Algenkalk, kompostiertem
Pferde-Schaf-Rindermist, Horn- und Knochenmehl, Grünalgen und
ausgesuchten Kräutern
für die
Anreicherung von Kompost mit allen notwendigen Mineralstoffen vorgeschlagen.
Nachteilig ist dabei, dass keine flüssig anfallenden Abfallstoffe
der Tierhaltung, wie Güllen,
eingesetzt werden können.
Der vorkompostierte Pferde-Schaf-Rindermist wird lediglich durch
Zusatzstoffe in seiner Zusammensetzung verändert.
-
Mit
DE 36 11 046 C2 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verrottung von Rottegut veröffentlicht, die
sich ausschließlich
auf die Verrottung von zerkleinertem Stroh mit Gülle in geschlossenen Behältern befasst.
Nachteilig ist dabei die Einengung auf die Anwendung nur zweier
biogener Abfälle
einerseits und die Durchführung
in geschlossenen Anlagen andererseits. Die biogenen Abfälle fallen
in großen
Mengen in der Landwirtschaft an, wodurch eine wirtschaftliche Verarbeitung
nur in der Nähe
des Anfallortes möglich
wird. Bestimmte biogene Abfälle
aus Haushalt, Industrie oder Waldwirtschaft lassen sich massenmäßig mit
geringerem Aufwand zu den Entstehungsstellen in der Landwirtschaft
transportieren als umgekehrt Gülle
und Stroh zu Industrieanlagen. Auch die dezentrale Verarbeitung
am Anfallort ist damit nicht möglich.
-
Mit
der
DE 37 36 889 A1 wird
ein Verfahren zum Aufbereiten organischer Abfälle durch Verrottung offengelegt,
dass in den zerkleinerten Ausgangsmaterialien durch Zugabe von trockenen
Materialien die Feuchte einregelt, ein Starterpräparat zusetzt und in einem
speziellen geschlossenen wärmeisolierten
Kompostierbehälfer
mit Luftzutrittsmöglichkeiten
gemäß Spalte
6, Zeile 52 die Kompostierung durchführt. In den Unteransprüchen und
Beschreibungsteil wird eine Einstellung des C:N-Verhältnisses
auf 20 bis 40 erwähnt.
Die gleichzeitig vorgeschlagene Nutzung der bei der Kompostierung
anfallenden Wärme,
z.B. in Spalte 8, beeinträchtigt die
Geschwindigkeit und Vollständigkeit
des Prozesses entscheidend. Dadurch ist keine gesicherte Zerstörung oder
Sterilisation von derzeit bekannten Krankheitserregern bei der Tierproduktion,
wie Salmonellen, Rinderpesterreger, Spulwürmer und andere schädigende
Organismen, oder von Unkrautsamen und Lockstoffen für Schadinsekten
gewährleistet.
Somit bleibt insbesondere nachteilig, dass Krankheitserreger oder
Unkrautsamen und Lockstoffe für
Schadinsekten mit dem Ausbringen des Endproduktes umfänglich verbreitet
werden.
-
Mit
der
DE 38 15 424 A1 wird
eine Vermischung organisch-mineralischer Düngemittel, aus Wirtschaftsdünger und
anorganischen Stoffen, und anschließende Granulierung vorgeschlagen.
Damit wird die Wasserlöslichkeit
und Ausschwemmbarkeit der Nährstoffe
verringert. Nachteilig bleibt auch hierbei, dass der Wirtschaftsdünger, Feststoff-
oder Flüssigmist,
ohne jegliche Kompostierung und auch ohne jegliche Zerstörung von
bekannten Krankheitserregern bei der Tierproduktion, wie Salmonellen,
Rinderpesterreger, Spulwürmer und
andere schädigende
Organismen, oder von Unkrautsamen und Lockstoffen für Schadinsekten
eingesetzt wird und mit dem Ausbringen des Endproduktes dieselben
umfänglich
verbreitet werden.
-
Mit
der
DE 39 23 641 A1 wird
ein Verfahren zur aerob-thermischen Kompostierung in einem Durchlaufreaktor
offengelegt, wobei die Abluft abgeführt wird. Insbesondere die
Korrosion durch die Abgase in bisherigen Anlagen soll hiermit verringert
werden. Dadurch ist die dezentrale Verarbeitung am Anfallort mit
diesem Verfahren nicht möglich
und es entstehen die wirtschaftlichen Nachteile durch den Transport
vom Entstehungs- zum Verarbeitungsort. Außerdem indiziert die Anordnung
eines Filters in der Abluft, dass Fäulnisprozesse nicht vermieden
werden können.
-
Mit
der
DE 39 27 486 A1 wird
der Zusatz von Branntkalk zu Gülle
und die Weitervermischung mit trockenem organischen oder anorganischen
Feststoffen zu einem streufähigem
Düngemittel
offengelegt. Die Gülle
wird hier nicht kompostiert oder anderweitig biologisch weiter verarbeitet.
-
Mit
der
DE 43 42 915 A1 wird
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kompostierung von Biomüll offengelegt.
Dabei muss nach Spalte 2, Zeile 9, der Biomüll nach seiner Aufbereitung
zunächst
in der Zwischenstufe, vorrichtungsseitig in einer Doppelschneckenpresse,
auf ca. 45 °C
erwärmt
werden. Da das Ausgangsmaterial insbesondere aus der Biotonne gewonnen
wird, reicht eine hier angeführte
Entschrottung sicher nicht, um in das biologische Material eingedrungene
lösliche
schädliche
Stoffe und nichtmetallische Bestandteile zu entfernen. Dieser Vorschlag
ist für
die großen
Mengen in der Land- und Forstwirtschaft anfallenden biologischen
Abfälle,
wie Gülle,
Stroh oder Schwachholz, durch die zentrale Anordnung an der Annahmestelle
der Biotonnen nicht einsetzbar. Eine Einstellung des C:N-Verhältnisses
oder der Trockenmasse der Ausgangsmaterialien unterbleibt ebenfalls.
Lediglich auf eine nachträgliche
Bewässerung
des Rottegutes wird hingewiesen. Es ist während des Rotteprozesses keine
Sauerstoffzufuhr möglich,
da die vorgeschlagenen Doppel-Rotteboxen luftabgeschlossen aufgestellt
sind, Spalte 3, Zeile 23. Auch hier indiziert die Anordnung eines
Filters in der Abluft, dass Fäulnisprozesse
nicht vermieden werden können.
-
In
der
EP 0 444 392 B1 wird
durch tribochemische Aktivierung eine intensivere Mischung und Bindung von
mineralischen und organischen Komponenten erreicht und anschließend das
Produkt pelletiert. Doch durch die Pelletierung werden nur Ausbringungsverluste
bei fein vermahlenen Produkten kompensiert. Die Wasserlöslichkeit
wird aufgabengemäß sogar
entscheidend erhöht.
Dabei werden auch flüssige
Phasen enthaltende organische Komponenten selbst verarbeitet, wobei
aber nachteiligerweise große
Mengen von tribomechanisch aktivierten Kalziten und Zeolithen zur
Güllebindung
benötigt
werden; im Anwendungsbeispiel 600 kg Mineralien auf 4000 Liter Hühnergülle. Wenn
aber die in der flüssigen
Güllephase
enthaltenen Ionen mittels der mineralischen Zugaben und tribochemischen
Aktivierung besser gebunden werden, so werden auch die bei nicht
getrennter Abführung
in der Gülle
enthaltenen Giftstoffe für
die menschliche Ernährung,
beispielsweise Kupfersulfat aus Klauenbädern, noch verstärkt in das
Düngemittel übernommen.
-
EP 0 835 855 B1 will
lediglich das Staubproblem bei der Zugabe von pulvrigen Kompostierbeschleunigern
lösen und
gibt diese deshalb in abgeschirmten Bereichen der Vorrichtung hinzu.
-
Mit
der
EP 0 936204 A1 wird
ein Verfahren zur Kompostherstellung vorgeschlagen, dass den Nachteil bisheriger
Verfahren, nämlich
teure Anlagen und hoher Aufwand an Ausrüstungen bei der geschlossenen Druckkompostierung,
bei gleichzeitiger Erzeugung eines hygienisch unbedenklichen Düngesubstrates
durch die zwingende Zugabe von Gesteinsmehl und/oder Tonmineralien
zur mittels Preßschneckenseparatoren
abgetrennten festen Phase von Güllen
und deren blasender Belüftung
während
eines Mietenansatzes vorschlägt.
Dabei erfolgt aber überhaupt
keine Verarbeitung der im Preßschneckenseparator
abgetrennten Flüssigkeit.
Somit bleibt hierbei der Nachteil, dass unbehandelte Flüssigbestandteile
der Güllen
ohne Verarbeitungsmöglichkeit
anfallen. Deren Ausbringung auf Felder, wie üblicherweise gehandhabt, hebt
aber gerade den mit dem Vorschlag angestrebten Effekt eines hygienisch
unbedenklichen Düngesubstrates
wieder auf und erzeugt einen Überschuss
an Gülleflüssigkeiten.
-
In
der
DE 39 07 751 C1 wird
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Güllekompostierung geschützt. Hierbei
wird auf einem fahrbaren Sammelgerät die Gülle gleich mit Feststoffen
und Sauerstoff gemischt und die entstandene Masse zentralen Kompostierwannen
mit Zwangssauerstoffzugabe zugeführt.
Verfahrenseinzelheiten, die eine Nacharbeitbarkeit ermöglichten,
sind nicht angegeben. Damit ist lediglich der Verfahrensschritt
Einsammeln von dezentralen Anfallstellen und Fertigverarbeiten in
zentralen Vorrichtungen zur Nacharbeit angeboten.
-
In
der
DE 41 23 798 C1 wird
ein Verfahren zur ammoniakemissionsfreien Herstellung von Humus
aus Gülle
oder kommunalem Klärschlamm
geschützt.
Dieses Verfahren geht nur von ganz wenigen und konkreten Ausgangs-
und Zusatzstoffen, nämlich
Gülle,
kommunalem Klärschlamm,
Sägemehl
und Stroh, aus und verarbeitet diese. Es ist also nicht möglich, alle
anfallenden biogenen Abfälle
zu verarbeiten. Weiterhin nachteilig ist die sehr lange Verweilzeit
von 4 bis 6 Monaten in der Kompostmiete, die mit dem angesprochenem
Vorteil, dass nicht umgesetzt werden muss sicher nicht zu kompensieren
ist. Die Beseitigung von hygienisch und/oder phytosanitär bedenklichen
Bestandteilen oder austriebsfähigen
Samen und Pflanzenteilen sowie Lockstoffen für Schadinsekten wird nicht
einmal erwähnt.
-
In
der
DE 41 39 682 A1 soll
lediglich die Ammoniakemission bei der Kompostierung, Ablagerung
oder Ausbringung von Gülle
oder Klärschlämmen durch
Zusatz von Milchsäure
aus silierten Biomassen beseitigt werden.
-
In
der WO 92/04304 wird ein verrottbares Material mit Mineralstoffen
zu einem Humusdüngemittel
gemischt. Die Verarbeitung von flüssigen biogenen Materialien
ist an keiner Stelle ersichtlich. Wert wird bei der Vorrichtungsausführung darauf
gelegt, dass die Einrichtung ortsveränderlich ist und an den Anfallort
gebracht werden kann.
-
Dem
vorgenannten Stand der Technik haften trotz der Vielzahl an veröffentlichten
Lösungen
weiterhin die Nachteile an, dass
-
– entweder
sehr teure Anlagen und hoher Aufwand an Ausrüstungen erforderlich sind,
-
– dadurch
nur eine zentrale Verarbeitung entfernt von den Hauptanfallorten
und dadurch große
Transportaufwendungen sowohl für
den Transport der biogenen Materialien zur Verarbeitungsstätte als
auch für
den Rücktransport
des Düngers
zum Verbraucher entstehen,
- – nur ein Teil der anfallenden
biogenen Materialien überhaupt
verarbeitbar ist,
- – die
Weiterverbreitung von hygienisch bedenklichen Düngesubstraten und für die menschliche
Ernährung giftigen
Begleitstoffen bei einer Vielzahl von Vorschlägen nicht auszuschließen ist,
- – in
den Vorrichtungen die am Anfallort vorhandene Technik nicht einsetzbar
ist,
- – keinerlei
Vorkehrungen getroffen werden, um für die menschliche Ernährung giftige
Begleitstoffe auszuschließen
und
- – die
Wasserlöslichkeit
und damit Auswaschung aus dem Boden, beispielsweise bei Regen, bestehen bleibt
oder sogar verstärkt
wird.
-
Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
eines organischen N/P/K-Düngers
zu schaffen, wobei:
- • Die Kompostierung und organische
Umsetzung biogener Abfälle
verschiedenster Herkunft und aller festen und flüssigen Anfallformen möglich sein
soll.
- • Eine
rückstandsfreie
Verarbeitung der Ausgangsstoffe und aller Komponenten derselben
erfolgen soll.
- • Ein
homogenisierter, hygienisch und unbedenklicher N/P/K-Dünger als
Endprodukt frei von Krankheitserreger und austriebsfähigen Samen
und Pflanzenteilen sowie frei von für die menschliche Ernährung giftigen Zusätzen erhalten
wird.
- • Ein
N/P/K-Dünger
als Endprodukt im wesentlichen frei von Lockstoffen für Schadinsekten
erhalten wird
- • Der
erhaltene N/P/K-Dünger
sich in einer granulierten Form durch eine Wasserunlöslichkeit
der pflanzenspezifischen Nährstoffe
auszeichnet.
- • Nährstoffsteigerungen
in den mit dem erfindungsgemäßen N/P/K-Dünger aufgezogenen
Produkten erreicht werden sollen.
- • Der
erhaltene N/P/K-Dünger
und die mit ihm erzeugten Produkte als unbedenklich durch landwirtschaftliche
und lebensmittelchemische Prüfanstalten
eingeschätzt
und zertifiziert werden sollen.
- • Der
erhaltene N/P/K-Dünger
keine Übertragung
von Krankheitserregern und/oder Unkräutern ermöglicht, da er durch die Verfahrenstemperaturen
sterilisiert werden soll.
- • Das
Verfahren in Vorrichtungsstufen realisiert wird, für:
– Kleinproduktion
für ländlichen
Bereich | ca:
30 m3/h |
– Mittelgroßer Produzent – Kreisstadt | ca:
50 m3/h und |
– Großproduzent – Großstadtbereich | ca:
100 m3/h und größer |
- • Die
Vorrichtung auf am Entstehungsort vorhandene landwirtschaftliche
Maschinen und Geräte
zurückgreift.
-
Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Weitere Merkmale
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Folgende
Vorteile sind mit der Erfindung nachweisbar und über Beprobungen belegbar.
-
Das
Problem der Ausbringung von flüssigen
Wirtschaftsdüngern
in der Landwirtschaft wird gelöst.
Außerdem
werden in unserem Verfahren alle auf der Welt anfallenden organischen
und chemisch unbelasteten biogenen Substanzen rückstandsfrei in Kombination
mit tierischen Kotabfällen
in einer aeroben Kompostierung zu einem hygenisierten und homogenisierten
N/P/K-Naturdünger
verarbeitet.
-
Außerdem werden
Rinder- und Schweinegülle
hierbei in einem Arbeitsschritt unter Beachtung mehrerer technologischer
Stufen rückstandsfrei
sowohl mit der festen, wie auch mit der flüssigen Phase verarbeitet. Die
rückstandsfreie
Verarbeitung ist im wesentlichen unabhängig von den atmosphärischen
Temperaturen. Die Verarbeitung kann von –10 Grad Umgebungstemperatur
bis + 50 Grad Umgebungstemperatur erfolgen. Die Reaktionstemperaturen
beginnen bei + 4 Grad Celsius und enden bei + 85 Grad Celsius in
diesem vollbiologischen Umwandlungsprozess. Eine weitere wichtige
Eigenschaft in unserem Verfahren ist die Sterilisation von uns derzeit
bekannten Krankheitserregern bei der Tierproduktion. Es wurde in
Proben nachgewiesen, dass Salmonellen, Rinderpesterreger, Spulwürmer und
andere schädigende
Organismen nach kürzester
Zeit nicht mehr nachweisbar waren. Da das Produkt in granulierter
Form anfällt,
sind die pflanzenspezifischen Nährstoffe nicht
mehr wasserlöslich
und damit nicht mehr auswaschbar. Diese Eigenschaft, der Wasserunlöslichkeit pflanzenspezifischer
Nährstoffe
ist ebenfalls eine Neuheit im Gegensatz zu anderen herkömmlichen
Produkten und den chemischen Düngern.
Damit ermöglicht
nur das erfindungsgemäße Endprodukt
eine kontinuierliche pflanzenspezifische Ernährung, ohne dass die Nährstoffe
den Auswascheffekten und damit der Wassererosion unterworfen wäre. Nur
die Mykorrhiza der Pflanzenwurzel in Zusammenwirken mit Pilzen und
Enzymen ist in der Lage diese pflanzenspezifischen Nährstoffe
aus dem erfindungsgemäßen Substrat
zu lösen
und in eine pflanzenverfügbare
Form aufzuspalten. Damit stellt das erfindungsgemäße Substrat
nicht nur einen hohen Nährstoffspeicher
dar, sondern hat durch das Festlegen der pflanzenspezifischen Nährstoffe,
die nicht mehr auswaschbar sind, die Eigenschaft über die
gesamte Vegetationsperiode der Pflanze eine kontinuierliche und
spezifische Pflanzenernährung
zu ermöglichen.
-
Aufgrund
der sehr hohen Nährstoffgehalte
werden die Pflanzen angeregt, ein überdurchschnittliches Wurzelwachstum
auszubilden. Dies kann im Einzelfall bis zu einem vielfachen der
normalen Wurzelmasse führen.
Bedingt durch diese Wurzelmasse und eine Vergrößerung der Blattmassen kann
eine erhöhte
Nährstoffzuführung zur
Pflanze hin erfolgen. Das Resultat sind enorme Erntesteigerungen
sowohl in der Pflanze, wie auch im verzehrbaren Endprodukt. Eine
sichtbare Vergrößerung der
Fruchtblätter
begünstigt
zwangsläufig
die Assimilation in der Pflanze und trägt somit zur Steigerung des
Fruchtertrages bei. Durch das Verfahren und die damit verbundenen
Temperaturverläufe
werden nicht nur Krankheitserreger beseitigt, sondern auch die Lockstoffe
für Schadinsekten
weitestgehend eliminiert. Wir haben unter Versuchsbedingungen festgestellt,
dass
- – so
gut wie kein Unkraut im Substrat mehr entsteht und
- – kein
Schadinsektenbefall nachweisbar war.
-
Durch
den Einsatz des erfindungsgemäß hergestellten
Substrates können
durch chemische Düngung, Wassererosion
und andere Einflüsse
geschädigte
Landwirtschafts- und Grünflächen wieder
renaturiert werden. Bei einer Kompostgabe von durchschnittlich 20
Tonnen in 3 Jahren pro Hektar wurden Nährstoffsteigerungen trotz Entzug
von Nährstoffen
durch die Aufwüchse
von Pflanzen nachgewiesen
-
Beispiele
für Nährstoffsteigerungen
-
Außerdem konnte
mit Messungen nachgewiesen, dass die Stabilität der Bodenkrümel zunimmt
und damit eine Begünstigung
der Befahrbarkeit von Landwirtschafts- und Grünflächen durch Pufferung erfolgt.
-
Außerdem erhöhte sich
im Vergleich zu mineralisch und chemisch gedüngten Böden die Fraßaktivität und die Siedlungsdichte der
Bodenfauna und der Regenwürmer
bei einer ausreichenden Kompostgabe der Individuen pro m2 Landwirtschaftsfläche auf 79 Stück. In Vergleichsparzellen
mit chemischer Düngung
oder direkter Ausbringung von Rindergülle wurden so gut wie keine
Mikroorganismen mehr festgestellt und die Regenwurmkonzentration
betrug nur noch 21 Stück
pro m2. Ebenfalls wird mit der Einbringung
des erfindungsgemäßen organischen
N/P/K-Düngers
eine sehr gute Durchlüftung
des Bodens, eine Nährstoffanreicherung (Pflanzennährstoffe)
und eine Erhöhung
der Wasseraufnahme (Speichervermögen)
des Bodens erreicht. Damit werden Wassererosionen bedingt durch
Starkniederschläge
sowie Auswaschungen mineralischer Dünger so gut wie gegenstandslos.
Der erfindungsgemäß erzeugte
organische Dünger
hat außerdem
eine weitere Wirkung auf Humus und Nährstoffversorgung im Boden
und für
die Pflanze. So steigt der Humusgehalt bis zu 2 % bezogen auf die
Vergleichsjahre, wo mit chemischer Düngung gearbeitet wurde pro
Jahr. Der Stickstoffgehalt erhöht
sich im Vergleich zu den Vergleichsjahren bis zu 0,02 % und der
pH-Wert stabilisiert sich auf 6 – 7 pH.
-
Beim
Einsatz des erfindungsgemäßen Endproduktes
zeigen sich außerdem
noch folgende positive Eigenschaften für die Landwirtschaft, den Gartenbau
und die Gemüsetreiberei.
Pflanzen, welche mit falschem Mehltau befallen waren, überstanden
den Krankheitsbefall schneller und entwickelten sich nach wenigen
Tagen wieder zur vollen Ertragsbildung. Nach Ausgleich der mineralischen
Verluste ist außerdem
nach der ersten Ernte sofort wieder eine Fruchtfolge ohne Nachdüngung möglich. Eine
Pflanze, welche in das bereits vorhandene, eingebrachte Substrat
neu gepflanzt wird, zeichnet sich durch ein schnelles und gesundes
Aufwuchswachstum aus. Hierbei kann auch eine Vorfruchtwirkung mit
genutzt werden. Das bedeutet, dass eine Pflanze (z.B. Salatgurke)
viel mehr Seitentriebe und Ableger produziert, als dies ansonsten
der Fall wäre
und an diesen Austrieben gleiche Fruchtertragserfolge, wie an der
Hauptpflanze zu verzeichnen sind. Außerdem ist eine Fruchtertragserhöhung und
eine Genusstauglichkeitserhöhung
am verzehrbaren Endprodukt feststellbar. Das heißt: im Vergleich zu chemisch
gedüngten
oder andersartig gedüngten
Böden wird
bei Pflanzen, welche auf den erfindungsgemäßen Substraten ernährt werden
eine bis zu 6%ige Ertragserhöhung
nachgewiesen, bei Gewächshausgurken
sogar bis zu 14 %. Die Genusstauglichkeitserhöhung ergibt sich nicht nur
durch die spezielle Pflanzennährstoffkombination
die durch die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte
entsteht, sondern durch die große
Anzahl nicht mehr auswaschbarer Mineralien.
-
Untersuchungen
eines veterinär-pharmakologischen
und toxikologischen Institutes in Deutschland ergaben nach Einsendung
von Gemüsen,
welche auf den nach dem erfindungsgemäßen Verfahren produzierten Endprodukt
gezogen wurden (Salatgurken, Tomaten, Erdbeeren, Paprika, Bohnen
usw.), folgende Beurteilungen:
- – arteigene
feste Konsistenz des verzehrbaren Endproduktes
- – Geruch
arteigen
- – im
Anschnitt fleischig
- – Geruch
frisch
- – arteigenes
produktionsspezifisches Aroma besonders im Geschmack
- – kein
Nachweis aerober mesophiler coliformer Keime und anderer, besonders
Enterokokken/Fäkalstreptokokken
in oder an der Frucht
- – gegen
die Frucht gibt es keine Einwände
- – Das
Produkt ist nach Umfang der Untersuchung von sehr guter Qualität und frei
verkäuflich.
-
Außerdem zeichnen
sich die so erzeugten verzehrbaren Endprodukte durch eine besonders
hohe Haltbarkeit und Lagerfähigkeit
aus.
-
Durch
die zusätzliche
Sichtkontrolle in den Erzeuger- oder Anfallstätten der biogenen Abfälle wird
sowohl das Risiko kontaminiertes Material einzusetzen zusätzlich zu
den Eingangskontrollen nach menschlichem Ermessen ausgeschlossen
und andererseits den Inhabern der Erzeuger- oder Anfallstätten Vorschläge für eine mögliche sichere
getrennte Abführung
der biogenen Abfälle
unter Ausschluss von für
die menschliche Ernährung
giftigen Zusätzen
unterbreitet, wie z.B. in Ställen
der industriellen Tierproduktion getrennte Abführung von Klauenbädern mit
Kupfersulfatlösungen
von der eigentlichen Gülle
durch jeweils getrennte Abflusskanäle.
-
Die
Erfindung soll nachfolgend an bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Für alle Beispiele
gelten gleiche Anforderungen an die biogenen Abfälle als Ausgangsmaterialien.
Diese sind dabei unterschiedlich, je nach Anfallort.
-
Für die Kompostierung
sind aber grundsätzlich
alle organisch-biologischen Ausgangsstoffe geeignet, wie:
- – Grasschnitte
- – Abfälle aus
Parkanlagen, Golfplätzen,
der Land- und Forstwirtschaft oder Gartenbau
- – Chemisch
unbehandeltes Holz von Bäumen,
Pflanzen, Palmen, Palmenresten, Sträuchern etc.
- – Rindergülle
- – Schweinegülle
- – Hühnerkot,
Federn, Haare, Knochenabfälle,
Pferde- und Kameldung, Fischabfälle,
Meeres- und Flussalgen
- – Sämtliche
Pflanzenabfälle
aus der Landwirtschaft
- – Überlagertes
und unbrauchbares Obst und Gemüse
sowie Reststoffe von Obst und Gemüse, die bei der verarbeitenden
Industrie anfallen.
-
Bei
der Verarbeitung von biogenen Abfällen muss immer damit gerechnet
werden, dass das angelieferte Material Stoffe enthält, die
für den
Prozess unerwünscht
oder gar schädlich
sind. Deshalb muss vor der Zulassung des Materials als Ausgangsmaterial
eine Fremdstoffauslese erfolgen, die dem Ziel dient, Fremdstoffe
aus dem Material zu entfernen. Dazu ist das angelieferte Material
zu sichten und auszulesen.
-
Als
unerwünschte
Bestandteile sind insbesondere zu nennen:
- – Glas (Behälterglas
wie Flaschen und Gläser,
Flachglas)
- – Plastmaterial
sowie -folie wie Flaschen, Behälter,
Verpackungsmaterial u. ä.
- – Metallteile
- – Verbundstoffe
(Getränkekartons
u. ä.)
- – Gummiformteile
(Reifen, Schläuche
u. ä.)
-
Der
Fremdbesatz mit unerwünschten
Bestandteilen ist sehr stark von der Gewinnung der zu verarbeitenden
Stoffe abhängig.
Garten- und Parkabfälle
beispielsweise enthaften in der Regel wenig Störstoffe, wohingegen Straßenbegleitgrün häufig einen
höheren
Anteil an Fremdbesatz (insbesondere Plastmaterial und Getränkedosen)
aufweist. Auch die Sammlung von Bioabfällen aus Haushalten („braune
Tonne") bringt infolge von
Fehlwürfen
der Nutzer einen mitunter erheblichen Anteil an Fremdbesatz mit.
Nach den Empfehlungen der Kompostwirtschaft sollte der Anteil an
unerwünschten
Fremd- bzw. Störstoffen
im Inputmaterial nicht größer als
1 Masse -% sein. Die ausgelesenen nicht kompostierbaren Stoffe sind,
soweit möglich,
einer stofflichen Verwertung zuzuführen. Auch die thermische Nutzung
der brennbaren Fraktion ist möglich.
-
Auch
werden immer mit den Eingangskontrollen die von der Bundesgütegemeinschaft
Kompost e.V. angegeben Richtwerte für das zu erstellende Endprodukt
kontrolliert und nur Materialien unterhalb dieser Richtwerte zur
Verarbeitung angenommen.
-
Tabelle
1: Richtwerte in mg/kg Trockenmasse für Schwermetalle (Auszug)
-
Die
Bestimmung des Kohlenstoff/Stickstoffverhältnisses, N:C, ist wegen der
unterschiedlichsten Verhältnisse
in den Ausgangstoffen notwendig, um das im erfindungsgemäßen Verfahren
geforderte N:C von 1:10 bis 1:30, bevorzugt 1:20, im anzusetzenden
Gemisch biogener Abfälle
einstellen zu können.
-
Tabelle
2: N:C Verhältnisse
biogener Abfallstoffe
-
Die
Bestimmung der Trockenmasse und Wasseraufnahmevermögen ist
wegen der Unterschiede in den Ausgangstoffen notwendig, um die im
erfindungsgemäßen Verfahren
geforderten Einstellungen von
Trockenmasse 50 – 90 %,
bevorzugt 60 – 70
% und
Wasseraufnahmevermögen
von 150 – 400
Litern pro m3, bevorzugt 250 – 300 l/m3, im anzusetzenden Gemisch biogener Abfälle einstellen
zu können.
-
Tabelle
3: Trockenmassegehalt, Wassergehalt in der Originalsubstanz (OS)
und aufgenommene Wassermenge nach verschiedenen Eintauchzeiten verschiedener
biogener Abfallstoffe
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wird für
die drei bevorzugten Größen
• Größe 1 ca:
30 m3/h | Kleinproduktion
für ländlichen
Bereich |
• Größe 2 ca:
50 m3/h | Mittelgroßer Produzent – Kreisstadt |
• Größe 3 ca:
100 m3/h und größer | Großproduzent – Großstadtbereich |
beschrieben.
-
Für einen
Rotteansatz unter europäischen
Verhältnissen
wird für
die Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
das nachfolgende Berechnungsbeispiel für die Größe 3 aufgestellt, aus dem für Größe 2 entsprechend
die Hälfte
und für
Größe 1 entsprechend
ein Drittel anzusetzen sind.
-
Eingesetzte biogene Abfallstoffe:
-
- 1. Strohhäcksel
(Getreidestroh) aus gepressten Strohballen und
- 2. Rindergülle
aus einer Stallanlage mit getrennter Abführung des Klauenbades
-
Damit
kann eine vorhergehende Fremdstoffauslese im Falle unserer Ausführungsbeispiele
entfallen.
-
Daten der Ausgangsmaterial
für die
Ausführungsbeispiele
-
Gepresste Strohballen:
-
- Abmessung 2,20 m × 1,20
m × 1,20
m = 3,17 m3/Stück
- Zerschreddertes Material (Häcksel)
ca. 2,5 m3/Stück, Volumenverringerung
- Gewicht von ca. 220 kg
- Gewicht pro m2
- gepresst: 220 kg/Stück/3,17
m3/Stück
= ca. 70 kg/m3
- zerschreddertes: 220 kg/Stück/2,5
m3/Stück
= ca. 90 kg/m3
- Trockensubstanz von 75 – 85
%
- N:C-Verhältnis
1 : 50
-
Wasseraufnahmevermögen It.
Tabelle(bezogen auf 24 h Eindringzeit) 4,8 Liter Alle organischen
Stoffe, welche zur Kompostierung angeliefert werden, müssen in
ihrer Gefäßstruktur
zertrümmert
und entsprechend dem Mietenansatz mit einer Gesamtrockenmasse von
28 – 45
% untereinander gemischt werden. Beim Zertrümmern, Zerreißen oder
Zerfasern wird bei den meisten Ausgangsmaterialien eine Volumenverkleinerung erreicht.
-
Das
Getreidestroh, was als Ausgangsmaterial für die Güllebeimpfung genommen wird,
hat ein Volumen von zirka 3,17 m3. Es entstehen
aus diesen gepressten Ballen zirka 2,5 m3 Getreidestrohhäcksel. Bei
allen geschredderten organischen Stoffen sind nach dem Schreddervorgang
die Volumenmasse und das Gewicht zu bestimmen, um die Gülleaufnahme
exakt bestimmen zu können.
-
Rindergülle:
-
- mit einem Feststoffgehalt von max. 6-10
- N:C-Verhältnis
1 : 12
-
Besitzt
die Gülle
aber eine höhere
Trockenmasse von ca. 12-15 % Feststoffgehalt, dann ist es eine dickflüssige, zähe Masse,
die nicht verrieselt werden kann und auch schlechtere Eindringeigenschaften
besitzt, so dass diese mit Güllen
geringeren Feststoffgehaltes oder Wasser auf einen Feststoffgehalt
von max. 6-10 % eingestellt werden muss.
-
Berechnung der zuzusetzenden
Güllemengen
für 1 Schicht:
-
- – Rottebecken
Grundfläche
von 40 m × 20
m = 800 m2
- – 1
Schicht Strohhäcksel
30 cm Schichtdicke
- – Wasseraufnahmevermögen It.
Tabelle (bezogen auf 5 min Eindringzeit) 4,1 Liter/kg
- – 800
m2 × 0,3
m = 240 m3 Ausgangsmaterial mit einer Trockenmasse
von 75-80 %.
-
Berechnungsansatz Gülleaufnahme
ohne Auflockerungsfaktor:
-
- 70 kg/m3 × 4,1 Liter/kg × 5 min
Eindringzeit = ca. 290 Liter/m3 (bezogen
auf 5 min. Eindringzeit)
-
Berechnungsansatz mit
Berücksichtigung
des Auflockerungsfaktors:
-
- 90 kg/m3 × 4,1 Liter/kg × 5 min.
Eindringzeit = ca. 370 Liter/m3 (bezogen
auf 5 min. Eindringzeit)
- Mittelwert: (290 Liter/m3 + 370 Liter/m3) : 2 = 330 Liter/m3.
-
In
unserem praktischen Versuchen haben wir festgestellt, dass Strohhäcksel nach
Anrottung ein Gülleaufnahmevermögen von
zirka 400 Liter/m3 aufgelockertes Material
hat. Somit wird bei der untersten Schicht der mit dem niedrigsten
5-Minuten-Wert aus
Tabelle 3 berechnete Gülleaufnahmewert,
hier 4,1 Liter/kg, zugesetzt und bei den nachfolgenden Schichten
kann ein aus dem Mittelwert der Tabelle 3 ermittelter Gülleaufnahmewert,
hier 4,4 Liter/kg, angesetzt werden.
-
Hieraus
ist ersichtlich, dass die Bestimmung des Wasseraufnahmevermögens nach
dem Schreddern und dem Vormischen der einzusetzenden festen biogenen
Abfälle
bei Bedarf nochmals vorgenommen werden muss, um das tatsächliche
Gülleaufnahmevermögen und
die damit zusammenhängende
Dosierung berechnen zu können.
-
Für eine Anlagegröße Nr. 3
mit einer Tagesproduktion von
ca: 100 m3/h × 8 h =
800 m3
wird beim Ansetzen von 1 Schicht
mit 0,3 m Schichdicke pro Arbeitstag
800 m2 × 0,3 m
Schichtdicke × 330
Liter/m3 Gülle (Mittelwert) = ca. 80.000
Liter
-
Damit
würde sich
ein theoretischer Tagesbedarf von 80 m3 Gülle pro
Arbeitstag ergeben.
57.600 Liter mit einer Schichtdicke von
0,3 m.
-
Bei
gemischten Ausgangsmaterial wie:
- – Miscanthus
- – Stroh-
und Heuhäcksel
- – Küchenabfälle
- – Maisstroh
u. a. mehr
muss Rinder- oder Schweinegülle unter Beachtung der Wasserspeicherfähigkeit
des Gemisches und dem Zustand sowie der Herkunft des Ausgangsmaterials
zugesetzt werden.
-
Bei
einer Anlage der Größe 3 und
einer Tagesleistung von ca. 800 m
3/Tag werden
folgende biogene Abfälle
mit einer Trockenmasse von 60 – 85%
benötigt:
-
Bei
einem Mittelwert für
die Dichte von zirka 185 kg/m3 wird eine
Durchschnittsmasse an festen biogenen Abfällen von 175 to/d benötigt.
-
-
Mit
einem Wasseraufnahmevermögen
im Durchschnitt der Zuschlagsstoffe nach der o. g. Tabelle Nr. 3
bezogen auf 24 h Eintauchzeit:
(3.1 + 2.6 + 4,0 + 4,8 + 2.5
+ 0.7) : 6 = 2,95
berechnet sich dann die Güllezugabe wie folgt:
175
000 kg/Tag × 2,95
Liter Gülle/kg
und Tag = 516 250 Liter Gülle
= 516 m3
-
Somit
werden mit einer Anlage der Größe 3 täglich ca.
- – 175
to/d feste biogenen Abfälle
und
- – 520
m3/d Gülle
verarbeitet.
-
Dieser
hergestellte Rotteansatz wird schichtweise täglich erhöht bis vorzugsweise 1,2 m Gesamthöhe, also
4 Schichten zu je ca. 0,3 m, wird vor Nässe geschützt aber unter Luftzutrittsmöglichkeit
bis zum durch Kontrollen festgestellten Auftreten von Pilzstrukturen
in den Abmessung von 1,2 m Höhe
und 2,5 m Breite so gelagert, das die Auflockerung nicht nachteilig
beeinträchtigt
wird und der ständige
Luftzutritt möglich
bleibt.
-
Nach
dem Auftreten der Pilzstrukturen wird nunmehr der Rotteansatz auflockernd,
intensiv mit Luft verwirbelnd und Partikel auf 2 bis 6 mm zerkleinernd
zu Rottemieten in Abmessung von vorzugsweise 1,0 bis 2,0 m Höhe und 2,5
m Breite umgesetzt, wird vor Nässe
geschützt
aber unter Luftzutrittsmöglichkeit
gelagert und täglich
werden Messungen des O2-Gehaltes, des CO2-Gehaltes und der Temperatur durchgeführt. Nach wenigstens
drei Tagen mit Temperaturen größer 50-70 °C und Erreichen
eines O2-Gehaltes von unter 5% und eines
CO2-Gehaltes von über 15% im Inneren des Lagergutes
wird die Rottemiete wiederum auflockernd und intensiv mit Luft verwirbelnd
umgesetzt, wird vor Nässe
geschützt
aber unter Luftzutrittsmöglichkeit
wiederum gelagert und wiederum werden täglich Messungen des O2-Gehaltes, des CO2-Gehaltes
und der Temperatur durchgeführt.
Dieses vorgenannte Umsetzen der Rottemiete wird so lange wiederholt,
bis im Inneren des Lagergutes die Temperatur sich der Umgebungstemperatur
auf 5 bis 10 °C
angenähert
hat.
-
Der
nunmehr fertiggestellte organische NIP/K-Dünger wird fraktioniert, je
nach Verwendungszweck, ausgesiebt. Dabei wird ein eventuell verbliebenes Überkorn dem
nächsten
Ansatz zugegeben, wird durch Trocknen und Pelletieren zu einem dauerhaft
wasserunlöslichen
und ausspülungsresistenten
N/P/K-Dünger umgewandelt
und wird für
den jeweiligen Verwendungszweck noch weiteren Konfektionierungsmaßnahmen unterzogen,
wie
- – Mischen
mit anderen Erdstoffen zu Fertigerden oder
- – Mischen
mit Samen, insbesondere Grassamen.
-
Für jede Vorrichtung
- – sind
Vorratsbehälter
für die
chargenweise separierte Lagerung der Ausgangsmaterialien angeordnet,
- – ist
eine Fremdstoffausleseeinrichtung bedartsweise, nach Gewinnungs-/Anfallort
der Ausgangsmaterialien ihrer Verarbeitung vorgeschaltet,
- – sind
Eingangskontrolleinrichtungen für
die festen Ausgangsmaterialien bezüglich ihres N:C Verhältnisses, ihrer
Trockenmasse, ihrer Wasserspeicherfähigkeit und ihres Gehaltes
an für
die menschliche Ernährung giftigen
Begleitstoffen aus der Industrie, Haushalt oder Tierhaltung angeordnet,
- – sind
Eingangskontrolleinrichtungen für
die flüssigen
Ausgangsmaterialien bezüglich
ihres Feststoffgehaltes und ihres Gehaltes an für die menschliche Ernährung giftigen
Begleitstoffen aus der Industrie, Haushalt oder Tierhaltung angeordnet,
- – ist
für die
Vorbereitung der festen biogenen Abfälle für den Rotteansatz eine Zerkleinerungseinheit
für die mechanische
Zerstörung
der Faser- und Gefügestruktur,
bevorzugt ein Schredder mit Nachzerkleinerungseinrichtungen, angeordnet,
- – ist
für die
Vorbereitung der flüssigen
biogenen Abfälle
für den
Rotteansatz bedarfsweise eine Vorzerkleinerungseinrichtung angeordnet,
- – sind
für den
Rotteansatz eine Rotteansatzeinrichtung mit örtlich verfahrbaren Transportmitteln
für den
mechanisch aufgelockerten Ansatz der festen biogenen Abfälle, mit örtlich verfahrbaren
Dosiergeräten
für die Dosierung
der flüssigen
biogenen Abfälle,
vorzugsweise mit integrierter Vorzerkleinerungseinrichtung, mit Auffangmitteln
für überdosierte
Mengen der flüssigen
biogenen Abfälle
und den Luftzutritt ermöglichenden Nässeschutzmitteln
angeordnet,
- – sind
Rottemieten mit örtlich
verfahrbaren Umsetz- und Zerkleinerungseinrichtungen, bevorzugt
Schneefräsen
oder Miststreuer mit senkrechten Streuwalzen, und den Luftzutritt
ermöglichenden
Nässeschutzmitteln
angeordnet,
- – sind
Siebeinrichtungen, Trocknungseinrichtungen mit Pelletierung und
Verpackungseinrichtungen angeordnet, wobei vor der Trocknungseinrichtung
eine Zugabeeinheit für
Gesteinsmehl zur Pelletierung feuchterer Produkte angeordnet sin
kann.
-
Eine
Vorrichtung der Größe 1 für den ländlichen
Bereich wird aus am Entstehungsort vorhandenen landwirtschaftlichen
Maschinen und Geräten
realisiert. So besteht dabei vorzugsweise die Rotteansatzeinrichtung
aus einer Ballenstrohgrube oder nur aus einer losen Aufschüttung mit
zeltartigen Abdeckung aus dem Gartenbau. Als Zerkleinerungstechnik
werden Schredder oder Scheefräsen
eingesetzt. Als Auffangmitteln für überdosierte
Mengen der flüssigen
biogenen Abfälle
ist vorzugsweise eine Lage Sägespäne oder
Sägemehl, besonders
bevorzugt in einer Schichtdicke von 0,30 m, angeordnet, die nach
Gebrauch selbst als fester biogener Abfall wieder kompostiert wird.
Die verfahrbaren Dosiergeräte
für die
Dosierung der flüssigen
biogenen Abfälle
bestehen aus Sprühnsätzen mit
Prallblechen an Ladern mit nachlaufenden Behältereinheiten. Die Rottemieten
werden mittels Miststreuer oder Schneefräsen umgesetzt. Auch die Rottemieten
werden durch zeltartigen Abdeckung aus dem Gartenbau vor Nässe geschützt, wobei
allseits Luft an und in die Rottemiete gelangt.
-
Eine
Vorrichtung der Größe 2 für einen
mittelgroßen
Produzenten sind bereits alle Einrichtungen in einer kleinen Halle
untergebracht, so dass die Abdeckung mit Foliezelten aus dem Gartenbau
entfällt.
Als Zerkleinerungstechnik wird auch hier vorhandene Landmaschinentechnik
eingesetzt. Die Rotteansatzeinrichtung wird bevorzugt aus Strohballen
oder Wänden
zusammengesetzt. Die verfahrbaren Dosiergeräte für die Dosierung der flüssigen biogenen
Abfälle
bestehen aus Sprühnsätzen mit
Prallblechen an Ladern mit nachlaufenden Behältereinheiten oder am Kran
befestigten Einrichtungen. Als Auffangmitteln für überdosierte Mengen der flüssigen biogenen
Abfälle
ist vorzugsweise eine Folienlage mit Drainageeinrichtung und Sammeleinrichtung mit
Pumpe für
die Wiederverwendung angeordnet. Die Rottemieten sind ebenfalls
in der Halle durch entsprechende Fahrspuren getrennt angeordnet
und werden je nach Gegebenheit mittels Miststreuer oder Schneefräsen oder
mit am Kran befestigten Einrichtungen umgesetzt.
-
Bei
einer Vorrichtung der Größe 3 für einen
Großproduzenten
sind alle Einrichtungen in einer entsprechend großen Halle
mit Kranbahn angeordnet. Die Rotteansatzeinrichtung ist bevorzugt
als ein festes Rottebecken mit Spaltboden als Auffangmittel für überdosierte
Mengen der flüssigen
biogenen Abfälle
und Sammeleinrichtung mit Pumpen für die Wiederverwendung derselben
angeordnet. Der Kran ist dabei vorzugsweise das Transportmittel
für den
mechanisch aufgelockerten Ansatz und Umsatz der festen biogenen
Abfälle
und das verfahrbare Dosiergeräten
für die
Dosierung der flüssigen
biogenen Abfälle.
Damit erfolgt entweder die lageweise Dosierung in mehreren Schichten,
besonders bevorzugt 4 Schichten zu je 0,3 m Schichtdicke, mit dem
Wechsel fest und flüssig
oder eine gleichzeitige Dosierung der festen und flüssigen biogenen
Abfälle. Dazu
ist der Kran mit entsprechenden Greif-, Verteil- und Sprüheinrichtungen
ausgerüstet.
Die Rottemieten sind parallel, auch mit befahrbaren Zwischenspuren
bei Einsatz anderer Umsetzeinrichtungen als dem Kran, angeordnet.
Dass der Kran auch das Transportmittel für die Endbehandlung, also Fraktionieren,
Trocknen und Pelletieren, darstellt ist eine Selbstverständlichkeit;
ebenso wie der Ersatz der Kranarbeiten durch straßengebundene
Einrichtungen.