DE10258173A1

DE10258173A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vertorfung von organischen Schlämmen, insbesondere von Klärschlämmen

Info

Publication number: DE10258173A1
Application number: DE10258173A
Authority: DE
Inventors: Josef Martin Engelhardt
Original assignee: Josef Martin Engelhardt
Current assignee: HEUDRUSCH GMBH, DE
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: DE10258173B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper bereit. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäß gewonnenen trockenen Torfkörpers als Brennstoff.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper.
Klärschlamm entsteht als Nebenprodukt bei der Reinigung von Abwässern und Abfallstoffen. Die Feststoffkomponente von Klärschlamm umfasst ein Gemisch verschiedener Materialien organischer Herkunft, das zum großen Teil aus Rohproteinen, Lipiden und Kohlenhydraten aufgebaut ist. Diese Feststoffe umfassen weiterhin anorganische Materialien, wie Feinsand, Grobsand oder Ton.
Trotz seines hohen Gehalts an potentiellen Nährstoffen für Pflanzen kann Klärschlamm jedoch nicht oder nur sehr begrenzt in der Landwirtschaft genutzt werden, da Klärschlamm mitunter einen hohen Gehalt an problematischen Substanzen, beispielsweise an Schwermetallen oder halogenierten Verbindungen aufweisen kann.
Eine Entsorgung von Klärschlamm unterliegt in Deutschland und anderen europäischen Ländern strengen gesetzlichen Richtlinien und ist häufig mit sehr hohen Kosten verbunden. Üblicherweise erfolgte eine Entsorgung von Klärschlamm bislang über Landwirtschaft und Verbrennung. Eine landwirtschaftliche Verwertung ist als Entsorgungsvariante jedoch mittlerweile in der Europäischen Gemeinschaft verboten und eine Verbrennung von Klärschlamm ist aufgrund des hohen Wassergehalts des Klärschlamms technisch nicht einfach durchzuführen. Darüber hinaus werden bei einer Verbrennung viele der an sich wertvollen Inhaltsstoffe des Klärschlamms nicht genutzt.
Für die Entsorgung von Klärschlamm steht bislang kein Verfahren bereit, das sowohl unter ökologischen, als auch unter ökonomischen Gesichtspunkten optimal erscheint.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines Verfahrens zur Entsorgung oder Aufbereitung von Schlämmen im allgemeinen und insbesondere von Klärschlämmen, das den Verfahren des Stands der Technik unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten überlegen ist und sowohl bei kleinen Mengen, als auch im großtechnischen Maßstab angewendet werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper gelöst, welches beinhaltet: Herstellen mindestens eines Vertorfungsbeetes, Einbringen von Schlamm in das Vertorfungsbeet, Abführen von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet, Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet, Unterbrechen der Flüssigkeitszufuhr zu dem Vertorfungsbeet nach einer bestimmten Zeitdauer, und Trocknen des Inhalts des Vertorfungsbeets unter Erhalt eines trockenen Torfkörper.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torflkörper bereit, welche umfasst mindestens ein Vertorfungsbeet, mindestens eine Leitung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet, und mindestens eine Leitung zum Abführen von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet.
Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in den anhängenden Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert, wobei:
1 ein Übersichtsschema zeigt, worin der Kreislauf zwischen Vertorfungsbeet 2 und Flüssigkeitsbehältern beziehungsweise Flüssigkeitsreservoir 3 und weiter Edukte und Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens und einige ihrer Nutzungsmöglichkeiten dargestellt werden;
2 einen Grundriss einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper zeigt;
3 einen Querschnitt durch die in 2 gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper zeigt; und
4 einen Längsschnitt durch die in 2 und 3 gezeigte Ausführungsform einer erfin dungsgemäßen Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper zeigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper kann für eine große Vielfalt an unterschiedlichen Schlämmen genutzt werden, beispielsweise für Schlämme, die in Kläranlagen oder bei einer Biomüllvergärung entstehen, aber auch für Schlämme, die in der Lebensmittel- und Biotechnologieindustrie oder als Aushubmaterial, beispielsweise von Kanälen, anfallen. Falls erforderlich kann das erfindungsgemäße Verfahren von einem Fachmann einfach an die Erfordernisse der jeweils umzuwandelnden Schlammzusammensetzung angepasst werden.
Der Begriff "Schlamm", wie in der vorliegenden Anmeldung verwendet, bezeichnet jegliches Substanzgemisch, welches Wasser und Substanzen (insbesondere organische und mineralische Substanzen) umfasst, welche von Pflanzen als Nährstoffe genutzt, abgebaut oder umgewandelt werden können, wobei der Wassergehalt üblicherweise bis zu 97 % bezogen auf die Trockensubstanz beträgt. Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich zwischen zwei erfindungsgemäß umwandelbaren Schlammzusammensetzungen, nämlich zwischen Klärschlamm und Schlamm, der bei der Biomüllvergärung als Endsubstrat anfällt.
Tabelle 1
Ein "trockener Torfkörper" im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist jedes Produkt, das bei der Umwandlung des Schlamms gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren anfällt und das einen geringeren Gehalt an Wasser bezogen auf die Trockensubstanz als der als Ausgangsmaterial eingesetzte Schlamm aufweist.
Im allgemeinen weist der trockene Torfkörper, der bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Verwendung eines bei der Biomüllvergärung anfallenden Schlamms erhalten wird, einen hohen Gehalt an organischen Stoffen auf, d.h. an nicht oder nur geringfügig wasserlöslichen, in organischer Masse gebundenen Stoffen, und kann beispielsweise zur Energiegewinnung genutzt werden.
1 erläutert schematisch einige Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Produkte und Verwendungsmöglichkeiten für diese Produkte.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein Vertorfungsbeet hergestellt, welches nachstehend eingehender beschrieben wird. Ein Vertorfungsbeet stellt vom Prinzip her ein nachgebautes Hochmoor dar und imitiert die Bedingungen, die im Hochmoor zur Torfbildung führen.
In dieses Vertorfungsbeet wird dann ein umzuwandelnder Schlamm eingebracht, beispielsweise indem der Schlamm durch Leitungen, Schläuche eingepumpt wird oder mit Fahrzeugen angeliefert wird. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit werden dabei häufig zwei oder mehr Vertorfungsbeete benachbart angeordnet.
Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus dem Vertorfungsbeet Flüssigkeit sowohl ab-, als auch zugeführt. Der Begriff "Flüssigkeit", wie in der vorliegenden Anmeldung verwendet, umfasst nicht nur Wasser und wasserhaltige Lösungen oder Suspensionen, sondern auch Gemische von Wasser mit Feststoffen, beispielsweise mit Sand, Steinen, Ästen, Halmen, etc.
Die abgeführte Flüssigkeit weist einen hohen Gehalt an flüssigkeitslöslichen Substanzen auf, die aus dem Schlamm herausgelöst oder herausgeschwemmt wurden. Insbesondere weist die abgeführte Flüssigkeit einen hohen Nährstoffgehalt auf. Die abgeführe Flüssigkeit wird dann in einen Behälter geleitet, in dem eine Abreicherung an Nährstoffen und/oder eine Umwandlung, ein Abbau beziehungsweise ein Aufschluss bestimmter Substanzen erfolgt. Vorzugsweise wird die aus dem Vertorfungsbeet abgeführte Flüssigkeit über Aquakulturen geleitet oder einem Behälter zugeführt, der mit Aquakulturen im Flüssigkeitsaustausch steht. Die in der Flüssigkeit vorhandenen Nährstoffe (beispielsweise Kalzium-, Kalium-, Phosphor- und Stickstoff-Verbindungen) werden dann von den Aquakulturen umgesetzt und in Biomasse umgewandelt. Diese Biomasse kann ebenfalls gewonnen und beispielsweise über ein im Stand der Technik bekanntes Nassvergärungsverfahren als Energieressource genutzt werden.
Die übrigbleibende, nährstoffarme Flüssigkeit und gegebenenfalls dazukommendes Regenwasser wird anschließend wiederum dem Vertorfungsbeet zugeführt. Nach dem Gesetz der Osmose reichert sich die nährstoffarme Flüssigkeit dort mit gelösten Nährstoffen an und wird somit in eine Lösung mit einer höheren Konzentration an Nährstoffen überführt. Diese nährstoffreiche Flüssigkeit (und gegebenenfalls suspendierte oder mitgerissene Partikel) wird anschließend wieder aus dem Vertorfungsbeet herausgeführt und für eine erneute Abreicherung und/oder Umwandlung beispielsweise erneut über Aquakulturen geleitet.
Die ersten Teilschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit in An eines Kreislaufs genutzt werden, bei dem kontinuierlich der Nährstoff-, Schadstoff- und/oder Salzgehalt des Schlamms verringert und gleichzeitig energetisch verwertbare Biomasse erzeugt werden kann. Neben der vorstehend beschriebenen Verfahrensanordnung, bei der eine Abreicherung der abgeführten Flüssigkeit an Nähr- und/oder Schadstoffen durch Aquakulturen erfolgt, sind jedoch auch andere Verfahrensanordnungen denkbar, bei denen die Abreicherung beispielsweise über mikrobiologische Verfahren oder Verrieselungsverfahren erfolgt. Gemäß einer Variante kann das erfindungsgemäße Verfahren derart betrieben werden, dass die abzuführende Flüssigkeit zu einem beliebigen Ziel, beispielsweise zu einer Kläranlage, weitergeleitet wird und die zuzuführende Flüssigkeit beliebiger Herkunft stets erneut zugeleitet wird. In diesem Fall werden zuzuführende und abzuführende Flüssigkeit also nicht in Form eines Kreislaufes geführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine ausreichende Versorgung des Vertorfungsbeets mit Flüssigkeit, so dass ein unerwünschter Abbau der im Vertorfungsbeet enthaltenen organischen Substanz verhindert oder gesteuert werden kann. Die Menge des zugeführten Wassers kann witterungsabhängig gesteuert werden, jedoch sollte der Schlamm/Torf-Körper üblicherweise einen Wassergehalt von 60%–80% bezogen auf die Trockensubstanz aufweisen.
Nach einer bestimmten Zeitspanne, die beispielsweise in Abhängigkeit von der angestrebten Zusammensetzung des als Endprodukt anfallenden Torfs oder in Abhängigkeit von der Art des eingesetzten Schlamms gewählt werden kann, wird die Flüssigkeitszufuhr unterbrochen und der Inhalt der Vertorfungsbeets wird bis zu einem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet.
Die Trockenlegung des Vertorfungsbeets wird dabei in Abhängigkeit von den Umgebungsgegebenheiten gewählt werden.
Unter den in Deutschland und Mitteleuropa vorherrschenden klimatischen Bedingungen wird zur Trockenlegung vorzugsweise eine Abdeckung über dem Vertorfungsbeet angebracht werden. Eine derartige Abdeckung verhindert einerseits, dass weiteres Niederschlagswasser in das Vertorfungsbeet eindringen kann. Darüber hinaus bietet eine derartige Abdeckung einen Schutz vor Wind und Auskühlung und kann gegebenenfalls eine Erwärmung des Vertorfungsbeets unter Nutzung der Sonneneinstrahlung bereitstellen. Gegebenenfalls entstehendes Kondenswasser kann unter der Abdeckung aufgefangen werden und beispielsweise durch Drainagen abgeleitet werden. Bei bestimmten Anwendungen oder in Ländern mit einem sehr heißem und trockenen Klima kann jedoch gegebenenfalls auf die Anbringung einer Abdeckung ganz oder teilweise verzichtet werden.
Die Abdeckung kann aus verschiedenen geeigneten, dem Fachmann bekannten Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise aus Kunststoffen, insbesondere aus Kunststofffolien, Glas, Metall oder Verbundwerkstoffen. Aus Kostengründen und in Anbetracht der einfachen Aufbringungsmöglichkeiten auch bei Spannweiten über mehrere Meter, werden jedoch vorzugsweise Folien eingesetzt. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Folien in Form eines Folienhauses angeordnet werden, da hierdurch der Torfkörper während der Trocknung zugänglich bleibt und ein Spielraum für gegebenenfalls auf dem Torfkörper wachsende Pflanzen vorhanden ist.
Die Trocknung des Torfkörpers sollte im wesentlichen zügig erfolgen, damit keine Humifizierung des Torfkörpers eintreten kann. Eine Humifizierung erfolgt beispielsweise dann, wenn der Wasseraustritt aus dem Torfkörper zu langsam stattfindet und es zu einer Mineralisierung kommt, da das Wasser als Medium für chemische Prozesse dient. Wie bereits vorstehend beschrieben, kann die schnelle Trocknung des Torfkörpers durch Anbringung einer Abdeckung über dem Vertorfungsbeet unterstützt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt jedoch noch eine weitere Möglichkeit zur Förderung einer schnellen Trocknung des Torfkörpers (und gegebenenfalls zum Abbau/zur Umwandlung bestimmter Inhaltstoffe des Torfkörpers) bereit, nämlich die Bepflanzung des Vertorfungsbeets und des Schlamms/Torfkörpers mit Pflanzen.
Eine Bepflanzung des Vertorfungsbeets und des Schlamms/Torfkörpers mit Pflanzen bewirkt einerseits einen Wasserentzug, da die Pflanzen zu ihrem Wachstum Wasser benötigen und über die große Blattoberfläche durch Verdunstung Wasser abgeben. Darüber hinaus stellen die Wurzeln, sowohl von lebenden, als auch von abgestorbenen Pflanzen ein dreidimensionales Netzwerk mit kapillar-artiger Wirkung bereit, das eine Austrocknung unterstützen kann.
Um die synergistischen Wirkungen zu nutzen, die sich bei gleichzeitiger Verwendung einer Abdeckung und eines Pflanzenbewuchses bieten, sollte die Bewässerung der Vertorfungsbeete am Ende des Winter beziehungsweise am Anfang des Frühjahrs, das heißt zu Beginn der Vegetationsperiode, eingestellt werden und eine Abdeckung, beispielsweise in Form eines Folienhauses, über den Beeten angebracht werden. Unter derartigen Bedingungen kann die Trocknung zum trockenen Torfkörper nach üblicherweise 3 Monaten abgeschlossen sein.
Das Vertorfungsbeet kann sich aus mehreren, sich ergänzenden Baueinheiten zusammensetzen.
Eine Anordnung einer Untergrundsabdeckung auf einem Untergrund verhindert, dass aus dem Vertorfungsbeet ausgespültes Sickerwasser in den Untergrund eindringt. Dies bietet den Vorteil, dass eine Belastung des Untergrunds mit im Schlamm enthaltenen Substanzen vermieden werden kann, und keine zur Herstellung von Biomasse verwertbaren, im Schlamm enthaltenen Nährstoffe verloren gehen. Der Untergrund kann vorzugsweise vor der Anordnung der Untergrundsabdeckung gemäß verschiedener im Stand der Technik bekannter Weisen vorbereitet werden. Je nach vorliegendem Bodenmaterial kann der Untergrund beispielsweise gemäß bekannter Techniken lediglich im wesentlichen eingeebnet werden, oder aber mit einer Kiesschüttung, einer Sauberkeitsschicht, einem Betonbett oder gegebenenfalls sogar mit einer Wannenkonstruktion versehen werden. Gemäß dem vorliegenden Bodenmaterial, der Lage des Bauortes und der Zusammensetzung des umzuwandelnden Schlamms wird der Fachmann die richtige Vorbehandlung des Untergrundes vornehmen.
Die Untergrundabdeckung kann ein- oder mehrschichtig ausgeführt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Folie als isolierender Abdeckung, beispielsweise einer einzelnen Lage einer Folie aus PVC (Polyvinylchlorid), die eine Stärke von 1 bis 5 mm, bevorzugt von 2 mm aufweist. Falls die Breite handelsüblicher PVC-Folienbahnen nicht ausreicht, können derartige Bahnen durch eine Schweißnaht miteinander verbunden werden, wobei die Schweißnaht vorzugsweise außerhalb der Vertorfungsbeete, beispielsweise mittig zwischen den Vertorfungsbeeten angeordnet wird. Darüber hinaus können jedoch auch beliebige andere, einem Fachmann bekannte, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Untergrundabdeckungen eingesetzt werden. Weiterhin sind auch Fälle denkbar, bei denen auf eine Untergrundabdeckung verzichtet werden kann, beispielsweise bei natürlich sperrenden Bodenschichten oder einer einmaligen Nutzung zur Umwandlung unproblematischer Schlämme.
Zum Ermöglichen einer guten Ableitung von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet können vorteilhafterweise auf der Untergrundsabdeckung oder dem Untergrund eine oder mehrere Flüssigkeitsableitungen angeordnet werden, die nachstehend detaillierter beschrieben werden.
Darüber hinaus kann mindestens eine Begrenzungswand aus einem oder mehreren Elementen aufgebaut werden, die ein seitliches Herausfließen des Schlamms verhindern. Die Begrenzungswandelemente können aus verschiedenen geeigneten, dem Fachmann bekannten Materialien hergestellt werden und werden nachstehend als "Ballen" bezeichnet. Der Begriff "Ballen", wie in der vorliegenden Anmeldung verwendet, umfasst beispielsweise Elemente aus nachwachsenden Rohstoffen, wie beispielsweise Strohballen, aber auch beliebig gestaltete Elemente aus Kunststoffen, Beton, Mauerwerk, Stein, Holz, Verbundwerkstoffen, wie beispielsweise Kunststoff-Wandelemente. Vorzugsweise sollte ein Ballen ermöglichen, dass Pflanzen auf seiner Oberfläche wachsen und mit ihren Wurzeln in den Innenbereich des Vertorfungsbeets eindringen können. Vorzugsweise sollte die spätere energetische Verwertung problemlos möglich sein (Abgase, Schadstoffe, etc.). Beispielsweise kann dies erfolgen, in dem ein aus einzelnen Halmen, Fasern, Ästen aufgebauter Ballen verwendet wird, der von den Wurzeln durchdrungen werden kann, oder in dem das Ballen-Element Löcher aufweist, durch welche die Wurzeln hindurchgehen können, was beispielsweise bei Wandelementen aus Kunststoffen, Beton oder Verbundwerkstoffen der Fall sein kann. Als besonders vorteilhaft haben sich Strohballen für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erwiesen. Die Strohballen können beispielsweise in Form eines "Mauergerüsts" um das Vertorfungsbeet angeordnet werden und gut von Pflanzen, insbesondere Seggen, durchwurzelt werden, wie nachstehend beschrieben. Durch ihr weites C:N – Verhältnis sind sie als Katalysator für die Torfbildung wirksam.
Die Ballen werden vorzugsweise derart auf dem Untergrund oder der Untergrundsabdeckung angeordnet, dass ein Raum entsteht, in den der umzuwandelnde Schlamm eingebracht werden kann. Der Raum kann dabei an einer oder mehreren Seiten offen sein. Vorteilhafterweise wird der Raum jedoch an vier Seiten von Ballen-Wänden umgeben sein. Zur Erhöhung der Standfestigkeit kann eine der Ballen-Wände beispielsweise direkt an einer feststehenden Wand angeordnet werden oder durch eine oder mehrere feststehende Wände ersetzt werden. Die Gesamthöhe der Ballenwände liegt bei kleineren Anlagen üblicherweise im Bereich zwischen einem und vier Metern, vorzugsweise bei mindestens zwei Metern, wobei bei großtechnischen Anlagen auch höhere Ballenwände geplant werden können.
Die drei vorstehend geschilderten Verfahrensschritte – Anordnen einer Untergrundsabdeckung auf einem Untergrund, Anordnen mindestens einer Flüssigkeitsableitung auf der Untergrundsabdeckung oder dem Untergrund, Anordnen von Ballen auf der Untergrundsabdeckung oder dem Untergrund – zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Vertorfungsbeets ergänzen sich vorteilshaft. Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Vertorfungsbeets kann jedoch auch lediglich durch einen oder zwei der vorstehenden Verfahrensschritte erfolgen.
Das Vertorfungsbeet und der Schlamm können mit einer oder mehreren Pflanzenarten bepflanzt werden, wobei die Wurzeln der Pflanzen das Vertorfungsbeet und den Schlamm durchdringen werden und ein dreidimensionales Kapillarnetz bereitstellen, das eine leichtere Austrocknung ermöglicht. Darüber hinaus verbessern die Wurzeln auch die Standfestigkeit und den inneren Zusammenhalt des Vertorfungsbeets und Schlamms/Torfkörpers. Die Pflanzen verbrauchen bei ihrem Wachstum sowohl Flüssigkeit, als auch Nährstoffe und können gegebenenfalls bestimmte unerwünschte Stoffe (beispielsweise Stickstoffverbindungen) abbauen oder in andere Verbindungen umwandeln. Darüber hinaus ziehen die Pflanzen mit ihren Wurzeln auch aus tieferen Schichten Flüssigkeit ab, wodurch eine schnelle und gleichmäßige Austrocknung des Schlamms/Torfkörpers ermöglicht wird.
Der Aufbau des Vertorfungsbeets wird vorteilhafterweise in Schichten erfolgen. Vorzugsweise wird mit dem Auftragen einer zweiten oder weiteren Schicht solange gewartet, bis die auf der jeweils tieferen Schicht angebauten Pflanzen den Schlamm-Körper zumindest teilweise mit ihren Wurzeln erschlossen haben. Häufig werden die Ballen-Wände dabei erst kurz vor dem Auftragen der nächsten Schicht aufgestockt werden.
Zur Bepflanzung des Vertorfungsbeets, das heißt zur Bepflanzung der Ballen und/oder des Schlamms eignen sich beliebige Arten wurzelbildender Pflanzen, die der Fachmann beispielsweise in Abhängigkeit von der Schlammzusammensetzung, den Fähigkeiten der Pflanzen zum Abbau bestimmter Substanzen, der Richtung und Tiefe der Wurzelbildung oder den klimatischen Bedingungen wählen kann. Die Bepflanzung des Schlamm-/Torf-Körpers hat insgesamt die Aufgabe, den Schlamm-/Torf-Körper zu erschließen. Die toten Biomassefraktionen bilden die Ausgangsbasis für die Torfbildung. Lebende Biomassefraktionen erschließen die Wasser- und Nährstoffreserven des Schlamm-/Torf-Körpers und ermöglichen nachfolgend eine schnelle Trockenlegung.
Für die Bepflanzung von Ballen, insbesondere von Strohballen, haben sich beispielsweise Seggen als besonders geeignet erwiesen, während für die Bepflanzung des Übergangsbereichs zwischen Ballen und Schlammkörper/Torfkörper (d.h. des inneren Randbereichs des Vertorfungsbeets und/oder des äußeren Bereichs des Schlamm- oder Torfkörpers) beispielsweise Bultseggen und/oder ausläufertreibenden Seggen vorteilhaft sind. Bultseggen bilden ein im wesentlichen vertikales Wurzelwerk und erschließen den Torfkörper in vertikaler Richtung. Hierbei wird die aufzunehmende Flüssigkeit von unten nach oben gezogen (sog. Dochtwirkung). Ausläufertreibende Seggen bilden dagegen ein im wesentlichen horizontales Wurzelwerk und erschließen den Torfkörper in horizontaler Richtung. Die Besiedelung durch die ausläufertreibenden Seggen erfolgt gegebenenfalls schichtweise, d.h. bei jeder neuen Befüllung des Beets mit Schlamm. Der mittlere Bereich des Schlamm-/Torf-Körpers kann beispielsweise mit Röhrichtgewächsen, bevorzugterweise mit Rohrkolben, Rohrglanzgras, großer Schwaden und/oder Schilf bepflanzt werden. Derartige Röhrichtgewächse zeichnen sich dadurch aus, dass sie in etwa 2 m tiefem Schlamm wurzeln können und eine an die im Klärschlamm zumeist vorliegenden Nähr- und Substratgehalte angepasste Vegetation darstellen. Durch die Besiedelung beziehungsweise Durchwurzelung des Schlamm-/Torf-Körpers bildet sich Biomasse, welche energetisch verwertet werden kann. Eine Kombination von Seggen, Bultseggen/ ausläufertreibenden Seggen und Röhrichtgewächsen zeigt besonders gute synergistische Eigenschaften. In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des umzuwandelnden Schlamms können jedoch auch andere Kombinationen von Pflanzen gewählt werden, die vorzugsweise ebenfalls eine horizontale und vertikale oder dreidimensionale Durchwurzlung bereitstellen.
Vorteilhafterweise erfolgt die Erschließung des Vertorfungsbeets schichtweise bei jeder neuen Befüllung des Beetes mit Schlamm. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, dass das Vertorfungsbeet nicht oder nur teilweise mit Pflanzen bepflanzt wird. Der Abstand der Pflanzen kann von einem Fachmann gewählt werden, beispielsweise können die Seggen, Bultseggen und ausläufertreibenden Seggen in einem Abstand von 5 cm bis 90 cm und die Röhrichtgewächse in einem Abstand von 5 cm bis 60 cm angepflanzt werden.
Im Inneren des Vertorfungsbeets ist mindestens eine Flüssigkeitsableitung angeordnet, wobei der Fachmann beliebige geeignete flüssigkeitsableitende Einrichtungen einsetzen kann. Besonders gute Ergebnisse können bei Verwendung von flüssigkeitsableitenden Einrichtungen auf Basis von im wesentlichen längsgerichteten Ästen und/oder eines Filterkörpers erzielt werden. Beispielsweise kann ein sog. lebender Faschinendrän als flüssigkeitsableitende Einrichtung verwendet werden. Der lebende Faschinendrän kann gemäß einem im Stand der Technik bekannten Verfahren aufgebaut sein. Vorzugsweise weist er einen Durchmesser von etwa 30 bis 40 cm auf und ist mittig im Vertorfungsbeet angeordnet, wobei der Boden des Vertorfungbeets zu dem Faschinendrän hin mit einer Neigung von 0° bis 15°, bevorzugt von 1° bis 3°, bevorzugter von 2° abfallen kann. Darüber hinaus kann auch der Boden des Vertorfungsbeets (und somit auch normalerweise die Flüssigkeitsableitung) in Ableitungsrichtung der Flüssigkeit (d.h. im allgemeinen zu dem Behälter zur Aufnahme der abgeführten Flüssigkeit hin und im wesentlichen parallel verlaufend zur Längsachse der Flüssigkeitsableitung) eine Neigung von 0° bis 15°, bevorzugt von 1° bis 3°, bevorzugter von 2° aufweisen. Ein Faschinendrän wirkt sofort nach Verlegung infolge der Leitwirkung der längsgerichteten Äste beziehungsweise des Filterkörpers flüssigkeitsableitend. Nach dem Anwachsen der Pflanze kommt hierzu noch der aktive Flüssigkeitentzug durch die Transpiration der Pflanze. Durch die geneigte Lage sammelt sich die abfließende Flüssigkeit am Faschinendrän. Die Neigung des Bodens des Vertorfungbeets zu dem Faschinendrän hin kann derart gewählt werden, dass im wesentlichen kein Transport von festen Materialien stattfindet, so dass eine Verstopfung weitgehend verhindert werden kann.
Die aus dem Vertorfungsbeet abgeführte Flüssigkeit enthält eine Reihe von Nährstoffen, insbesondere von gelösten Nährstoffen. Die aquatischen Pflanzen wandeln diese in Biomasse um. Besonders gute Ergebnisse wurden bei einer Verwendung von Algen, Wasserlinsen, Wasserhyazinthen oder deren Kombinationen erhalten.
Bei den in Deutschland vorherrschenden klimatischen Bedingungen können besonders gute Ergebnisse können erzielt werden, wenn die Flüssigkeit, in denen sich die aquatischen Pflanzen befinden, beispielsweise auf mehr als 0°C, vorzugsweise auf 5°C-15°C, bevorzugter auf 10°C erwärmt wird, beispielsweise durch Abwärme aus einem Heizkraftwerk. Eine Verwendung von erwärmter Flüssigkeit zur Bewässerung des Vertorfungsbeets kann darüber hinaus durch Kälte und Frost bedingte, unerwünschte Veränderungen am Schlammkörper/Torfkörper wie Rissbildung, Oxidation und Mineralisation verhindern und ermöglicht eine ganzjährüge Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Nach beendeter Trocknung, das heißt nach dem letzten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens steht ein trockener Torfkörper zur Verfügung der bedarfsgerecht "geerntet" und energetisch verwertet werden kann. Die Ernte des Torfkörpers kann analog zu bekannten Entleerungsverfahren von Fahrsilos erfolgen.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin eine Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper. Eine derartige Vorrichtung umfasst mindestens ein Vertorfungsbeet, mindestens eine Leitung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet, und mindestens eine Leitung zum Abführen von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet.
Das Vertorfungsbeet kann dabei, wie bereits vorstehend beschrieben, eine Untergrundsabdeckung, mindestens eine auf der Untergrundsabdeckung (bzw. dem Untergrund) angeordnete Flüssigkeitsableitung, und Ballen umfassen, welche derart auf der Untergrundsabdeckung (bzw. dem Untergrund) angeordnet sind, dass Schlamm in den Bereich zwischen Ballen und Untergrundsabdeckung (bzw. Untergrund) eingebracht werden kann. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehr der vorstehend aufgeführten Einrichtungen.
Die Flüssigkeitsableitung kann beispielsweise durch einen sog. lebenden Faschinendrän gebildet sein, wobei das Vertorfungsbeet zu dem Faschinendrän hin vorteilhafterweise eine Neigung von 0° bis 15°, bevorzugt 1° bis 3°, bevorzugter 2° aufweisen kann. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung gegebenenfalls eine Abdeckung umfassen, die auf dem Vertorfungsbeet angeordnet werden kann und dieses ganz oder teilweise bedeckt. Alle diese Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind bereits vorstehend eingehend erläutert worden.
Darüber hinaus kann, wie ebenfalls bereits vorstehend beschrieben, der Schlamm und/oder das Vertorfungsbeet mit einer oder mehreren Pflanzenarten bepflanzt sein.
Die Flüssigkeit, die dem Vertorfungsbeet zugeführt wird, kann je nach Anwendung von beliebiger Herkunft sein, d.h. beispielsweise einem beliebigen Behälter entnommen werden, der nachstehend als Behälter zur Aufnahme der zuzuführenden Flüssigkeit bezeichnet wird.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung einen beliebigen Behälter, in den die Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet abgeleitet wird, der nachstehend als Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeleiteten Flüssigkeit bezeichnet wird. Bei einfacheren Ausführungsformen wird der Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeleiteten Flüssigkeit vorzugsweise identisch mit dem Behälter zur Aufnahme der zuzuführenden Flüssigkeit sein, wobei in diesem Fall nachstehend auch von einem Reservoir gesprochen wird. Andernfalls können diese beiden Behälter auch über Leitungen) in Verbindung stehen, beispielsweise um einen kreislaufartige Flüssigkeitsführung zu ermöglichen. Für bestimmte Anwendungen ist natürlich auch denkbar, dass die Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet mit einem beliebigen Ziel (beispielsweise zu einem Klärwerk) abgeleitet wird und ein andere Flüssigkeit dem Vertorfungsbeet zugeführt wird. Mögliche Ausführungsformen für die jeweiligen Behälter werden nachstehend genauer beschrieben werden.
Der Aufnahmebehälter kann entweder selbst aquatische Pflanzen zur Gewinnung von Biomasse enthalten oder mit einem weiteren Behälter in Verbindung stehen, der derartige Pflanzen enthält. Alternativ kann der Behälter auch andere geeignete Einrichtungen zur Abreicherung des Nährstoff- und/oder Schadstoffgehalts der abgeleiteten Flüssigkeit umfassen.
Die Behälter können von einem Fachmann gemäß den jeweils vorliegenden Gegebenheiten entworfen werden. Bei einer einfachen und besonders vorteilhaften Ausführungsform sind der Behälter, der die zuzuführende Flüssigkeit enthält und der Behälter, der die nährstoffreiche, abgeleitete Flüssigkeit enthält, identisch. Üblicherweise sollten bei einer derartigen Ausführungsform die Eintritts- und die Austrittsstelle der Flüssigkeit einen ausreichenden Abstand oder eine geeignete Gestaltung aufweisen, so dass die abgeleitete, substanzreiche Flüssigkeit nicht unmittelbar oder weitgehend unverdünnt wieder in das Vertorfungsbeet zurückgelangt. Vorteilhafterweise kann der oder die Behälter oder das Reservoir mit einer zum Untergrund isolierenden Abdeckung, insbesondere einer Folie, versehen sein. Eine geeignete Folie kann beispielsweise aus Kunststoff sein und weist beispielsweise eine Dicke von 1 mm bis 5 mm, vorzugsweise von 2 mm auf. In diesem Fall kann das Reservoir ähnlich wie in 4 eine teichartige Gestalt aufweisen, die sich vorteilhaft in die Landschaft anpasst.
Weiterhin. kann der oder die Behälter oder das Reservoir einen Pumpschacht umfassen. Ein derartiger Pumpschacht kann von dem Reservoir ausgehen und die Strohballen als Eintrittsstelle in die Vertorfungsbeete aufweisen. Der Pumpschacht dient sowohl als Transportmedium (und gewährleistet somit die ständige oder gesteuerte Bewässerung der Beete), als auch als Wärmemedium (beispielsweise durch im Inneren angeordnete Heizleitungen), das eine frostfreie Haltung der Vertorfungsanlage ermöglicht. Der Pumpschacht kann beispielsweise aus einem Betonring bestehen oder eine andere dem Fachmann bekannte Gestalt oder Bauweise aufweisen.
Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung weiter eine Absperrungseinrichtung zum Absperren der Leitung, welche die Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet zuführt: Bei einem tieferliegenden Zufuhrbehälter, wie in 2 bis 4 gezeigt, kann das Absperren der Leitung beispielsweise einfach durch Abschalten der Pumpe erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Flüssigkeit in dem (den) Behälter(n) erwärmt wird. Hierfür kann beispielsweise die Abwärme aus einem Kraftwerk, insbesondere die Abwärme aus einem benachbarten Blockheizkraftwerk (BHKW), welches die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entstehende Biomasse und/oder den trockenen Torfkörper verwertet, verwendet werden. Die Wärmezufuhr kann in beliebiger Weise, beispielsweise durch Heizleitungen beliebiger Gestalt, erreicht werden.
Durch eine Erwärmung der verwendeten Flüssigkeiten, insbesondere der Flüssigkeit, die dem Vertorfungsbeet zugeführt wird, kann eine ganzjährige Bewässerung der Beete, auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, sichergestellt werden. Hierdurch wird eine frostfreie Haltung der Vertorfungsanlage ermöglicht und Frostschäden an der Anlage und Rissbildung, Oxidation und Mineralisation des Schlammkörpers und/oder Torfkörpers können vermieden werden.
Durch geeignete Wahl der Flüssigkeitsmenge in dem (den) Behälter(n) kann bei einer gegebenen Wärmemenge die Temperatur der Flüssigkeit gesteuert werden. Im Falle einer gleichbleibenden Menge an thermischer Energie, muss bei niedrigeren Umgebungstemperaturen (im Winter), aufgrund des größeren Energiebedarfs zur Erwärmung, das Flüssigkeitsvolumen entsprechend kleiner gehalten werden. Im Sommer liegt der umgekehrte Fall vor. Hierzu kann (können) der (die) Behälter oder das Reservoir beispielsweise eine primäre und eine sekundäre Heizleitung aufweisen, wobei die primäre Heizleitung im Sommer betrieben wird, während die sekundäre Heizleitung im Winter betrieben wird. Die sekundäre Heizleitung ist dabei länger als die primäre Heizleitung und kann somit mehr Wärme an die umgebende Flüssigkeit abgeben. Die Heizleitungen können aus beliebigen einem Fachmann bekannten Materialien hergestellt sein und eine beliebige Gestalt aufweisen. Vorzugsweise wird das Reservoir im Sommer eine größere Wasseroberfläche aufweisen, da so zusätzlich Sonnenenergie zur Erwärmung des Wassers genutzt werden kann.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung weiterhin Vorhaltekapazitäten für Regen- und Überschusswasser enthalten und zumindest teilweise von einem Regenüberlauf umgeben sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin den Torfkörper, der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhalten wird und die Verwendung dieses Torfkörpers als Brennstoff mittels im Stand der Technik bekannter Verfahren, insbesondere mittels Biomassevergasung.
Darüber hinaus umfasst die vorliegende Erfindung auch die Verwendung der mittels der aquatischen Pflanzen erhaltenen Biomasse als Energieressource oder als Dünger (beispielsweise für Energiepflanzen). Die energiereiche Biomasse kann beispielsweise durch Nassvergärungsverfahren in Energie umgewandelt werden.
Der vorliegende Erfindung beruht auf der Idee das Ökosystem eines Hochmoors nachzubilden. Bei einem derartigen Ökosystem wird die organische Masse konserviert und es kommt zu einer Torfbildung. Analog zur historischen Nutzung von Torf als Brennstoff, kann der über das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Torf energetisch verwertet werden, beispielsweise durch eine Biomassevergasung, bei der Energie erzeugt wird. Die verbleibende Asche kann kosten- und volumensparend deponiert beziehungsweise als zukünftige Ressource gelagert werden. Gleichzeitig kann es unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingen verschiedene im Schlamm enthaltene Schadstoffe abzubauen. Darüber hinaus ist die durch das erfindungsgemäße Verfahren mägliche Gewinnung von Torf und/oder Biomasse in Hinblick auf die bei der Verbrennung dieser Substanzen resultierende, vorteilhafte CO₂ – Bilanz aktuell von großem Interesse.
Durch eine erfindungsgemäße Vertorfung gelingt es somit gleichzeitig, die in Schlämmen enthaltenen wertvollen Nährstoffe und deren hohe Energiegehalte zu nutzen, als auch das Volumen der gegebenenfalls zu deponierenden Substanzen erheblich zu verringern, was sowohl unter ökonomischen, als auch unter ökologischen Gesichtspunkten äußerst wertvoll ist.
Für Anwender in Deutschland wird es unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten von besonderer Bedeutung sein, dass der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Torfkörper (und auch der nach den ersten Verfahrensschritten erhaltene, abgereicherte Schlamm) im allgemeinen zumeist unter die Regeln der Bioabfallverordnung fallen wird.
Die Erfindung wird anhand des folgenden, nicht einschränkenden Beispiels näher erläutert.
Ein erfindungsgemäße Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper wird in den 2 – 4 erläutert.
2 zeigt einen schematischen Grundriss einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper, die zwei Vertorfungsbeete 2a und 2b und ein Flüssigkeitsreservoir 3 umfasst, wobei die abgebildete Vorrichtung beispielsweise für eine Umwandlung des bei einer Biomüllvergärung anfallenden Schlamms geeignet ist. In das Flüssigkeitsreservoir 3 gelangt einerseits die aus den Vertorfungsbeeten 2a, 2b abgeführte Flüssigkeit und andererseits wird aus dem Flüssigkeitsreservoir 3 wieder Flüssigkeit in die Vertorfungsbeete 2a, 2b zugeführt. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist also der Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeleiteten Flüssigkeit und der Behälter zur Aufnahme der zuzuführenden Flüssigkeit identisch. Im Flüssigkeitsreservoir 3 befinden sich aquatische Pflanzen (nicht gezeigt), welche aus den aus dem Vertorfungsbeet stammenden Nährstoffen Biomasse gewinnen. Das Flüssigkeitsreservoir 3 kann durch Heizleitungen 42, 44 erwärmt werden, welche die Abwärme eines Blockheizkraftwerks (nicht gezeigt) nutzen. In dem Flüssigkeitsreservoir 3 sind hierfür eine primäre Heizleitung 42 und eine sekundäre Heizleitung 44 angeordnet. Die primäre Heizleitung 42 weist eine geringere Leitungslänge als die sekundäre Heizleitung 44 auf und gibt somit weniger Energie ab. Je nach benötigter Wärmemenge wird entweder die primäre oder die sekundäre Heizleitung betrieben werden, um die Flüssigkeit im Flüssigkeitsreservoir 3 zu erwärmen. Das Flüssigkeitsreservoir 3 weist ein Breite von 19,2 m und eine Länge von 7,5 m auf.
Der Aufbau der Vertorfungsbeete 2a, 2b ist am besten aus 3 ersichtlich. Auf dem zur Anordnung der Vertorfungsbeete vorbereiteten Erdreich befindet sich eine 2 mm dicke PVC – Folie 24, die das Erdreich 22 abdeckt. Mittig zwischen den beiden Vertorfungsbeeten ist eine Schweißnaht 28 angeordnet, welche zwei Bahnen der PVC – Folie miteinander verbindet. Am Rand neben den Vertorfungsbeeten 2a, 2b ist außerdem ein Regenüberlauf 29 angeordnet. In Inneren jedes Vertorfungsbeets 2a, 2b befindet sich ein lebender Faschinendrän 26, der einen Durchmesser von 30-40 cm aufweist und der im wesentlichen mittig angeordnet ist und in Richtung auf das Flüssigkeitsreservoir 3 hin verläuft. Der Untergrund 22 und die PVC-Folie 24 weisen eine Neigung von 2 % zum Faschinendrän 26 hin auf (in 3 durch Pfeile verdeutlicht).
Die seitlichen Wände der Vertorfungsbeete 2a, 2b sind aus Strohballen 20 gebildet. Der umzuwandelnde Schlamm 1 wird schichtweise zwischen die Strohballen 20 eingebracht und jede Schlammschicht wird im mittleren Bereich mit verschiedenen Röhrichtgewächsen (Rohrkolben, Rohrglanzgras, großer Schwaden, Schilf) bepflanzt (nicht gezeigt). Die Strohballen werden mit Seggen (nicht gezeigt) und der Übergangsbereich zwischen Ballen und Schlamm/Torfkörper wird mit Bultseggen und ausläufertreibenden Seggen (nicht gezeigt) bepflanzt. Wenn die erste Schlammschicht ausreichend von diesen Pflanzen durchwurzelt ist, werden die Ballenwände erhöht, wobei die Strohballen zur Erhöhung der Standfestigkeit pyramidenartig angeordnet werden, und eine zweite Schlammschicht wird aufgebracht.
3 zeigt die Vertorfungsbeete 2a, 2b, die bereits mehrere Schlammschichten umfassen. Damit auch bei starken Regenfällen eine Regenretention erfolgen kann, sollte Schlamm nicht bis zur Oberkante des Vertorfungsbeets eingefüllt werden. 3 zeigt eine geeignete, maximale Füllhöhe mit Schlamm.
Zu Beginn der Trocknungsphase, können dann Folienhäuser (nicht gezeigt) über den Vertorfungsbeeten 2a, 2b angebracht werden. Die Vertorfungsbeete 2a, 2b sind jeweils 9,6 m breit und 19,8 m lang.
4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vertorfungsanlage. Zur Verdeutlichung des Aufbaus werden dabei beispielsweise die Ballen 20, Folie 24 und Faschinendrän 26 weggelassen.
In dem Flüssigkeitsreservoir 3 befindet sich ein Pumpschacht 32 angeordnet, der aus einem Betonring mit einem Durchmesser von 1 m und einer Tiefe von 1 m besteht. Schematisch wurde die primäre Heizleitung 42 eingezeichnet. Das zur Errichtung der Vertorfungsbeete vorgesehene Gelände und somit später auch die Bodenfläche des Vertorfungsbeets und die darauf angeordnete Folie 24 (nicht gezeigt) weist ein Gefälle von 2 % zu dem Flüssigkeitsreservoir 3 hin auf (in Fig. 4 durch einen Pfeil verdeutlicht). Zur isolierenden Abdeckung ist der Boden des Flüssigkeitsreservoirs 3 mit einer 2 mm dicken Folie 31 (nicht gezeigt) versehen.
Da die durch ein benachbartes Kraftwerk zur Verfügung gestellte thermische Energie gleichbleibend ist, muss im Winter aufgrund des größeren Energiebedarfs zur Erwärmung der Flüssigkeit das Flüssigkeitsvolumen entsprechend kleiner gehalten werden. 4 verdeutlicht den vergleichsweise geringeren Flüssigkeitsstand im "Winter" (in der kälteren Jahreshälfte) und den vergleichsweise höheren Flüssigkeitsstand im "Sommer" (in der wärmeren Jahreshälfte) durch mittels von Zeichen (
) angegebene, durchschnittliche Flüssigkeitsstandswerte. Das in 2 und 4 gezeigte Flüssigkeitsreservoir 3 weist im "Winter" ein Volumen von 29,8 m³ bei einer Grundfläche von 59,5 m² und im "Sommer" ein Volumen von 74,3 m³ bei einer Grundfläche von 99,0 m² auf. Da das Flüssigkeitsreservoir 3 abgetreppt gestaltet ist, ist im "Sommer" eine größere Grundfläche von Flüssigkeit bedeckt.

Claims

Verfahren zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper, welches umfasst Herstellen mindestens eines Vertorfungsbeets (2a, 2b), Einbringen von Schlamm (1) in das Vertorfungsbeet (2a, 2b), Abführen von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet (2a, 2b), Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet (2a, 2b), Unterbrechen der Flüssigkeitszufuhr zu dem Vertorfungsbeet (2a, 2b) nach einer bestimmten Zeitdauer, und Trocknen des Inhalts des Vertorfungsbeets (2a, 2b) unter Erhalt eines trockenen Torfkörpers.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Unterbrechen der Flüssigkeitszufuhr eine Abdeckung auf dem Vertorfungsbeet (2a, 2b) angeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Herstellen eines Vertorfungsbeets (2a, 2b) mindestens einen der folgenden Schritte umfasst: Anordnen einer Untergrundsabdeckung (24) auf einem Untergrund (22), Anordnen mindestens einer Flüssigkeitsableitung (26) auf der Untergrundsabdeckung (24) oder dem Untergrund (22), Anordnen von Ballen (20) auf der Untergrundsabdeckung (24) oder dem Untergrund (22), wobei die Ballen (20) derart auf der Untergrundsabdeckung (24) oder dem Untergrund (22) angeordnet werden, dass Schlamm (1) in den Bereich zwischen Ballen und Untergrundsabdeckung (24) oder Untergrund (22) eingebracht werden kann.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Schlamm und/oder das Vertorfungsbeet (2a, 2b) mit einer oder mehreren Pflanzenarten bepflanzt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf den Schlamm eine oder mehrere weitere Schichten an Schlamm aufgebracht werden, wobei die Schichten optional jeweils mit einer oder mehreren Pflanzenarten bepflanzt werden.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ballen (20) mit wurzelbildenden Pflanzen, vorzugsweise Seggen, bepflanzt werden und der innere Randbereich des Vertorfungsbeets (2a, 2b) und/oder der äußere Bereich des Schlamm- oder Torfkörpers (1) mit wurzelbildenden Pflanzen, vorzugsweise Bultseggen und/oder ausläufertreibenden Seggen, bepflanzt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der mittlere Bereich des Schlamm- oder Torfkörpers (1) mit wurzelbildenden Pflanzen, vorzugsweise mit Röhrichtgewächsen, bevorzugter mit Rohrkolben, Rohrglanzgras, großer Schwaden und/oder Schilf, bepflanzt wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeitsableitung (26) durch im wesentlichen längsgerichtete Äste und/oder einen Filterkörper, vorzugsweise einen lebenden Faschinendrän, gebildet wird.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die aus dem Vertorfungsbeet (2a, 2b) abgeführte Flüssigkeit über aquatische Pflanzen geleitet und anschließend wieder dem Vertorfungsbeet (2a, 2b) zugeführt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei aquatische Pflanzen unter Nutzung der in der abgeführten Flüssigkeit enthaltenen Substanzen Biomasse erzeugen und/oder Substanzen abbauen.
Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Schlamm ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Klärschlamm, bei der Biomüllvergärung anfallender Schlamm, in der Lebensmittelindustrie anfallender Schlamm, in der Biotechnologie anfallender Schlamm, Aushubmaterial und deren Mischungen.
Vorrichtung zur Umwandlung von Schlamm in einen trockenen Torfkörper, welche umfasst mindestens ein Vertorfungsbeet (2a, 2b), mindestens eine Leitung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet (2a, 2b), und mindestens eine Leitung zum Abführen von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet (2a, 2b).
Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die mindestens eine Leitung zum Abführen von Flüssigkeit aus dem Vertorfungsbeet (2a, 2b) mit einem Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeführten Flüssigkeit verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 und 13, worin die mindestens eine Leitung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet (2a, 2b) mit einem Behälter zur Aufnahme der in das Vertorfungsbeet zuzuführenden Flüssigkeit verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 14, worin der Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeführten Flüssigkeit identisch mit dem Behälter zur Aufnahme der in das Vertorfungsbeet zuzuführenden Flüssigkeit ist oder mit diesem in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, worin die Vorrichtung eine zur Anordnung auf dem Vertorfungsbeet (2a, 2b) geeignete Abdeckung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, worin die Vorrichtung eine Abspenungseinrichtung zum Absperren der Leitung zum Zuführen von Flüssigkeit in das Vertorfungsbeet (2a, 2b) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, worin das Vertorfungsbeet (2) mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehr der nachstehenden Einrichtungen umfasst, wobei die Einrichtungen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus einer Untergrundsabdeckung (24), mindestens einer auf der Untergrundsabdeckung (24) oder dem Untergrund (22) angeordneten Flüssigkeitsableitung (26), und Ballen (20), welche derart auf der Untergrundsabdeckung (24) oder dem Untergrund (22) angeordnet sind, dass Schlamm in den Bereich zwischen Ballen und Untergrundsabdeckung (24) oder dem Untergrund (22) eingebracht werden kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, worin der Schlamm (1) und/oder das Vertorfungsbeet (2a, 2b) mit einer oder mehreren Pflanzenarten bepflanzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, worin die Ballen (20) mit wurzelbildenden Pflanzen, vorzugsweise Seggen, bepflanzt sind und/oder der innere Randbereich des Vertorfungsbeets (2a, 2b) und/oder der äußere Bereich des Schlamm-/Torf-Körpers (1) mit wurzelbildenden Pflanzen, vorzugsweise Bultseggen und/oder ausläufertreibenden Seggen, bepflanzt ist und/oder der mittlere Bereich des Schlamm-/Torf-Körpers (1) mit Pflanzen, vorzugsweise mit Röhrichtgewächsen, bepflanzt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, worin die Flüssigkeitsableitung (26) durch im wesentlichen längsgerichtete Äste und/oder einen Filterkörper, vorzugsweise einen lebenden Faschinendrän, gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, worin die Flüssigkeitsableitung (26) in Richtung zu dem Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeführten Flüssigkeit eine Neigung aufweist, wobei die Neigung bevorzugt 0° bis 15°, bevorzugter 1° bis 3° beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 13 bis 22, worin der Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeführten Flüssigkeit aquatische Pflanzen umfasst, welche unter Nutzung der in der abgeleiteten Flüssigkeit enthaltenen Substanzen Biomasse erzeugen und/oder Substanzen abbauen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, worin der Behälter zur Aufnahme der aus dem Vertorfungsbeet abgeführten Flüssigkeit und/oder Behälter zur Aufnahme der in das Vertorfungsbeet zuzuführenden Flüssigkeit eine zum Untergrund isolierende Folie und/oder einen Pumpschacht (32) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, worin die Vorrichtung weiterhin Vorhaltekapazitäten für Regen- und Überschusswasser enthält.
Vorrichtung gemäß Anspruch 23, bei der die aquatischen Pflanzen ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus Algen, Wasserlinsen, Wasserhyazinthen und deren Kombinationen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 12 bis 26, die weiterhin mit einer Wärmequelle verbunden ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 27, worin die Wärmequelle die Abwärme eines Blockheizkraftwerks oder einer Biomüllvergärungsanlage ist.
Torfkörper, herstellbar durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.
Verwendung des Torfkörpers gemäß Anspruch 29 als Brennstoff.
Verwendung der gemäß dem Verfahren nach Anspruch 10 erzeugten Biomasse als Energieressource oder als Dünger.