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Verfahren zum Aufbereiten, insbesondere Begasen von viskosen
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Stoffen, wie Flüssigmist, Gülle, oder dergleichen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Aufbereiten, insbesondere Begasen, von anaeroben und aeroben Zersetzungsprozessen
ausgesetzten viskosen Stoffen, wie Flüssigmist, Gülle o.dgl., die im Behältern z.B.
Güllegruben, gelagert werden.
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Es ist bekannt, Flüssigmist und Gülle o.dgl., zu begasen, z.B. mit
Luft, um Fäulnisprozesse zu vermeiden. Bei den bekannten Maßnahmen werden in die
in Behältern gelagerten viskosen Stoffe Gase, z.B. Luft eingeblasen, die in Form
von Bläschen durch den zu- belüfteten Stoff perlt, und dabei auch eine mehr oder
weniger kräftige Umwälzung besorgt.
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Aufbereitete Gülle, Stallmist o.dgl. Stoffe werden gewöhnlich als
Dünger verwendet, weil es kaum eine andere.Verwertungsmöglichkeit gibt. Der Düngewert
wird jedoch durch die Belüftung in nachteiliger Weise herabgesetzt, weil die aufperlenden
Luftbläschen auch Stickstoff in Form von Ammoniak aus den Stoffen austreiben. Das
freigesetzte Ammoniak-geht dabei unkontrolliert verloren und der Düngewert wird
durch die
entsprechenden Stickstoffverluste nachteilig vermindert.
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In Gülle und Stallmist sind stets Feststoffe enthalten, die, bei
Schwimmfähigkeit, eine an der Flüssigkeitsoberfläche im Lagerbehälter schwimmende
Schwimmdecke bilden. Die Schwimmdecke kann die Oberflächenbelüftung verhindern,
und soll deshalb eine bestimmte Dicke möglichst nicht überschreiten. Bei der bekannten
Art der Belüftung können sich jedoch feine Luftbläschen an aufgewirbelten oder in
den flüssigen Stoffen schwebenden Teilchen anlagern, und diese zum Aufschwimmen
bringen.
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Die bekannte Belüftung führt zu einer Separierung der zu behandelnden
flüssigen Stoffe, wodurch die Schwimmdecke in kürzester Zeit in nachteiliger Weise
dicker wird.
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Die Maßnahme, zwecks Belüftung von z.B. Gülle oder Stallmist, Luft
in mehr oder weniger feiner Verteilung in die flüssigen Stoffe einzublasen, führt
somit neben einer Verminderung des Düngewertes durch Stickstoffverluste auch zu
einer unerwünschten Separierung der Mischungsbestandteile und zu einem damit verbundenen
Anwachsen der Schwimmdecke.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren zum Behandeln
von Flüssigmist, Gülle oder dergleichen Stoffen zu finden, welches eine Belüftung
ohne Stickstoffverluste ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß der
Stoff aus dem Behälter abgezogen und durch eine das an zureichernde Gas enthaltende
geschlossene Kammer geleitet wird, daß der Stoff in der Kammer in seine Oberfläche
vergrößernde
kleinste Teilmengen zerlegt wird, daß in der Kammer
befindliche Gase in eine von einer Waschsubstanz durchströmte Waschstation geleitet
werden und daß die mit aufgenommenen Gasen mehr oder weniger gesättigte Waschsubstanz
dem aus der Kammer bereits ausgetretenen Stoff wieder beigemischt wird.
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Die erfindungsgemäße Vermischung von z.B. flüssigem Stallmist oder
Gülle mit einem Gas, z.B. Luft, in einer geschlossenen Kammer, hat den Vorteil,
daß bei dieser Form der Belüftung und Sauerstoffanreicherung der Gülle freigesetztes
Ammoniakgas nicht unkontrolliert entweichen kann. Auch die in der Gülle aufgebauten
toxischen Stoffe werden zwar aus der Gülle freigesetzt, aber bleiben zunächst in
der Kammer. Die freigesetzte Gasmischung kann dann aus der Kammer abgesaugt werden
und in einer Waschstation erfolgt, mit einer- entsprechenden Waschsubstanz, das
Auswaschen von z.B. Ammoniakgas aus der abgesaugten Gasmischung. Das in der Waschsubstanz
gelöste Ammoniakgas kann dann wieder der ebenfalls, jedoch auf einem anderen Leitungsweg
aus der Kammer abgezogenen, bereits belüfteten Gülle wieder beigemischt werden,
so daß die Gülle in vorteilhafter Weise mit dem Sauerstoff der Luft angereichert
ist, dabei aber den Düngewert herabsetzende Stickstoffverluste nicht auftreten.
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Selbstverständlich können, bei Einsatz von entsprechenden Waschsubstanzen,
auch andere, bei der Belüftung in der Kammer freigesetzte Gase ausgewaschen und
aufgefangen werden, um deren unkontrollierte Freisetzung zu vermeiden.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der erfindungawesentlichen Maßnahme,
die Gülle in fein verteilter Form mit dem in der Kammer befindlichen Gas in Kontakt
zu bringen. Die aus dem Behälter abgezogene Teilmenge des zu behandelnden Stoffes
kann bei Durchleitung durch die Kammer ohne weiteres in Tröpfchen zerlegt werden,
die dem in der Kammer befindlichen Gas eine relativ große Kontaktfläche bieten.
Eine Anlagerung von Luftbläschen an Feststoff- und Schwebstoffteile in den Tropfen
erfolgt dabei nicht, wodurch die unerwünschte Separierung des zu behandelnden Stoffes
und damit, z.B. bei Gülle oder Stallmist, das Anwachsen einer Schwimmdecke vermieden
wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung wird der aus dem Behälter
abgezogene Stoff nach der Beimischung der mehr oder weniger gesättigten Waschsubstanz
dem Behälter wieder zugeführt. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet damit in
einem-Kreislauf, indem fortlaufend Teilmengen des zu behandelnden Stoffes dem Behälter
entnommen werden, und, z.B. mit Sauerstoff angereichert, wieder in den Behälter
eintreten und sich dort mit unbehandelten Stoff vermischen. Je nach Kapazitätsauslegung
bei der Durchführung der Verfahrens benötigten Aggregate kann der Kreislauf in Betrieb
gesetzt bleiben, bis der in dem Behälter gelagerte Stoff vorbestimmte und meßbare
Werte, z.B. eines Sauerstoffgehaltes, aufweist.
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Die Ausbildung eines Kreislaufes ermöglicht in vorteilhafter Weise,
die benötigten Aggregate separat von einem Behälter aufzustellen. Dabei sind für
die Inbetriebnahme ledig-
lich die notwendigen Kreislaufanschlüsse
am Behälter in einfachster Weise anzuflanschen. Bereits vorhandene Güllegruben,
Behälter und dergleichen, in landwirtschaftlichen Betrieben eingesetzte Speicher
für Flüssigmist oder Gülle, können demzufolge jederzeit, auch nachträglich, zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit den entsprechenden Aggregaten
ausgerüstet werden.
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Bei Installation von entsprechenden, in ihrer Funktion an sich bekannten
Steuer- und Regeleinrichtungen, auf die hiernicht weiter eingegangen werden soll,
kann die Aufbereitung, insbesondere Begasung der Stoffe auch vollautomatisch ablaufen.
I-n die Verbindungsleitungen des Kreislaufes lassen sich an geeigneten Stellen Fühlelemente,
z.B. Thermometer einsetzen, über die das erfindungsgemäße Verfahren gesteuert und
geregelt werden kann. Rohrleitungswege und dergleichen lassen sich auch mit Schaugläsern
ausrüsten, mit denen eine ortlaufende Überwachung der behandelten Stoffe möglich
ist.
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Das erfingsgemäße Verfahren wird zweckmäßiger Weise in Intervallen
betrieben.
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Nach einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Stoff vor
seiner Einströmung in die Kammer einer seine Feststoffanteile zerkleinernden Behandlung
unterworfen wird. Festere und schwerer abbaubare Stoffe, z.B. Stroh und Futterreste,
werden dadurch einer optimalen Zerkleinerung unterworfen, wodurch der bakterielle
Abbau solcher Feststoffe durch aerobe Zersetzungsprozesse in den in den Behältern
gelagerten Stoffen
erleichtert wird. Die Zerkleinerung kann z.B.
innerhalb der den Stoff aus dem Behälter abziehenden Fördereinrichtung erfolgen.
Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Pumpe mit einer Zerkleinerungseinrichtung
kombiniert werden.
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Zur Begasung der zu behandelnden Stoffe kann der Kammer z.B. fortlaufend
Luft zugeführt werdens wobei sich der darin befindliche Sauerstoff innerhalb der
Kammer in den fein verteilten Tröpfchen der zu behandelnden Stoffe anreichert. Die
Leistung einer Anreicherung mit Sauerstoff kann noch dadurch verbessert werden,
daß der ~Kammer fortlaufend reiner Sauerstoff zugeführt wird. Zweckmäßigerweise
wird der Kammer jedoch fortlaufend ein Gemisch aus Luft und Sauerstoff zugeführt,
welches durch entsprechende Steuer- und Regelorgane hinsichtlich der Gemischanteile
auf eine optimale Begasungawirkung eingestellt werden kann.
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Der in die Kammer eingeleitete Stoff kann zur Vergrößerung seiner
Oberfläche z.B. mit Druck versprüht werden. Bei Einsatz entsprechender Düsen kann
der Förderdruck der den Stoff aus dem Behälter absaugenden Pumpe dazu genutzt werden.
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Selbstverständlich ist es auch möglich eine in die Kammer eintretende
Stoffmenge innerhalb der Kammer zu verrieseln. In die Kammer können entsprechende
Rieselbleche eingesetzt sein.
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Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, daß dem Stoff vor bzw. während
seines Eintrittes in die Kammer mikrobiologische Zersetzungen unterstützende Zusatzmittel,
wie Enzyme, Fermente, Aminosäuren oder dergleichen, zugemischt werden. Dadurch
läßt
sich die Aufbereitung von Flüssigmist, Gülle oder dergleichen, insbesondere der
Abbau von Feststoffen und anderen schwer löslichen Bestandteilen, bis zu einem gebrauchsfertigen
Dünger beschleunigen und steigern.
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Mit Vorteil wird als Waschsubstanz Wasser verwendet. Das in dem aus
der Kammer abgesaugten Gasgemisch vorhandene, aus begastem Flüssigmist oder Gülle
freigesetzte Ammoniak geht mit Wasser eine Verbindung zu Salmiakgeist ein. Das salmiakgeisthaltige
Wasser kann ohne weiteres aus der Kammer abgezogener, bereits behandelteter Gülle
oder Flüssigmist wieder zugemischt werden, bevor eine Zurückleitung in den Behälter
erfolgt.
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Die Einleitung in den Behälter kann dabei so gelegt werden, daß in
vorteilhafter Weise eine zusätzliche Umwälzung durch die sich einstellenden Strömungsverhältnisse
erfolgt, demzufolge auch entlegene Stellen im Behälter erfaßt und mit Sauerstoff
und-mit Stickstoff wieder angereicherter Gülle oder dergleichen beschickt werden.
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Selbstverständlich ist es auch möglich als Waschsubstanz eine abgezweigte
Teilmenge des im Behälter gelagerten Stoffes zu verwenden. Der Wassergehalt in einer
solchen Waschsubstanz bewirkt, daß der Stoff das in der aus der Kammer abgesaugten
Gasmischung enthaltene Ammoniak noch aufnehmen kann. Diese Maßnahme hat den Vorteil,
daß der Wassergehalt der zu behandelnden Stoffe durch die wieder eingeleitete Waschsubstanz
nicht unnötig erhöht wird.
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Selbstverständlich kommt als Waschsubstanz auch ein Gemisch
aus
dem zu behandendem Stoff und Wasser in Frage.
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Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens, aus dem sich weitere erfinderische
Maßnahmen ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt, die als den Verfahrensablauf
verdeutlichende schematische Zeichnung angelegt ist.
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In einem Behälter 1, der zum Beispiel in einem landwirtschaftlichen
Betrieb als aufstellbare Güllegrube ausgebildet sein kann, wird Gülle, bzw. flüssiger
Stallmist 2 gelagert.
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Eine vorbestimmte Teilmenge der Gülle wird über den Rohrstutzen 3
abgezogen und über eine Pumpe 4 mit Zerkleinerungseinrichtung 5 über die Rohrleitung
6 in eine geschlossene Kammer 7 gedrückt.
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Die Zerkleinerungseinrichtung 5 kann auch in die Pumpe 4 integriert
sein. Beispielsweise kann das Flügelrad einer Kreiselpumpe als Zerkleinerungseinrichtung
ausgebildet sein.
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Der in die geschlossene Kammer 7 führende Mündung der Rohrleitung
6 ist ein Verteilkegel 8 zugeordnet. Die geschlossene Kammer ist hier schematisch
im Schnitt dargestellt, damit parallel zueinander angeordnete Rieselbleche 9 sichtbar
werden, über die aus dem Behälter 1 abgesaugte Gülle rieselt und dabei in die Oberfläche
vergrößernder Weise mehr oder weniger fein verteilt wird. Über die Leitung 10 kann
in die Kammer 7 Luft eintreten, der auch reiner Sauerstoff über die Flaschen 11
zugemischt werden kann<Die Über die Rieselbleche 9 in der Kammer nach unten fallenden
Gülletröpfchen kommen mit dem Luft-Sauerstoffgemisch in Kontakt, demzufolge sich
im
Auffangbecken 12 ansammelnde Gülle letztlich mit Sauerstoff
angereichert ist. Während der Verrieselung der Gülle in der Kammer 7 wird aus der
Gülle z.B. auch Ammoniakgas freigesetzt, das,zusammen mit dem zugeführten Luft-Sauerstoffgemisch,
über die Leitung 13 vom Absauggebläse 14 aus der Kammer abgesaugt und einer Waschstation
15 zugeführt wird. Die Waschstation arbeitet in an sich bekannter Weise, indem über
die Anschlußleitung 16 eine Waschsubstanz, z.B.
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Wasser oder ein Wasser-Güllegemisch, zugeführt wird, welches aus dem
eingeleiteten Gasgemisch das Ammoniakgas auswäscht und als Salmiakgeist über die
Mischleitung 17 der Mischstation 18 zuführt, wo eine Vermischung mit der aus der
Kammer 7 abgezogenen sauerstoffangereicherten Gülle erfolgt. Die mit Sauerstoff
angereicherte und mit dem Stickstoff des ausgewaschenen Ammoniakgases angereicherte
Gülle wird letztlich über die Ringleitung 19 wieder in den Behälter 1 geleitet.
Bei entsprechendem Pumpendruck in der Ringleitung 19 erfolgt dort noch eine intensive
Vermischung. Mit 20 ist eine Einrichtung bezeichnet, welche die Zersetzung der Gülle
2 fördernde Zusatzmittel aufnehmen kann. Ein Abgabeende mündet in die Kammer 7,
so daß von der Einrichtung 20 z.B. Fermente, Enzyme, Aminosäuren oder dergleichen,
der in die Kammer eintretenden Gülle beigemischt werden können.