DE4027581A1 - Verfahren und anlage zur kontinuierlichen aufbereitung von guellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Produkten aus tierischen Exkrementen, insbesondere Güllen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Anlage zur kontinuierlichen Aufbereitung derartiger Produkte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Das zur Zeit noch allgemein angewendete Verfahren der direkten Ausbringung von Rohgüllen auf landwirtschaftlich genutzten Flächen ist mit erheblichen ökologischen und ökonomischen Nachteilen verbunden. Diese sind insbesondere folgende:

• - Gestank
• - starke Ammoniak-Emissionen (Klimagas)
• - Verfilzung der Grasnarbe
• - schlechte Infiltration der Gülle in den Boden
• - Verätzung von Pflanzen
• - inhomogene Nährstoffverteilung
• - erschwerte Kalkulation mit der Folge, daß häufig überdüngt wird und das Grundwasser sowie Gewässer mit Nitrat verseucht werden.

Um den Nährstoffeintrag zu begrenzen, haben verschiedene Bundesländer Gülle-Verordnungen erlassen, die das Ausbringen von Güllen auf drei bzw. zwei Dung-Einheiten pro Hektar und Jahr einschränken. Die die zugelassenen Dung-Einheiten übersteigenden Überkapazitäten können nur teilweise umverteilt werden.

Es besteht daher ein großer Bedarf nach einer Aufbereitung der Gülle, bei der ein großer Teil der nährstoffreichen Gülleinhaltsstoffe in handhabbarer und wiederverwertbarer Form dem landwirtschaftlichen Betrieb entzogen werden kann. Es sollten insbesondere sämtliche ungelösten Stoffe und nahezu alle kolloidal-gelösten und gelösten Stoffe aus der Gülle abgetrennt werden können.

In der Gülletechnik ist es bekannt, zur Abtrennung der ungelösten Feststoffe entweder Sedimentations- oder Absiebverfahren anzuwenden. Bei den Sedimentationsverfahren werden, um einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, fast ausschließlich Dekanter-Zentrifugen in Form horizontaler Vollmantelzentrifugen mit konisch-zylinderförmigen Trommeln mit Schneckenaustrag eingesetzt. Das Substrat verbleibt etwa 10-60 Sek. in der Zentrifuge und durchläuft ein Schwerkraftfeld von ca. 1500-5500 g. Hierbei werden die Feststoffe an der Trommelwand abgeschieden und mit Hilfe der Schnecke ausgetragen. Die Abtrennleistung verbessert sich, je höher der Dichteunterschied zwischen den Feststoffen und der Flüssigkeit ist. Sie hängt außerdem entscheidend von dem Trockensubstanzgehalt der Rohgülle ab. Je höher ihr Anteil ist, desto geringer darf die Durchflußmenge pro Zeiteinheit sein und desto höher ist die benötigte Verweildauer im Dekanter, was mit einer längeren Sedimentationszeit des Substrats einhergeht.

Die Leistung von Dekanter-Zentrifugen hängt außerdem von der Trommeldrehzahl und der Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke ab. Stoffe mit gleichen oder annähernd gleichem spezifischen Gewicht wie das der Flüssigkeit werden nicht abgetrennt. Deshalb können mit einer Dekanter- Zentrifuge nur etwa 60% der ungelösten Feststoffe abgetrennt werden. In ihnen sind jedoch nur ca. 45% des Stickstoffs enthalten. Fein-dispers verteilte, kolloidal- gelöste und gelöste Inhaltsstoffe verbleiben dagegen im Zentrat. Bei Güllen mit Trockensubstanzgehalten unterhalb 4% TS, was bei Schweinegüllen häufig der Fall ist, findet kaum noch eine Feststoffabscheidung statt.

Dekanter-Zentrifugen sind daher nicht allein zur Aufbereitung von Gülle im Sinne einer wesentlichen Herabsetzung der Dungeinheiten geeignet.

Bei den Absiebverfahren ist die Abtrennleistung von der Maschenweite bzw. dem Lochdurchmesser des Siebes abhängig. Je kleiner das Sieb, desto besser ist die Abscheidung. Bei kleinerem Siebdurchmesser nimmt jedoch auch die Neigung zum Verstopfen zu. Deshalb sind heute Siebe mit einem Lochdurchmesser bis zu einem Millimeter gebräuchlich. In der Hauptsache werden mit derartigen Sieben Futterbestandteile sowie Einstreu abgetrennt. Um einen stichfesten Feststoff zu erhalten, werden die Feststoffe mittels Druckwalzen zusätzlich entwässert und durch Schaber von den Sieben gelöst.

Aufgrund der Sieblochdurchmesser von 1 mm können Feststoffpartikel mit einem Durchmesser von 1 mm nicht abgetrennt werden. Die Abtrennleistung der Siebverfahren liegt deshalb mit ca. 30% der partikulären Feststoffe wesentlich unter der Leistung von Dekanterzentrifugen. In diesen Feststoffen sind jedoch nur ca. 20% des Stickstoffs enthalten.

In einer Projektstudie, die im Auftrag des Umweltministeriums in Schleswig-Holstein im August 1989 erstellt wurde ("Aufbereitung von Gülle in einem mobilen Verfahren in Schleswig-Holstein", Energiesysteme Nord GmbH, Christian- Albrecht-Universität Kiel, Institut für landwirtschaftliche Verfahrenstechnik), wird ein Verfahren vorgeschlagen, das aus zwei Schritten besteht, nämlich einer mechanischen Feststoffabtrennung mit Hilfe einer Dekanter-Zentrifuge und einer physikalischen Feinststoffabtrennung mit Hilfe einer Druckflotationsanlage. Dieses Verfahren zielt darauf ab, möglichst alle partikulären Feststoffe aus der Gülle ohne den Einsatz von Chemikalien zu entfernen.

Die Entfernung kleinerer Schwebstoffe mit Hilfe der Druckflotation konnte in Versuchen nicht bestätigt werden, da das Zentrat des Dekanters beim Durchblasen mit Luft stark schäumte. Der Schaum zeigte keinen höheren Feststoffanteil als die Flüssigkeit. Nachteilig war ferner, daß durch das Einblasen von Luft das in dem Zentrat gelöste Ammoniak durch Strippen in die Atmosphäre ausgetrieben wurde und die Abluft mit Hilfe eines Wäschers nachbehandelt werden müßte.

Im übrigen können bisher bekannte Flotationsverfahren nur dann eingesetzt werden, wenn das zu reinigende Rohwasser eine Beladung mit Feststoffen von unter 2% aufweist.

Neben den Verfahren zur Feststoffabtrennung wurden für die Gülletechnik auch Abwasserbehandlungsverfahren vorgeschlagen, deren Ziel ein möglichst sauberes, vorfluterreifes Klarwasser ist, das u. a. zur Bewässerung eingesetzt werden kann.

In der DE 37 12 383 wird ein mehrstufiges Verfahren beschrieben, bei dem zunächst mechanisch die Feststoffe abgetrennt werden, dann chemisch gelöste Stoffe gefällt werden und in zwei Nachbehandlungsschritten die restlichen Schadstoffe mit Aktivkohle und Bleicherden adsorptiv entfernt werden.

Das geklärte Wasser hat zwar die angegebenen, positiven Eigenschaften und kann zur Bewässerung eingesetzt werden. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt jedoch in der Entsorgung der abgetrennten Feststoffe, der Niederschläge, der belasteten Aktivkohlen und der Bleicherden, wobei durch die Zugabe der Zusatzstoffe die zu entsorgenden Mengen noch erheblich vergrößert werden (ca. 20-50%). Gleichzeitig werden durch die Zusatzstoffe die Verwertungsmöglichkeiten im Agrarbereich verringert.

In der DE 37 26 961 wird ein Verfahren angegeben, bei dem Feststoffe bei einer Maschenweite von 1 mm abgesiebt werden. Mit Hilfe einer Säure oder einem sauren Salz bildet sich ein Koagulat, das von der Flüssigkeit abgetrennt wird. Schließlich wird das in der Flüssigkeit noch vorhandene Ammoniak mit Hilfe einer Säure ausgefällt und ebenfalls separiert.

Wie bereits erwähnt, lassen sich mit einer Siebung nur ca. 20-30% der Feststoffbestandteile von Schweine- bzw. Rindergülle abtrennen. Bei der anschließenden Koagulation entsteht ein sehr feuchter Niederschlag mit niedrigem Trockensubstanzanteil. Dadurch wird der Schlammanfall sehr hoch, und die direkten Verwertungsmöglichkeiten für den feuchten Schlamm werden eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur kontinuierlichen Aufbereitung von Produkten aus tierischen Exkrementen nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14 so zu verbessern, daß ungelöste und gelöste Inhaltsstoffe unabhängig vom Durchmesser und spezifischem Gewicht aus der Gülle und unabhängig von der Gülleart und dem Trockensubstanzgehalt der Gülle abgetrennt werden können. Dabei soll der Zusatz von notwendigen Hilfsstoffen auf ein Minimum reduziert bleiben und die Zusatzstoffe sollen ökologisch unbedenklich sein, so daß die entstehenden Produkte als Flüssig- und Festdünger verwertet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen 1 und 14 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung wird zwischen der Anlage zur Zentrifugenabtrennung und der Anlage zur Flotation eine chemische Flockungs- und Fällstufe eingefügt, was dazu führt, daß die in die nachfolgende Flotationsanlage eintretende Flüssigkeit unter Zuhilfenahme eines Druckentspannungsverfahrens auf vorteilhafte Weise geklärt werden kann.

Vorteilhaft für das Verfahren erwies sich die Zugabe von Fe(III)-haltigen Flockungsmitteln und säurehaltigen Fällmitteln. Durch die Flockungsmittel werden kolloidal-gelöste Inhaltsstofe mit negativen Oberflächenladungen derart destabilisiert, daß sie sich zu größeren Flocken agglomerisieren können. Die Zugabe eines Flockungshilfsmittels fördert das Wachstum der Mikroflocken zu leicht abtrennbaren Makroflocken. Dagegen werden durch die Zugabe von Fällmitteln, wie organischen Carbonsäuren oder anorganischen Mineralsäuren, die in der Gülle enthaltenen gelösten Eiweiße denaturiert. Hierdurch wird ihre Löslichkeit stark herabgesetzt, sie koagulieren spontan und bilden unlösliche Niederschläge, deren spezifisches Gewicht dem von Wasser ähnlich ist und die deshalb tendentiell aufschwimmen.

Beim biologischen Abbau im Verdauungstrakt der Tiere entsteht unter anaeroben Bedingungen Methan und Kohlendioxid, wobei letzteres mit Wasser eine gesättigte Lösung bildet. Durch die Zugabe der Säure wird das Kohlensäure/Bicarbonat- Gleichgewicht der Gülle zugunsten der Kohlendioxid-Bildung nach rechts verschoben.

H⁺ + HCO₃ → H₂CO₃ → H₂O + CO² ↑

Bei dieser Reaktion entstehen feinste Kohlendioxid-Bläschen, die das Aufschwimmen der gebildeten Eiweiß-Niederschläge noch stark begünstigen.

In der verwendeten Flotationsanlage entsteht auf der Oberfläche kein Schaum, sondern ein Schlamm, der dem aus dem Dekanter austretenden Feststoff zugeschlagen oder in die Eingangsseite des Dekanters zurückgeführt werden kann. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Trennung der Rohgülle in Feststoffe und Flüssigkeit durch drei bzw. vier Verfahrensschritte, wobei aus der Gülle zunächst Feststoffe in einer mechanischen Trennstufe entfernt werden, die verbleibende Flüssigkeit dann einer chemischen Fällung und Flockung unterworfen wird, die sich hierbei bildenden Niederschläge und Flocken in einer physikalischen Trennstufe abgetrennt und in einer letzten Trennstufe mechanisch weiter entwässert werden. Die wässerige Flüssigkeit kann als sofort wirkender Flüssigdünger direkt in der Landwirtschaft, im Gemüse- und Gartenanbau usw. verwendet werden. Die Feststoffe können dagegen entweder als langzeitwirkende Naturdünger direkt oder als mit Nähr- und Humusstoffen hochangereicherter Naturdüngerkompost nach einer Kompostierung verwertet werden.

Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens verwendet insbesondere eine Dekanter-Zentrifuge, mit deren Hilfe aus der Rohgülle zunächst gröbere Feststoffpartikel mit einem Durchmesser von 0,5 µ bis 20 mm abgetrennt werden. Die im Zentrat verbleibenden feindispers verteilten, kolloidal gelösten und gelösten Inhaltsstoffe werden anschließend in der chemischen Reaktionsstufe durch Flockung und Fällung mit Hilfe von Fällungs- und Flockungsmitteln und ggf. Flockungshilfsmitteln ausgefällt bzw. ausgeflockt. Die entstehenden Niederschläge und Makroflocken werden dann in einer Flotationsanlage, vorzugsweise einer Druckentspannungsflotation, aufgeschwemmt und mit Hilfe eines Abräumers von der Oberfläche entfernt. Der Flotatschlamm kann dann in einer Eindickungsstufe weiter entwässert und entweder in die Rohgülle vor dem Dekanter zurückgeführt oder dem Feststoff aus dem Dekanter zugeschlagen werden. Gegenüber der Rohgülle hat das gereinigte Flotat, auch Dünngülle genannt, einen um 50 bis 80% reduzierten Stickstoffgehalt (gemessen als N) und einen um 70-100% reduzierten Phosphatgehalt (gemessen als P₂O₅).

In praktisch durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, daß mit den erfindungsgemäßen Verfahren flüssige Exkrementengemische, insbesondere Rinder- oder Schweinegülle in hochwertige natürliche Flüssig- und Feststoffdünger umgewandelt werden können. Die Vorzüge des Verfahrens ergeben sich wie folgt:

• - Entzug der Feststoffe aus der Gülle
• - Entsorgung von Stickstoff (als N) zu mehr als 60%
• - Entsorgung von Phosphor (als P205) zu mehr als 80%
• - Entsorgung von Kalium (als K) zu mehr als 60%
• - Eignung für Betriebe mit einem Gülleüberschuß von bis zu 3 Dungeinheiten pro Hektar
• - hohe Aufbereitungsleistung, sowohl mobil als auch stationär, mit einem Durchsatz von 10-100 m³/h Rohgülle
• - durch Flexibilität in der Anlage können Dekanter und Flotation einzeln oder gemeinsam eingesetzt werden
• - Erhöhung der Güllespeicherkapazität um mehr als 20%
• - Fehlen von Reststoffen, die noch entsorgt werden müßten
• - geringe Aufbereitungskosten.

Durch Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens entstehen hochwertige Naturprodukte, nämlich eine nährstoffarme Dünngülle und ein nährstoff- und humusreicher Feststoffdünger mit folgenden Eigenschaften:

• a) Dünngülle
  • - riecht kaum
  • - dringt leicht in den Boden ein
  • - geringe Ammoniak-Emission
  • - keine Verätzung an Pflanzen
  • - anwendbar über einen weiten Vegetationsbereich
  • - homogene Nährstoffverteilung
  • - Nährstoffe sofort pflanzenverfügbar
  • - problemlose Ausbringung
  • - als Dünger exakt kalkulierbar
  • - keine ökologischen Probleme mit Gewässer oder Grundwasserverschmutzungen
  • - gut zu verregnen
• b) Feststoffdünger
  • - Stickstoffdünger mit Depotwirkung
  • - transportwürdig
  • - nährstoffreich
  • - reich an Huminsäuren
  • - Strukturverbesserer, insbesondere als Torfersatz
  • - hoher Kohlenwasserstoffanteil
  • - C-N-Verhältnis von ca. 30 : 1
  • - gute Kompostiermöglichkeit

Wenn der durch das Verfahren abgetrennte Feststoff kompostiert wird, hat der entstehende Naturdüngerkompost die besonderen Eigenschaften, daß er lagerfähig und keimfrei ist, daß er einfach verpackt werden kann, daß das C : N-Verhältnis etwa 15 : 1 ist und sich ein hochwertiger Stickstoff- und Humusdünger ergibt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt eine Übersichtsanordnung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Rohgülle 1 wird aus dem Vorratsbehälter 2, der als Güllekeller, als Güllegrube oder als Güllehochbehälter ausgestaltet sein kann, mit Hilfe einer selbstansaugenden Dickstoff- Pumpe 4, wie z. B. einer Exzenterschneckenpumpe, in die Dekanter-Zentrifuge 5 gefördert.

Da die Abscheideleistung der Dekanter-Zentrifuge stark von der Verweilzeit abhängt, die wiederum eine Funktion des Zulaufstromes ist, sollte zu einer gleichmäßigen Förderung die Rohgülle vorher aufgerührt und homogenisiert werden. Hierzu werden z. B. die in landwirtschaftlichen Betrieben vorhandenen Rührwerke, die über eine Zapfwelle von einem Schlepper angetrieben werden, eingesetzt. Da die Homogenisierung jedoch in der Regel unvollständig ist, sollten größere Feststoffanteile, wie Stroh oder feste Güllebrocken, mit Hilfe eines Zerkleiners 3, wie einem Macerator oder einer Pumpe mit Schneidmessern, weiter homogenisiert werden.

Der Förderstrom der Pumpe 4 wird nun so eingeregelt, daß bei einem gegebenen Feststoffgehalt der Gülle eine optimale Abscheideleistung erhalten wird, die durch die abgeschiedene Menge an Trockenstoffen charakterisiert ist. Als Betriebsparameter des Dekanters können die Trommeldrehzahl, die Differenzdrehzahl zwischen Trommel und Schnecke, sowie die Höhe der Wehre, durch die die Höhe des Flüssigkeitsspiegels im Dekanter und damit die Verweilzeit, verändert werden. Durch eine Schnecke werden die Feststoffe 7 aus dem Dekanter ausgetragen, während das Zentrat 10 über die Wehre abläuft. Da Rohgülle wegen der in ihr enthaltenen Proteine stark zum Schäumen neigt, sollten der Zulauf, der Feststoffaustrag und der Flüssigkeitsaustrag möglichst unter Luftabschluß stehen, wobei die beiden letzteren auch unter einem leichten Überdruck stehen können.

Die Wirksamkeit der Feststoffabtrennung im Dekanter 5 kann auch durch den Zusatz von Flockungs- bzw. Verdickungsmitteln in die Rohgülle erhöht werden. Hierzu können Eisen (III)-Salze, Aluminium(III)-Salze, Polyaluminiumchlorid, kationische Polyelektrolyte und Tonmineralien eingesetzt werden. Um die Produkte aus dem erfindungsgemäßen Verfahren als Naturdünger verwerten zu können, scheiden aus ökologischen Gründen die Aluminiumverbindungen aus, denn diese sind pflanzenunverträglich. Eisen(III)-Salze können nur dann eingesetzt werden, wenn ihr Chloridgehalt gering ist, da auch Chloride pflanzenunverträglich sind. Leicht abbaubare Polyelektrolyte und Tonmineralien, wie Bentonite, sind dagegen ökologisch unbedenklich.

Die im Dekanter 5 abgetrennten Feststoffe können mit Hilfe einer Förderschnecke 8 oder eines Förderbandes auf einen bereitstehenden Wagen 9 gefördert werden. Die Flüssigkeit 10, auch Zentrat genannt, läuft aus dem Dekanter 5 in den geschlossenen Zentratbehälter 11 ab. Dieser dient als Puffer. Aus dem Behälter 11 wird das Zentrat mit Hilfe einer regelbaren Pumpe 12 in den kontinuierlichen Rührwerksreaktor 13 gepumpt. Hier werden der dekantierten Gülle insbesondere Flockungs- und Fällmittel zugesetzt, die in einem Vorratstank 17 mit Rührwerk 18 als Gemisch oder in zwei Vorratstanks getrennt gelagert sind und mit regelbaren Dosierpumpen 19 in genau definierten Mengen zudosiert werden können.

Bei Verwendung der Flockungsmittel 17, wie Eisen(III)- Salzen, Aluminium(III)-Salzen oder Polyaluminiumchlorid (PAC), tritt neben der eigentlichen Reaktion zur Destabilisierung der kolloidal-gelösten, emulgierten Stoffe eine Konkurrenzreaktion auf, in deren Folge z. B. die Eisen (III)-Salze mit den Hydroxydionen der Lösung Eisenhydroxyde bilden. Um diese Konkurrenzreaktion zu unterdrücken, müssen die Flockungsmittel 17 mit den kolloidal-gelösten Stoffen schnell in Kontakt gebracht werden. Dies erfolgt dadurch, daß die Flockungsmittel 17 über eine Dosierstelle 16 direkt in die Zone der intensivsten Durchmischung des Rührers gebracht werden. Da es bei zu hohen Dosiermengen des Flockungsmittels 17 lokal zu starken pH- Wert-Verschiebungen kommen kann, werden bevorzugt mehrstufige Rührwerke 15 mit mehreren Dosierstellen verwendet.

Für die Fällungsmittel, wie organische Carbonsäuren oder anorganische Mineralsäuren gelten die gleichen Anforderungen an die Art und Weise der Dosierung und Durchmischung wie bei der Zugabe von Flockungsmitteln. Deshalb kann auch hier ein mehrstufiger Rührwerksreaktor 13 zum Einsatz kommen, wobei das Fällungsmittel getrennt oder als Mischung mit dem Flockungsmittel dosiert werden kann.

Zur Verbesserung der Makroflockenbildung kann ein Flockungshilfsmittel 21, z. B. kationische, anionische oder neutrale Polyelektrolyte, vorzugsweise biologisch leicht abbaubare Substanzen, dem Reaktionsgemisch 14 zudosiert werden. Hierzu wird das Flockungshilfsmittel 21, das im Vorratsbehälter mit Rührwerk 22 angesetzt und ausgereift wurde, mit Hilfe der Dosierpumpe 23 in die Rohrleitung an der Dosierstelle 24 eingebracht. Zur besseren Durchmischung kann auch ein Mischer 25, vorzugsweise ein statischer Mischer, vorgesehen werden.

Die Flüssigkeit mit den ausgebildeten Makroflocken bzw. den ausgefällten Niederschlagsteilchen, an die sich aus der chemischen Reaktion Kohlendioxid-Gasbläschen bereits angelagert haben, wird in den Flotationsbehälter 26 durch die Pumpe 12 gefördert. Senkrecht zu diesem Zulauf wird von unten ein mit Luft gesättigter, unter Überdruck stehender Dispersionsstrom 30 über Entspannungsventile 33 und Diffusoren 34 einer ersten Kammer des Flotationsbehälters 26 zugeleitet. Bei der Entspannung des Dispersionsstromes entstehen viele kleine Luftbläschen, an die sich die noch nicht mit Gasbläschen versehenen Makroflocken bzw. Niederschlagsteilchen anlagern können und die dann gemeinsam aufgrund der Auftriebskräfte nach oben steigen. Durch diese neuartige chemisch-physikalische Flotation, die erst eine Flotation mit höherem Feststoff- und Niederschlagsbeladungen ermöglicht, bildet sich eine kompakte, mehrere Zentimeter dicke Flotatschlammschicht 35, die von einem Abräumer 36 über eine schiefe Ebene 37 in den Eindicker 49 abgeschoben werden kann. Es kann andererseits auch ein Absauger verwendet werden, der den Schlamm in den Eindicker 49 drückt.

Zur Erzeugung des Dispersionsstromes 30 wird Klarwasser 27 aus dem Flotationsbehälter 26 abgezogen und mit Hilfe einer Pumpe 28 in einen Hydrofor 29 gedrückt, so daß ein durch einen Kompressor 31 mit Luft gedrückter unter Druck stehender Dispersionsstrom entsteht. Die zum Flotieren benötigte Luftmenge hängt von der Feststoffbeladung der Flüssigkeit ab. Je höher diese Beladung ist, um so höher ist auch die benötigte Luftmenge. Sie kann durch Änderung des Dispersionsstromdurchsatzes mit Hilfe der regelbaren Pumpe 28 und durch Änderung des Druckes eingestellt werden. Der Dispersionsstrom wird im Bereich von 10-100% des Zulaufstroms zur Flotation, der Druck im Bereich von 0-5 bar eingestellt.

Alternativ zur Druckentspannungsflotation können auch Verfahren zur Elektroflotation oder Druckflotation verwendet werden. Die Elektroflotation hat jedoch den Nachteil hoher Investitions- und Betriebskosten, während die Druckflotation den Nachteil aufweist, daß die entstehenden Luftblasen sehr groß und nicht sehr zahlreich sind, wodurch der Flotatschlamm einen geringeren Feststoffgehalt erhält.

Das Klarwasser (die Dünngülle) verläßt den Flotationsbehälter 26 über ein Wehr 39, das in seiner Höhe einstellbar ist. Hierdurch kann das Niveau im Flotationsbehälter justiert werden. Die Dünngülle 43 läuft in einen Pumpensumpf 40 ab, aus dem sie mit Hilfe einer Pumpe 41 in den Güllevorratsbehälter 42 gefördert wird.

Die vom Abräumer 36 abgezogene Schlammschicht 35 wird durch das Niveau im Flotationsbehälter 26 und durch die Geschwindigkeit des Abräumers, die am Motor 38 eingestellt werden kann, bestimmt. Da die Schlammschicht 5-20 cm dick sein kann, muß die schiefe Ebene tief ins Flotatbecken eintauchen, um ein möglichst vollständiges Abräumen zu gewährleisten.

Im Eindicker 49 kann der Flotatschlamm sich für eine gewisse Zeit von der Flüssigkeit weiter trennen und aufschwemmen. Die hierbei entstehende Flüssigkeit 48 wird von dem Eindicker 49 abgezogen und in den Pumpensumpf 40 übergeleitet.

Der eingedickte Flotatschlamm 44 wird mit Hilfe einer Schlammpumpe 45 entweder direkt den Feststoffen aus dem Dekanter 5 in der Förderschnecke 8 zugeschlagen oder vor dem Dekanter 5 in die Rohgülle 1 zurückgeführt, um dann durch den Dekanter 5 weiter entwässert zu werden.

Die erfindungsgemäße Anlage kann mobil z. B. in Containern oder als stationäre Anlage in Gebäuden installiert werden. Die Durchsatzleistungen an mobilen Anlagen liegen insbesondere im Bereich von 0-20 m³² Rohgülle/Stunde. Sie sind auf die räumlichen Bedingungen auf landwirtschaftlichen Betrieben bezogen, da die mobile Anlage direkt in der Nähe der Güllebehälter aufgestellt werden muß. Bei stationären Anlagen ist diese räumliche Begrenzung nicht gegeben, so daß hier auch größere Anlagen mit Durchsatzleistungen bis zu 100 m³ Rohgülle/Stunde erstellt werden können.

Zur Erzielung dieser Leistung werden vorzugsweise mehrere Dekanter-Zentrifugen parallel geschaltet, wobei jedoch die Anlage zur Flotation als eine einzige Anlage aufgebaut werden kann.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten praktischen Versuche sind in nachfolgenden Tabellen zusammengefaßt dargestellt. Sie zeigen neben der Mengenbilanz auch eine Bilanz der Nährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium.

Tabelle I zeigt das Ergebnis der Feststoffabtrennung aus Rindergülle, Tabelle II zeigt das entsprechende Ergebnis für Schweinegülle.

In beiden Tabellen ist von einem Massenfluß von 10 000 kg/ Stunde ausgegangen. Die Trockensubstanzgehalt der Rohgülle liegen bei 10 bzw. 7%. In der rechten Spalte ist jeweils die Entsorgungsleistung in kg bzw. % in bezug auf die in der linken Spalte angegebenen Mengen bzw. Stoffe angegeben.

Die Tabellen zeigen deutlich die hohe Entsorgungsleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Tabelle I

Feststoffabtrennung aus Rindergülle

Tabelle II

Feststoffabtrennung aus Schweinegülle

Bezugszeichenliste

 1 Rohgülle
 2 Behälter
 3 Zerkleinerer
 4 Pumpe
 5 Dekanter
 6 Motor
 7 Feststoff
 8 Schnecke
 9 Wagen
10 Zentrat
11 Behälter
12 Pumpe
13 Reaktor
14 Reaktionsgemisch
15 Rührwerk
16 Dosierstelle
17 Chemikalien
18 Tank
19 Dosierpumpe
20 Dosierstelle
21 Flockungshilfsmittel
22 Rührwerk
23 Dosierpumpe
24 Dosierstelle
25 Mischer
26 Flotationsbehälter
27 Klarwasser
28 Pumpe
29 Hydrofor
30 Dispersionsstrom
31 Kompressor
32 Zuluft
33 Entspannungsventile
34 Diffusoren
35 Schlammschicht
36 Abräumer
38 schiefe Ebene
38 Motor
39 Wehr
40 Pumpensumpf
41 Pumpe
42 Vorratsbehälter
43 Dünngülle
44 Flotatschlamm
45 Schlammpumpe
46 Schlamm
47 Schlamm
48 Flüssigkeit
49 Eindicker

Claims (18)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung von Produkten aus tierischen Exkrementen, insbesondere Güllen, durch Trennung in Feststoffe und Flüssigkeit, bei dem aus den aufzubereitenden Produkten über eine mechanische Abtrennstufe (5) Feststoffe abgetrennt werden, und die abgetrennte Flüssigkeit über eine Flotationsanlage (26) weiter geklärt wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der in der mechanischen Abtrennstufe abgetrennten Flüssigkeit vor ihrem Eintritt in die Flotationsanlage (26) Inhaltsstoffe durch Zugabe von Flockungs-, Fäll- und Reaktionsmitteln ausgeflockt, ausgefällt und ausgegast werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Flotationsanlage ein Teil der in ihr vorhandenen Flüssigkeit im Umlauf mit Luft angereichert und über Druckentspannungsdüsen (33, 34) in den Behälter der Flotationsanlage (26) zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flockungs-, Fäll- und Reaktionsmittel in die von der mechanischen Abtrennstufe zur Flotationsanlage geführte Flüssigkeit kontinuierlich eingebracht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Abtrennstufe als Dekanter (5) ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungsmittel ein Fe(III)-Salz mit niedrigem Chlorgehalt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fäll- und Reaktionsmittel eine anorganische Mineralsäure oder eine organische Carbonsäure ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fäll- und Reaktionsmittel eine anorganische Mineralsäure oder eine organische Carbonsäure ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungs-, Fäll- und Reaktionsmittel in Mengen von 0,01-10 g/l Zentrat getrennt oder als Mischung zugeführt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgülle vor Einführung in den Dekanter ein Flockungs- und/oder Verdickungsmittel zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Flockungs- und/oder Verdickungsmittel in einer Menge von 0,01-1 g/l Rohgülle zugeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zentratstrom kontinuierlich ein Flockungshilfsmittel mit positiven, negativen oder neutralen Überschußladungen, vorzugsweise kationische Polyelektrolyte, zugegeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Flotationsbehälter entnommene Schlamm (46) zur mechanischen Abtrennstufe zurückgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Flotationsbehälter entnommene Schlamm (47) den aus der mechanischen Abtrennstufe austretenden Feststoffen hinzugefügt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten Feststoffe in weiteren Verfahrensschritten kompostiert, getrocknet und abgesackt werden.

14. Anlage zur kontinuierlichen Aufbereitung von Produkten aus tierischen Exkrementen, insbesondere Güllen, mit einer Einrichtung (5) zur mechanischen Abtrennung von Feststoffen aus den Produkten und einer Flotationsanlage (26) zur weiteren Klärung der die mechanische Abtrenneinrichtung verlassenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (5) zur mechanischen Abtrennung und die Flotationsanlage (5) durch eine luftabgeschlossene Rohrleitung verbunden sind und daß ein Rühr- und ein Rohrreaktor mit je wenigstens einer Dosierstelle zum Einbringen eines Flockungs-, Fäll- und Reaktionsmittels in das in der Rohrleitung geführte Zentrat (14) vorgesehen sind.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührreaktor ein kontinuierlich durchströmter Reaktor mit wenigstens einer Rührstufe ist.

16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor als statischer Mischer (25) ausgebildet ist.

17. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Flotationsanlage als Dreikammerbehälter ausgebildet ist, daß in der ersten Kammer ein Zulauf zum Einlaß von Flüssigkeit vorgesehen ist, daß die erste Kammer eine variable Oberflächengröße aufweist, daß ein Überlauf zur zweiten Kammer vorgesehen ist, aus der aufschwimmender Schlamm (35) mittels eines Abräumers (36) oder Absaugers entfernbar ist, daß der Überlauf der zweiten Kammer zu einer dritten Kammer führt, aus der die geklärte Flüssigkeit über ein höhenverstellbares Wehr abläuft, daß ein Teil der geklärten Flüssigkeit aus der dritten Kammer in einem Hydroforbehälter (29), dem außerdem Druckluft zugeführt wird, versprüht wird, und daß die den Druckbehälter verlassende mit Luft gesättigte Flüssigkeit über Druckentspannungsventile und Diffusoren (33, 24) durch den Boden der ersten Kammer in den Flotationsbehälter (26) zurückgeführt wird.