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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels
durch Zuführung von
Luft in einen weitgehend verschlossenen Raum, der eine Mischung
von pflanzlicher oder tierischer organischer Substanz und Torf enthält, wobei
die Mischung eine Feuchtigkeit von etwa 70% aufweist, wobei die Temperatur
im Raum auf 70 bis 75°C
steigt. Die Erfindung betrifft auch eine im Verfahren verwendbare
Vorrichtung.
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In
den 90er Jahren gab es einen steigenden Bedarf an einer natürlicheren
Herstellung von Pflanzen, einschließlich einer Verbesserung des
Bodens. Felder werden üblicherweise
mit chemischen Düngemitteln, flüssigem Dung
und kompostiertem Abfall bedeckt. Allerdings besteht das Problem
bei der Düngung
von landwirtschaftlich genutzter Fläche mit herkömmlichen
chemischen Düngemitteln
oder flüssigem
Dung in der Verwendbarkeit von Nährstoffen
und ihrem Entweichen aus dem Boden in die Wasserwege, wo sie eine
Eutrophierung bewirken.
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Bekannte
Kompostierverfahren und Vorrichtungen stellen gewöhnlich einen
Anfangskompost innerhalb von ein paar Tagen oder Wochen zur Verfügung, der
noch immer einen nachfolgenden Kompostierschritt über eine
Dauer von Wochen oder sogar Monaten notwendig macht, um ein Produkt
zu erhalten, das die Qualitätsanforderungen
erfüllt.
Die finnische Patentanmeldung 962 431 offenbart zum Beispiel eine
Massendosier-Kompostiervorrichtung, die Kompostierungsmodule umfasst,
die auf einer Trägerunterlage
angeordnet sind. Der Kompostiereinrichtung wird durch das zu kompostierende
Material Luft mit einem verringerten Luftdruck zugeführt. Die
Kompostiertemperatur liegt zwischen 55 und 60°C. Gerüche (Ammoniak) werden aus dem
Abgas mittels eines Biofilters beseitigt. Der anfänglichen
10- bis 14-tägigen
Kompostierung folgt eine etwa 3-monatige Nachkompostierung in Halden.
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Die
EP-A-633 235 lehrt einen abgedichteten Reaktorbehälter mit
einem luftdurchlässigen
Boden, unter dem Lüftungsrohre
angeordnet sind. Die Kompostiervorrichtung hat eine abgedichtete
Gaszirkulation und Sauerstoff wird dem auf die Masse anzuwendenden
Gas zugesetzt. Das Wasser, das aus der Masse verdampft, wird komprimiert
und mittels Kondensation in einem Wärmetauscher gekühlt, und
die Kohlenmonoxid enthaltende Abluft wird dem Reaktor wieder zugeführt. Wenn
die abgedichtete Vorrichtung geöffnet
wird, wird das darin befindliche Gas gereinigt, bevor es an die
Atmosphäre
abgegeben wird.
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Die
DE 38 30 289 offenbart eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Kompostierung von hauptsächlich flüssigem Material.
Der Reaktorbehälter
ist ein liegender Zylinder mit einem doppelwandigen Aufbau. Die
Kompostierungsreaktion findet bei Umgebungstemperatur statt. Die
Vorrichtung wird luftdicht verschlossen und der Kompostdruck wird
unter den Teildruck des darin befindlichen Wassers gesenkt, um das
Produkt zu trocknen. Schädliche
Mikroben werden auch mittels Vakuum, und nicht Wärme, zerstört. Abführbare Gase werden mit einem
Biofilter filtriert und mittels UV-Strahlung desinfiziert.
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Die
DE-A 195 13 701 lehrt einen abgedichteten Lüftungsreaktor mit einer Siebbasis.
Das wesentliche Konzept des in der Veröffentlichung beschriebenen
Verfahrens betrifft den Wechsel zwischen Überdruck und Unterdruck in
Intervallen durch ein Wechseln zwischen einer Gaszuführung und
Gasableitung.
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Bekannte
Kompostierverfahren erfordern eine aufwändige und teure Ausrüstung. D
er Ablauf und die Bedingungen der Reaktion sind zu befolgen und
erfordern entweder eine teure Vorrichtung oder menschliche Arbeit.
Das aus den Reaktionen abgeleitete Gas muss gereinigt werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines
Bodenverbesserungsmittels mittels biologischer Zersetzung zur Verfügung zu
stellen sowie eine Vorrichtung, die in dem Verfahren zu verwenden
ist, um so ein umweltfreundliches und schnelles Kompostierverfahren
und eine Vorrichtung anzubieten, die wenig menschliche Arbeit erfordert
und deren Materialkosten und Betriebskosten gering sind, wobei das erhaltene
Produkt gut konservierbar, leicht zu verwenden, wirksam und leicht
zu lagern/transportieren ist. Ein kostengünstiger Preis und eine regelbare
Kapazität
ermöglichen
kleine Abfallbehandlungsanlagen, die in der Nähe der Entstehung des Abfalls
aufzustellen sind. Das erhaltene Produkt lässt sich leicht lagern und
zum Verwendungsort transportieren, der sich weit weg befinden kann.
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Die
Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels
durch Zuführung
von Luft zu einem weitgehend abgedichteten Raum, der eine Mischung
aus nicht zerfallener pflanzlicher oder tierischer Substanz und
Torf enthält,
wobei die Mischung etwa 70% Feuchtigkeit aufweist, wobei die Temperatur
im Raum auf zwischen 70 und 75°C
ansteigt.
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Das
Verfahren der Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Fortsetzen
der Zuführung
von Luft zur Mischung, um die Temperatur zirka 24 Stunden über 70°C zu halten,
und ein Herabsetzen des Drucks über
der Mischung um zumindest zirka 10 bis 500 Pa, bis die Feuchtigkeit
der Mischung höchstens
zirka 50 Gew.-% beträgt.
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Die
Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung, die in dem Verfahren verwendbar
ist, und umfasst einen oder mehrere Reaktorkompostiereinrichtungen,
einen oder mehrere Ventilatoren, einen oder mehrere Exhaustoren
und Mittel zur Messung von Temperatur und Luftdruck und zur Regelung
des Luftstroms. Die Vorrichtung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
das zumindest eine Wand eine oder mehrere öffnungsfähige druckdichte Türen aufweist
und dass eine Reaktorunter lage gelochte Lüftungsrohre hat, wobei der
Durchmesser der Löcher
in den Rohren 1 mm beträgt,
der Abstand zwischen den Rohren ungefähr 0,5 Meter beträgt und der Abstand
zwischen den Löchern
in den Lüftungsrohren
zwischen 50 und 300 mm ist, wobei der Abstand in Richtung auf das
Ende des Rohrs, wo der Druck niedriger ist, klein wird. Die gelochten
Lüftungsrohre
sind in einem Boden 1 bis 5 mm über
einer Gussfläche
eingebettet.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Bodenverbesserungsmittel, das mittels
der Erfindung hergestellt wird, und dessen Verwendung.
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Ein
konservierbares Produkt bezieht sich auf ein Bodenverbesserungsmittel,
das aktive Myzelien enthält.
Seine Feuchtigkeit liegt vorzugsweise unter etwa 50% (Schüttgut) oder
sogar unter 10% (abgefülltes
Brikett-Produkt). Bei einem Trockenprodukt befinden sich die Myzelien
im Ruhezustand. Bei langfristiger Lagerung trägt eine niedrige Feuchtigkeit
zur Aufrechterhaltung von Stickstoff in der Masse bei.
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In
diesem Zusammenhang bezeichnet aktive Myzelien auf Filamente (Pilzgeflechte),
die organische Substanzen zersetzen und die Auflösung von Nährstoffen und demgemäß unter
Zersetzung ihren Transfer zur Verwendung durch die Pflanzen fördern.
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In
diesem Zusammenhang bedeutet ein weitgehend abgedichteter Reaktor,
dass der Reaktor dicht genug ist, um einen Überdruck zu erzeugen, allerdings „entweicht" Abgas (Abluft) in
einem solchen Umfang, dass eine kontinuierliche Zuführung von
sauberer Luft ermöglicht
wird. Sollte eine Kompostierung nicht schnell voranschreiten, würde eine
beträchtliche
Menge an Feuchtigkeit und Stickstoff zusammen mit dem Abgas verdampfen,
was die Reaktion weiter verlangsamen würde.
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Die
Erfindung beruht daher auf der Tatsache, dass das Blasen von Luft
in die zu kompostierende Mischung und die aerobe Zersetzung, die
durch die natürlichen Mikroben
(Pilze) im Torf eingeleitet wird, einen Überdruck und einen Temperaturanstieg
auf 70°C
erzeugen. Wärme,
Druck und eine kontinuierliche gleichmäßige Belüftung stellen ein schnelles,
gleichmäßiges und
geruchloses aerobes Zersetzungsverfahren sicher, das durch Trocknen
mit Vakuumsaugen unterbrochen werden kann, wobei der Gehalt an organischer,
nicht zersetzter Substanz etwa 1 bis 2 Tage nach dem Temperaturanstieg
zum Beispiel 50%, berechnet aus den trockenen Feststoffen, beträgt. Die
Belüftung
wird ohne Unterbrechung fortgesetzt, auch während des Trocknungsschritts.
Dadurch zerstört
die Temperatur schädliche
Mikroben und Unkrautsamen, und die Myzelien treten in einen Ruhezustand
ein. Andererseits enthält
das Produkt genug nicht zersetzte organische Substanz, wodurch die
Myzelien nach ihrer Aktivierung mit einem guten Kulturmedium versorgt
werden.
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Der
Vorteil, der durch das Verfahren und das System der Erfindung vorgesehen
wird, ist das beträchtliche
Tempo. Eine nur etwa 1 bis 2 Tage kompostierte Masse ist nach einem
aeroben Trocknungsschritt ohne eine nachfolgende Kompostierung als
Düngemittel
verwendungsbereit. Für
die Lagerung oder den Transport wird die Masse vorzugsweise weiter
getrocknet und brikettiert.
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Die
durch das Verfahren erforderliche Arbeitsbelastung ist vernachlässigbar.
Aufgrund der schnellen Zersetzung muss die Feuchtigkeit während der
Reaktion kontrolliert werden. Das Ausgangsmaterial kann hergestellt
und der Reaktor kann zum Beispiel durch die Verwendung von herkömmlichen
landwirtschaftlichen Maschinen und einem Siebeimer chargiert werden.
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Die
Kompostierung von Abfall reduziert die Umweltbelastung dadurch,
dass organisches Material wieder dem ökologischen Kreislauf zugeführt wird.
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In
einem aeroben Zersetzungsverfahren werden keine schädlichen
oder übel
riechenden Gase erzeugt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
FIGUR
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1 zeigt
den allgemeinen Aufbau der Vorrichtung. 1a ist
der Grundriss einer Kompostiervorrichtung, die vier Reaktorkammern
(a, b, c, d) umfasst. Jedes Ende der Reaktorkammer umfasst eine
druckdichte Tür
(e). Bei dieser Lösung
befindet sich ein Maschinenraum (f), in dem Ventilatoren (h), ein
Exhaustor und ein Überwachungssystem
für Messausrüstung untergebracht
sind, im hinteren Teil der Kompostiereinrichtung. 1b zeigt
einen Grundriss von einer der Reaktorkammern (a, b, c oder d) der
Kompostiereinrichtung der 1a. 1c ist
ein Querschnitt einer Reaktorkammer. Aus Gründen der Klarheit zeigen die 1b und 1c nur
drei parallele längs
verlaufende Belüftungskanäle (g).
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird ein Bodenverbesserungsmittel durch Zersetzung einer Mischung
aus Torf und einem tierischen oder pflanzlichen Material unter aeroben
Bedingungen hergestellt, so dass die biologische Zersetzung die
Temperatur der Mischung auf über
+70°C anhebt.
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Torf
ist eines der Hauptbestandteile des zu kompostierenden Materials.
Der Torf kann jeder Torf sein, der eine starke Flora enthält. Der
Torf ist vorzugsweise getrockneter Torf, bei dem die natürliche Flora
sich in einem Ruhezustand befindet.
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Geeignete
tierische Ausgangsmaterialien umfassen Rinderdung, Geflügeldung,
Schlamm von einer Abwasserbeseitigungsanlage oder einer Schweinezucht,
oder in den Torf aufgenommenen Urin. Aufgrund seines hohen Nährstoffgehalts
ist Pelztierdung besonders vorteilhaft. Wenn Schlamm als Ausgangsmaterial
verwendet wird, muss die Menge an Trägermaterial, d.h. Torf, erhöht werden,
so dass die Feuchtigkeit der Ausgangsmasse etwa 70 Gew.-% beträgt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
werden gesiebter Torf und tierisches oder pflanzliches Material nach
dem Sandwich-Prinzip gemischt, und der erhaltenen Mischung wird
Luft zugeführt.
Dadurch steigt die Temperatur als Ergebnis der biologischen Zersetzung,
die durch die natürliche
Flora im Material eingeleitet wird, auf zwischen 70 und 75°C an und
der Druck steigt bis etwa/mindestens 5 bis 10 Pa. Luft wird der
Mischung kontinuierlich zugeführt,
so dass die Temperatur für
etwa 24 Stunden bei über
+70°C bleibt.
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Bei
dem Sandwich-Verfahren werden eine 10 bis 20 cm dicke Schicht aus
trockenem Torf (= stabilisierendes Material) und 10 bis 20 cm des
zu kompostierenden Materials mehrere Schichten übereinander gesiebt. Die Luftzuführung wird
eingeleitet, wonach der Reaktor ausgehend vom hinteren Teil durch
Sieben einer Mischung vom Sandwich-Bett bis zur endgültigen Füllungshöhe chargiert
wird. Auf diese Weise wird eine gleichmäßige und lose Kompostmasse,
die keine sauerstofffreien Stellen enthält, erhalten.
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Die
obere Druckgrenze ist nicht kritisch. Der Druck kann 0,05 bar oder
sogar höher
sein. Es ist wesentlich, dass der Druck ausreicht, um zusammen mit
der erhöhten
Temperatur eine gleichmäßige Feuchtigkeit im
Reaktorbehälter
zu erreichen. Ein leichter Überdruck
reicht aus, um dies zu erzielen.
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Die
Reaktion wird durch Verringern des Drucks über der Masse mit einem Ableitungs-Exhaustor
um mindestens/etwa 100 bis 500 Pa über 1 bis 2 Tage beendet, d.h.
bis die Feuchtigkeit der Masse bei etwa 50 Gew.-% oder sogar darunter
liegt. Die Belüftung
wird ohne Unterbrechungen fortgesetzt. Alternativ kann der Druck
in Intervallen von 4 bis 12 Stunden 1 bis 10 Minuten lang über 2 bis
6 Tage verringert werden, bis der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt
in der Masse erhalten wird. Der Unterdruck kann sogar 0,5 bar betragen.
Bei einem Unterdruck ist es wesentlich, einen Druck zu erreichen,
der deutlich unter dem Umgebungsdruck liegt.
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In
seiner schnellsten Form dauert das ganze Kompostierverfahren nur
drei Tage. Der Einleitungsschritt dauert gewöhnlich 1 bis 3 Tage. Die eigentliche
Kompostierungsreaktion dauert 1 bis 2 Tage; gewöhnlich reicht ein Tag aus.
Die Trocknungs/Beendungsreaktion dauert auch 1 bis 2 Tage. Kälte und/oder
feuchte Außenluft kann
die Reaktionszeiten um über
24 Stunden verlängern.
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Bei
kaltem Wetter kann die Trocknungs-/Reaktionsanhaltezeit der Masse
durch Erwärmen
der dem Reaktor zuzuführenden
Luft in einem Wärmetauscher
mit Abluft verkürzt
werden.
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Das
Verfahren der Erfindung liefert in ein paar Tagen ein Bodenverbesserungsmittel,
das die Qualitätsanforderungen
erfüllt.
Eine anschließende
Kompostierung ist nicht notwendig. Das Bodenverbesserungsmittel enthält vorzugsweise
mindestens 50 Gew.-% nicht kompostiertes organisches Material, berechnet
aus den trockenen Feststoffen. Das Bodenverbesserungsmittel ist
als solches verwendbar. Um die Lagerung und den Transport zu erleichtern,
kann die Feuchtigkeit des Bodenverbesserungsmittels weiter gesenkt
werden, indem eine längere
Trocknungszeit angewendet und/oder die Trocknung in einer heißen Trocknungstrommel
bis zu einer Feuchtigkeit von etwa 10 Gew.-% fortgesetzt wird. Das
Bodenverbesserungsmittel kann weiter getrocknet, mit einem Kompressor
zu Briketts pelletiert und für
die Lagerung und den Transport verpackt werden.
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Wenn
es gewünscht
wird, kann der Stickstoffgehalt des Produkts durch Zugabe einer
Stickstoff enthaltenden organischen Flüssigkeit oder vakuolären Flüssigkeit
von Pflanzen zu der Mischung angehoben werden; geeignete Substanzen
umfassen zum Beispiel Urin und vakuoläre Flüssigkeit von Kartoffeln. Harnstoff kann
auch verwendet werden.
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Die
in dem Verfahren der Erfindung verwendete Vorrichtung umfasst einen
oder mehrere Kompostierreaktoren, einen oder mehrere Ventilatoren,
einen oder mehrere Exhaustoren und Mittel zum Messen der Temperatur
und des Luftdrucks und zum Regeln des Luftstroms. Wahlweise kann
die Vorrichtung auch einen Wärmetauscherumfassen.
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Die
Wandaufbauten der Kompostiereinrichtung sind vorzugsweise Betonelemente
und der Boden besteht vorzugsweise aus Gussbeton. Mindestens eine
Wand umfasst einen oder mehrere öffnungsfähige druckdichte
Türen.
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Gelochte
Lüftungsrohre
sind im Boden eingebettet, bestehen vorzugsweise aus einem säurefesten quadratischen
Stahlrohr und sind so angeordnet, dass die Löcher von der Gussoberfläche vorstehen.
Der Abstand zwischen den Löchern
in den Rohren beträgt
vorzugsweise zwischen 50 und 300 mm und wird zum Ende des Rohrs
hin, wo der Druck niedriger ist, kleiner. Die Rohre werden vorzugsweise
im Abstand von etwa 0,5 Meter angeordnet. Die Anordnung und das
Lochen der Rohre erfolgen derart, dass eine gleichmäßige Belüftung der
Masse während
der Reaktion sichergestellt ist.
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Luft
wird mit einem oder mehreren Ventilatoren mit niedriger Leistung
in den Reaktor geblasen. Die Luftmenge wird getrennt für jeden
Reaktor geregelt, sollten mehrere Reaktoren einbezogen sein.
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Die
Leistung des Exhaustors ist auch so gering, dass vorzugsweise der
Druck über
der Masse im Reaktor um etwa 100 bis 500 Pa in 1 bis 10 Minuten
verringert wird.
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Die äußere, von
der Reaktion benötigte
Energie ist auf Zuführungs-
und Ableitungsventilatoren mit geringer Leistung beschränkt, von
denen zum Beispiel nur ein 3 kW-Zuführungsventilator kontinuierlich
eingeschaltet wird. Die Betriebskosten der Vorrichtung liegen bei
etwa FIM 0,07 pro Kilo Pelztierdung. Die Herstellungskosten der
Vorrichtung sind auch bezeichnenderweise gering und die Vorrichtung
ist zur Verwendung ohne zusätzliche
Isolierung oder Wärme
selbst bei einer Temperatur von –25°C geeignet.
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Das
gemäß der Erfindung
erhaltene Produkt besitzt eine Vielzahl von guten Eigenschaften.
Durch ein Beenden des Kompostierverfahrens wird aufgrund der Zersetzung,
die durch die organische Substanz und Myzelien in der Masse bewirkt
wird, die Bodenverbesserungswirkung der kompostierten Masse im Boden
aufrechterhalten. Wenn die Kompostierungsreaktion durch Entfernen
von Feuchtigkeit beendet wird, treten die Myzelien in der Masse
in einen Ruhezustand ein und werden wieder aktiviert, wenn die Feuchtigkeit
ansteigt. Das Bodenverbesserungsmittel der Erfindung fördert so
die Bildung von Myzelien im Boden. Pilzartiges Wachstum speichert
Nährstoffe
im Boden und reduziert so die Belastung durch Ausschwemmungen und
die Menge an benötigten
Düngemitteln.
Weiterhin setzen Myzelien Nährstoffe
aus organischen Materialien frei, so dass sie für Pflanzen leichter zugänglich sind.
Die Masse enthält
reichlich nicht zersetzte organische Substanz und Nährstoffe
werden allmählich
zur Verwendung durch die Pflanzen freigesetzt. Die hohe Temperatur
zerstört
alle schädlichen
Mikroben und Unkrautsamen. Aufgrund seiner Wirksamkeit ist das erhaltene
Produkt auch ökologisch
und für
die natürliche
Produktion geeignet.
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Bei
Verwendung in Feldkultivierungsexperimenten mit Hafer und Kartoffeln
in einer Menge, die bezüglich
Stickstoff einem chemischen Düngemittel
entspricht, ergab das gemäß der Erfindung
hergestellte Düngemittel
einen Hafer- und Kartoffelertrag, der mindestens dem einer chemisch
gedüngten
Versuchsanlage entsprach.
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Die
Größe von Futterklee,
der mit dem gemäß der Erfindung
hergestellten Produkt gedüngt
wurde (1.000 kg/ha) war fast doppelt so groß im Hinblick auf chemisch
gedüngten
Futterklee. Biologische Düngung begünstigte
Futterklee. Es zeigte sich, dass der Nährstoffwert des Futters außergewöhnlich gut
war.
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Die
Verwendung in Hausgärten
zum Züchten
von Sonnenblumen zeigte, dass Pflanzen, die mit dem mittels des
Verfahrens der Erfindung hergestellten Produkts gedüngt wurden,
bis zu dreimal länger
als andere waren. Die Stämme
der Blumen waren so stark, dass sie überhaupt keine Abstützung benötigten.
Die Farbe der Blumen war tiefer und die Zahl der Regenwürmer im
Boden stieg an.
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Beispiel 1
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Kompostierreaktor
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Der
verwendete Reaktor umfasste einen quadratischen 4 m hohen Raum aus
Betonelementen mit einem Volumen von 150 m3.
Eine Wand umfasste eine 3,8 m hohe und 4 m breite druckdichte Tür (1b und 1c).
Die Abmessungen waren so gewählt,
dass der Reaktor leicht mechanisch zu füllen und entleeren ist. Der
Boden bestand aus Gussbeton mit quadratischen säurefesten darin eingebetteten
Lüftungsrohren
aus Stahl, die einen Innenquerschnitt von 20 cm2 aufwiesen.
Die Rohre waren in Abständen
von 0,5 Metern 1 bis 5 mm über
der Gussoberfläche
angeordnet, und sie waren mit 1 mm großen Löchern gelocht, und zwar zuerst nahe
dem Ventilator spärlicher
(Abstand zwischen den Löchern
300 mm) und am Ende dichter (die letzten Löcher in Abständen von
50 mm). Die Einrichtung umfasste auch einen Ventilator (Leistung
3 kW), einen Wärmetauscher
zum Erwärmen
von einströmender
Luft während
des Trocknungsschritts mit der Abluft eines zweiten Reaktors, der
sich im Trocknungsschritt befand, und einen Exhaustor (Leistung
5 kW) zum Entfernen von Feuchtigkeit und zur abschließenden Trocknung.
Zum Überwachen
des Kompostierverfahrens wurde die Einrichtung mit einem Thermometer
ausgestattet, und die Einrichtung umfasste auch Mittel zum Regeln
des Luftstroms und Taktsteuermittels.
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Beispiel 2a
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Kompostierschritte
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Torf
und Pelztierdung wurden auf eine Partikelgröße unter 50 mm in Volumenverhältnissen
von 1:1 (entsprechend dem Gewichtsverhältnis 1:3) zu mehreren etwa
15 cm dicken Schichten aufeinander gesiebt. Die Luftzuführung wurde
bei einer Geschwindigkeit von 60 m3/h mittels
des Reaktors von Beispiel 1 begonnen. Ausgehend vom hinteren Teil
wurde der Reaktor auf eine Höhe
von 1,5 Metern mit einem Siebeimer mit einer aus dem Sandwich-Bett
entnommenen Mischung chargiert. Die volumetrische Wirksamkeit lag
zwischen 40 und 60%. Der Reaktor wurde abgedichtet, wodurch ein
deutlicher Überdruck
(5 bis 10 Pa) im Kompost erzeugt wurde. Innerhalb von 24 Stunden
stieg die Temperatur aufgrund der Zersetzung, die durch aerobe Mikroben, insbesondere
Pilze, die in der zu kompostie renden Masse natürlicherweise vorhanden sind,
eingeleitet wurde, auf über
70°C. Die
Luftzufuhr wurde fortgeführt,
so dass die Temperatur 24 Stunden lang bei über 70°C blieb. Aufgrund des Drucks,
der Temperatur und der gleichmäßigen Luftzufuhr
waren die Mischung und das Gas im Reaktor gleichmäßig mit
wässrigem
Dampf gesättigt.
Aufgrund der schnellen Zersetzung blieb die Feuchtigkeit im Reaktor
ausreichend, ohne dass ein Bedarf, die Zuführungsluft anzufeuchten, bestand.
Während
der Zersetzung „entweicht" eine geringe Menge
an völlig
geruchlosem Gas aus dem unter Überdruck
gesetzten Reaktor an die Umgebung. Die Lüftungsausrüstung gemäß Beispiel 1 und der Druck
hielten die Masse kontinuierlich gleichförmig oxidiert, ohne dass die
Notwendigkeit eines Mischens bestand. Da die Masse keine anaeroben
Stellen enthielt, wurde zu keiner Zeit die Bildung von übel riechendem
Ammoniakgas beobachtet.
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Beispiel 2b
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Wie
Beispiel 2a mit der Ausnahme, dass Luft bei 50 m3/h
zugeführt
wurde.
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Beispiel 3a
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Beenden der
Kompostierung und Trocknen der Mischung
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Die
Reduzierung der Feuchtigkeit der Mischung wurde durch Einschalten
eines Vakuum-Ventilators (Saugwirkung 4 m
3/min)
in Intervallen von vier Stunden für etwa 10 Minuten eingeleitet,
wobei der Unterdruck etwa 100 bis 125 Pa betrug. Die zugeführte Luft
wurde mit einem Wärmetauscher
mittels Reaktionsenergie erwärmt.
Das Experiment wurde bei Winterbedingungen durchgeführt. Feuchte
Luft wurde 2 Tage lang entfernt, d.h. bis die Feuchtigkeit der Mischung
etwa 50 Gew.-% betrug. Der pH-Wert des Produkts war 7,8, und es
roch wie eine sich zersetzende Substanz. Der Analyse des Produkts
war wie folgt:
| Trockene
Feststoffe g/kg | 448 |
| Aschegehalt
g/kg | 223 |
| Gesamter
Phosphor g/kg | 14,3 |
| Gesamter
Stickstoff g/kg | 11,9 |
| Kalium
g/kg | 7,9 |
| Calcium
g/kg | 120 |
| Magnesium
g/kg | 4,7 |
Alle Gehalte sind auf das Frischegewicht bezogen
berechnet
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Beispiel 3b
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Beenden der
Kompostierung und Trocknen der Mischung
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Die
Reduzierung der Feuchtigkeit der Mischung wurde durch Einschalten
eines Vakuumventilators (Saugwirkung 4 m3/min)
eingeleitet, wobei der Unterdruck etwa 100 bis 125 Pa betrug. Die
Ansaugung wurde ohne Unterbrechung fortgesetzt, bis die Feuchtigkeit
der Mischung etwa 50 Gew.-% betrug, d.h. etwa 24 Stunden. Die Eigenschaften
des erhaltenen Produkts entsprachen dem Produkt im Beispiel 3a.
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Beispiel 3c
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Beenden der
Kompostierung und Trocknen der Mischung
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Das
Verfahren wurde wie im Beispiel 3a durchgeführt, allerdings wurde die zugeführte Luft
nicht erwärmt.
Das Experiment fand bei Winterverhältnissen statt. Es dauerte
2 bis 3 Tage, bis die Feuchtigkeit 50 Gew.-% erreicht hatte. Die
Eigenschaften des erhaltenen Produkts entsprachen dem Produkt im
Beispiel 3a.
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Beispiel 3d
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Beenden der Kompostierung
und Trocknen der Mischung
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Das
Verfahren wurde wie im Beispiel 3a durchgeführt, allerdings wurde die zugeführte Luft
nicht erwärmt.
Es dauerte etwa 48 Stunden, bis die Feuchtigkeit 50 Gew.-% erreicht
hatte. Die Eigenschaften des erhaltenen Produkts entsprachen dem
Produkt im Beispiel 3a.
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Beispiel 4a
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Kompostierung
von getrocknetem Klärschlamm
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Bei
der verwendeten Vorrichtung handelte es sich um den Reaktor gemäß Beispiel
1 und das Verfahren gemäß den Beispielen
2b und 3b. Das verwendete Ausgangsmaterial war getrockneter Klärschlamm,
der einen Trockenfeststoffgehalt von etwa 20% hatte, und Torf. Allerdings
wurde die Menge an Torf, der als Trägermaterial verwendet wurde,
erhöht
(etwa +30% im Vergleich zu Beispiel 2), so dass die Ausgangsfeuchtigkeit
der Mischung etwa 70 Gew.-% betrug. Aussehen und Geruch des erhaltenen
Produkts entsprachen dem Produkt im Beispiel 3a.
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Beispiel 4b
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Kompostierung
von Schlamm aus einer Schweinezucht
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Bei
der verwendeten Vorrichtung handelte es sich um den Reaktor gemäß Beispiel
1. Die Kompostierung wurde wie in den Beispielen 2b und 3b durchgeführt. Das
verwendete Ausgangsmaterial war Schlamm aus einer Schweinezucht
mit einem Trockenfeststoffgehalt von etwa 12 bis 15%. Allerdings
wurde die Menge an als Trägermaterial
verwendetem Torf erhöht
(etwa +50% im Vergleich zu Beispiel 2), so dass die Ausgangsfeuchtigkeit
der Mischung etwa 70 Gew.-% betrug. Aussehen und Geruch des erhaltenen
Produkts entsprachen dem Produkt im Beispiel 3a.
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Beispiel 4c
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Kompostierung
von mit Urin konzentriertem Dung
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Bei
der verwendeten Vorrichtung handelte es sich um den Reaktor gemäß Beispiel
1. Die Kompostierung wurde wie in den Beispielen 2b und 3b durchgeführt. Das
verwendete Ausgangsmaterial war 30 Gew.-% Dung, 20 Gew.-% Urin und
50 Gew.-% Torf. Aussehen und Geruch des erhaltenen Produkts entsprachen
dem Produkt im Beispiel 3a.
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Beispiel 5
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Kompostierung bei –25°C ohne einen
Wärmetauscher
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Das
Experiment wurde im Winter durchgeführt, wobei die durchschnittliche
Temperatur unter –20°C lag. Es
wurde die im Beispiel 1 beschriebene Kompostiervorrichtung verwendet.
Der Reaktor wurde mit einer Mischung aus Torf und Pelztierdung chargiert,
wie im Beispiel 2a beschrieben. Am Anfang hatten das Ausgangsmaterial
und der Reaktor Umgebungstemperatur. Während des gesamten Verfahrens
war die zugeführte Luft
Außenluft,
die nicht erwärmt
wurde. Die Reaktion begann nach etwa zwei Wochen, allerdings erreichte
die Temperatur, nachdem sie zu steigen anfing, schnell 70°C. Das Kompostierverfahren
wurde 48 Stunden lang fortgesetzt, und die Trocknungs/Beendungs-Reaktion
dauerte weniger als 3 Tage. Aussehen und Geruch des erhaltenen Produkts
entsprachen dem Produkt im Beispiel 3a.
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Beispiel 6
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Trocknen und
Brikettierung
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Fertigkompost
wurde auf eine Kippablage gegeben, von der es auf eine Trocknungstrommel überführt wurde.
Nach einer Steinablage am Ende der Trocknungstrommel wurde das Produkt
in den Hauptzyklon geblasen und von dort zu einer Hammermühle. Nach
der Hammermühle
wurde das Produkt über
einen Zwischenzyklon zu einer Mischschnecke zirkulieren gelassen.
Nach dem Mischen wurde die Masse mit einem Kompressor pelletiert.
Die warmen Pellets wurden zu einem Kühlventilator gebracht, nach
dem die Pellets gesiebt und die feinsten Partikel zurück zum Hauptzyklon
geblasen wurden. Die fertigen Briketts wurden in Beutel verpackt
und gelagert.
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Beispiel 7a
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Das
gemäß Beispiel
3d erhaltene Produkt wurde getrocknet und gemäß Beispiel 6 brikettiert. Die Nährstoffgehalte
des getrockneten Produkts waren
| Stickstoff
(N) | 2,2%
(löslicher
Stickstoff 0,7%) |
| Phosphor
(P) | 2,6
(löslicher
Phosphor 0,2%) |
| Kalium
(K) | 0,5%
(löslicher
Phosphor 0,2%) |
| Magnesium
(Mg) | 0,4% |
| Calcium
(Ca) | 4,2% |
| Natrium
(Na) | 0,3% |
| Feuchtigkeit | 7,6% |
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Beispiel 7b
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Das
gemäß Beispiel
4c erhaltene Produkt, das mit Harnstoff konzentriert war, wurde
getrocknet und gemäß Beispiel
6 brikettiert. Die Nährstoffgehalte
des erhaltenen Produkts waren
| Stickstoff
(N) | 7,5%
(löslicher
Stickstoff 5,7%) |
| Phosphor
(P) | 2,3%
(löslicher
Phosphor 0,15%) |
| Kalium
(K) | 0,37%
(löslicher
Phosphor 0,18%) |
| Magnesium
(Mg) | 0,29% |
| Calcium
(Ca) | 3,7% |
| Natrium
(Na) | 0,24% |
| Bor
(B) | 0,0004% |
| Kupfer
(Cu) | 0,0018% |
| Mangan
(Mn) | 0,0062% |
| Zink
(Zn) | 0,033% |
| Feuchtigkeit | 14,8% |
-
Es
ist für
den Fachmann offensichtlich, dass mit einem Fortschreiten der Technologie
das erfinderische Konzept auf verschiedene Weise ausgeführt werden
kann. Daher sind die Erfindung und seine Ausführungsformen nicht auf die
obigen Beispiele beschränkt,
sondern können
im Rahmen der Ansprüche
variiert werden.