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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Düngemitteln, Bodenverbesserungsmitteln
oder gesundheitlich urischädlichen Stoffen aus organischen Abfallstoffen pflanzlichen
oder tierischen Ursprungs Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung vonDüngemitteln, Bodenverbesserungsmitteln oder gesundheitlich unschädlichen
Stoffen durch aerobe Vergärung organischer Abfallstoffe pflanzlichen oder tierischen
Ursprungs, wie Müll und Kot, Kloakenschlamm, Abortfäkalien, Abfälle von Fabriken,
aus der Land-, Forst- undGartenwirtschaft oder Mischungen solcher Abfälle.
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Bei der Herstellung von Düngemitteln aus den obererwähnten Abfallstoffen
hat man sich schon aerober Vergärungen bedient. So hat man die Abfallstoffe im anfallenden
Zustande in stillstehenden Behältern oder Silos unter Durchleitung von sauerstoffhaltigen
Gasen einer aeroben Vergärung unterworfen. Bei den bekannten Verfahren bilden die
Abfälle eine mehr oder wenigerkompaktemasse, so daß eine rein aerobe Vergärung selbst
bei den günstigsten Arbeitsbedingungen nicht immer gesichert werden kann, da eine
gleichmäßige und ausreichende Luftzufuhr nicht oder nur schwierig aufrechterhalten
werden kann. Die aeroben Vergärungen sind deshalb in den .meisten Fällen von einer
anaeroben Verrottung begleitet. Überdies dauert die Behandlung bei den bekannten
Verfahren ziemlich lange, z. B. q. bis 2o Tage, was die Kapazität der bekannten
Anlagen beeinträchtigt.
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Nach der Erfindung werden die Abfallstoffe im homogenisierten, breiartigen
Zustande der aeroben Vergärung in einem liegenden, drehbaren Behälter unter Erhöhung
der Einwirkung der sauerstoffhaltigen Gase auf die zu behandelnde Masse durch ständige
Bewegung der Masse mittels Schaufeln, Mitnehmer o. dgl. und/oder durch Durchleiten
der Gase durch die breiartige Masse selbst unterworfen. Hierdurch gelingt es, eine
völlig aerobe Vergärung in erheblich abgekürzter Zeit durchzuführen. Ausschlaggebend
ist einerseits der homogenisierte und dispergierte Zustand der Abfallstoffe, wodurch
eine außerordentlich große Kontaktoberfläche geschaffen wird, andererseits die erfindungsgemäß
erreichte innige Berührung zwischen der fein verteilten Masse und den sauerstoffhaltigen
Gasen.
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Die aerobe Vergärung wird nach einer besonderen Ausführungsform des
Verfahrens der Erfindung zweckmäßig durch Zusatz von Verteilungskörpern, wie kleinen
Schotter-,
Schlacken-, Holz-, und Korkstückchen o. dgl., zu der
im Behälter befindlichen Masse beschleunigt, wobei an diesen Zusatzkörpern aktive,
stets wechselnde Oberflächenhäutchen gebildet werden. Die Verteilungskörper sind
während der Umdrehung sowohl zueinander wie zu dem Behälter in fortwährender Reibbewegung;
an den Oberflächen der Körper bildet sich ein für das Wachstum der aeroben Bakterieneigenartiges
bakteriologischesHäutchen, welches wegen der genannten Bewegung der Verteilungskörper
nicht die nötige Zeit hat, eine schädliche Stärke oder ein schädliches Alter zu
erreichen. Die entstandene wechselweise innige Berührung zwischen der Wachsbumschicht
und .der Luft sowie der Wachstumschicht und der breiartigen Masse über eine ungewöhnlich
große Oberfläche bildet demnach ein wichtiges Merkmal der Erfindung und ist im Großbetriebe
von erheblicher Bedeutung.
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Wie erwähnt wurde, werden die Abfallstoffe nach der Erfindung im homogenisierten,
breiartigen Zustande behandelt. Einige der zu behandelnden Abfälle, wie Kloakenschlamm
und Abortfäkalien, fallen bereits in diesem Zustand an, währendandere, wieMüll,
Kot o. dgl., durch geeignete Verfahren, z. B. Vermahlen, in ihn überführt werden
müssen. Wenn Verteilungskörper, wie kleine Schotter, zur Beschleunigung des Abbaues
Verwendung finden, können sie das Homogenisieren und wenigstens zum Teil das Vermahlen
besorgen.
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Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht ferner eine kontinuierliche
Ausführung. So werden vorteilhaft die Abfälle dem Behälter kontinuierlich zugeführt,
während die abgebaute Blasse kontinuierlich abgeführt wird, zweckmäßig an den entgegengesetzten
Enden des Behälters.
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Zum Aufrechterhalten des für eine hohe Kapazität erforderlichen Bakterienbestandes
wird ein Teil der gewonnenen vergorenen Masse zweckmäßig in den Behälter zurückgeführt.
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Die gewonnene Masse kann im anfallenden Zustande zur Verwendung gelangen
oder in an sich bekannter Weise angereichert und gegebenenfalls getrocknet werden,
um ein versandfähiges Düngemittel zu erhalten.
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Das erhaltene Produkt stellt ein geruchloses wertvolles Düngemittel
dar, das sich u. a. wegen seines hohen Bakteriengehaltes durch eine vorzügliche
biologische Wirkung auszeichnet und in dem die in den ursprünglichen Ausgangsstoffen
vorhandenen Krankheitskeime und Unkrautsamen praktisch unschädlich gemacht sind.
Der Düngewert ist im allgemeinen ebensogut wie der des gewöhnlichen Stalldüngers,
ohne die mit der Verwendung von Stalldünger verbundenen Nachteile zu besitzen. Natürlich
ist der Düngewert in hohem Grad von den Arten der angewandten Abfallstoffe abhängig;
bei einer zweckmäßigen Mischung verschiedener solcher Stoffe wind man aber vorzügliche
Düngemittel von gleichbleibender Beschaffenheit herstellen. Das hergestellte Düngemittel
kann allein verwendet werden. Es können ihm jedoch Kunstdünger in angemessenen Mengen
beigemischt werden, wie auch das Produkt in nicht getrocknetem Zustande auf hierfür
geeigneten Stoffen, wie Torf, behandelten Tonsorten o. dgl., ad- oder absorbiert
werdeti kann.
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Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens der Erfindung besteht
aus einem liegenden, drehbar angeordneten Behälter, der innen mit Mitteln zur Bewegung
und zum Emporheben der breiartigen Masse, wie Mitnehmen Schaufeln o. dgl., und/oder
Mitteln zum Durchleiten der sauerstoffhaltigen Gase durch diebreiartigelVIasse selbst
versehen ist.
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Weitere Merkmale der Vorrichtung nach der Erfindung werden im folgenden
unter Hinweis auf die Zeichnung, die verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung veranschaulicht, beschrieben.
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Auf der Zeichnung zeigen: Fig. i schematisch eine Vorrichtung nach
der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Fig. a einen Schnitt nach
Linie II-II der Fig. i, Fig.3 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform
des Behälters, Fig.4 eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Verwendung für kleinere
Mengen und Fig.5 einen Querschnitt durch die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung.
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Die in Fig. i abgebildete Vorrichtung besteht aus einem liegenden
Behälter i, der auf Rollen a gelagert ist und von einem geeigneten nicht gezeigten
Getriebe, z. B. einer Schnecken- oder Zahnradübersetzung, getrieben wird. Die zu
behandelnden Ausgangsstoffe werden dem Behälter z. B. durch einen Trichter 3 zugeführt,
der ortsfest ist und eine kreisförmige Eintrittsöffnung 4 in einem der Stirnböden
des Behälters ausfüllt. Das fertigbehandelte Gut läuft durch eine feststehende Rinne
5 ab, die mit einer kreisförmigen Ausgangsöffnung 6 des Behälters verbunden ist,
welche am anderen Stirnboden des Behälters angeordnet ist. Die Ausgangsöffnung ist
von einer auf der Zeichnung nicht gezeigten Siebplatte abgedeckt.
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Das Innere des Behälters ist aus Fig. z ersichtlich. Der Behälter
hat einen massiven oder hohlen Kern 7, und der ringförmige
Raum
zwischen dem Kern und den Wänden des Behälters ist, der Länge nach durch eine entsprechende
Anzahl Roste 8 in eine Anzahl, z. B. drei, Räume unterteilt. Die Räume sind bis
zu etwa zwei Drittel mit Verteilungskörpern, wie kleinen Schottern, Schlacken-,
Holz- und Korkstückchen o. dgl., z. B. von Haselnußgröße, gefüllt. Je leichter die
Verteilungskörper die Luft undFlüssigkeit durch ihre Zwischenräume hindurchlassen,
ein um so höherer Füllungsgrad ist in den Räumen ohne Gefahr .gegenseitiger Verschlammung
und unnötigen großen Luftwiderstandes erlaubt.
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Die Ausgangsstoffe füllen den rotierenden Behälter bis zu einer gewissen
Höhe. Während der Umdrehung sind sämtliche Verteilungskörper, die eine sehr große
Gesamtfläche darbieten, in ununterbrochener fortschreitender Bewegung sowohl zum
Behälter wie zueinander und werdenwechselweise in die breiartige Masse eingetaucht
und zur Berührung mit den durch den Behälter strömenden sauerstoffhaltigen Gasen
emporgeführt, wodurch an den Verteilungskörpern für das Wachstum der aeroben Bakterien
eigenartige Häutchen gebildet werden, die wegen der stetigen Reibung der Verteilungskörper
eine schädliche Stärke oder ein schädliches Alter nicht erreichen. Es hat sich gezeigt,
daß bei der Behandlung von etwa % Tonne Abfälle pro Tag unter Verwendung relativ
grober Verteilungskörper die große Oberfläche derselben in Verbindung mit der wechselweisen
Anfeuchtung und Lüftung eine aktive Oberfläche am Tag gibt, die der durch Ausbreiten
des Rohmaterials in einer dünnen Schicht von o,oo3 mm Stärke über eine Fläche von
166 ha erhaltenen Oberfläche gleich ist.
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Die Zufuhr der sauerstoffhaltigen Gase erfolgt durch Saugen oder Durchblasen
von Lift mittels einer an sich bekannten und auf der Zeichnung nicht gezeigten Vorrichtung;
.die Luft kante in derselben Richtung wie das Gut oder im Gegenstrom dazu strömen.
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Der Behälter kann, anstatt zylindrisch zu sein, einen polygonalen
oder ovalen Querschnitt aufweisen und sich kontinuierlich oder unterbrochen, gegebenenfalls
in wechselnden Richtungen drehen.
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Die Lüftung .des Behälters läßt sich auch auf andere Weise erzielen.
So kann der Behälter, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ein System von durchlöcherten Rohren
g aufweisen, die mit regelmäßigen Zwischenräumen innen längs der Erzeugenden des
zylindrischen Behälters angeordnet sind. Diese Rohre stehen durch radiale Rohre
ro mit der Hohlachse 1i des Behälters in Verbindung, in welcher eine ortsfeste,
mit einem Kompressor verbundene Leitung 1 j a angeordnet ist, die mit
einem nach unten gekehrten, der Länge nach verlaufenden Schlitz zzb versehen ist.
Dadurch wird die Luftzufuhr zu denjenigen Rohren ro, deren durchlöcherte Rohreg
in der breiartigen Masse nicht eingetaucht sind, selbsttätig gesperrt.
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Der Behälter kann auch mit eingebauten, fest oder lose liegenden Lamellen
aus Mineralien, Metall, Holz, Kork, Textilien o. dgl. oder mit Seilen oder Rohren
im Winkel oder parallel zu der Umdrehungsachse des Behälters ausgeführt werden.
Man muß beim Bau des Behälters nur dafür Sorge tragen, daß die nötigen Elemente
zur Erzielung einer großen Oberfläche in einem rotierenden Gehäuse eingekapselt
sind, dessen Boden fortwährend aus der breiartigen Masse emporgedreht wird.
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Während die beschriebenen Vorrichtungen gegebenenfalls einen Teil
einer komplizierteren gewerblichen Anlage größeren Ausmaßes bilden oder mit einer
solchen verbunden werden können, die verschiedene Separations-und Vermahlungsvorrichtungen,
Förder-, Wasch- und Filtervorrichtungen für Luft und Gase sowie Exhaustoren, Trockenvorrichtungen
bekannten Aufbaues enthält, ist in Fig. q. und 5 eine vollständige Anlage nach der
Erfindung gezeigt, die für kleinere Mengen berechnet ist und z. B. in Gärten o.
dgl. verwendet werden kann.
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Diese Vorrichtung besteht aus einer Tonne, z. B. einer Eisentrommel
12, die auf Rollen 14., welche von einer geeigneten Unterlage getragen werden, gelagert
ist. Die Trommel hat eine Reihe radial angebrachter Mitnehmer oder Schaufeln 12a,
welche während der Bewegung der Trommel geeignete, in dieser befindliche Mahlkörper
haben und sie von einer angemessenen Höhe zwecks Zermahlens und Zerkleinerns des
Gutes fallen lassen. Die Trommel wird in stets rotierender Bewegung mittels eines
Windrotors 15 o. dgl. gehalten, indem eine auf der senkrechten Welle 16 des Windrotors
angebrachte Schnecke 17 mit einem Schneckenrad 18 auf einer waagerechten Welle 1g
im Eingriff ist, die mit einem Nockenrad 20 mit Zähnen 21 auf der Trommel 12 im
Eingriff steht und somit dieselbe treibt. Zur erhöhten Durchströmung der Luft durch
die Trommel ist am Ende derselben in einem Rohr 22 ein Ventilator 23 angebracht,
der durch eine Reibungsscheibe 24. auf der Welle 16 des Windrotors angetrieben wird.
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Durch angemessenen Zusatz von Wasser und durch Mitwirken der Mahlkörper
werden die Rohstoffe in eine breiartige Masse überführt; die Mahlkörper wirken dann
als Verteilungskörper, wie oben erklärt ist.
Das Verfahren nach
der Erfindung kann in folgender Weise in der in Fig. i gezeigten Vorrichtung ausgeführt
werden.
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Beispiele i. Wenn zur Einleitung des Verfahrens eine Masse, in welcher
die aeroben Bakterien hauptsächlich alleinherrschend sind, nicht zur 'Verfügung
steht, was z. B. der Fall .sein kann, wenn eine neue Anlage nach der Erfindung in
Betrieb gesetzt werden soll, muß eine solche Masse herbeigeschafft werden. Dies
erfolgt z. B. in folgender Weise: Es werden dein Behälter, .der bis zu etwa zwei
Drittel mit Verteilungskörpern, wie kleinen Schottern, gefüllt ist, iooo 1 einer
Mischung von Kloakenschlamm und Abortfäkalien zugeführt. Der Behälter wird mit einer
Umdrehungsgeschwindigkeit von etwa zehn bis zwölf Umdrehungen in der Minute in Drehung
gesetzt, und es wird nötigenfalls vorgewärmte Luft mit einem Überdruck von etwa
io bis 2o mm Wassersäule, o,ooi bis 0,002 atü, durchgeblasen, wobei die Temperatur
auf etwa i5° C gehalten wird. Die eingefüllte Masse wird nun ohne `weitere Zufuhr
behandelt, bis die aeroben Bakterien alleinherrschend geworden sind.
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Es werden danach in i Stunde 4o01 des Rohstoffgemisches und dann 340
1 in der Stunde zugeführt, wobei gleichzeitig in der Stunde 6o 1 der fertigbehandelten
Masse zurückgeführt werden. Die fertigbehandelte Masse beträgt demnach 340 1 in
der Stunde, und die Aufenthaltsdauer des Gutes im Behälter ist etwa 3 Stunden.
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Eine bakteriologische Analyse zeigt, daß die aeroben Organismen im
Laufe von 3 Stunden sich von 2o Millionen pro Gramm auf 8oo Millionen pro Gramm
vermehren, also auf das 4ofache.
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Die gewonnene vergorene Masse kann man zweckmäßig einem Absetztank
von bekannter Bauart zuführen, oder man leitet sie in eine Überrieselungsanlage.
Sie kann auch in Tankwagen abgefahren und somit unmittelbar als Düngerverwendet
werden. Zur weiteren Verminderung des Wassergehaltes kann die sedimentierte Masse
geschleudert und getrocknet werden. Die getrocknete Masse kann dann, wenn es erwünscht
ist, gepulvert werden, um besser für den Versand geeignet zu sein.
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2. Der zu behandelnde Müll wird in geeigneter Weise, z. B. durch Vermahlen,
vermischt und zerkleinert; die Sperrstoffe werden abgetrennt. Die Menge von Sperrstoffen
ändert sich mit der Zusammensetzung des Mülls. Im allgemeinen beträgt sie io bis
i5°/0. Der zerkleinerte Müll wird dann mit solchen Mengen Wasser versetzt, daß eine
breiartige Masse von ähnlicher Konsistenz wie im Beispiel i erhalten wird. Die Wassermenge
hängt vom Charakter des- Mülls ab. Inf -allgemeinen erhält man eine geeignete Konsistenz
durch Vermischung von i Gewichtsteil des zerkleinerten Mülls mit 3 Gewichtsteilen
Wasser. Das Wasser kann als Abwasser oder es kann das durch Sedimentation der fertigbehandelten
Masse erhaltene Wasser zugesetzt werden.
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Die derart erhaltene breiartige Masse wird nach Beispiel i behandelt.