DE68912023T2

DE68912023T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kompost.

Info

Publication number: DE68912023T2
Application number: DE68912023T
Authority: DE
Inventors: Gerrit Groenenboom
Original assignee: Groenenboom Beheer BV
Current assignee: Groenenboom Beheer BV
Priority date: 1988-07-12
Filing date: 1989-07-11
Publication date: 1994-05-19
Anticipated expiration: 2009-07-12
Also published as: US5116761A; EP0354606B1; EP0354606A1; NL8801766A; ES2047656T3; AU630101B2; ATE99658T1; AU3806289A; DE68912023D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kompost aus Dünger durch Fermentation. In diesem Verfahren wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas und auch eine aus dem Dünger stammende gasförmige und/oder dampfförmige Phase durch den Dünger geleitet. Die gasförmige und/oder dampfförmige Phase wird einem Kühlvorgang außerhalb des Düngers unter Bildung einer Ammoniak enthaltenden wäßrigen Phase und einer Restgas- Phase unterworfen.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Druckschrift CH-A 645333 bekannt. Dieses Verfahren scheint weniger geeignet zur Behandlung organischen Abfallmaterials wie beispielsweise Dünger zu sein. Mikroorganismen, die in dem Dünger enthalten sind, produzieren unter anderem Ammoniak, von dem ein Teil direkt in Nitrate umgewandelt wird und ein Teil mit der Gasphase von dem Dünger mitgerissen wird. Als Ergebnis des Durchleitens der Phase durch den Dünger wird wiederum ein Teil des mitgerissenen Ammoniaks in dem Dünger in Nitrate umgewandelt, mit dem Ergebnis, daß dieser Teil des Ammoniaks in vorteilhafter Weise genutzt wird.
Als Resultat der in dem Dünger ablaufenden Prozesse steigt die Temperatur des Düngers allmählich an. Damit das Fermentationsverfahren in korrekter Weise ablaufen kann, muß jedoch die Temperatur innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden. Für diesen Zweck wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas wie beispielsweise Luft in bekannter Weise dem Dünger zugeführt, um ihn zu kühlen und seine Temperatur innerhalb des erforderlichen Bereichs zu halten. Als Folge der Zufuhr dieser zusätzlichen Volumenmenge Luft muß eine entsprechende Volumenmenge der gasförmigen und/oder dampfförmigen Phase in die Atmosphäre abgelassen werden, um einen Druckaufbau zu vermeiden. Dies bedeutet, daß ein Teil des in der Gasphase enthaltenen Ammoniaks verlorengeht und daher nicht in vorteilhafter Weise für die Produktion von Nitraten verwendet werden kann. Als Ergebnis dessen ist die Qualität des erhaltenen Kompostes schlechter als in dem Fall, in dem das gesamte Ammoniak in Nitrate umgewandelt würde. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß diese Teilmenge Ammoniak an die Umgebung zurückgeführt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein in der Einleitung genanntes Verfahren bereitzustellen, das diese Nachteile nicht aufweist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ammoniak aus der Gasphase abgedampft und dem Dünger zusammen mit der Restgas- Phase zugeführt wird.
Das aus der Gasphase und/oder Dampfphase abgeschiedene Ammoniak wird in vorteilhafter Weise so verwendet, daß das Ammoniak von der wässrigen Phase durch Verdampfen abgeschieden und dem Dünger zusammen mit der restlichen Gasphase zugeführt wird. Der Vorteil dieses Vorgehens besteht darin, daß das Ammoniak, das im Rahmen der bekannten Verfahrensweise verloren ging, dann auch in dem Dünger in Nitrate umgewandelt werden kann.
Die Temperatur des Düngers kann innerhalb des erforderlichen Bereichs gehalten werden, indem man das Kühlen der Gasphase und/oder Dampfphase in geeigneter Weise steuert. Erfindungsgemäß ist es dann nicht länger erforderlich, dem Dünger in Verbindung mit dem Kühlvorgang ein Sauerstoff enthaltendes Gas wie beispielsweise Luft von außen zuzuführen. Es muß nur solch eine genügende Menge Luft zugeführt werden, wie zur Zufuhr des in den Verfahrensabläufen, die in dem Dünger ablaufen, benötigten Sauerstoffs erforderlich ist. Dies bedeutet, daß die Menge an Außenluft, die dem Dünger zugeführt wird, und folglich auch die Menge an Gasphase und/oder Dampfphase, die aus dem Dünger abgelassen wird, merklich reduziert werden kann. Daraus folgt, daß merklich weniger Ammoniak gleichzeitig in die Umgebung abgelassen wird. Diese Verfahrensweise bietet erhebliche Vorteile, insbesondere im Licht der immer weiter steigenden Dünger-Überschüsse der jüngsten Jahre, die Anlaß zu einer zunehmend intensiven Ansäuerung der Umwelt geben, beispielsweise in Form von saurem Regen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann zur Behandlung von Dünger mit höchst unterschiedlichen Zusammensetzungen verwendet werden. Dies kann beispielsweise von Tieren oder von Menschen stammender Abfall sein, der jedoch auch anorganische Materie enthalten kann. Außerdem kann der Dünger Bestandteile enthalten, die von Industrie- Verfahren stammen, wie beispielsweise die Abfallstoffe, die bei der Herstellung von Bier oder Wein und dergleichen erhalten werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die mit einer Abfallkammer zur Aufnahme von organischem Abfallmaterial wie Dünger versehen ist, die eine Abflußeinrichtung für eine gasförmige und/oder dampfförmige Phase aufweist, die von dem Abfallmaterial abgelassen wird, und eine Einlaßeinrichtung zur Zufuhr eines Sauerstoff enthaltenden Gases zu dem Abfallmaterial aufweist, wobei die Einlaßeinrichtung und die Abflußeinrichtung miteinander verbunden sind und ein Kreislaufsystem mit der Kammer bilden, und die eine Kühlvorrichtung und eine Sammelvorrichtung zum Sammeln einer wäßrigen Phase umfaßt, die durch das Kühlen der gasförmigen und/oder dampfförmigen Phase abgetrennt wird, wobei die nach dem Kühlen verbleibende Gasphase durch das Kreislaufsystem geleitet wird. Eine derartige Vorrichtung ist ebenfalls aus der Druckschrift CH-A 645 333 bekannt.
Gemäß der Erfindung ist die Sammelvorrichtung mit einer Heizvorrichtung zur Abtrennung von Ammoniak durch Erwärmen der wäßrigen Phase versehen. Die Sammelvorrichtung steht in Verbindung mit dem Einlaß-Teil des Kreislaufsystems, um das Ammoniak mit der Restgas-Phase mitzureißen, die dem Abfallmaterial zugeleitet wird.
In der Vorrichtung gibt es zwei getrennte Kreisläufe, nämlich einen für die abgetrennte wässrige Phase und einen anderen für die Restgasphase, die nach Abtrennung der wässrigen Phase erhalten wird. Der erste Kreislauf wird durch die Kammer, die Sammelvorrichtung, das damit verbundene Reservoir und den Einlaßteil des Kreislaufs gebildet, während der zweite Kreislauf das bereits erwähnte Kreislaufsystem umfaßt.
Die Vorrichtung kann so ausgeführt sein, daß sie einen Abfluß für die Abflußteilmenge der restlichen Gasphase aufweist, wobei der Abfluß mit einem Waschsystem versehen ist, das im Kreislauf mit dem Reservoir verbunden ist. Als Ergebnis dieser Ausführungsform kann das Ammoniak, das in dem Teil der Restgasphase enthalten ist, die in die Umgebung abgelassen wird, ebenfalls zurückgewonnen werden. Wie bereits erwähnt, kann dann das Ammoniak aus dem Reservoir in die Dampfphase überführt und dem Dünger wieder zugeführt werden.
In dieser letztgenannten Ausführungsform gibt es daher drei getrennte Kreisläufe, nämlich die beiden oben erwähnten und den dritten, der zuletzt erwähnt wurde und das Reservoir und das Waschsystem mit den Verbindungsleitungen umfaßt.
Vorzugsweise wird zur gleichen Zeit Sorge dafür getragen, daß die Kühlvorrichtung am oberen Ende der Kammer gelegen ist und daß die Sammelvorrichtung eine Reihe von Wannen, die unterhalb gelegen und parallel in einem Abstand zueinander angeordnet sind, umfaßt, wobei die freien Räume zwischen den Wannen jeweils mit einer Abdeckung bedeckt sind, deren Längskanten oberhalb von zwei einander benachbarten Wannen in einer Weise gelegen sind, daß die wässrige Phase in den Wannen gesammelt werden kann.
Die Erfindung wird nun weiter im einzelnen unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform erläutert. Die Figur zeigt eine diagrammartige Wiedergabe der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Die mit 1 bezeichnete Kammer enthält einen Gitterrost 2, auf dem der zu fermentierende Dünger 3 angeordnet ist. Unter dem Gitterrost gibt es eine Kammer 4, der ein Sauerstoff enthaltendes Gas 7, beispielsweise Luft, mittels eines Ventilators 5 und einer Zufuhrleitung 6 zugeleitet wird. Am oberen Ende der Kammer 1 findet sich eine Abflußleitung 8, aus der die Gase, die aus dem Dünger 3 stammen, abgeleitet werden. Über die Leitung 9 werden diese Gase zurück zu dem Ventilator 5 geführt, wonach sie erneut durch den Dünger 3 geleitet werden. Die Einlaßleitung 6, die Kammer 1, die Ablaßleitung 8 und die Leitung 9 bilden das Kreislaufsystem oder den zweiten Kreislauf. Am oberen Ende der Kammer 1 befindet sich eine Kühlvorrichtung 10 bekannten Typs. Darunter findet sich eine Sammelvorrichtung 11 für die wässrige Phase, die an der Kühlvorrichtung 10 kondensiert. Diese Sammelvorrichtung 11 umfaßt beispielsweise eine Reihe von Wannen 12, die teilweise mit Abdeckungen 13 in einer Weise bedeckt sind, daß die wässrige Phase, die von der Kühlvorrichtung herabtropft, in die Wannen 12 geleitet wird, ohne auf den Dünger zu fallen. Die Wannen 12 sind mit einer Abflußleitung 14 verbunden, die die wässrige Phase in das Reservoir 15 entsorgt.
Während des Betriebs drückt der Ventilator 5 das Sauerstoff enthaltende Gas durch den Dünger 3. Bei diesem Verfahrensschritt steigt die Tempertur des Gases als Ergebnis der Wärme, die durch das Fermentationsverfahren erzeugt wird. Außerdem steigt seine Feuchtigkeit an, mit dem Ergebnis, daß die aus dem Dünger 3 herausströmende Gasphase einen Feuchtigkeitsgrad von 100 % aufweist. Das Sauerstoff enthaltende Gas 7 kann beispielsweise eine Temperatur von 44 ºC und eine hohe relative Feuchtigkeit aufweisen. Der Dünger kann eine Temperatur von 48 ºC haben, während die aus dem Dünger herausströmende Gasphase eine Temperatur von 49 ºC haben kann. Die Kühlvorrichtung kann so eingestellt werden, daß die Gasphase auf 42 ºC gekühlt wird.
Die über die Abflußleitung 14 entsorgte wässrige Phase wird in das Reservoir 15 geleitet. Die Heizvorrichtung 16 erwärmt den Inhalt des Reservoirs auf beispielsweise 60 ºC. Als Ergebnis dessen tritt das Ammoniak aus. Die Leitung 9 wird dann mit dem Reservoir 15 in einer solchen Weise verbunden, daß die durch die Leitung 9 strömende Gasphase über die Oberfläche der Flüssigkeit strömt und folglich das ausgetretene Ammoniak in die Kammer 1 mitreißt. Dieser Verfahrensschritt wird gerade solange fortgesetzt, bis das Ammoniak vollständig umgewandelt ist und ein Kompost geeigneter Qualität erhalten wird. Gleichzeitig wird das Ammoniak durch die Einwirkung der Mikroorganismen in Wasser und Nitrate umgewandelt.
Am Punkt 17 ist gezeigt, daß ein Teil der restlichen Gasphase abgeleitet wird. Diese abgeleitete Menge ist nur eine Teilmenge der Gesamtmenge an zirkulierendem Gas. Nichtsdestoweniger wird ein Waschsystem 19 am Ablaßpunkt 17 vorgesehen, um den größten Teil des Ammoniaks zu binden, das in diesem Fall mit der Restgasphase zum Waschwasser entsorgt wird. Das Waschwasser wird von dem Reservoir 15 über die Einlaßleitung 21 zu dem Waschsystem 19 geleitet und von diesem Punkt über die Rückführleitung 20 zum Reservoir 15 zurückgeführt. Die wässrige Phase wird mit Hilfe einer Pumpeinrichtung im Kreislauf geführt, die nicht gezeigt ist. Zusätzlich dazu ist auch ein Gaseinlaß bei dem Punkt 18 gezeigt, mit dem zusätzliche Außenluft in das Kreislaufsystem geführt werden kann, wenn dies erforderlich ist.
Letztendlich wird weiter festgestellt, daß die Kreisläufe in bekannter Weise mit Meßvorrichtungen zur Messung der Temperatur, relativen Feuchtigkeit und Ammoniakkonzentration versehen werden, und die Meßergebnisse können von dort einem Prozeßcomputer zugeführt werden. Dieser Prozeßcomputer ist in der Weise programmiert, daß er in geeigneter Weise den Ventilator 5, die Kühlvorrichtung 10 und die Heizvorrichtung 16 steuern kann, um die erforderlichen Prozeßparameter aufrechtzuerhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Kompost aus Dünger durch Fermentation, wobei in dem Verfahren ein Sauerstoff enthaltendes Gas und auch eine gasförmige und/oder dampfförmige Phase, die aus dem Dünger stammt, durch den Dünger geleitet wird und die gasförmige und/oder dampfförmige Phase einem Kühlvorgang außerhalb des Düngers unter Bildung einer Ammoniak enthaltenden wäßrigen Phase und einer Restgas-Phase unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ammoniak aus der wäßrigen Phase verdampft und dem Dünger zusammen mit der Restgas-Phase zugeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Restgas-Phase mit der Ammoniak enthaltenden wäßrigen Phase gewaschen wird und die gewaschene Restgas-Phase in die Atmosphäre abgelassen wird.

3. Mit einer Abfallkammer zur Aufnahme von organischem Abfallmaterial, wie Dünger, versehene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die eine Abflußeinrichtung für eine gasförmige und/oder dampfförmige Phase aufweist, die von dem Abfallmaterial abgelassen wird, und eine Einlaßeinrichtung zur Zufuhr eines Sauerstoff enthaltenden Gases zu dem Abfallmaterial aufweist, wobei die Einlaßeinrichtung und die Abflußeinrichtung miteinander verbunden sind und ein Kreislaufsystem mit der Kammer bilden, und die eine Kühlvorrichtung und eine Sammelvorrichtung zum Sammeln einer wäßrigen Phase umfaßt, die durch das Kühlen der gasförmigen und/oder dampfförmigen Phase abgetrennt wird, wobei die nach dem Kühlen verbleibende Gasphase durch das Kreislaufsystem geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammelvorrichtung mit einem Reservoir für die wäßrige Phase verbunden ist, wobei das Reservoir mit einer Heizvorrichtung zur Abtrennung von Ammoniak durch Erhitzen der wäßrigen Phase versehen ist und in Verbindung mit dem Einlaßteil des Kreislaufsystems steht, um das Ammoniak mit der Restgas-Phase mitzureißen, die dem Abfallmaterial zugeführt werden soll.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Abfluß für die Ablaß-Restgas-Phase aufweist, wobei der Abfluß mit einem Waschsystem versehen ist, das im Kreisschluß mit dem Reservoir verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung am oberen Ende der Kammer gelegen ist und daß die Sammelvorrichtung eine Reihe von Wannen, die unterhalb gelegen und parallel in einem Abstand zueinander angeordnet sind, umfaßt, wobei die freien Räume zwischen den Wannen jeweils mit einer Abdeckung bedeckt sind, deren Längskanten oberhalb von zwei einander benachbarten Wannen in einer Weise gelegen sind, daß die wäßrige Phase in den Wannen gesammelt werden kann.