DE69229837T2

DE69229837T2 - Verfahren zur neutralisierung und wiedergewinnung von aus dung, und/oder klärschlamm entwickelten gasen

Info

Publication number: DE69229837T2
Application number: DE69229837T
Authority: DE
Inventors: Svein Tegle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2012-09-19
Also published as: NO913701D0; NO175896C; DK0658153T5; EP0658153A1; NO175896B; EP0658153B1; WO1993006064A1; NO913701L; DE69229837D1; AU2668492A; DK0658153T3

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Neutralisieren und Wiedergewinnen von Gasen, welche beim nassen Kompostieren von Haustierdung und/oder Klärschlamm freigesetzt werden. Die Erfindung zielt teilweise daraufhin, toxische und/oder umweltbelastende Gase aus dem Dung und dem Klärschlamm harmlos zu machen, und auf ähnliche Weise durch Verhindern bzw. Vermindern deren konzentrierter Abgabe in die Atmosphäre, teilweise auf die Rückführung des Gases zu einer fertigen kompostierten Masse zur zur Erhöhung deren Nährwert als Dung.
Daher werden kompostierter Klärschlamm und ähnliche Massen in dieser Beziehung als Dung bezeichnet und werden als solcher verwendet.
WO-A1-9 000 162 befaßt sich mit einer Kompostiervorrichtung für organischen Abfall, bei welchem aus der kompostierten Masse abgegebene Gase durch einen Biofilter geleitet werden. Der Biofilter umfaßt lockere Biomasse, umfassend kompostiertes Material und einen zugegebenen Mikrobenvorrat. Ein Teil des Biofiltermaterials wird mittels einer üblichen Rotor/Mischer- Anordnung zu einer niedriger koaxial angeordneten Kompostiereinheit während dem Kompostieren übergeführt. Auf diese Weise dient die Biofiltermasse sowohl als Filter und als Mikroben- Einimpfer für die Kompostiermasse in der Kompostiereinheit.
WO-A1-8 807 507 offenbart ein Verfahren für aerobe fermentive Hydrolysen, insbesondere zum Kompostieren von organischen Materialien in einem geschlossenen Behälter, wobei frische Luft in die organischen Materialien eingeführt wird. Das Vorhandensein von schädlichen Substanzen, insbesondere unangenehmen Gerüchen, in der warmen, feuchtigkeitsbeladenen Austrittsluft, wird verhindert durch Verwendung eines allseitig geschlossenen Fermentations-Containers und durch die Bereitstellung eines Wärmeaustauschers, wobei die Wärme in der Austrittsluft mittels eines Wärmetranfermediums absorbiert wird, um die Feuchtigkeit in der Ausgangsluft zu kondensieren. Das gekühlte und getrocknete Austrittsgas kann durch ein Absorptionsfilterbett aus kompostierter und/oder Aktivkohle geleitet werden.
DE-B2-25 58 255 offenbart ein Verfahren zum kontinuierlichen Kompostieren von organischem Abfall und/oder Klärschlamm, welcher als Masse durch einen geschlossenen belüfteten Reaktor von oben nach unten geleitet wird, während die gesamte, für das Kompostierverfahren notwendige Luft, im Gegenstrom zu der Masse fließt, welche fein über deren gesamten Querschnitt vom Boden aus dispergiert ist, welche Belüftungsluft gegebenenfalls mit Wasser befeuchtet ist, während das Abgas, welche den Belüftungsreaktor verläßt, über einen Klärwasserbehälter geleitet wird, um es von Sporen, Conidia und schlecht riechenden Substanzen befreit wird.
Das Düngen mit kompostiertem Dung, Klärschlamm oder ähnlichen Massen, gemischt mit Dunggasen bzw. Klärschlammgasen und ähnliches wird die Notwendigkeit für künstlichen Dünger in einem nicht unbeträchtlichen Ausmaß verringern.
Auf diese Weise bestehen Dunggas und Klärschlammgas zu einer großen Zahl aus verschiedenen Gasen, worin Kohlenstoffdioxid, Methan, Ammoniak und Schwefelwasserstoff domierend sin. Der absolut gefährlichste Dunggas-Bestandteil ist Schwefelwasserstoff (Übertragung Dunggasvergiftung). Ammoniak wird gewöhnlich in relativ harmlosen. Konzentrationen freigesetzt. Jedoch wird freigesetztes Ammoniak den Vergiftungseffekt von Hydrogensulfid erhöhen, wenn beide Gase zusammen auftreten.
Dunggas und Klärschlammgas werden in organischem Material gebildet, welches unter sogenannten anaeroben Bedingungen zerstört wird, d. h. ohne Zutritt von Luft. Ein typisches Material in dieser Hinsicht ist Naßdung. Das Gas ist innerhalb des Dungs teilweise in Form kleiner Gasblasen, teilweise gelöst in der Dungflüssigkeit vorhanden. Solange der Dung ruht, wird sehr wenig Dunggas freigesetzt, und erst wenn der Dung in Bewegung kommt, wird Dunggas freigesetzt und steigt auf.
Eine aerobe Fermentation von beispielsweise Dung von Haustieren, sogenanntes nasses Kompostieren, wird durch kontinuierliches oder intermittierendes Zugeben von Sauerstoff zu dem Naßdung bewirkt. In der Praxis schließt das Verfahren das Zumischen von Luft unter starkem Rühren des Dungs ein, wodurch ein starker Anstieg der Temperatur und Fermentation verursacht wird. Innerhalb des Rohmaterials, dem Naßdung, wurde schon vor der initiierten aerobischen Fermentation etwas Dunggas in gelöstem Zustand, ebenso wie in Form kleiner Gasblasen, gebildet. Das Gas wird freigesetzt, sobald der Dung in Bewegung gebracht wird. Es ist das Dunggas bzw. Klärschlammgas, freigesetzt über das nasse Kompostieren von Haustierdung bzw. Klärschlamm, welches erfindungsgemäß neutralisiert und wiedergewonnen werden soll.
Um Luft in beispielsweise Naßdung beim nassen Kompostieren innerhalb des Dungbeckens einzumischen, ist es bekannt, eine eingetauchte Einspritzvorrichtung zu verwenden, durch welche der Dung unter Verwendung einer großen Kraft gepumpt wird. Dies verursacht ein starkes Rühren des Dungs im Becken und schafft eine Mischung mit Luft. Die Luftzufuhr und die Luftzumischung werden durch die Düse der Einspritzvorrichtung bewirkt. Diese weist ein Lufteinlaßrohr auf, welches die Dungoberfläche oben öffnet. Das Durchpumpen von Dung schafft Unterdruckbedingungen an der Einspritzdüse, wodurch Luft durch das Lufteinlaßrohr in den Dungstrom eingesaugt wird, welcher in das Dungbecken gesprüht wird. Dieses wirksame Durchlüften des nassen Dungs gibt in Kombination mit dem Rühren einen günstigen Temperaturanstieg und eine Beschleunigung des Fermentationsprozesses und verursacht eine Verkürzung der erforderlichen Fermentationszeit.
Diese bekannte Technik wurde im Oberbegriff von Anspruch 1 gewürdigt.
Im Stand der Technik ist es bekannt, schädliche Inhalte von Gasen aus Kompostierprozessen über Filter, wie aktive Kompostierfilter, enthaltend einen Mikrobenvorrat zu entfernen. Das Dokument aus dem Stand der Technik WO-A-9 000 162 zeigt eine kombinierte Verteilervorrichtung zum Filtern/Einimpfen für organischen Abfall, bei welcher Gase die aus der kompostierten Masse abgegeben werden durch lose Biomasse geleitet werden, umfassend kompostiertes Material und einen zugegebenen Mikrobenvorrat.
Die Druckschrift DE-A-25 58 255 befaßt sich mit dem Durchleiten von warmen Kompostiergasen aus organischem Abfall und Schlamm über ein Becken mit aktiviertem Abwasser, enthaltend Mikroorganismen, derart, daß die Geschwindigkeit der Fermentationsprozesse im Abwasser verstärkt wird.
Von einem Gesichtspunkt der Umweltverschmutzung aus betrachtet besteht eine Notwendigkeit für ein wirksames Gas-Rückhalteverfahren und eine Vorrichtung für die Naßkompostierung, und es besteht ebenso ein Bedürfnis für ökologisch lebensfähige Düngemittelprodukte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Bedürfnisse zu erfüllen. Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 beschriebene definierte Verfahren gelöst.
Daher trägt die Erfindung im wesentlichen Sorge für Dunggas bzw. Klärschlammgas, welches während dem nassen Kompostieren von Haustierdung bzw. Klärschlamm freigesetzt wird, wobei dieses Gas in einen fertigen kompostierten oder weitgehend fertigen kompostierten Dung von Haustieren bzw. Klärschlammdung während dem Rühren von Dung bzw. Schlamm und dem Gaseinspritzprozeß gemischt wird.
Eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens muß wenigstens zwei Becken umfassen, eines für die Fermentation von rohem Haustierdung bzw. Klärschlamm und eines für die Mischung von Dunggas bzw. Klärschlammgas, welche aus dem ersten Becken freigesetzt sind, in einen fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Dung bzw. in einen Klärschlamm. Das erste Becken, das Fermentationsbecken, muß gasdicht verschlossen sein, so daß freigesetztes Dunggas bzw. Klärschlammgas nicht entweichen kann. Bei Beginn des Verfahrens wird fertiger oder weitgehend fertiger kompostierter Dung von Haustieren bzw. Klärschlamm innerhalb des zweiten Beckens bereitgestellt werden.
Anschließend, wenn diese Masse zugeführt und zugemischt wurde, können freigesetztes Dunggas bzw. Klärschlammgas aus dem ersten Becken, umgewandelt zu dem gewünschten Dünger, aus dem zweiten Becken entfernt werden, welches danach mit Dung bzw. Klärschlamm aus dem ersten Becken gefüllt wird, sobald dieser fertig oder weitgehend fertig kompostiert ist. Die Behandlung des Dungs bzw. Klärschlamms wird intermittierend stattfinden. Geeignete Naßkompostieranlagen zum Durchführen der Erfindung können vielfältigen konstruktiven Modifikationen unterworfen sein innerhalb des allgemein Umfangs, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist. Daher ist es beispielsweise möglich, einen separaten Rührer zu verwenden, um fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Dung bzw. Klärschlamm in Bewegung zu bringen während der Zumischung von Dunggas bzw. Klärschlammgas, wobei in solch einem Fall dies mittels separater Gaseinspritzeinrichtungen bewirkt wird. Die Rühr- bzw. Einspritzfunktion dieser Einrichtung wird jedoch vorzugsweise durch eine Einzeleinrichtung, beispielsweise in Form einer eingetauchten Einspritzvorrichtung, mit einem Zugaberohr für Dunggas bzw. Klärschlammgas.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile neben den oben beschriebenen sind aus der folgenden Beschreibung ersichtlich, wobei auf die beigefügten, in den Zeichnungen durch Diagramme illustrierten Beispiele zweier Ausführungsformen von Naßkompostieranlagen im Einklang mit der Erfindung bezug genommen wird, welche einen prinzipiellen Umriß für ein erfindungsgemäßes Verfahren geben, und worin allgemeine Anlagemerkmale erscheinen.
Die exemplarischen Ausführungsformen betreffen das Naßkompostieren von Haustierdung in Becken. Im linken Becken der Figur in der Zeichnung, später als erstes Becken 1 bezeichnet, da hier das Verfahren beginnt, findet die aerobe Fermentation auf bekannte Weise statt, wobei Luft durch ein Rohr 2 zugegeben und in den Dung 3 über eine eingetauchte Einspritzvorrichtung 4 eingeleitet wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Wie erwähnt, wird der Dung 3 einem starken Rühren unterworfen während der Zumischung von Luft, wodurch ein Temperaturanstieg innerhalb des Dungs und eine Beschleunigung des Fermentationsprozesses bewirkt wird, wobei Dunggas 5 freigesetzt wird.
Das erste Becken 1, das Fermentationsbecken, ist durch eine Abdeckung 1' gasdicht geschlossen.
Die Naßkompostieranlage umfaßt auch ein zweites Becken 6, welches bei zwei alternativen Ausführungsformen oben geöffnet oder durch eine Abdeckung 6' (gestrichelte Linien) gasdicht geschlossen sein kann. Im zweiten Becken 6 ist fertiger oder weitgehend fertiger kompostierter Dung 7 vorhanden. Das erste Becken 1 und das zweite Becken 6 sind oben miteinander verbunden mittels einer Einrichtung aus einem Transferrohr 8 für Dunggas für den Transfer von Dunggas 5 aus dem ersten Becken 1, dem Fermentationsbecken, zum zweiten Becken 6, oder spezifischer zu einer Einspritzvorrichtung 9, welcher in den Dung 7 eintaucht. Gemäß der gezeigten Ausführungsform besitzt das Transferrohr 8 für Dunggas einen senkrecht abwärts gerichteten Bereich 8' und dieser Bereich 8' ist an dessen unterem Ende mit der Einspritzvorrichtung 9 verbunden, welche die gleiche allgemeine Bauweise wie die Einspritzvorrichtung 4 innerhalb des Fermentationsbeckens 1 besitzen kann.
Die Einspritzvorrichtung 9 innerhalb des zweiten Beckens 6, dem Mischbecken für Dunggas, dient dazu, zugeführtes Dunggas zu versprühen und dieses in den fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Dung 7 fein zu verteilen und daher, wertvolle Nährsubstanzen dem fertigen Dung zuzuführen.
Simultan wird während des Fermentationsprozesses freigesetztes Dunggas harmlos gemacht, und eine konzentrierte Abgabe von Dunggas wird unmöglich.
Die Anlage kann gegebebenenfalls ein drittes Becken 10 (gestrichelte Linien) mit einer Einspritzvorrichtung 11 umfassen. Das dritte Becken 10, welches beispielsweise mit Kalk gemischtem Wasser 12 gefüllt sein kann, wobei das Becken 10 auch mit einer anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt sein kann, kommuniziert mit dem Gasraum 6" des zweiten Beckens 6 über ein Transferrohr 13 für Gas. Der Zweck dieser Anordnung liegt darin, daß jegliches überschüssige Gas aus dem Becken 6 die Möglichkeit besitzen soll, weiterhin zu dem dritten Becken 10 für die Zumischung in Kalkwasser 12 mittels der Einspritzvorrichtung 11 zu strömen. Die Verwendung solch eines dritten Beckens 10 ergab in manchen Fällen verbesserte Resultate über eine optimale Verwendung von aus dem Fermentationsbecken 1 freigesetztem Dunggas 5.
Daher kann der Nitrifikationsprozeß, welcher bisher nur innerhalb der Erde stattfinden konnte, nunmehr in einem Becken stattfinden.

Claims

1. Verfahren zum Neutralisieren und Wiedergewinnen von Gasen, welche beim nassen Kompostieren von Haustierdung und/oder Klärschlamm freigesetzt werden,

dadurch gekennzeichnet,

daß der vom Haustierdung stammende nasse Dung und/oder der Klärschlamm aerobisch durch ein Naßkompostierverfahren fermentiert wird, welches unter starkem Rühren des Naßdungs eine Luftzumischung in einem ersten gasdicht verschlossenen Becken umfaßt und das dabei aus dem Dung oder Klärschlamm freigesetzte Gas in ein zweites Becken geleitet wird, welches fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Dung enthält, der aus dem vorhergehenden Naßkompostierverfahren des nassen Dungs im ersten Becken stammt, wobei die freigesetzten Dung- oder Klärschlammgase in den so kompostierten nassen Dung durch Rühren des Dungs und Einspritzen des Gases gemischt werden, unter Erzeugung eines Düngemittels und eines Mittels zur Verbesserung der Erde in Form eines fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Naßdungs, enthaltend darin fein dispergierte Dung- und/oder Klärschlammgase.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während dem Naßkompostierverfahren des nassen Dungs freigesetzen Dung- und/oder Klärschlammgase in den fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Naßdung mittels einer separaten Gaseinspritzeinrichtung und einem separaten Rührer zum Bewegen des Dungs, gemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die während dem Naßkompostierverfahren des Naßdungs freigesetzten Dung- und/oder Klärschlammgase in den fertigen oder weitgehend fertigen kompostierten Naßdung mittels einer eingetauchten Einspritzeinrichtung mit einem Zufuhrrohr für die Dung- und/oder Klärschlammgase gemischt werden, welche sowohl zum Einspritzen der zugeführten Gase in den kompostierten Dung und zum Rühren des kompostierten Dungs dient.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Becken gasdicht verschlossen ist und daß der obere Raum als Gasraum dient, der mit einem dritten, Wasser oder eine andere Flüssigkeit enthaltenden Becken zum Aufnehmen von restlichem Dung- und/oder Klärschlammgas, das aus dem kompostierten Dung im zweiten Becken freigesetzt ist, kommuniziert.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes restliche Dung- und/oder Klärschlammgas, das aus dem kompostierten Dung im zweiten Becken freigesetzt ist, in die Flüssigkeit des dritten Beckens über ein Rohr geleitet wird, welches mit dem oberen Gasraum des zweiten Beckens kommuniziert und mit einer Einspritzvorrichtung am anderen Ende verbunden ist, wobei die Einspritzvorrichtung in die Flüssigkeit des dritten Beckens eintaucht.