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Verfahren und Vorrichtung zur Kompostierung von organischen Düngermassen
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Vorrichtung und an einem Verfahren
zur Kompostierung von organischen Düngermassen, wo-
durch tierischer Dünger
schnell und wirkungsvoll kompostiert oder zersetzt wird, so daß er zur Pflanzendüngung
verwendet Weiden kann. .
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In der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Kompostierung
von Stalldünger oder ähnlichen zur Herstellung von Düngemitteln dienenden organischen
Massen bekannt, bei denen die übereinandergestapelten Düngermassen in einer Kompostierungszone
gelagert werden, die nach oben und unten zur umgebenden Luft hin offen ist, und
wodurch erreicht wird, daß die natürliche Kompostierungswärme heiße Luft und heiße
Gase aus dem oberen Teil der Zone abtreibt, so daß sie durch Luft, die am Boden
der Zone eintritt, ersetzt werden.
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Die Erfindung schlägt nun ein Verfahren zur Kompostierung von Düngermassen
in der an sich schon bekannten Weise vor, bei dem aber ein Teil der Düngermasse
ununterbrochen vom Boden der
Masse entfernt, belüftet, um die Masse
herumgeführt und zum oberen Teil der Masse zurückgeleitet wird.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ferner eine Kompostierungsvorrichtung
vor, zu der folgende Teilt gehören: ein Kamin, dessen Querschnitt von oben nach
unten zunimmt, mehrere parallel nebeneinanderliegende Förderschnecken am.Boden des
Kamins, die dort einen Rost für den Dünger bilden, wobei die äußeren Schnecken an
jedem Ende der Gruppe so angeordnet sind, daß die nach unten führende Kaminwarid
um diese Förderschnecken an ihrer äußeren Peripherie herumreicht, und eine Vorrichtung
zum Rotierenlassen dieser Förderschnecken. Der Rost, der sich über den Boden
des Kamins erstreckt und an der Außenseite von den Kaminwänden umschlossen ist,
ist mit einer Antriebsvorrichtung versehen, die beim Betrieb die untere Schicht
der Düngermasse, die in dem Kamin enthalten ist und auf dem Rost ruht, nach der
Seite hinausschiebt. Ein' weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Mechanismus,
der eine gleichmäßige, vollständige Kompostierung des tierischen Düngers# zustande
bringt.
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Weitere Ziele ergeben sich aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
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In bekannter Weise wird eine Masse tierischen Düngers in dem genannten
Kamin gehalten, der oben und unten zur umgebenden Luft hin offen ist,
so daß die Luft, die zur Unterhaltung des Mikrobenstoffivechsels notwendig
ist, der die Kompostierung bzw. den Zersetzungsprozeß vervollständigt,- aufwärts
durch die Kompostierungsmasse in der Weise streichen kann, daß eine angemessene
Verteilung von Luft und Feuchtigkeit zur Erhaltung des Mikrobenwachsturns durch
die ganze Masse erfolgt.
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Vorgeschlagen wird nun, vom Boden -der Vorrichtung beständig oder
in regelmäßigen Zeitabständen zersetzten oder zum Teil zersetzten Dünger abzuziehen,
ihn nach -der Seite aus dem Kamin zu fördern ihn dann aufwärts in Höhe des oberen
Teils des Kamins zu leiten, von wo der Dünger wieder seitwärts oben auf die Masse
im Kamin gefördert wird. 'Diese Bewegung des Düngers mit Hilfe geeigneter Fördervorrichtungen
erzielt ohne weitere Behandlung- zwei wichtige -Ergebnisse.
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Durch diese Bewegung der Düngermasse vom Boden des Kamins bis zur
Rückführung oben auf die Masse im Kamin w..ird der Dünger belüftet, so daß mit fortschreitendem
Verfahren der Zeitpunkt erreicht wird,-an dem der gesamte Dünger in der Masse vollständig
umlaufen gelassen und immer von neuem belüftet worden ist, einmallunabhängig von
dem Luftstrom, der durch die Müsse geht, zum anderen aber unterstützt von diesem
Luftstrom. Durch die Bewegung und die wiederholte Handhabung des Düngermaterials
bei dem Umlauf werden die Düngerteilchen, seien es nun tierische odg pflanzliche
Bestandteile, zerkleinert, so daß die Luft mit jedem Teil der Masse in Berührung
kommt und die Masse kompostierten Düngers be# der Entladung in genügend körnigem
oder feinteiligem Zustand vorliegt, so daß sie zur Düngung von Pflanzen geeignet
ist.
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iBekannt ist, daß'tierischer Dünger bei der Zersetzung in Anwesenheit
von ausreichenden Luftmengen wesentliche Wärmetnengen erzeugt.'Ein Düngerhaufen
läßt in genügend langer# Zeit bei guter Mikrobentätigkeit eine Temperatursteigerung
von etwa 95' erkennen. Wenn dieses Ansteigen der Temperatur in einem Kamin
der vorgeschlagenen Art erfolgt, steigen heiße Luft und Wasserdampf in dem Kamin
nach oben, so daß sie von unten her durch kalte Luft ersetzt werden.
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.Die Zersetzung kann durch Luft beschleunigt werden, die unter Druck
in eine Speicherkammer unter dem Kemin zugegeben wird, um die Strömungsgeschwindigkeit
zu erhöhen. Wenn diese Luft warm ist und wenn ihr Feuchtigkeit zu-gesetzt wird,
kann der Feuchtigkeitsverlust aus dem Dünger an die umgebende Atmosphäre,
der infolge der Aufwärtsbewegung der Gase eintritt, ersetzt wer-den, womit die optimalen
Bedingungen der Zersetzung aufrechterhalten werden.
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Die Düngermasse muß, da die Regelung sowohl der Temperatur als auch
der Feuchtigkeit wichtig ist, gegen Einwirkungen von außen her geschützt werden,
Der obere Teil des Kamins muß so eingerichtet sein, daß Reggen, Schnee, Graupeln
usw. nicht eindringen. Das kann zum einen durch ein geschlossenes Dach erreicht
werden, -das mit Fenstern versehen ist. Es kann zum anderen aber auch in der Weise
bewirkt werden, daß das Dach mit einem Abzug versehen ist. Wenn sich die Förderschnecken,
die den Dünger vom Boden des Kamins abziehen, um ihn hinauszubefördern und wieder
in den oberen Teil des Kamins gelangen zu lassen, in geschlossenen Förderstrecken-
befinden, kann eine Luftzirkulation vom oberen Teil des Kamins zum Boden hinunter
durch die im Kamin erzeugte Wärme bewirkt werden, wobei die Luft in entgegengesetzter
Richtung zum Dünger, der vom Boden zum -oberen Kaminteil hin umläuft, zirkuliert.
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Die erzwungene Luftzirkulation kann durch Einführung von Außenltift.am
Boden des Kamins erfolgen, wo sie erhitzt oder befeuchtet oder beides wird, bevor
sie durch den Kamin gepreßt wird. Die Luft am oberen Teil des Kamins kann in geeigneter
Weise so abgezogen werän, daß der Druck am oberen Teil unter Atmosphärendruck liegt,
während der Luftdruck am Boden darüber liegt.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnungen eingehender erläutert.
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Fig.# i ist ein Vertikalquerschnitt der Vorrichtung; Fig.:2 ist ein
Querschnitt längs der Linie 2-2 der Fig. i, und Fig. 3 ist ein Querschnitt
längs der Linie 3-3 der Fig. i.
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In den Zeichnuni-en und in der Beschreibung sind gleiche Teile mit
den gleichen Zahlen bezeichnet.
i ist eine Zersetzungskammer, die
die Form eines Kamins hat, der oben und unten offen ist. :2 ist eine Düngermasse
in dem Kamin, die auf einem Gitterrost ruht, der durch zahlreiche Förderschnecken
3 am Boden gebildet wird, die sich über den Kaminboden über einem durchlässigen
Unter-,grund 4 erstrecken. 5 ist eine Speicherkammer unter diesem durchlässigen
Untergrund. 6 stellen schematisch Vorrichtungen dar, um die Förderschnecken
3 zu betreiben, die den Dünger seitlich über den Boden des Kamins führen
und ihn an einer Seite des Untergrundes in eine Ouerförderschnecke 7 in der
unteren horizontafe-n Förderstrecke 8 entladen, von- wo aus die Masse in
eine vertikale Fördervorrichtung 9 in dem Elevator-oder Förderhaus io gelangt.
Die vertikale Fördervorrichtung 9 fördert den Dünger aufwärts zu einer Ouerförderschnecke
i i in der Förderstrecke 1:2, lurch die der Dünger in den oberen Teil des Kamins
entladen wird.
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13 ist ein Gebläse, das Luft in die Speicherkammer' unter dem
Kamin preßt. 14 bezeichnet eine Vorrichtung zur Befeuchtung der Luft, z. B. durch
Einführung von Dampf. 15 ist ein Wärmeaustauscher zum Erhitzen der Luft. 16 ist
ein Zugang, der durch den Schieber 17 reguliert wird und der offen gelassen
werden kann, wenn der Kompressor nicht in Betrieb ist, so daß dann ein natürlicher
Luftstrom in die Kammer und von dort nach oben durch die Masse des Düngers im Kamin
und aus diesem heraus fließen kann. Die Förderschnecken unter der Düngermasse vergrößern
sich im Durchniesser zur Entladungsseite des Bodens 4 hin. Dadurch wird gewährleistet,
daß der Dünger vom Boden des Komposthaufens gleichmäßig auf ganzer Breite abgezogen
wird.
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18 ist ein Schütt-Trichter, der durch ein Gatter ig verschlossen ist.
Bei geöffnetem Gatter ig kann man den kompostierten Dünger aus der oberen horizontalen
Fördervorrichtung aus dem Systein abziehen. Wenn das Gatter geschlossen ist, wird
der Dünger in den oberen Teil des Kamins geleitet.
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20 ist ein Zugang oberhalb der -Förderstrecke 8,
der durch das
bewegliche Tor 21 geschlossen werden kann. Durch diesen Zugang 2o kann bei geöffnetem
Tor frischer Dünger zur Querförderschnecke 7 aufgegeben werden, so Uaß dieser
frische Dünger zu der Vertikalfördervorrichtung 9
gelangt, durch die er in
den oberen Teil des Kamins gelangt.
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Diese Vorrichtungen werden vorgeschlagen, um frischen Rohdünger in
den Kamin zu bringen, wc#-bei der Dünger bis zu einem gewissen Grade bei dieser
Förderung zerkleinert wird, wonach zersetzt-er oder zum Teil zersetzter Dünger vom
Boden abgezogen und wieder in den oberen Teil gefördert werden kann, wobei eine
weitere Zerkleinerung des Düngers stattfindet so daß zum Schluß kompostierter Dünger
an einer erhöhten Stelle des Systems zur Verladung od. dgl. abgezogen werden kann.
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:22 bezeichnet schematisch die Vorrichtung zum Betreiben der unteren,
23 diejenige zum Betreiben der oberen Fördervorrichtung. Beide Förderschnecken
sind natürlich in ihren jeweiligen Förderstrecken locker eingesetzt. Die vertikale
Fördervorrichtung ist locker in ihr-er Förderstrecke eingesetzt, so daß, wenn der
Düngerabzug vom Bogen des Kamins und die Düngerzufuhr in den oberen Teil unterbrochen
werden sollen, der Arbeiter zuerst die Querfördervorrichtun-gen anhaften kann. Es
wird dann kein weiterer Dünger durch die Förderschnecken zur Querfördervorrichtung
7 gegeben. Wenn die Fördervorrichtung in die vertikale Fördervorrichtung
9 entladen ist und diese den Dünger in die Querfördervorrichtung ii abgegeben
hat, und schließlich diese die von ihr geförderte Düngermenge in den Kamin entladen
hat, sind alle Fördervorriehtungen von Dünger frei. jetzt ist es möglich, Luft vom
oberen Teil des Kamins durch den oberen Querförderer abwärts durch, den Vertikalförderer,
von dort am Boden des Kamins entlang durch den unteren Querförderer unter dem Einfluß
der Wärme, die in dem Kamin durch die Zersetzung erzeugt wird, umlaufen zu lassen.
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Unter anderen Gegebenheiten kann das Gebläse 13 eine Luftzirkulation
in der gleichen Richtung bewirken. Dabei wird Luft von dem Gebläse 13
aus
der umgebenden Atmosphäre angesogen und aus dem oberen Teil des Kamins durch den
Auslaß 2-3 in dem Dach:24 austreten gelassen. Der Auslaß:23 wird von dem
Dach:25 so bedeckt, daß Regen, Schnee u. dgl. nicht in den Kamin eindringen können.
26 stellt einen mit Motor betriebenen Ventilator dar, der ein Vakuum iri
dem Ra,um über der Düngermasse des Kamins erzeugen kann. Unter gewissen Bedingungen
hat die Erfahrung. gelehrt, daß es vorteilhaft ist, wenn der Druck unter der Masse
über Atmosphärendruck und der Druck über der Masse unter Atmosphärendruck liegt.
Dazu kann eitie Röhre:27 zu dem Lufteinlaß des Ventilators 30 von einem Punkt
unterhalb des Daches und über der Masse in dem Kamin führen, so daß gegebenenfalls
eine geschlossene Luftzirkulation unter dem Einfluß' des Ventilators erzeugt werden
kann. :28 bezeichnet einen Zugang in diesem Leitrohr 27, der geöffnet
werden kann, um Außenluft in das System einzusaugen.
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Es is t äußerst wichtig, daß sich in der Düngermasse im Kamin keine
Brücken bilden, was dadurch erreicht wird, daß der Kamin im Querschnitt von oben
nach unten zunimmt und daß keine Brückenbildunig über der Förderschnecke
3 eintritt, zu welchem Zweck die Förderschnecken am Boden so angebracht sind,
daß die äußersten Schneckenwindungen an jedem Ende in die Kaminwand hineinreichen.
Auf diese Weise entsteht kein toter Raum zwischen der Förderschneoke und derKaminwand,
in dem Düntger hängen bleiben könnte. Die Wand ist an beiden Seiten leicht ausgehöhlt,
so daß bei 31 ein Spielraum entsteht und sich die beiden äußersten Förderschnecken3
zum-Teil außerhalb des eigentlichen Bodenraumes bewegen.
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Die Kompostierung findet in folgen-der Weise statt: Zuerst wird der
Kamin mit frischem Dünger
gefüllt. Die Förderschnecken am Boden
stehen so dicht beisammen, daß sie die Masse halten. Selbst-* verständlich dringt
ein Teil des Düngers nach unten zwischen den Schnecken Iiindurch, wo er aber schließlich
auf dem durchlöcUerten Untergrund zurückgehalten wird, der einfach aus mehreren
parallelen Stangen besteht, die einen Gitterrost bilden. Es kann nun Luft von unten
durch den durch-löcherten Untergrund - an den Förderschnecken vorbei nach
oben durch die Düngermasse geleitet werden.
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Wenn der Zugang 16 offen gelassen wird, wird der Dünger, der stets
feucht sein wird, ehe er in den Kamin eingebracht wird, und der schon bis zu einem
gewissen Grade lediglich dadurch belüftet wird, daß er beim Einbringen in den Kam-in
bewegt wer-den muß, durch die Aktivität derin dem Dünger enthaltenen Mikroorganismen
kompostiert. Diese erzeugen Wärme, so daß warme Luft und- Gase durch die Masse nach
oben steigen und durch Luft von außen ersetzt werden, die von unten eindringt. Solange
genügend Feuchtigkeit und Luft zu der Masse gegeben werden bzw. vorhanden sind,
setzt sich der Zersetzungsprozeß fort.
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Gewöhnlich jedoch ist es erwünschf, die Zersetzung dadurch zu beschleunigen,
daß man Luft unter Druck aufwärts durch die Masse preßt, wobei T#niperatur und Feuchtigkeit
der Luft so geregelt werden,. daß optimale Bedingungen für das Leben und die Vielfalt
der Mikroben geschaffen sind. Zu diesem Zweck wird ein Gebläse angewandt. Zur Befeuchtung
der Luft wurde ein Dampfstrahl angewandt; es kann natürlich aber auch ein WasserstraJh-i
benutzt werden, oder die Luft kann durch Dampf oder in einer anderen geeigneten
Weise erhitzt werden, wobei lediglich erreicht werden -muiß, d.- ß die Luft
in der richtigen Folge ohne oder mit B.#schleunigung aufwärts durch die, Masse streicht"
wobeiTemperatur und Feuchtigkeitsgehalt so eingestellt sind, daß die Temperatur
der zu kompostierenden Masse die gewünsehte qp#male Höhe erreicht.
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je nach Wunsch werden die Förderschnecken am Boden periodisch oder
ununterbrochen betrieben, wobei- sie vom Boden der DüngermaGse im Kamin die unteren
Schichten allmählich nach der Seite ehtfernen. Dieser Dünger wird an der Seite von
den Enden. der Förderschnecken entladen, dann nach oben geführt und wieder seitlich
auf den oberen Teil der Masse gegeben. Wenn man in ,dieser Weise fortlaufend arbeitet,
erreicht man früher öder später, daß die gesamte Masse dem Umwälzungs- und Belüftungseffekt
der Förderschnecken unterworfen wird, die den Dünger vom Boden der Masse entfernen
und ihn wieder in den oberen Teil des Kamins überführen. In der vorstehenden Beschreibung
wurden mehrere Förderschnecken benutzt. Selbstverständlich karin auch eine einzige
Förderschnetke angewandt werden.
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Weil der Kamin im Querschnitt von oben nach unten zu den Fördeischnecken
am Boden hin im Querschnitt zunimmt, wird die Gefahr einer Brückenbildung im Dünger
vermieden -und das gesamte Gewicht der Düngermasse lediglich von den Förderschnecken
getragen, so daß beim Betrieb der Förderschnecken die Masse richtig auf diesen lagert
und während . des ganzen Verfahrens in Berührung mit den Förderschnecken
bleibt.
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Wenn das System geschlossen ist und das Gebläse, dais in die Speicherkammer
unter dem Boden des Kamins führt, in -Betrieb gesetzt wird, erhöht sich der Luftdruck
in dieser Kammer über Atmosphärendruck, so daß die Luft durch die Düngermasse im
Kamin nach oben gedrückt wird, wodurdh Temperatur und Feuchtigkeit Q# in der Masse
so geregelt werden, daß optimale Bedingungen für die Zersetzung entstehen. Da der
obere Teil des Kamins mit dem Ein-laß des Ventilators oder Gebläses verbunden ist,
liegt der Druck über deni Kamin unter Atmosphärendruck, so daß sich ein Gefälle
über und unter der Masse einstellt, das durch einen Überdruck unten und einen Unterdruck
oben gekennzeichnet ist.
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Unter anderen Umständen kann der zusätzliche Ventilator im oberen
Teil des Kamins in Betrieb gesetzt werden, um -den Druck Über der Masse sogar weit
unter Normaldruck zu verringern, so daß sich das Druckgefälle zwischen dem oberen
und dem unteren Teilder Masse noch vergrößert. Oder es wird, wenn der Verschluß
in der Röhre zwischen dem oberen Teil des Kamins und dem Ventilator offen ist und
der zusätzliche Ventilator im oberen Teil des Kamins in Betrieb gesetzt wird, frische
Luft hineingepreßt und verbrauchte Luft aus dem Kamin abgezogen, und zwar zusätzlich
zum normalen Zirkulationseffekt, der infolge der erzeugten verhältnismäßig hdhen,
Temperatur in der Kompostmasse vorhanden ist.
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Da frischer Dünger zu der Förderschnecke am Boden des Kamins gegeben
und durch diese zerkleinert und in die vertikale Fördervorrichtung entladen und
dort wieder zerkleinert und in die horizontale iFördervoYridhtung am oberen Teil
des Kamins entladen wird, wird der frische Dünger gerüttelt und- unter zusätzlicher
Belüftung weiter zerkleinert.
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Wenn man Dünger aus dem System zu entnehmen wünscht, geschieht das
am oberen Teil, worauf wiederum Dünger vom unteren Teil des Kamins nachgezog#en,
gerüttelt und zerkleinert wird, ehe er aus dem System entladen wird.