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Einrichtung zur Gewinnung von Faulgas aus Fäkalien und landwirtschaftlichen
Abfällen, insbesondere aus Stallmist und Jauche Für die anaerobe Vergärung von Fäkalien
und landwirtschaftlichen Abfällen, insbesondere von Stallmist und Jauche, zur Gewinnung
von Faulgas und hochwertigem Dünger wurden bereits zahlreiche mehr oder weniger
brauchbare Einrichtungen vorgeschlagen. Diese bekannten Einrichtungen kranken durchweg
daran, daß ihre Erstellung. für den kleinen oder mittleren landwirtschaftlichen
Betrieb mit allzu hohen Kapitalaufwendungen verbunden ist: Die Erfindung zeigt einen
Weg, mit geringem Geld- und Arbeitsaufwand eine recht brauchbare, den bekannten
an Wirtschaftlichkeit überlegene Einrichtung zur Gewinnung von Faulgas und landwirtschaftlichen
Anlagen zu erstellen und zu betreiben.
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Die Erfindung geht davon aus, daB die jauche-und Abortgrube auf Bauernhöfen
durchweg in unmittelbarer Nähe des Viehstalles angeordnet ist und mit dem Stall
über Kanal und Rinne in Verbindung steht. Es gilt, eine solche vorhandene Jauchegrube
unter weitgehender Vermeidung baulicher Abänderungen zu einem brauchbaren Faulgasentwickler
auszugestalten. Im wesentlichen sind dabei gleichzeitig zwei Hauptprobleme zu lösen,
nämlich die Frage der Erzielung eines möglichst
hohen Wirkungsgrades
der Faulgaserzeugung und die Frage der Sammlung und Speicherung der anfallenden
Faulgasmenge für den Verbrauch.
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Es ist nun zwar schon in einer der Phantasie freien Spielraum lassenden
Art im landwirtschaftlichen Schrifttum davon die Rede, »einen Methangas-Dung-Aufbereitungsautomaten
von behälterartiger Form, in Höhe üblicher Jauche- bzw. Güllegruben, so zweckdienlich
am Ende von Stallabflußrinnen in die Jauchegrube« einzubauen, »daß inzwischen angefallener
Mist - durch etwa alle z2 Stunden vorgenommene Stallreinigung - nur in die Einlaßöffnung
des Aufbereitungsautomaten geschoben zu werden braucht«. Es heißt dort ohne Angabe
erklärender Einzelheiten weiter: »Dieser Mist wird doi#t automatisch gehäckselt
und gerührt, indes das in dieser Zeit entstehende Methangas automatisch durch einen
abscheidenden bzw. filtrierenden Kleinstverdichter in übliche PreB-Leichtstahlflaschen
gefüllt wird. Aus diesen Stahlflaschen kann es dann durch übliche Gasleitungen oder
Schläuche nach normalen Gas-Koch-Back- oder Heizöfen geleitet werden oder für den
Bauern-Schlepperantrieb an Stelle von Benzin- oder Brennstofftank verwendet werden
... Der auf dieseWeise ausgegaste Mist wird mit derselben Einrichtung mechanisch
fördernderweise an die vorhandene Jauchegrube abgegeben und dort durch Wasserzusatz
mengen- und wertmäßig vermehrt.« Demnach ist es schon bekannt, zwischen der herkömmlichen
Jauchegrube und dem Stall »am Ende der Stallabflußrinnen« einen besonderen behälterförmigen
Faulgasentwickler einzubauen, dessen weitgehende, auf zusätzliche Vorrichtungen
ausgedehnte Automatisierung offenbar für kleine und mittlere Bauernhöfe kaum noch
wirtschaftlich tragbaren Energiemehraufw=and gegenüber weniger verwickelten,-einfacheren
-Anlagen beansprucht.
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In diesem bekannten Falle wird demnach schon an der Erstellung und
Verwendung besonderer, vom Faulgasentwickler örtlich getrennter, als »Gasometer«
bekannter Gasspeicherbehälter mit unter dem Gasauftrieb höhenmäßig nachgiebig geführter
Gassammeihaube, aber auch nur zugunsten von ortsveränderlichen Preßgasbomben abgesehen.
Das mag für landwirtschaftliche Großbetriebe, bei denen der Anteil der ortsfesten,
gegenüber dem der ortsveränderlichen Gasverbraucher, am Gesamtfaulgasaufkommen gemessen,
gering ist, noch wirtschaftlich tragbar sein. Für kleine und mittlere bäuerliche
Betriebe erscheint es jedenfalls zweckmäßiger und daher eher vertretbar, das anfallende
Faulgas im wesentlichen unter einem im Vergleich zu der Pr eßgasbombenspeicherung
wesentlich niedrigeren, den ortsfesten an ein Rohrnetz angeschlossenen Gasverbrauchern
angepaßten Druck zu sammeln und zu speichern. Das schließt natürlich nicht aus,
daß der für Transportmittel erforderliche Betrag an Preßgas in bekannter Weise sekundär
einem vorhandenen, unter relativ niedrigem Druck stehenden Gasspeicher entnommen
wird.
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Eine solche Niedrigdruckgasspeicherung ist aber technisch relativ
leicht mittels eines herkömmlichen Gasometers zu verwirklichen. Seine Beschaffung
würde aber einen mittleren oder kleinbäuerlichen Betrieb unnötig belasten. Es wurde
nun bereits vorgeschlagen, bei Verwendung oberirdischer, behälterförmiger, landwirtschaftlicher
Faulgasentwickler, diese mit einer für die herkömmlichen Gasometer bekannten, höhenverschieblich
geführten, der Grundrißinnenform des Faulgasentwicklers angepaßten Gassammelhaube
auszustatten und so eine bauliche Einheit zwischen dem landwirtschaftlichen Faulgasentwickler
und dem Faulgasspeicher zu erzielen. Dabei wird auch schon mittels einer mit dem
Faulgasentwickler in Verbindung stehenden Pumpe, aber auch nur periodisch, ein Kreislauf
zwischen der Faulgutcharge des Faulgasentwicklers und einem Einspeisbehälter für
das frische Faulgut unterhalten. In diesem bekännten Fall soll aber jeweils nur
der angeblich nach der Entgasung sich an der Oberfläche der Faulgasentwicklerfüllung
als Schwimmschlamm ansammelnde Faulgasanteil periodisch abgesaugt und mit neu einzubringendem
frischen Faulgut vermischt, von unten in den Faulgasentwickler im Kreislauf zurückgeführt
werden, wodurch ebenfalls ein periodisches Umrühren der Faulgutcharge erzielt wird.
Aber auch der umgekehrte, durch eine Pumpe betriebene Kreislauf der eigentlichen
Faulraumflüssigkeit ist für landwirtschaftllche, in die Erde eingebettete Erdgasentwickler,
die mit einer Gasometergashaube abgedeckt sind, nicht mehr neu. Ferner ist es an
sich bekannt, die Gasometergashaube solcher versenkt angeordneter Faulgasentwickler
unten mit einem betriebsmäßig ständig unter das Niveau der Faulraumflüssigkeit eintauchenden
Rückhaltesieb für das Schwimmgut auszustatten, damit das Schwimmgut auf diese Weise
ständig unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und somit naß gehalten und dem zersetzenden
Einfluß der anaeroben Bakterien stetig so unterworfen bleibt, daß es schnell ausgasen
kann und die Entstehung einer festen, den Gasdurchtritt hemmenden bzw. weitgehend
unterbindenden Schwimmstoffdecke vermieden wird.
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Von diesen einzeln bekannten Ausstattungen von landwirtschaftlichen
Faulgasentwicklern macht die Einrichtung nach der Erfindung Gebrauch, indem sie
diese mit der weiteren, noch nicht bekannten Maßnahme kombiniert, daß der normalerweise
kleine, von einer Pumpe unterhaltene Kreislauf der Faulraumflüssigkeit nach Bedarf,
d. h. praktisch während der Zeit der Stallentmistung, um die Wegstrecke der dann
in die Bahn des Kreislaufes einbezogenen Mist- und Jauchesammelkanäle des Stalles
erweitert wird. Auf dieseArt wird der beim Ausmisten der Stallboxen in die Mist-
und Jauchesammelrinnen und -kanäle geschobene Mist, sowie er anfällt, periodisch
als frisches Faulgut iri den Faulgasentwickler eingeschwemmt. Das bietet den Vorteil,
daß nicht nur der sonst erforderliche zusätzliche Aufwand an umständlicher Transportarbeit
zwischen Stall und Miststapel vermieden, sondern darüber hinaus bereits eine Durchsetzung
des frischen Faulgutes mit der mit Bakterien angereicherten
Faulraumflüssigkeit,
also eine intensive Impfung desselben vor dessen Eintritt in den Faulgasentwickler
erzielt wird, was sich in gesteigertem Maße, nur beschleunigt und intensivierend,
auf den Ausgasungsvorgang, der an sich schon durch die V ermeidung einer festen
Schwimmschicht und durch die dauernde Umwälzung des Faulgutes im Faulraum gefördert
wird, auswirken kann.
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Die Besonderheit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung
zur Gewinnung von Faulgas aus Fäkalien und landwirtschaftlichenAbfällen, insbesondere
aus Stallmist und Jauche, bestehend aus einem mit dem Viehstall durch einen Beschickungskanal
verbundenen Faulgasentwickler, ist demnach darin zu sehen, daß der mit einer schwimmenden,
der Grundrißinnenform des Faulraumes angepaßten, dem Gasverbraucherrohrnetz über
eine längenveränderliche Gasableitung angeschlossenen Gassammelhaube ausgestattete
Faulgasentwickler mit einer Pumpe in Verbindung steht, welche die Faulraumflüssigkeit
je nach Bedarf nach entsprechender Betätigung der hierfür vorgesehenen Steuerschieber
entweder im Faulgasentwiclcler allein oder in dem den Faulraum mit dem Stall verbindenden,
die dort anfallenden Abfallstoffe aufnehmenden Sammelkanäle einschließenden und
zum Faulraum zurückführenden Leitungsnetz in Umlauf setzt.
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In manchen Fällen, besonders dann, wenn eine ursprünglich vorhandene,
nur für die Aufnahme der anfallenden Jauche bestimmte und bemessene Grube nach den
Angaben der Erfindung in einen Faulgasentwickler verwandelt werden soll, der nunmehr
nicht nur die anfallende Jauche, sondern dazu noch den für die Gaserzeugung viel
ergiebigeren Mist volumenmäßig erfassen und für einen relativ langen Zeitraum aufnehmen
soll, ergibt sich zwangläufig die Notwendigkeit, neben dem ersten Faulgasentwickler
einen gleichartigen zweiten anzulegen, der mit dem ersten für das Umpumpen der Faulraumflüssigkeit
über die Pumpe durch je eine hin- und rückführende, mit Steuerschiebern ausgerüstete
Rohrleitung in Verbindung steht, dann aber keine eigene schwimmende Gassammelhaube
zu besitzen braucht, sondern oben starr abgedeckt und nur mit einer eigenen Ableitung
für das in ihm noch anfallende Gas versehen ist. Bei diesem zweiten Faulgasentwickler
kann auch schon deshalb auf den Einbau einer schwimmenden Gassammelhaube mit unten
abschließendem Rückhaltesieb für Schwimmgut verzichtet werden, weil die Zufuhr des
frischen Faulgutes in den ersten Faulgasentwickler erfolgt, so daß nur dort die
Gefahr der Entstehung einer Schwimmschicht bestehen kann und unterbunden zu werden
braucht, während der zweite Faulgasentwickler im Kreislauf nur mit Faulraumflüssigkeit
beschickt wird,-` aus der die Schwimmstoffe sich bereits im ersten Faulgasentwickler
abgeschieden haben. Eine weitere wesentliche und besonders zweckmäßige Einsparung
für die Erstellung und Unterhaltung einer solchen an sich schon einfachen, mit einer
Umwälzpumpe ausgestatteten Einrichtung zur Gewinnung von Faulgas in landwirtschaftlichen
Betrieben gemäß der Erfindung wird im vorliegenden Falle dann erzielt, wenn die
Umwälzpumpe mittels eigens hierfür vorgesehener zusätzlicher Rohrleitungen und Steuerschieber
im Wechsel nach Bedarf auch die Weiterleitung des ausgegorenen Faulgutes aus dem
bzw. den Faulgasentwicklern übernimmt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung
in vereinfachter Form dargestellt. So zeigen die Abb-. i und 2 eine solche im wesentlichen
aus zwei Faulgasentwicklern bestehende Einrichtung im Längsschnitt bzw. Grundriß,
aus denen lediglich Einzelheiten für die Ausführung der Gassammelhaube und für die
Führung und Anordnung der mit Steuerschiebern ausgestatteten, für den Kreislauf
der Faulraumflüssigkeit innerhalb eines einzelnen Faulgasentwicklers oder für den
Kreislauf derselben über zwei Faulgasentwickler und dafür vorzusehende Rohrleitungen
unabhängig von dem angeschlossenen Viehstall zu ersehen sind, während Abb. 3 eine
Vorstellung von verschiedenen Möglichkeiten der Kreislaufführung der Faulraumflüssigkeit
gemäß der Erfindung durch die Mist- und jauchesammelkanäle des Viehstalles im Rahmen
des Grundrisses eines Viehstalles und einer angrenzenden großen Faulgasentwicklergrube
vermittelt.
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In Abb. i ist der Hauptfaulgasentwickler mit i bezeichnet. In ihm
schwimmt die dem Querschnitt des Faulgasentwicklers in der Grundrißinnenform angepaßte
Gassammelhaube 2, die unten mit dem engmaschigen Rückhaltesieb 3 für das aufsteigende
Schwimmgut, oben mit einem Anschlußstutzen 5 für die nicht dargestellte, längenveränderliche,
beispielsweise aus einem elastischen Schlauch oder, wie bei einem Teleskop, aus
übereinandergreifenden und gegeneinander verschiebbaren Rohrstücken bestehende Gasableitung
versehen ist. Die Gassammelhaube selber kann aus einem leichten Werkstoff, beispielsweise
imprägniertem Holz, oder aus Leichtmetall, aber auch aus Stahlblech oder aus Gleichgeeignetem
bestehen. Genügt der natürliche Gasauftrieb nicht allein, um die Gassammelhaube
zu heben, so können zusätzlich auch noch Schwimmer an der Haube vorgesehen werden.
Das in manchen Bauernhöfen übliche Abdecken . der Jauchegrube mit einem Bohlenrost
7, auf dem frischer Stallmist 6 zum Abtropfen der Jauche gestapelt wird, kann auch
bei der Verwendung einer solchen Jauchegrube als Faulgasentwickler beibehalten werden.
Der aufgebrachte Miststapel dient dann als zusätzlicher Schutz gegen Wärmeverluste.
An die bei landwirtschaftlichen Jauchegruben durchweg bereits vorhandene, in den
Abb. i und 2 nicht eingezeichnete, in Abb. 3 mit 23 bezeichnete Jauchepumpe sind
teilweise nicht besonders eingezeichnete Rohrleitungen mit Abzweigungen und Steuerschiebern
derart angeschlossen, daß die Pumpe nach Bedarf auf einen kleinen, mittleren, großen
oder größeren Kreislauf der Faulraumflüssigkeit oder auf Entleerung des ausgegorenen
Faulgutes umgeschaltet werden kann. Ist beispielsweise nur ein einziger Faulgasentwickler
vorhanden,
. so kann, wie in Abb. 2 gestrichelt angegeben, eine
relativ kurze Umleitrohrleitung 12 für die Unterhaltung eines kleinen Faulflüssigkeitsumlaufs
durch den Faulraum genügen. Von einem mittleren Kreislauf kann jedoch dann gesprochen
werden, wenn .zur Beschleunigung und Intensivierung des Entgasens ein zweiter Faulraum,
in den Abb. i und 2 mit 8 bezeichnet, vorgesehen ist, dem die Faulraumflüssigkeit
mittels der `Pumpe über die Rohrleitung 9 mit eingebautem Sperrschieber 25 zugedrückt
und von dem sie im gleichen Maße durch die gleiche Pumpe über die Rohrleitung io
abgesogen wird. Wird dagegen, wie in Abb. 3 im Grundriß der Einfachheit halber nur
in Verbindung mit einem einzigen großen Faulraum i dargestellt, das System der Mistsammelkanäle
2o, 21, 22 des Viehstalles 13 über die Rohrleitung 15 mit Hauptsperrschieber 16,
mit Abzweigsperrschieber 18 und Teilsperrschiebern 17 und i9 zum Anschwemmen des
aus den Viehboxen -in die Stallkanäle ausgezogenen Mistes an die Pumpe angeschlossen,
so kann, je nachdem wie die einzelnen Sperrschieber geöffnet oder geschlossen werden,
von einem großen oder größeren Kreislauf der Faulraumflüssigkeit die Rede sein.
Das Auspumpen des ausgegorenen Faulgutes erfolgt im Falle der in den Abb. i und
2 erfaßten Möglichkeiten nach Schließen des Sperrschiebers 25 und öffnen des Sperrschiebers
26 über die ins Freie mündende Rohrleitung i i, bei dem in Abb. 3 wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel nach Schließen des Hauptsperrschiebers 16 durch die Pumpe 23
über die geöffneten Sperrschieber 24 in die weiterleitende Rohrleitung 14.