DEK0015998MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 31. Oktober 1952 Bekanntgemacht am 28. Juni 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

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.

Die Erfindung geht davon aus, daß 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

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hohen Wirkungsgrades der Faulgaserzeugung und die Frage der Sammlung und Speicherung der anfallenden Faulgasmenge für den Verbrauch.

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 12 Stunden vorgenommene Stallreinigung — nur in die Einlaßöffnung des Aufbereitungsautomaten geschoben zu werden braucht«. Es heißt dort ohne Angabe erklärender Einzelheiten weiter: »Dieser Mist wird dort automatisch gehäckselt und gerührt, indes das in dieser Zeit - entstehende Methangas automatisch durch einen abscheidenden bzw. filtrierenden Kleinstverdichter in übliche Preß-Leicht-Stahlflaschen 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 Brennstoff tank verwendet werden . . . Der auf diese Weise 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 Energiemehraufwand gegenüber weniger verwickelten, einfacheren Anlagen beansprucht.

In diesem bekannten Falle wird demnach schon von 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 Preßgasbombenspeicherung 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 ,sekundar einem vorhandenen, unter relativ niedrigem Druck stehenden Gasspeicher entnommen wird.

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, höhenverschieblieh geführten, der Grundrißinnenform des' Faulgasentwicklers angepaßten· Gassammeihaube 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 Fäulgut' unterhalten. In diesem bekannten 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 landwirtschaftliche, 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.

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 Stallentmisrung, um die Wegstrecke der dann in die Bahn des Kreislaufes einbezogenen Mist- und Jauchesammeikanäle des Stalles erweitert wird. Auf diese Art wird der beim Ausmisten der Stallboxen in die Mist- und Jauchesammelrinnen und -kanäle geschobene Mist, sowie er anfällt, periodisch als frisches Faulgut in 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 an-

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• gereicherten 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 Vermeidung einer festen Schwimmschicht und durch die dauernde Umwälzung des Faulgutes im Faulraum gefördert wird, auswirken kann.

Die Besonderheit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung zur Gewinnung von ■Faulgas aus Fäkalien und landwirtschaftlichen Abfällen, 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 Grundriß innenform des Faulraumes angepaßten, dem Gasverbraucherrohrnetz über eine längenveränderliche Gasableitung angeschlossenen Gassammeihaube ausgestattete Faulgasentwickler mit einer Pumpe in Verbindung steht, welche die Faulraumflüssigkeit je nach Bedarf nach entsprechender Betätigung der hierfür vorgesehenen Steuerschieber entweder im Faulgasentwickler 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.

In manchen Fällen, besonders dann, wenn eineursprünglich 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 Faülgasentwickler 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 wesentliehe 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. '

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Einrichtung in vereinfachter Form dargestellt. So zeigen die Abb. 1 und 2 eine solche im wesentlichen aus zwei Faulgasentwicklern bestehende Einrichtung im Längsschnitt bzw. Grundriß, aus denen lediglich Einzelheiten für die Ausführung der Gassammeihaube 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.

In Abb. ι ist der Hauptfaulgasentwickler mit 1 bezeichnet. In ihm schwimmt die dem Querschnitt des Faulgasentwicklers in der Grundrißinnenform angepaßte Gassammeihaube 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 Gassammeihaube 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. 1 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, großen¹ oder größeren Kreislauf der Faulraumflüssigkeit oder auf Entleerung des ausgegorenen Faulgutes umgeschaltet werden kann. Ist beispielsweise nur ein einziger Faulgasentwickler vorhan-

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den, 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 5' Kreislauf kann jedoch dann gesprochen werden,· wenn zur Beschleunigung und Intensivierung des Entgasens ein zweiter Faulraum, in den Abb. ι und 2 mit 8 bezeichnet, vorgesehen ist, dem die Faulraumflüssigkeit mittels der Pumpe über die

ίο Rohrleitung 9 mit eingebautem Sperrschieber 25 zugedrückt und von dem sie im gleichen Maße durch die gleiche Pumpe über die Rohrleitung 10 abgesogen wird. Wird dagegen, wie in Abb. 3 im Grundriß der Einfachheit halber nur in Verbindung mit einem einzigen großen. Faulraum 1 dargestellt, das System der Mistsammelkanäle 20, 21, 22 des Viehstalles 13 über die Rohrleitung 15 mit Hauptsperrschieber 16, mit Abzweigsperrschieber 18 und Teilsperrschiebern .17 und 19 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. 1 und 2 erfaßten Möglichkeiten nach Schließen des Sperrschiebers 25 und Öffnen des Sperrschiebers 26 über die ins Freie mündende Rohrleitung 11, 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.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   ■ i. Einrichtung zur Gewinnung von Faulgas aus Fäkalien und landwirtschaftlichen Abfällen, insbesondere aus Stallmist und Jauche, bestehend aus einem mit _; dem Viehstall durch einen Beschickungskanal verbundenen Faulgasentwickler, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer schwimmenden, der Grundrißinnenform des Faulraumes angepaßten, mit dem Gasverbraucherrohrnetz über eine längenveränderliche Gasäbleitung verbundene Gassammeihaube (2) ausgestattete Faulgasentwickler (1) mit einer ' Pumpe (23) in Verbindung steht, welche die . Faulraumflüssigkeit je nach Bedarf nach entsprechender Betätigung der hierfür vorgesehenen Steuerschieber (16, 17, 18, 19, 24, 25, 26) entweder im Faulgasentwickler (1, 8) allein oder in dem den Faulraum (1, 8) mit dem Stall (13) verbindenden, die dort anfallenden Abfallstoffe aufnehmenden Sammelkanäle (20, 21, 22) einschließenden und zum Faulraum (1, 8) zurückführenden Leitungsnetz (15) in Umlauf ■setzt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der schwimmenden Gassammeihaube (2) abgedeckte Faulgasentwickler (1) zusätzlich mit einem oben starr abgedeckten, aber mit einer Ableitung (27) für das anfallende Gas versehenen zweiten Faulgasentwickler (8) durch je eine hin- (9) und eine rückführende (10), mit entsprechendem ' Steuerschieber (25) ausgerüstete Rohrleitung in Verbindung steht, über welche die Faülraumflüssigkeit mittels der Pumpe (23, vgl. Abb. 3) in Umlauf gesetzt wird.

   3'. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Umlauf der .Faulraumflüssigkeit bewirkende Pumpe (23) mittels der hierfür vorgesehenen Rohrleitungen (11, 14) und Steuerschieber (24, 26 bzw. 16, 25) im Wechsel mit der Umwälzung der Faulraumflüssigkeit nach Bedarf auch die Weiterleitung des ausgegorenen Faulgutes aus dem bzw. den Faulgasentwicklern (1, 8) übernimmt.

   . , In Betracht gezogene Druckschriften: -

   Deutsche Patentschriften Nr. 666545, 852378;

   französische Patentschriften Nr. ι 016039,
   940717, ι 003 165;

   USA.-Patentschriften Nr. 2202772, 1 912 595;

   Zeitschrift »Land und Wald«, Jahrg. 1947, Heft 5, S.i₃iff. ■

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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