EP0189398A1 - Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen erzeugen von biologischem, humusbildenden dünger - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen erzeugen von biologischem, humusbildenden dünger

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EP0189398A1
EP0189398A1 EP84902704A EP84902704A EP0189398A1 EP 0189398 A1 EP0189398 A1 EP 0189398A1 EP 84902704 A EP84902704 A EP 84902704A EP 84902704 A EP84902704 A EP 84902704A EP 0189398 A1 EP0189398 A1 EP 0189398A1
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EP
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suspension
liquid
mass flow
stage
treatment
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Withdrawn
Application number
EP84902704A
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Werner HÜBNER
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Original Assignee
Inprohold Ets
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C02F3/286—Anaerobic digestion processes including two or more steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
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    • C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a method and a device to be preferably used for this, for the continuous production of germ-free and drug-free, biological, humus-forming fertilizer from primarily animal and optionally also agricultural waste products and biogas by bacterial fermentation.
  • Waste processed in a container which requires complicated control mechanisms.
  • the known systems are in no way a model for large-scale industrial applications, because the quantities to be managed per unit of time are so immense that paths must necessarily be followed which lead to a specific task.
  • Waste products from industrial livestock farming, especially with regard to poultry of all kinds occur in enormous quantities and cause considerable environmental problems. Even if these waste products were stored temporarily for a certain period of time, no guarantee could be given that they could then be safely applied to the fields as fertilizer. They still contain germs and drug residues that can have harmful effects on animals and humans. Now that the large quantities of such waste products have to be accommodated somewhere, they are often applied in relatively large quantities which are too large, ie the fields in question are over-fertilized. Apart from the fact that such fertilizers are only tolerated by certain plants, they take the nutrients from the. Only a fraction of fertilizer; the rest is carried into the ground by the rainwater and reaches the groundwater at some point.
  • fertilizer in question is particularly suitable as a humus former, which improves the arable soil.
  • the invention is based on the object of proposing a method which can be used on a large industrial scale, allows the large amount of throughput to get by with the smallest possible systems and minimal equipment expenditure and enables economical operation.
  • the focus of the technology should be on the production of biological fertilizers, the inevitable amounts of biogas only being used to cover the energy requirements of the plant or the entire plant, both in terms of thermal energy and also electrical energy and possibly the energy required for the operation of vehicles.
  • Another object of the invention is to create a continuously operating method, in contrast to the previously known discontinuous methods when using individual containers.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a part of the plant in which biological fertilizer can be produced by the method according to the invention
  • Fig. 2 is a plan view of a schematically illustrated system in a particularly advantageous, space-saving embodiment.
  • the device consists of two elongated troughs 11 and 12, in each of which one of the two process stages takes place.
  • the two troughs and the devices assigned to them are essentially the same; they differ primarily in their length because the dwell time of the floods treated in them differs; therefore, the trough 12 for the second stage is about 1 1/2 to 2 times longer than the trough 11 for the first stage.
  • the troughs 11 and 12 which are advantageously constructed from reinforced concrete, are provided with a gas-tight cover 13 and 14, respectively.
  • Each of the troughs is divided into sections A, B, C, D, etc.
  • the bottom 15 of the troughs 11 and 12 is inclined downward in the flow direction within each section A, B, C, D, etc., namely by an angle of at least 2 to 3.
  • the feed line 30 for supplying the partially watered mass from the first process stage opens into a distribution channel 31 in which it is mixed and mixed with liquid from the second process stage and then to the mass flow in the trough 12 the rear end is added.
  • the troughs 11 'and 12' are zigzag-shaped; This is achieved in the simplest way by arranging guide walls 42 offset from one another in a correspondingly wide channel 41
  • the starting product is, for example, the chicken manure that accumulates on a large scale in chicken farms, which is crushed and suspended with the addition of water. Instead of chicken droppings, it goes without saying that all other excrement from animal husbandry can be used, even if they are mixed with litter material, which is broken down into small particles during comminution.
  • the starting material thus obtained is introduced through the feed line 23 into the trough 11 of the first process stage. It first reaches the distributor channel 24, in which it is mixed with liquid containing bacteria, which liquid has been removed from the suspension in the trough 11 by means of the suction pipes 17. Furthermore, at the level of the liquid level of the suspension, there is an inoculation trough 32, by means of which new bacterial cultures or those recovered from the suspension are also added to the suspension. From the distributor channel 24, the supplied starting material reaches the trough 11 at the loading end and is added to the mass flow moving in this at the rear end, in each case in an amount corresponding to the sludge drawn off at the discharge end.
  • the gas is supplied through the pipelines 20 arranged in the trough bottom 15 and in the trough side walls 19, from whose nozzles 21 the gas is introduced into the suspension in the form of jets.
  • the suspension floats through the trough, the residence time of the mass supplied at a particular point in time always due to the uniform movement of the mass flow is equal to.
  • the suspension is drawn off via the discharge funnel 26 and the discharge line 27 by means of the feed pump 28.
  • the suspension is expediently freed of liquid by means of centrifuges to a certain degree which proves to be expedient and which, since it contains bacteria to a considerable extent, is then returned to the trough 11 via the pipeline 34.
  • the mass largely freed from liquid and prepared in the first process stage is then fed via the pipeline 35 to the distributor trough 31 in the second trough 12, in which it is mixed with the liquid removed from the suspension in the trough 12.
  • the suspension flows out of the trough 31 into the trough 12, where it is added to the rear end of the mass flow at the end of the entry.
  • the design of the second trough 12 is the same as that of the first trough 11. The only difference between the two troughs is that the second trough 12 is about 1 1/2 to 2 times longer than that Trough 11.
  • the suspension is drawn off and, after a brief heating to at least 70 ° C. or more, the liquid is largely removed by means of centrifuges.
  • the moist and still hot mass is then sent through a drying plant. in which the residual moisture is withdrawn to a certain desired percentage.
  • the mass obtained in this way is the finished, suitable for commercial biological fertilizer, which is free of germs and other undesirable residues.
  • the treatment in the manner described also means that he cannot follow up, ie that he is and remains odorless.

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Description

Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Erzeugen von biologischem, humusbildenden Dünger
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine für dieses be¬ vorzugt zu verwendende Vorrichtung zum kontinuierlichen Er¬ zeugen von keim- und medikamentenrückstandsfreiem, biologi¬ schem, humusbildenden Dünger aus vornehmlich tierischen und gegebenenfalls auch landwirtschaftlichen Abfallprodukten und von Biogas durch bakterielle Fermentation.
Es ist bereits bekannt, aus den in Betracht kommenden Abfall¬ stoffen aus der Tierhaltung und Landwirtschaft durch anaerobe Fermentation Biogas zu gewinnen, wobei als Nebenprodukt ein Dünger erhalten wird. Bei diesen Verfahren steht somit die Gasgewinnung im Vordergrund und der anfallende Dünger stellt sich als Nebenprodukt dar. Wenn bei den bekannten Verfahren der Schwerpunkt auf der Gaserzeugung liegt, so deshalb, weil über diese versucht wird, die Wirtschaftlichkeit weitmöglich zu sichern. Eine Wirtschaftlichkeit derartiger Verfahren ist aber nur dann gewährleistet, wenn Großabnehmer für eine kon¬ stante und unmittelbare Übernahme des erzeugten Gases während eines langen Zeitraums sorgen. Dies läßt sich jedoch aus ver¬ schiedensten Gründen nicht realisieren, weshalb solche Ver¬ fahren nur in relativ kleinen Anlagen genutzt werden, wobei das erzeugte Gas zur Deckung des Energiebedarfs des eigenen Betriebes und der Dünger für die eigenen Ländereien genutzt wird.
Industriell verwe'rtete Verfahren und Anlagen der in Betracht kommenden Art sind bisher nicht bekanntgeworden. Soweit An¬ lagen zum Erzeugen von Biogas existieren, sind diese aus hinsichtlich ihrer Bauweise und ihres Betriebs aufwendigen Apparaturen zusammengesetzt. Bei diesen wird der anfallende
Abfall in einem Behälter aufbereitet, was komplizierte Steuerungsmechanismen erfordert. Für großindustrielle An¬ wendungen vermögen die bekannten Anlagen in keiner Weise ein Vorbild zu sein, weil die zu bewältigenden Mengen je Zeiteinheit so immens sind, daß notwendigerweise Wege be- schritten werden müssen, die zu einer spezifischen Auf¬ gabenstellung führen. Abfallprodukte industrieller Tier¬ haltungen, speziell hinsichtlich Geflügel aller Art, fallen in ungeheuren Mengen an und verursachen Umweltprobleme beachtlichen Ausmaßes. Selbst wenn diese Abfallprodukte für einen bestimmten Zeitraum zwischengelagert worden sind, konnte keine Gewähr dafür übernommen werden, daß diese dann bedenkenlos als Dünger auf die Felder aufge¬ bracht werden können. Sie enthalten nach wie vor Keime und Medikamentenrückstände, die schädliche Auswirkungen für Tier und Mensch haben können. Da nun die großen Mengen solcher Abfallprodukte irgendwo untergebracht werden müssen, werden sie häufig in viel zu großen relativen Mengen ausgebracht, d.h., daß die in Betracht kommenden Felder überdüngt werden. Abgesehen davon, dass derartiger Dünger nur von bestimmten Pflanzen vertragen wird, nehmen diese die Nährstoffe aus dem. Dünger nur zu einem Bruchteil auf; der Rest wird durch das Regenwasser in das Erdreich getragen und erreicht zu irgendeinem Zeitpunkt das Grund¬ wasser.
Es liegt im Interesse der Allgemeinheit, daß die vorliegend in Betracht gezogenenen Abfallstoffe aufbereitet bzw. be¬ handelt und in solcher Form verwendbar gemacht werden, daß sie bedenkenlos einsetzbar und in der Lage sind, chemische Kunstdünger zumindest zu einem beachtlichen Teil zu ersetzen. Dünger der zu produzierenden Art beruht somit auf biologi¬ schen, natürlichen Ausgangsstoffen und bietet den Vorteil,
nicht nur alle wesentlichen Komponenten von Dünger, die Pflanzen benötigen, zu enthalten, sondern darüber hinaus auch noch wichtige Spurenelemente. Überdies ist der frag¬ liche Dünger in besonderem Maße als Humusbildner geeignet, wodurch die Ackerkrume verbessert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, welches in großindustriellem Maßstab anwend¬ bar ist, bei der großen Menge des Durchsatzes mit kleinst- möglichen Anlagen und minimalem apparativen Aufwand auszu¬ kommen gestattet und einen wirtschaftlichen Betrieb ermög¬ licht. Im Gegensatz zu bisherigen Verfahren soll der Schwer¬ punkt der Technik auf der Erzeugung biologischen Düngers liegen, wobei die zwangsläufig anfallenden Biogasmengen lediglich dazu benutzt werden sollen, den Energiebedarf der Anlage bzw. des ganzen Werkes zu decken, und zwar sowohl in Bezug auf Wärmeenergie als auch elektrische Energie und gegebenenfalls die für den Betrieb von Fahrzeugen benötigte Energie.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein kon¬ tinuierlich arbeitendes Verfahren zu schaffen im Gegensatz zu den bisher bekannten diskontinuierlichen Verfahren bei Anwendung einzelner Behälter.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorge¬ schlagen, diejenigen Maßnahmen anzuwenden, die im Patent¬ anspruch 1 angegeben sind. Weitere zweckmäßige Ausgestaltun¬ gen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die für die Durchführung des er¬ findungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens in besonderem Maße geeignete Vorrichtung geht hinsichtlich ihrer Merkmale aus den die Vorrichtung betreffenden Ansprüchen hervor. Weitere Einzelheiten und Merkmale sind nachstehend näher erläutert,
f OMPI und zwar insbesondere anhand des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels einer besonders zweck¬ mäßig gestalteten Vorrichtung. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil der Anlage, in welcher nach dem erfinduπgsgemäßen Verfahren biologischer Dünger erzeugbar ist;
Fig. 2 eine Aufsicht auf eine schematisch dargestellte Anlage in besonders vorteilhafter, raumsparender Ausführungsform.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht die Vorrichtung aus zwei langgestreckten Trögen 11 und 12, in welchen je eine der beiden Verfahrensstufen abläuft.
Im prinzipiellen Aufbau sind die beiden Tröge und die ihnen zugeordneten Einrichtungen im wesentlichen einander gleich; sie unterscheiden sich vornehmlich durch ihre Länge, weil die Verweilzeit der in ihnen behandelten Aufschwemmungen unterschiedlich ist; daher ist der Trog 12 für die zweite Verfahrensstufe etwa 1 1/2 bis 2 Mal länger als der Trog 11 für die erste Verfahrensstufe.
Die vorteilhafterweise aus Stahlbeton errichteten Tröge 11 und 12 sind mit einer gasdichten Abdeckung 13 bzw. 14 ver¬ sehen. Jeder der Tröge ist in einzelne Abschnitte A, B, C, D usw. unterteilt. Der Boden 15 der Tröge 11 bzw. 12 ist innerhalb eines jeden Abschnitts A, B, C, D, usw. in Durch¬ flußrichtung abwärts geneigt, und zwar um einen Winkel von mindestens 2 bis 3 . Am Ende eines jeden Abschnitts A, B, C, D usw. befindet sich eine Schwelle 16, in deren Nische ein mit Öffnungen versehenes Absaugrohr 17 angeordnet ist,
durch welches mittels der Pumpen 18 ein Teil der Flüssig¬ keit der Aufschwemmung abgezogen werden kann.
Weiterhin befinden sich im Boden 15 und in den Seitenwänden 19 der Tröge 11 bzw. 12 Rohrleitungen 20 mit Düsen 21, welche in den Innenraum der Tröge 11 und 12 einmünden, um Gas in die in ihnen befindliche Aufschwemmung einzuleiten. Zu diesem Zweck sind die Rohrleitungen 20 mit dem Verteiler¬ rohr 22 verbunden.
Am Beschickungsende mündet wenigstens eine Beschickungs¬ leitung 23 in den Trog 11 bzw. 12 in eine in diesen befind¬ liche Verteilerrinne 24, aus welcher das eingebrachte und gegebenenfalls mit weiterer Flüssigkeit vermischte Material in den Trog 11 bzw. 12 gelangt und dem Massestrom an seinem hinteren Ende zugefügt wird. Am Austragsende befinden sich in der hinteren Trogwand 25 mehrere Abzugstrichter 26 od. dgl., die. in eine Abzugsleitung 27 für die fertig' behandelte Aufschwemmung einmünden, welche mittels der Pumpe 28 abge¬ saugt und einer Zentrifuge 29 zugeführt wird.
Am Beschickungsende des zweiten Troges 12 mündet die Be- schickuπgsleitung 30 für die Zufuhr der teilen wässerten Masse aus der ersten Verfahrensstufe in eine Verteilerrinne 31, in welcher sie mit Flüssigkeit aus der zweiten Verfah¬ rensstufe versetzt und vermischt und dann dem Massestrom im Trog 12 an dessen hinteren Ende zugefügt wird.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind die Tröge 11' und 12' zick- zack-förmig ausgebildet; dies wird in einfachster Weise da¬ durch erreicht, daß in einem entsprechend breit bemessenen Kanal 41 gegeneinander versetzt Leitwände 42 angeordnet
O PI ■> WIPO sind, so daß der Massestrom einen schlangenlinienförmigen bzw. zick-zack-förmigen Weg durch die beiden Stufen I und II nimmt.
Der Betrieb der in der Zeichnung dargestellten und zuvor beschriebenen Vorrichtung bzw. Anlage erfolgt in der in den Verfahrensansprüchen angegebenen Weise wie folgt.
Ausgangsprodukt ist beispielsweise der in Hühnerfarmen in großem Umfang anfallende Hühnerkot, der unter Zusatz von Wasser zerkleinert und aufgeschwemmt wird. Anstelle von Hühnerkot lassen sich selbstverständlich alle anderen in Tierhaltungen anfallenden Exkremente verwerten, auch wenn ihnen Streumaterial beigemischt sein sollte, was bei der Zerkleinerung in kleine Partikel aufgelöst wird.
Das so erhaltene Ausgangsmaterial wird durch die Beschik- kungsleitung 23 in den Trog 11 der ersten Verfahrensstufe eingebracht. Es gelangt zunächst in die Verteilerrinne 24, in welcher es mit bakterienhaltiger Flüssigkeit versetzt wird, welche mittels der Absaugrohre 17 der Aufschwemmung im Trog 11 entnommen worden ist. Weiterhin befindet sich in Höhe des Flüssigkeitsspiegels der Aufschwemmung ein Impftrog 32, mittels welchem gleichfalls der Aufschwemmung neue oder aus der Aufschwemmung rückgewonnene Bakterieπ- kulturen zugesetzt werden. Aus der Verteilerriπne 24 ge¬ langt das zugeführte Ausgangsmaterial am Beschickungsende in den Trog 11 und wird dem sich in diesem bewegenden Massestrom jeweils am hinteren Ende zugefügt, und zwar in einer Menge entsprechend der am Austragsende abgezogenen Aufschwemmung. Während des Durchlaufs der Aufschwemmung durch den Trog 11 wird diese durch in sie eingeleitetes Gas aufgewirbelt und in gewisser Weise längs bestimmter Querschnittsprofile umgewälzt. Durch die zahlreichen Gasblasen, die in der Aufschwemmung aufsteigen, wird die Oberfläche in außer¬ gewöhnlicher Weise vergrößert, was eine rasche Aufberei¬ tung der Aufschwemmung in der Verfahrensstufe zur Folge hat.
Das Gas wird durch die im Trogboden 15 und in den Trog¬ seitenwänden 19 angeordneten Rohrleitungen 20 zugeführt, aus deren Düsen 21 das Gas in Form von Strahlen in die Aufschwemmung eingeleitet wird. Infolge des Gefälles der Bodenabschnitte A, B, C, D usw. und der dadurch bedingten hydrostatischen sowie der hydrodynamischen Verhältnisse im Trog wandert die Aufschwemmung durch den Trog hindurch, wobei die Verweildauer der zu einem bestimmten Zeitpunkt zugeführten Masse infolge der gleichförmigen Bewegung des Massestroms immer gleich ist.
In der ersten Verfahrensstufe, d.h. im Trog 11, bildet sich bereits eine gewisse, wenn auch geringe Menge an Gas. welches aus C0- und CH. besteht. Dieses Gas wird über die Rohrleitung 33 abgezogen und einem Sammelbehälter zuge¬ führt.
Man kann nun entweder dieses Gasgemisch benutzen, um es über die Rohrleitungen 22 und 20 in den Massestrom im Trog 11 einzublasen. Da für die weitere Verwertung des angefallenen CH, -Gases dieses sinnvollεrweise von dem C0_-Gas zu trennen ist, wird vorteilhafterweise anstelle des Gasgemisches C0_- Gas in der ersten Verfahrensstufe in den Massestrom einge-
blasen, zumal dadurch die Aufbereitung der Masse für die Fermentation in der zweiten Verfahrensstufe gefördert wird.
Am Austragsende des Trogs 11 wird die Aufschwemmung über die Abzugstrichter 26 und die Abzugsleitung 27 mittels der Förderpumpe 28 abgezogen. Zweckmässigerweise wird die Aufschwemmung mittels Zentrifugen bis zu einem be¬ stimmten, sich als zweckmässig erweisenden Grad von Flüssigkeit befreit, die dann, da sie in erheblichem Umfang Bakterien enthält, über die Rohrleitung 34 in den Trog 11 zurückgeleitet wird. Die von Flüssigkeit weitgehend be¬ freite und in der ersten Verfahrensstufe aufbereitete Masse wird dann über die Rohrleitung 35 der Verteiler¬ rinne 31 im zweiten Trog 12 zugeführt, in welcher sie mit der der Aufschwemmung im Trog 12 entnommenen Flüssigkeit versetzt wird. Aus der Rinne 31 gelangt die Aufschwemmung in den Trog 12, wo sie am Eintragsende dem hinteren Ende des Massestroms jeweils zugefügt wird. Die konstruktive Ausge¬ staltung des zweiten Troges 12 ist die gleiche wie die des ersten Troges 11. Der Unterschied zwischen den beiden Trögen besteht lediglich darin, dass der zweite Trog 12 um etwa das 1 1/2- bis 2-fache länger ist als der Trog 11.
Im Trog 12 erfolgt die Fermentation der in der Aufschwemmung enthaltenen Biomasse, wobei im gewünschten Ausmaß Biogas erzeugt wird. In geringem Ausmaße fällt in dieser Verfah¬ rensstufe auch noch C0„-Gas an. Das Gasgemisch wird abge¬ zogen und gleichfalls dem vorerwähnten Sammelbehälter 'zuge¬ führt. Es wird jeweils nur so viel Biogas erzeugt, als not¬ wendig ist, um einerseits genügend Prozeßwärme und anderer¬ seits einen Energieträger zur Deckung des Energiebedarfs des ganzen Betriebs zur Verfügung zu haben.
Am Austragsende wird, nachdem die Fermentierung der Bio¬ masse in der zweiten Verfahrensstufe abgeschlossen ist, die Aufschwemmung abgezogen und nach einer kurzzeitigen Erhitzung auf mindestens 70 C oder mehr mittels Zentri¬ fugen von der Flüssigkeit weitestgεhend befreit. Die feuchte und noch heiße Masse wird sodann durch eine Trocknungsanlage geschickt,. in welcher ihr die Rest¬ feuchtigkeit bis auf einen gestimmten gewünschten Prozent¬ satz entzogen w ird. Diese so erhaltene Masse ist der fertige, für Handelszwecke geeignete biologische Dünger, der von Keimen und sonstigen unerwünschten Rückständen befreit ist. Durch die Behandlung in der beschriebenen Weise vermag er auch nicht nachzugähren, d.h., daß er geruchfrei ist und bleibt.
v?ϊ

Claims

A n s p 'r e h e
Verfahren zum kontinuierlichen Erzeugen von keim- und medikamenteπrückstandsfreiem, biologischem, humus¬ bildendem Dünger aus vornehmlich tierischen und gege¬ benenfalls auch landwirtschaftlichen Abfallprodukten und von Biogas durch bakterielle Fermentation, dadurch gekennzeichnet, daß die anaerobe bakterielle Aufbereitungs¬ und Fermentationsbehandlung des mit Flüssigkeit versetzten Ausgangsmaterials in einem sich kontinuierlich und gleich¬ förmig bewegenden Massestrom zweistufig durchgeführt wird, wobei in der ersten Stufe in der Aufschwemmung den eine Hydrolyse und Versäueruπg des Ausgangsmaterials be¬ wirkenden mesophilen Bakterienkulturen optimal angepaßte Lebensbedingungen, insbesondere durch eine Erwärmung auf etwa 30 bis 40 C, geschaffen werden und der Aufsch.wem- mung nach bestimmten Zeitabschnitten zunächst ein Teil und am Ende der Behandlung gegebenenfalls der andere Teil der bakterienhaltigen Flüssigkeit entzogen und dem neu zuzuführenden Ausgangsmaterial und bzw. oder der Auf¬ schwemmung zugesetzt wird, und in der zweiten Stufe das
vorzugsweise teilweise von Flüssigkeit befreite Produkt der ersten Stufe mit der der Aufschwemmung in der zweiten Stufe entzogenen bakterienhaltigen Flüssigkeit versetzt und in dieser den die Fermentation bewirken¬ den thermophilen Bakterienkulturen optimal angepaßte Lebensbedingungen, insbesondere durch eine Erwärmung auf etwa 50 bis 60 C, geschaffen werden, wobei die in beiden Stufen anfallenden Gase abgezogen und ge¬ sammelt werden, wovon zumindest ein Teil in einzelne Strahlen aufgeteilt wieder in die Aufschwemmung einge¬ leitet und der restliche Teil in C0„-Gas und in CH,-Gas getrennt wird, in welchen ersteres in einzelne Strahlen aufgeteilt wieder in die Aufschwemmung eingeleitet und letzteres zur Deckung des gesamten Energiebedarfs für die Durchführung des Verfahrens bis zum Erhalt des End¬ produkts eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen in der ersten Verfahrensstufe:
a) das aus tierischen Abfallprodukten, insbesondere tierischen Exkrementen und gegebenenfalls land¬ wirtschaftlichen Abfallprodukten, bestehende Aus¬ gangsmaterial wird zerkleinert und mit Wasser und bzw. oder der Aufschwemmung in einem späteren Stadium des Verfahrens entnommenen Flüssigkeit versetzt, bis der Anteil an Trockensubstanz etwa 6 °a' bis 16 % , vorzugsweise etwa 7 ?ό bis 12 % , ent¬ spricht, und anschließend kontinuierlich dem sich gleichförmig bewegenden Massestrom an seinem hinteren Ende zugeführt;
OMPI « .* Y^I O b) die Aufschwemmung wird mit einer, eine Hydrolyse und eine Versäuerung bewirkenden anaeroben, esophilen Bakterienkultur geimpft, mit dieser gründlich vermischt und einem Aufbereitungs¬ prozeß für die Fermentation in der zweiten Ver¬ fahrensstufe unterworfen;
c) die Aufschwemmung wird auf eine Temperatur von etwa 30 bis 40 C, vorzugsweise etwa 32 bis 35 C, erwärmt und für eine Zeitdauer von etwa 1 bis etwa 4 Tagen, vorzugsweise etwa 2 Tagen, auf diesem Temperaturniveau gehalten;
d) nach Ablauf von etwa einem Drittel und gegebenen¬ falls einem weiteren Drittel der Behandlungszeit wird der Aufschwemmung mit Bakterien versetzte Impfflüssigkeit entnommen, welche der Aufschwem¬ mung unmittelbar vor oder bei und gegebenenfalls nach ihrer Zuführung zu dem Massestrom zugesetzt wird;
e) die während der Behandlungszeit entstehenden Gase (C0? und CH.) werden abgezogen und gesammelt;
f) nach Ablauf der Behandluπgszeit wird die bakterien* haltige Flüssigkeit der Aufschwemmung weitgehend entzogen und der Aufschwemmung am Anfang des Masse¬ stroms wieder zugesetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen in der zweiten Verfahrensstufe:
g) das am Ende der Behandlung in der ersten Verfahrens¬ stufe gegebenenfalls von der Flüssigkeit weitgehend befreite Produkt wird kontinuierlich einem zweiten, gleichförmig bewegten Massestrom an dessen hinteren Ende zugeführt, welchem gegebenenfalls neue anaerobe, ther ophile Bakterienkulturen und bzw. oder dem Massestrom an einem oder an mehreren Querschnitten entnommene bakterienhaltige Flüssigkeit in dem Maße zugesetzt und mit dieser vermischt ist, bis der Anteil der Trockensubstanz etwa 6 % bis 18 % , vor¬ zugsweise etwa 8 % bis 12 ?_, beträgt;
h) die Aufschwemmung wird auf eine Temperatur von etwa 50 bis 60 C, vorzugsweise etwa 52 bis 55 C, er¬ wärmt und für eine Zeitdauer von etwa 3 bis 6, vor¬ zugsweise etwa 4 Tagen, auf diesem Temperaturniveau gehalten;
i) nach Ablauf von etwa einem Drittel und gegebenenfalls einem weiteren Drittel der Behandlungszeit wird der Aufschwemmung mit Bakterien versetzte Impflüssigkeit entnommen, welche der Aufschwemmung unmittelbar vor oder bei und gegebenenfalls nach ihrer Zuführung zu dem Massestrom zugesetzt wird;
k) die während der Behandlungszeit entstehenden Gase (C02, CH,) werden abgezogen und gesammelt;
i) nach Ablauf der Behandlungszeit wird die bakterien¬ haltige Flüssigkeit der Aufschwemmung weitgehend entzogen und der Aufschwemmung am Anfang des Masse¬ stroms wieder zugesetzt.
OMPI
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in jeder Verfahrensstufe das in dieser gewonnene und gesammelte Gas zumindest teilweise nach vorheriger Erwärmung in einer Vielzahl von Strahlen im Bereich mehrerer Querschnitte in den Massestrom eingeblasen wird
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß in jeder Verfahrensstufe die im Bereich eines Querschnitts des Massestroms abgezogene bakterienhaltige, gegebenenfalls erwärmte Flüssigkeit im Bereich wenigstens eines in Bewegungsrichtung des Massestroms zurückliegenden Querschnitts dem Massestrom wieder zugesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gewonnene Biogas ausschlie߬ lich zu einem Teil zur Erwärmung des bzw. der umzu¬ wälzenden Gase bzw. Flüssigkeiten und des Endprodukts sowie gegebenenfalls zu dessen Trocknung und zum rest¬ lichen Teil zur Erzeugung der Antriebsenergie für die Umwälzpumpen, Massetransportpumpen, Entwässerungs¬ zentrifugen und sonstigen Maschinen verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die am Ende der zweiten Verfahrens¬ stufe in der Aufschwemmung enthaltene Biomasse weit¬ gehend von Flüssigkeit befreit, kurzfristig auf eine Temperatur von wenigstens 70° C erhitzt und anschließend getrocknet wird.
_, O PI
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei wannenför ige, abgedeckte Tröge (11,12), deren Böden (15) vom Beschickungsende bis hin zum Aus¬ tragsende ein kontinuierliches Gefälle von wenigstens etwa 2 % aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis der beiden Tröge (11,12) etwa 1:1,5 bis 1:2 beträgt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Böden (15) der Tröge (11,12) in Abschnitte (A,B,C,...) unterteilt sind, an deren Ende sich jeweils eine Schwelle (16) befindet, in deren Bereich Entnahme¬ einrichtungen (17) für abzuziehende Flüssigkeit ange¬ ordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß in den Trogwänden (19) und im Boden (15) Rohrleitungen (20) mit einer Vielzahl von gegen den Innenraum der Tröge (11,12) gerichteten Düsen (21) für die Gaseinleitung in den Massestrom angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwände (19) und Böden (15) der Tröge (11,12) mit einem eine glatte hydrophobe Oberfläche aufweisenden Belag ver¬ sehen sind.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröge (11,12) aus hintereinanderliegenden, zick-zack-förmig ange¬ ordneten Abschnitten (A,B,C,...) bestehen.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Beschickungs¬ ende eines jeden Troges (11,12) in Höhe des Masse¬ stromspiegels ein Impftopf (32) bzw. eine Impfrinne (24) mit einem Überlauf für die diesen zugeführte bakterienhaltige Impfflüssigkeit angeordnet ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tröge (11,12) gegebenenfalls in Mehrfachanordnung unter dem Boden einer Betriebshallte angeordnet sind, auf bzw. über welchem sich die für den Betrieb der Anlage erforder¬ lichen Maschinen und Rohrleitungen sowie Apparate u.dgl. befinden.
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