NL8601685A - Mestverwerkingsinstallatie. - Google Patents

Description

» *

Mestverwerkingsinstallatie

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een mestverwer-kingsinstallatïe.

Vete agrarische bedrijven kampen momenteel met het probleem, 5 dat zij met enorme overschotten aan mest zitten. Deze overschotten worden veelal noodgedwongen over het Land verdeeld. Dit leidt tot situaties, waarin soms 7 a 8 maal zoveel mest op het land wordt gebracht dan de grond kan opnemen. Een gigantische vervuiling van grond en grondwater is hiervan het gevolg. Alleen al in Nederland 10 zit men momenteel opgescheept met een hoeveelheid mest in de orde van 12 millioen ton per jaar. Naast wetgevende maatregelen op dit gebied kunnen deze problemen in de praktijk alleen worden opgelost door het overschot aan mest op de een of andere manier te verwerken. De enige vorm van mestverwerking, die momenteel op industriële basis 15 plaatsvindt, is het drogen van zogenaamde vaste, dwz. nog altijd een vochtigheidsgehalte van 35 a 40 % bezittende meststoffen. Bij deze mestverwerking blijven allerlei ongewenste stoffen, zoals zware metalen in de mest achter, terwijl zeer grote hoeveelheden ammoniakgas en biogassen direct aan de buitenlucht worden afgegeven 20 met alle schadelijke gevolgen vandien.

Om deze nadelen geheel of althans in verregaande mate op te heffen, is gezocht naar een vorm van mestverwerking, waarbij diverse bruikbare stoffen uit de. mest worden gehaald en schadelijke stoffen worden afgebroken. De hierbij te verwerken mest is in de praktijk 25 vrijgekomen in de vorm van drijfmest, dwz. mest in een overdosis aan water en wel in de orde van 95 %. Deze mest omvat organische componenten, te weten vaste bestanddelen, bestaande uit celstoffen, die door het dier niet worden verteerd, en metabolieten, dwz. koolhydraten en afbraakstoffen uit het koolhydraat-metabolisme, vetten en af-30 braakstoffen uit het vet-metabolisme en proteïnen en afbraakstoffen uit het eiwit-metabolisme, alsmede anorganische componenten, te weten zouten van zware metalen als Cu, Zn, Pin en andere zouten.

Een werkwijze voor het verwerken van drijfmest is voorgesteld in Milieutechniek*, nr. 3/1986, btz. 78-79. Bij deze werkwijze wordt êSÜ 158 5 - l ς 2 de drijfmest gefilterd/ waarna de afgescheiden vaste bestanddelen worden gecomposteerd. Vervolgens vindt methaanvergisting plaats voor de afbraak van metabolieten en electroforese voorscheiding voor een verdere enzymatische afbraak van eiwitten tot enkelvoudige 5 aminozuren, terwijl tevens op de electroden neerslagvorming plaatsvindt van de aanwezige zware metalen, welke in de vorm van electro-deslib worden gewonnen. Water wordt verder verdampt, waarbij de anorganische zouten achterblijven.

De uitvinding beoogt een geheel andere wijze van mestverwerking, 10 waarbij met name de stikstof uit de eiwitmetabolieten wordt gebonden en in het, in de mestverwerkingsinstallatie verkregen en als humus te gebruiken materiaal aanwezig blijft.

Overeenkomstig de uitvinding is de mestverwerkingsinstallatie daartoe voorzien van een mestopslagruimte voor drijfmest, waaraan 15 een materiaal is toegevoegd, dat in sterke mate stikstof uit eiwitmetabolieten in de mest bindt in de vorm van NH*- ionen, een cen-trifuge-scheidingseenheid, waaraan de drijfmest vanuit de mestop-slagruimte wordt toegevoerd en waarin water met de hierin opgeloste en hierdoor meegenomen metabolieten en anorganische verbindingen 20 worden afgescheiden en toegevoerd aan een eerste electrodeslibeen-heid, in welke electrodeslibeenheid de zware metalen en overige zouten en metabolieten worden afgescheiden en na passeren van een eerste droogeenheid door de installatie worden afgegeven, terwijl de resterende, door vaste bestanddelen gevormde natte mest vanuit 25 de centrifuge-scheidingseenheid wordt toegevoerd aan een mengeenheid, waarin materiaal wordt toegevoegd om de resterende stikstof uit de eiwitmetabolieten in de natte mest te binden in de vorm van NH^-ionen en waarin het vochtigheidsgehalte van de natte mest beneden een bepaalde waarde wordt gebracht, waarna het verkregen materiaal 30 wordt toegevoerd aan een tweede droogeenheid, via welke het dan als humus te gebruiken materiaal door de installatie wordt afgegeven.

Het stikstof uit eiwitmetabolieten in de mest in de vorm van NH^-ionen bindende materiaal bestaat overeenkomstig de uitvinding uit carbomix (Deutsche Hyperphosphat GmbH te Budenheim/Rhein). Deze 35 stof is samengesteld uit materiaal van storthopen van de steenkool- 880 1 585 3 winning; dit materiaal is veelal gedurende tientallen jaren aan weer en wind blootgesteld geweest, waarbij door verwering het natuurlijk materiaal is verrijkt met kalium, kalk.en magnesium, terwijl naast deze voedingselementen ook nog stikstof via neerslag is 5 toegevoegd. De toevoer van carbomix aan de drijfmest in de mestop-slagruimte voorkomt in zeer sterke mate de vorming van ammoniakgas, waardoor stankoverlast en luchtvervuiling in sterke-mate worden tegengegaan.

Voor het indikken van de, van de centrifuge-scheidingseenheid 10 afkomstige natte mest worden in de mengeenheid humusrijke droge stoffen, zoals veen en stroo, toegevoerd, alsmede ongebluste kalk; voor het binden van de door deze laatste stof vrijgemaakte ammoniak en voor het binden van de stikstof uit verdere restanten aan eiwit-metabolieten wordt tevens carbomix in de mengeenheid toegevoerd.

15 Via de mengeenheid zullen er toch weer zware metalen en overige zouten en metabolieten aan de, ook nog wel restanten aan deze stoffen bezittende natte mest worden toegevoerd. Om deze reden omvat de mestverwerkingsinstallatie overeenkomstig de uitvinding bij voorkeur nog een tweede electrodeslibeenheid, waarin door middel van EO stoomdistillatie de hieraan vanuit de tweede droogeenheid toegevoerde stoom wordt gezuiverd van de meekomende restanten aan metabolieten . en anorganische verbindingen en waarin de restanten aan zware metalen en overige zouten en metabolieten worden afgescheiden en na passeren van de eerste droogeenheid door de installatie afgegeven.

E5 In een voorkeursuitvoeringsvorm is de mestverwerkingsinstallatie verder voorzien van een stoom-waterbuffer, waaraan het in de vorm van stoom uit de eerste electrodeslibeenheid afkomstige water rechtstreeks wordt toegevoerd en de in de tweede electrodeslibeenheid gezuiverde stoom via een voor de stoomdistillatie benodigde conden-30 satieeenheid. Deze uitvoeringsvorm heeft het belangrijke voordeel, dat de afgevoerde stoom kan worden benut voor o.m. het aandrijven van een turbine-generator om bij te dragen aan de eigen stroomvoorziening van de installatie, terwijl eveneens een bijdrage kan worden geleverd in de warmtehuishouding van de installatie, zoals bijvoor-35 beeld ten behoeve van de verwarming van de mestopslagruimte, en dat 860 1 68 5 ' £· * « 4 het afgevoerde water, dwz. de gecondenseerde stoom kan worden gebruikt voor de watervoorziening, bijvoorbeeld voor besproeiings-doeteinden, als drinkwater voor vee, voor viskwekerijen, enz.

In een verdere voorkeursuitvoering wordt de temperatuur in de 5 mestopslagruimte gehouden op een waarde tussen de 40 en 60 °C en is de mestopslagruimte voorzien van afzuigmiddelen voor het afzuigen van de bij deze temperatuur in de mestopslagruimte gevormde biogassen. Deze biogassen kunnen door verbranding bijdragen aan de warmtehuishouding van de installatie.

10 In de mestverwerkingsinstallatie overeenkomstig de uitvinding worden enerzijds compost, en anderzijds metalen en anorganische zouten en metabolieten in droge vorm afgescheiden, terwijl de vrijkomende biogassen, hoofdzakelijk methaangas, en afgevoerde stoom en water in de installatie zelf kunnen worden benut, waardoor de mest-15 verwerkingsinstallatie buitengewoon milieuvriendelijk is.

De uitvinding en de daaraan verbonden voordelen zullen nu nader worden uiteengezet aan de hand van de bijgaande tekening, waarin blokschematisch een uitvoeringsvorm van de mestverwerkingsinstallatie overeenkomstig de uitvinding is afgebeeld.

20 De in de figuur aangegeven mestverwerkingsinstallatie bezit een mestopslagruimte 1. Deze mestopslagruimte, welke bij voorkeur als mestkelder voor het grootste gedeelte onder het maaiveld is gelegen, kan diverse compartimenten bevatten voor verschillende soorten mest. De mest drijft in een overdosis water. De. temperatuur van 25 de drijfmest wordt gehouden op een waarde tussen de 40 en 60 °C; beneden ongeveer 40 °C komt het afbraakproces van de diverse organische verbindingen niet op gang, terwijl bij een temperatuur van 60 a 70 °C de voor dit afbraakproces zorg dragende bacteriën dood gaan.

De mestkelder is van beton en bestand tegen temperaturen van ten 30 minste 70 a 80 °C om de gevolgen van een defect geraakt thermostaat-systeem te kunnen verdragen. De mestkelder is voorzien van afzuigmiddelen om de bij genoemd afbraakproces vrijkomende biogassen, hoofdzakelijk methaangas, af te zuigen; de mestkelder is verder van de buitenlucht afgesloten. Aan de drijfmest in de mestkelder wordt car-35 bomix toegevoegd om voor het grootste gedeelte de stikstof uit 86 0 1 S 85 5 eiwitmetaboliten in de mest in de vorm van NH^-ionen te binden; op deze wijze wordt de vorming van ammoniakgas verminderd met een percentage in de orde van 80 %. Via een ruimte in de mestkeLder, waar een temperatuur heerst in de orde van 70 u om de bacteriën 5 voor het genoemde afbraakproces te doden, wordt de drijfmest door een pomp 2 in een centrifuge-scheidingseenheid 3 gebracht. Door de trage werking van fiItrageprocessen, wordt gebruik gemaakt van een centrifugeproces, waarbij de centrifuge-scheidingseenheid 3 wordt gevormd door een enigszins schuin ten opzichte van het horizontale 10 vlak georienteerde, met hoge.snelheid ronddraaiende trommel, welke is voorzien van een zeef met openingen, die bij voorkeur niet groter zijn dan 0,25 mm. Door de enigszins schuine oriëntatie van de trommel kan het water met de daarin opgeloste en daardoor meegenomen metabolieten en anorganische verbindingen gemakkelijk worden afge-15 voerd en toegevoerd aan een eerste electrodeslibeenheid 4. De trommel is voorzien van een schroef, waardoor de aan het ene uiteinde van de centrifuge-scheidingseenheid 3 binnenkomende vaste bestanddelen van de drijfmest hierin worden voortbewogen en aan het andere uiteinde worden afgegeven en toegevoerd naar de mengeenheid 5.

20 In de electrodeslibeenheid 4 worden de zware metalen door elec- trolyseprocessen via electroden verwijderd, wordt het water verdampt en wordt de hierin verkregen brij met zware metalen, zouten en metabolieten afgevoerd naar een eerste droogeenheid 6. Na het passeren van deze droogeenheid worden de genoemde stoffen door de installatie 25 afgegeven. De zuivere stoom uit de electrodeslibeenheid 4 wordt rechtstreeks toegevoerd aan een stoom-waterbuffer 7.

De vanuit de centrifuge-scheidingseenheid afkomstige natte mest wordt in de mengeenheid ingedikt en verrijkt met voedingsstoffen.

Voor het indikken worden humusrijke droge stoffen, zoals veen en 30 stroo toegevoerd, alsmede ongebluste kalk; deze laatste stof maakt echter ammoniak vrij, waardoor aan de mengeenheid 5 tevens carbomix dient te worden toegevoerd. Terwijl het vochtigheidsgehalte van de aan te mengeenheid 5 toe te voeren natte mest bij voorkeur zal liggen tussen de 30 en 55 %, dient het door de mengeenheid 5 afgegeven mate-35 riaal een vochtigheidsgehalte van bij voorkeur tussen de 15 en 25 % SS Q1 13 5 » 1 6 te bezitten. Dit materiaal wordt toegevoerd aan een tweede droog-eenheid 8. Deze droogeenheid omvat een roterende ketel met een schroef binnen in om het toegevoerde materiaal vanaf het ene uiteinde/ waar het materiaal is binnengekomen, steeds verder naar vo-5 ren te gooien naar het andere uiteinde, waar het door de installatie wordt afgegeven. Daar waar het materiaal de tweede droogeenheid 8 binnenkomt, is de temperatuur gebracht op een waarde in de orde van 1000 °C. Nabij het afvoeruiteinde voor het droge, als humus te gebruiken materiaal wordt tevens de stoom afgevoerd.

10 Via de mengeenheid 5 zullen er toch weer zware metalen, zouten en metabolieten aan de, ook nog wel restanten aan deze stoffen bezittende natte mest worden toegevoerd. Een deel van deze stoffen zal door de beweging van de roterende ketel in de tweede droogeenheid 8 door de hierin gevormde stoom worden meegenomen en worden 15 afgevoerd naar een tweede electrodeslibeenheid 9. Deze tweede elec- . trodeslibeenheid is hier qua opbouw identiek aan de eerste electrodeslibeenheid. Werd in de eerste electrodeslibeenheid water met hierin opgeloste en hierdoor meegenomen stoffen toegevoerd en het water verdampt, in de tweede electrodeslibeenheid wordt stoom met 20 de hierin meegenomen stoffen uit de tweede droogeenheid 8 toegevoerd en door in de tweede electrodeslibeenheid aanwezig water geleid, dat dan als filter fungeert, en waarbij een stoomdistillatie plaatsvindt. Verder wordt in de tweede electrodeslibeenheid op dezelfde wijze als in de eerste electrodeslibeenheid een brij met 25 zware metalen, zouten en metabolieten verkregen en afgevoerd naar de eerste droogeenheid 6. De stoom uit de tweede electrodeslibeenheid wordt via een voor de stoomdistillatie benodigde condensatie-eenheid 10 toegevoerd aan de stoom-waterbuffer 7. Een teveel aan water in deze buffer kan rechtstreeks worden afgevoerd; een teveel 30 aan stoom kan via een verdere condensatieeenheid worden afgevoerd naar een waterbassin.

De mestverwerkingsinstallatie omvat verder nog een beveiligings-overloopbassin, aangesloten op de eerste en tweede electrodeslibeenheid, en waaraan een teveel aan water en/of stoom kan worden toege-35 voerd. Dit teveel kan via een waterzuiveringseenheid 12 naar buiten 8601 685 r « ft ♦ 7 worden afgevoerd- Het beveiligings-overloopbassin kan ook worden geleegd via de centrifuge-scheidingseenheid 3 op tijden, dat geen mestverwerking plaats vindt. Het beveiligings-overloopbassin 11 kan tevens als buffer voor de centrifuge-scheidingseenheid 3 worden 5 gebruikt.

In de afgebeelde uitvoeringsvorm wordt via de afvoer 13 de door de tweede droogeenheid 8 afgevoerde compost verkregen; over de afvoer 14 worden de van de eerste droogeenheid 6 afkomstige metalen, zouten en metabolieten in droge vorm verkregen; over de 10 afvoer 15 worden de in de mestkelder 1 gevormde biogassen afgevoerd; via de stoom-waterbuffer 7 en eventueel via de waterzuiveringseen-heid 12 wordt stoom/water verkregen.

860 1 63 5

Claims (10)

1. Mestverwerkingsinstallatie, voorzien van een mestopslagruimte· voor drijfmest, waaraan een materiaal is toegevoegd, dat in sterke mate stikstof uit eiwitmetabolieten in de mest bindt in de vorm van 5 NH^-ionen, een centrifuge-scheidingseenheid, waaraan de drijfmest vanuit de mestopslagruimte wordt toegevoerd en waarin water met de hierin opgeloste en hierdoor meegenomen metabolieten en anorganische verbindingen worden afgescheiden en toegevoerd aan een eerste electro-deslibeenheid, in welke electrodeslibeenheid de zware metalen en 10 overige zouten en metabolieten worden afgescheiden en na passeren van een eerste droogeenheid door de installatie worden afgegeven, terwijl de resterende, door vaste bestanddelen gevormde natte mest vanuit de centrifuge-scheidingseenheid wordt toegevoerd aan een mengeenheid, waarin materiaal wordt toegevoegd om de resterende stikstof 15 uit de eiwitmetabolieten in de natte mest te binden in de vorm van NH*-ionen en waarin het vochtigheidsgehalte van de natte mest beneden een bepaalde waarde wordt gebracht, waarna het verkregen materiaal wordt toegevoerd aan een tweede droogeenheid, via welke het dan als humus te gebruiken materiaal door de installatie wordt afgegeven.

2. Mestverwerkingsinstallatie volgens conclusie 1, met het ken merk, dat het materiaal, dat in sterke mate stikstof uit eiwitmetabolieten in de mest bindt in de vorm van NH^-ionen wordt gevormd door carbomix (Deutsche Hyperphosphat GmbH te Budenheim/Rhein).

3. Mestverwerkingsinstallatie volgens conclusie 1 of 2, met het 25 kenmerk, dat de temperatuur in de mestopslagruimte wordt gehouden op een waarde tussen de 40 en 60 °C.

4. Mestverwerkingsinstallatie volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de mestopslagruimte is voorzien van afzuigmiddelen voor het afzuigen van de in deze ruimte gevormde biogassen.

5. Mestverwerkingsinstallatie volgens een der voorgaande conclu sies, met het kenmerk, dat de centrifuge-scheidingseenheid wordt 8601885 • < gevormd door een enigszins schuin ten opzichte van het horizontale vlak georienteerde, met hoge snelheid ronddraaiende trommel, welke is voorzien van een zeef met openingen, die bij voorkeur niet groter zijn dan 0,25 mm.

6. Mestverwerkingsinstallatie volgens.een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het vochtigheidsgehalte van de, van de centrifuge-scheidingseenheid afkomstige natte mest is gelegen tussen de 30 en 55 %.

7. Mestverwerkingsinstallatie volgens een der voorgaande con-10 clusies, met het kenmerk, dat het in-de mengeenheid toegevoegde materiaal bestaat uit carbomix (Deutsche Hyperphosphat GmbH te 8u-denheim/Rhein), ongebluste kalk en humusrijke stoffen, zoals veen en stroo.

8. Mestverwerkingsinstallatie volgens conclusie 7, met het ken-15 merk, dat het vochtigheidsgehalte van het aan de tweede droogeenheid toe te voeren materiaal is gelegen tussen de 15 en 25 %.

9. Mestverwerkingsinstallatie volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat een tweede electrodeslibeenheid aanwezig is, waarin door middel van stoomdistillatie de hieraan vanuit de tweede droog- 20 eenheid toegevoerde stoom wordt gezuiverd van de meekomende restanten aan metabolieten en anorganische verbindingen en waarin de restanten aan zware metalen en overige zouten en metabolieten worden afgescheiden en na passeren van de eerste droogeenheid door de installatie afgegeven.

10. Mestverwerkingsinstallatie volgens conclusie 9, met het ken merk, dat een stoom-waterbuffer aanwezig is, waaraan het in de vorm van stoom uit de eerste electrodeslibeenheid afkomstige water rechtstreeks wordt toegevoerd en de in de tweede electrodeslibeenheid gezuiverde stoom via een voor de stoomdistillatie benodigde conden-30 satieeenheid. 8 6 ö 1 5' ?.