Verfahren und Einrichtung zur Herstellung eines streufähigen Düngemittels aus bei der Intensivtierhaltung anfallendem Kot
Die Erfindung betrifft in erster Linie ein Verfahren zur Herstellung eines streufähigen Düngemittels aus bei der Intensivtierhaltung anfallendem Kot, insbesondere aus Hühnerkot aus Batteriehaltungen.
Die bei der Grössenordnung der modernen Intensivtierhaltungen, insbesondere den Batteriehaltungen von Geflügel anfallenden Kotmengen lassen sich nicht einfach beseitigen. Der Kot muss vielmehr - auch im Interesse einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der Tierhaltung durch Verarbeitung ihrer Nebenprodukte - in ein hochwertiges, streufähiges Düngemittel umgewandelt werden.
Da insbesondere Grossgeflügelfarmen wegen des Absatzes ihrer Haupterzeugnissebei Hühnerfarmen des Absatzes der Eier - ihren Standort im Hinblick auf kurze Absatzwege in unmittelbarer Nähe dicht besiedelter Räume wählen müssen, muss andererseits die Verarbei tung des Kotes ohne nennenswerte Geruchsbelästigung der Umgebung wirtschaftlich durchgeführt werden.
Es ist bekannt, den bei der Batteriehaltung von Geflügel anfallenden Kot mit Hilfe von Heissluft zu trocknen. Bei diesem Trocknungsprozess tritt eine unzumutbare Geruchbelästigung wegen der hohen Trocknungstemperaturen von in der Grössenordnung 300 bis 5000C auf. Daneben ergeben sich unerwünschte thermische Einwirkungen der Trocknungsluft auf den Kot, die insbesondere in der Vernichtung wertvoller biologischer Bestandteile bestehen. Dies führt zu erheblichen Qualitäts minderungen des aus dem Kot hergestellten Düngemittels. Schiesslich ist die Energiebilanz des Verfahrens ungünstig und lässt seine Witschaftlichkeit selbst dort fraglich werden, wo es trotz seiner Geruchsbelästigung durchführbar erscheint.
Bei einem noch nicht zum Stande der Technik gehörigen Verfahren werden die bei der Trocknung des Kotes auftretenden Abgase abgekühlt. Aus dem dann anfallenden Kondensat lässt sich ein flüssiger Dünger gewinnen und die Geruchsbelästigung wird herabgemindert, wenn nicht völlig beseitigt. Dieses Verfahren gestattet indessen nicht, den nach ihm hergestellten Dünger im Hinblick auf die unerwünschte Zerstörung organischer Bestandteile in seiner Qualität zu steigern.
Ein weiteres und ebenfalls noch nicht zum Stande der Technik gehöriges Verfahren sieht eine milde indirekte Trocknung des anfallenden Kotes unter Temperaturen vor, die nicht höher als 100 C, insbesondere aber in der Grössenordnung von 800C liegen, nachdem der Kot zuvor einer sauerstoffreichen Atmosphäre ausgesetzt war.
Bei diesem Verfahren lässt sich die Qualitätsminderung durch thermische Umwandlung des Kotes und die in ihrem Gefolge auftretende unerwünschte Zerstörung von Wuchsstoffen in dem auf diese Weise hergestellten organischen Dünger vermeiden. Ausserdem kann die Intensität der Geruchsbelästigung vermindert werden. Die Sauerstoffbehandlung des Kotes erfordert einen erheblichen technischen Aufwand und einen entsprechend komplizierten Betrieb.
Die technische Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bisher bei der Verarbeitung des Tierkotes auftretenden Nachteile, insbesondere die der unerträglichen Geruchsbelästigung zu beseitigen und darüber hinaus die Qualität des gewonnenen Düngemittels zu steigern.
Gemäss dem Grundgedanken der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kot einer unter geregelter Temperatur und unter von Enzymen erfolgenden basischen Gärung unterworfen und der derart einer biologischen Verrottung ausgesetzte Kot nachfolgend getrocknet wird.
In der Regel dauert der nach dem neuen Verfahren vorgesehene, gegebenenfalls unter Hinzugabe von Chemikalien, z.B. der zur Regelung des PH-Wertes ablaufende Verrottungsprozess, des zumeist frisch aus der Tierhaltung kommenden Kotes, mehrere Tage. Dabei tritt eine Aufspaltung der Kotsubstanz auf. Die Zersetzungsprodukte sind teilweise gasförmig und bestehen überwiegend, nämlich bis zu 60% aus Methan u. zu etwa einem Drittel aus Kohlensäure. Deshalb haben diese Gase einen verhältnismässig hohen Heizwert und sind praktisch geruchlos.
Eine weitere Folge der biologischen Verrottung des Kotes besteht darin, dass der Kotsubstanz ein erheblicher Anteil ihres Wassergehaltes entzogen wird. Infolgedessen ist eine Nachtrocknung nur in dem Masse erforderlich, das sich aus den Anforderungen an die Streufähigkeit des Düngemittels ergibt. In jedem Fall kann diese Nachtrocknung mit sehr niedrigen Temperaturen in der Grössenordnung von 80 bis 1000C erfolgen. Dabei tritt dann praktisch keine Geruchsbelästigung auf.
Die als Nebenprodukte bei dem nach der Erfindung vorgeschlagenen Verfahren auftretenden Gase lassen sich wirtschaftlich verwerten. Diese kann in der Verwendung der Gase als Unterfeuerung im Kesselbetrieb zur Erzeugung von Dampf erfolgen, der seinerseits zu der indirekten milden Trocknung des Kotes nach dessen biologischer Verrottung benutzt werden kann.
Der als Ergebnis des neuen Verfahrens anfallende Kot gerät zu einem streufähigen, organischen Düngemittel von ausserordentlicher Qualität. Dieses Düngemittel zeichnet sich nicht nur durch einen hohen Gehalt an Phosphor, Stickstoff und Kali, wie bei den mineralischen Düngern aus, sondern enthält auch alle organischen Wuchsstoffe des frischen Kotes, weil diese für die Düngung entscheidenden Substanzen durch das neue Verfahren unberührt bleiben. Im Ergebnis entspricht das so hergestellte Düngemittel qualitätsmässig dem natürlichen Cuano.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des beschriebnen Verfahrens.
Die Einrichtung besteht ihrem Aufbau nach in einem Reaktionsraum oder in mehreren hintereinandergeschalteten Reaktionsräumen zur Durchführung der basischen Gärung des Kotes zwischen 300 bis 600C unter Mitwirkung von Enzymen. Dieser Reaktionsraum oder die mehreren Reaktionsräume sind bei einer zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung geschlossen ausgebildet, damit sich die anfellenden Gase sammeln können. Werden diese Gase nicht in der oben beschriebenen Weise zur Deckung des Wärmebedarfs der Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Trocknungsprozesses verwendet, können sie abgefackelt werden.
Durch die Verbrennung dieser Gase, sei es im Rahmen einer Unterfeuerung oder eines blossen Abfackelns werden auch die letzten Reste der darin sich befindlichen Geruchsstoffe beseitigt.
Die Trocknung kann als natürliche Trocknung unter atmosphärischen Bedingungen, z.B. auf Trockenbeeten vorgenommen werden. In der Regel wird sich allerdings eine künstliche Trocknung auf indirektem Wege unter Durchrühren des aus dem biologischen Verrottungsprozess entlassenen Kotes empfehlen.
Method and device for the production of a spreadable fertilizer from manure resulting from intensive animal husbandry
The invention relates primarily to a method for the production of a spreadable fertilizer from excrement produced in intensive animal husbandry, in particular from chicken excrement from battery farms.
The amounts of faeces that arise with the size of modern intensive animal husbandry, in particular battery farms for poultry, cannot simply be removed. Rather, the manure must be converted into a high-quality, spreadable fertilizer - also in the interest of improving the profitability of animal husbandry by processing their by-products.
Since large poultry farms in particular have to choose their location in view of short sales channels in the immediate vicinity of densely populated areas because of the sale of their main products in chicken farms, the sale of eggs, on the other hand, the processing of the manure must be carried out economically without significant odor nuisance in the area.
It is known to use hot air to dry the excrement produced by keeping poultry batteries. During this drying process, an unacceptable odor nuisance occurs due to the high drying temperatures of around 300 to 5000C. In addition, there are undesirable thermal effects of the drying air on the manure, which consist in particular in the destruction of valuable biological components. This leads to a considerable decrease in the quality of the fertilizer produced from the manure. After all, the energy balance of the process is unfavorable and its economic viability becomes questionable even where it appears feasible despite its unpleasant smell.
In a method that is not yet part of the state of the art, the exhaust gases that occur during the drying of the manure are cooled. A liquid fertilizer can be obtained from the resulting condensate and the unpleasant smell is reduced, if not completely eliminated. However, this process does not allow the fertilizer produced according to it to be increased in quality with regard to the undesirable destruction of organic components.
Another method, which is also not yet part of the state of the art, provides for a mild indirect drying of the resulting manure at temperatures not higher than 100 C, but especially in the order of 800 C, after the manure was previously exposed to an oxygen-rich atmosphere.
With this method, the reduction in quality due to thermal conversion of the manure and the resulting undesirable destruction of growth substances in the organic fertilizer produced in this way can be avoided. In addition, the intensity of the odor nuisance can be reduced. The oxygen treatment of the manure requires considerable technical effort and a correspondingly complicated operation.
The technical object of the invention is to eliminate the disadvantages that have hitherto occurred when processing animal droppings, in particular those of the unbearable odor nuisance and, moreover, to increase the quality of the fertilizer obtained.
According to the basic concept of the invention, this object is achieved in that the manure is subjected to a basic fermentation taking place at a controlled temperature and with enzymes and the manure exposed in this way to biological rotting is subsequently dried.
As a rule, the process provided by the new process, possibly with the addition of chemicals, e.g. the rotting process that takes place to regulate the pH value, the mostly fresh excrement from animal husbandry, takes several days. The fecal matter splits up. The decomposition products are partly gaseous and consist predominantly, namely up to 60% of methane and the like. about a third from carbonic acid. This is why these gases have a relatively high calorific value and are practically odorless.
Another consequence of the biological rotting of the feces is that the fecal substance is deprived of a considerable proportion of its water content. As a result, post-drying is only required to the extent that results from the requirements for the spreadability of the fertilizer. In any case, this post-drying can take place at very low temperatures of the order of 80 to 1000C. There is then practically no odor nuisance.
The gases occurring as by-products in the process proposed according to the invention can be used economically. This can be done by using the gases as underfiring in the boiler operation to generate steam, which in turn can be used for the indirect mild drying of the manure after its biological rotting.
The excrement produced as a result of the new process turns into a spreadable, organic fertilizer of exceptional quality. This fertilizer is not only characterized by a high content of phosphorus, nitrogen and potash, as in mineral fertilizers, but also contains all the organic growth substances of the fresh manure, because these substances, which are crucial for fertilization, remain unaffected by the new process. As a result, the quality of the fertilizer produced in this way corresponds to that of natural Cuano.
The invention also relates to a device for performing the method described.
According to its structure, the device consists of a reaction room or several reaction rooms connected in series to carry out the basic fermentation of the feces between 300 and 600C with the help of enzymes. In an expedient embodiment of the invention, this reaction space or the several reaction spaces are designed to be closed so that the gases produced can collect. If these gases are not used in the manner described above to cover the heating requirements of the device, in particular to carry out the drying process, they can be flared off.
By burning these gases, be it in the context of an underfiring or a simple flaring, the last remnants of the odorous substances contained in them are also removed.
The drying can take the form of natural drying under atmospheric conditions, e.g. can be made on dry beds. As a rule, however, artificial drying in an indirect way by stirring through the manure released from the biological rotting process is recommended.