WO2013104359A2 - Reagensloses, energetisches verfahren und dazugehörige anlage zur herstellung von huminhaltigen suspensionen - Google Patents

Reagensloses, energetisches verfahren und dazugehörige anlage zur herstellung von huminhaltigen suspensionen Download PDF

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    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin

Definitions

  • humic-containing products which are known to date, are based on the alkaline extraction of humic substances, especially peat mosses, soft brown coal, lignin, less on digested sludge, which on
  • Heating and subsequent cleaning are based.
  • Humin preparations made by this technique contain salts of humic acids, the natural ones
  • a method according to patent RU 2125039 for producing a concentrate of humic substances contains the use of the
  • Humic acids require careful purification, which is achieved by extraction of humic acids from natural alkaline reagents of minerals, carbon, organic and mineral particles of the starting material. This is done by a long-term settling process (several hours to several days), by means of filtration or centrifuge.
  • Humic substances is destroyed. As a result, the performance is drastically reduced, it complicates the process and increases the price of the desired product.
  • the object of the invention is an reagentless, energetic process and an associated plant for producing a highly biologically active humic-containing suspension based on digested sludge, peat and / or organic waste,
  • the technology according to the invention allows a clean production of humin-containing suspensions with high physiological activity while securing the native
  • This discontinuous mode of operation depends on the size of the mixing container and on the length of time of the mixing process in the mixing container.
  • Charcoal granules or aerated concrete granules are pumped.
  • huminippon suspensions has a mixing container 5 with a motor with mixing device 6. At the mixing container 5 is in each case at least one Laval nozzle 2 as a supply of
  • the mixing vessel 5 has at least one outlet via an adjustable Laval nozzle 7 and a subsequently connected pipe with turbulent flow 8 to a container 9 in which the final production of the
  • Plant parts 10 with 12, 7 and 11 are arranged, which together with the container 9 allow a circulation for the substances to be treated.
  • the circuit is via an outlet pipe on the container 9 starting to an acoustic reactor 10, which cooperates with a connected compressor 12, on to an adjustable Laval nozzle 7, to a
  • a pump 14 may be firmly connected.
  • organic-mineral fertilizer or basic fertilizer are called
  • a water addition 3 takes place in the mixing vessel 5 via a Laval nozzle 2 and a magnetic water reactor 4 in which the water is activated by means of magnetophore esis.
  • forced mixing is advantageously carried out by a motor with a mixing device 6. The feeding of the substances into the mixing vessel 5 and the mixing takes place discontinuously.
  • the mixture of substances for the purpose of improving the properties of the mixture via an adjustable Laval nozzle 7 with an adjustable angle of the nozzle wing or a change in the nozzle shape and in the subsequent tube 8 by means of a Vor vortex vortex a turbulent kavitier end flow and activation by implosions subjected and the mixture of substances to a container 9 for
  • the mixture of substances is subsequently further processed by the container 9 via a pipe system by means of an ejector in an ultrasonic gas jet reactor 10 or also designated as an acoustic reactor 10.
  • This reactor 10 works with a
  • Compressor 12 together and allows an ultrasonic gas jet dispersion in an acoustic
  • Magnet tube arrangement 11 for generating a laminar flow and a subsequent inlet pipe 13 back to the
  • the ultr a-dispersion poly suspension can advantageously be used with charcoal granules and / or aerated concrete granules for the production and use as a special fertilizer. Compilation of the reference numerals

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Description

Reagensloses, energetisches Verfahren und dazugehörige Anlage zur Herstellung von huminhaltigen Suspensionen
Reagensloses, energetisches Verfahren zur Herstellung einer hoch-biologisch aktiven huminhaltigen Suspension basierend auf Faulschlamm, Torf und organischen Abfällen, bevorzugt Hühnermist, als Basis für die Herstellung organisch¬ mineralischer Dünger bzw. Grunddünger für die ökologische und traditionelle Landwirtschaft zur Erhaltung und
Wiederherstellung der Bodengüte und Erhöhung des Ertrages und Reinigung von Abwässern.
Industrielle Produktionstechniken huminhaltiger Produkte, welche bisher bekannt sind, basieren auf der alkalischen Extraktion von Huminstoffen vor allem von Torfmoosen, weicher Braunkohle, Lignin, weniger auf Faulschlamm, welche auf
Erhitzung und anschließender Reinigung basieren.
Humin- Präparate, die durch diese Technik hergestellt werden, enhalten Salze von Huminsäuren, die natürliche
polyphenolische Polymere mit hoher Polydisper sität mit einer unregelmäßigen Struktur und ein Mangel an angemessenen
Standards besitzen. Die Dispersität dieser Präparate liegt weit über der Größe der Partikel, die das Membran- System der Zellwände von Pflanzen, Tieren oder Menschen passieren können .
Der Stand der Technik bekannter Verfahren zur Herstellung von Humus - Konzentrat aus natürlichen Huminen basiert auf
Hydratation der Huminsäuren mit darin enthaltenen Salzen von Huminsäuren und mineralischen Bestandteilen der
Ausgangshumine und Kaustobiolithen der Kohlenstoffketten .
Ein Verfahren gemäß Patent RU 2125039 zur Herstellung eines Konzentrats der Huminstoffe enthält die Nutzung der
Elektrolyse einer wässrigen Lösung von Salzen der Huminsäuren aus natürlichen alkalischen Reagenz der Humine in einem
Bereich zwischen der Anode und der Kathode, wobei das
elektrische Potential an der Anode ausreichend ist, um die Extrahierung der Anionen der Huminsäuren durchzuführen, aber niedriger als das Potential der Hydroxyl - Ionen . Dabei bildet sich auf der Anodenoberfläche ein festes Huminkonzentrat , welches kontinuierlich von der Oberfläche der Anode entfernt wird . Das Verfahren nach der Schrift RU 2125039 hat folgende
Nachteile :
- die Elektrolyse der wässrigen Lösung von Salzen der
Huminsäuren erfordert eine sorgfältige Reinigung, welche durch Extraktion von Huminsäuren aus natürlichen alkalischen Reagenzien von Mineralstoffen, Kohlenstoff, organischen und mineralischen Teilchen des Ausgangsmaterials erreicht werden. Das erfolgt durch einen langfristigen Absetzprozess (mehrere Stunden bis mehrere Tage) , mittels Filtration oder durch zentr ifugieren .
- einige chemische Methoden der Trennung der Huminstoffe sind nicht ausreichend wirksam, weil dadurch die natürliche
Struktur der durch chemische Extraktion gewonnenen
Huminstoffe zerstört wird. Als Folge davon verringert sich drastisch die Leistung, es erschwert den Prozess und erhöht den Preis des gewünschten Produkts.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein reagensloses, energetisches Verfahren und eine dazugehörige Anlage zur Herstellung einer hoch-biologisch aktiven huminhaltigen Suspension basierend auf Faulschlamm, Torf und/oder organischen Abfällen,
bevorzugt Hühnermist, als Basis für die Herstellung
organisch-mineralischer Dünger bzw. Grunddünger für die ökologische und traditionelle Landwirtschaft zu schaffen. Die erfindungsgemäße Technologie ermöglicht eine saubere Herstellung von huminhaltigen Suspensionen mit hoher physiologischer Aktivität unter Sicherung der nativen
Struktur und Nutzung einer breiten Palette von biologisch aktiven organischen Substanzen, wie Aminosäuren, Pektinen, Aminozucker , Melanoide, Huminstoffe etc ., Vitaminen, wie Bl, B2, B3 , B6 , B12, C, D, und PP, und Carotin, Folsäuren,
Hormonen, Chlorophyll und mineralische Substanzen und
Elemente, wie Ca, K, P, Mg, Fe, Si, Mn, Cu, Zn, B, Mo, Co, Ni , Br , J, V etc. in einer ausgewogenen Zusammensetzung. Damit ist es möglich die Ernteerträge zu steigern,
Trinkwasser mit Zusatzstoffen für Futtermittel bei Geflügel und Viehzucht herzustellen, in der Umwelttechnik die
Wiederherstellung des natürlichen Mutterbodens zu
gewährleisten, Rekultivierungen von verunreinigten und trockenen Böden durchzuführen, sowie in kommunalen
Unternehmen Programme für die Abwasserbehandlung und
Entsorgung von Sedimenten einzuführen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den
Ansprüchen 2 bis 4 aufgeführt. Nach Anspruch 2 können
mineralische Zusatzstoffe zugesetzt werden. Dies richtet sich nach den gewünschten Forderungen an das Endprodukt. Bei der Weiterbildung nach Anspruch 3 erfolgt die Zufuhr der
Grundstoffe und der Wasserzugabe zum Mischbehälter
diskontinuierlich. Diese diskontinuierliche Arbeitsweise richtet sich nach der Größe des Mischbehälters und nach der zeitlichen Länge des Mischprozesses im Mischbehälter .
Vorteilhaft ist die Anordnung einer Pumpe am Behälter für die Endfertigung der Suspension nach Anspruch 5. Hierdurch kann z. B. die Suspension zu einem Mischbehälter für die
Weiterverarbeitung und Mischung der Suspension mit
Holzkohlengranulat oder Porenbetongranulat gepumpt werden.
Ein Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Anlage ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher
beschrieben. Es zeigt die schematische Anordnung der Anlagenteile in ihrer Reihefolge und im Zusammenwirken.
Die Anlage zur Herstellung von biologisch aktiven
huminhaltigen Suspensionen besitzt einen Mischbehälter 5 mit einem Motor mit Mischeinrichtung 6. Am Mischbehälter 5 ist jeweils mindestens eine Lavaldüse 2 als Zufuhr der
Grundstoffe 1 und mindestens eine Lavaldüse 2 mit einem angeschlossenen magnetischen Wasseraktivator 4 als Zufuhr für Wasser 3 angeordnet. Der Mischbehälter 5 besitzt mindestens einen Ausgang über eine verstellbare Lavaldüse 7 und ein danach angeschlossenes Rohr mit turbulenter Strömung 8 zu einem Behälter 9 in dem die endgültige Herstellung der
Suspension erfolgt. Am Behälter 9 ist eine Folge von
Anlagenteilen 10 mit 12, 7 und 11 angeordnet, die mit dem Behälter 9 zusammen einen Kreislauf für die zu behandelnden Stoffe ermöglichen. Der Kreislauf ist über ein Ausgangsrohr am Behälter 9 beginnend zu einem akustischen Reaktor 10, der mit einem angeschlossenen Kompressor 12 zusammenarbeitet, weiter zu einer verstellbaren Lavaldüse 7, zu einer
Magnetrohranordnung 11 und einem Einlaufrohr 13 zurück zum Behälter 9 realisiert. Am Behälter 9 kann eine Pumpe 14 fest angeschlossen sein.
Bei dem reagenslosen, energetischen Verfahren zur Herstellung von biologisch aktiven huminhaltigen Suspensionen, z. B.
organisch-mineralischer Dünger oder Grunddünger, werden als
Grundstoffe 1 Faulschlamm 1, Torf 1, Einstreu 1, Hühnermist 1 und/oder organische Abfälle 1 über eine Lavaldüse 2 einem Mischbehälter 5 mit einer Zwangsmischung zugeführt. Parallel dazu erfolgt eine Wasserzugabe 3 in den Mischbehälter 5 über eine Lavaldüse 2 und einen magnetischen Wasser reaktor 4 bei dem das Wasser mittels Magnetophor esis aktiviert wird. Im Mischbehälter 5 erfolgt eine Zwangsmischung vorteilhaft durch einen Motor mit einer Mischeinrichtung 6. Die Zuführung der Stoffe in den Mischbehälter 5 und die Mischung erfolgt diskontinuierlich. Nach der Beendigung der Mischung wird das Stoffgemisch zwecks Verbesserung der Gemischeigenschaften über eine verstellbare Lavaldüse 7 mit einem einstellbaren Winkel des Düsenflügel oder einer Veränderung der Düsenform und im anschließenden Rohr 8 mittels eines Vor tex-Wirbelsr einer turbulenten, kavitier enden Strömung und Aktivierung durch Implosionen unterzogen und das Stoffgemisch einem Behälter 9 zur
endgültigen Herstellung einer Ultra - Disper sions - Poly - Suspension zugeführt.
Das Stoffgemisch wird anschließend vom Behälter 9 über ein Rohrsystem per Ej ektorpr inzip in einem Ultraschall - Gas - Jet - Reaktor 10 oder auch benannt als akustischer Reaktor 10 weiter bearbeitet. Dieser Reaktor 10 arbeitet mit einem
Kompressor 12 zusammen und ermöglicht eine Ultr aschall - Gas - Strahldisper gierung bei einer akustischen
Ultraschallkavitation .
Nach dem akustischen Reaktor 10 wird das Stoffgemisch über eine verstellbare Lavaldüse 7 mit einer angeschlossenen
Magnetrohr anordnung 11 zur Erzeugung einer Laminar Strömung und einem anschließenden Einlaufrohr 13 zurück zu dem
Behälter 9 geführt. Hierdurch ist ein Kr eislaufprozess möglich. Dieser Kr eislaufprozess wird nun mehrmalig
absolviert, vorteilhaft vier- bis dreißigmall, und so
ausgeführt, bis die gewünschte Feststoffgroße der Dispersion, z. B. 1 i bis 60 μπι, erreicht ist.
Gemäß den gewünschten Vorgaben für das Endprodukt können mineralische Zusatzstoffe gezielt zugegeben werden.
Die Ultr a - Disper sions - Poly - Suspension kann vorteilhaft mit Holzkohlegranulat und/oder Porenbetongranulat zur Herstellung und Verwendung als Spezialdüngemittel eingesetzt werden. Zusammenstellung der Bezugszeichen
1 - Grundstoffe, Torf, Faulschlamm, organische Abfälle
2 - Lavaldüse
3 - Wasserzugabe
4 - magnetischer Wasser reaktor
5 - Mischbehälter
6 - Motor mit Mischeinrichtung
7 - verstellbare Lavaldüse
8 - Rohr mit turbulenter, kavitier ender Strömung
9 - Behälter
10 - akustischer Reaktor, Ultraschall - Gas - Jet - Reaktor
11 - Magnetrohranordnung
12 - Kompressor

Claims

Patentansprüche :
1. Reagensloses, energetisches Verfahren zur Herstellung von biologisch aktiven huminhaltigen Suspensionen, z. B.
organisch-mineralischer Dünger oder Grunddünger,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- dass als Grundstoffe (1) für das Verfahren Faulschlamm (1), Torf (1) und/oder organische Abfälle (1) über eine Lavaldüse (2) einem Mischbehälter (5) mit einer Zwangsmischung
zugeführt werden, parallel dazu erfolgt eine Wasserzugabe (3) in den Mischbehälter (5) über eine Lavaldüse (2) und einen magnetischen Wasser reaktor (4) bei dem das Wasser mittels Magnetophor esis aktiviert wird,
- dass im Mischbehälter (5) eine Zwangsmischung vorteilhaft durch einen Motor mit einer Mischeinrichtung (6) erfolgt und nach der Beendigung der Mischung das Stoffgemisch zwecks Verbesserung der Gemischeigenschaften über eine verstellbare Lavaldüse (7) und im anschließenden Rohr (8) eine turbulente, kavitierende Strömung entsteht und das Stoffgemisch einem Behälter (9) zugeführt wird,
- dass das Stoffgemisch vom Behälter (9) per Ej ektorpr inzip mit einem Kompressor (12) zu einem akustischen Reaktor (10) geführt und dort eine akustische Ultraschallkavitation erfährt und anschließend über eine verstellbare Lavaldüse (7) mit einer angeschlossenen Magnetrohranordnung (11) zur
Erzeugung einer Laminar Strömung und einem anschließenden Einlaufrohr (13) zu dem Behälter (9) zurückgeführt wird und nun ein mehrmaliger Kr eislaufprozess über die Anlagenteile (10, 7, 11, 13 und 9) zur Herstellung einer Ultra- Disper sions - Poly - Suspension betrieben wird, wobei die Anzahl der Kreisläufe sich nach der gewünschten Endgröße der
Festteilchen richtet.
2. Verfahren zur Herstellung von biologisch aktiven
huminhaltigen Suspensionen nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass neben den im Anspruch 1 aufgeführten Grundstoffen mineralische Zusatzstoffe zugesetzt werden,
3. Verfahren zur Herstellung von biologisch aktiven
huminhaltigen Suspensionen nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass die Zufuhr der Grundstoffe (1) und der Wasserzugabe (3) zum Mischbehälter (5) diskontinuierlich erfolgt.
4. Anlage zur Herstellung von biologisch aktiven
huminhaltigen Suspensionen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass an einem Mischbehälter (5) mit einem Motor mit
Mischeinrichtung (6) jeweils mindestens eine Lavaldüse (2) als Zufuhr der Grundstoffe (1) und mindestens eine Lavaldüse (2) mit einem angeschlossenen magnetischen Wasseraktivator (4) als Zufuhr für Wasser (3) angeordnet ist und der
Mischbehälter (5) mindestens einen Ausgang über eine
verstellbare Lavaldüse (7) und ein angeschlossenes Rohr mit turbulenter Strömung (8) zu einem Behälter (9) besitzt und am Behälter (9) eine Folge von Anlagenteilen (10 mit 12, 7, 11) mit dem Behälter (9) zusammen einen Kreislauf für die zu behandelnden Stoffe ermöglichen, wobei der Kreislauf über ein Ausgangsrohr zu einem akustischen Reaktor (10) mit einem angeschlossenen Kompressor (12), weiter zu einer
verstellbaren Lavaldüse (7), zu einer Magnetrohranordnung (11) und einem Einlaufrohr (13) zurück zum Behälter (9) realisiert ist.
5. Anlage nach Anspruch 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t,
dass am Behälter (9) eine Pumpe (14) angeschlossen ist.
6. Verwendung der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Ultra - Disper sions - Poly - Suspension gemischt mit Holzkohlegranulat und/oder Porenbetongranulat als
Düngemittel .
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