PROCESS FOR PREPARING A STORAGE-STABLE AND BIOLOGICALLY ACTIVE SOIL IMPROVING AGENT

Abstract: 1. A method for the manufacture of a storable and biologically active soil improvement agent from a mixture consisting of crushed garbage and partly dehydrated sewage treatment sludge of approximately 50 to 90 percents by weight water content, wherein said mixture is subjected to deformation by pressing it down to about 1/3 of its volume without any water discharge, and the thus obtained briquettes are dried in air by storing them in rotting stacks having a temperature of from about 50 degrees C to 70 degrees C and a moisture of less than 55 percents by weight, characterized in that said rotting stacks are subjected to an additional moistening which begins with the third to the fifth day of rotting and which is lasting from seven to fourteen days.

Description: Verfahren zum Herstellen eines lagerbeständigen und biologisch aktiven Bodenverbesserungsmittels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines lagerbeständigen und biologisch aktiven Bodenverbesserungsmittels aus einem aus zerkleinertem Müll und teilweise entwässertem Klärschlamm mit einem Wassergehalt von etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent bestehendem Gemisch, wobei das Gemisch einer Pressverformung auf bis zu etwa ein Drittel seines Volumens ohne Wasseraustritt unterworfen wird und die hierbei erhaltenen Presslinge durch Lagern in eine Temperatur von etwa 50 bis 70 C aufweisenden Rottestapeln an der Luft getrocknet werden. Ein solches Verfahren ergibt sich aus der DE-PS 11 45 646 und ist in der Praxis unter dem Namen "BRIKOLLARE" bekannt geworden. Dabei werden die erhaltenen Presslinge unmittelbar nach der Verformung getrocknet, wobei es genügt, die Presslinge einfach an der Luft lagern zu lassen. Der dabei einsetzende, spontane Trocknungsprozess beruht auf einer lebhaften Verpilzung in den Presslingen, während diese in der sogenannten Rottehalle gestapelt sind. Während dieser sogenannten Heissoder Intensivrotte werden innerhalb von zwei bis drei Wochen ungefähr die Hälfte bis Dreiviertel der biochemisch leicht zersetzbaren Stoffe dissimiliert, wobei davon auszugehen ist, dass im Durchschnitt etwa 42% der organischen Masse in den Presslingen aus solchen biochemisch leicht zersetzbaren Stoffen bestehen. Der hauptsächliche Abbau (Dissimilation) erfolgt dabei in den ersten vierzehn Tagen und danach verlangsamt sich die Zersetzungsgeschwindigkeit infolge Wassermangels. Nach dem bekannten Verfahren lässt sich demgemäss ein entseuchter, in der Rotte fortgeschrittener Kompost gewinnen, jedoch kein Fertigkompost oder Spezialkompost, da nun einmal ein wesentlicher Teil der organischen Masse biologisch unabgebaut bleibt. Während dieser Intensivrotte sind die Belüftungsbedingungen vorwiegend von der Höhe der herrschenden Reaktionstemperatur abhängig. Mit zunehmender Wasserverdunstung bzw. Wasserverbrauch durch die Verpilzung wird die Luftzufuhr intensiviert und somit der metabolische Stoffumsatz beschleunigt, bis die mangelnde Feuchtigkeit zum begrenzenden Parameter wird, und die Glühverlustreduktionsrate anfängt, immer geringer zu werden. Daher ist es praktisch ausgeschlossen, bei einer Anfangsfeuchte im Gemisch unter 60% während der Hallenrotte der Presslinge ein vollständiges Eliminieren leicht zersetzbarer Substanzen zu erreichen. Nun ist es jedoch auch nicht ohne weiteres möglich, den anfänglichen Wassergehalt zu erhöhen, da beispielsweise bei einem Wassergehalt im Pressling von mehr als 55% unter Umständen anaerobe Stellen gebildet werden, was tunlichst vermieden werden soll. Dabei spielen jedoch die Materialkorngrösse und das damit zusammenhängende Kapillarensystem eine bedeutende Rolle, sodass sich gegebenenfalls auch bei höheren Wassergehalten derartige anaerobe Stellen vermeiden lassen. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird somit darin gesehen, ein Verfahren der eingangs erläuterten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe sich auf besonders einfache und zweckmässige Weise Fertigkompost oder Spezialkompost gewinnen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass man die Rottestapel mit Beginn des etwa dritten bis fünften Rottetages einer maximal sieben bis vierzehn Tage dauernden Zusatzbefeuchtung unterwirft, mittels derer nach etwa drei bis fünf Wochen sämtliche relativ leicht abbaubaren Substanzen vollständig abgebaut sind. Durch diese erfindungsgemässe Ausgestaltung des vorbekannten Verfahrens ist es gelungen, die Kompostierungsvorgänge derart zu beschleunigen, dass sämtliche Reserven an leicht abbaubaren Bestandteilen erschöpft werden konnten und sich bei entsprechenden Versuchen ein Produkt mit einem Glühverlust von lediglich 38,5% ergab. Am neunzehnten Rottetag entnommene Proben wiesen mit 37,5% sogar einen noch niedrigeren Gehalt an organischer Substanz und ein C/N-verhältnis von 18,6 auf. Ähnliche Kennwerte werden in Kompostwerken heute nur von Fertigkompost erreicht, der z. B. dadurch entsteht, dass die Presslinge im Anschluss an drei Wochen Hallenrotte zerkleinert und circa drei Monate lang auf Miete gesetzt werden. Somit lässt sich nach der Erfindung ein hervorragender Kompost gewinnen, der den Qualitätskriterien von Fertigkompost entspricht. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist die Wasserzugabe zu Beginn der Zusatzbefeuchtung höher als am Ende derselben. Im übrigen lässt sich die täglich erforderliche Wassermenge den jeweiligen Rottebedingungen anpassen und nach einer Kennlinie steuern. Dabei kann es zweckmässig sein, im Rahmen der Zusatzbefeuchtung die tägliche Wasserzugabe in zwölf oder vierundzwanzig Intervalle aufzuteilen. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wurden dabei im Laufe von vierzehn Tagen 156 kg Wasser pro Kubikmeter Gemisch zugesetzt. Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Zusatzbefeuchtung der Rottestapel jeweils mittels eines über Kopf derselben angeordneten und mit Düsen versehenen Rohrleitungssystems durchzuführen. Durch ein solches Rohrleitungssystem lässt sich das der Zusatzbefeuchtung dienende Wasser staubfein auf die Rottestapel verteilen. Die Überkopfbewässerung lässt sich dabei so gestalten, dass mindestens der vierte Teil oder maximal eine gesamte Tagesproduktion an Presslingsstapeln individuell bewässert werden kann. Ansonsten wird die Zusatzbefeuchtung zweckmässigerweise derart gesteuert, dass am Ende der etwa drei- bis fünfwöchigen Rotte die Presslingsstapel eine Restfeuchte von 25 bis 35% Wassergehalt aufweisen. Sie bieten damit optimale Bedingungen für die Weiterverarbeitung (Zerkleinern, Sichten und Sieben). Wie erläutert wurde, erfolgt bei dem erfindungsgemässen Verfahren eine Zusatzbefeuchtung während der sogenannten Heissbzw. Intensivrotte, die zunächst einmal von dem bereits ursprünglich vorhandenen Wassergehalt ermöglicht wird. Hierdurch lässt sich die am Ende des Verfahrens erfolgende Trocknung derart hinausschieben, dass in der beschriebenen Weise bis dahin alle relativ leicht abbaubaren Substanzen, insbesondere solche oxydierbarer, organischer Art, tatsächlich in vollem UmSange auch abgebaut sind und somit der gewünschte Fertigkompost entstanden ist. Dieser Fertigkompost lässt sich jedoch auch noch auf einem zweiten Lösungsweg nach der Erfindung erreichen, wobei wieder auf das bekannte Verfahren nach der DE-AS 11 45 646 zurückgegriffen werden kann. Die bereits getrockneten, nicht vollständig durchkompostierten Presslinge nach dieser Druckschrift können nämlich durch eine Wiederbefeuchtung mit Wasser erneut aktiviert werden, wobei sie sich erneut erhitzen. Obgleich die bekannten, getrockneten Presslinge noch erhebliche Anteile an leicht abbaubaren Substanzen enthalten, ist ein solches Wiederbefeuchten jedoch nicht geeignet, eine intensive Nachrotte zu verursachen. Dies liegt daran, dass in den Presslingen bzw. im Presslingstapel keine ausreichende natürliche Luftbewegung stattfinden und somit der für den aeroben Metabolismus notwendige Sauerstoff nicht an das Material herangeführt werden kann. Um somit auch die nach dem bekannten Verfahren hergestellten, getrockneten Presslinge noch in einen Fertigkompost überführen zu können, erfolgt erfindungsgemäss zwischen Trocknung und Wiederbefeuchtung eine Grobzerkleinerung der Presslinge und Aufschüttung zu einer Miete zur Bildung von eine natürliche Luftbewegung erzeugenden Hohlräumen, wodurch nach etwa fünfeinhalb Wochen bis etwa zwei Monaten sämtliche relativ leicht abbaubaren Substanzen vollständig abgebaut sind. Nach diesem zweiten Lösungsweg nach der Erfindung lassen sich somit auch bereits nach dem vorbekannten Verfahren gewonnene, trockene Presslinge noch zu einem Fertigkompost bzw. Spezialkompost verarbeiten. Vorteilhaft wird bei der dabei erfolgenden Wiederbefeuchtung ein Anfangswassergehalt von etwa 40 bis 50% angestrebt. Das Zerkleinern der Presslinge erfolgt dabei nicht mittels einer Hammermühle oder eines für diesem Zweck gebräuchlichen Zerkleinerers. Vorteilhaft erfolgt die Grobzerkleinerung der Presslinge vielmehr durch Abkippen der Rottestapel von ihren Paletten. Dabei lassen sie sich beispielsweise mittels eines Schaufelladers zu einer Miete formen. Durch eine solche Behandlungsweise zerlegen sich die bekannten Presslinge nach der DE-PS 11 45 646 in Bruchteile ihrer ursprünglichen Grösse. Auf diese Art und Weise wird das Aufschütten eines Gebildes bzw. einer Miete möglich, welche genügend Hohlräume für die notwendige Luftbewegung aufweist. Dabei erwies sich ein Anfangswassergehalt der Miete von etwa 40 bis 50% alsanstrebenswert, wobei die Wiederbefeuchtung ebenfalls jeweils mittels eines über Kopf der Miete angeordneten und mit Düsen versehenen Rohrleitungssystems durchgeführt werden kann; die Feuchtefront schreitet dabei horizontal von oben nach unten. Die Nachrotte kommt zwar auch bei kleinerer Anfangsfeuchte in Gang, verläuft jedoch messbar langsamer. Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach dem beschriebenen, zweiten Lösungsweg konnte nachgewiesen werden, dass die vorbekannten, vorgerotteten und dabei getrockneten Presslinge nach ihrem Zerkleinern und Aufschütten zu einer Trapezmiete mit einer Höhe von zwei Metern und einer Grundflächenabmessung vom 2,5 m x 6,0 m, erfolgreich nachrotten. Die Temperaturen in der Miete wuchsen bei diesem Versuch bereits am vierten Tag auf Werte über 600 C an und blieben vier Wochen lang auf dieser Temperaturhöhe. Nach zwei Monaten liessen sich an Messstellen Temparaturen zwischen 39 und 520 C registrieren. Die mittlere Abbaurate betrug 1,35 kg/m3 und bewegte sich somit in ähnlicher Grössenordnung wie die Reduktionsrate der Presslinge während der letzten Stufe der sogenannten Hallenrotte gemäss dem ersten Lösungsweg nach der Erfindung. Der Glühverlust von am 54. Tag entnommenen Proben konnte im Mittel zu 41,9% bestimmt werden; der Kressetest erbrachte eine Vergleichsernte von 125%. Im einzelnen erbrachten die ausgeführten Versuche folgende Ergebnisse: Die Presslinge aus der üblichen Produktion eines Kompostwerkes nach DE-PS 11 45 646 weisen nach drei- bis vierwöchiger Hallenrotte nachstehende mittlere Kenndaten auf: Wassergehalt = 25 % Glühverlust = 53 % Stickstoffgehalt = 1,15% Kohlenstoffgehalt = 25,8 % C/N-Verhältnis e 22,4 Ein längeres Belassen der Presslinge in der Rottehalle führt zu keinem nennenswerten Weiterabbau. Lagerte man die Press lingssapel im Freien, dann glich sich die Reaktionstemperatur bereits am fünften Rottetag der Aussentemperatur an. Rottegradtests bestätigten die Anwesenheit von noch leicht zersetzbaren Stoffen im etwa dreizehn Wochen alten Material. Somit sind vorgerottete Presslinge nach DE-PS 11 45 646 längere Zeit auf Paletten im Freien lagerbar, ohne dass grössere Veränderungen in den Kenndaten auftreten. Erst eine dreimonatige Nachrotte der grobzerkleinerten und wiederbefeuchteten Presslinge entsprechend dem zweiten Lösungsweg nach der Erfindung gestattet das Gewinnen eines als Fertigkompost absetzbaren Produktes. Dieses besitzt Glühver luswcrc von etwa 35 bis 40% und C/N-Verhältnisse von etwa 18 bis 20. Unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit des weitergehenden Zerkleinerns der vorgerotteten Presslinge sowie auch die ihres Absiebens in verschiedene Kornfraktionen. Die vorstehend erläuterten Versuche erbrachten den Nachweis, dass gemäss DE-PS 11 45 646 vorgerottete Presslinge nach Grobzerkleinerung, Auf schüttung zu einer Miete und Wiederbefeuchtung weiter abbaufähig sind, wobei in Anwesenheit ausreichender Hohlräume die Reduktionsgeschwindigkeit bei Mieten mit geeigneten Abmessungen von der Höhe der Befeuchtung abhängt. Somit lassen sich auch die bekannten Presslinge noch in vorteilhafter Weise zu einem Fertigkompost verarbeiten. Der an erster Stelle genannte Lösungsweg nach der Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Diagramms dargestellt. Dieses zeigt den Rotteverlauf in einer Betriebshalle mit frühzeitiger Befeuchtung der Presslinge gemäss Kennzeichen des Anspruchs 1 durch Aufzeichnung der relevanten Parameter "Temperaturt', "Glühverlust-Reduktion" und "Gehalt an Trockensubstanz" in Abhängigkeit von der nach Tagen bemessenen Zeit. Daraus ist ersichtlich, dass durch eine erfindungsgemässe Zusatzbefeuchtung der Presslinge während der Hallenrotte sich die biochemische Stoffwechseltätigkeit ganz erheblich beschleunigen lässt. Würde die Zusatzbefeuchtung erst zwei Wochen nach Rottebeginn einsetzen, so würden sich nach rund 3,5 Wochen Glühverlustwerte im Material von 47,1 bis 49,5 % einstellen. Weitaus erfolgreicher verläuft der Kompostierungsprozess jedoch, wenn erfindungsgemäss mit der Wasserberieselung zu einer Zeit angefangen wird, in welcher der Materialwassergehalt noch um 50% liegt, die Reaktionstemperatur jedoch schon die 50%-Marke überschritten hat. Wie bereits ausgeführt, reichte während eines Versuchs die Zugabe von insgesamt 156 kg Wasser pro m3 Ausgangsmaterial, verteilt über zwei Wochen, aus, um die thermophile Stufe zu verlängern, sodass ein schnellerer Substratumsatz erfolgte. Auf diese Weise gelang es, ein Produkt zu erzeugen, das nach knapp drei Wochen Heissrotte einen Glühverlust von etwa 38% sowie ein C/N-Verhältnis von 18,6 besass und auch bei Kresseund Selbsterhitzungstests sich als qualitativ hochwertiger Fertigkompost bzw. Spezialkompost erwies. Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass anstelle eines Pressverdichtens mit gleichem Erfolg auch ein sogenanntes Walkverdichten verwendet werden kann, ohne dass sich an der sonstigen, erfindungsgemässen Verfahrensweise etwas ändert.

Claims: P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung eines lagerbeständigen und biologisch aktiven Bodenverbesserungsmittels aus einem aus zerkleinertem Müll und teilweise entwässertem Klärschlamm mit einem Wassergehalt von etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent bestehenden Gemisch, wobei das Gemisch einer Pressverformung auf bis zu etwa ein Drittel seines Volumens ohne Wasseraustritt unterworfen wird und die hierbei erhaltenen Presslinge durch Lagern in eine Temperatur von etwa 50 bis 700 C und eine Feuchte von weniger als 55 Gewichtsprozent aufweisenden Rottestapeln an der Luft getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die Rottestapel mit Beginn dos etwa dritten bis fünften Rottetages einer maximal sieben bis vierzehn Tage dauorndon Zusatzbefeuchtung unterwirft, mittels derer nach etwa drei bis fünf Wochen sämtliche relativ leicht abbaubaren Substanzen vollständig abgebaut sind. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserzugabe zu Beginn der Zusatzbefeuchtung höher ist als am Ende dera@lben. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Zusatzbefeuchtung die tägliche Wasserzugab in @wölf vierund@wanzig Intervalle aufgetellt ist. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Laufe von vierzehn Tagen 156 kg Wasser pro Kubikmeter Gemisch zugesetzt werden. 5. Verfahren zur Herstellung eines lagerbeständigen und biologisch aktiven Bodenverbesserungsmittels aus einem aus zerkleinertem Müll und teilweise entwässertem Klärschlamm mit einem Wassergehalt von etwa 50 bis 90 Gewichtsprozent bestehenden Gemisch, wobei das Gemisch einer Pressverformung auf bis zu etwa ein Drittel seines Volumens ohne Wasseraustritt unterworfen, und die hierbei erhaltenen Presslinge durch Lagern in eine Temperatur von etwa 50 bis 700C und eine Feuchte von weniger als 55 Gewichtsprozent aufweisenden Rottestapeln an der Luft getrocknet werden, woraufhin eine Wiederbefeuchtung mit Wasser erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Trocknung und Wiederbefeuchtung eine Grobzerkleinerung der Presslinge und Aufschüttung zu einer Miete zur Bildung von eine natürliche Luftbewegung erzeugenden Hohlräumen erfolgt, wodurch nach etwa fünfeinhalb Wochen bis etwa zwei Monaten sämtliche relativ leicht abbaubaren Substanzen vollständig abgebaut sind. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wiederbefeuchtung ein Anfangswassergehalt von etwa 40 bis 50 % angestrebt wird. 7. Verfahren nach Anspruch 5 mit auf Paletten angeordneten Rottestapeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobzerkleinerung der Presslinge durch Abkippen der Rottestapel von den Paletten erfolgt. 8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die Zusatzbefeuchtung der Rottestapel bzw. die Wiederbefeuchtung der Miete jeweils mittels eines über Kopf derselben angeordneten und mit Düsen versehenen Rohrleitungssystems durchführt.

Inventors: HARTMANN, RANDOLPH, DR.-ING., SCHRIEWER, HELMUT, ING.GRAD., TABASARAN, OKTAY, PROF. DR.-ING.
Applicants: INDUSTRIE-WERKE KARLSRUHE AUGSBURG AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: C05F9
IPC codes: C09K17, C05F15, C05F17, C05F3, C05F7, C09K101