PROCESS FOR MAKING A SOIL-IMPROVING AGENT

Abstract: Stabilized and partially dehydrated sewage sludges, with a dry substance content preferably of 20% approximately, are mixed with a porous, mineral, essentially granular support material, preferably oil shale slags which are sieved to a size from 0 to 8mm. A soil improving agent is obtained which may be stored and spread, of which the production enables, in comparison to liquid sludges of agricultural use, to evacuate throughout the year sewage sludges without wasting the fertilizers and the humus contained therein. With respect to the conventional deposition on dumping grounds or to the combustion of sewage sludges, there is obtained in the soil improving agent a product which is technically and economically useful.

Description: Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels mit einem Gehalt an stabilisiertem, beispielsweise ausgefaultem, teilentwässertem Klärschlamm. Die bei der Abwasserreinigung kontinuierlich anfallenden Klärschlämme werden bisher überwiegend nach entsprechender Stabilisierung entweder in flüssiger Form in der Landwirtschaft verwertet oder nach Aufbereitung bzw. Teilentwässerung mit Kammerfilterpressen, Siebbandpressen oder Zentrifugen mit nachfolgender Branntkalkkonditionierung auf Deponien verbracht oder verbrannt. Die Verwendung von Klärschlämmen in der Landwirtschaft ist nur ausserhalb der Vegetationsperiode, also maximal acht Monate pro Jahr möglich. Durch die in der Bundesrepublik Deutschland geltende Klärschlammverordnung (AbfKlärV) vom 25. Juni 1982 (Bundesgesetzblatt 1982, Teil I, S. 734 ff.) wird u.a. die Menge der aufzubringenden Schlämme pro Hektar und Jahr eingeschränkt, so dass eine Vollentsorgung in der Landwirtschaft und die Rückführung wertvoller Dünge- und humusbildender Substanzen in den natürlichen Kreislauf auch bei Einhaltung der übrigen Grenzwerte der Klärschlammverordnung in der Praxis nicht möglich ist. Die Verfahren zur Aufbereitung von Klärschlämmen als Vorbereitung für Deponierung oder Verbrennung erfordern hohen technologischen Aufwand mit bedeutenden Investitions- und Betriebskosten mit zusätzlicher Beanspruchung von Deponiekapazität bei Verlust volkswirtschaftlich relevanter Mengen von Dünge- und Humusstoffen. Bei einem bekannten Verfahren (DE-A 29 50 333) werden Chemikalien zugesetzt, die zu einer Absenkung des pH-Wertes in den sauren Bereich führen, wodurch sich Schwierigkeiten bei der landbaulichen Verwertung, insbesondere auf schwach gepufferten Böden, ergeben können. Die bei einem anderen bekannten Verfahren (DE-A 27 32 297) durchgeführte thermische Schlammkonditionierung verursacht eine Denaturierung des organischen Anteils der Schlämme bzw. der durch bakterielle Zersetzung entstandenen Abbauprodukte und eine Inaktivierung der biologischen Umsetzungsprozesse in den Schlämmen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer lager- und streufähigen Bodenverbesserungsmittels unter Verwendung von aerob oder anaerob stabilisiertem Rlärschlamm zu schaffen, das eine Möglichkeit für die ganzjährige Klärschlammentsorgung ergibt, wobei im Gegensatz zur Deponierung oder Verbrennung von Klärschlämmen ein technisch und wirtschaftlich verwertbares Bodenverbesserungsmittel erhalten wird, so dass die in den Klärschlämmen vorhandenen Dünge- und Humusstoffe zur Bodenverbesserung rückgewonnen werden sollen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Klärschlamm mit einem porösen mineralischen, überwiegend körnigen Trägermaterial gemischt wird. Das Verfahren stellt einerseits eine Alternative zu den übrigen Klärschlammentsorgungsmöglichkeiten (Verwertung von nicht entwässerten Faulschlämmen in der Landwirtschaft, Deponierung oder Verbrennung von vorbehandelten Schlämmen) dar, andererseits entsteht durch die Kombination zweier Abfallstoffe ein technisch verwertbares Produkt mit ausgeprägten Dünge- und Bodenverbesserungseigenschaften. Im Unterschied zu dem aus der DE-A 29 50 333 bekannten Verfahren werden bei der Herstellung des Produktes ausser gegebenenfalls der Zugabe von biologisch abbaubaren Flockungsmitteln bei der Teilentwässerung keine weiteren Chemikalien zugesetzt, so dass sich auch keine Absenkung des pH-Wertes in den sauren Bereich ergibt, der zu Schwierigkeiten bei der landbaulichen Verwertung, insbesondere auf schwach gepufferten Böden, führen kann. Ausserdem bleiben die im Schlamm enthaltenen Humusbestandteile wegen des Verzichtes auf eine weitere chemische und/oder physikalische Behandlung in ihrer natürlichen Form erhalten und wirken so als Substrat für die Bodenbakterien. Im Gegensatz zu der bekannten thermischen Schlammkonditionierung (DE-A 27 32 297), die eine Denaturierung des organischen Anteiles der Schlämme bzw. der durch bakterielle Zersetzung entstandenen Abbauprodukte verursacht und eine Inaktivierang der biologischen Umsetzungsprozesse in den Schlämmen bewirkt, wurde auf eine weitergehende chemische bzw. physikalische Aufbereitung der Klärschlämme ebenso verzichtet, wie auch - zur Erzielung eines erdähnlichen Materials - auf den Zusatz von organischen Materialien (Kohlenstoffträgern). Demgegenüber wurde die Ummantelung eines mineralischen Trägermaterials mit grosser, verzahnter Oberfläche und hohem Wasserretentionsvermögen erreicht. Mit der erfindungsgemässen Produktionsart lässt sich ein erd ähnliches Bodenmaterial mit ca. 95 % mineralischen und 5 % organischen Anteilen in der Trockensubstanz und einem Wasser aufnabmevermögen von rund 35 % bei einem pH-Wert im schwach sauren Bereich herstellen. Im Unterschied zu Kompostmaterialien muss das Bodenverbesserungsmittel zur Herstellung des Kontaktes mit dem Boden nicht eingearbeitet, sondern kann in einer Schichthöhe von 5 bis 10 cm und mehr ohne weiteres aufgebracht und verteilt werden. Die so behandelten Flächen zeigen auch in Hanglagen und auf Böschungen auf Grund der Struktur des Materials keinerlei Erosionserscheinungen, wie entsprechend angelegte Versuchsflächen ausweisen. Durch den hohen mineralischen Anteil und die Körnung ist das Material auch durch grosse mechanische Belastung kaum zu verdichten und behält seine luftdurchlässige Struktur, was ohne weitere technische Vorkehrungen eine eventuelle Nachrottung bei der Lagerung oder dem Aufbringen auf Bodenflächen zulässt. Die Herstellung des Bodenverbesserers kann beispielsweise so erfolgen, dass ausgefaulter und auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 20 % gebrachter Klärschlamm mit gesiebter ölschieferschlacke im Verhältnis 1 : 2 gemischt wird. Die Begutachtung des Bodenverbesserungsmittels durch die Hessische Landwirtschaftliche Versuchsanstalt Kassel-Herleshausen (Bundesrepublik Deutschland} im Jahre 1983 ergab u.a. neben hohen Gehalten der Pflanzennährstoffe Phosphor, Calzium und Magnesium eine ausgesprochen niedrige Belastung des Produktes mit Schwermetallen, vor allem der toxisch wirksamen. Aufwuchsversuche mit Deutschem Weidelgras (Lolium perenne) erbrachten auf leichten und mittelschweren Böden und dem Bodenverbesserungsmittel im Mischungsverhältnis 100 % : 0 % bis O % : 100 % eine signifikante Ertragssteigerung bei höheren Anteilen des Bodenverbesserungsmittels. Die absoluten Höchstbeträge wurden auf 100 % Bodenverbesserungsmittel erzielt, währen ein Zusatz von 40 % des Bodenverbesserungsmittels im Mittel auf den verschiedenen Bodenarten berechnet auf den niedrigsten Boden verbesserungsmittel-Aufwand zum statistisch gesicherten Höchstertragsbereich führte. Wachstumsbeeinträchtigungen infolge zu hohen Sauerstoffbedarfes des Bodenverbesserungsmittels konnten auch in den Varianten mit extrem hohen Bodenverbesserungsmittel-Anteilen nicht beobachtet werden. Diese Ergebnisse wurden durch die Versuchsreihe 1984 (Nachwirkungsjahr) bestätigt, bei welcher die Versuchsböden aus dem Jahr 1983 ohne erneute Behandlung vor der Vegetationsperiode für Ertragsuntersuchungen an Hafer und Raps verwendet wurden. Auf 100 % Bodenverbesserungsmittel liess sich im Vergleich zu reinen Sand- und. Lehmböden eine Ertragssteigerung von 15 - 16 % erzielen. Bei den toxikologisch bedenklichen Schwermetallen Cadmium, Blei und Quecksilber konnte eine Anreicherung im Pflanzenmaterial in Abhängigkeit vom steigenden Anteil des Bodenverbesserungsmittels in der Bodenmischung nicht nachgewiesen werden. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass im Gegensatz zur Verwertung von flüssigen Faulschlämmen in der Landwirtschaft durch die Aufarbeitung zu einem Bodenverbesserer zeitunabhängig eine ganzjährige, sinnvolle Entsorgung erzielt werden kann, weil das Material lagerfähig ist und die in den Klärschlämmen enthaltenen Dünge- und Humusbestandteile erhalten bleiben. Im Gegensatz zu diesem technisch und wirtschaftlich verwertbaren Produkt stellen für die Ablagerung auf Deponien oder zur-Yerbrennung aufbereitete Klärschlämme nicht weiter verwendbare Abfallprodukte dar. Auf Grund des mineralischen Anteiles des Bodenverbesserers ist das Material erdähnlich und lässt sich problemlos auch auf Böschungen einbauen. Zur Herstellung des Produktes sind lediglich relativ einfache, in der Praxis seit langem bewährte technische Komponenten, wie Schlamm-Entwässerungsanlagen, sowie Misch- und Fördereinrichtungen erforderlich. Vorzugsweise wird der Klärschlamm vor dem Mischen mit dem Trägermaterial mittels einer Zentrifuge auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 20 % gebracht. Bevorzugt wird ein Mischungsverhältnis des Klärschlamms mit dem Trägermaterial von etwa 1 : 2. Günstig ist es, wenn das Trägermaterial, beispielsweise Olschieferschlacke, auf eine Korngrösse von 0 bis 8 mm gesiebt wird. Für das Mischen des Klärschlamms mit dem Trägermaterial wird zweckmässigerweise ein Doppelwellenmischer verwendet. Ausser ölschieferschlacke können als Trägermaterialien auch andere poröse mineralische, überwiegend körnige Materialien verwendet werden, beispielsweise Hochofenschlacke, Lavaschlacke, Tuffstein oder Bims.

Claims: Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels Patent ansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels mit einem Gehalt an stabilisiertem, teilentwässertem Klär schlamm, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm mit einem porösen mineralischen, überwiegend körnigen Träger material gemischt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm vor dem Mischen mit dem Trägermaterial mittels einer Zentrifuge auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 20 % gebracht wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Klärschlamm mit dem Trägermaterial im Verhältnis von etwa 1 : 2 gemischt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial auf eine Korngrösse von 0 - 8 mm qe- siebt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial blschieferschlacke verwendet wird. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial Hochofenschlacke verwendet wird. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial Lavaschlacke verwendet wird. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial Tuffstein oder Bims verwendet wird. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB das Mischen des Klärschlamms mit dem Trägermaterial mittels eines Doppelwellenmischers erfolgt.

Inventors: HOLTZ, DIETER, DR.
Applicants: STADT DARMSTADT, VERTRETEN DURCH DEN MAGISTRAT
Application year: 1985
Main classification: C05F7
IPC codes: C05F7, C05F15, C09K17, C05D9