DE4240807C1

DE4240807C1 - Organisch-mineralisches Düngemittel

Info

Publication number: DE4240807C1
Application number: DE4240807A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: EHRKE MANFRED
Current assignee: EHRKE MANFRED
Priority date: 1992-12-04
Filing date: 1992-12-04
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2012-12-05

Description

Die Erfindung betrifft ein organisch-mineralisches Düngemittel, mit einem Gehalt an bei der Reinigung von Abwässern industrieller und kommunaler Herkunft anfallen den Schlämmen, an Asche und an einer Mineraldünger mischung.

Organisch-mineralische Düngemittel sind bereits bekannt. Die organische Komponente besteht dabei meistens aus nährstoffarmen Torf oder Rinde, d. h. aus organischen Stoffen, die eine als Düngerkomponente ungünstige organische Struktur haben. Die organische Komponente dient im wesentlichen dazu, die physikalischen Verhältnisse des Bodens zu verbessern.

Zur Beseitigung von bei der Reinigung von industriellen und kommunalen Abwässern anfallenden Klärschlämmen wurden in der letzten Zeit zahlreiche Vorschläge gemacht, die größten Teils darauf hinauslaufen, die Klärschlämme nicht durch Verbringen auf Deponien zu beseitigen, sondern vielmehr einer Verwertung zuzuführen. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn restliche Anteile verwertbarer Abfallstoffe im Schlamm ein Recycling in den natürlichen Kreislauf ermöglichen.

So ist aus der DE-AS 21 18 850 ein Verfahren bekannt, wonach ein Düngemittel aus Abwasserschlamm und Schlacke oder Asche erzeugt wird. Das nach diesem Verfahren her gestellte Produkt ist zwar als Düngemittel geeignet, da es hinsichtlich des Verhältnisses seiner Hauptbestand teile den üblichen NPK-Düngern ähnlich ist, jedoch kann es wegen seiner spezifischen Zusammensetzung nicht gezielt bestimmten Anforderungen angepaßt werden.

Der DE-OS 41 18 919 ist ein Verfahren zur Herstellung von nährstoffhaltigen Böden zu entnehmen, wobei von festen anorganischen Stoffen, wie beispielsweise Flug asche, und festen organischen Bestandteilen, wie beispielsweise Altpapier oder Pappe bzw. organischen Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schlämme ausgegangen wird.

Aus der DE-PS 34 09 274 ist ein lager- und streufähiger Bodenverbesserer bekannt, auf der Basis von teilent wässertem Faulschlamm in Kombination mit ausgesiebter Ölschieferschlacke als mineralische Trägersubstanz. Hieraus ergab sich ein Material mit 95% mineralischem und 5% organischem Anteil in der Trockensubstanz, das in der landwirtschaftlichen Nutzung der Aufgabe dienen soll, Pflanzenwachstum zu fördern und wirtschaftliche Erträge zu sichern.

Der Einsatz eines derartigen Materials ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß es durch den hohen mineralischen Anteil zu einer unkontrollierten Nährstoffauswaschung kommen kann. Diese Art der Bodenverbesserung ist somit nur bedingt in der Lage, Ökosysteme stabil zu erhalten, d. h. jene Stoffe zuzuführen, die durch Abschöpfung landwirtschaftlicher Produktion entnommen worden sind, insbesondere die Nährstoffe N, P, K.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein organisch mineralisches Düngemittel der genannten Gattung bereitzustellen, das eine dem Bedarf entsprechende Nährstoffzusammensetzung und -abgabe aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zusammensetzung gelöst, bestehend aus einem Gemisch aus jeweils bis auf einen Trockensubstanzgehalt von mindestens 25 Masse-% entwässerten Papierschlämmen, kommunalen Klärschlämmen sowie Sedimentationsschlämmen und, zusätzlich bezogen auf die 100 Masse-% bildenden Schlammkomponenten, noch Asche aus der Verbrennung der kommunalen Klärschlämme in einer Menge von 20 Masse-% und einer Mineraldüngermischung (N, P, K, Mg, Spurenelemente) in einer Menge von 20 bis 28 Masse-%.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Als Papier- und Klärschlämme kommen alle bei der Reinigung von industriellen Abwässern der Papierherstellung und kommunalen Abwässern durch die unterschiedlichsten Verfahren erhaltenen Schlämme in Frage. Derartige Schlämme, beispielsweise Belebtschlamm, aus den Kläranlagen, weisen eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung auf, die im wesentlichen von den in die Kläranlage eingespeisten Abwässern und den Abbaubedingungen abhängig ist. Es sind jedoch erfindungsgemäß solche Rohschlämme zu verwenden, deren Schwermetallgehalt unter den gesetzlichen Höchstwerten liegt, die im einzelnen festgelegt sind. Unter die gesetzlichen Bestimmungen fallen insbesondere solche Klärschlämme, die als solche auf landwirtschaftlich oder gärtnerisch genutzten Böden aufgebracht werden sollen.

Erfindungsgemäß wird von einem aus den Kläranlagen zur Aufbereitung von industriellen Abwässern der Papierherstellung und aus den Kläranlagen für kommunale Abwasserbehandlung entnommenen Rohschlämmen ausgegangen, dessen Feststoffgehalt auf mindestens 25 Masse-% eingestellt worden ist. Dies kann in aus dem Stand der Technik bekannter Weise dadurch geschehen, daß man dem Schlamm mit Hilfe von Zentrifugen, Siebbandpressen oder Kammerfilterpressen entwässert.

Sedimentationsschlämme sind die bei der Kühlwassergewinnung aus den Flüssen durch Sedimentation anfallenden Schlämme.

Flußwasser wird über Kiesfilter filtriert. Sind diese Filter erschöpft, so erfolgt eine Rückspülung.

Das dabei anfallende Filterrückspülwasser wird aufbereitet. In diesem Rahmen werden Flockungsmittel eingesetzt (Eisenchloride, Eisensulfate, geringe Mengen an anionischen Flockungsmitteln). Mittels Kalziumhydroxid wird der pH-Wert auf 7,5 bis 8 eingestellt. Auf diese Weise fällt Dickschlamm mit bis zu 15 Masse-% Feststoffgehalten an.

Es folgt nun eine nochmalige Behandlung mit Kalziumhydroxid, die dazu dient, den pH-Wert weiter anzuheben und die Geruchsentwicklung zu verringern.

Zweckmäßigerweise werden die bis auf einen Trocken substanzgehalt von mindestens 25 Masse-% teilentwässer ten Schlämme aus der Papierindustrie, den kommunalen Kläranlage und die bei der Kühlwasserreinigung aus den Flüssen durch Sedimentation anfallenden Schlämme in einem Verhältnis von 1 : 1 : 1 gemischt.

Der so erhaltene Schlamm wird über eine Filterpresse gegeben,wobei nach dieser Behandlung ein Schlamm mit einem TS-Gehalt zwischen 45,0 und 50,0 Masse-% entsteht.

Als mineralische Zuschlagstoffe kommen die bereits bekannten mineralischen Zuschlagstoffe in Betracht, beispielsweise jede Art von Mineraldünger (N, P, K, Ca, Mg), mit Spurenelementen, wobei deren Zusammensetzung auf die spezielle Düngervorgabe abgestimmt wird.

Es wird bevorzugt eine Mineraldünger-Zusammensetzung mit etwa 1 bis 15 Masse-% pflanzenverfügbaren Anteilen (N, P, K, Ca, Mg), 0,4 Masse-% Spurenelementen, sowie 6 bis 15 Masse-% einer mineralischen Füllmasse, wobei als eine derartige Füllmasse ein Gesteinmehl, beispiels weise SiO₂, zu verstehen ist.

Es wurde nun gefunden, daß bei Zugabe von Asche aus der Verbrennung von kommunalen Klärschlämmen zu der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, bestehend aus Papier-, Klär- und Sedimentationsschlamm mit einem anteilmäßig gleichen Relativverhältnis im Gemisch, ein TS-Gehalt bis auf 75% erreicht wird.

Durch die anschließende Formung können ohne großen Aufwand, beispielsweise Pellets mit einem TS-Gehalt von 98 Masse-% erhalten werden, deren Abmessung so gewählt ist, daß eine gleichmäßige Verteilung gewährleistet wird.

Im Gegensatz zu einem Gemisch bestehend aus den oben genannten Klärschlämmen mit mineralischen Düngemitteln bei einem TS-Gehalt von nur ca. 60 Masse-% zeigt das erfindungsgemäße Gemisch eine große Stabilität, (kein Entmischen) so daß dadurch die Lagerfähigkeit des erfindungsgemäßen organisch-mineralischen Düngemittels und seine Streufähigkeit entscheidend verbessert wird.

Das erfindungsgemäße organisch-mineralische Düngemittel führt zu einer Reihe weiterer Vorteile.

Die Anteile der bisher verwendeten nährstoff- und spurenelementarmen mineralischen Düngerfüllmasse kann durch nährstoff- und spurenelementreichere Asche aus der kommunalen Klärschlammverbrennung ersetzt werden.

Die Nährstoff- und Spurenelementeaufnahme durch die Pflanzen kann besser gesteuert werden.

Die auf die zu düngende Fläche aufgebrachten Pellets, ermöglichen aufgrund ihrer Festigkeit, eine sehr langsame Freisetzung der Nährstoffe und erschließbaren Spurenelemente, so daß Verluste infolge Auswaschungen und umweltbelastende Überdosierung minimiert werden.

Aufgrund einer möglichen Anpassung in der Zusammensetzung der Mineraldünger-Komponente an die Düngervorgabe ist das erfindungsgemäße Düngemittel von erhöhter Anwendbarkeit, beispielsweise für den Wein- oder Ackerbau, sowie Gemüse- und Gartenbau.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Düngemittels erfolgt in an sich bekannter Weise, zum Beispiel, indem man das aus dem erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden, bis auf mindestens 25 Masse-% entwässerten Schlämmen in einem geeigneten Aggregat, wie z. B. einem Zwangsmischer vorlegt und mit der Asche aus der Klärschlammverbrennung derart versetzt, daß ein Trockensubstanzgehalt von 75 Masse-% erreicht wird und anschließend der erfindungsgemäßen Mischung eine Mineraldüngermischung beimengt.

Anschließend wird die Masse über eine Pelletierpresse zu beispielsweise strangförmigen Pellets mit einer Abmessung von 5 bis 7 mm geformt.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die erfindungsgemäßen Formkörper und ihre Herstellung.

Beispiel 1

Strangförmige Pellets für Applikation im Weinbau. 100 kg eines Belebtschlammes der Papierherstellung werden mit 100 kg eines kommunalen Klärschlamms und 100 kg eines Sedimentationsschlamms, jeweils bis auf einem TS-Gehalt von mindestens 25% entwässert, in einem Zwangsmischer mit 60 kg einer Asche aus der Klärschlammverbrennung gemischt.

Die geringen Anteile an Nährstoffen N und P sind von untergeordneter Bedeutung. Die zu verwendende Flugasche, eine feinstaubige graue Masse, zeichnet sich dadurch aus, daß sie größere Mengen an Feuchtigkeit binden kann.

Anschließend werden 84 kg einer Mineraldüngermischung der Zusammensetzung
13% N
11% P als P₂O₅
23% K als K₂O
1,5% Mg
zugegeben und homogen eingemischt.

Die Mischung wird über eine Pelletierpresse zu Pellets einer Abmessung von 5 bis 7 mm gepreßt.

Das so hergestellte Düngemittel weist folgende Zusammensetzung auf:
5% N, 4% P, 8% K, 0,5% Mg
mind. 30% Humus
8% Kieselsäure.

Der Humusanteil ersetzt teilweise den dem Boden entzogenen Humus.

Der Kalkgehalt trägt zur Erhaltungskalkung der Böden bei.

Die Kieselsäure mobilisiert die durch Mineraldüngung bodenbürtigen Phosphate und macht diese wieder pflanzenverfügbar.

Kieselsäure festigt die Pflanzenstruktur und immunisiert die Pflanze in erheblichem Maße gegen tierische und pilzliche Schädlinge. Spritzungen mit Pestiziden und Fungiziden können erheblich verringert werden.

Die Herstellung von Spezialdüngern garantiert eine ganzjährige Verwertung der anfallenden Rohstoffe.

Beispiel 2

Strangförmige Pellets für Applikation im Gemüseanbau.

Verwendung findet das organisch-mineralische Düngemittel u. a. bei folgenden Kulturen:
Spargel, Karotten, Radieschen, Kartoffeln.
100 kg mit mindestens 25 Masse-% TS-Gehalt eines Belebtschlammes der Papierherstellung werden mit 100 kg kommunaler Klärschlamm und 100 kg Sedimentationsschlamm mit jeweils 25 Masse-% TS- Gehalt, in einem Zwangsmischer mit 60 kg einer Flugasche aus der Klärschlammverbrennung gemischt. Anschließend werden 60 kg einer Mineraldüngermischung der Zusammensetzung
16% N
18% P₂O₅
22% K₂O
4% MgO
zugegeben und homogen eingemischt.

Die Mischung wird über eine Pelletierpresse zu Pellets einer Abmessung 5-7 mm gepreßt.

Das speziell für den Gemüseanbau hergestellte Düngemittel weist folgende Zusammensetzung auf:
4,5% N, 5% P, 6% K, 1% Mg
mind. 30% Humus
8% Kieselsäure
10% CaO.

Die oben angeführten Gemüsesorten zeichnen sich durch größeren Ertrag, festere Konsistenz und geringere Anfälligkeit gegen pilzliche und tierische Schädlinge aus.

Durch Veränderung der Zusammensetzung der Mineraldünger mischung kann für jede Kultur ein spezielles Düngemittel hergestellt werden, das den Bedürfnissen der einzelnen Spezies angepaßt ist.

Claims

1. Organisch-mineralisches Düngemittel, mit einem Gehalt an bei der Reinigung von Abwässern indus trieller und kommunaler Herkunft anfallenden Schlämmen, an Asche und an einer Mineraldünger mischung, dadurch gekennzeichnet, daß das Düngemittel aus jeweils bis auf einen Trockensubstanzgehalt von mindestens 25 Masse-% entwässerten

a) Papierschlämmen
b) kommunalen Klärschlämmen und
c) Sedimentationsschlämmen besteht und zusätzlich bezogen auf die 100 Masse-% bildenden Komponenten a), b) und c)
d) Asche aus der Verbrennung von kommunalen Klär schlämmen in einer Menge von 20 Masse-%, und
e) die Mineraldüngermischung (N, P, K, Mg und Spuren elemente) in einer Menge von 20 bis 28 Masse-% enthält.

2. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten a), b) und c) in einem Massen verhältnis von a : b : c = 1 : 1 : 1 enthalten sind.

3. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung der Komponenten a), b), c), d) einen Trockensubstanzgehalt von 75 Masse-% aufweist.

4. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mineraldüngermischung folgende Zusammensetzung hat:
1-15 Masse-% pflanzenverfügbare Anteile an N, P, K, Ca und Mg sowie bis 0,4 Masse-% an Spuren elementen und 6 bis 15 Masse-% an mineralischer Füllmasse.

5. Düngemittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es zu Pellets geformt ist.

6. Düngemittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets ein Trockensubstanzgehalt von 98 Masse-% aufweisen.

7. Düngemittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pellets strangförmig sind und eine Abmessung von 5 bis 7 mm aufweisen.