DK166580B1 - Fremgangsmaade til omdannelse af ammoniumholdig gylle eller lignende - Google Patents

Description

DK 166580 B1

Opfindelsen vedrører en fremgangsmåde til omdannelse af ammoniumholdig gylle eller lignende til et i vid udstrækning lugtfrit gødningsmateriale, som er uskadeligt for grundvandet, og som indeholder mindst ét ammoniumabsor-5 faerende lermineral.

Inden for landbruget er der det problem i forbindelse med store kvæghold, at den herved frembragte betydelige mængde gylle ikke længere kan tilføres landbrugsjorden, uden at grundvandet belastes med uacceptable nitratmængder. Hertil 10 kommer den gennemtrængende lugt fra gyllen. Da gyllen næsten ikke nedbrydes af jordbakterier i vintermånederne, optræder der i dette tidsrum en speciel kraftig belastning af grundvandet med nitrogen, så at lovgivningsmagten har indført indskrænkninger i tidspunkterne for udkørsel af 15 gylle. Desuden er den mængde gylle, som må køres ud på et bestemt landbrugsareal, blevet begrænset, så at der opstår et betydeligt overskud af gylle.

På den anden side indeholder gylle, som består af en blanding af ekskrementer, urin og mineraler af animalsk op-20 rindelse, værdifulde gødningsstoffer og mineraler, så at der er interesse for at tilføre disse stoffer til landbrugsjorden af hensyn til gødskning. Den i gyllen indeholdte nitrogen indeholdes i alt væsentligt i form af ammonium, som efter udkørsel eller anbringelse på jorden ved 25 overskridelse af jordens tilbageholdelsesevne meget let udvaskes af regn og belaster grundvandet, hvorefter jordbakterierne omsætter nitrogenet i ammoniummet til nitrogen i nitratforbindelser, før ammoniummet kan optages af planterne som næring.

30 Fra firmaet Sud-Chemie AG kendes et middel til gyllebehandling (technische Informationen viber "AGRIBEN" 10/79), der er fremstillet af et specielt lermineral med betegnelsen bentonit. Ved hjælp af dette middel skulle ammoniumnitrogenet blive adsorberet for derved at forhindre lugtgener i 35 starten, når gyllen kommer i forbindelse med luften. Det DK 166580 B1 2 omhandlede litteratursted indeholder ingen angivelser af sammensætningen af dette AGRIBEN-middel.

I DE-OS 32 25 454 angiver det samme firma imidlertid yderligere enkeltheder vedrørende dette middel eller vedrørende 5 en lignende fremgangsmåde. Ved den deri angivne fremgangsmåde til behandling af fækalt affald ved behandling med lermineraler benyttes mikroorganismer til omdannelse af affaldet, idet disse mikroorganismer er indlejret i lermineraler, såsom bentonit. Bentonit er blevet valgt på grund ' af dets store specifikke overflade, der formår at optage store mængder af mikroorganismer. Hovedeffekten opnås altså her ved hjælp af de i lermineralet indeholdte mikroorganismer, så at en forholdsvis ringe mængde, som fx 2-3 kg til 1 m^ kvæg- eller svinegylle eller 8-10 kg til 1 m·* hønsegyl-15 le, åbenbart er tilstrækkeligt til forhindring af lugtgenerne .

Det er endvidere fra DE-OS 33 17 241 kendt at fremstille en naturgødning på basis af hønsegødning ved sammenblanding med bentonitmel og brændt kalk. En sådan fremgangsmåde har 20 imidlertid den væsentlige ulempe, at den tilsatte brændte kalk uddriver ammoniak af hønsegødningen eller -gyllen, hvilken ammoniak er en giftig gas, der fører til andre betydelige lugtgener. Endvidere ødelægger den brændte kalk bentonittens evne til at optage ammonium.

25 I DE-OS 23 42 999 beskrives en fremgangsmåde til fremstilling af et gødningsmiddel af kogødning, idet gødningen eller gyllen tilsættes organiske stoffer med en stor løsningsevne, som fx tørv. Endvidere tilsættes en ringe mængde ler, fx i form af bentonit, men denne mængde er imidlertid ..o så ringe, at der ikke kan ske nogen binding af hele ammoniummængden .

Endelig kendes fra DE-OS 15 92 812 og DE-OS 15 92 758 fremgangsmåder, der imidlertid ikke egner sig til at binde den i gylle indeholdte ammonium ved sorption.

DK 166580 B1 3

Den foreliggende opfindelse har til formål at tilvejebringe en fremgangsmåde til omdannelse af gylle eller lignende til et anvendeligt gødningsstof, ved hvilken fremgangsmåde det ovenfor beskrevne såkaldte gylleproblem løses, dvs. ved 5 hvilken fremgangsmåde der af gylle eller lignende frembringes et i vid udstrækning lugtfrit gødningsstof, som ikke belaster grundvandet, og som på miljøvenlig måde kan tilføres landbrugsjorden praktisk talt på en hvilken som helst årstid.

10 I overensstemmelse med opfindelsen udnyttes den erkendelse, at gyllens grundvandsskadelige virkning i hovedsagen hidrører fra det i gyllen indeholdte ammonium, som efter bakteriel omdannelse til nitrat kan udvaskes fra agerjorden af regnvand og dermed i forbindelse med en stor tilførsels-15 koncentration når grundvandet. Det ovenfor angivne formål opnås i overensstemmelse med opfindelsen ved, at gyllen tilsættes en sådan mængde lermineral, at i hovedsagen hele mængden af det i gyllen indeholdte ammonium ved absorption bindes i lermineralet under fuld udnyttelse af udvekslings-20 eller bytningskapaciteten for en negativ overskudsladning i lermaterialets krystalgitter, og at det faste gødningsmateriale derefter adskilles fra væske.

Resultatet er et jordlignende materiale med muldagtig konsistens, hvilket materiale kan oplagres midlertidigt 25 og/eller spredes ud ved hjælp af spredemaskiner på landbrugsarealer. Det i lermineralet bundne ammonium nedbrydes så langsomt af jordbakterierne og tilføres langsomt jorden som næringsstof.

Som lermineral kan fordelagtigt benyttes et montmorillonit-30 materiale, der findes som jordart (såkaldt benonit).

Som lermateriale kan imidlertid også benyttes et vermicu-litmateriale, som ganske vist er meget drøjt, men samtidigt DK 166580 B1 4 dyrere. Sådanne lermineraler forekommer i naturen i store mængder og tjener samtidigt som jordforbedringsmateriale.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan hensigtsmæssigt omfatte følgende fremgangsmådetrin: 5 a) ventilering af gyllen med luft i et røreværk, b) tilsætning af lermateriale (fx montmorillonit) i et røreværk, c) henstand af blandingen, indtil der har indstillet sig en sorptionsligevægt (ca. 24 timer), og 10 d) adskillelse af fast gødningsmateriale og væske, fx i en dekanteringscentrifuge.

En specielt virksom binding af ammoniummet til krystalgitteret i det benyttede lermineral opnås, når fremgangsmådetrinene b) og c) udføres to gange efter hinanden ved 15 tilførsel af den halve lermineralmængde pr. gang. På denne måde sikres det, at lermineralets optagelsesevne udnyttes fuldt ud.

I det tilfælde, at gyllen indeholder større faste partikler, kan disse gøres mindre ved udførelse af fremgangs-20 mådetrinet a). Der opnås en specielt stor optagelse af ammonium i lermineralet, når blandingens pH-værdi før tilsætningen af lermineralet indstilles på en værdi på mere end 8, dvs. på en alkalisk værdi, ved tilsætning af natronlud eller lignende.

25 Det ved fremgangsmådetrin d) frembragte faste materiale kan tørres eventuelt ved hjælp af varm luft, for at frembringe et gødningsmateriale, som kan lagres og er let at transportere. En anden fordelagtig behandling af gødningsmaterialet består i, at der slutteligt tilføres kalkstensmel 30 eller lignende. Ved denne foranstaltning opnås, at gødningsmaterialets restfugtighed bindes, og at der fremkommer et gødningsmateriale, som kan spredes eller strøs ud, og som samtidigt kan tjene som jordforbedringsmateriale, da DK 166580 B1 5 materialet på gunstig måde påvirker de jordmekaniske egenskaber (muldstruktur, vandoptagelsesevne og lignende). Endvidere flokkuleres de kolloide bestanddele i gyllen i vid udstrækning ved tilførsel af montmorillonit, hvorved en 5 gelatinevirkning på jordoverfladen undgås.

Andre fordelagtige udførelsesformer eller foranstaltninger ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen fremgår af de øvrige underkrav. Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret.

10 Den i en lagertank opbevarede gylle, fx svinegylle, gylle fra køer eller ekskrementer fra hønsehold, tilføres et passende røreværk, i hvilket materialet ventileres ved lufttilførsel. Ved denne aerobe bearbejdning omdannes urinstoffet, der findes i gyllen, til ammoniumcarbonat. Ved 15 den selvopvarmning af gyllen, som sker under denne proces, dræbes patogene kim, og der sker allerede en betydelig lugtformindskelse. Findes der for store faste partikler i gyllen, kan disse gøres mindre før ventilering i en passende sønderdelingsindretning.

20 Den på denne måde ventilerede gylle tilsættes derefter ved hjælp af et røreværk i et større sedimentationsbassin, af den type, som er almindeligt benyttet i sukkerraffinaderier, et lermineral, specielt et montmorillonit-materiale. Blandingen får lov til at stå, med periodisk omrøren, i et 25 tidsrum, der er tilstrækkeligt til, at der indstiller sig en sorptionsligevægt (ca. 24 timer). Derefter sker der i en dekanteringscentrifuge eller i en anden passende indretning en adskillelse af fast gødningsmateriale og resterende væske.

30 Restvæsken indeholder så få reststoffer, at det efter laboratoriekontrol kan afgives som spildevand enten til et afløb eller til et rensningsanlæg. Det faste gødningsmateriale tørres derefter i et varmlufttørringsanlæg, hvorved DK 166580 B1 6 der fremkommer et i vid udstrækning lugtfrit gødningsmateriale, som ikke længere belaster grundvandet.

For at opnå en specielt god udnyttelse af lermineralets optagelsesevne, sker tilførslen af lermineral i røreværket 5 hensigtsmæssigt først med den halve mængde af lermaterialet og derefter lades lermineralet virke ved periodisk omrøring. Dernæst tilføres endnu engang den samme mængde lermineral, og processen gentages.

Lermineralets optagelsesevne optimeres desuden ved, at pH-10 værdien i gyllen ved tilsætning af natronlud eller lignende, indstilles på en værdi på mere end 8, fortrinsvis på 8,2, før tilsætning af lermineralet.

Funktionen i fremgangsmåden ifølge opfindelsen består i, at de ammoniumioner (NH4+), som er indeholdt i gyllen, bindes 15 ved hjælp af krystalgitteret i montmorilloniten eller et andet lermineral ved, at der mellem tetraederlag i krystalgitteret findes en negativ overskudsladning, som kan mættes af den positivt ladede ammoniumkation.

Denne binding af ammoniummet til lermineralets krystalgit-20 ter er så stærk, at ammoniumionen ikke længere kan udvaskes af regn. Foruden ammoniumioner bliver også andre kationer, der er indeholdt i gyllen (fx calcium-, magnesium- etc.) bundet, så at heller ikke disse længere kan udvaskes.

Laboratorieforsøg har vist, at 1 g montmorillonit er i 25 stand til at binde 1 mval kation. Dette betyder, at 1 g montmorillonit kan binde 18 mg ammonium eller 20 mg calcium. Indeholder 100 g gylle fx 360 mg ammonium, betyder dette, at der til 100 g gylle kræves mindst 20 g montmorillonit under den forudsætning, at dette lermineral ikke 30 allerede er belastet forud med andre stoffer. Det har vist sig, at der ved brug af 40 g montmorillonit til 100 g gylle med gennemsnitsegenskaber er tilstrækkelige reserver til DK 166580 B1 7 stede til i vid udstrækning at binde den totale mængde af den i gyllen forekommende ammonium foruden andre kationer.

Foretages behandlingen med montmorillonit på den tidligere ventilerede gylleblanding i to eller flere trin, benyttes 5 der ved hver proces hensigtsmæssigt den halve eller tilsvarende mængde af lermineralet. Et overskud af jordmineral skader ikke, men fører i værste fald til en uøkonomisk drift.

Lermineralet montmorillonit forekommer i naturen og kan i 10 forholdsvis ren tilstand nedbrydes som betgnit. Dette lermineral tjener i øvrigt ud over til ammoniumbinding også til jordbundsforbedring af bestemte jorde, da lermineralet forbedrer jordens kationbytnings- eller kationudvekslings-evne.

15 I stedet for montmorillonit kan også benyttes et andet lermineral, som kendes under betegnelsen vermiculit, og som i henseende til ammonium har endog større optagelsesevne, men som er dyrere.

For bedre at kunne lagre det frembragte faste materiale 20 midlertidigt og sprede materialet på landbrugsjorde, er det hensigtsmæssigt at tilsætte kalkstensmel (CaCC^) eller lignende til det faste materiale for at binde den resterende fugt og frembringe et gødningsstof, som kan spredes og strøs ud. Denne tilsætning af kalkstensmel har desuden den 25 fordel, at det i forbindelse med sure og tunge jorde kan tjene til jordbundsforbedring.

Den mængde kalkstensmel, som tilføres, afstemmes hensigtsmæssigt på en sådan måde, at der til 100 kg fast gødningsstof tilsættes mindst 10 kg, fortrinsvis 20 kg kalkstens-30 mel.

Claims (13)

1. Fremgangsmåde til omdannelse af ammoniumholdig gylle eller lignende til et i vid udstrækning lugtfrit, fast gødningsmateriale, der er uskadeligt for grundvandet, og 5 som indeholder mindst ét ammoniumabsorberende lemineral, kendetegnet ved, at gyllen tilsættes en sådan mængde lermineral, at i hovedsagen hele mængden af det i gyllen indeholdte ammonium ved absorption bindes i lermineralet under fuld udnyttelse af udvekslings- eller byt-10 ningskapaciteten for en negativ overskudsladning i lermineralets krystalgitter, og at det faste gødningsmateriale derefter adskilles fra væske.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der som lermineral anvendes 15 et montmorillonitmateriale.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der som lermineral anvendes et vermiculitmateriale.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 20 1-3, kendetegnet ved, at fremgangsmåden omfatter følgende trin: a) ventilering af gyllen med luft i et røreværk, b) tilsætning af lermineral i et røreværk, 25 c) henstand af blandingen, indtil der har indstillet sig en sorptionsligevægt (ca. 24 timer), og d) adskillelse af fast gødningsmateriale og væske, fx i en dekanteringscentrifuge.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, 30 kendetegnet ved, at fremgangsmådetrinene b) og c) foretages to gange efter hinanden ved tilsætning af den halve lermineralmængde pr. gang. DK 166580 B1

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, kendetegnet ved, at det faste stof i gyllen sønderdeles før udførelse af fremgangsmådetrinet a).

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 5 1-5, kendetegnet ved, at gyllens pH-værdi før tilsætning af lermineralet indstilles på en værdi på over 8 (alkalisk) ved tilsætning af natronlud.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, 10 kendetegnet ved, at det ved fremgangsmåde trinet d) vundne faste stof tørres ved hjælp af varm luft.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1-8, kendetegnet ved, at gødningsmaterialet tilsættes kalkstensmel.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at der til 100 g gylle med et ammoniumindhold på ca. 360 mg tilsættes mindst 20 g mont-morillonitmateriale.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, 20 kendetegnet ved, at der tilsættes mindst mindst 40 g montmorillonitmateriale.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 4 og 9, kendetegnet ved, at der til 100 kg fast gødningsstof tilsættes mindst 10 kg kalkstensmel.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 12, kendetegnet ved, at der tilsættes mindst 20 kg kalkstensmel.