NO893433L - Anvendelse av calsiumsulfat til forbedring av fermenteringen av organiske avfallstoffer. - Google Patents

Description

Organiske avfallsstoffer, særlig av vegetabilsk opprinnelse, nedbrytes under påvirkningen av hovedsakelig aerobe mikroorganismer under humusdannelse. I humusdannel-

sen er ikke bare bakterier og sopper, men også protozoer samt lavere og høyere ormer involvert. Av avgjørende betydning for kvaliteten til humusen og hastigheten ved den mikrobielle omdannelse, er tilstedeværelsen eller fraværet av baser. Dersom basiske mineralstoffer er til stede i til-strekkelig mengdefså dannes basemettede humuskolloider som sammen med leirekolloidene gir det såkalte sorpsjons-kompleks i jorden.

Basiske mineralstoffer som vanligvis tilsettes ved humusdannelsen, er kalsiumcarbonat og dolomitt, i den senere tid også korall- og algekalk. Kalsiumcarbonat og dets dobbelt-salt med magnesiumcarbonat er imidlertid bare svært lite oppløselig, noe som gjør deres effekt liten. Dessuten har alkaliteten en negativ virkning sammen med visse mikroorganismer, noe som også kan føre til en langsom forråtnelse under humusdannelsen.

Kalsiumoxyd er allerede blitt tilsatt til klareslam

for å bringe det over.i fast form, for å gjøre den deponer-bar, men kalsiumoxyd ville først og fremst fullstendig eller i stor utstrekning gjøre det av med levende mikroorganismer, slik at kalsiumoxyd er uegnet for en fremskyndet humusdannelse.

Særlig på grunn av økningen i gjennomføringen av desulfurering av røykegasser fra kullkraftverk vil det i den nære fremtid oppleves produksjon"av en mengde av kalsiumsulfat, såkalt REA-gips, som ikke kan nyttiggjøres og som ikke bare er et hittil verdiløst biprodukt, men som også forårsaker ytterligere deponeringskostnader.

Fra DE OS 3.614.183 er det kjent å anvende kalsiumsulfat sammen med dolomitt, soda, boraks og sitronsyre som gjødningsmiddel eller hurtigkomposteringsmiddel for organisk avfall.

Den oppgave som lå til grunn for oppfinnelsen, besto

i å forbedre fermenteringen av organiske materialer og/eller øke jordforbedring ved å bruke kalsiumsulfatet som i frem-

tiden vil være tilgjengelig i store mengder.

Ifølge oppfinnelsen løses denne oppgave ved at man for forbedring av fermenteringen av organiske avfallsstoffer og/eller jordforbedring, anvender kalsiumsulfat sammen med montmorillonitt og minst ett fosfat.

Når det her er tale om fermenteringen av organiske avfallsmaterialer, så er dette uttrykk ment i sin videste betydning og betyr den mikrobielle nedbrytning av vege-tabilske og animalske stoffer, slik som kompostering og humifisering, nedbrytningen av organisk husholdnings- og industrisøppel, planeringsbehandling av jordbruks- og skog-bruksgrunn, og andre nedbrytningsfremgangsmåter for organiske avfallsstoffer ved innvirkning av mikroorganismer, som bakterier og sopper.

Anvendelsen ifølge oppfinnelsen av kalsiumsulfat av enhver opprinnelse, som av REA-gips, annen gips eller anhydritt, i blandingene fører til en rekke overraskende fordeler som fagmannen ikke kunne forutse.

Således blir tilblandingen av kalsiumsulfat til organiske avfallsstoffer for deres fermentering, som til forråtnelse for kompostering, ikke bare tolerert, men på overraskende måte aktiveres og fremskyndes fermenteringen ved denne tilblanding, noe som muligens kan tilskrives forskjellige årsaker. Kalsiumsulfat er lettere oppløselig enn kalsiumcarbonat, reagerer nøytralt og inneholder ikke bare det kalsium som er påkrevet for actinomycetene som spiller en vesentlig rolle ved oppstartingen av forråtnelsen, men også det svovel som mikroorganismene trenger, faktisk allerede i en oxydert form. Foreliggende oppfinnelse er ikke ment å være bundet til noen bestemt teori, men det kan på-vises eksperimentelt at tilsetningen av kalsiumsulfat re-sulterer i at de kjemiske endringene ved kompostering finner sted hurtigere slik at kompostering avsluttes tidligere enn i henhold til teknikkens stand.

Kvaliteten av humusen forbedres vesentlig ved hjelp av blandingene som brukes i henhold til oppfinnelsen når det gjelder kompostering eller flategjødsling. Dette viser seg ikke bare visuelt og sensorisk på humusproduktet, men lar seg kvantifisere ved hjelp av økt utbytte som kan vises ved sammenligningsforsøk på humus fremstilt ved hjelp av forskjellige fremgangsmåter. Således kunne det fastslås ved hjelp av forsøk at planteutbyttet på humus fremstilt ved å tilsette en blanding ifølge oppfinnelsen, var vesentlig høyere enn utbyttet med humus erholdt ved å tilsette lavamel eller algekalk ved samtidig bruk av kalsiumfosfat og bentonitt, eller ved tilsetning av en blandning av thomas-mel og bentonitt, eller ved tilsetning av en blanding av kalsiumsulfat, dolomitt, soda, boraks og sitronsyre.

Dessuten ble det fastslått at den mikrobielle fermentering av organisk avfallsstoff under tilsetning av blandinger som anvendes ifølge oppfinnelsen, har en detoksi-fiserende virkning ettersom f.eks. tungmetaller, slik som kadmium, forbrukes av mikroorganismene. I jord med lavt kadmiuminnhold ble det til og med iakttatt en sterk økning i mikrobiell aktivitet.

Endelig kan blandingene anvendt ifølge oppfinnelsen fjerne brysomme lukter når de tilsettes ekskrementer fra dyr eller mennesker ettersom den flytende gjødsel brytes hurtig ned ved mikrobiell virkning slik at det kan brukes som gjødningsmiddel uten luktbelastning.

Ettersom den mikrobielle omdannelse av ethvert organisk avfallsstoff av animalsk eller vegetabilsk opprinnelse likeledes som bekjent finner sted aerobt, er enhver fermentering av organisk avfallsstoff under anvendelse av kalsiumsulfat effektiv, uansett om det organske avfallsstoff er fast eller flytende ekskrement fra dyr eller mennesker, om det er tildekking eller flatekomposteringen ved strå, stubber eller bladmasse, om det er nedfalt løv eller nedfalte nåler fra skog eller om det er husholdningsavfall i søppel-fyllinger eller faststofffermentorer.

Ved fermenteringen av avfallsstoffer i store mengder, som i forråtnelsesanlegg for kompostering eller ved fast-stoff ermentorer, er det hensiktsmessig å tilsette kalsium-sulf atet i en mengde på 100 g til 50 kg, fortrinnsvis opp til 15 kg, og fortrinnsvis fra 5 til 10 kg pr. m 3 av det organiske avfallsstoff. I tilfellet med overflatekompost- ering er det hensiktsmessig å spre kalsiumsulfatet i en mengde på 50 g/5 kg, fortrinnsvis opp til 1 kg, særlig i en mengde på 100 - 500 g, pr. m 2.

Montomorillonitten som tilsettes ifølge oppfinnelsen,

er fortrinnsvis bentonitter, særlig kalsiumbentonitt. Montmorillonittene har en særlig gunstig innflytelse etter-

som de akkumuleres til humussyrene slik at de derved dannede komplekser holder vannet i jorden.

Som fosfater kan det ifølge oppfinnelsen benyttes

lett oppløselige eller tungt oppløselige fosfater. Lett opp-løselige fosfater er de kjente superfosfatene, som inne-

holder kalsiumdihydrogenfosfatet og kalsiumsulfatet, og som kan erholdes ved omsetning av råfosfater med svovelsyre.

Ifølge oppfinnelsen er det imidlertid foretrukket å anvende tungt oppløselige fosfater, som f.eks. særlig råfosfatmel og/eller thomas-fosfatmel. Thomas-fosfåtene stammer fra belegget i thomas-konverterne og inneholder ca. 15% P2°5*Råfosfatene har f.eks. et P20^-innhold på ca. 30%. I tillegg til de ovenfor angitte bestanddelene kan det ifølge oppfinnelsen også anvendes thomas-kalk eller støperikalk sammen med kalsiumsulfatet. -

De tre nødvendige bestanddelene ifølge oppfinnelsen, kalsiumsulfat, montmorillonitt og fosfat, kan inkorporeres hver for seg i det organiske avfall som skal fermenteres,

eller kan tilføres hver for seg til jorden som skal forbedres. Fortrinnsvis brukes de imidlertid i blanding med hverandre,

som midler for jordforbedring eller for forbedring av fermenteringen av organiske avfallsstoffer.

Slike midler ifølge oppfinnelsen inneholder even-

tuelt også ytterligere jordalkaliforbindelser, fortrinnsvis kalsium- og/eller magnesiumforbindelser, eller jordalkalimineraler som inneholder slike forbindelser. Midlene ifølge oppfinnelsen inneholder hensiktsmessig også ytterligere sporelementer, fortrinnsvis i form av malmpulvere og/eller slaggmel.

En særlig gunstig form av jordforbedringsmidlene

ifølge oppfinnelsen består i at de, i tillegg til blandingen av kalsiumsulfat, montmorillonitt og fosfat, også inneholder

skumstofflak, fortrinnsvis aminoplastskumstofflak, samt humus. Egnede aminoplastskumflak kan fremstilles i henhold til DE-PS 2 477 880, som det her henvises til i sin helhet. Skumstofflakene anvendt ifølge oppfinnelsen kan særlig

ha de kjennetegn som er beskrevet i dette DE-PS 2 477 880, hensiktsmessig inneholder jordforbedringsmidlene derved,

pr. volumdel humus, 3- 6, og fortrinnsvis 4-5 volumdeler av skumstofflakene, og 0,025 - 0,25, fortrinnsvis 0,05 -

0,15 volumdeler av en blanding av kalsiumsulfat, montmorillonitt og fosfat, eventuelt med sporelementer .-

Uavhengig av om kalsiumsulfat, montmorillonitt og fosfat brukes hver for seg eller i en foreløpig blanding med hverandre, er det hensiktsmessig at mengdeforholdene mellom disse tre bestanddelene ifølge oppfinnelsen er slik regulert at vektforholdet mellom kalsiumsulfat og montmorillonitt er 1:0,1-10, fortrinnsvis 1:0,25-5, særlig 1:0,5-1,5,

og at vektforholdet mellom kalsiumsulfat og fosfat er 1:0,1-10, fortrinnsvis 1:0,25-5, særlig 1:0,5-2. Gode resultater fås eksempelvis ved et vektforhold mellom kalsiumsulfat og montmorillonitt og fosfat på 1:1:1 eller 1:1:0,5.

Sammenligningsforsøk 1

En humus fremstilt ifølge oppfinnelsen ble sammenlignet med hensyn på utbytte med to typer humuser erholdt ifølge teknikkens stand, ved hjelp av den vanlige karsetest.

Humusen ifølge oppfinnelsen ble utvunnet i en statisk tunnelreaktor ved tilsetning av i kg kalsiumsulfat, 5 kg dolomitt, 15 kg thomas-fosfatmel og 10 kg bentonitt pr. 1,5

m 3 planteavfall. Denne humus ble betegnet humus A.

En sammenligningshumus B ble utvunnet på tilsvarende måte under tilsetning av 10 kg bentonitt og 15 kg thomas-fosfatmel, men uten kalsiumsulfat. En ytterligere sammenligningshumus ble erholdt i den samme apparatur under tilsetning av 10 kg bentonitt, 10 kg lavamel og 10 kg råfosfat pr. 1,5 m 3. Til sist ble det som sammenligningshumus D anvendt en kommersielt tilgjengelig markhumus på basis av kumøkk.

Ved den kvantitative karsetest ble flate skåler av sement som målte 40 x 25 x 6 cm, fylt med komposten som skulle testes, og sådd med 10 g karsefrø. På den andre og fjerde dag ble det forbrukte vann erstattet. På den sjette dag ble karsen kuttet med saks og veid. Resultatet var at sammenligningshumusen C ga 86 g, den kommersielt tilgjenge-lige markhumus D ga 124 g, humusen B erholdt bare ved hjelp av thomas-fosfatmel og bentonitt ga 137 g, mens humus A erholdt ifølge oppfinnelsen under anvendelse av tilsatt kalsiumsulfat, ga 160 g.

Det er derfor åpenbart at tilsetningen av kalsiumsulfat gir en betydelig forbedring av humusen i form av økt utbytte.

Sammenligningsforsøk 2

For å vise den overraskende tekniske effekt ifølge oppfinnelsen sammenlignet med gjenstanden for DE-OS 3 614 183, ble et sammenligningsforsøk med et karsefrø gjennomført.

Tilsetning A besto av 1 1 humus som var blitt godt blandet med 3,8 g gips., 3,8 g thomas-fosfat og 1,5 g bentonitt .

Tilsetning B besto av 1 1 humus som var blitt godt blandet med 5 g pulverisert dihydratgips, 1,5 g pulverisert dolomitt, 0,4 g soda, 0,175 boraks og 0,05 g sitronsyre.

Fra hver av de to tilsetningene A og B ble 4 g blandet til en oppslemming med 50 ml vann, og 4 g karsefrø fikk svelle i 90 minutter der.

Begge frøoppslemmingene ble fordelt i et plantegitter med humus og satt ut på et regnbeskyttet sted i friluft. Vanningen skjedde automatisk ved hjelp av en dyrkningsbe-holder som garanterte en konstant grunnvannstand.

Resultater:

Claims (16)

1. Anvendelse av kalsiumsulfat sammen med montmorillonitt og minst ett fosfat for å forbedre fermenteringen av organisk avfallsstoff og/eller for jordforbedring.

2. Anvendelse ifølge krav 1 av kalsiumsulfat dannet under desulfurering av røkgass.

3. Anvendelse av kalsiumsulfat ifølge kravene 1 eller 2 i et vektforhold til montmorillonitt på 1:0,1-10, fortrinnsvis 1:0,25-5, særlig 1:0,5-1,5, og i et mengdeforhold til fosfat på 1:0,1-10, fortrinnsvis 1:0,25-5, særlig 1:0,5-2.

4. Anvendelse av kalsiumsulfat ifølge et av kravene 1-3 sammen med minst ett tungt oppløselig fosfat, fortrinnsvis råfosfatmel og/eller thomas-fosfatmel.

5. Anvendelse av kalsiumsulfat ifølge et av kravene 1-4 sammen med ytterligere jordalkaliforbindelser, fortrinnsvis kalsium- og/eller magnesiumforbindelser, eller jordalkalimineraler.

6. Anvendelse av kalsiumsulfat ifølge et av kravene 1 - 5 i blanding med montmorillonitten og fosfatet.

7. Anvendelse av kalsiumsulfat ifølge kravene 1 - 6 i en mengde på 100 g - 50 kg, fortrinnsvis opp til 15 kg, pr. m 3 av de organiske avfallsstoffene som skal fermenteres.

8. Anvendelse av kalsiumsulfat ifølge kravene 1-6 i en mengde på 50 g - 50 kg, fortrinnsvis opp til 1 kg, pr. m 2 ved flatekompostering.

9. Middel for forbedring av fermenteringen av organiske avfallsstoffer og/eller for jordforbedring, med et innhold av kalsiumsulfat, karakterisert vedat det i tillegg inne holder montmorillonitt og minst ett fosfat.

10. Middel ifølge krav 9, karakterisert vedat det som kalsiumsulfat inneholder kalsiumsulfat dannet ved desulfurering av røkgass.

11. Middel ifølge krav 9 eller 10,karakterisert vedat det inneholder et vektforhold mellom kalsiumsulfat og montmorillonitt på 1:0,1-10, fortrinnsvis 1:0,25-5, særlig 1:0,5-1,5, og-mellom kalsiumsulfat og fosfat på 1:0,1-10, fortrinnsvis 1:0,25-5, særlig 1:0,5-2.

12. Middel ifølge et av kravene 9-11,karakterisert vedat det som fosfat inneholder tungt oppløselig fosfat, fortrinnsvis råfosfatmel og/eller thomas-fosfatmel.

13. Middel ifølge et av kravene 1-12,karakterisert vedat det i tillegg inneholder ytterligere jordalkaliforbindelser, fortrinnsvis kalsium- og/eller magnesiumforbindelser, eller jordalkalimineraler.

14. Middel ifølge et av kravene 9-13,karakterisert vedat det i tillegg inneholder sporelementer, fortrinnsvis malmpulver og/eller slaggmel.

15. Middel ifølge et av kravene 9-14,karakterisert vedat det i tillegg inneholder skumstofflak, fortrinnsvis aminoplastskumstofflak, og humus.

16. Middel ifølge krav 15, karakterisert vedat det for hver volumdel humus, inneholder 3-6, fortrinnsvis 4-5, volumdeler av skumstofflakene, og 0,025 - 0,25, fortrinnsvis 0,05 - 0,15, volumdeler av blandingen ifølge et av kravene 1-14.