AT398196B - Verfahren und anlage zur herstellung einer pflanzensubstratmischung - Google Patents

Description

AT 398 196 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung eines Pflanzensubstrates für die Bodenerneuerung durch stufenweises Mischen teilfermentierter, organischer industrieller und/oder kommunaler Reststoffe mit synthetischen, anorganischen Reststoffen wie z.B. granulierter Hochofenschlacke, unter kontrollierter Zugabe von Additiven.

Herkömmliche Verfahren zur Herstellung von Humus und/oder Pflanzensubstraten setzen als Strukturbildner vorzugsweise Torf, Kompost (z.B. Rindenkompost) aber auch anorganische Gläser (Natrium-oder Kaliumsilkatgläser) ein.

Der Einsatz von Klärschlammen als Nährstoffzugabe ist hinlänglich bekannt und wird durch EP-PS 0 156 244 dargelegt. Dabei wird die Herstellung eines Bodenverbesserungsmittels durch Mischen von teilentwässertem, stabilisierten Klärschlamm mit mineralischem Material in einem Mischungs- Verhältnis von etwa 1:2 beschrieben, bis erdähnliches körniges Produkt mit einem Wasseraufnahmevermögenvon ca. 35 Gew.-% organischen Anteilen in der Trockensubstanz entsteht. Die DE-OS 37 03 093 zeigt die Möglichkeit der Erzeugung eines Voll- oder Mehrstoffdüngers durch Feinmahlen und Homogenisieren von Klärschlämmen (Fäkalien), Gülle, phosphathaltigen Hüttenschlacken unter Zumischung von Gips (Halbhydrat).

Durch die DE-OS 36 12 929 wird der thermische Umsatz einer organischen Masse mit Phosphatgestein unter Verwendung eines "sauren" Reaktionspartners beschrieben, wobei ein kombiniertes Phosphordünge-und Bodenverbesserungsmittel entsteht.ln der DE-PS 37 44 317 werden ähnliche Auswirkungen beschrieben, wo durch Verwendung von Calciumsulfat eine Verbesserung der Fermentierung organischer Abfallstoffe in Verbindung mit Montgmorillonit und Thomasmehl und/oder Rohphosphat erreicht wird.

In der DE-PS 37 44 317 werden ähnliche Auswirkungen beschrieben, wo durch Verwendung von Calciumsulfat eine Verbesserung der Fermentierung organischer Abfallstoffe in Verbin- düng mit Montmorillonit und Thomasmehl und/oder Rohphospat erreicht wird.

Ein Bodenverbesserungsmittel auf Basis von aufgearbeitetem Ton und in die Granulate eingebundene feste Partikel von Rindenhumus mit Kalksplitt und Hilfsstoffen wir durch die DE-OS 36 23 140 geoffenbart. Dieses Bodenverbesserungsmittel ermöglicht die rasche Bildung eines Ton-Humus-Komplexes, welcher als sogennannter Sorptionskomplex für die Qualität des Humus und die Geschwindigkeit der mikrobiellen Umsetzung maßgeblich ist.in der DE-PS 37 44 317 werden ähnliche Auswirkungen beschrieben, wo durch Verwendung von Calciumsulfar eine Verbesserung der Fermentierung organischer Abfallstoffe in Verbindung mit Montmorillonit und Thomasmehl und/oder Rohphosphat erreicht wird.

In der DE-PS 17 67 541 wird ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Bodenverbesserungsmittels aus Abwasserschlamm durch Zusatz von Branntkalk vorgestellt, wobei die Reaktionswärme einerseits eine Sterilisation und andererseits eine Trocknung des Schlammes zur pulverförmigen Konsistenz bewirkt. Bei der in der DE-PS 13 02 387 erwähnten Basiskomponente handelt es sich um eine nichtporöse Substanz, nämlich um Stück- oder Abfallglas vom Typus Natrium- oder Kaliumsilikatglas. Darüber hinaus soll die so fixierte Basiskomponente mit Alkali- und oder Thomasschlacken vermahlen werden.

Ausschließlich zur Erhöhung der mechanischen Belastbarkeit wird ein in der SU-Schrift 947 277 beschriebenes Bodenver- festigungsmittel erwähnt. Als organische Komponente ist bei dieser Literaturstelle "Grünlaugenschlamm" vorgesehen, dessen Nachteile hauptsächlich im hohen Gehalt an wasserlöslichen Salzen und Schwermetallverbindungen liegen.

Die japanische Anmeldung JP-A 57-42 785 gibt ein Bodenverbesserungsmaterial an, zu dessem Zustandekommen eine Fer- mentation in einer Rührzelle sowie der Zusatz von Flugasche zur Deodorisierung gefordert wird.

Bei allen im Vorangegangenen erwähnten Patentanmeldungen bzw. Patenten wird grundsätzlich ein dem gegenständlichen Erfindungsgedanken entgegengesetztes Basismaterial verwendet, nämlich ein nichtporöses, in seinem Kornspektrum ungenau definiertes Schlacken- oder Schmelzenprodukt. Darüberhinaus sind konkrete Angaben über die eingesetzte organische Substanz, im Falle der gegenständlichen Anmeldung Faserschlamm aus der Papier- und Zelluloseindustrie, nicht aufzufinden bzw. undeutlich formuliert, sodaß die Lösung der in der Folge dargelegten Aufgabe erst durch die erfindungsgemäße Mischung bestimmter Materialien gewährleistet ist. Im besonderen muß darauf hingewiesen werden, daß das Pflanzensubstrat für sich allein als wachstumsermöglichende Schicht fungieren kann und nicht wie bei den oben zitierten Literaturstellen als Bodenverbesserungsmittel bzw. Bodenverfgestigungsmittel angesehen werden kann.

Der gegenständlichen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Faserschlämme aus der Zellstoffund Papierindustrie als Strukturkomponente in der Mischung in einem Ausmaß einzubinden, daß ein Wasseraufnahmevermögen des Pflanzensubstrates von mindestens 40 Gew.-% erreicht wird, was sich in der Folge für eine erhöhte Nährstoffretention, d.h. geringe Auswaschung und damit minimierte Grundwasserbelastung positiv auswirkt. 2

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Erindungsgemäß wird eine Pfianzensubstratmischung vorgestellt, mit welcher unabhängig von der Zusammensetzung und Qualität des bestehenden Erdbodens bzw. Untergrundes, eine den jeweiligen Bodenschutzgesetzen entsprechende neue nährstoffversorgte Wachstumsschicht aufgebracht wird. Diese Mischung kann je nach gewünschter Bepflanzungskultur in einer Schichtstärke von 10 bis 80 cm aufgebracht und sofort genutzt werden. Durch einen Faserstoffanteii wird gleichzeitig das eingebrachte Luftvolumen erhöht, was wiederum günstig für die Nachfermentierung der organischen Komponenten wirkt, sodaß die Humusneubildung ständig Mineralstoffe pflanzenverfügbar freisetzt und diese im Strukturfilz sorbiert werden können.

Vorzugsweise wird als anorganische Trägerkomponente ein keramisches Material (granulierte Hochofenschlacke, Ziegelsplitt, Schamottekorn), verwendet, weil damit eine Pufferung des Bodens im leicht basischen Bereich gewährleistet ist. Zusätzlich sind die physikalischen Eigenschaften des Trägermaterials hinsichtlich Festigkeit und Porosität ein wichtiges Kriterium für die homogene Verteilung der Faserstoffe und Nährstoffträger im Pflanzensubstratprodukt. Durch Zugabe organischer (z.B. Methylzeiiulose) und/oder anorganischer (z.B. Bentonit) Additive, kann die Endkonsistenz des Fertigpflanzensubstrates für verschiedene Flächenausbringungs- methoden bestimmt werden. Speziell in steilen Hangiagen (über 30°) können dadurch stabile Böschungen in definierter, gleichmäßiger Schichtstärke hergestellt werden. Referenzflächen zeigen bereits nach 6 Monaten dichten Bewuchs und starke Durch- wurzelung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung des Pflanzensubstrates besteht aus einer Mischanlage mit Förder- und Dosieraggregaten und ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß eine überraschend hohe Flexibilität bei verschiedenen "Phasenzuständen" der zu mischenden Komponenten im Viskositätsbereich - schlammig bis krümelig - überlagert von thixotropen Eigenschaften, und somit sowohl ein störungsfreier Betrieb als auch eine optimale Dosierfähigkeit erzielt werden kann. Als Grundausrüstung werden daher mehr als ein Kettenbandförderer mit Vorbunkern eingesetzt.Die Bandgeschwindigkeiten sind vorwählbar und erlauben über die Schüttdichte der jeweiligen zu mischenden Komponenten eine exakte volumetrische Dosierung bzw. Rezeptureinstellung. "Trockene" Mischungs- komponenten werden über mehr als zwei weitere Bunkerstationen mittels Rohrschneckenförderer ebenfalls volumetrisch einem Zentralförderband zugeführt. Von diesem Zentralband werden die Mischungskomponenten wahlweise einem diskontinuierlich arbeitenden Mischer, vorzugsweise einem Horizontalzwangsmischer oder einem kontinuierlich laufenden Pflugscharrohrmischer aufgegeben. Am Mischer direkt befinden sich eine oder mehrere zusätzliche Aufgabemöglichkeiten durch geeignete Aufgabevorrichtungen, vorzugsweise Rohrschnecken, welche aus Silos versorgt werden, um die Möglichkeit einer kontinuierlichen Additivzugabe während des Mischvorganges zu schaffen. Über eine Ringleitung mit Düsen oberhalb der Mischerarme wird, falls erforderlich, die Wasserdosierung vorgenommen. Der Produktaustrag erfolgt je nach Mischertyp in geeigneter Art und Weise.

Vorzugsweise werden als Trägersubstanzen ein Zellulose- faserschlamm und ein Keramiksand aus granulierter Hochofenschlacke sowie ein fermentierter bzw. stabilisierter Kommunalschlamm verwendet. Die feuchte Grundmischung enthält 20 % Faserstoffe, 20 % Klärschlamm und 60 % Keramiksand.

Als typische Anwendungsfälle werden folgende Pflanzensubstratgemische angeführt:

Mischung 1 Mischung 2 23 kg Kommunalschlamm 18 kg Faserschlamm 55 kg Keramiksand 2 kg Talk 1,5 kg Montmorillonit 0,5 kg Calciumcarbonat 0,1 kg Methylcellulose 20 kg Kommunalschlamm 20 kg Faserschlamm 60 kg Keramiksand 0,05 kg Montmorillonit 0,1 kg Calciumcarbonat 0,05 kg Methylcellulose

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pfianzensubstratmischung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Kettenförderer^) bringen in Vormischstufen(13) einerseits Faserschlamm(11) und andererseits Kommunalschlamm(12) jeweils mit ”Keramiksand"(l4) gemischt, vermengtes Material auf ein Zentralförderband(2). Aus einem Bunker mit Schnecke bzw. Kettenförderer(7) wird ebenfalls "Keramik-sand"(14) auf das Zentralförderband(2) dosiert. Zusätzlich wird über eine Aufgabevorrichtung (Kleinförderband, Kleinschnecke) aus dem Vorratsbehälter(6) organisches Additiv auf das Zentraiförderband(2) zugegeben. Das auf dem Zentralförderband(2) befindliche Gut gelangt in einen Mischer(3), in den gegebenenfalls 3

Claims (8)

1. AT 398 196 B Wasser (9) und mineralisches Additiv aus den Bunkem(4,5) eingetragen werden. Das so gebildete Endprodukt (10) wird über eine geeignete Austragsvorrichtung(8) zur weiteren Lagerung, Verpackung bzw. zum Versand gebracht. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung einer Pflanzensubstratmischung aus einem keramischen Material wie granulierter Hochofenschlacke, Ziegelsplitt und ähnlichem, stabilem Klärschlamm aus kommunalen Abwasseraufbereitungsanlagen, organischen Industrieabfällen, organischen und/oder anorganischen Additiven, wie Methylzellulose und ähnlichem und/oder Bentonit oder ähnlichem und Wasser,gekennzeichnet dadurch, daß als maßgebliche Komponenten Faserschlamm aus der Zellstoff- und Papierindustrie in einer Menge von 10-40 %, vorzugsweise zu einem Anteil von 18-22 %, Klärschlamm zu einem Anteil von 15-25 %, vorzugsweise von 20 %, sowie keramische Grundsubstanz zu einem Anteil zwischen 50 und 70 %, vorzugsweise 55 bis 65 %, immer bezogen auf die feuchte Pflanzensubstratmischung, vermischt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faserschlamm aus der Papier-und Zellstoffindustrie vor der endgültigen Mischung mit dem Trägermaterial mit anorganischen, keramikartigen Abfällen vorvermengt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Einsatz kommende Klärschlamm mit anorganischem, keramikartigen Material vorvermischt wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgemischten Komponenten zusammen mit anorganischem, keramikartigen Material unvorvermengt in einem Mischaggregat eingetragen und dort homogenisiert werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Einstellung einer vorbestimmten Feuchte des Endproduktes in den Mischer Wasser zudosiert wird.
6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mischungsmasse im Mischer aus Vorratsbehältern je nach Bedarf weitere organische Zuschlagsstoffe wie z.B. Bentonit, beigemengt werden.
7. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mittels einer Misch-und Aufbereitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß auf ein zentrales Förderband teils vorgemischtes Gut und homogene Materialien in einen Mischer einträgt, in diesen Mischer weitere zusätzliche Beimengungen zugesetzt werden und das entstehende Produkt kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgetragen wird.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Vormischaggregate für das Vermengen von für die Herstellung des Produktes notwendigen Schlämme vor den Auftragsvorrichtungen für das Zentralförderband vorgesehen sind. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 4