DE1013299B

DE1013299B - Verfahren zur Verbesserung von Rohmuell- und/oder Klaerschlamm-Kompostarten

Info

Publication number: DE1013299B
Application number: DER18170A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Landw Herma Mayer-Krapoll
Original assignee: Ruhr Stickstoff AG
Current assignee: Ruhr Stickstoff AG
Priority date: 1956-01-20
Filing date: 1956-01-20
Publication date: 1957-08-08

Description

Verfahren zur Verbesserung von Rohmüll-und/oder Klärschlamm-Kompostarten Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verbesserung von Rohmüll-Kompost und/oder Klärschlamm-Kompost und/oder Klärschlamm-Müllkompost durch Veredeln zu einem zu Düngungs- und Bodenverbesserungszwecken vorzüglich geeigneten Kompost, der in der Land- und Forstwirtschaft, im Garten-, Obst- und Weinbau Verwendung finden kann. Hierbei werden unter Müllkompost die bekannten, aus Stadtmüll bzw. Rohmüll allein bzw. Klärschlamm allein oder einem Gemenge von Stadtmüll bzw. Rohmüll und Klärschlamm durch Gärung gewonnenen Kompostarten verstanden.
Bekanntlich ist seit langem die Beseitigung und wenn möglich Verwertung von Rohmüll bzw. Klärschlamm ein immer dringender werdendes Problem; andererseits ist auch seit langem die Zuführung von Kompost zu Ackerböden, Gartenböden usw. ein immer brennender werdendes Problem. Man ist also in den letzten Jahren dazu übergegangen, den Rohmüll - vielfach im Gemenge mit Klärschlamm - zu kompostieren, wobei der Kompostierung oder Vergärung ein von groben, unverwertbaren Teilen (Metall usw.) befreites und von Asche, insbesondere Kohlenasche, möglichst getrenntes Produkt, z. B. ein Produkt annähernder gleicher Kornfeinheit mit einem möglichst hohen Gehalt an organischer Substanz, unterworfen wird. Die Vergärung wird entweder in Gärräumen, z. B. Mieten, vorgenommen oder in. Bewegung, z. B. in Gärtrommeln, mit und ohne Zusatz von Luft, um gegebenenfalls die aerobe Gärung zu fördern und zu beschleunigen.
Das Endprodukt dieser Kompostierung ist ein Kompost mit etwa einem Drittel organischer Substanz, einem Stickstoffgehalt von etwa 0,6 bis 0,7% (bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompostes), einem gewissen Gehalt an Phosphorsäure, Kali, Kalk und anderen Mineralien sowie Wasser und umorganischen Ballastmaterial.
Eine gewisse Verwertung des Rohmülls ist auf diese Weise gelungen, jedoch weist ein solcher Müllkompost eine Reihe von Nachteilen auf, z. B. den Nachteil, daß er beim Einbringen in den Boden in verhältnismäßig kurzer Zeit - im Vergleich zu einem üblichen Kompost, wie er bei der Kompostierung pflanzlicher Abfälle gewonnen wird - sich rasch verbraucht unter Zurückbleiben der Ballastsubstanz. Der Kompost wirkt also zunächst wie echter Kompost, führt aber nicht die bleibende Bodenverbesserung bzw. lang andauernde Bodenverbesserung herbei, die der Kulturboden braucht.
Nachteilig ist bei den bisherigen Kompostierungsverfahren für Rohmüll ferner ein nicht unerheblicher Verlust an organischer Substanz, deren Gehalt in, dem Kompost möglichst hoch sein soll. Dieser Ver-Lust ist die Folge der bei der Gärung auftretenden hohen Temperaturen bzw. der langen, z. B. 5 Tage und mehr, währenden Einwirkungszeit dieser hohen Temperaturen, die an sich erwünscht sind auch weil im Stadtmüll vorhandene oder vermutbare Krankheitskeime durch die Behandlung bei diesen Temperaturen, die in der Größenordnung von z. B. 70° liegen, während einer Zeitdauer von z. B. 5 Tagen, unschädlich gemacht werden. Die lange Einwirkungszeit dieser hohen Temperaturen bzw. das langsame Anklingen der Wärmetönung bei der Gärung bringt jedoch einen Abbau der organischen Substanz mit sich, so daß diese organische Substanz als Kohlensäure verlorengeht.
Eine Änderung oder Beseitigung dieser Mängel war bisher jedoch nicht möglich, wobei die Rohmüll-Kompostierung hohe Aufwendungen naturgemäß nicht verträgt, da der Preis des Kompostes niedrig sein muß.
Ein weiterer und schwerwiegender Nachteil der bisher aus Rohmüll bzw. Gemischen von Rohmüll und Klärschlamm erzeugten Komposte ist die Beendigung bzw. Weiterführung der Gärung bzw. Kompostierung bei der Aufschließung, oder anders ausgedrückt, die verhältnismäßige Unlebendigkeit des Kompostes, der auf den Boden aufgebracht oder in den Boden eingebracht einer weiteren Gärung oder Kompostierung nur noch in beschränktem Maß fähig ist; eine Eigenschaft, die mit dem obenerwähnten verhältnismäßig raschen Verbrauch der organischen Substanzen im aufgebrachten oder eingebrachten Kompost zusammenhängt.
Mit der Veredelung eines solchen Kompostes beschäftigt sich die Erfindung, die einen Kompost mit verbesserten Eigenschaften unter Aufhebung der Nachteile des bisherigen Kompostes und seiner Herstellung mindestens in einem wesentlichen Maße erzielt.
Nach der Erfindung wird dem Rohmüll, gegebenenfalls dem Klärschlamm oder einem Gemisch von Rohmüll und Klärschlamm, Ammoniak in Gasform oder in wäßriger Lösung in einer Menge von 80 bis 1200/0, vorzugsweise etwa 1000/a, der Stickstoffmenge im Ausgangsprodukt vor, bei Beginn der Gärung oder auch in speziellen Fällen während der Gärung oder nach der Gärung bzw. Kompostierung zugesetzt.
Wird gemäß der Erfindung einem Gemenge von Klärschlamm und Rohmüll, dessen Wassergehalt die gewünschte Höhe hat, dessen Stickstoffgehalt z. B. 0,7% (bezogen auf das Gewicht des Gesamtausgangsproduktes) beträgt, etwa 0,7 % gasförmiges Ammoniak zugesetzt, und das Produkt der Kompostierung, z. B. einer Vergärung in Drehtrommeln, unter Luftzuführung, während z. B. 2 bis 5 Tagen unterworfen, so wird ein Kompost erzeugt, der nicht infolge ,der Zugabe von Ammoniak einen erhöhten Stickstoffgehalt aufweist, sondern sich im Boden durchaus anders verhält als ein aus den gleichen Ausgangsmaterialien auf gleiche Weise ohne Ammoniakzugabe erzeugter Kompost. Die Begründung für dieses andere Verhalten - der Kompost gemäß der Erfindung verhält sich praktisch wie ein normaler Kompost und wird im Boden nicht rascher abgebaut als normaler Kompost - ist unter anderem darin zu suchen, daß der zugegebene Ammoniak-Stickstoff von der organischen Substanz gebunden und im Ligninanteil dieser organischen Substanz chemisch eingebaut wird, unter Erzeugung von Dauerhumusformen.
Ein anderer Teil des zugesetzten Ammoniaks wird gegebenenfalls zu Nitratstickstoff umgesetzt.

jedem Müll entspricht also gemäß seiner Zusammensetzung und vor allem auch gemäß seinem Ligninanteil eine bestimmte optimale Menge von in Form von Ammoniak zugesetztem Stickstoff. Diese Menge soll jeweils nicht wesentlich kleiner, jedoch auch nicht wesentlich größer sein als die Menge, die von den Bestandteilen des Mülls bzw. Kompostes physikalisch, chemisch und biologisch gebunden bzw. aufgenommen werden kann. Wie oben ausgeführt, liegt bei normalem Müll,. bzw. bei normalen Gemischen von Müll und Klärschlamm, die Menge - bezogen auf den Stickstoffgehalt des Mülls bzw. des Gemisches - bei etwa 100%. In Sonderfällen könnte jedoch die Menge auch unter 80% liegen, dann nämlich, wenn das Ausgangsmaterial, extrem geringe Ligninanteile besitzt. Ebenso kann bei besonderen Müllarten mit extrem hohen Ligninanteilen die optimale, von dem Müll aufgenommene Menge höher liegen als 120%. Liegt die Zusatzmenge an Ammoniak unterhalb der optimalen Menge, d. h. der Menge, die der 12ü11 zu binden bzw. aufzunehmen vermag, so wird ein Kompost erhalten, der zwar dem bisherigen Müllkompost überlegen ist, dessen Veredlungsfähigkeit jedoch nicht bis zum letzten ausgenutzt ist. Wird dem Müll eine Menge oberhalb der optimalen Menge zugegeben, so sind Ammoniakverluste nicht zu vermeiden, da das nicht vom Müll gebundene Ammoniak während der Gärung zum Teil entweicht, Eine bevorzugte Ausführungsform ist - wie oben erwähnt - die Zugabe des Ammoniaks vor oder bei Beginn der Vergärung, da - wie gefunden wurde -die Arnmoniakzugabe die Vergärung günstig und wünschenswert beeinfiußt. Die Temperatur der Gärung eines mit Ammoniak versetzten Ausgangsproduktes steigt höher an, klingt jedoch rascher ab als

bei der Vergärung des gleichen Ausgangsproduktes -

ohne Zusatz von Ammoniak. Die Erhöhung der Tem-

peratur ist unter anderem wünschenswert bezüglich '°I

der Zerstörung von schädlichen Keimen. Das raste

Abklingen der Wärmetönung vermindert oder per-

hindert Verluste an organischen Substanzen.

Wird in Sonderfällen Ammoniak am Ende .;@jr

Gärung oder nach der Gärung zugesetzt, so wird ez@?;°'

weitere Gärung in die Wege geleitet, die zu Verlusten

führen kann, so daß ein solches Vorgehen sich nur in

Sonderfällen bzw. bei alsbaldiger Verwendung Iden

Kompostes empfiehlt.

Düngungsversuche mit dem nach der Erfindung er-

zeugten Kompost haben überraschend vorzügliche Er-

gebnisse gezeigt, und zwar vor allem auch in I2zcl-

tung der Bodenverbesserung. Der Kompost ei,es

sich als nicht leicht abbaubar. Die Krümelstr,@kier

des Bodens wurde verbessert. Auch ergab sich;° daß

bei Verwendung des Kompostes gemäß der Erfiiidtchg

die Ausnutzung der im Kompost vorhandenen Jä-hr-

stoffe, z, B. bis zum Achtfachen, erhöht war. °Ddr i,;

Kompost, erzeugt nach der Erfindung, macht : im

Boden eine nicht unerhebliche Nachgärung durch; was

- wie bekannt - erwünscht ist, und zwar auct: im

Hinblick auf die Mikroorganismen des Bodensi '@e'r. @I

Kompost gemäß der Erfindung ist jedoch trotz dieser

Eigenschaft ohne Verluste versendbar und stagelhara'

d. h. die Nachgärung geht erwünschtermaßen nur i

unter den Bedingungen des Aufbringens bzw. ': Ein- @i

bringens in den Boden vor sich.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, d@@ °

die Kompostierungszeit des Mülls durch den Zu;at,

von Ammoniak vor oder bei Beginn der Gärung bzw,. .#

Kompostierung erheblich abgekürzt wird, wgs'. zu :

einer erhöhten Ausnutzbarkeit der Gärungsräurhe `s'e:-

wie der gesamten Müllaufbereitungsanlage führt-° .

Dies wiederum verringert die Kosten der Kompo-

stierung sehr erheblich, z. B. auf die Hälfte.

Von Wert ist auch die Eigenschaft des Kompostes

gemäß der Erfindung, daß durch den Einbau des als 1I

Ammoniak zugegebenen Stickstoffs in das LLghin- s

molekül ein Stickstoffreservoir geschaffen wird, d'a:' 1I

nicht nur die Entwicklung und die Vermehruni dke-i-

Kleinlebewesen begünstigt, sondern auchi,r sie @@,"I Il,

laufende Bereitstellung von Nährstoffen, insbesö'lere

von Stickstoff, angepaßt an das Wachstum der

zen, sorgt.

Im folgenden werden die Ergebnisse von

postierungsversuchen mit gasförmigem Amm'hzli@k @bei Rohmüllkomposten bzw. Komposten mit

schlammbestandteilen in Form einer Tabelle: u:it ''

geteilt. Zu den Versuchen dieser Tabelle ist zt bx- Il@ill

merken, daß bei dein Versuch Z 1 ein Kämpoei -@ @.r- Il

wendet wurde, dessen Kompostierungsprozeß 'eä°en Illi'@

begann, bei Z 2 ein Kompost, bei dem die Kompete-

rung bereits 10 Tage im Gange war, bei Z 3 ein Kam-',

°'i @III

post, dem Klärschlamm zugesetzt war.

Wie die Tabelle ergibt, in der des besserem ee@-

gleichs wegen die Ergebnisse in Relationszahlen at`@- :

geführt sind, klingt die Temperatur bei den ''bm- l@

posten Z 1. und Z 2 nur langsam ab, während sie beim

Illi

Z 3 infolge des Klärschlammzusatzes zunimmt.

Mit steigenden Zusätzen von N in Form voom:@iI$

erreichten die Temperaturen in den Kornposten 7-1

und Z2 in keinem Fall die Temperaturen des u~b@,-'

handelten Kompostes. Bei einem N-Zusatz in°°,G@'@e

von rund 54% der im unbehandelten Kompost:,zth@@1.-

tenen hT-Menge ist ein besonders starkes Abldingen -

-.

der Temperatur bei Z 2 zu beobachten. Fese Werte

werden bei Z 1, also dem Kornpost, dessen Kompostie-

rungsprozeß noch nicht begonnen hatte, erst erreicht, wenn die N-Gabe auf 142% erhöht wird. Beim Z 2 führt eine Erhöhung der N-Gabe auf 144% zu keiner Änderung des Temperaturablaufes.

Wesentlich anders verhält sich Z 3 (Kompost mit Klärschlammzusatz). Der geringe N-Zusatz von nur 36% führt zu einer eindeutigen Belebung des Kompostes. Erst bei einer Erhöhung auf 981/o und auf 170% beginnen die Temperaturen wesentlich stärker abzusinken als beim unbehandelten Kompost.

Temperaturen in Komposten treten dann auf, wenn die bakterielle Tätigkeit sehr lebhaft ist. Hierbei wird bei Wärmeentwicklung auf Kosten der organischen Substanz CO, erzeugt. Die CO.-Messungen decken sich eindeutig mit dem Temperaturablauf. Während bei den unbehandelten Komposten die C02-Produktion praktisch gleichbleibt, sinkt sie bei N 1 zwar ab, aber erst bei N 2 unterbleibt die C 02-Produktion, und zwar bei Z 1 und Z 2 sofort nach der Behandlung, bei

Ergebnisse

Art N-Zusatz in °/a des Temperatur COZ Volumprozent Steigerung des

der Be- N-Gehaltes Erste Messung am 2.Tag Erste Messung am 4.Tag IN-Gehaltes

hand- des unbehandelten im unbehandelten beim unbehandelten im Fertigprodukt

Jung Kompostes = 100 Kompost = 100 Kompost = 100 unbehandelt = 100

Z 1 I Z 2 : Z 3 Z 1 I Z 2 Z 3 Z 1 i Z 2 Z 3 Z 1 Z 2 Z 3

O 100 100 100 I

2. Tag 100 100 100 - ! - - - - -

4. " 103 116 117 100 i 100 100 - - -

5. " 99 109 171 - 1 - - - -

j 7. " 88 85 163 93 100 121 - - i -

100 100 100

N 1 53 55 36

I I

2. Tag 82 I 83 100 - - -- ! -

4. " 91 68 151 56 26 29 - - -

5. " 92 57 180 - - - -

7. " 82 47 174 96 0

100 - - -

130 I 154 I 166

N2 142 144 I 98

2. Tag 86 81 100 - - - - - i -

4. " 75 77 143 0 0 9 -

5. " 57 50 122 -

7. " 43 ; 47 111 0 0 0

i I 175 216 219

N 3 142 - 170

2. Tag 83 I - 100 - - - - - -

4. " 68 ' - 137 0 - 0 - - ! -

5. " 55 - 108 - - - - - -

7. " 41 - 103 0 - 0 - - -

207 j - 231

Dieser Rückgang der organischen Substanz deckt sich durchaus mit den C 02-Volumprozentzahlen und den Temperaturzahlen.

Die optimale Leistung bei der Veredelung von Müllkomposten mit N H3 Gas liegt also bei einer N-Zugabe von etwa 100 bis 120%, gemessen an dem ursprünglichen N-Gehalt, während bei Komposten, denen Klärschlamm zugesetzt ist, sich eine Erhöhung auf etwa 150% empfiehlt, da solche Materialien erfahrungsgemäß einen verhältnismäßig hohen Ligninanteil haben. Z3 erst nach der anfänglich noch leichten Produktion, die aber nur 9% derjenigen des unbehandelten Kompostes ausmacht.
Was nun die Steigerung des N-Gehaltes anbelangt, so liegt dieselbe bei N 1 bei allen Komposten wesentlich höher als sie, gemessen an der N-Zugabe, liegen dürfte. Bei N 2 und N 3 nähern wir uns bezüglich der Steigerung des N-Gehaltes dem Optimum.
Wenn der prozentuale N-Gehalt im Fertigprodukt höher liegt, als er auf Grund der N-Zugabe liegen dürfte, dann ist dies zurückzuführen auf den Verbrauch an organischer Substanz. Dieser betrug bei:

Z1 Z2 Z3

bei N 1 . . . . . . . . 34,8% 39,0% 48,90/0

bei N 2 . . . . . . . . 12,00/0 22,8% 38,0%

bei N3 ........ 21,20/0 - 18,50/0

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Verbesserung von Rohmüll-und/oder Klärschlamm-Kompostarten, oder eines Kompostes aus Gemischen von Rohmüll und Klärschlamm, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergärung in Gegenwart von zugesetztem Ammoniak, insbesondere gasförmigem Ammoniak, durchgeführt wird, wobei die Zusatzmenge an Ammoniak der Aufnahmefähigkeit des Mülls bzw. Kompostes entspricht und bei normalem Müll bzw. bei normalen Gemischen im Bereich von etwa 80 bis etwa 120%, berechnet auf den Stickstoffgehalt des Mülls bzw. Kompostes, liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, unter Verbesserung der Kompostierung, dadurch gekennzeichnet, daB die Ammoniakzugabe vor oder bei Beginn der Kompostierung erfolgt.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daB nicht wesentlich weniger Ammoniak zugegeben wird, als dioLigninbostandteile des Ausgangsproduktes chemisch aufzunehmen vermögen. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschriften Nr.163 511, 164803; französische Patentschrift Nr. 1034 429; britische Patentschrift Nr. 187 423.