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Verfahren zur Herstellung eines Bo-
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denverbesserungs- und/oder Düngemittels Die nutzbringende Beseitigung
von Hausmüll ist ein bislang noch nicht voll befriedigend gelöstes Problem. Die
einfache Ablagerung auf Halden, wie sie seit langer Zeit angewendet wird, stellt
wegen der Möglichkeit anaerober Gärung und der damit verbundenen Behinderung von
Bepflanzungen auf der Oberfläche einerseits sowie auf Grund der Grundwasserschädigung
andererseits keine zweckmäßige Lösung des Problems dar. Ebenso wenig befriedigend
ist die Hausmüllverbrennung, da auf diese Weise der Müll zwar beseitigt, nicht aber
nutzbringend verwertet wird.
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Aus diesem Grund hat man bereits seit einiger Zeit Versuche unternommen,
den Hausmüll durch Teilverrottung in ein Material umzuwandeln, das als spezielle
Kompostart zur Bodenverbesserung landwirtschaftlichen oder gärtnerischen Gebrauchswert
hat. Allgemein geht man dabei so vor, daß man den Hausmüll zunächst von groben Metall-,
Holz-, Gummi- und Kunststoffteilen befreit und sodann grob mahlt. Der so zerkleinerte
Hausmüll wird in 2 bis 4 m hohen Schichten unter Luft- und Feuchtigkeitszufuhr der
Verrottung ausgesetzt. Um eine gleichmäßige Verrottung zu bekommen, wird die Masse
in Abständen gewendet. Die Verrottungszeit liegt beispielsweise bei einem halben
Jahr. Zur mikrobiologisch optimalen Wirkung ist unter Umständen eine geringe Zugabe
von Stickstoff zweckmäßig oder notwendig. Bei dieser Verrottung entsteht eine als
Kompost zu bezeichnende streufähige Masse mit 20 bis 30 % Feuchtigkeitsgehalt. Ihr
Anteil an organischer Substanz beträgt, bezogen auf die Trockenstubstanz, 40 bis
50 Gewichts-%.
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Solchermaßen hergestellter Müllkompost hat sich in bestimmten Bereichen
der Landwirtschaft, speziell im Weinbau, bewährt. Dort dient er als Humusbringer
und Befestiger des Bodens. Besonders an den Hängen, wo der Boden zwischen den Weinstöcken
bisher vielfach mit Strohbündeln gegen zu starkes Ausschwemmen bei Regenfällen befestigt
wurde, fand Müllkompost Verwendung anstelle des Strohs.
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Kanpostierter Hausmüll hat aber den Nachteil, daß er wassërabstoßend
wirkt und daher das Wasser weder ausreichend im Boden hält, noch, insbesondere bei
kurzen Regenfällen, das angebotene Wasser in ausreichender Menge aufnehmen und dem
Boden zuführen
kann. Die Folge ist bei Trockenheit eine Vorhornung
des Bodens und damit verbunden eine starke Erosion durch Wind und Wasser.
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Weiterhin ist es bekannt, in Düngemitteln auf der Basis von Klärschlamm
zur Anreicherung der Düngekomponenten Sulfitablauge zuzusetzen. Da aber Klärschlamm
im Gegensatz zu kompostiertem Hausmüll nicht wasserabstoßend ist, tritt bei solchen
Düngemitteln auf der Basis von Klärschlamm auch nicht das oben geschilderte Problem
von kompostiertem Hausmüll auf.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe bestand nun darin, die
Verwertbarkeit von kompostiertem Hausmüll als Bodenverbesserungs- oder Düngemittel
zu verbessern, indem man diesem kompostierten Hausmüll spontane Saugfähigkeit und
gutes Wasserbindevermögen verleiht und so eine Verhornung oder "Versteppung" und
Bodenerosion verhindert.
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Diese Aufgabe läßt sich überraschenderweise mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren lösen. Dieses Verfahren zur Herstellung eines Bodenverbesserungs- und/oder
Düngemittels unter Verwendung von kompostiertem Hausmüll, gegebenenfalls im Gemisch
mit Klärschlamm, ist dadurch gekennzeichnet, daß man den kompostierten Hausmüll
mit 5 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht des kompostierten Hausmülls und
Klärschlammes zusammen und berechnet als Trockensubstanz, an Sulfitablauge behandelt.
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Suflitablauge entsteht bei den bekannten chemischen Verfahren zum
Holzaufschluß mittels Calciumbisulfit, Magnesiumbisulfit, Ammoniumbisulfit oder
Natriumbisulfit in großen Mengen und war bisher nur in kleinem Umfang verwertbar,
während der Hauptteil entweder ungenützt an Flüsse oder Seen abgegeben oder verbrannt
wurde.
Die Sulfitablauge ist unabhängig von ihrer Herkunft für das erfindungsgemäße Verfahren
brauchbar, doch ist es besonders zweckmäßig, zuckerhaltige Sulfitablaugen aus einem
Calcium-, Magnesium- oder Ammoniumsulfitzellstoffwerk zu verwenden.
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Die Wirkung der Sulfitablauge ist vielschichtig und läßt sich nicht
im einzelnen erklären. So läßt sich das wasserbindende Verhalten nicht mit den klebenden
Bindemitteleigenschaften der Sulfitablauge erklären. Offenbar treten bei der Behandlung
des kompostierten Hausmülls mit der Sulfitablauge chemische Reaktionenauf, und/oder
es wird die Oberflächenspannung der kompostierten Hausmüllteilchen verändert. Zusätzlich
können die in der Sulfitablauge enthaltene Ligninsulfosäure und ihre Salze auf Grund
von deren Sequestriereigenschaften im Boden die wichtige Vermittlung der Ionenzufuhr
zur Pflanze übernehmen. Weiterhin dienen die in ihr enthaltenen Kohlenhydrate der
Bodenflora als Nahrung, wodurch die Mikrobentätigkeit erhöht und die Bodenfruchtbarkeit
gefördert wird. Die in Sulfitablauge mengenmäßig wichtigste Komponente Lignin ist
den Humusstoffen verwandt und wird weitgehend zu solchen umgebaut. Dies fördert
im Zusammenhang mit den Tonkolloiden und den Mikroorganismen die Bodenstabilität
(Krümelstruktur), Wasser- und Luftkapazität des Bodens sowie die Sorptionskapazität
des Bodens, die Nährstoffe speichert und nach Bedarf an die Pflanzenwurzel wieder
abgibt.
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Dies alles wird mit einem Stoff, nämlich Sulfitablauge, erreicht,
der ein bisher kaum verwendbares Abfallprodukt ist, so daß dessen Verwertung nicht
nur zu billigen Bodenverbesserungs- oder Düngemitteln, sondern auch zu einer Verminderung
von Umweltbelastungen führt.
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Es ist wichtig, in dem oben bezeichneten Gewichtsprozentbereich für
die Sulfitablauge, berechnet auf der Grundlage von deren Trockensubstanz, zu bleiben,
da Mengen unterhalb 5 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht des kompostierten Hausmülls,
die wasserabstoßenden Eigenschaften desselben nicht in ausreichender Weise verhindern,
während Mengen oberhalb 20 Gewichts-% sich nicht mehr zu einem einheitlichen Material
mit dem kompostierten Hausmüll vereinigen, so daß Entmischungen auftreten können.
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Wenn man ein streufähiges Bodenverbesserungs- oder Düngemittel haben
möchte, was normalerweise erwünscht ist, ist es nicht möglich, ihm die erforderliche
Menge an Sulfitablauge in der Form wäßriger Lösungen, wie sie bei der Papier- bzw.
Cellulosegewinnung anfallen, wie beispielsweise in der Form sogenannter Grünlauge,
zuzuführen. Andererseits hat man festgestellt, daß es auch nicht möglich ist, die
bei der Papier- bzw. Cellulosegewinnung anfallende Sulfitablauge einfach zu sogenannter
Dicklauge einzudampfen und zu konzentrieren und diese Dicklauge mit dem kompostierten
Hausmüll zu vermengen. Dabei zieht nämlich, soweit ein gleichmäßiges Vermischen
überhaupt möglich ist, die Dicklauge rasch in den kompostierten Hausmüll ein, ohne
die erwünschten hygroskopischen Eigenschaften zu ergeben. Es ist daher zweckmäßig,
den kompostierten Hausmüll gleichzeitig mit einer entwässerten, streufähigen Sulfitablauge
einerseits und normaler flüssiger Sulfitablauge, wie Grünlauge, in einem Gewichtsverhältnis
von 9,5 : 0,5 bis 7 : 3 streufähiger Sulfitablauge zu flüssiger Sulfitablauge zu
verwenden. Zweckmäßig mischt man die entwässerte streufähige Sulfitablauge, die
durchaus
noch einen Wassergehalt aufweisen kann, mit der flüssigen
Sulfitablauge, wie Grünlauge, vor und vermischt dann den kompostierten Hausmüll,
der beispielsweise auch 20 bis 30 Gewichts-% Wasser enthalten kann, aber streufähig
ist, in einem üblichen Mischer mit diesem Sulfitablaugenvorgemisch. Ein besonders
günstiges Verhältnis von streufähiger Sulfitablauge zu flüssiger Sulfitablauge liegt
im Bereich von etwa 9 : 1.
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Unter Düngemitteln versteht man gewöhnlich solche, bei denen es grundlegend
auf den Gehalt Stickstoff, Phosphor und Kalium ankommt, während bei Bodenverbesserungsmitteln
der Gehalt an organischen Stoffen im Vordergrund steht. Primär sind die Mittel nach
der Erfindung den Bodenverbesserungsmitteln zuzurechnen, doch können sie durch Anreicherung
mit den für Dünge-Mittel wesentlichen Elementen, etwa durch Zumischen von Düngesalzen,
in Düngemittel überführt werden.
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Besonders zweckmäßig ist es, bei dieser Methode unter Verwendung von
fester und von flüssiger Sulfitablauge dem Anteil der flüssigen Sulfitablauge verdünnte
Salpetersäure zuzusetzen, die den Stickstoffgehalt des Bodens erhöht. Hierzu benützt
man günstigerweise etwa 5 bis 20 %-ige wäßrige Salpetersäure, und zwar zweckmäßig
in einer Menge von etwa 3 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf das Gewicht der flüssigen
Sulfitablauge.
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Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann man auch flüssige Dicklauge einsetzen, wenn man sie in Verbindung mit pulverisiertem
Calcium- oder Magnesiumcarbonat oder einem Gemisch hiervon verwendet. Diese Carbonate
verhindern das völlige Eindringen der Dicklauge in den kompostierten
Hausmüll,
so daß sich auf den Hausmüllteilchen ein hygroskopischer Film bildet. Das Calcium-
und/oder Magnesiumcarbonat kann auch der Bodenverbesserung dienen.
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Die Gesamtmenge der zugesetzten Sulfitablauge, bezogen auf das Gewicht
des kompostierten Hausmüll und gegebenenfalls Klärschlammes und berechnet als Trockensubstanz
der Sulfitablauge liegt vorzugsweise bei 6 bis 12, besonders bei 8 bis 11, ganz
besonders bevorzugt bei etwa 9 Gewichts-%.
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Der erfindungsgemäß verwendete kompostierte Hausmüll ist solcher,
wie er üblicherweise bei der eingangs beschriebenen Verrottung, etwa während eines
halben Jahres, entsteht und zwar streufähig ist, aber normalerweise noch Wasser,
wie etwa 20 bis 30 Gewichts-% enthält. Es handelt sich dabei um eine graue krümelige
Masse mit wasserabstoßenden Eigenschaften. Den Bodenverbesserungs- oder Düngemitteln
nach der Erfindung kann man auch zusätzlich noch Klärschlamm zumischen, der entweder
vor der Behandlung mit der Sulfitablauge mit dem kompostierten Hausmüll vermischt
oder nachträglich zugemischt wird. Zweckmä-Big wird der Klärschlamm dem Hausmüll
vor dem Kanpostieren oder Verrotten zugesetzt und mit ihm verrottet, vorzugsweise
in einer Menge von bis zu 30 Gewichts-% des Hausmülls. Zum Mischen können handelsübliche
Mischer, wie Betonmischer, verwendet werden. Die üblichen Mischzeiten liegen bei
5 bis 15 Minuten pro Charge je nach deren Größe und der Mischintensität des verwendeten
Mischers.
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Die Bodenverbesserungs- oder Düngemittel nach der Erfindung haben
eine die Bodenfruchtbarkeit stark erhöhende Wirkung, die zu erheblichen Mehrerträgen
führt. In Vergleichsversuchen mit
Kartoffeln nach Melms/Schwenzon
wurde festgestellt, daß der Ertrag gegenüber unbehandelten Parzellen von 22 bis
73 kg auf 100 bis 162 kg gesteigert werden konnte. Bei Bohnen wurde gegenüber unbehandelten
Parzellen ein Mehrertrag von 60 % festgestellt.
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Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
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Beispiel Ein während eines halben Jahres in üblicher Weise kompostierter
bzw. verrotteter Hausmüll wurde in einer Menge von 90 Gewichtsteilen mit 9 Gewichtsteilen
getrockneter, streufähiger Sulfitablauge versetzt, welche ihrerseits vorher mit
einem Gewichtsteil normaler flüssiger Grünlauge vermischt worden war, die mit 10
%-iger Salpetersäure mit einem Gewichtsverhältnis von 90 Gewichtsteilen Grünlauge
je 10 Gewichtsteile Salpetersäure versetzt worden war. Das Ganze wurde in einem
üblichen Betonmischer so lange durchmischt, bis eine gleichmäßig aussehende Masse
erhalten worden war, was etwa 5 bis 10 Minuten Mischzeit erforderte. Das so erhaltene
Bodenverbesserungsmittel zeigte weder beim Mischvorgang noch beim Lagern Entmischungserscheinungen.
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Bei Verwendung als Bodenverbesserungsmittel in Freilandversuchen bekam
man erhebliche Wachstumssteigerungen, ohne daß die für kompostierten Hausmüll bekannte
Verhornung des Bodens eintrat.
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In einem Vergleichsversuch wurden aus dem Bodenverbesserungsmittel
Preßlinge hergestellt und bei 400 C getrocknet. Entsprechende
Preßlinge
wurden auch aus dem kompostierten Hausmüll allein, ohne Behandlung mit Sulfitablauge
hergestellt. Die Preßlinge wurden jeweils in ein Becherglas mit Wasser gelegt, wo
sie zunächst auf der Oberfläche schwammen. Die erfindungsgemäß hergestellten Bodenverbesserungsmittelpreßlinge
hatten sich innerhalb von 40 Sekunden vollständig in kleine Teilchen aufgelöst,
was die gute Wasserbenetzbarkeit zeigt. Die ohne Sulfitablaugenbehandlung gewonnenen
Preßlinge sanken als Ganzes nach 60 Sekunden zum Boden des Becherglases, und in
dem darüber stehenden Wasser war nur eine geringe Menge Kompostteilchen aufgeschwemmt.
Dies zeigt das wasserabstoßende Verhalten der nicht nach der Erfindung behandelten
Bodenverbe-serungsmittel aus kompostiertem Hausmüll.
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In weiteren Versuchen wurde die in diesem Beispiel beschriebene Herstellungsmethode
wiederholt, wobei unterschiedliche Mengen an Klärschlamm dem Hausmüll vor dem Verrotten
zugemischt wurden.