DE3641899C1

DE3641899C1 - Electro-ultrafiltration method with continuously increasing filtration efficiency and stepwise establishment of maximum current strengths for analysing the nutrients or the pollutants in soils, composted waste, sewage sludge etc.

Info

Publication number: DE3641899C1
Application number: DE3641899A
Authority: DE
Inventors: Kalman Dipl-Ing Dr Nemeth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-10-22
Filing date: 1986-12-08
Publication date: 1988-04-07

Abstract

In the electro-ultrafiltration methods for analysing the nutrients fractions of soils, interferences occur which can lead to an under estimation of readily available nutrient contents and to an overestimation of the nutrient reserves of lime-rich soils, as a result of which excessive or insufficient fertiliser rates are recommended. To avoid these interferences, according to the invention it is proposed to limit the maximum mA values during the ultrafiltration stepwise (0-30 min at 15, 30-35 min at 40 and 35-40 min at 150 mA). The advantages achievable by the novel method of establishing the mA values stepwise are in particular that the readily available nutrient contents, chiefly phosphorus contents, of lime-rich soils not determined at 15 mA values can be obtained at mA values of </= 40 and that the potassium reserves of lime-rich soils are still not overestimated at mA values of 40, so that K-selective minerals of the soils can be determined exactly.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektro-Ultrafiltrationsverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solch ein Elektro-Ultrafiltrationsverfahren mit kontinuierlich steigender Filtrationsleistung ist bekannt aus der DPS 35 37 467. Bei diesem dynamischen Verfahren werden die unter natürlichen Bedingungen verlaufenden Prozesse der Nährstoffanlieferung an die Pflanzenwurzel gut nachgeahmt, weshalb sich dieses Verfahren zur Untersuchung land- und forstwirtschaftlich genutzter Standorte sehr gut eignet. Während der Elektro-Ultrafiltration treten allerdings noch Störungen auf, die eine Über- oder Unterbewertung der extrahierten Nährstoffmengen zur Folge haben können, wodurch dann zu hohe oder zu niedrige Düngermengen empfohlen werden.The invention relates to an electro-ultrafiltration process according to the preamble of claim 1. Such an electro-ultrafiltration process with continuously increasing filtration performance is known from DPS 35 37 467. With this dynamic process become the processes taking place under natural conditions mimicking the delivery of nutrients to the plant roots, which is why this method of investigation is agricultural and forestry used locations very well. During the Electro-ultrafiltration still occurs, however, that an over- or underestimation of the extracted nutrient amounts can result in, which then too high or too low Amounts of fertilizer are recommended.

Bei gegebener Spannung von z. B. 200 V können je nach Ionenkonzentration der Bodensuspension sehr unterschiedliche Strommengen (mA) fließen. Je mehr Strom aber während der Extraktion fließt, um so höher steigt die Temperatur in der Bodensuspension, d. h. in dem Extraktionsraum des Geräts. Mit steigenden Temperaturen werden aber steigende Nährstoffmengen extrahiert, und bei Temperaturen von über 25°C werden dann zu hohe pflanzenverfügbare Mengen vorgetäuscht. Diese Überbewertung der pflanzenverfügbaren Nährstoffmengen (z. B. der K-, Mg- und P-Mengen) tritt besonders dann ein, wenn der betreffende Boden niedrige K-, Mg- und P-Gehalte aufweist, aber kalkreich ist, was bedingt, daß während der Extraktion viel Strom fließt.Given the voltage of z. B. 200 V can depend on the ion concentration the soil suspension very different amounts of electricity (mA) flow. However, the more current flows during the extraction, the higher the temperature in the soil suspension, i.e. H. in the extraction room of the device. With rising temperatures but increasing amounts of nutrients are extracted, and at temperatures of over 25 ° C then plant availability becomes too high Pretended amounts. This overvaluation of the plants available Amounts of nutrients (e.g. the K, Mg and P amounts) occur particularly then when the soil in question has low K, Mg and P contents has, but is lime rich, which means that during the Extraction lots of electricity flows.

Eine Überbewertung der Nährstoffversorgung ionenreicher Böden (z. B. CaCO₃-haltiger Böden) kann dadurch vermieden werden, daß die Stromstärke während der Extraktion (von 0 bis 30 min) auf maximal 15 mA begrenzt wird. D. h. die Extraktion zur Bestimmung der leichtverfügbaren Nährstoffe soll, wie bereits bekannt, mit 200 V erfolgen, aber die maximalen mA-Werte dürfen 15 mA nicht überschreiten. (N´meth, 1976, Habilitationsschrift, Universität Gießen.) Bei CaCO₃-haltigen Böden, bei denen also während der Extraktionszeit von 0-30 min mehr als 15 mA fließen könnten, geht die Spannung nach dem "Ohm'schen Gesetz" auf niedrigere Werte als 200 V zurück. Wenn dann die Ionenkonzentration der Bodensuspension während der Extraktion abgesenkt wird und weniger als 15 mA Strom fließen, erhöht sich die Spannung nach dem "Ohm'schen Gesetz" automatisch auf den Wert von 200 V. Bei dieser Arbeitsweise werden die leichtverfügbaren Nährstoffe in kalkreichen Böden nicht überbewertet. Es besteht aber die Gefahr, daß die leichtverfügbaren Nährstoffmengen kalkreicher Böden unterbewertet werden. Dieser Fall tritt dann ein, wenn eine zu hohe Ionenkonzentration der Bodensuspension während der Extraktion nicht abgesenkt werden kann und wenn somit die Spannung immer stärker zurückgeht. Bei zu niedrigen Spannungen werden dann zu wenig Nährstoffe extrahiert, d. h. die Extraktion leichtverfügbarer Nährstoffe (wie z. B. von Phosphor und Kalium) ist unvollständig. Diese nicht extrahierten leichtverfügbaren Nährstoffe werden deshalb mit den Nährstoffvorräten zusammen erfaßt, nachdem die mA-Werte nach 30 min von 15 auf 150 mA erhöht worden sind. (N´meth, 1976, Habilitationsschrift, Universität Gießen.) Eine befriedigende Trennung zwischen leichtverfügbaren Nährstoffen und den Nährstoffvorräten ist daher nicht mehr gegeben. Hinzu kommt noch, daß die Nährstoffvorräte (z. B. die Kalium-Vorräte) kalkreicher Böden bei mA-Werten von über 100 mA infolge zu hoher Temperaturen (< 80°C) in der Bodensuspension überbewertet werden. Durch diese Überbewertung der K-Vorräte werden zu hohe Gehalte an K-selektiven Mineralen vorgetäuscht, was zu beachtlichen Fehlern bei der Berechnung der Düngermengen führt.An overestimation of the nutrient supply of ion rich soils (z. B. CaCO₃-containing floors) can be avoided that the current strength during the extraction (from 0 to 30 min) to maximum 15 mA is limited. I.e. the extraction for determination of the readily available nutrients, as already known, is said to 200 V, but the maximum mA values must not be 15 mA exceed. (N´meth, 1976, habilitation thesis, university Pour.) In the case of soils containing CaCO₃, ie during which Extraction time of 0-30 min could flow more than 15 mA, the voltage goes to lower values according to "Ohm's law" than 200 V back. Then if the ion concentration of the soil suspension is lowered during the extraction and less than 15 mA of current flow, the voltage increases after the "ohmic" Law "automatically to the value of 200 V. In this way of working become the readily available nutrients in lime-rich soils not overrated. But there is a risk that the readily available Nutrient amounts of lime-rich soils are undervalued. This happens when the ion concentration is too high of the soil suspension cannot be lowered during the extraction can and if the tension decreases more and more. In to low voltages will then extract too little nutrients, d. H. the extraction of readily available nutrients (such as from Phosphorus and potassium) is incomplete. This was not extracted easily available nutrients are therefore with the nutrient stocks collected together after the mA values after 30 min from 15 to 150 mA have been increased. (N´meth, 1976, habilitation thesis, University of Gießen.) A satisfactory separation between readily available Nutrients and nutrient stocks is therefore not given more. In addition, the nutrient stores (e.g. the Potash stocks) lime-rich soils with mA values of over 100 mA overvalued due to excessive temperatures (<80 ° C) in the soil suspension will. Due to this overvaluation of K inventories Pretended too high levels of K-selective minerals, which is remarkable Errors in the calculation of the fertilizer quantities leads.

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine Unterbewertung leichtverfügbarer Nährstoffgehalte sowie eine Überbewertung der Nährstoffvorräte kalkreicher Böden zu vermeiden, um dadurch der Empfehlung zu hoher bzw. zu niedriger Düngermengen vorzubeugen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die nach Patent Nr. 35 37 467 an die Elektroden angelegten elektrischen Spannungen und die während der Extraktion fließenden maximalen Strommengen wie folgt festgesetzt werden:The invention is based on the task, an undervaluation readily available nutrient levels as well as an overvaluation to avoid the nutrient stocks of lime-rich soils in order to avoid to prevent the recommendation of too high or too low fertilizer quantities. This object is achieved in that the electrical applied to the electrodes according to Patent No. 35 37 467 Voltages and the maximum flowing during the extraction Amounts of electricity can be set as follows:

während 0-30 min bei 200 V maximal 15 mA,
während 30-35 min bei 400 V maximal 40 mA und
während 35-40 min bei 400 V maximal 150 mA.during 0-30 min at 200 V maximum 15 mA,
during 30-35 min at 400 V maximum 40 mA and
during 35-40 min at 400 V maximum 150 mA.

Die Arbeitsweise der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Sie zeigt die während der Extraktionszeit (von 0-40 min) nach Patent Nr. 35 37 467 anodisch bzw. kathodisch kontinuierlich steigenden Vakuen an. Weiterhin sind der Figur die erfindungsgemäß festgesetzten maximalen Stromstärken, maximalen Temperaturen und maximalen elektrischen Spannungen während der Extraktion zu entnehmen.The operation of the invention is shown in the figure. they shows the patent during the extraction time (from 0-40 min) No. 35 37 467 anodically or cathodically continuously increasing Vacuum. Furthermore, the figure is set according to the invention maximum currents, maximum temperatures and maximum electrical voltages during extraction.

Die mit dem neuen Verfahren der stufenweisen Festlegung der mA- Werte erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daßWith the new method of gradual determination of the mA Advantages that can be achieved in particular are that

a) the readily available amounts of nutrients not recorded at ≦ 15 mA values, especially phosphorus and potassium, more lime-rich Soils can be obtained with mA values of ≦ 40,
b) the potassium stocks of lime-rich soils with mA values of ≦ 40 not yet overrated, making the K-selective levels Minerals of calcareous soils can be determined exactly and
c) with mA values of ≦ 150 the difficultly available nutrient supplies all soils can be well characterized.

Weitere Vorteile des Verfahrens bestehen noch darin, daß durch die Nährstoffgehalte der einzelnen Fraktionen (15, 40 und 150 mA) bzw. ihr Verhältnis zueinander die Dynamik der Nährstoffe (Ca-, K-, N-, P- usw.-Dynamik) sowie wichtige Bodeneigenschaften (Gehalt K-selektiver Minerale, Gehalt an CaCO₃ usw.) gut gekennzeichnet werden können, und zwar sowohl bei kalkarmen als auch bei kalkreichen Böden.Further advantages of the method are that the nutrient content of the individual fractions (15, 40 and 150 mA) or their relationship to each other the dynamics of the nutrients (Ca, K, N, P, etc. dynamics) and important soil properties (Content of K-selective minerals, content of CaCO₃ etc.) well marked can be, both with low lime and with calcareous soils.

Mit Hilfe dieser neuen Arbeitsweise der stufenweisen Festlegung maximaler Stromstärken kann die Nährstoffversorgung der Böden besser beurteilt werden, als das bisher möglich war, wodurch auch die Düngeberatung genauer erfolgen kann.With the help of this new way of working step by step maximum nutrients can supply the soil with nutrients be judged better than has been possible so far fertilizing advice can also be given more precisely.

Claims

1. Electro-ultrafiltration process with continuously increasing filtration performance and step-by-step determination of maximum current strengths during the extraction to examine the nutrients or the pollutants in soils, waste compost, sewage sludge, etc., according to Patent No. 35 37 467, characterized in that the applied to the electrodes electrical voltages and the maximum amounts of current flowing during the extraction are set as follows:

during 0-30 min at 200 V maximum 15 mA,
during 30-35 min at 400 V maximum 40 mA and
during 35-40 min at 400 V maximum 150 mA.