DE3731267A1 - Verfahren zur herstellung eines bodenhilfsstoffes - Google Patents

Description

Bodenhilfsstoffe sind Stoffe, die den Boden physi­ kalisch, chemisch oder biotisch beeinflussen sol­ len. Sein Zustand soll ganz allgemein verbessert werden und insbesondere so, daß die Wirksamkeit von Düngemitteln erhöht wird. Ein Bodenhilfsstoff soll das Bodenleben aktivieren. Er selbst enthält wenige Nährstoffe.

Typische Bodenhilfsstoffe sind beispielsweise Torf, Komposte aller Art, Rindenhumus, Bodenverbesserer aus Braunkohle usw., deren gemeinsamer Nenner der relativ hohe Gehalt an organischer Substanz ist. Hierzu gehört auch die aus der Müllaufbereitung gewonnene organische Substanz.

Die organische Faser, deren äußere Form einem Flachs­ span gleicht, wird nach bekannten Verfahren aus Müll, insbesondere Hausmüll gewonnen. Hierbei wird der Müll zerkleinert, gesiebt und nachfolgend getrocknet. Die Restfeuchte im zerkleinerten Material liegt zwischen 4-15%. Die getrockneten Teilchen werden anschließend in verschiedene Korngrößen durch Sie­ bung und Sichtung aufgeteilt. Während des Verfah­ rensablaufes werden an geeigneten Stellen Glas, Sand, Steine, Buntmetalle, Eisen, Textilien, Kunst­ stoffe, Plastik, Leder, Holz und dergleichen abge­ trennt, so daß nur die organischen Bestandteile zu­ rückbleiben.

Die organischen Bestandteile sind faser- und flachs­ spanähnlich und werden gemeinsam mit Ton und Nähr­ humus für die Herstellung des erfindungsgemäßen Bodenverbesserers verwendet.

Eine besondere Verfahrenstechnik zur Herstellung der organischen Faser ist als ORFA-Verfahrenstech­ nologie bekannt geworden.

Selbstverständlich können auch andere organische Fasern der Abfallwirtschaft verwendet werden, wie z.B. zerkleinertes Altpapier, zerrissene Textilien usw. Die Körnung der organischen Faser liegt unter 10 mm, vorzugsweise zwischen 1-5 mm.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung eines Bodenhilfsstoffes, der im wesentlichen aus einer durch eine Müllaufbereitung gewonnenen organischen Faser und Ton und anderen Zusätzen be­ steht, wobei die Mischung aus den genannten Kompo­ nenten verpresst wird.

Das Verpressen solcher Mischungen, auch Agglomera­ tion genannt, ist bekannt. Man benutzt hierfür Kol­ lerpressen mit Ring- oder Flachmatrizen, also Ma­ schinen, die nach dem Extruderprinzip arbeiten. Hierbei werden die zu verpressenden Stoffe durch ei­ ne zylindrische Bohrung, z.B. 4 oder 8 mm oder auch jeder andere Durchmesser, mit zumeist hohem Druck gedrückt.

Die Herstellung eines nur auf der Basis von organi­ schen Fasern, die aus der Müllaufbereitung gewonnen wurden, beruhenden Produktes und seine Verwendung als Bodenhilfsstoff führte nicht zu einem, das Wachs­ tum der Pflanzen fördernden Verfahren.

Es wurde nun gefunden, daß erst eine Mischung aus organischer Faser und tonigen Bestandteilen und Nährhumus-Zusätzen zu einem wirkungsvollen Boden­ hilfsstoff führte.

Tonige Bestandteile oder Ton allgemein werden im Rahmen dieser Erfindung so definiert, daß es sich um Verwitterungsprodukte von Gesteinen handelt, deren Korngrößen unter 2 µm liegen. Chemisch gesehen handelt es sich um OH-haltige Silikate.

Vom Standpunkt des Mineralogen gesehen enthalten Tone typische Tonminerale, d.h. blättchenförmige Kristalle. Man nennt sie auch Schichtminerale. Aufgrund ihres schichtgitterartigen Aufbaus bewir­ ken sie in tonreichen Böden eine hohe Plastizität; außerdem besitzen sie eine Wasserspeicherkapazität und schließlich haben sie die Fähigkeit zum Ionen­ austausch.

Bekanntlich sind die Tonminerale im Boden negativ geladen. Diese negative Ladung wird durch eine An­ lagerung von Kationen an die Oberfläche der Teil­ chen ausgeglichen. Die angelagerten Kationen kön­ nen gegen andere ausgetauscht werden. Dadurch werden für die Pflanze wichtige Kationen festgehalten und vor der Auswaschung geschützt, bleiben somit also pflanzenverfügbar.

Die erfindungsgemäß verwendete organische Substanz wird durch Trocknung, Zerkleinerung, Siebung und Sichtung aus Haus- und in besonderen Fällen auch Gewerbemüll gewonnen. Diese Substanz besteht aus noch nicht umgewandelten organischen Stoffen wie Papier, Zellulose, Textilien, organischen Küchen­ abfällen usw. Wie tot liegen sie im Boden und neh­ men am aktiven Bodenleben nicht teil. Sie müssen humifiziert und mineralisiert werden. Den Abbau zu Humusstoffen nennt man Humifizierung, den vollstän­ digen mikrobiellen Abbau zu anorganischen Stoffen wie Kohlendioxid und Wasser Mineralisierung. Hier werden auch wichtige Mineralstoffe freigesetzt. Die Abbaugeschwindigkeit dieser organischen Müll­ rückstände geht sehr langsam vor sich, weil sie zu viel Zellulose enthalten. Außerdem hängt die Abbau­ geschwindigkeit entscheidend von den Lebensbedin­ gungen der Bodenorganismen ab.

Da der erfindungsgemäße Bodenhilfsstoff zwar nicht ausschließlich, aber doch bevorzugt den Böden zu­ geführt wird, deren Bodenleben aktiviert werden soll und die an einem Mangel an organischer Substanz lei­ den, muß man der organischen Substanz solche Stoffe zusetzen, die den Ablauf der Humifizierung und Mine­ ralisierung sofort in Gang setzen.

Bei einem Nährstoffmangel kann die Abbaugeschwindig­ keit entscheidend gehemmt werden.

Deshalb besteht das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bodenhilfsstoffes in der Zusammen­ führung von drei Stoffen:
Organische Substanz,
Ton als Ionenaustauscher und
Nährstoffen.

Mit anderen Worten: man muß den Boden aktivieren, in dem man der Mischung des Bodenhilfsstoffes Sub­ stanzen zufügt, die man unter der Bezeichnung Nähr­ humus zusammenfaßt.

Darunter versteht man organische Substanzen, die im Boden rasch abgebaut werden. Solche Stoffe sind bei­ spielsweise Klärschlämme, landwirtschaftliche orga­ nische Dünger, sogenannte Wirtschaftsdünger, Faul­ schlämme und organische Rückstände aus verschiedenen Nahrungs-Industrien.

Dieser Nährhumus dient den Bodenorganismen als Nah­ rungsquelle. Durch den durch die Bodenorganismen be­ werkstelligten Zellabbau werden aus der organischen Substanz Nährstoffe frei, die für die Pflanzen ver­ fügbar sein müssen.

Ein verbesserungsbedürftiger Boden enthält keine oder nur einen geringen Anteil an organischer Substanz und keinen sogenannten Dauerhumus.

Der Dauerhumus der aus Humusstoffen besteht, bil­ det gemeinsam mit dem Ton die Kolloidsubstanz des Bodens. Ein ausreichend hoher Anteil an Kolloid­ substanz ist aber notwendig, um die für die Pflan­ zen erforderlichen Nährstoffe zu binden, die dann ausgewaschen würden, wenn die Kolloidsubstanz fehlt. Für den Aufbau von Dauerhumus liefert der Nährhumus die Bausteine zur Bildung von Huminstoffen, die wie­ derum den Dauerhumus darstellen.

Da die organische Faser den Hauptbestandteil des er­ findungsgemäßen Bodenhilfsstoffes darstellt und sie keine Kolloidsubstanz enthält, muß sich solche erst daraus bilden.

Um diese Bildung zustande zu bringen, wurde nun ge­ funden, daß Nährhumus zugesetzt werden muß.

Da außerdem wegen des anfänglichen Fehlens von Kollo­ idsubstanzen die durch die Tätigkeit der Bodenorga­ nismen aus der organischen Substanz freigelegten Nähr­ stoffe ausgewaschen und nicht an eine Kolloidsubstanz gebunden werden können, muß eine solche in Form von Ton oder tonartigen Bestandteilen in das System erfin­ dungsgemäß eingeführt werden.

Die Erfindung besteht also im wesentlichen darin, herausgefunden zu haben, daß die organische Faser, hergestellt aus Müll, insbesondere aus Hausmüll, nur dann als Bodenhilfsstoff wirksam ist, wenn ihr gleich­ zeitig vor ihrem Einsatz in den Boden Nährhumus und Ton, bzw. tonartige Bestandteile, zugemischt werden.

Dadurch wird eine zeitliche Kompensation erreicht, die wie folgt zu beschreiben ist:

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Nährhumus dient den Mikroorganismen als Nahrung. Da­ bei werden die in dieser organischen Substanz enthal­ tenen Pflanzennährstoffe freigesetzt.

Um nicht ausgewaschen zu werden und dann den Pflan­ zen nicht mehr verfügbar zu sein, ist der Ton in das Verfahren eingeführt worden, der aufgrund seiner Kol­ loidstruktur die Pflanzennährstoffe bindet und sie für die Pflanzen verfügbar hält. Der Ton soll eine Kornverteilung unter 2 µm haben, denn nur dann be­ sitzt er auch kolloidales Verhalten. Nach dem Abbau des Nährhumus und z.T. auch zeitlich parallel werden die organischen Fasern bakteriell aufgearbeitet. Über einen längeren Zeitraum gesehen wird aus dieser orga­ nischen Substanz dann auch ein kolloidal wirkender Stoff gebildet, wobei gleichzeitig Nährstoffe freige­ setzt werden.

So ist letztlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Boden mit pflanzenverfügbaren Nährstoffen und kol­ loidaler Substanz angereichert.

Es hat sich gezeigt, daß bis zu 5% Ton genügen, um den Aufgaben dieses Verfahrens gerecht zu werden. Höhere Zusätze sind möglich, aber steigern die Wir­ kung nicht. Bei einem zu hohen Anteil kann die Was­ serdurchlässigkeit des Bodens negativ beeinflußt wer­ den.

Der Zusatz an Nährhumus sollte nicht mehr als 45% der Gesamtmischung betragen, damit sich aus dem ver­ bleibenden Anteil an organischer Faser genügend kol­ loidale Substanz, die für die Bodenentwicklung und Bodenfruchtbarkeit von entscheidender Bedeutung ist, bildet.

Verfahrenstechnisch werden die organische Substanz mit dem Ton und dem Nährhumus in einem Intensivmi­ scher unter Zugabe von Wasser und/oder einem bekann­ ten flüssigen Bindemittel und/oder Gleitmittel ge­ mischt.

Die Feuchtigkeit der Mischung muß so eingestellt werden, daß beim nachfolgenden Verpressen der Mi­ schung der Reibungswiderstand beim Durchdrücken durch die Bohrungen der Matrize der Agglomerations­ maschine weder zu niedrig noch zu hoch ist.

Bei einem zu niedrigen Reibungswiderstand erhält man Pellets (Agglomerate), die eine zu geringe Festig­ keit aufweisen; bei einem zu hohen Reibungswider­ stand wird das Verpressen der Mischung schwierig und schließlich verstopfen die Bohrungen und Matri­ zen. Die hergestellten Pellets werden anschließend gekühlt und sind dann versandfertig.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

60% organische Faser werden mit 35% zerkleiner­ tem, getrockneten Rinderdung und 5% feinteiligen, Ton gemischt. Anschließend werden 14% Wasser zu­ gesetzt und nochmals nachgemischt.

Die Mischung wurde in einer Ringmatrizenpresse zu Pellets mit einem Durchmesser von 7 mm und einer Länge von 14 mm verpresst.

Beispiel 2

70% organische Faser mit 5% Feuchtigkeit werden mit 25% Klärschlamm vermischt, der 30% Trocken­ substanz und 70% Flüssigkeit enthält. Schließlich werden der Mischung noch 5% Naturbentonit zugesetzt. Nach einem intensiven Vermischen wird die Mischung zu zylindrischen Pellets verpresst.

Nach dem Pressen haben die Pellets einen Feuchtig­ keitsgehalt von rd. 20%. In einem Bandtrockner wer­ den die Pellets auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 14% heruntergetrocknet.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Bodenhilfs­ stoffes aus organischen Stoffen und Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß als organische Stoffe solche aus der Müllaufbereitung und als Zusätze Tone und Nährhumus eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der organische Stoff durch Zerkleinern, Trocknen, Sieben, Ozonisieren und Sichten aus Haus- und/oder Gewerbemüll gewonnen wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anteil der or­ ganischen Substanz, die aus Müll gewonnen wurde, mindestens 50% beträgt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der zugesetzte Ton im wesentlichen eine Kornverteilung unter 2 µm besitzt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anteil des zu­ gesetzten Tons vorzugsweise maximal 5% be­ trägt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anteil an Nähr­ humus vorzugsweise weniger als 45% beträgt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Nährhumus vor seiner Vermischung mit den anderen Komponen­ ten auf die Größe der organischen Faser zer­ kleinert wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mischung vor der Verwendung als Bodenhilfsstoff agglome­ riert wird.