DE740335C - Verfahren zur Herstellung eines Duengemittels - Google Patents

Description

• Verfahren zur Hergtellung eines Düngemittels Es ist bereits bekannt, aus dem Klärschlamm städtischer Abwässer ein organisches Düngemittel dadurch herzustellen, daß man dem noch flüssigen, jedoch im wesentlichen bereits ausgegorenen Schlamm einen großen überschuß an trockenem Torfmull beimengt. Der Torf wird hierbei gleichzeitig durch den zugesetzten alkalisch reagierenden Schlamm entsäuert. Zur Herstellung eines säurefreien Düngemittels ist es jedoch in der Regel erforderlich, der aus etwa 2o bis 24 Gewichtsteilen lufttrockenen Moostorfes und etwa 75 bis 8o Gewichtsteilen Klärschlamm mit 85 bis 921f, Wassergehalt bestehenden Mischung einige Prozent kohlensauren Kalk zuzusetzen.
• Es ist auch nicht mehr neu, Rohphosphate mit den an kolloidaler Kieselsäure sehr reichen anorganischen Kolloidstoffen des Schlicks oder Faulschlamms im Verhältnis von z : z oder :2:1 zu vermischen, wobei die Rohphosphate durch biologische Faktoren löslich gemacht werden sollen.
• Endlich ist es auch bereits bekannt, Rohphosphate, d. h. Tricalciumphosphat enthaltende Mineralphosphate, oder organische Phosphate (z. B. Knochen) durch freie Humussäuren aufzuschließen, wobei den Rohphosphaten Kalk entzogen wird, so daß leichter lösliche und somit von den Pflanzen besser verwertbare Phosphate gebildet werden. Dieser Vorgang kann sich sowohl in einem humussauren Boden vollziehen, er kann aber auch durch Mischung von humussauren Stoffen. wie Torf oder Braunkohle, außerhalb des Kulturbodens herbeigeführt werden. Das so gewonnene Düngemittel genügt jedoch nicht den Anforderungen, die man an ein phosphathaltiges Düngemittel stellen muß. So werden in diesem bekannten Verfahren die freien Humussäuren zum Teil mit Alkali neutralisiert und erst mit den verbleibenden Humussäuren die Rohphosphate aufgeschlossen. Die Menge der aufgeschlossenen Phosphate hängt also von der Menge der verbleibenden freien Humussäuren ab, @d. h. sie ist begrenzt. So kommt es, daß zwar die Rohphosphate weitgehend aufgeschlossen werden, aber der absolute Gehalt daran nur niedrig ist.
• Man hat auch schon zur Herstellung von stickstoffhaltigen Düngemitteln eine fermnentierbare, kohlenstoffhaltige Substanz und eine unlösliche oder schwer lösliche hydrolysierbare Stickstoffverbindung, namentlich Kalkstickstoff, zusammengebracht und diese Materialien in Berührung im angefeuchteten Zustande unter aeroben Bedingungen gehalten, um eine freie Entwicklung der Ammoniak assimilierenden Organismen in der kohlenstoffhaltigen Substanz zu gestatten, bis neue unlösliche Verbindungen von organisch gebundenem Stickstoff der vorgenannten Art durch die Einwirkung der Organismen in der fermentierten Masse in wesentlicher Menge sich gebildet haben. Das kohlenstoffhaltige Material kann aus Getreidestroh, Maisstengeln, Reisabfällen, abgestorbenen Blättern, Farnkraut, Bagasse und Zuckerrohrabfällen oder anderen Substanzen bestehen, die eine angemessene GesamtmengeKohlenhydrat, wie Pentosane, enthalten, und dabei keine zu hohen Mengen von Lignocellulose. Die fermentierende Masse darf hierbei nicht zu sauer werden, da sonst die Fermentierung unterbrochen wird. Um eine zu starke Vermehrung 'des Säuregehaltes der Masse zu verhindern, kann man Calciumcarbonat oder auch ein nicht lösliches Phosphat, wie beispielsweise gemahlenes Mineralphosphat, zusetzen. Falls die zum Fermentieren erforderlichen aeroben Mikroorganismen nicht in dem kohlenstoffhaltigen Material schon vorhanden sind, muß die Masse z. B. durch Zusatz eines Extraktes eines fertigen Düngemittels geimpft werden. .lan erhält so ein Düngemittel mit einem erheblichen Gehalt an unlöslichen Verbindungen von organisch gebundenem Stickstoff mit gegebenenfalls geringen Mengen löslicher Phosphate.
• Während es sich also bei diesen bekannten Verfahren um Düngemittel mit einem verhältnismäßig niederen Phosphatgehalt handelt, ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels, das einen solchen Gehalt an in schwachen organischen Säuren löslichen Phosphaten enthält, daß es als phosphorsäurehaltiges Handelsdüngemittel bzw. als phosphorsäurehaltiger Handelshumusdünger verwertbar ist.
• Das Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Herstellung des Düngemittels besteht darin, daß man Abfälle und Schlämme beliebiger Art, die reich an organischen Stoffen sind, zweckmäßig unter Zusatz von Braunkohle, Torf, z. B. von im Moorgelände gestochenem, lufttrockenem und zerkleinertem Torf, u.dgl. mit der entsprechenden Menge von Rohphosphaten innig vermischt und das Gemisch einem Gärungsprozeß bei Temperaturen von etwa 6o bis 7o° unterwirft.
• Man hat zwar bei der Herstellung von Düngemitteln Abfälle, die reich an organischen Stoffen sind, unter Zusatz von Torf mit entsprechenden Mengen Rohphosphat innig vertnischt und die Masse einem Gärprozeß unterworfen, jedoch wird bei a11 diesen Verfahren, die sich auch in anderen Punkten von dem Verfahren gemäß der Erfindung unterscheiden, bei Temperaturen gearbeitet, bei denen nicht ständig freie Humussäuren gebildet werden, die unlösliche Phosphate in solche Verbindungen überführen, die schon in schwachen organischen Säuren, z. B. in 2°/piger Citronensäure, löslich sind. So -,werden bei einem Verfahren zur Herstellung eines veredelten Humusdüngers aus Torf unter Zusatz von ölen, Knochen oder Rohphosphat mit Kalk diese Massen einer Fermentation bei Temperaturen von 8o bis 85° unterworfen. Hierbei entsteht kein Düngemittel mit einem hohen Gehalt an löslichen Phosphaten, da unter den angegebenen Bedingungen kein Aufschluß der Phosphate erfolgen kann. In einem zweiten bekannten Verfahren werden zwecks Herstellung einer Pflanzennahrung cellulosehaltige oder humushaltige vegetabilische Massen, wie Torf, Sägemehl usw., mit cellulosezersetzenden Bakterien versetzt und das Gemisch bei einer Temperatur von 27 sich selbst überlassen. Hierbei bilden sich freie Humussäuren. Zu der so vorbereiteten Masse werden alsdann basische Pflanzennährstoffe, die an sich unlöslich sind, u. a. auch gemahlene, calcinierte Knochen oder Rohphosphate, gegeben, wodurch wasserlösliche, humussaure Salze entstehen sollen. Der wasserlösliche Teil des so erhaltenen Stoffes, der also keine in schwachen organischen Säuren lösliche Phosphate enthalten kann, soll als Pflanzennahrung verwendet werden. Bei einem weiteren Verfahren werden Mineralien, wie Feldspat, Granit, Basalt, Porphvr und andere Gesteinsarten, die düngende Bestandteile enthalten, also auch Phosphate, einem Zersetzungsprozeß unterworfen, der die natürlichen Verwitterungsvorgänge in der Natur nachahmen soll. Die fein zerkleinerten Mineralien werden mit organischen Stoffen aller Art in Gegenwart von Luft und `'Wasser fermentiert. Durch eine besondere Vorrichtung kann die erwünschte Zersetzungstemperatur von 3z° künstlich herbeigeführt und aufrechterhalten werden, wobei eine höhere Temperatur durch Einleiten von Luft absichtlich vermieden wird. Unter diesen Bedingungen entsteht im wesentlichen Kohlensäure, die mit den Alkalien der Gesteine kohlensaures Alkali bildet. Endlich hat man zur Überführung von wasserunlöslichen oder wenig löslichen Verbindungen in lösliche Form alle möglichen anorganischen Verbindungen durch gemeinsame Fermentierung mit organischen Stoffen unter Zusatz von Bakterien, Pilzen oder Hefen in Lösung gebracht. Dabei sollen die mineralischen Stoffe wasserlöslich werden, so daß man z. B. bei Phosphaten die wässerige Lösung -der Phosphorsäure einfach aus dem Fermentierungsgemisch herauswaschen kann. Abgesehen davon, daß hier keine in organischen Säuren lösliche Phosphate gewonnen werden sollen, kann es sich, soweit Phosphate in Betracht kommen, jedoch nur um die Bildung von Spuren an wasserlöslichen Stoffen handeln.
• Nach dem Verfahren der Erfindung werden dagegen durch die Einwirkung der vorhandenen freien Humussäuren die Rohphosphate aufgeschlossen und gleichzeitig werden die freien Humussäuren neutralisiert. Durch die Tätigkeit der Gärungsorganismen wird nun aber ständig neue freie Säure gebildet, die weitere Mengen von Rohphosphat aufschließt: Durch Wahl des Verhältnisses zwischen Rohphosphat und den Abfällen und Schlämmen, die bei der Gärung freie Säuren liefern, hat man es in der Hand, Düngemittel mit einem erwünschten Gehalt an leicht löslichen Phosphaten herzustellen.
• Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem der Aufschluß von Rohphosphaten durch eine Art Kolloidwirkung, also durch einen physikalischen Vorgang herbeigeführt werden soll, ist bei dem Verfahren der Erfindung die Anwesenheit organischer Säuren bzw. solche Säuren bildender Stoffe, die einen chemischen, auch leicht feststellbaren Aufschluß veranlassen, unbedingt notwendig.
• Durch Versuche und Analysen der Verfahrenserzeugnisse konnte festgestellt werden, daß bei längerer Dauer der Gärung die Löslichkeit der Phosphorsäure bis auf 9o 01o ansteigt. Die Untersuchung einer Probe Rohphosphat ergab einen Gehalt an löslichem P205 von 2801, bei einem Gesamtphosphorgehalt von 3201o. Die Analysen von Proben nach dem Verfahren der Erfindung ergaben eine P:hosphorsäurelöslichkeit von 78,504, 86,901o, 8r,801, und 84010. Da nach dem Verfahren gemäß der Erfindung durch fortschreitende Bildung neuer Humussäuren auch die Löslichkeit fortschreitet, wird eine Löslichkeit von 9o01, sehr bald erreicht.
• Der Zusatz von Torf usw.-ist zwar zweckmäßig, es genügt aber, wenn die Abfälle und Schlämme bei der Gärung die zur Überführung der Rohphosphate in die gewünschte Menge leicht löslicher Phosphate nötige Menge organischer Säuren liefern.
• Nach dem Verfahren der Erfindung gelingt es, Rohphosphate aller Art, u. a. auch geringwertige eisenhaltige, z. B. deutsche Lahnphosphorite und geringwertige Phosphorite aus dem Generalgouvernement, ohne Anwendung der sonst gebräuchlichen anorganischen Säuren aufzuschließen. Da zur Gewinnung von Schwefelsäure Schwefelkiese aus dem Ausland. eingeführt werden müssen und als Ausgangsstoffe in dem Verfahren gemäß der Erfindung auch deutsche Phosphate und organische Stoffe, die im rohen Zustand nicht als Düngemittel in Betracht kommen, verwendet werden können, wobei letztere in wertvollen, neutralen Nährhumus übergeführt werden, ohne daß dabei die Anwendung von Kalk erforderlich ist, bringt das Verfahren .der Erfindung erhebliche wirtschaftliche Vorteile mit sich. Schließlich ist die Kombination eines Humusträgers mit löslich werdender Phosphorsäure vom Standpunkt der Pflanzenernährung aus gesehen sehr vorteilhaft. Ferner wird nach dem Verfahren der Erfindung auch eine nutzbringende Verwertung zier schwer zu beseitigenden Abfallstoffe oder Klärschlämme unter Gewinnung hochwertiger Humusdüngemittel erreicht.
• Beispiel-: 75,o kg stichfester Klärschlamm aus Kläranlagen werden mit i 50o kg zerkleinertem Torf und zooo kg Rohphosphat innig vermischt, nötigenfalls durch geeignete Vorrichtungen besonders aufgelockert, in Haufen gesetzt und der Gärung bei Temperaturen von 6o bis 70° überlassen, deren Dauer je nach der Jahreszeit verschieden ist. Nach Abschluß der Gärung enthält das Gemisch 6'bis 701o lösliche Phosphorsäure. Der Humusanteil des Klärschlamms beträgt durchschnittlich 3004; daneben wurde ein Durchschnittsstickstoffgehalt von 1,501o und ein Kaligehalt von 0,504 festgestellt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung eines Düngemittels mit einem hohen Gehalt an in schwachen organischen Säuren löslichen Phosphaten aus Rohphosphaten, Abfallstoffen und Schlämmen, dadurch gekennzeichnet, daß man Abfallstoffe und Schlämme beliebiger Art, die reich an organischen Stoffen sind, zweckmäßig unter Zusatz von Braunkohle, Torf, insbesondere von im Moorgelände gestochenem, lufttrockenem und zerkleinertem Torf, u. dgl. mit der entsprechenden Menge von Rohphosphaten innig vermischt und das -Gemisch einem Gärungsprozeß bei Temperaturen von etwa 6o bis 70° unterwirft.