NO178296B

NO178296B - Products containing water-soluble nitrogen and phosphorus compounds which are fast-acting fertilizers, processes for their preparation, and use thereof

Info

Publication number: NO178296B
Application number: NO920190A
Authority: NO
Inventors: Kenneth Peter Harris; Odd Egil Solheim; Ola Oeyen
Original assignee: Cambi As
Priority date: 1992-01-15
Filing date: 1992-01-15
Publication date: 1995-11-20
Also published as: NO920190D0; AU3369893A; NO178296C; NO920190L; WO1993014046A1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører produkter inneholdende vannløslige forbindelser av nitrogen og fosfor som er rasktvirkende gjødsel fremstilt av organisk slam, en fremgangsmåte ved fremstilling av dette, samt anvendelser derav. The present invention relates to products containing water-soluble compounds of nitrogen and phosphorus which are fast-acting fertilizers produced from organic sludge, a method for producing this, as well as applications thereof.

Foreliggende oppfinnelse viser at det eksisterer en synergisk virkning mellom vannløselige organiske stoffer og gjødnings-emner, som medfører at sistnevnte forblir lengre i jorden uten å bli vasket ut enn det som er tilfellet når de organiske stoffene ikke er tilstede. Dette er et viktig moment i å begrense utslippet av gjødningsemner til vassdrag og grunnvann. Det vises videre til at blandinger av vann-løselige organiske stoffer og allminnelige gjødningsemner øker tilveksten av planter pr. mengde gjødningsemne mer enn sistnevnte brukt alene. Foreliggende oppfinnelse viser hvordan slike vekstfremmende og utslippsbegrensende blandinger også kan fremstilles fra biologisk slam ved en ny og fordelaktig behandlingsmåte. The present invention shows that there is a synergistic effect between water-soluble organic substances and fertilizing substances, which results in the latter remaining longer in the soil without being washed out than is the case when the organic substances are not present. This is an important point in limiting the discharge of fertilizer substances into waterways and groundwater. It is further shown that mixtures of water-soluble organic substances and general fertilizers increase the growth of plants per amount of fertilizer more than the latter used alone. The present invention shows how such growth-promoting and emission-limiting mixtures can also be produced from biological sludge by a new and advantageous treatment method.

Kjente fremgangsmåter for behandling av biologisk slam etc. har som målsetning : a) ødelegge patogene mikroorganismer som kan være tilstede i slammet, b) fjerne ubehagelig lukt, og Known methods for treating biological sludge etc. aim to: a) destroy pathogenic microorganisms that may be present in the sludge, b) remove unpleasant odors, and

c) omdanne en avvannet slam-"kake" inneholdende typisk 15-25 % tørrstoff til kompostert materiale som også inneholder c) convert a dewatered sludge "cake" containing typically 15-25% dry matter into composted material which also contains

typisk 20 - 25 £ tørrstoff. typically 20 - 25 lbs dry matter.

Siden dette slammet er biologisk aktivt og utsettes for forråtnelse med dannelse av illeluktende forbindelser, blir slammet i enkelte tilfeller tørket og granulert og det resulterende produktet selges som jordforbedringsmiddel. Since this sludge is biologically active and subject to putrefaction with the formation of foul-smelling compounds, the sludge is in some cases dried and granulated and the resulting product sold as a soil conditioner.

Et typisk komposteringsanlegg har en behandlingstid på minst 14 dager og i løpet av denne tiden må slammet vendes A typical composting plant has a processing time of at least 14 days and during this time the sludge must be turned

mekanisk, luftes og holdes ved en temperatur på ca. 30 0 C. Produktet må deretter "modnes" i en periode på 4 - 6 uker. mechanically, ventilated and kept at a temperature of approx. 30 0 C. The product must then "ripen" for a period of 4 - 6 weeks.

Slike anlegg krever store kapitalinvesteringer og store arealer. Such facilities require large capital investments and large areas.

Materialene som er fremstilt på denne måten er beheftet med store ulemper ved at materialenes egenskaper og oppførsel i mange tilfeller tilsvarer slammet de er fremstilt av. Materialenes tørrstoffinnhold av forbindelser med toksiske tungmetaller som f.eks. kadmium og bly og potensielt toksiske lettmetaller som f.eks. aluminium, er identisk med innholdet av disse metallene i slammet som materialene er fremstilt fra. Disse materialene kan heller ikke pumpes. The materials produced in this way are subject to major disadvantages in that the properties and behavior of the materials in many cases correspond to the sludge from which they are produced. The materials' dry matter content of compounds with toxic heavy metals such as e.g. cadmium and lead and potentially toxic light metals such as e.g. aluminium, is identical to the content of these metals in the sludge from which the materials are made. These materials cannot be pumped either.

Det er vist at disse materialene er potensielt anvendelige som gjødsel. Imidlertid vil innholdet av plantenærings-stoffer, primært forbindelser av nitrogen og fosfor, frigjøres for sakte til at de er generelt anvendelige dersom de ikke tilføres i svært store mengder. Dette er i sin tur utelukket på grunn av det høye innholdet av toksiske tungmetaller. En annen årsak som utelukker bruk av store mengder av disse materialene er faren for overflateavrenning. Dette kan skje dersom store nedbørsmengder forekommer rett etter tilføring av disse materialene til et dårlig drene-rende, tungt jordsmonn som f.eks. leire, da næringsstoffene inngår i store partikler som lett transporteres i avrennings-vannet . It has been shown that these materials are potentially applicable as fertilizers. However, the content of plant nutrients, primarily compounds of nitrogen and phosphorus, will be released too slowly for them to be generally applicable if they are not supplied in very large quantities. This in turn is ruled out due to the high content of toxic heavy metals. Another reason that precludes the use of large quantities of these materials is the danger of surface runoff. This can happen if large amounts of rainfall occur immediately after adding these materials to a poorly draining, heavy soil such as, for example. clay, as the nutrients are included in large particles that are easily transported in the runoff water.

Videre vil investeringene i anlegg og utstyr for å omdanne slammet til et granulært produkt være hindrende for potensi-elle brukere. Furthermore, the investments in facilities and equipment to convert the sludge into a granular product will be prohibitive for potential users.

Hittil har disse momentene ført til at mesteparten av anleggene for fremstilling av organisk slam enten deponerer den rå slamkaken på godkjente fyllplasser og/eller bruk av slamkaken som jordforbedringsmidler innen jordbruket, dvs. som et tillegg til bruk av husdyrgjødsel. So far, these factors have led to the majority of facilities for the production of organic sludge either depositing the raw sludge cake in approved landfill sites and/or using the sludge cake as soil improvers in agriculture, i.e. as an addition to the use of livestock manure.

I tillegg til de få anleggene som fremstiller et granulert, tørket produkt, er det noen få anlegg som har installasjoner som forbrenner slammet. Denne metoden vil effektivt redusere volumet til produktet som kommer ut av behandlingsanlegget, men den er meget kostbar og innebærer risiko for utslipp av tungmetalldamper og svoveloksider til atmosfæren. In addition to the few plants that produce a granulated, dried product, there are a few plants that have installations that incinerate the sludge. This method will effectively reduce the volume of the product coming out of the treatment plant, but it is very expensive and involves the risk of releasing heavy metal vapors and sulfur oxides into the atmosphere.

Miljøvernmyndighetene er sterkt bekymret om to utviklinger : i) det høye innholdet av tungmetaller (spesielt kadmium og bly) i jordbruksprodukter og dyrkingsjorden, og ii) det økende innholdet av organiske og uorganiske forurensninger (spesielt fosfat, nitrat og nitritt) i grunnvannet. The environmental protection authorities are very concerned about two developments: i) the high content of heavy metals (especially cadmium and lead) in agricultural products and the cultivation soil, and ii) the increasing content of organic and inorganic pollutants (especially phosphate, nitrate and nitrite) in the groundwater.

Andre miljømessige problemer vedrører innholdet av (løselige) aluminiumforbindelser i a) drikkevann og dyrkingsjord siden de har vært antatt å være årsak til Alzheimers sykdom og b) i skogsjord fordi de antas være årsak til skogsdød. Aluminiumsalter er vanlig brukt som flokkulanter ved vannbehandling og det er ikke uvanlig at tørrstoffet i slammet fra slike anlegg inneholder så mye som 10 masse-St aluminium som stammer fra flokkulanten. Other environmental problems relate to the content of (soluble) aluminum compounds in a) drinking water and cultivated soil since they have been believed to be the cause of Alzheimer's disease and b) in forest soil because they are believed to be the cause of forest death. Aluminum salts are commonly used as flocculants in water treatment and it is not uncommon for the dry matter in the sludge from such facilities to contain as much as 10 mass St of aluminum originating from the flocculant.

Det første av disse problemene i) har ført til en rekke nye bestemmelser i mange land, som begrenser mengden av slambasert jordforbedringsmiddel som kan tilføres et gitt jordbruksareal over en gitt tid. Denne mengden er mye mindre enn det som ble tillatt tidligere og medfører derfor at produksjonsanlegget må være ansvarlig for transport av slammet til flere og mer fjerntliggende steder enn det som var tilfellet før. Dette vil i sin tur øke driftskostnadene til anleggene og gjøre deponeringsproblemene enda større. The first of these problems i) has led to a series of new regulations in many countries, which limit the amount of sludge-based soil conditioner that can be added to a given agricultural area over a given time. This amount is much less than what was allowed previously and therefore means that the production plant must be responsible for transporting the sludge to more and more remote locations than was the case before. This, in turn, will increase the operating costs of the facilities and make the disposal problems even greater.

Disse bestemmelsene vil også gjelde den rå slamkaken og det granulerte og komposterte materialet nevnt tidligere, siden alle disse produktene har samme innhold av tungmetaller. Det andre problemet ii) nevnt over har ført til restriksjoner ved drift og plassering av fyllplasser og har også ført til en økt kontroll med anvendelse av kunstgjødsel og husdyrgjødsel. Det er sannsynlig at også disse aktivitetene vil bli underlagt strengere bestemmelser i fremtiden. Mangel på passende deponier for biologisk slam og spesielt kloakkslam er allerede et stort problem i mange land og denne situa-sjonen vil sannsynligvis bli forverret. These provisions will also apply to the raw sludge cake and the granulated and composted material mentioned earlier, since all these products have the same content of heavy metals. The second problem ii) mentioned above has led to restrictions on the operation and placement of landfills and has also led to increased control over the use of artificial fertilizers and animal manure. It is likely that these activities will also be subject to stricter regulations in the future. Lack of suitable landfills for biological sludge and especially sewage sludge is already a major problem in many countries and this situation is likely to worsen.

En annen konsekvens av ii) er at anlegg for avløpsbehandling vil bli pålagt å redusere mengden av nitrogenforbindelser som slippes ut under drift. Dette vil sannsynligvis føre til et krav om denitrifisering av avløpsvannet fra slike anlegg. Den vanligste denitrifikasjonsmetoden går ut på å la mikroorganismer formere seg i avløpsvannet og derved omdanne det løselige nitrogenet enten til cellevev eller nitrogen-gass. Dette krever nærvær av en karbonkilde, dvs. en vannløselig, metaboliserbar karbonholdig forbindelse, som ofte må tilsettes avløpsvannet før eller under denitrifi-seringsprosessen. Det er ikke kjent noen slambaserte produkter som kan anvendes som karbonkilde ved denitrifisering. Another consequence of ii) is that facilities for wastewater treatment will be required to reduce the amount of nitrogen compounds emitted during operation. This will probably lead to a requirement for denitrification of the waste water from such plants. The most common denitrification method involves allowing microorganisms to multiply in the waste water and thereby convert the soluble nitrogen either into cell tissue or nitrogen gas. This requires the presence of a carbon source, i.e. a water-soluble, metabolizable carbonaceous compound, which often has to be added to the waste water before or during the denitrification process. No sludge-based products are known that can be used as a carbon source in denitrification.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fullstendig ny fremgangsmåte ved behandling av kloakkslam og annet biologisk slam hvor alle hovedproblemene som er forbundet med behandling av slikt slam er løst. The present invention relates to a completely new method for the treatment of sewage sludge and other biological sludge where all the main problems associated with the treatment of such sludge have been solved.

Ved å anvende fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen oppnås sterilisering, (dvs. ved fjerning av mikroorganismer), stabilisering (forhindrer vekst av mikroorganismer slik at langtidslagring muliggjøres), volumreduksjon, luktfjerning (dvs. uten lukt av svovel eller råtnende materialer), stor grad av reduksjon av metall innholdet inkludert tungmetaller, og omsetning til anvendelige, salgbare produkter med enestående egenskaper. Kostnadene forbundet med behandling av slam ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen er også betydelig mindre enn ved kjente fremgangsmåter som gir dårligere sluttprodukter. By using the method according to the invention, sterilization is achieved, (i.e. by removing microorganisms), stabilization (prevents the growth of microorganisms so that long-term storage is possible), volume reduction, odor removal (i.e. without the smell of sulfur or decaying materials), a large degree of reduction of the metal content, including heavy metals, and conversion to usable, salable products with outstanding properties. The costs associated with the treatment of sludge by the method according to the invention are also considerably less than by known methods which give inferior end products.

Produktene i henhold til foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at det vannløselige nitrogenet er i form av urea og ammoniumsalter, hvilke produkter er flytende eller tørkede og inneholder henholdsvis 15 - 30 masse-56 eller mer enn 50 masse-56 av en vannløselig permenterbar karbonkilde, at masseforholdet mellom nitrogen og karbon, sistnevnte i form av f ermenterbare substanser, er fra 1:1 til 1:10 og fortrinnsvis mellom 1:2 og 1:5, at innholdet av nitrogen er mellom 5 og 25 masse-56, at innholdet av kadmium er mindre enn 5 ppm, innholdet av kvikksølv er mindre enn 2 ppm og innholdet av bly er mindre enn 20 ppm og at innholdet av gjødningsstoffer utvaskes sakte når produktet er tilsatt jordsmonnet. The products according to the present invention are characterized by the fact that the water-soluble nitrogen is in the form of urea and ammonium salts, which products are liquid or dried and respectively contain 15 - 30 mass-56 or more than 50 mass-56 of a water-soluble fermentable carbon source, that the mass ratio between nitrogen and carbon, the latter in the form of fermentable substances, is from 1:1 to 1:10 and preferably between 1:2 and 1:5, that the content of nitrogen is between 5 and 25 mass-56, that the content of cadmium is less than 5 ppm, the content of mercury is less than 2 ppm and the content of lead is less than 20 ppm and that the content of fertilizers is slowly washed out when the product is added to the soil.

Produktene kan anvendes som karbonkilde for for eksempel denitrifisering av utløpsstrømmer fra kloakkrenseanlegg, etanolfremstilling eller vekst av proteinrike mikroorganismer for bruk i dyrefor. The products can be used as a carbon source for, for example, denitrification of effluent streams from sewage treatment plants, ethanol production or growth of protein-rich microorganisms for use in animal feed.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte ved fremstilling av produktene over som er kjennetegnet ved at organisk slam inneholdende minst 15 % tørrstoff oppvarmes til minst 180°C og fortrinnsvis mellom 210 og 230°C i minst 2 minutter, og fortrinnsvis mellom 3 og 7 minutter, hvorpå de uløselige organiske komponentene hydroliseres til vannløslige forbindelser ved hjelp av en katalysator, fortrinnsvis uorganiske syrer, uoppløst faststoff skilles ut, og metallioner fra gruppe 2b, 3a, 4a, 5a, 6b, 7b og 8 i det periodiske system fjernes ved utfelling ved tilsetting av et fellingsreagens, hvilket fellingsreagens tilsettes trinnvis slik at flokkulanter tilsatt til den rå slamvæsken gjenvinnes fra produktet og brukes om igjen, hvilke flokkulanter er jern (III) og/eller aluminiumssalter gjenvunnet ved utfelling ved pH mindre enn 4.5. The invention also relates to a method for the production of the products above which is characterized by organic sludge containing at least 15% dry matter being heated to at least 180°C and preferably between 210 and 230°C for at least 2 minutes, and preferably between 3 and 7 minutes, after which the insoluble organic components are hydrolyzed to water-soluble compounds with the aid of a catalyst, preferably inorganic acids, undissolved solids are separated, and metal ions from groups 2b, 3a, 4a, 5a, 6b, 7b and 8 in the periodic table are removed by precipitation by adding a precipitation reagent, which precipitation reagent is added stepwise so that flocculants added to the raw sludge liquid are recovered from the product and reused, which flocculants are iron (III) and/or aluminum salts recovered by precipitation at pH less than 4.5.

Fremgangsmåten katalyseres fortrinnsvis ved at slammet tilsettes uorganiske syrer, fortrinnsvis svovelsyre som brukes i en mengde slik at pH i produktene er mindre eller lik 1.5, og fortrinnsvis mellom 0.5 og 1.0, eller ved at slammet tilsettes metallsalter, hvilke metallsalter er vannløslige forbindelser av jern (III) og/eller aluminium i en mengde på minst 100 ppm og fortrinnsvis 200 ppm basert på tilført slam. The process is preferably catalyzed by adding inorganic acids to the sludge, preferably sulfuric acid, which is used in an amount such that the pH in the products is less than or equal to 1.5, and preferably between 0.5 and 1.0, or by adding metal salts to the sludge, which metal salts are water-soluble compounds of iron ( III) and/or aluminum in an amount of at least 100 ppm and preferably 200 ppm based on added sludge.

Fellingsreagenset er fortrinnsvis ammoniakk, ammoniumkarbonat, ammoniumkarbamat, kaliumhydroksid eller kaliumkarbonat eller en blanding av disse, hvilket fellingsreagens har en verdi som plantenaeringsstof f, eller at alt eller deler av fellingsreagenset er kalsiumhydroksid og at forholdet mellom nitrogen og karbon er mellom 1:1 og 1:10, fortrinnsvis mellom 1:2 og 1:5. The precipitation reagent is preferably ammonia, ammonium carbonate, ammonium carbamate, potassium hydroxide or potassium carbonate or a mixture of these, which precipitation reagent has a value as plant nutrient f, or that all or parts of the precipitation reagent is calcium hydroxide and that the ratio between nitrogen and carbon is between 1:1 and 1 :10, preferably between 1:2 and 1:5.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av utførelseseksempler med henvisning til de medfølgende tegninger. Figur 1 viser et flytskjema av en utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Figur 2 viser en skisse av en kolonne for bestemmelse av ni trogenutvasking. The invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. Figure 1 shows a flowchart of an embodiment of the method according to the invention. Figure 2 shows a sketch of a column for the determination of nitrogen leaching.

I figur 1 er det vist et flytskjema for en utførelsesform av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen. Figure 1 shows a flowchart for an embodiment of the method according to the invention.

Slam inneholdende minst 10 £ og fortrinnsvis 15 % eller mer partikler blandes med en mengde av reaktorproduktet i en blandetank, typisk 20-35 vol-%, slik at det gjøres lett pumpbart og en mengde mineralsyrer, fortrinnsvis svovelsyre, tilsettes slik at pH i den resulterende blandingen er under 1.5, fortrinnsvis 0.5-0.8. Dette utgjør typisk 20 - 50 gram svovelsyre pr. kg. tørrstoff. Sludge containing at least 10% and preferably 15% or more particles is mixed with an amount of the reactor product in a mixing tank, typically 20-35% by volume, so as to make it easily pumpable and an amount of mineral acids, preferably sulfuric acid, is added so that the pH of the the resulting mixture is below 1.5, preferably 0.5-0.8. This typically amounts to 20 - 50 grams of sulfuric acid per kg. dry matter.

Det totale innholdet av Fe(III) og Al(III) justeres om nødvendig slik at det tilsvarer minst 200 ppm av tørrstoffet. Den nødvendige mengden vil variere i henhold til slamtypen og tallene over er representative for kloakkslam. The total content of Fe(III) and Al(III) is adjusted if necessary so that it corresponds to at least 200 ppm of the dry matter. The required quantity will vary according to the type of sludge and the figures above are representative of sewage sludge.

Den resulterende blandingen oppvarmes til minst 180 °C og fortrinnsvis mellom 210 og 245 °C i en periode på minst 2 og fortrinnsvis 3-5 minutter. Denne behandlingen gjør at blandingen omdannes til reaktorproduktet, som er en dispersjon med lav viskositet inneholdende 2-5 masse-£ partikler . The resulting mixture is heated to at least 180°C and preferably between 210 and 245°C for a period of at least 2 and preferably 3-5 minutes. This treatment causes the mixture to be converted into the reactor product, which is a low-viscosity dispersion containing 2-5 mass-£ particles.

Partiklene bunnfeller og eventuelle ikke-blandbare oljer flyter opp til overflaten og begge disse fraksjonene fjernes i separate beholdere. Partiklene oppkonsentreres i et filter 9 til en filterkake som inneholder så mye tørrstoff som mulig, typisk minst 40 masse-56. The particles settle and any immiscible oils float to the surface and both of these fractions are removed in separate containers. The particles are concentrated in a filter 9 to a filter cake that contains as much dry matter as possible, typically at least 40 mass-56.

pH i den klare vanndige fasen justeres f.eks. med ammoniakk eller alkalimetall karbonat eller hydroksid, først til pH 4.0 ± 0.4 og deretter til 7.5 ± 0.5, og det utfelte materialet fjernes etter hver pH-justering. Den resulterende klare væsken inndampes deretter til et innhold på 20 og fortrinnsvis minst 30 masse-£ oppløst fast stoff. The pH in the clear aqueous phase is adjusted, e.g. with ammonia or alkali metal carbonate or hydroxide, first to pH 4.0 ± 0.4 and then to 7.5 ± 0.5, and the precipitated material is removed after each pH adjustment. The resulting clear liquid is then evaporated to a content of 20 and preferably at least 30 mass pounds of dissolved solids.

Slam med lavt innhold av fosfor og/eller tungmetaller, f.eks. slam fra papir- og celluloseindustrien, og avhengig av anvendelsen av sluttproduktet, kan tilsettes finfordelt kalsiumhydroksid og/eller karbonat som fellingsmiddel. Sludge with a low content of phosphorus and/or heavy metals, e.g. sludge from the paper and cellulose industry, and depending on the application of the final product, finely divided calcium hydroxide and/or carbonate can be added as a precipitating agent.

Avvannet biologisk slam 1 inneholdende minst 10 masse-# fast stoff føre til en blandetank 2 hvor en syre 3, fortrinnsvis svovelsyre, tilsettes i en mengde på minst 10 gram og typisk mellom 20 og 50 gram pr. kg. tørrstoff, sammen med en mengde av produktet 4 fra reaktoren 5 (se over), typisk 10-40 masse-% av det inngående slammet. Hensikten med dette er å omsette det opprinnelige slammet til en lett pumpbar dispersjon. Siden tilsetningen av syre kan medføre en liten gassdannelse, er tanken 2 forsynt med et utløp, slik at at gass 6 fra tanken kan føres f.eks. til blanding med fødeluften til kjelen 7 eller til et adsorpsjonstårn. Alle deler av tanken og blanderen/impelleren er fremstilt av syrebestandige materialer. Dewatered biological sludge 1 containing at least 10 mass-# of solid matter leads to a mixing tank 2 where an acid 3, preferably sulfuric acid, is added in an amount of at least 10 grams and typically between 20 and 50 grams per kg. dry matter, together with a quantity of the product 4 from the reactor 5 (see above), typically 10-40% by mass of the incoming sludge. The purpose of this is to convert the original sludge into an easily pumpable dispersion. Since the addition of acid can lead to a small formation of gas, the tank 2 is provided with an outlet, so that gas 6 from the tank can be led, e.g. for mixing with the feed air to the boiler 7 or to an adsorption tower. All parts of the tank and the mixer/impeller are made of acid-resistant materials.

Dersom analyser av den innkommende slammet viser at innholdet av Al^<+>og Fe^<+>er lavere enn 200 ppm av tørrstoff, bør det tilsettes en mengde aluminium og/eller Fe(III) salt, fortrinnsvis i form av sulfat, for å oppnå denne konsentrasjonen. If analyzes of the incoming sludge show that the content of Al^<+>and Fe^<+>is lower than 200 ppm of dry matter, a quantity of aluminum and/or Fe(III) salt should be added, preferably in the form of sulphate, to achieve this concentration.

Blandetanken 2 bør en kapasitet som tilsvarer minst 1 times produksjon. Mixing tank 2 should have a capacity that corresponds to at least 1 hour of production.

Dispersjonen fra tanken 2 pumpes til den første holdetanken 8, hvis hensikt er å sikre en jevn væskestrøm til reaktoren 5. Alle deler til holdetanken 8 og blanderen/impelleren er fremstilt av syrebestandige materialer. The dispersion from the tank 2 is pumped to the first holding tank 8, the purpose of which is to ensure a steady liquid flow to the reactor 5. All parts of the holding tank 8 and the mixer/impeller are made of acid-resistant materials.

Hensikten med reaktoren 5 er å varme opp den tilførte slam-strømmen slik at en stor mengde av det partikkelf ormige materialet, som i tilfeller med kloakkslam og slam fra jordbruks-, papir- og celluloseindustrien består av cellulose, hydrolyseres i løpet av kort tid til vannløselige forbindelser. Dette forutsetter bruk av syre og de tidligere nevnte aluminium og jern (III) saltene som hydrolysekata-lysatorer og muligheter for å oppnå høy temperatur i reaktoren 5. The purpose of the reactor 5 is to heat the supplied sludge flow so that a large amount of the particulate material, which in the case of sewage sludge and sludge from the agricultural, paper and cellulose industry consists of cellulose, is hydrolysed within a short time to water soluble compounds. This requires the use of acid and the previously mentioned aluminum and iron (III) salts as hydrolysis catalysts and opportunities to achieve a high temperature in the reactor 5.

Betraktninger vedrørende optimale forhold med hensyn til maksimal reduksjon av mengden partikkelformig materiale, variable kostnader for katalysatorer og energi og faste kostnader til nedbetaling av anlegget indikerer at denne tiden ikke bør overskride 15 minutter og bør ligge mellom 2 og 10 minutter. Det optimale temperaturområdet for slik slam er funnet å være minst 180 °C og fortrinnsvis mellom 210 °C og 245 °C. Mengden av syre bør være slik at reaksjonsproduk-tenes pH ligger under 1.5 og fortrinnsvis 0.5 - 0.8. Considerations regarding optimal conditions with regard to maximum reduction of the amount of particulate matter, variable costs for catalysts and energy and fixed costs for paying off the plant indicate that this time should not exceed 15 minutes and should be between 2 and 10 minutes. The optimum temperature range for such sludge has been found to be at least 180 °C and preferably between 210 °C and 245 °C. The amount of acid should be such that the pH of the reaction products is below 1.5 and preferably 0.5 - 0.8.

Den første holdetanken 8 bør ha en kapasitet som tilsvarer minst 2 timer slamproduksjon. The first holding tank 8 should have a capacity corresponding to at least 2 hours of sludge production.

Siden det tidligere er rapportert at cellulosehydrolyse krever mye lenger tid under tilsvarende betingelser ved-rørende tid, temperatur og surhet, er det meget uventet at driftsbetingelsene her er tilstrekkelige til å redusere mesteparten av slammets celluloseinnhold til vannløselige forbindelser. Since it has previously been reported that cellulose hydrolysis requires much longer time under similar conditions regarding time, temperature and acidity, it is very unexpected that the operating conditions here are sufficient to reduce most of the sludge's cellulose content to water-soluble compounds.

Vi har vært i stand til å vise at dette skjer på grunn av små mengder Fe(III) og/eller Al-salter i slammet. Selv om disse forbindelsene er tilstede i tilstrekkelige mengder i f.eks,, kloakkslam, kan det være behov for å tilsette disse i tilfellet med f.eks. slam fra papirindustrien. We have been able to show that this happens due to small amounts of Fe(III) and/or Al salts in the sludge. Although these compounds are present in sufficient quantities in, e.g., sewage sludge, there may be a need to add them in the case of e.g. sludge from the paper industry.

Reaktoren 5 er utformet som et langt rør som er kveilet opp på seg selv, slik at den tilførte væsken varmes opp ved varmeveksling med den utgående, behandlede væsken, mens den midtre delen oppvarmes ytterligere til det tidligere nevnte temperaturområdet ved hjelp av en ytre varmekilde som f.eks. en termisk væske. Temperaturen til utløpsvæsken bør være lavere enn 100 "C og fortrinnsvis 60-80 'C. Dette er energibesparende og er fordelaktig for den videre behand-1 ingen. The reactor 5 is designed as a long tube that is coiled up on itself, so that the supplied liquid is heated by heat exchange with the outgoing, treated liquid, while the middle part is further heated to the previously mentioned temperature range by means of an external heat source which e.g. a thermal fluid. The temperature of the outlet liquid should be lower than 100 °C and preferably 60-80 °C. This saves energy and is beneficial for the further treatment.

En del av væsken fra reaktoren 5 føres til settlingstanken 9 og en del føres tilbake til blandetanken 2 via røret 10. Part of the liquid from the reactor 5 is led to the settling tank 9 and part is led back to the mixing tank 2 via the pipe 10.

Alle deler av reaktoren 2 må fremstilles av syrebestandige materialer. All parts of the reactor 2 must be made of acid-resistant materials.

Hensikten med settlingstanken 9 er å la partikkelrester felles ut og la fettsyrer, som ellers vil medføre skumdannelse senere i prosessen, flyte opp til overflaten. Tanken 9 er utstyrt med en skummeanordning, som kan være i form av et passende plassert dreneringsrør, for å fjerne flytende substanser 11 (inkludert plastrester), olje og fett til en lagringstank. The purpose of the settling tank 9 is to let particle residues fall out and allow fatty acids, which would otherwise cause foaming later in the process, to float to the surface. The tank 9 is equipped with a skimming device, which may be in the form of a suitably placed drainage pipe, to remove liquid substances 11 (including plastic residues), oil and grease to a storage tank.

Materialet som utfelles i bunnen av tanken 9 pumpes til et filter 12, enten direkte eller via et trommelfilter. The material that settles at the bottom of the tank 9 is pumped to a filter 12, either directly or via a drum filter.

Tanken 9 må være fremstilt av et syrebestandig materiale og bør ha en kapasitet tilsvarende minst 6 og fortrinnsvis 12 timers slamproduksjon. The tank 9 must be made of an acid-resistant material and should have a capacity corresponding to at least 6 and preferably 12 hours of sludge production.

Hensikten med hovedf il teret 12 er å fjerne så mye vann-løselige materialer soom mulig fra partikkelsrestene. Væsken som presses ut av filteret pumpes via ledning 13 til den første pH-reguleringstanken 14. The purpose of the main filter 12 is to remove as much water-soluble material as possible from the particle residues. The liquid that is pressed out of the filter is pumped via line 13 to the first pH control tank 14.

Filterkaken fra filteret 12 vil typisk inneholde 10-30 % av det tilførte slammets tørrstoff og vil typisk inneholde 40-60 masse-Sé tørrstoff. Sammensetningen vil variere i sterk grad avhengig av den typen slam den stammer fra. Typiske tørr-stoffanalyser viser at en filterkake etter behandling i henhold til oppfinnelsen av innenlandsk kloakkslam inneholder 20-40 rnasse-^ askedannende forbindelser (hovedsakelig silikater og kalsiumforbindelser), 40-60 masse-& uløselige organiske forbindelser, sannsynligvis cellulose og 5-15 masse-^ vannløselige materialer fra den medfølgende vanndige fasen. Innholdet av tungmetaller i en slik filterkake vil være proprosjonalt med den mengden som er i den medfølgende vanndige fasen, dvs. typisk i området 10-30 % av konsentrasjonen til slike metaller i råslammet. The filter cake from the filter 12 will typically contain 10-30% of the added sludge's dry matter and will typically contain 40-60 mass-Sé of dry matter. The composition will vary greatly depending on the type of sludge it originates from. Typical dry matter analyzes show that a filter cake after treatment according to the invention of domestic sewage sludge contains 20-40 rnasse-^ ash-forming compounds (mainly silicates and calcium compounds), 40-60 mass-& insoluble organic compounds, probably cellulose and 5-15 mass -^ water-soluble materials from the accompanying aqueous phase. The content of heavy metals in such a filter cake will be proportional to the amount in the accompanying aqueous phase, i.e. typically in the range of 10-30% of the concentration of such metals in the raw sludge.

Dette materialet kan brukes som et jordforbedringsmiddel. This material can be used as a soil conditioner.

Hensikten med den første pH-reguleringstanken 14 er å justere pH slik at en større del av Al- og Fe( 111 )-sal ter, som kan brukes som flokkuleringsmidler til rå slamvæsker, utfelles samtidig som man unngår en uønsket utfelling av tungmetaller. Det ojptimale pH-området for dette er mellom 3.5 - 4.5. Desto høyere pH, jo bedre utbytte, men samtidig økende fare for utfelling av tungmetaller. Valget av det flørste pH-regule-ringsnivået er derfor avhengig av det tilførste slammets innhold av tungmetaller, men vil ikke i noen tilfeller falle under det nevnte området. The purpose of the first pH control tank 14 is to adjust the pH so that a larger proportion of Al and Fe(111) salts, which can be used as flocculants for raw sludge liquids, are precipitated while avoiding an unwanted precipitation of heavy metals. The optimal pH range for this is between 3.5 - 4.5. The higher the pH, the better the yield, but at the same time increasing the risk of precipitation of heavy metals. The choice of the highest pH regulation level therefore depends on the added sludge's content of heavy metals, but will not in any case fall below the mentioned range.

Fellingsmidlene kan velges blant følgende : alkalimetall hydroksid, alkalimetall karbonat, ammoniakk eller ammonium karbonat. Ammoniakkgass er det foretrukne fellingsmiddelet, siden den er rimelig, enkel å anvende, tilfører ikke vann til systemet og forbedrer næringsverdien til sluttproduktet. Et utmerket alternativ til ammoniakk er utvasket treaske, dersom dette er tilgjengelig. Pottaske, dvs. kaliumkarbonat, bør foretrekkes dersom innholdet av kadmium eller kvikksølv er høyt i det tilførte slammet (henholdsvis > 100 ppm eller > 10 ppm tørrstoff) for å redusere risikoen for at det dannes tungmetallaminer, det vil si komplekser av tungmetallfor-bindelser og ammonium hydroksid eller ammoniumsalter. Kalsium hydroksid kan brukes som fellingsmiddel for slam med et lavt fosfatinnhold. The precipitating agents can be chosen from among the following: alkali metal hydroxide, alkali metal carbonate, ammonia or ammonium carbonate. Ammonia gas is the precipitant of choice as it is inexpensive, easy to use, does not add water to the system and improves the nutritional value of the final product. An excellent alternative to ammonia is leached wood ash, if this is available. Pot ash, i.e. potassium carbonate, should be preferred if the content of cadmium or mercury in the added sludge is high (respectively > 100 ppm or > 10 ppm dry matter) to reduce the risk of heavy metal amines being formed, i.e. complexes of heavy metal compounds and ammonium hydroxide or ammonium salts. Calcium hydroxide can be used as a precipitating agent for sludge with a low phosphate content.

De blandede metallhydroksidene som utfelles i tanken 14, fjernes fra bunnen av tanken 14 og filtreres f.eks. i et posefilter 15. Filtratet pumpes til den andre pH-justerings-tanken 16, mens restene oppløses i mineralsyre, valgt fra svovelsyre eller saltsyre, og brukes igjen som flokkulant. The mixed metal hydroxides that precipitate in the tank 14 are removed from the bottom of the tank 14 and filtered, e.g. in a bag filter 15. The filtrate is pumped to the second pH adjustment tank 16, while the residues are dissolved in mineral acid, selected from sulfuric acid or hydrochloric acid, and used again as a flocculant.

Hensikten med den andre pH-reguleringstanken 16 er å justere pH slik at en større del av tungmetallene utfelles. Det optimale pH-området hvor dette skjer, er mellom 6.5 og 8.5, avhengig av det valgte fellingsmiddel, men pH vil i alle tilfeller ligge innen det antydede området. The purpose of the second pH control tank 16 is to adjust the pH so that a greater proportion of the heavy metals are precipitated. The optimal pH range where this occurs is between 6.5 and 8.5, depending on the precipitant chosen, but the pH will in all cases lie within the suggested range.

Fellingsmiddelet kan velges fra følgende : alkalimetall hydroksid, alkalimetall carbonat, ammoniakk og ammoniumkarbonat. Selv om ammoniakk kan brukes som fellingsmiddel, er pottaske, dvs. kalium karbonat, foretrukket for produkter som stammer fra slam med høyt innhold av tungmetaller, da det sikrer maksimal utfelling av slike metaller ved pH 7 (som karbonater), reduserer risikoen for dannelse av løselige kadmiumkomplekser og bidrar til plantenaeringsverdien til sluttproduktet. Dersom utvasket treaske er tilgjengelig, er dette et utmerket alternativ til pottaske. Kalsium hydroksid kan også brukes som fellingsreagens for slam med lavt fosfatinnhold. The precipitating agent can be selected from the following: alkali metal hydroxide, alkali metal carbonate, ammonia and ammonium carbonate. Although ammonia can be used as a precipitant, pot ash, i.e. potassium carbonate, is preferred for products derived from sludges with a high content of heavy metals, as it ensures maximum precipitation of such metals at pH 7 (as carbonates), reduces the risk of formation of soluble cadmium complexes and contribute to the plant nutritional value of the final product. If washed wood ash is available, this is an excellent alternative to pot ash. Calcium hydroxide can also be used as a precipitation reagent for sludge with a low phosphate content.

De utfelte blandede tungmetallene føres ut av tanken 16 og pumpes til en filtreringsanordning 17, f.eks. et posefilter. Filtratet pumpes til inndampere (ikke vist), og restene deponeres f.eks. på en fylling. Mengdene av tørrstoff i disse restene er i tilfellet med kloakkslam ca. 1 masse-^ av tørrstoffet i det tilførte slammet. The precipitated mixed heavy metals are led out of the tank 16 and pumped to a filtering device 17, e.g. a bag filter. The filtrate is pumped to evaporators (not shown), and the residues are deposited, e.g. on a filling. The quantities of dry matter in these residues are, in the case of sewage sludge, approx. 1 mass-^ of the dry matter in the added sludge.

Den første og andre pH-reguleringstanken, henholdsvis 14 og 16, kan kombineres som utfelling i et enkelt trinn i tilfelle The first and second pH control tanks, 14 and 16 respectively, can be combined as precipitation in a single step in case

a) små anlegg (< 5000 tonn/år tilført tørrstoff) og/eller b) dersom innholdet av tungmetaller er lavt (f.eks. Cd < 1.5 ppm a) small plants (< 5000 tonnes/year added dry matter) and/or b) if the content of heavy metals is low (e.g. Cd < 1.5 ppm)

tørrstoff) og/eller c) dersom Al-holdige forbindelser brukes som flokkulanter i form av aluminater. I tilfellet c) kan restene vaskes ved pH 10.5 ± 1, f.eks. med en løsning av natrium hydroksid, for spesifikk fjerning av aluminium som aluminat. For slam som inneholder store mengder kvikksølv, kan den vandige fasen behandles med en fellingsreagens som er spesielt valgt for dette, f.eks. Degussa<R>TMT 15. dry matter) and/or c) if Al-containing compounds are used as flocculants in the form of aluminates. In case c) the residues can be washed at pH 10.5 ± 1, e.g. with a solution of sodium hydroxide, for the specific removal of aluminum as aluminate. For sludge containing large amounts of mercury, the aqueous phase can be treated with a precipitation reagent specially selected for this, e.g. Degussa<R>TMT 15.

Hensikten med inndamperne (ikke vist) er å redusere volumet til produktet som kommer ut av anlegget og å gi en stabil vandig fase, hvis osmotiske trykkpotensiale er slik at mikroorganismer ikke kan formere seg. Mens et innhold av oppløst fast stoff på ca. 20 % er tilfredsstillende for å imøtekomme det siste kravet, vil transportmessige og tilhørende kostnader kreve at den vandige fasen skal inneholde mer tørrstoff, typisk 30 rnasse-^ eller mer. The purpose of the evaporators (not shown) is to reduce the volume of the product leaving the plant and to provide a stable aqueous phase, the osmotic pressure potential of which is such that microorganisms cannot multiply. While a content of dissolved solids of approx. 20% is satisfactory to meet the last requirement, transport and associated costs will require the aqueous phase to contain more dry matter, typically 30 rnasse-^ or more.

Den vandige fasen fra flere typer biologisk slam, inkludert slant fra slakterier, kloakkrenseanlegg og _matvareindustri, vil inneholde fettsyrer. Disse fettsyrene vil ikke bli fjernet fullstendig i settlingstanken 9 på grunn av deres lave løselighet i vann, og de vil bli omdannet til såper ved pH høyere enn ca. 3, dvs. under det første pH-justerings-trinnet. Disse såpene er meget effektive surfaktanter og vil medføre skumdannelse i en uhensiktsmessig utformet inndamper, dvs. en inndamper hvor det skjer en koking med bobledannelse. Vi har derfor funnet det hensiktsmessig å bruke tynn-film inndampere eller sprøytetørkere for å redusere volumet av væsken. The aqueous phase from several types of biological sludge, including sludge from slaughterhouses, sewage treatment plants and the _food industry, will contain fatty acids. These fatty acids will not be completely removed in the settling tank 9 due to their low solubility in water, and they will be converted into soaps at pH higher than approx. 3, i.e. during the first pH adjustment step. These soaps are very effective surfactants and will cause foaming in an inappropriately designed evaporator, i.e. an evaporator where boiling with bubble formation takes place. We have therefore found it appropriate to use thin-film evaporators or spray dryers to reduce the volume of the liquid.

Anvendelsen av to eller flere tynn-film inndampere i serie, sikrer fjerning av en tilstrekkelig mengde vann til å gi et produkt inneholdende 30-40 % vannløselig fast stoff. Det er ikke tilrådelig å bruke slike inndampere for disse vandige fasene med høyere innhold av fast stoff, fordi viskositeten og risikoen for krystallisering blir for høy for pumping. Alternativt kan et vasketårn eller sprøytetørkingstårn, som drives slik at produktet inneholder 30-40 % fast stoff, erstatte tynn-film inndamperne. The use of two or more thin-film evaporators in series ensures the removal of a sufficient amount of water to give a product containing 30-40% water-soluble solids. It is not advisable to use such evaporators for these higher solids aqueous phases, because the viscosity and the risk of crystallization become too high for pumping. Alternatively, a washing tower or spray drying tower, operated so that the product contains 30-40% solids, can replace the thin-film evaporators.

Det bør legges merke til at dampen fra inndamperne vil inneholde små mengder organiske forbindelser, først og fremst furfural. Dette bør fortrinnsvis kondenseres og føres tilbake til det første settlingsbassenget i det biologiske behandlingsanlegget, hvor det vil utgjøre en lett tilgjengelig karbonkilde og derved påskynde denitrifiserings-prosessene. It should be noted that the steam from the evaporators will contain small amounts of organic compounds, primarily furfural. This should preferably be condensed and fed back to the first settling basin in the biological treatment plant, where it will constitute an easily accessible carbon source and thereby speed up the denitrification processes.

Produktlagertanken (ikke vist) inneholder den delen av det tilførte tørrstoffet, typisk 3/5 for kloakkslam, som er omdannet til vannløselige forbindelser og justert til pH 7.5 ± 0.5, oppkonsentrert til 30-40 masse-£ tørrstoff. Dette rep-resenterer en betydelig volumreduksjon, noe som- er spesielt verdifullt i områder med kaldt klima, siden slike produkter må lagres opptil 6 måneder før de kan brukes^The product storage tank (not shown) contains that part of the supplied dry matter, typically 3/5 for sewage sludge, which has been converted to water-soluble compounds and adjusted to pH 7.5 ± 0.5, concentrated to 30-40 mass-£ dry matter. This represents a significant reduction in volume, which is particularly valuable in areas with cold climates, since such products must be stored for up to 6 months before they can be used^

Anlegget beskrevet over er meget kompakt og kan plasseres i en bygning med et areal på ca. 200 m<2>for et anlegg med en kapasitet på 15000 tonn/år, 20 £ tørrstoff, ikke medregnet områder for energiproduksjon. Lagring av ferdige produkter behøver ikke skje under tak. The plant described above is very compact and can be placed in a building with an area of approx. 200 m<2> for a plant with a capacity of 15,000 tonnes/year, 20 £ dry matter, not including areas for energy production. Storage of finished products does not need to take place under a roof.

I tilfellet med kloakkslam vil ca. 1/4 til 1/7 av tørrstoffet bli fjernet i henholdsvis settlingstrinnet og pH-justerings-trinnet og vil gi den resterende 3/5 pluss tilsatte kjemika-lier i løsning. In the case of sewage sludge, approx. 1/4 to 1/7 of the dry matter will be removed in the settling step and the pH adjustment step respectively and will give the remaining 3/5 plus added chemicals in solution.

Filterkaken fra hovedfilteret 12 inneholder delvis hydroly-sert cellulose, løselige karbonkilder og viktige plante-naeringsmidler (hovedsakelig fosfor og nitrogen), som inneholder mindre tungmetaller enn slammet som den ble fremstilt av. Filterkakens lave pH gjør at den ikke kan nedbrytes av mikroorganismer. The filter cake from the main filter 12 contains partially hydrolysed cellulose, soluble carbon sources and important plant nutrients (mainly phosphorus and nitrogen), which contain less heavy metals than the sludge from which it was produced. The filter cake's low pH means that it cannot be broken down by microorganisms.

Vi har imidlertid funnet at filterkaken raskt komposteres og gir et utmerket vekstmedium for planter dersom pH i filterkaken økes, f.eks. ved tilsetning av finmalt kalk, treaske, ammoniakk og lignende. However, we have found that the filter cake quickly composts and provides an excellent growing medium for plants if the pH of the filter cake is increased, e.g. by adding finely ground lime, wood ash, ammonia and the like.

Oljene fra settlingstanken 9, hovedsakelig mettede og umettede fettsyrer, som fjernes og lagres i en tank (ikke vist) kan brukes ved fremstilling av såpe og surfaktanter og som en komponent i dyrefor. De kan oppløses i en liten mengde alkali og brukes som karbonkilde for denitrifiseringen. Hydroksidslammet vil inneholde metaller i tillegg til alkali og alkaliske jordmetaller. Dersom det brukes to fellingstrinn, vil Fe(III) og Al(III) utgjøre størstedelen av slammet som utfelles ved pH 4. Disse kan oppløses fortrinnsvis i svovelsyre for gjenbruk som flokkulanter. Dersom det anvendes et enkelt fellingstrinn kan Al(III) gjenvinnes som aluminat ved jyasking med alkali ved pH > 10. __ The oils from the settling tank 9, mainly saturated and unsaturated fatty acids, which are removed and stored in a tank (not shown) can be used in the manufacture of soap and surfactants and as a component in animal feed. They can be dissolved in a small amount of alkali and used as a carbon source for the denitrification. The hydroxide sludge will contain metals in addition to alkali and alkaline earth metals. If two precipitation steps are used, Fe(III) and Al(III) will make up the majority of the sludge that is precipitated at pH 4. These can preferably be dissolved in sulfuric acid for reuse as flocculants. If a single precipitation step is used, Al(III) can be recovered as aluminate by ashing with alkali at pH > 10. __

De oppløste faste stoffene i væsken fra inndamperne (ikke vist) inneholder hovedsakelig alkalimetall og/eller ammonium fosfater, alkalimetall og/eller ammonium sulfater og vannløselige, karbonholdige materialer, hovedsakelig karbohydrater og avledede forbindelser. Denne væsken kan brukes som en karbonkilde for denitrifiseringen eller som et enestående kombinert gjødsel og jordforbedringsmiddel. Produktet kan også sprøytetørkes til et pelletiserbart, vannløselig pulver som inneholder ca. 90 % tørrstoff. The dissolved solids in the liquid from the evaporators (not shown) contain mainly alkali metal and/or ammonium phosphates, alkali metal and/or ammonium sulphates and water-soluble carbonaceous materials, mainly carbohydrates and derived compounds. This liquid can be used as a carbon source for the denitrification or as a unique combined fertilizer and soil conditioner. The product can also be spray-dried into a pelletizable, water-soluble powder containing approx. 90% solids.

Sammensetningen av produktet fra inndamperne vil variere i henhold til slammet som brukes og valg av driftsegenskaper innen oppfinnelsens beskyttelsesomfang. The composition of the product from the evaporators will vary according to the sludge used and the choice of operating characteristics within the scope of protection of the invention.

Mens kloakkslambaserte produkter fremstilt ved kjent teknologi typisk inneholder 20-25 tørrstoff og 1-2 % nitrogen (kompost) eller 85-95 % tørrstoff og 4-7 masse-Sé nitrogen (pellets), hvor nitrogenet er sakte opptakbare forbindelser (proteiner), vil produktet som er fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse fra det samme slammet inneholde minst 20 56 og generelt minst 30 masse-^ tørrstoff, hvorav ca. 1/3 er uorganiske materialer, hvorav en del er raskt tilgjengelig nitrogen i form av ammoniumsulfat. Produktet som er . fremstilt ved sprøytetørking av denne løsningen vil inneholde opptil 25 % nitrogen, avhengig av råslammets sammensetning og valg av pH-justeringsmiddel. While sewage sludge-based products produced using known technology typically contain 20-25 dry matter and 1-2% nitrogen (compost) or 85-95% dry matter and 4-7 mass-Sé nitrogen (pellets), where the nitrogen is slowly absorbable compounds (proteins), the product produced according to the present invention from the same sludge will contain at least 20 56 and generally at least 30 mass-^ dry matter, of which approx. 1/3 are inorganic materials, part of which is readily available nitrogen in the form of ammonium sulphate. The product that is . produced by spray drying this solution will contain up to 25% nitrogen, depending on the composition of the raw sludge and the choice of pH adjusting agent.

Mens innholdet av enkelte tungmetaller ved kjente kloakkslambaserte forbindelser typisk er Cd > 10 ppm, Pb > 100 ppm, er det betydelig lavere i produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen og typisk Cd < 5 ppm og Pb < 25 ppm. While the content of certain heavy metals in known sewage sludge-based compounds is typically Cd > 10 ppm, Pb > 100 ppm, it is significantly lower in the products manufactured according to the invention and typically Cd < 5 ppm and Pb < 25 ppm.

Produktene fremstilt i henhold til kjent teknologi, f.eks. kompostert og/eller pelletisert slam, er faste stoffer inneholdende fermenterbart materiale og som utsettes for fermentering i nærvær av tilstrekkelig fuktighet. Dette vil medføre utvikling av lukt og andre håndteringsproblemer. The products manufactured according to known technology, e.g. composted and/or pelletized sludge, are solids containing fermentable material and which are subjected to fermentation in the presence of sufficient moisture. This will lead to the development of odors and other handling problems.

Produktet som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen er derimot fullstendig stabile og ute av stand til å fermen-teres. Disse egenskapene er meget overraskende siden komponentene er meget fermenterbare, men det er funnet at fermenterbarheten avtar når konsentrasjonen av tørrstoff overskrider ca. 20 %. Årsaken til dette er sannsynligvis at det osmotiske potensialet til væsker som inneholder mer enn ca. 20 5é tørrstoff, er for høyt til at mikroorganismene kan formere seg. The product produced according to the invention, on the other hand, is completely stable and incapable of being fermented. These properties are very surprising since the components are highly fermentable, but it has been found that fermentability decreases when the concentration of dry matter exceeds approx. 20%. The reason for this is probably that the osmotic potential of liquids containing more than approx. 20 5é dry matter, is too high for the microorganisms to multiply.

Siden det er sannsynlig at de uorganiske forbindelsene i væsker som inneholder mer en 20 masse-56 uorganiske forbindelser og 30-40 masse-56 organiske forbindelser vil kunne felles ut, er det foretrukket å sprøytetørke væsker inneholdende 40 masse-£ eller mer oppløste faste stoffer, dersom det er ønskelig med et mer konsentrert sluttprodukt. Since it is likely that the inorganic compounds in liquids containing more than 20 mass-56 inorganic compounds and 30-40 mass-56 organic compounds will be able to precipitate, it is preferred to spray-dry liquids containing 40 mass-£ or more dissolved solids , if a more concentrated final product is desired.

Gjødslings- og jordforbedringsegenskapene til (kloakk) slam er beskrevet i litteraturen ("Slamspredning på åkermark, Nilsson, K., Edner, S., Avfallsaktiebolag, 9.90 og "Operatio-nal experiences of sludge application to forest sites in southern Scotland" Arnot, J.M. et al., Seminar ved universi-tet i York 5-7/9/89). Det er spesielt nevnt at utvasking av nitrogenholdige forbindelser til grunnvannet er meget lavere pr. kg. tilsatt N når (kompostert) slam brukes som nitrogen-kilde istedenfor kunstgjødsel. Dette forklares med at nitrogen i slikt slam er organisk bundet og frigjøres sakte, slik at jordsmonnets nitrogenbindingskapasitet ikke over- skrides, mens det motsatte er tilfelle ved kunstgjødsel som f.eks. ammoniumsalter, alkali og alkaliske jordmetall nitrater, urea osv. The fertilizing and soil improvement properties of (sewage) sludge are described in the literature ("Sludge spreading on arable land, Nilsson, K., Edner, S., Avfallsaktiebolag, 9.90 and "Operational experiences of sludge application to forest sites in southern Scotland" Arnot, J.M. et al., Seminar at the University of York 5-7/9/89).It is particularly mentioned that the leaching of nitrogenous compounds into the groundwater is much lower per kg of added N when (composted) sludge is used as nitrogen- source instead of artificial fertiliser. This is explained by the fact that nitrogen in such sludge is organically bound and released slowly, so that the soil's nitrogen-fixing capacity is not exceeded, while the opposite is the case with artificial fertilizers such as ammonium salts, alkali and alkaline earth metal nitrates, urea, etc. .

Imidlertid er slam og kjente materialer basert på slam ikke generelt akseptert som gjødsel, siden nitrogeninnholdet ofte er for sent og ujevnt tilgjengelig til å kunne anvendes på denne måten for eksempel til avlinger i kjølig klima. Det er funnet at mengden av nitrogen som er tilsatt i form av kjente slambaserte produkter må være 2-3 eller flere ganger større enn det som tilsettes i form av vanlig kunstgjødsel for å gi samme vekstforbedring i slike klima. Siden slambaserte produkter typisk inneholder kun 1/5 - 1/10 av massen av nitrogen i kunstgjødsel, gjør dette at mengden av slambasert produkt som brukes er 10-30 ganger større enn mengden av kunstgjødsel for å gi samme utbytte av avlinger som for eksempel gress, hvete, grønnsaker etc. Slike store volumer er vanskelige og kostbare å håndtere, og de tilfører også uakseptabelt store mengder av (tunge) metaller til jordsmonnet . However, sludge and known materials based on sludge are not generally accepted as fertilizers, since the nitrogen content is often too late and unevenly available to be used in this way, for example for crops in cool climates. It has been found that the amount of nitrogen added in the form of known sludge-based products must be 2-3 or more times greater than what is added in the form of ordinary artificial fertilizers to give the same growth improvement in such climates. Since sludge-based products typically contain only 1/5 - 1/10 of the mass of nitrogen in artificial fertilizers, this means that the amount of sludge-based product used is 10-30 times greater than the amount of artificial fertilizers to give the same yield of crops such as grass , wheat, vegetables etc. Such large volumes are difficult and expensive to handle, and they also add unacceptably large amounts of (heavy) metals to the soil.

Mens produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen inneholder betydelig større mengder nitrogen enn kjente slambaserte materialer, er nitrogenet tilstede nesten fullstendig som ammoniumsalter, dvs. uorganisk bundet. Forståelsen av virkemåten til organisk og uorganisk nitrogen vil føre til antagelsen av at produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen inneholder nitrogen som a) er lett tilgjengelig og b) lett utvaskes til grunnvannet. While the products produced according to the invention contain significantly larger amounts of nitrogen than known sludge-based materials, the nitrogen is present almost entirely as ammonium salts, i.e. inorganically bound. The understanding of the mode of action of organic and inorganic nitrogen will lead to the assumption that the products manufactured according to the invention contain nitrogen which a) is easily available and b) is easily leached into the groundwater.

Det er derfor fullstendig uventet og overraskende at mens a) kan vises å være lignende til det som skjer ved bruk av uorganisk nitrogen, er b) tilsvarende det som skjer når det brukes organisk nitrogen, og det vises under at anvendelsen av produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen fører til en økning i total jordsmonn + utvasket + plantenitrogen som er mer enn det som tilsettes som produkter i henhold til oppfinnelsen. Videre kan det vises at graden av jordforbedring er større ved bruk av produktene i henhold til oppfinnelsen enn ved å bruke kjente slambaserte produkter og selvfølgelig mye mer markert enn ved bruk av kunstgjødsel. It is therefore completely unexpected and surprising that while a) can be shown to be similar to what happens when inorganic nitrogen is used, b) is similar to what happens when organic nitrogen is used, and it is shown that the application of the products manufactured according to to the invention leads to an increase in total soil + leached + plant nitrogen which is more than what is added as products according to the invention. Furthermore, it can be shown that the degree of soil improvement is greater when using the products according to the invention than when using known sludge-based products and of course much more marked than when using synthetic fertiliser.

Eksempel 1. Nitrogenutvasking Example 1. Nitrogen leaching

A) Eksperimentell fremgangsmåte A) Experimental procedure

6 kolonner konstruert som vist i fig. 2 ble fylt som følger: a-b 1 del torv til 7 deler vannvasket støpesand b-c 1 del torv til 10 deler vannvasket støpesand c-d vannvasket støpesand 6 columns constructed as shown in fig. 2 was filled as follows: a-b 1 part peat to 7 parts water-washed molding sand b-c 1 part peat to 10 parts water-washed molding sand c-d water-washed molding sand

Kolonnen ble mettet med vann og overskuddet av vann ble drenert bort i løpet av 5 døgn gjennom utløpet. The column was saturated with water and the excess water was drained away within 5 days through the outlet.

Hver kolonne ble fylt med en løsning med følgende sammensetning (i) 150 ml av et produkt fremstilt fra et biologisk slam i henhold til oppfinnelsen; (ii) 150 ml av en løsning av ammoniumsulfat og ammoniumdihydrogenfosfat med samme N og P innhold som produktet brukt i (i); (iii) en mengde pelletisert kloakkslambasert produkt med samme N innhold som (i); (iv) en mengde ubehandlet kloakkslam som (i) var basert på og med samme N innhold som (i); (v) en mengde flytende organisk gjødsel (Vadheim Groplex) med tilsvarende N og P innhold som (i); og (vi) destillert vann. Each column was filled with a solution with the following composition (i) 150 ml of a product prepared from a biological sludge according to the invention; (ii) 150 ml of a solution of ammonium sulphate and ammonium dihydrogen phosphate with the same N and P content as the product used in (i); (iii) a quantity of pelletized sewage sludge-based product with the same N content as (i); (iv) a quantity of untreated sewage sludge which (i) was based on and with the same N content as (i); (v) a quantity of liquid organic fertilizer (Vadheim Groplex) with the same N and P content as (i); and (vi) distilled water.

Utløpet var åpent i en periode på 5 minutter etter tilføring av væskene og væsken som ble drenert ut av kolonnene i løpet av denne tiden ble oppsamlet, målt (ml-6xl) og undersøkt for N innhold. Utløpet ble deretter stengt i en periode på 5 døgn og åpnet igjen for at væske som var drenert gjennom kolonnen i løpet av denne tiden kunne oppsamles, måles (ml-6X2) og undersøkes for N. The outlet was open for a period of 5 minutes after the addition of the liquids and the liquid drained from the columns during this time was collected, measured (ml-6xl) and examined for N content. The outlet was then closed for a period of 5 days and reopened so that liquid that had drained through the column during this time could be collected, measured (ml-6X2) and examined for N.

En mengde destillert vann tilsvarende 1.3 ganger det som var drenert ut ble tilsatt til kolonnen og prosedyren gjentatt. Denne rutinen ble gjentatt to ganger til, hvoretter kolonnen ble demontert og strata a-b, b-c og c-d adskilt fra hverandre, veid fuktig og tørt, individuelt blandet for å sikre homogenitet og undersøkt for N. Resultatene er gitt i tabell 1. An amount of distilled water corresponding to 1.3 times that which had been drained out was added to the column and the procedure repeated. This routine was repeated two more times, after which the column was dismantled and strata a-b, b-c and c-d separated from each other, weighed wet and dry, individually mixed to ensure homogeneity and examined for N. The results are given in Table 1.

B. Tolkning av resultater B. Interpretation of results

Økningen i totalt nitrogen som er vist er så mistenkelig i tilfellet med produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen at det er antatt å skyldes at disse produktene har en tilbøyelighet til å påskynde vekst av nitrogenfikserende bakterier. Det er videre antatt at dette i sin tur er en konsekvens av at de karbonholdige materialene til produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen er lettere assimilerbare av bakterien (fermenterbare) enn de fra for eksempel kolonne (iii) til (v ). The increase in total nitrogen shown is so suspicious in the case of the products prepared according to the invention that it is believed to be due to the fact that these products have a tendency to accelerate the growth of nitrogen-fixing bacteria. It is further assumed that this in turn is a consequence of the carbon-containing materials of the products manufactured according to the invention being more easily assimilated by the bacteria (fermentable) than those from, for example, columns (iii) to (v).

Omfanget av nitrogenutvasking som er marginalt høyere i tilfellet med produktet fremstilt i henhold til oppfinnelsen enn for produktene (iii) til (v) er allikevel dramatisk lavere enn for kunstgjødsel systemet i (ii). Det skal også legges merke til at denne mengden avtar med tiden mens den holder seg høy i tilfellet (il). Den større mengden tilgjengelig N i kolonne (i) antyder av mindre N må tilsettes som produkt fremstilt i henhold til oppfinnelsen enn for de andre produktene for å sikre lik plantevekst. The extent of nitrogen leaching, which is marginally higher in the case of the product manufactured according to the invention than for the products (iii) to (v), is nevertheless dramatically lower than for the artificial fertilizer system in (ii). It should also be noted that this quantity decreases with time while it remains high in the case (il). The larger amount of available N in column (i) suggests that less N must be added as a product manufactured according to the invention than for the other products to ensure equal plant growth.

Eksempel 2. Jordforbedringsegenskaper Example 2. Soil improvement properties

A. Euktighetsabsor<p>s. lon og retens. lon i sandjord Fertiliteten til sandjord er meget avhengig i hvilken grad de er stand til å holde en film av fuktighet og næringsstoffer rundt jordpartiklene som er tilgjengelige for planterøttene. Siden pakkematerialet i kolonnene (i) til (vi) inneholder sandjord, ble den fuktige og tørre vekten til strata a-b, b-c og c-d målt for hver kolonne før og etter rutinen beskrevet under A. eksperimentell metode, og disse resultatene er vist i tabell 2. Vekttapet ble også målt som en funksjon av tørketid ved 5CPC. A. Moisture Absor<p>p. salary and retention. lon in sandy soil The fertility of sandy soils is very dependent on the extent to which they are able to hold a film of moisture and nutrients around the soil particles that are accessible to the plant roots. Since the packing material in columns (i) to (vi) contains sandy soil, the wet and dry weights of strata a-b, b-c and c-d were measured for each column before and after the routine described under A. experimental method, and these results are shown in Table 2 .The weight loss was also measured as a function of drying time at 5CPC.

Det dramatisk høyere fuktighetsinnholdet til prøvene fra kolonne (i) og den lavere gradienten til tørkekurven for strata, angir meget sterkt at produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen har en overlegen evne til å forbedre sandjordens egenskap til å holde på fuktigheten (og dermed også næringsstoffene) og derved forbedre dens fertilitet. The dramatically higher moisture content of the samples from column (i) and the lower gradient of the drying curve for the strata, strongly indicate that the products manufactured according to the invention have a superior ability to improve the property of the sandy soil to retain the moisture (and thus also the nutrients). thereby improving its fertility.

B. Fuktjghetsabsorpsjon og porøsitet i leirjord B. Moisture absorption and porosity in clay soils

Jordsmonn som inneholder leire holder på fuktighet og næringsstoffer bedre enn sandjord, mens den store mengden av fine partikler (<10 u) som er tettpakket, - hindrer lett transport av luft, fuktighet og næringstoffer. Slikt jordsmonn har en tendens til å sprekke ved tø_rking, en faktor som kan eksponere planterøttene og føre til dårlig vekst. Soils containing clay retain moisture and nutrients better than sandy soils, while the large amount of fine particles (<10 u) which are densely packed - prevents the easy transport of air, moisture and nutrients. Such soils tend to crack when drying, a factor that can expose plant roots and lead to poor growth.

For å bestemme hvorvidt produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen virket som jordforbedring for slike jordsmonn, ble prosedyrene beskrevet under eksperimentell metode og fuktighetsabsorpsjon og retensjon i sandjord utført med kolonnene hvis strata a-b omfattet 4 deler porselensleire, 3 deler sand og 1 del torvfiber. For å reflektere det faktum at næringsstoffer og jordforbedringsmidler må trenge ned i leiren dersom de skal være effektive, ble intervallet mellom hver tilsetning av vann økt til 7 døgn og den øvre 1/3 av strata a-b ble fjernet før analyse. Resultatene er vist i tabell 3. In order to determine whether the products manufactured according to the invention acted as soil improvers for such soils, the procedures described under experimental method and moisture absorption and retention in sandy soil were carried out with the columns whose strata a-b comprised 4 parts porcelain clay, 3 parts sand and 1 part peat fiber. To reflect the fact that nutrients and soil conditioners must penetrate into the clay if they are to be effective, the interval between each addition of water was increased to 7 days and the upper 1/3 of strata a-b was removed before analysis. The results are shown in table 3.

Som vist i tabell 3, utviser kolonnen inneholdende produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen overlegen fuktighets- (og næringstoff) penetrering og retensjonsegen- skaper at disse produktene er i stand til å forbedre leirjord. Det viser at kun prøve a-b fra kolonnen behandlet med produkter fremstilt i henhold til oppfinnelsen dannet en smulelignende struktur ved tørking. Sammen med den lavere uttørkningshastigheten indikerer-dette at prøven både er mer porøs og holder bedre på fuktigheten enn de andre. As shown in Table 3, the column containing the products manufactured according to the invention exhibits superior moisture (and nutrient) penetration and retention properties that these products are capable of improving clay soils. It shows that only sample a-b from the column treated with products manufactured according to the invention formed a crumb-like structure upon drying. Together with the lower drying rate, this indicates that the sample is both more porous and retains moisture better than the others.

C. Ionebvttingsegenskaper C. Ionebvtting properties

Jordsmonnets ionebvttingsegenskaper er viktig siden visse ioner for eksempel løselig Al^<+>er toksisk for planter og fisk, mens andre for eksempel Cd2+ også er toksisk for høyere dyrearter. Jordsmonn med en høy ionebyttingskapasitet vil binde disse ionene og begrense utvaskingen av disse til grunnvannet. Det er kjent at lav pH i jordsmonnet som for eksempel er et resultat av bruk av ammoniumsalter eller ureagjødsel, øker utvasking (Lindmark, J.-E., Våxtpressen nr. 1, 2/90). The soil's ion exchange properties are important since certain ions, such as soluble Al^<+>, are toxic to plants and fish, while others, such as Cd2+, are also toxic to higher animal species. Soils with a high ion exchange capacity will bind these ions and limit their leaching into the groundwater. It is known that low pH in the soil, which is for example the result of using ammonium salts or urea fertiliser, increases leaching (Lindmark, J.-E., Våxtpressen no. 1, 2/90).

Siden sandjord er spesielt utsatt for slik utvasking, ble ionebyttingsegenskapene til strata i kolonnene (i) til (vi) undersøkt ved å tilsette en mengde kadmiumsulfat og alumi-niumsulfat slik at innholdet av hver Cd<2+>og Al^<+>ioner i næringsstoffene som ble brukt ved starten av prosedyren eksperimentell metode, var minst 500 ppm av løsningen [vann i kolonne (vi)]. Innholdet av hver av disse to ionene i den utvaskede løsningen fra kolonnen ble målt og resultatene er vist i tabell 4. Since sandy soil is particularly susceptible to such leaching, the ion exchange properties of the strata in columns (i) to (vi) were investigated by adding a quantity of cadmium sulphate and aluminum sulphate so that the content of each Cd<2+> and Al^<+> ions in the nutrients used at the start of the procedure experimental method, was at least 500 ppm of the solution [water in column (vi)]. The content of each of these two ions in the leached solution from the column was measured and the results are shown in table 4.

Som vist i tabell- 4, utviste kolonnen inneholdende produkter fremstilt i henhold til oppfinnelsen at blandingen i denne kolonnen hadde en overlegen ionebyttingskapasitet. Dette er meget overraskende siden kjente teorier ville anta at bruk av ammoniumsulfat vil øke avvaskingen på grunn av at det ville senke pH i jorden [kfr. kolonne (i)] og som en løselighets-forbedrer for kadmiumforbindelser. Vi antar at nærværet av lett tilgjengelig karbonkilde øker veksten av mikroorganismer som binder metallioner og bufrer pH. As shown in Table 4, the column containing products prepared according to the invention showed that the mixture in this column had a superior ion exchange capacity. This is very surprising since known theories would assume that the use of ammonium sulphate will increase leaching due to the fact that it would lower the pH of the soil [cf. column (i)] and as a solubility improver for cadmium compounds. We hypothesize that the presence of a readily available carbon source increases the growth of microorganisms that bind metal ions and buffer pH.

Eksempel 3. Vekstøkningsegenskaper Example 3. Growth properties

Etter å ha vist at produktet fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse innehar enestående jordforbedringsegenskaper som ikke utvises hverken av syntetiske gjødsler, kjente slambaserte produkter eller kommersielle organiske gjødsler, ble vekstøkningsegenskapene til disse tre produkt-gruppene undersøkt. Having shown that the product produced according to the present invention has unique soil improvement properties that are not exhibited by either synthetic fertilizers, known sludge-based products or commercial organic fertilizers, the growth-enhancing properties of these three product groups were investigated.

A. Eksperimentell metode A. Experimental method

5 såskåler [(i) - (v)] ble fylt med en blanding av 6 deler sand, 1 del porselensleire og 1 del torvfibre. På overflaten av hver skål ble det sådd 2 g gressfrø (festuca spp.) og ble dekket med 2-3 mm jord. Skålene ble vannet og holdt ved 23°C som hver ble gitt 12 timer kunstig dagslys, 12 timer mørke og ble undersøkt for spiring (ca. 7 døgn). 5 seed trays [(i) - (v)] were filled with a mixture of 6 parts sand, 1 part porcelain clay and 1 part peat fibres. On the surface of each dish, 2 g of grass seeds (festuca spp.) were sown and covered with 2-3 mm of soil. The dishes were watered and kept at 23°C, each of which was given 12 hours of artificial daylight, 12 hours of darkness and was examined for germination (about 7 days).

Når frøene spirte, ble skålene (i)-(iv) vannet med 250 ml av en løsning inneholdende b$ > N, 1% P og 4£ K fremstilt fra (i) produkt fremstilt i henhold til oppfinnelsen, (ii) en blanding av ammoniumsulfat, ammoniumdihydrogenfosfat og kaliumsulfat, (iii) kommersiell organisk gjødsel, (iv) en oppslemming av 150 g slam som produkt (i) ble fremstilt av i 150 ml. Til (v) ble det tilsatt 250 ml destillert vann som kontroll. Kaliumsulfat eller hydrogenfosfat eller ammoniumsulfat eller ammoniumdihydrogenfosfat ble tilsatt til prøvene (i), (ii) og (iv) for å oppnå det nevnte innholdet av N, P og When the seeds germinated, the dishes (i)-(iv) were watered with 250 ml of a solution containing b$ > N, 1% P and 4£ K prepared from (i) product prepared according to the invention, (ii) a mixture of ammonium sulfate, ammonium dihydrogen phosphate and potassium sulfate, (iii) commercial organic fertilizer, (iv) a slurry of 150 g of sludge from which product (i) was prepared in 150 ml. To (v) 250 ml of distilled water was added as a control. Potassium sulfate or hydrogen phosphate or ammonium sulfate or ammonium dihydrogen phosphate was added to samples (i), (ii) and (iv) to obtain the aforementioned contents of N, P and

K. K.

Det ble sprøytet 500 ml destillert vann jevnt på hver skål hver 5. dag over en periode på 30 døgn og den avrente væsken ble oppsamlet fra hver skål hver 5. dag. 500 ml of distilled water was sprayed evenly on each dish every 5 days over a period of 30 days and the drained liquid was collected from each dish every 5 days.

Etter 30 døgn ble gresset i hver skål kuttet ned til jordnivå, veid og analysert for N. 1/2 av jorden ble fjernet fra hver skål sammen med gressrøttene og jordpartiklene ble vasket bort fra røttene som deretter ble veid og analysert for N og P. Den gjenværende halvdelen av jorden i hver skål inkludert gressrøttene ble veid i fuktig og tørr tilstand og analysert for N og P. Resultatene er vist i tabell 5. After 30 days, the grass in each bowl was cut down to soil level, weighed and analyzed for N. 1/2 of the soil was removed from each bowl together with the grass roots and the soil particles were washed away from the roots which were then weighed and analyzed for N and P. The remaining half of the soil in each dish including the grass roots was weighed wet and dry and analyzed for N and P. The results are shown in Table 5.

B. Konklusjoner B. Conclusions

Resultatene fra skålene som inneholdt produktene fremstilt i henhold til oppfinnelsen er bemerkelsesverdige og kan ikke forklares ut fra nåværende forståelse av virkningsmåten til gjødsel. Det må derfor konkluderes at komponentene i produktet fremstilt i henhold til oppfinnelsen virker synergistisk med hverandre på en måte som_hittil ikke har vært beskrevet i litteraturen. The results from the bowls containing the products manufactured according to the invention are remarkable and cannot be explained from the current understanding of the mode of action of fertilizers. It must therefore be concluded that the components of the product produced according to the invention work synergistically with each other in a way that has not been described in the literature so far.

Mengden av vekst (blad + rot) som funksjon av forbrukt nitrogen dvs. tilsatt - (utvasket + i jorden + i planten + i røttene) antyder at det må tilsettes betydelig mindre mengder nitrogen til jorden i form av produktene i henhold til oppfinnelsen enn for eksempel syntetiske gjødsler for å oppnå en lik vekst. The amount of growth (leaf + root) as a function of consumed nitrogen, i.e. added - (leached + in the soil + in the plant + in the roots) suggests that significantly smaller amounts of nitrogen must be added to the soil in the form of the products according to the invention than for for example synthetic fertilizers to achieve an even growth.

Den relativt store mengden av nitrogen som er igjen i jorden ved slutten av vekstforsøkene hvor produktene i henhold til oppfinnelsen ble brukt, antyder at en tilførsel av gjødsel i form av produktene i henhold til oppfinnelsen vil gi tilstrekkelig nitrogen for en hel vekstsesong og at et eventuelt overskudd forblir i jorden og assimileres i det etterfølgende år. Denne mekanismen vil eliminere behovet for en såkalt toppdressing, dvs. tilføring av gjødsel midt i sesongen. Dette viser lovende besparelser både til arbeid og gjødselkostnader for for eksempel bønder og skogeiere. The relatively large amount of nitrogen remaining in the soil at the end of the growth trials where the products according to the invention were used suggests that a supply of fertilizer in the form of the products according to the invention will provide sufficient nitrogen for an entire growing season and that a possible surplus remains in the soil and is assimilated in the following year. This mechanism will eliminate the need for a so-called top dressing, i.e. adding fertilizer in the middle of the season. This shows promising savings in both labor and fertilizer costs for, for example, farmers and forest owners.

Den lave og avtagende utvaskingen av nitrogen med tiden er et viktig bidrag i forsøkene på å redusere nitrogennivået i grunnvann som renner av fra jordbruksområdene. The low and diminishing leaching of nitrogen over time is an important contribution in the attempts to reduce the nitrogen level in groundwater that runs off from agricultural areas.

Utslipp fra for eksempel kloakkrenseanlegg vil ofte inneholde nitrogen i mengder som kan føre til en rask vekst av alger og andre mikroorganismer i resipienten og ledninger som fører avløpsvæsken. Bortsett fra å være en ulempe ved nødvendig-heten av jevnlig rensing av slike vannveier og ledninger, kan denne groingen også være skadelig ut fra synspunktet med å opprettholde et tynt akvatisk miljø for eksempel i innsjøer og dammer og også i sjøvann. Dette har ført til at slike avløpsvaesker behandles ved at mikroorganismer får vokse i dem under kontrollerte betingelser slik at det både skjer en fiksering og reduksjon av nitrater og nitritter til nitrogen og derved reduseres mengden av nitrat som slippes ut i miljøet. Emissions from, for example, sewage treatment plants will often contain nitrogen in quantities that can lead to the rapid growth of algae and other microorganisms in the recipient and pipes that carry the waste liquid. Apart from being a disadvantage due to the necessity of regular cleaning of such waterways and conduits, this growth can also be harmful from the point of view of maintaining a thin aquatic environment for example in lakes and ponds and also in sea water. This has led to such waste liquids being treated by allowing microorganisms to grow in them under controlled conditions so that nitrates and nitrites are both fixed and reduced to nitrogen, thereby reducing the amount of nitrate released into the environment.

Denne prosessen krever en lett tilgjengelig karbonkilde slik at de tidligere nevnte mikroorganismene kan formere seg raskt. Slike karbonkilder må generelt tilsettes og det brukes ofte forbindelser som for eksempel metanol og molasse. Dette resulterer i betydelige økte behandlingskostnader. This process requires an easily accessible carbon source so that the previously mentioned microorganisms can multiply quickly. Such carbon sources must generally be added and compounds such as methanol and molasses are often used. This results in significantly increased treatment costs.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, spesielt når den brukes for behandling av for eksempel papir og masseindustri-slam, gir produkter som virker som lett tilgjengelige karbonkilder for slike denitrifiseringsprosesser. The method according to the invention, especially when used for the treatment of, for example, paper and pulp industry sludge, gives products which act as readily available carbon sources for such denitrification processes.

Deponering av celluloserike slam som har et lavt fosfat og metal1 innhold, for eksempel fra papir og masseindustrien, er ofte kostbart og vanskelig. Behandlet i henhold til frem-gangsmåtene vil det gi flytende reaktorprodukter som har et rikt innhold av C^-sukkere. pH i disse reaktorproduktene kan helt eller delvis justeres med kalsiumhydroksyd slik at deres nitrogeninnhold blir optimalisert for etterfølgende fermentering til for eksempel etanol eller et proteinrikt dyrefor. Disposal of cellulose-rich sludge that has a low phosphate and metal1 content, for example from the paper and pulp industry, is often expensive and difficult. Treated according to the procedures, it will give liquid reactor products which have a rich content of C₁ sugars. The pH in these reactor products can be fully or partially adjusted with calcium hydroxide so that their nitrogen content is optimized for subsequent fermentation to, for example, ethanol or a protein-rich animal feed.

Claims

1. Products containing water-soluble compounds of nitrogen and phosphorus which are fast-acting fertilizers produced from organic sludge, characterized in that the water-soluble nitrogen is in the form of urea and ammonium salts, which products are liquid or dried and respectively contain 15 - 30% by mass or more than 50 mass-^ of a water-soluble fermentable carbon source, that the mass ratio between nitrogen and carbon, the latter in the form of fermentable substances, is from 1:1 to 1:10 and preferably between 1:2 and 1:5, that the nitrogen content is between 5 and 25 mass-56, that the content of cadmium is less than 5 ppm, the content of mercury is less than 2 ppm and the content of lead is less than 20 ppm and that the content of fertilizers is slowly washed out when the product is added to the soil.

2. Process for the production of products according to claim 1, characterized in that organic sludge (1) containing at least 15% dry matter is heated (5) to at least 180°C and preferably between 210 and 230°C for at least 2 minutes, and preferably between 3 and 7 minutes, after which the insoluble organic components are hydrolysed to water-soluble compounds using a catalyst, preferably inorganic acids, undissolved solids are separated, and metal ions from groups 2b, 3a, 4a, 5a, 6b, 7b and 8 of the periodic table are removed by precipitation (16) by adding a precipitation reagent, which precipitation reagent is added stepwise so that flocculants added to the raw sludge liquid are recovered from the product and reused, which flocculants are iron (III) and/or aluminum salts recovered by precipitation at pH less than 4, 5.

3. Method according to claim 2, characterized in that the method is catalysed by inorganic acids (3) being added to the sludge, preferably sulfuric acid which is used in an amount such that the pH in the products is less than or equal to 1.5, and preferably between 0.5 and 1, 0, or by metal salts being added to the sludge, which metal salts are water-soluble compounds of iron (III) and/or aluminum in an amount of at least 100 ppm, and preferably at least 200 ppm, based on added sludge.

4. Method according to claim 3, characterized in that the precipitation reagent is ammonia, ammonium carbonate, ammonium carbarnate, potassium hydroxide or potassium carbonate or mixtures thereof, which precipitation reagent has a value as a plant nutrient, or that all or parts of the precipitation reagent is calcium hydroxide and that the ratio between nitrogen and carbon is between 1:1 and 1:10, preferably between 1:2 to 1:5

5. Application of the products according to claim 1, as a carbon source for denitrification of effluent streams from sewage treatment plants, ethanol production or growth of protein-rich microorganisms for use in animal feed.