WO2007115517A1 - Verfahren zur aufbereitung von rotschlamm in böden sowie anlage zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur aufbereitung von rotschlamm in böden sowie anlage zur durchführung des verfahrens Download PDF

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WO2007115517A1
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Hermannus S. F. Reuver
Roelof Van Essen
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Reuver Hermannus S F
Roelof Van Essen
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    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of red mud in soils and a plant for carrying out the method.
  • soil animals in particular soil-processing worms, mix the soil, thereby transporting microorganisms and influencing the water and air conductivity of the soil by creating aisles. Furthermore, the worms contribute to the formation of a reclaimed structure in the soil.
  • Earthworms are an essential link in the natural cycle soil - plant - human - soil. Earthworms are predominantly substrate and herbivores that fill their intestines with humus-rich soil and decayed plant material. Secretions of earthworms promote the decomposition process of the substrate and the plant material. The earthworms eat their way through the soil layers.
  • the ingested soil contains detritus components, bacteria, fungal spores and numerous protozoa that can be digested by the earthworm and used as food. All in all, earthworms play a central role in the decomposition of organic substances. This is used, for example, in composting through the targeted use of earthworms.
  • the resulting worm humus is characterized by highly concentrated components of plants available nutrients.
  • DE 1 98 30 483 A1 discloses a composting process for processing liquid wastes contaminated with organic wastes and / or animal wastes, in particular pork, cattle and chicken manure, into a solid biomass with low residual moisture, with biological waste in the case of liquid waste treatable solids in one
  • Liquid waste contained water pollutants such as nitrate, phosphates, etc. are suitable for composting worms nutrients that can be utilized by the organisms of composting worms and chemically converted and / or bound.
  • Red mud is formed by the solution of aluminum from bauxite with caustic soda solution and contains, inter alia, iron-III-oxides, which cause the characteristic red color, and a variety of other, sometimes difficult to decompose or even toxic components.
  • iron-III-oxides which cause the characteristic red color, and a variety of other, sometimes difficult to decompose or even toxic components.
  • each tonne of aluminum produced will produce approximately 1.5 tonnes of red mud. Accordingly, the landfill of red mud is a significant economic burden and also represents an ecological risk.
  • the object of the invention is to work up red mud by absorption in soils, so that overall an ecologically harmless or even valuable substrate is formed.
  • the red mud to be worked up is admixed uniformly and intensively in a proportion of from 2 to 80% by weight of the total mixture in a soil substrate.
  • This mixture is spread over a working surface and provided with soil-working worms.
  • the worms multiply well.
  • the worms work through the entire mixture of red mud and soil substrate intensively. Since the red mud is very well mixed in the soil substrate, red mud particles are taken up by the worms and "processed.”
  • the enzymatic treatment of the mixture taken up by the worm surprisingly results in a work-up of the hardly degradable or even toxic constituents.
  • red mud 5 to 50 wt .-% red mud are processed in the mixture.
  • a proportion of 25% by weight of red mud on the mixture should not be exceeded.
  • Particularly preferred is a proportion of 10 to 1 5 wt .-% red mud on the mixture.
  • the work-up procedure can be continued both by continuous further spreading and spreading of the mixture on the working surface as well as by discontinuous spreading and spreading.
  • discontinuous spreading and distributing the mixture on the processing surface is advantageous that the soil-processing worms are disturbed only during the application process and undisturbed in the remaining time can work through the applied mixture.
  • a discontinuous process is described, in the layer by layer, the mixture the processing surface is applied.
  • the thickness of the respective layer applied is 5 to 20 cm, in particular about 10 cm.
  • the layer applied in each case is processed by the worms already present underneath. With a repetition interval of 7 days, the procedure can be adapted to the working time rhythm of employees. In this case, for example, a processing area every Monday, the next Tuesday and the other Wednesday, etc. are processed.
  • the entire processed mixture can be removed as reclaimed soil from the processing surface and sold, for example as humus or worm compost to horticulture, nurseries or farms.
  • the worms located in the uppermost layer can be removed from the humus soil by separation methods known per se and used separately.
  • the worms can be sold as fishing lures or pet food or distributed on newly applied mixtures.
  • Worms of the worm-worm tribe are used as ground worms, in particular the class of the belt worms (Clitellata), the order of the little bristles (Oligochaeta) and the family of earthworms (Lumbricidae).
  • the family of earthworms are in particular the genera Dendrobaena, for example, the species Dendrobaena veneta; the genus Eisenia, in particular Eisenia foetida (compost worm or dung worm); and the genus Lumbricus, for example Lumbricus rubellus (red worm), suitable for the degradation of the soil constituents.
  • the soil-processing worms find optimal rearing conditions, so that the mixture of soil substrate and red mud is worked through intensively by the worms.
  • the applied mixture may be aerated, preferably with a cultivator. 5
  • mechanical ventilation should only be performed from time to time, for example every 7 days.
  • the discharged mixture is limed if necessary.
  • limestone powder, 10 slaked lime or burnt lime is sprinkled.
  • the aforementioned aeration and mixing with a cultivator may be carried out to mix the lime well with the mixture of soil substrate and red mud.
  • a plant for processing red mud in 15 trays consists of at least one elongated trough, which forms the working surface.
  • the red mud processing process in soils can be unaffected and independent of the substrate. Furthermore, contamination of the ground by red mud can be prevented.
  • the trough can be created in a correspondingly excavated underground by inserting a waterproof and tear-resistant film.
  • the trough tub made of concrete and provided at the bottom of the trough tub, a gutter or drainage pipe for drainage.
  • a gutter or drainage pipe for drainage.
  • the reclaimed humus soil can be safely disposed of by mechanical means such as For example, grippers are taken for further use.
  • the possibility of dewatering allows a precise adjustment of the degree of moisture of the mixture received in the trough.
  • a sprinkler system is arranged on or above the trough tub, sprinkling can take place if the mixture absorbed in the trough tub becomes excessively dry.
  • a cover of the trough is provided, which can be set up as needed. With this cover, the mixture absorbed in the trough can be protected on the one hand against excessive sunlight and thus dehydration and on the other hand against excessive rainfall.
  • the narrow transverse side of the trough tub bridging, movable in the longitudinal direction portal means are provided which have means for supplying the mixture and / or means for removal and removal of the processed soil, on the one hand an automated supply of the mixture into the trough and on the other hand a mechanized removal of the reclaimed soil allows.
  • an automated supply of the mixture into the trough and on the other hand a mechanized removal of the reclaimed soil allows.
  • several trough pans are parallel next to each other and possibly one after the other, so that the movable portal devices are guided in accordance with a previously agreed workflow on the trough pans for supplying the mixture or for removing the reclaimed soil.
  • the supply and removal of the material can be realized for example via conveyor belts.
  • Fig. 1 in a schematic plan view of an inventive
  • Fig. 2 shows the system shown in Figure 1 in cross section along the marked in Figure 1 line I-I.
  • FIG. 1 shows, in a schematic top view, a plant for carrying out the processing of red mud in soils.
  • the plant consists of two mutually parallel, elongated troughs 1, 1 '.
  • the troughs have, for example, a width of 6 m and a length of, for example, 1 70 m, so that each trough 1, 1 'has a base area of about 1000 m 2 .
  • FIG. 2 which shows a cross section defined along the line II in FIG. 1, the troughs 1, 1 'are in the form of a concrete trough with bottom 1 1 and side walls 1 2, 14 along the longitudinal sides and end walls 1 3, 1 5 each made of concrete along the front sides.
  • the trough 1, 1 ' is thus sealed to the ground.
  • a longitudinally arranged channel 16 is provided which connected to a not shown drainage system, possibly with downstream treatment plant for demand and controlled drainage of the trough 1, 1 '.
  • the trough 1, 1 ' is filled to be processed mixture M of red mud and soil substrate.
  • a sprinkler 1 7 provided for example in the form of perforated irrigation lines.
  • sprinkler 17 the mixture received in the trough 1, 1 'can be kept moist, provided that troughs 1, 1 'arranged outside do not receive sufficient precipitation.
  • a cover 18 may be required, for example in the form of a support element strained tarpaulin, over the trough 1, 1 'are arranged. This is shown schematically in the cross-sectional view in Figure 2 to the trough 1.
  • FIG. 2 Furthermore, two movable portal devices 2, 2 'are shown in FIG. 2, which bridge the narrow transverse side of the respective trough 1, 1'.
  • a supply means 21 for supplying the mixture M shown schematically.
  • the supply means 21 is acted upon, for example, by means of conveyor belt in the trough tub T zu committeeder M mixture.
  • the Zufmittmittl 21 distributes the mixture M over the entire width of the trough 1 ', while the portal device 2' in the longitudinal direction of the trough 1 'is moved.
  • a further layer Mi of the mixture M in the trough 1 ' is applied.
  • the currently applied layer Mi of the mixture has, for example, a thickness of 10 cm, wherein in the approximately 2 m deep
  • Trough 20 times such a layer Mi is applied at a time interval of 7 days.
  • a cultivator is attached in the gantry 2, 2 'by means of the movable gantry device over the surface of the mixture M while working through and aerating the mixture M along the elongated trough 1, 1 'can be performed. Possibly. can also be an addition of lime on the feed 21 of the Portal device 2,2 'can be achieved.
  • the portal device has 2,2 'on a not shown in the drawings removal means. With the removal means, the reclaimed mixture M is removed from the trough 1, 1 'after complete processing of the mixture by the worms. In this case, for example, a conveyor convey the removed processed mixture to a central loading point.
  • the active in the uppermost layer worms can be separated from the reclaimed mixture and, for example, returned directly into the trough tub in a residual remainder of the mixture M at the bottom 1 1 of the tub. Then, in turn, the mixture to be worked up is then applied layer by layer, as already described above, so that a new, as described above, batch processing is performed.
  • the soil substrate to be mixed with the red mud was formed from the following constituents:
  • the food waste (swill) in a container with a mixture of bacteria, because the food leftovers are too sour for the desired purpose (ph value about 5).
  • the bacteria By the bacteria, the food waste processed and basic, preferably to a pH of 7, adjusted.
  • the food waste (swill) is predigested by the bacteria.
  • the pre-digested food residues are crushed and ground with a cutting pump, preferably a Kosistenz this pulp is set as "applesauce" with a solids content of about 1 5 to 20%.
  • Strohab (oyster sponge straw bales) fed to the resulting mixture and mixed well.
  • the dry fraction is adjusted to about 20 to 30%, so that the mixture M is stackable and obtains a moist soil substrate consistency approximately.
  • Test setup with about 60% Dendrobaena veneta (earthworm) and 40% Eisenia (dungworm) injected. This can be done directly by adding the worms done by already permeated with worms residual substrate on the substrate. In the test setup, the worms were manually fed in the above-mentioned composition.
  • the so-called swill pig feed from leftover food
  • starch-containing substances in particular waste from the potato industry. It is important for the optimal nutrition of the worms that starch outweighs the nutrients, and little protein is present in the material to be processed.
  • the pollutants present in the red mud could be significantly reduced beyond the dilution of the red mud when mixed into the substrate. Only critical remains at the threshold comparison only the chromium component in the reclaimed mixture.
  • a chromium III content of 1 30 mg / kg dry substance and a chom Vl content could be obtained of ⁇ 0.5 mg / kg of dry matter.
  • This positive result of the second measurement is probably due to a complementary implementation of the biologically very active reclaimed mixture containing microorganisms.
  • a substrate is produced by the inventive processing of red mud in conjunction with the soil substrate materials and the processing by soil-processing worms, which is characterized by highly concentrated components of plant-available nutrients.
  • the neutral pH of 7.5 allows a neutral use of the substrate for soil improvement.
  • the nitrogen content of 7.8 g / kg of dry matter is very positive from the point of view of the fact that this nitrogen is directly available to the plants as a result of the enzymatic decomposition of the organic substances in the substrate by the worms. It should also be emphasized positively that a relatively low phosphate content of 1.9 g / kg dry matter was determined.
  • the resulting substrate in the treatment can thus be called as a new source of energy for the soil due to the plant-available nutrients and the significant drop below the relevant pollutant limits.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Aufarbeitung von Rotschlamm in Böden, mit den Schritten: Mischen des Rotschlamms mit einem stärkehaltigen Bodensubstrat zu einer Mischung; flächiges Verteilen der Mischung auf einer Bearbeitungsfläche; Zufügen von Boden bearbeitenden Würmern in die flächig ausgebrachte Mischung aus Rotschlamm und Bodensubstrat; und biologisches Aufarbeiten der Mischung durch die Würmer sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens, wobei die Bearbeitungsfläche in wenigstens einer langgestreckten Trogwanne (1, 1') angeordnet ist.

Description

B E S C H R E I B U N G
Verfahren zur Aufbereitung von Rotschlamm in Böden sowie Anlage zur
Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Rotschlamm in Böden sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Im Stand der Technik ist es bekannt, durch die Zugabe von ausgewählten Lebewesen, insbesondere Mikroorganismen eine Bodenverbesserung zu erreichen. Bei den bekannten Verfahren wird pflanzliches Material zugegeben, umgeschichtet und von den Mikroorganismen bearbeitet. Dieses Verfahren wird bei der sog. Kompostierung angewendet.
Bei der Kompostierung bzw. bei der sog. konservierenden Bodenbearbeitung in der Landwirtschaft ist es bekannt, dass Bodentiere, insbesondere bodenbearbeitende Würmer den Boden durchmischen, dabei Mikroorganismen transportieren und durch die Anlage von Gängen die Wasser- und Luftleit- fähigkeit des Bodens beeinflussen. Ferner tragen die Würmer durch ihre Losung zur Bildung eines aufgearbeiteten Gefüges im Boden bei. Regenwürmer stellen dabei ein wesentliches Bindeglied des natürlichen Kreislaufs Boden - Pflanze - Mensch - Boden dar. Regenwürmer sind überwiegende Substrat- und Pflanzenfresser, die ihren Darm mit humusreicher Erde und vermodertem Pflanzenmaterial füllen. Sekrete der Regenwürmer fördern den Zersetzungsprozess des Substrates und des Pflanzenmaterials. Dabei fressen sich die Regenwürmer durch die Bodenschichten. Die aufgenommene Erde enthält Detritus-Bestandteile, Bakterien, Pilzsporen und zahlreiche Einzeller, die vom Regenwurm verdaut und als Nahrung genutzt werden können. Insgesamt nehmen Regenwürmer eine zentrale Stellung beim Abbau organischer Substanzen ein. Dies wird beispielsweise bei der Kompostierung durch den gezielten Einsatz von Regenwürmern zur Nutze gemacht. Der dabei entstehende Wurmhumus zeichnet sich durch hochkonzentrierte Bestandteile an Pflanzen verfügbaren Nährstoffen aus.
Aus der DE 1 98 30 483 A1 ist ein Kompostierverfahren zum Verarbeiten von mit organischen Abfällen und/oder tierischen Ausscheidungen verunreinigten Flüssigabfällen, insbesondere Schweine-, Rinder- und Hühnergülle, zu einer Feststoff-Biomasse mit geringer Restfeuchte bekannt, bei der flüssige Abfallstoffe mit biologisch behandelbaren Feststoffen in einem
Kompostierbehälter vermischt, ein Vergärungsprozess und Vorvergären des Abfallgemisches eingeleitet, Kompostierwürmer zugesetzt, die flüssigen Abfallstoffe kompostiert, die Kompostierwürmer abgetrennt und die erhaltene Feststoff-Biomasse aus dem Kompostierbehälter entnommen werden. Dabei hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die in den
Flüssigabfällen enthaltenen Wasserschadstoffe wie Nitrat, Phosphate etc. für Kompostierwürmer geeignete Nährstoffe sind, die durch die Organismen der Kompostierwürmer verwertet und chemisch umgewandelt und/oder gebunden werden können.
Von der Fachwelt wurde bisher in der Umwelttechnik die Beseitigung von Altlasten bei der sog. Bodensanierung durch Bodentiere als kritisch angesehen. Bisher wurde davon ausgegangen, dass die Bodenfauna relativ sensibel auf Umweltgifte im Boden reagiert. Gleichwohl sind Verfahren zur Bodensanierung von mit Kohlenwasserstoffen, insbesondere mineralöl- haltigen Substanzen, belasteten Böden durch Mikroorganismen unter Mitwirkung von Enzymen bekannt.
Andere gefährdende Stoffe und Abfallprodukte wurden bisher als nicht geeignet zum Abbau durch Bodentiere und insbesondere Würmer angesehen. Bei der Aluminiumherstellung entsteht ein Abfallprodukt, Rotschlamm genannt, das aufgrund seiner schwer abbaubaren Inhaltsstoffe bisher deponiert wurde. Rotschlamm entsteht bei der Lösung des Aluminiums aus Bauxit mittels Natronlauge und enthält unter anderem Eisen-Ill-Oxide, die die charakteristische rote Farbe hervorrufen, und eine Vielzahl von weiteren, teils schwer abbaubaren oder gar toxischen Bestandteilen. Je produzierter Tonne Aluminium fallen je nach Qualität des verwendeten Bauxits etwa 1 ,5 Tonnen Rotschlamm an. Entsprechend ist die Deponierung des Rotschlamms eine erhebliche wirtschaftliche Belastung und stellt darüber hinaus ein ökologisches Risiko dar.
Aufgabe der Erfindung ist es, Rotschlamm durch Aufnahme in Böden aufzuarbeiten, so dass insgesamt ein ökologisch unbedenkliches oder gar wertvolles Substrat entsteht.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 . Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Anlage gemäß Anspruch 1 2 vorgeschlagen.
Verfahrensgemäß wird der aufzuarbeitende Rotschlamm in einem Anteil von 2 bis 80 Gew.-% an der Gesamtmischung in ein Bodensubstrat gleichmäßig und intensiv untergemischt. Diese Mischung wird auf einer Bearbeitungs- fläche flächig verteilt und mit Boden bearbeitenden Würmern versehen. In dem nährstoffreichen, nämlich stärkehaltigen Bodensubstrat in der Mischung vermehren sich die Würmer gut. Die Würmer durcharbeiten die gesamte Mischung aus Rotschlamm und Bodensubstrat intensiv. Da der Rotschlamm sehr gut in dem Bodensubstrat untergemischt ist, werden Rotschlamm- partikel von den Würmern mit aufgenommen und „verarbeitet". Durch die enzymatische Bearbeitung der vom Wurm aufgenommenen Mischung wird überraschenderweise eine Aufarbeitung auch der schwer abbaubaren oder gar toxischen Bestandteile erreicht. Um die Belastung der Boden bearbeitenden Würmer mit den im Rotschlamm befindlichen Schadstoffen zu begrenzen und andererseits eine wirtschaftliche Aufarbeitung von Rotschlamm zu gewährleisten werden 5 bis 50 Gew.-% Rotschlamm in der Mischung verarbeitet. Um die Belastung der Boden bearbeitenden Würmer durch den Rotschlamm weiter zu begrenzen, sollte ein Anteil von 25 Gew.-% Rotschlamm an der Mischung nicht überschritten werden. Besonders bevorzugt ist ein Anteil von 10 bis 1 5 Gew.-% Rotschlamm an der Mischung. Bei praktischen Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine gleichmäßige und intensive Untermischung des Rot- Schlamms in dem Bodensubstrat bei möglichst trockenem Rotschlamm erleichtert wird. Trockner Rotschlamm zerfällt kleinteiliger, so dass die Verteilung des Rotschlamms im Bodensubstrat begünstigt wird.
Das Aufarbeitungsverfahren kann sowohl durch kontinuierliches weiteres Ausbringen und Verteilen der Mischung auf der Bearbeitungsfläche wie auch durch diskontinuierliches Ausbringen und Verteilen fortgeführt werden. Beim diskontinuierlichen Ausbringen und Verteilen der Mischung auf der Bearbeitungsfläche ist vorteilhaft, dass die Boden bearbeitenden Würmer nur beim Ausbringvorgang gestört werden und in der übrigen Zeit ungestört die ausgebrachte Mischung durcharbeiten können.
Dadurch, dass 5- bis 20-mal eine Schicht der Mischung auf der Bearbeitungsfläche auf die davor ausgebrachte Schicht in einem Abstand von 2 bis 20 Tagen, insbesondere ca. 7 Tagen ausgebracht wird, wird ein diskontinuierlicher Verfahrensablauf beschrieben, bei dem schichtweise die Mischung auf der Bearbeitungsfläche ausgebracht wird. Bevorzugt beträgt die Dicke der jeweilig ausgebrachten Schicht 5 bis 20 cm, insbesondere ca. 10 cm. In dem Zeitintervall zwischen zwei Ausbringungen wird die jeweils ausgebrachte Schicht von den darunter bereits vorhandenen Würmern durcharbeitet. Bei einem Wiederholungsintervall von 7 Tagen kann das Verfahren an den arbeitszeitlichen Rhythmus von Beschäftigten angepasst werden. Dabei kann beispielsweise eine Bearbeitungsfläche immer montags, die nächste dienstags und die weiteren mittwochs usw. bearbeitet werden. Nach Erreichen der letzten ausgebrachten Schicht und einer gewissen Wartezeit, wiederum beispielsweise 7 Tage, kann die gesamte durchgearbeitete Mischung als aufgearbeiteter Boden von der Bearbeitungsfläche entfernt und beispielsweise als Humus oder Wurmkompost an Gartenbaubetriebe, Baumschulen oder landwirtschaftliche Betriebe veräußert werden. Ggf. können die in der obersten Schicht befindlichen Würmer über an sich bekannte Trennverfahren aus dem Humusboden entfernt und gesondert weiter verwendet werden. Beispielsweise können die Würmer als Angelköder oder Tiernahrung verkauft oder auf neu ausgebrachten Mischungen verteilt werden.
Für optimales Wachstum des Wurmbestandes und eine intensive Durch- arbeitung des Bodens durch die Würmer ist es wichtig, dass die eingebrachte Mischung feucht gehalten wird.
Als Boden bearbeitende Würmer werden Würmer des Stammes der Ringelwürmer (Annelida) verwendet, insbesondere der Klasse der Gürtelwürmer (Clitellata), der Ordnung der Wenigborster (Oligochaeta) und der Familie der Regenwürmer (Lumbricidae). Unter der Familie der Regenwürmer sind dabei insbesondere die Gattungen Dendrobaena, beispielsweise die Art Dendrobaena veneta; die Gattung Eisenia, insbesondere Eisenia foetida (Kompostwurm oder Mistwurm); sowie die Gattung Lumbricus, beispielsweise Lumbricus rubellus (Rotwurm), zum Abbau der Bodeninhaltsstoffe geeignet.
Wenn das Bodensubstrat nährstoffreichen, insbesondere stärkehaltigen Lebensmittelabfall sowie Pflanzenschnitt, insbesondere Stroh enthält, finden die Boden bearbeitenden Würmer optimale Aufzuchtbedingungen, so dass die Mischung aus Bodensubstrat und Rotschlamm intensiv von den Würmern durchgearbeitet wird.
Zur Unterstützung der Boden bearbeitenden Tätigkeit der Würmer kann die ausgebrachte Mischung, bevorzugt mit einem Kultivator, durchlüftet werden. 5 Um jedoch die Tätigkeit der Würmer nicht übermäßig zu stören, sollte eine mechanische Durchlüftung nur von Zeit zu Zeit, beispielsweise alle 7 Tage durchgeführt werden.
Um den pH-Wert der Mischung möglichst neutral zu halten, wird bedarfsweise die ausgebrachte Mischung gekalkt. Insbesondere wird Kalksteinmehl, 10. Löschkalk oder Branntkalk aufgestreut. Ggf. kann nach Ausbringen des Kalks die vorgenannte Durchlüftung und Durchmischung mit einem Kultivator durchgeführt werden, um die Kalkgabe gut unter die Mischung aus Bodensubstrat und Rotschlamm zu mischen.
Vorrichtungsgemäß besteht eine Anlage zur Aufarbeitung von Rotschlamm in 15 Böden aus wenigstens einer langgestreckten Trogwanne, die die Bearbeitungsfläche bildet.
Wenn die Trogwanne zum Untergrund abgedichtet ist, kann das Aufarbeitungsverfahren von Rotschlamm in Böden unbeeinflusst und unabhängig vom Untergrund durchgeführt werden. Ferner kann eine Verunreinigung des 20 Untergrundes durch Rotschlamm verhindert werden. Beispielsweise kann die Trogwanne in einem entsprechend ausgehobenen Untergrund durch Einlegen einer wasserdichten und reißfesten Folie erstellt werden.
Alternativ ist die Trogwanne aus Beton erstellt und am Boden der Trogwanne eine Rinne oder Drainageleitung zur Entwässerung vorgesehen. In 25 einer Betonwanne kann der aufgearbeitete Humusboden nach abgeschlossener Aufarbeitung gefahrlos durch mechanische Hilfsmittel, wie beispielsweise Greifer zu weiteren Verwertung entnommen werden. Die Entwässerungsmöglichkeit erlaubt eine genaue Einstellung des Feuchtigkeitsgrades der in der Trogwanne aufgenommenen Mischung.
Wenn an oder oberhalb der Trogwanne eine Beregnungsanlage angeordnet ist, kann bei übermäßiger Austrocknung der in der Trogwanne aufgenommenen Mischung eine Beregnung erfolgen.
Zur weiteren Optimierung der Bodenklimabedingungen ist eine Abdeckung der Trogwanne vorgesehen, die bedarfsweise aufstellbar ist. Mit dieser Abdeckung kann die in der Trogwanne aufgenommene Mischung einerseits vor übermäßiger Sonneneinstrahlung und damit Austrocknung sowie andererseits vor übermäßigen Niederschlägen geschützt werden.
Dadurch, dass die schmale Querseite der Trogwanne überbrückende, in Längsrichtung verfahrbare Portaleinrichtungen vorgesehen sind, die Mittel zur Zufuhr der Mischung und/oder Mittel zur Entnahme und Abfuhr des aufge- arbeiteten Bodens aufweisen, wird einerseits eine automatisierte Zuführung der Mischung in die Trogwanne und andererseits eine mechanisierte Entnahme des aufgearbeiteten Bodens ermöglicht. Bevorzugt liegen mehrere Trogwannen parallel nebeneinander und ggf. hintereinander, so dass die verfahrbaren Portaleinrichtungen entsprechend eines vorher abgestimmten Arbeitsablaufes über die Trogwannen zur Zufuhr der Mischung oder zur Entnahme des aufgearbeiteten Bodens geführt werden. Die Zufuhr und Abfuhr des Materials kann beispielsweise über Förderbänder realisiert werden.
Nachfolgend wird an einem testweise durchgeführten Ausführungsbeispiel erläutert, wie das Aufarbeitungsverfahren von Rotschlamm in Böden ausgeführt werden kann. Ferner wird unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Darin zeigt:
Fig. 1 in einer schematisierten Draufsicht eine erfindungsgemäße
Anlage und
Fig. 2 die in Figur 1 dargestellte Anlage im Querschnitt entlang der in Figur 1 markierten Linie I-I.
In Figur 1 ist in schematisierter Draufsicht eine Anlage zur Durchführung des Aufbereitungsverfahrens von Rotschlamm in Böden dargestellt. Die Anlage besteht aus zwei parallel zueinander angeordneten, lang gestreckten Trog wannen 1 , 1 '. Die Wannen weisen beispielsweise eine Breite von 6 m und eine Länge von beispielsweise 1 70 m auf, so dass jede Trogwanne 1 , 1 ' eine Grundfläche von ca. 1000 m2 aufweist.
In Figur 2, die einen entlang der Linie I-I in Figur 1 definierten Querschnitt dargestellt, sind die Trogwannen 1 , 1 ' in Form einer Betonwanne mit Boden 1 1 und Seitenwänden 1 2, 14 entlang der Längsseiten und Stirn- wänden 1 3, 1 5 entlang der Stirnseiten jeweils aus Beton ausgestaltet. Die Trogwanne 1 , 1 ' ist somit zum Untergrund abgedichtet. Ferner ist mittig im Boden 1 1 der Trogwanne eine in Längserstreckung angeordnete Rinne 16 vorgesehen, die an ein nicht dargestelltes Entwässerungssystem, ggf. mit nachgeschalteter Kläranlage zur bedarfweisen und gesteuerten Entwässerung der Trogwanne 1 , 1 ' angeschlossen. In den Trogwannen 1 , 1 ' ist eine zu bearbeitende Mischung M aus Rotschlamm und Bodensubstrat eingefüllt.
Ferner ist entlang der Längserstreckung der Trogwanne 1 , 1 ' eine Beregnungsanlage 1 7, beispielsweise in Form von perforierten Beregnungsleitungen vorgesehen. Mit Beregnungsanlage 17 kann die in der Trog- wanne 1 , 1 ' aufgenommene Mischung feucht gehalten werden, sofern die im Freien angeordneten Trogwannen 1 , 1 ' nicht ausreichend Niederschläge erhalten.
Um andererseits eine Überfeuchtung bei zu starken Niederschlägen und/oder eine zu starke Austrocknung der obersten Schicht bei starker Sonnenbestrah- lung der in der Trogwanne 1 , 1 ' eingefüllten Mischung zu vermeiden, kann bedarfsweise eine Abdeckung 18, beispielsweise in Form einer auf Tragelementen aufgelegten und verspannten Plane, über der Trogwanne 1 , 1 ' angeordnet werden. Dies ist in der Querschnittsdarstellung in der Figur 2 zur Trogwanne 1 schematisch dargestellt.
Ferner sind in Figur 2 zwei verfahrbare Portaleinrichtungen 2,2' dargestellt, die die schmale Querseite der jeweiligen Trogwanne 1 , 1 ' überbrücken. Zur die Trogwanne 1 ' überbrückenden Portaleinrichtung 2' ist ein Zufuhrmittel 21 zur Zufuhr der Mischung M schematisch dargestellt. Das Zufuhrmittel 21 wird beispielsweise mittels Förderband mit in die Trog wanne T zuzuführender Mischung M beaufschlagt. Das Zufuhrmittl 21 verteilt die Mischung M über die gesamte Breite der Trogwanne 1 ', während die Portaleinrichtung 2' in Längsrichtung der Trogwanne 1 ' verfahren wird. Somit wird eine weitere Schicht Mi der Mischung M in der Trogwanne 1 ' ausgebracht. Die aktuell ausgebrachte Schicht Mi der Mischung weist beispielsweise ein Mächtigkeit von 10 cm auf, wobei in der ca. 2 m tiefen
Trogwanne 20-mal eine derartige Schicht Mi in einem zeitlichen Abstand von jeweils 7 Tagen ausgebracht wird.
In der Portaleinrichtung 2, 2' ist neben dem Zufuhrmittel 21 bedarfweise auch ein in den Figuren der übersichtlichkeithalber nicht dargestellter Kultivator angesetzt, der mittels der verfahrbaren Portalseinrichtung über die Oberfläche der Mischung M unter Durcharbeitung und Belüftung der Mischung M entlang der langgestreckten Trogwanne 1 ,1 ' geführt werden kann. Ggf. kann auch eine Zugabe von Kalk über das Zufuhrmittel 21 der Portaleinrichtung 2,2' erreicht werden. Darüber hinaus weist die Portaleinrichtung 2,2' ein in den Zeichnungen nicht dargestelltes Entnahmemittel auf. Mit dem Entnahmemittel wird die aufgearbeitete Mischung M nach vollständiger Durcharbeitung der Mischung durch die Würmer aus der Trog- wanne 1 ,1 ' entnommen. Dabei kann beispielsweise ein Fördermittel die entnommene aufgearbeitete Mischung zu einer zentralen Verladestelle befördern.
Bei der Entnahme können die in der obersten Schicht aktiven Würmer aus der aufgearbeiteten Mischung herausgetrennt und beispielsweise unmittelbar in die Trogwanne in einen verbliebenen Rest der Mischung M am Boden 1 1 der Wanne zurückgegeben werden. Darauf wird dann unmittelbar wiederum die aufzuarbeitende Mischung schichtweise, wie bereits vorangehend beschrieben, ausgebracht, so dass eine erneute, wie vorangehend beschriebene, Stapelverarbeitung durchgeführt wird.
Nachfolgend wird die Verarbeitung eines Testansatzes beschrieben.
In dem Testansatz wurde das mit dem Rotschlamm zu vermischende Bodensubstrat aus folgenden Bestandteilen gebildet:
1 . 10 m3 aufgearbeitete Essensabfälle aus Restaurants,
Krankenhäusern etc., sogenannter swill (Schweinefutter); 2. 3 m3 Rotschlamm;
3. 1 2 m3 trockenes, pflanzliches Substrat in Form von Heidekrautschnitt, sogenannter chopper, alternativ ist hier auch anderes trockenes pflanzliches Schnittmaterial verwendbar;
4. 6 m3 Stroh oder Strohabfälle, beispielsweise aus der Pilzzucht als sogenannte Oesterschwamm-Ballen; und
5. 12 m3 Zellstoffbrei (Papierpulp) ohne Färb- und Chlorbestandteilen.
Zur Materialvorbereitung folgendes: Zunächst werden die Essensabfälle (swill) in einem Behälter mit einem Bakterienmix versetzt, da die Essensreste für den gewünschten Zweck zu sauer (ph-Wert ca. 5) sind. Durch die Bakterien werden die Essensabfälle aufgearbeitet und basischer, bevorzugt auf einen ph-Wert von 7, eingestellt. Dabei werden die Essensabfälle (swill) durch die Bakterien vorverdaut. Nunmehr werden die vorverdauten Essensreste mit einer Schneidpumpe zerkleinert und vermählen, wobei bevorzugt eine Kosistenz dieses Breis wie „Apfelmus" mit einem Feststoffgehalt von ca. 1 5 bis 20 % eingestellt wird.
Dieses aus den Essensabfällen abgeleitete Vorprodukt wird nun mit möglichst trockenem Rotschlamm sehr homogen durchmischt. Erst nach vollständiger Durchmischung erfolgt die Zugabe des pflanzlichen, trockenen Schnittgutes, beispielsweise Heidekrautschnitt (chopper). Alternativ oder ergänzend können auch Restprodukte aus der Pflanzenzucht, Torf oder Moorerde (trocken), und/oder Grasschnitt zugegeben werden.
Je nach Konsistenz und somit Feststoffanteil wird dann Stroh oder
Strohabfälle (Oesterschwamm-Strohballen) der entstehenden Mischung zugeführt und gut untergemischt.
Anschließend wird ein Zellstoffbrei aus der papierverarbeitenden Industrie, nämlich aus der Feinpapierherstellung ohne Farbanteile und ohne etwaige Anteile aus der Chlorbleichung zugeführt. Bei der letzten Durchmischung der so erzeugten erfindungsgemäßen Mischung M wird der Trockenanteil auf ca. 20 bis 30 % eingestellt, so dass die Mischung M stapelbar ist und annähernd eine feuchte Bodensubstrat-Konsistenz erhält.
Diese Mischung wird nun auf einer Unterlage, beispielsweise in eine Trogwanne, ausgebracht und mit bodenbearbeitenden Würmern, im
Testaufbau mit ca. 60 % Dendrobaena veneta (Regenwurm) und 40 % Eisenia (Mistwurm) injiziert. Dies kann durch Zugabe der Würmer direkt oder durch bereits mit Würmern durchsetztem Restsubstrat auf der Unterlage erfolgen. Beim Testaufbau wurden die Würmer in der vorgenannten Zusammensetzung händisch zugeführt.
Statt der hier im Versuchsaufbau verwendeten allgemeinen Essensabfälle aus Restaurants und Krankenhäusern etc., dem sogenannten swill (Schweinefutter aus Essensresten), können auch andere nährstoffreiche, insbesondere stärkehaltige Stoffe, insbesonderer Abfälle aus der Kartoffelindustrie verwendet werden. Wichtig für die optimale Ernährung der Würmer ist, dass bei den Nährstoffen Stärke deutlich überwiegt, und wenig Eiweiß in dem zu durcharbeitenden Material vorhanden ist.
Nach der vollständigen Durcharbeitung der ausgebrachten Mischung M, was bevorzugt schichtweise mit Schichtstärken von ca. 10 cm erfolgt, mit bodenbearbeitenden Würmern konnte in der aufgearbeiteten Mischung eine Trockensubstanz von ca. 35 Gew.-% des Gesamtprodukts, eine organische Substanz an der Trockensubstanz von ca. 42,5 % bei einem ph-Wert von 7,5 festgestellt werden.
Die Untersuchung auf weitere Inhaltsstoffe ergab nachfolgendes Ergebnis:
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000015_0001
Überraschenderweise konnten bei der Aufarbeitung des Rotschlamms die im Rotschlamm vorhandenen Schadstoffe über die Verdünnung des Rotschlamms bei der Einmischung in das Substrat hinaus deutlich reduziert werden. Einzig kritisch bleibt beim Grenzwertvergleich nur der Chrombestandteil in der aufgearbeiteten Mischung.
Bei einer zweiten Probe vom gleichen Testansatz wurde nach einem Zeitraum von 4 Monaten eine weitere Prüfung mit Aufspaltung der Chombestandteile in das weniger gefährliche Chrom III und das erheblich kritischere Chrom VI mit folgendem Ergebnis durchgeführt:
In der zweiten Probe der aufgearbeitenden Mischung konnte bei einer Trockensubstanz von 29 Gew.-% an den Feststoffen mit einer organischen Substanz von 48 % von der Trockensubstanz ein Chrom-Ill-Gehalt von 1 30 mg/kg Trockensubstanz und ein Chom-Vl-Gehalt von < 0,5 mg/kg Trockensubstanz ermittelt werden. Dieses positive Ergebnis der zweiten Messung lässt sich wahrscheinlich auf eine ergänzende Umsetzung der biologisch sehr aktiven aufgearbeiteten Mischung mit darin befindlichen Mikroganismen zurückführen. Insgesamt ist festzustellen, dass durch die erfindungsgemäße Aufarbeitung von Rotschlamm in Verbindung mit den Bodensubstratmaterialien und der Durcharbeitung durch bodenbearbeitende Würmer eine Substrat erzeugt wird, das sich durch hoch konzentrierte Bestandteile an pflanzenverfügbaren Nährstoffen auszeichnet. Der neutrale ph-Wert von 7,5 erlaubt eine neutrale Verwendung des Substrat zur Bodenverbesserung. Der Stickstoffgehalt von 7,8 g/kg Trockensubstanz ist unter dem Gesichtspunkt, dass dieser Stickstoff durch die enzymatische Aufschließung der organischen Substanzen im Substrat durch die Würmer unmittelbar pflanzenverfügbar ist, sehr positiv. Ferner ist positiv hervorzuheben, dass ein relativ niedriger Phosphatgehalt von 1 ,9 g/kg Trockensubstanz ermittelt wurde.
Da darüber hinaus die Schadstoffe, die im Rotschlamm enthalten sind, sich über die Verdünnung hinaus überraschenderweise deutlich reduzieren, kann dieses Verfahren als ökologisch besonders wertvoll bezeichnet werden.
Das in der Aufbereitung entstehende Substrat kann somit aufgrund der pflanzenverfügbaren Nährstoffe und des deutlichen Unterschreitens der einschlägigen Schadstoffgrenzwerte als neue Energiequelle für den Boden bezeichnet werden.
Bezugszeichenliste
1, 1 Trogwanne
11 Boden
12, 14 Seitenwand
13, 15 Stirnwand
16 Rinne
17 Beregnungsanlage
18 Abdeckung
2, 2 Portaleinrichtung
21 Zufuhrmittel
M Mischung
Mi ausgebrachte Schicht

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 . Verfahren zur Aufarbeitung von Rotschlamm in Böden, mit den Schritten:
- Mischen des Rotschlamms mit einem stärkehaltigen Boden- substrat zu einer Mischung, wobei der Rotschlamm einen Anteil von 2 bis 80 Gew.-% an der Mischung hat;
- flächiges Verteilen der Mischung auf einer Bearbeitungsfläche;
- Zufügen von Boden bearbeitenden Würmern in die flächig ausgebrachte Mischung aus Rotschlamm und Bodensubstrat; und - biologisches Aufarbeiten der Mischung durch die Würmer.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Anteil von 5 bis 50 Gew.-% Rotschlamm an der Mischung.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch einen Anteil von 10 bis 25 Gew.-% Rotschlamm an der Mischung.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, gekennzeichnet durch kontinuierliches oder diskontinuierliches weiteres Ausbringen und Verteilen der Mischung auf der Bearbeitungsfläche.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass 5- bis 20-mal eine Schicht der Mischung auf der Bearbeitungsfläche auf die davor ausgebrachte Schicht in einem Abstand von 2 bis 20
Tagen, insbesondere ca. 7 Tagen ausgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der jeweilig ausgebrachten Schicht 5 bis 20 cm, insbesondere ca. 10 cm beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingebrachte Mischung feucht gehalten wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Boden bearbeitende Würmer Würmer des
Stammes der Ringelwürmer (Annelida), insbesondere der Klasse der Gürtelwürmer (Clitellata), der Ordnung der Wenigborster (Oligochaeta) und der Familie der Regenwürmer (Lumbricidae) verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodensubstrat nährstoffreichen, insbesondere stärkehaltigen Lebensmittelabfall sowie Pflanzenschnitt, insbesondere Stroh enthält.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgebrachte Mischung, bevorzugt mit einem Kultivator, durchlüftet wird.
1 1 . Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgebrachte Mischung gekalkt wird.
12. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Bearbeitungsfläche in wenigstens einer langgestreckten Trogwanne (1 , 1 ') angeordnet ist.
13. Anlage nach Anspruch 1 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trogwanne (1 , 1 ') zum Untergrund abgedichtet ist.
14. Anlage nach Anspruch 1 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trogwanne (1 , 1 ') aus Beton erstellt ist und am Boden (1 1 ) der Trogwanne (1 , 1 ') eine Rinne (1 6) oder Drainageleitung zur Entwässerung vorgesehen ist.
1 5. Anlage nach Anspruch 1 2, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an oder oberhalb der Trogwanne (1 , T) eine Beregnungsanlage (1 7) angeordnet ist.
16. Anlage nach Anspruch 1 2, 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckung (18) der Trogwanne (1 , 1 ') vorgesehen ist, die bedarfsweise aufstellbar ist.
17. Anlage nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die schmale Querseite der Trogwanne (1 , 1 ') überbrückende, in Längsrichtung verfahrbare Portaleinrichtungen (2, 2') vorgesehen sind, die Mittel (21 ) zur Zufuhr der Mischung und/oder Mittel zur Entnahme und Abfuhr des aufgearbeiteten Bodens aufweisen.
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