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  • 法律状态
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    • 专利摘要:

    公开号:WO1989006486A1
    申请号:PCT/EP1989/000009
    申请日:1989-01-07
    公开日:1989-07-27
    发明作者:Lothar Kahl；George Kallistratos；Manfred Jacob
    申请人:Lothar Kahl；
    IPC主号:C05F7-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zum Verwerten vor. Klärschlammen
    [0002] Weltweit fallen immer größere Mengen Klärschlamm an. Dieser Klärschlamm enthält unter anderem Stickstoff, Phosphat, Kali und Kalk,also Stoffe, die sich ausge¬ zeichnet als Pflanzennährstoffe und Boden-Verbes- serungsmittel verwenden ließen. Tatsächlich wird der Klärschlamm jedoch kaum landwirtschaftlich verwertet, insbesondere da er Schwermetalle enthält. Diese Schwermetalle liegen im Klärschlamm zwar in oxidierter Form vor und sind daher an sich unschädlich. Erst dann, wenn diese Schwermetalloxide in saurem Mileu reduziert werden, somit also die ursprünglichen Schwermetalle wieder in Erscheinung treten, können sie dem Pfianzenwachstu und der Qualität der Ernteprodukte schaden. Dieses saure Mileu ist jedoch in den Industrieländern mehr oder weniger stark durch den "sauren Regen" gegeben. Die¬ ser "saure Regen" ist die Folge von in die Luft ge¬ langtem gasförmigem Schwefeldioxid oder Stickoxiden, die sich bereits während des Transports in der Atmos¬ phäre oder aber nach ihrer Ablagerung an der Erdober¬ fläche in die starken Mineralsäuren Schwefelsäure oder Salpetersäure umwandeln. Diese starken Säuren sind in stark verdünnten Lösungen - wie dies bei¬ spielsweise bei den sauren Niederschlägen der Fall ist - fast vollständig in positiv geladene Wasser¬ stoff-Ionen und in die entsprechenden negativ gelade¬ nen Anionen zerfallen, "dissoziiert". Diese Wasser¬ stoff-Ionen reduzieren nunmehr die Schwermetailoxide, womit dann tatsächlich eine Kontaminierung des Bodens und gegebenenfalls auch der darauf wachsenden Pflan¬ zen erfolgen kann. Die Klä schlämme müssen daher auf Deponie gelagert oder verbrannt beziehungsweise pyrolisiert werden. Der Boden in den Industriegebieten wie auch die land¬ wirtschaftlich genutzten Flächen sind bereits stark schwermetalihaltig. Die weitere Zufuhr von Schwerme¬ tallen, beispielsweise durch die Verwendung von Klär¬ schlämmen als Düngemittel, kann daher nicht zugelas¬ sen werden. Trotzdem sollte dies das Ziel einer Klär¬ schlammverwertung sein, da sie, wie oben angeführt, all die Pflanzennährstoffe und Bodenverbesserungs¬ mittel enthalten, die ansonsten extra mit hohem Ener¬ gieaufwand hergestellt werden müssen. Es bleibt daher nur die Möglichkeit, entweder die Schwermetalle aus dem Klärschlamm zu entfernen oder die Klärschlämme so einzusetzen, daß ihr Schwermetallgehalt weder Men¬ schen noch Tieren oder Pflanzen schadet und auch keine Anreicherung im Eoden stattfindet.
    [0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese Klärschlämme unter Ausnutzung der in ihnen enthalte¬ nen Pflanzennährstoffe so zu verwerten, daß sie trotz ihres Schwermetallgehaltes nicht schädlich sind. Er¬ reicht wird dies dadurch, daß der bestimmende Anteil der Bodenmischung Klärschlamm ist, daß der Klär¬ schlamm vor dem Einsacken entwässert wird und ihm ge¬ gebenenfalls Mikroorganismen sowie Kleinst- und Klein¬ lebewesen beigefügt werden und daß sodann der so vor¬ bereitete Sack in eine Pflanzσrube eingegraben wird. Eine ähnliche Verwertung, unter anderem von Klär¬ schlamm, ist bekanntgeworden durch die DE-OS 33 10 883. In dieser Veröffentlichung wird füreinen Pflanzenschmuck an steilen Flächen, Mauern, Gittern, Brüstungen etc. oder als Ergänzung bezie¬ hungsweise Ersatz für andere Pflanzenbehälter, also beispielsweise Blumentöpfe oder Blumenkästen, eine aus Kunststoffolie oder beschichtetem Gewεbematerial hergestellt Pflanztasche vorgeschlagen, die an diesen Flächen aufgehängt werden kann. Die Füllung der Pflanztaschen seil hierbei- in einer zweckentsprechen¬ den Mischung aus Erde, Torf, Klärschlamm, Kompost und leichten Füllstoffen bestehen. Diese Vorveröffent¬ lichung weist damit lediglich darauf hin, daß, wie an sich bekannt, Klärschlamm dem Boden als zweckmäßige Beigabe zugefügt werden kann, Die Lösung der gestell¬ ten Aufgabe, nämlich die Verwertung der Klärschlämme so, daß sie trotz ihres Schwermetallgehaltes nicht schädlich sind, ist dieser Schrift allerdings nicht zu entnehmen.
    [0004] Bei der Klärschlammverwertung nach der Erfindung hin¬ gegen wird der vorbereitete Sack nicht isoliert irgendwo aufgehängt, sondern in eine Pflanzgrube ein¬ gegraben, also im Boden versenkt. Obwohl damit der Klärschlamm mit seinen ganzen InhaltsStoffen der Pflanze zur Verfügung steht, wird trotzdem das Erd¬ reich durch die im Klärschlamm enthaltenen Schad¬ stoffe nicht belastet beziehungsweise wird die Umge- bung der Pflanzgrube insbesondere durcn scnwermetalle nicht kontaminiert. Dadurch wird eine Gefahr für Mensch, Tier, Pflanze und Erdreich durch diese Schwer¬ metalle, die ja nun innerhalb des Erdreichs in einem Sack zusammengehalten sind, auf jeden Fall vermieden. Die Pflanze selbst nimmt im allgemeinen keine Schwer¬ metalle auf oder doch nur in äußerst geringem Maße und nur unter den oben beschriebenen besonderen Be¬ dingungen. Die Früchte dieser Pflanzen sind daher unbedenklich genießbar, wobei durchaus auch noch Pflanzen ausgewählt werden können, die, wie beispiels¬ weise Wintergetreide, überhaupt keine Scnwermetalle aufnehmen. Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist allerdings mehr daran gedacht, Bäume oder größere Sträucher zu pflanzen, also Einzelpflan¬ zen aus diesem durch den Klärschlamm gebildeten "Boden" zu ziehen. Wie durchgeführte Versuche gezeigt haben, wachsen die Pflanzen außerordentlich gut und sogar bedeutend schneller als Pflanzen im umgebenden Erdreich. Dies ist selbstverständlich darauf zurückzu¬ führen, daß die Pflanzen durch den Klärschlamm all die Pflanzennährstoffe erhalten, die sie zum Wachstum benötigen und daß diesem Klärschlamm zudem noch die sonstigen notwendigen Ingredienzien wie auch gegebe¬ nenfalls die zweckmäßigen Mikroorganismen und Klεinst- lebewesen zugefügt sind. Da dem Klärschlamm auch wasserspeichernde und gegebenenfalls wasserabsorbie¬ rende Mittel beigefügt sind, bleibt dieser "Boden" auch stets feucht, so daß auch stets das vcn der Pflanze benötigte Wasser zur Verfügung steht.
    [0005] Der Einsatz dieses Verfahrens ist besonders interes¬ sant in ariden Gebieten, also beispielsweise in Wüsten und Wüstenrandgebieten. Solche Wüstengebiete existieren praktisch in sämtlichen Erdteilen. Tatsächlich haben Versuche, die in Sandwüsten durch¬ geführt wurden, gezeigt, daß auch dort Pflanzen nicht nur wachsen, sondern auch lange Trockenperioden überstehen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die wassεrspeichernden und wasserabsorbierenden Mittel die auch dort vorhandene Luftfeuchtigkeit aufnehmen und somit die Pflanze stets genügend Feuchtigkeit beziehungsweise Wasser zum Gedeihen bekommt.
    [0006] Die Melioration von ariden Gebieten scheiterte bisher immer daran, daß Anpflanzungen im nackten Sand, bei¬ spielsweise unter Verwendung von Dünengewächsen, nicht möglich waren, weil auch diese Dünengewächse eine minimale Feuchtigkeit benötigen. Auch die Ver¬ suche, vollwertigen Boden in diese Gebiete zu verbrin¬ gen und darauf dann Pflanzen zu züchten, schlugen fehl, weil der Boden nach kurzer Zeit ausgetrocknet war und die Pflanzen damit verdorrten. Wird jedoch nach der Erfindung vorgegangen, so bleibt der so her¬ gestellte "Boden", wie die Versuche gezeigt haben, auch in längeren Trockenperioden feucht, so daß die Pflanzen, wenn auch unter erschwerten Bedingungen, wachsen können. Hinzu kommt, daß sich in diesem feuchtgehaltenen "Boden" auch Bakterien, Kleinst- und
    [0007] Kleinlebewesen ansiedeln, die wiederum eine Symbiose mit dem Wurzelwerk der Pflanze eingehen und so wiede¬ rum zum Gedeihen der Pflanzen beitragen.
    [0008] Um zu vermeiden, daß Krankheitskeime mit dem Klär¬ schlamm verschleppt werden, empfiehlt es sich, ihn vor dem Einsacken beziehungsweise vor dem Einpflanzen zu pasteurisieren. Durch das Pasteurisieren werden nicht nur solche Keime abgetötet, sondern auch Würmer und Wurmeier, die möglicherweise der Pflanze schaden könnten. Das Pasteurisieren kann auf äußerst einfache Weise auch so erfolgen, daß die mit Klärschlamm ge¬ füllten Säcke am im allgemeinen sonnenreichen Bestim¬ mungsort zunächst eine bestimmte Zeit der direkten Sonnenbestrahlung ausgesetzt werden. Weiter können die Klärschlämme auch dadurch entseucht werden, daß sie ionisierenden Strahlen ausgesetzt werden. Als Strahler können hierbei die vorhandenen radioaktiven Isotope von Kobalt oder Cäsium (Co-oO, Cs-134, Cs-137) dienen.
    [0009] Als wasserspeichernde beziehungsweise wasserabsorbie¬ rende Mittel werden nach der Erfindung Kieselgel, Kieselgur, Tonminerale und Zeolithe sowie auch Poly- alkohole (Glykol, Glyzerin, Hexit) wie auch Polyacryl- amide vorgeschlagen. Selbstverständlich ist diese Aufzählung unvollständig. Beispielsweise können als wasserspeichernde und wasserabsorbierende Mittel auch Infusorienerde oder Diatomeenerde eingesetzt werαen, jedoch auch Kieselschwämme, gemahlenes Vulkangestein und ähnliches. Die Wahl dieser Mittel hängt auch sehr vom Einsatzort des erfindungsgemäßen Verfahrens bezie¬ hungsweise dem Fundort dieser wasserabsorbierenden Mittel ab. Sind beispielsweise am Einsatzcrt Tcnmine- ralien vorhanden, wird man selbstverständlich den Klärschlamm mit Tonmineralien vermengen; findet sich dort Diatomeenerde, kann diese beigemengt werden.
    [0010] Neben diesen wasserspeichernden und wasserabsorbieren¬ den Mitteln kann der Klärschlamm selbstverständlich auch noch mit dort vorhandener Erde - Sand, Kaiksplit etc. - oder auch mit organischen Materialien - Baum¬ rinde, Sägemehl, Laub etc. - vermengt werden.
    [0011] Der Sack wird zweckmäßigerweise aus einer Kunststoff¬ folie gefertigt, wobei auch eine Kunststoffolie ein¬ gesetzt werden kann, die innerhalb einer definierten Zeit verrottet. Hier sind insbesondere einseitig be¬ schichtete Kunststoffolien zu erwähnen, die, kommt die aufgetragene Schicht mit Wasser in Berührung, den gesamten Kunststoff auflösen. Werden damit die Jung¬ pflanzen am Ende der Regenperiode eines solchen ari¬ den Gebietes gepflanzt, so kann die nächste Regen¬ periode, die vorausrechenbar erst nach einigen Mona¬ ten einsetzt, bereits den Sack auflösen. Der Sack kann auch aus Papier oder anderen organischen Stof¬ fen, zum Beispiel Jute, hergestellt sein, gegebenen- falls unter Beimengung oder mit Besch cntung aus Kunststoff. Weiter können in das Sackmaterial auch Mittel eingearbeitet sein, die der Desinfektion des Klärschlammes oder auch dem Schutz der Anpflanzung, beispielsweise vor Wurzelfraß durch Klein- und Kleinstlebewesen oder dem Abfressen durch pflanzen¬ fressende Tiere dienen. Zweckmäßigerweise wird der Sack oberhalb des Sackbodens mit Öffnungen versehen, wobei die Öffnungen Schlitze, vorzugsweise in V-Form, sein können. Um ein Herausrieseln des Klärschlammes zu vermeiden, können die V-förmigen Schlitze so aus¬ geführt werden, daß ein Steg an der Spitze des V-för¬ migen Einschnittes bestehen bleibt.
    [0012] An der Öffnung der Säcke kann der dort freiliegende Klärschlamm beziehungsweise "Boden" ebenfalls mit niederen Gräsern, vorzugsweise mit Süßgräsern etc.,bepflanzt werden. Empfehlenswert sind hierbei Grasarten, die insbesondere im Schutz von Sträuchern und Büschen, die ja in diesen Säcken wachsen sollen, gedeihen und nicht höher als einige Zentimeter werden. Hierbei kann auch eine Auswahl getroffen werden, die geeignet ist, pflanzenfressende Tiere abzuweisen. Auch wird empfohlen Knöterichgewächse, in denen sich bevorzugt Schwermetalle sammeln, einzusetzen. Die Klärschlämme weisen im allgemeinen einen Wasser¬ gehalt von etwa 95 % auf. Nach der Erfindung sollen die Klärschlämme sowohl zur Verringerung des Trans¬ portvolumens wie auch zur einfacheren Handhabung entwässert werden auf eine noch wirtschaf lich ver¬ tretbare Feuchte von beispielsweise 60 %. Der so ent¬ wässerte Klärschlamm mit einer Trockensubstanz von etwa 40 % ist stichfest und ohne Schwieriσkeiten ein¬
    [0013] zusacken. Auch der Transport" in Behältern oder auch in großräumigen Schiffsladeräumen bietet in dieser Konsistenz keine Schwierigkeiten.
    [0014] Insgesamt ergibt sich durch die Anwendung des Verfah¬ rens nach der Erfindung nicht nur eine Möglichkeit, die in den Industriegebieten anfallenden Klärschlämme zu verwerten, sondern auch die Möglichkeit, aride Gebiete zu kultivieren.
    权利要求:
    ClaimsP A T E N T A N S P R Ü C H E
    1. Verfahren zum Verwerten von Klärschlämmen, bei dem eine Klärschlamm enthaltende Bodenmischung zu¬ sammen mit wasserspeichernden und wasserabsorbieren¬ den Mitteln sowie mit zum Wachstum und zum Schutz von Pflanzen notwendigen Ingredienzien in einen Sack ver¬ bracht und ein geeigneter Schößling oder Samen einge¬ pflanzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmende Anteil der Bodenmischung Klär¬ schlamm ist, daß der Klärschlamm vor dem Einsacken entwässert wird und ihm gegebenenfalls Mikroorganis¬ men sowie Kleinst- und Kleinlebewesen beigefügt wer¬ den und daß sodann der so vorbereitete Sack in. eine Pflanzgrube eingegraben wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm pasteurisiert wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm durch Bestrahlung mit ionisieren¬ den Strahlen entseucht wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klärschlamm vor der Verwertung intensiver Sonnenbestrahlung ausgesetzt wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klärschlamm weitere organische Abfälle wie Hausmüllsubstrat, Brauereiabfälle, Gülle, Mist, kompostierter Klärschlamm, Baumrinde, Sägemehl, Laub etc. beigemengt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Klärschlamm als wasserabsorbierende Mittel Kieselgel, Kieselgur, Tonminerale und Zeolithe sowie auch Polyalkohole (Glykol, Glyzerin, Hexit) und auch Polyacrylamide beigefügt werden.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack aus Kunststoffolie und/oder aus organi¬ schen Materialien (Papier, Jute) ist.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sack aus einem innerhalb einer bestimmten Zeit verrottenden Material ist.
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    法律状态:
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    优先权:
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