Verfahrensbeschreibung

Die Erfindung stellt im Gesamtverfahren eine zu einem großem Teil biologische Vorbehandlung der Schlämme unterschiedlichster Her¬ kunft und Zusammensetzung dar. Von der Gülle bis zur Pulpe sind alle organischen und anorgani¬ schen Verbindungen als nicht stark voneinander abweichendes Cohssglo- erat zu sehen.

Diese gigantische Rohstoffrecurrce aus dem Abfallmarkt zu nehmen ist mit diesem Verfahren denkbar. Die Erfindung bezieht sich deshalb auf ein Verfahren zur Auf¬ bereitung von Biomassen und biogenen Schlämmen, insbesondere von Klär¬ schlamm zu festen Düngemitteln und Bodenverbesserungsmitteln.

Das Verfahren läßt sich auf alle Arten von Klärschlämmen anwen¬ den, die in Kläranlagen anfallen und deren Entsorgung auf Deponien oder deren land- bzw. forstwirtschaftliche Nutzung erhebliche Probleme bereitet.

Schlämme aus den Abwasserbehandlungsanlagen fallen meist mit einem Wassergehalt von 90 bis 95 Gew.-J! an, zo daß in der Regel eine Weiterbehandlung zur Erhöhung des Trockensubstanz-Gehaltes erfolgt. Grundsätzlich kommen dafür energetisch aufwendige chemische, mechani¬ sche und thermische Entwässerungsverfahren zur Anwendung, wobei es von den Entsorgungsmöglichkeiten des Feststoffes abhängt, wie weit die Entwässerung getrieben werden muß.

Gegenwärtig stellt die Deponierung von vorbehandelten Klär- schlämmen die bevorzugte Art ihrer Beseitigung dar. Die Deponien wer¬ den jedoch durch den hohen Schlammanfall überlastet und durch Bildung von Faulgasen, Sickerwässern, Gerüchen sowie Akkumulation pathogener Keime stellt die Deponie eine Quelle potentieller Umweltgefährdung dar. Eine Deponierung oder Verbrennung von organischen Rohstoff kann und sollte deshalb aus staatspolitischen Gründen nicht fortgesetzt werden.

Den europäischen Ackerböden mangelt es an Kohlenstoff- und

MikronährstoffVerbindungen; 200 Jahre Ackerbau fordert eine Fortset¬ zung und Ergänzung der Lehren Liebigs. Die anionischen sowie kat¬ ionischen Mineralien einschl. N-Stickstoff sind auf Ihre Wirkung im Pflanzenbauw weitestgehend bekannt. Kohlenstoff und Mikronährstoffe müssen auf Ihre Wirkung umfas¬ sender untersucht werden, während biogene Stoffe ohne toxische Rest¬ verbindungen so gut wie überhaupt nicht auf Wachstumsoptimierung untersucht sind.

Es gibt lediglich Versuche mit Fischmehlpellets die im Ertrag sowie der Pflanzengesundheit durchschlagende Erfolge brachten.

Durch den hohen Anteil an organischen Substanzen und an Nähr¬ stoffen für Pflanzen, wie Stickstoff-, Kohlenstoff- und Phosphat¬ verbindungen, sowie durch den Gehalt an Magnesium und Calciumverbin- dungen und an Spurenelementen wie Zink, Mangan, Kupfer, Bor und Molybdän stellt der Klärschlamm grundsätzlich einen wertvollen Naturdünger oder Bodenverbesserer dar.

Klärschlamm und kalkbehandelter Klärschlamm werden daher in vielen Fällen in Einklang mit den strengen gesetzlichen Regelungen auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ausgebracht. Dieses Ausbringen ist jedoch wegen der immer strenger werdenden Abfallbeseitigungs-, Was¬ serhaushalts- und Emissionsschutzgesetze sowie wegen des möglichen Auftretens unangenehmer Gerüche, von pathogenen Keimen, Wurmeiern usw. stark eingeschränkt.

Weiterhin ist es von Nachteil, daß bei der landwirtschaftlichen Ausbringung des Klärschlammes letztlich große Mengen an Wasseranteilen im Schlamm mittransportiert werden müssen, die keinerlei düngewirksame oder bodenverbessernde Eigenschaften besitzen.

Ferner besteht eine weitere Schwierigkeit darin, daß der stark wasserhaltige Klärschlamm nur zu bestimmten Zeiten landwirtschaftlich genutzt werden kann, zo daß er mit hohen Kosten und dem Risiko der Akkumulation von pathogenen Keimen zwischengelagert werden muß.

Schlämme die wie auch immer Konditioniert werden und im Ein¬ klang mit den gesetzlichen Regelungen auf Nutzflächen verbracht wur¬ den, müssen deshalb mit viel zu hohen Wassergehalten und patho- genitäten transportiert werden. Lagerungen bzw. Zwischenlagerungen sind nicht zeitgemäß.

Es sind daher viele Versuche bekannt geworden, die oben ge¬ nannten Probleme zu überwinden. So wird versucht, das Schlammvolumen

und die Schlammeigenschaften durch Kompostierung zu verbessern. Die

Schlainmkompostierung ist jedoch prozeßtechnisch und energetisch auf¬ wendig, es werden Strukturmaterialien benötigt und das Kompostprodukt is oft nicht geruchsfrei sowie seuchenhygienisch nicht unbedenklich. Der Klärschlamm wird häufig auch durch mechanisches oder thermisches Entwässern auf einen Wassergehalt von unter 70 Gew.-2 aufkonzentriert.. Dieser Prozeß ist sehr energieaufwendig und die

Geruchs- und seuchenhygienischen Probleme sind nicht überwunden. Zudem sind die Lagerung, der Transport und die Ausbringung des pastosen oder stichfesten Gutes aufwendig.

Es ist klar, daß ein wasserresistenter, geruchloser Pellet mit

5% Wasseranteil wie ein Düngemittelgranulat gehandelt werden konnte; vom Rohschlamm zum fertigen Pellet liegt der Zeitbedarf bei 60 Min.

Zur Reduzierung des Schlammvolumens kann außerdem der Schlamm nach den bekannten Methoden getrocknet und verbrannt werden. Diese

Technologien erfordern jedoch einen hohen Energieeintrag und belasten durch Abgase und Reststoffe die Umwelt.

In der "Ullmanns Enzyklopädie der Technischen Chemie Bd. 6 S

615 ff 1978 Weinheim" haben wir die Aufgabenstellung für dieses Ver- fahren.

Da diese Erfindung keinen vergleichbaren Ansatz hat, sollten

Patente mit vergleichbarem Ziel jedoch abweichender Technik erwähnt werden.

DE-81-3128673 EP-88-119626

DE- 4138670

DE-79-29331949

DE-78-28l227 ⁱ

DE-78-2820729 DE-63-1467395

DE-63-l ⁱ *67396

DE-62-1467389

EP-88-301689

DE- 2641627 DE-43-043429

DE- 2634839C2

Die Verwendung von weitergehend entwässertem Klärschlamm, der mit mineralischen und organischen düngewirksamen Stoffen angereichert

und durch Zusatz von Branntkalk zu einem lagerfähigen, humusbildenden Produkt verarbeitet wird, ist beschrieben worden in DE 81-3128673 und EP 88-119626.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Produkte mechanisch in- stabil sind und der Aufwand an zusätzlicher Energie zur Trocknung der Granulate und Pellets ganz erheblich ist, da teilweise Temperaturen von 300 bis 600 ^* C aufgebracht werden müssen.

Dünger auf Klärschlammbasis mit direktem Zusatz anorganischer Kationenaustauscher zum Schlamm (DE 4138670) zeigen zwar eine gute Bindung flüchtiger Komponenten, doch wurde nur ein schlammartiges bis pastöses Material erhalten, welches die oben aufgezählten Nachteile, insbesondere den hohen Wassergehalt und die seuchenhygienische Bedenk¬ lichkeit, beibehält.

Nach DE 79-293199 wurde ein Klärschlamm-Mischdünger her- gestellt, indem vorgeformte einzelne Düngesalz-Teilchen unter Verände¬ rung ihrer Größe und Gestalt mit wasserhaltigem Klärschlamm vermischt und beschichtet und das Wasser z.T. durch Trocknung vertrieben wird. Sowohl der hohe technische und energetische Aufwand als auch der geringe verwertbare Klärschlammanteil je Mengeneinheit an Produkt haben sich bei diesem Verfahren als nachteilig herausgestellt.

Die Erzeigung einer festen, krümeligen Struktur des entwässer¬ ten, vorgetrockneten Klärschlammes durch anschließende Zugabe von verschiedenen Stickstoff- und phosphorhaltigen Nährstoffen und Sprüh¬ trocknung (DE 78-2812274) oder durch Wirbelbetttrocknung (DE 78- 2820729) stellt Verfahren dar, die sich wiederum als sehr energie- und investitionsaufwendig herausgestellt haben.

Diese Probleme konnten auch nicht durch Verfahren mit Zugabe von Phosphaten und anschließender Filtration sowie Trocknung des Fil¬ terkuchens (DE 63-1467395 und DE 63-1467396) oder Zentrifugation und Trocknung des Produktgemisches (DE 62-1467389) beseitigt werden.

In EP 88-301689 wird ein Verfahren zum Behandeln von Klär¬ schlammen für die Herstellung eines Düngers beschrieben, in dem die Verfahrensschritte darin bestehen, daß dem Klärschlamm alkalische Materialien zugemischt werden bis ein pH-Wert von 12 erreicht oder überschritten wird und anschließend eine Trocknung der Mischung durch Einblasen von Luft und Zugabe von Quellmitteln erfolgt. Auch dieses Verfahren ist sehr energie- und investitionsaufwendig und stellt wegen des Einsatzes ätzender Chemikalien hohe Anforderungen an den Arbeits-

und Umweltschutz sowie an die Materialqualität der Apparate.

Wird der Klärschlamm zum Zwecke der Herstellung eines form¬ stabilen Düngemittels mit Gips (DE 2641627) und anderen Stoffen zur Erhöhung der Düngewirkung und zur Bindung der Nährstoffe (DE 4304342.9) versetzt und nach dem Abbinden des Gipses granuliert, so können die Schritte der Formgebung und Wasserbindung in bestimmten Grenzen der Restwassermenge zwar technologisch vereinigt werden, doch bleibt das Problem der seuchenhygienischen Bedenklichkeit und der energieaufwendigen Nachtrocknung erhalten. In der DE 2634839C2 wird ein Verfahren zur Verfestigung von Klärschlamm durch Zugabe von metallurgischen Schlacken, Gips, Flug¬ asche und Portlandzement beschrieben. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in den ökologisch bedenklichen Zusatzstoffen (metallurgische Schlacken) und der zu starken Bindung der Nährstoffe durch den Portlandzement sowie in der Notwendigkeit der thermischen Nach¬ trocknung.

Die in dieser Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht in der Aufarbeitung von organischen Substraten auch Schlämme genannt, wobei Schlämme soweit diese kontaminiert sind (Industrie) in diesem Verfahren Deponiefähig werden und somit nicht biogen sind. Aufgrund der Verfahrenschritte werden in drei Stufen bis zu 90 Gew.-2 Wasser entzogen, wobei pro to ein energieaufwand von DM 5.00 je to angesetzt sind.

Dieses Verfahren zur Aufbereitung von Schlämmen führt zu einem Bodenhilfsstoff oder Deponiefähigem Sondermüll.

Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung und Verwertung von Biomassen und bio¬ genen Schlämmen, insbesondere Klärschlamm, anzugeben, wodurch mit geringem Aufwand und ohne zusätzliche thermische Energie eine schnelle Wasserbindung bzw. Entwässerung erreicht wird, im gleichen Apparat die Hygienisierung und Verformung des Produktes erfolgt und so ein land- oder forstwirtschaftlich wertvolles Produkt erhalten werden kann. Daneben sollten die Produkte dosierbar, körnig, staubarm, mechanisch stabil und gut lagerfähig sein sowie bodenverbessernde Eigenschaften und eine langfristig düngende Wirkung besitzen, pflanzenverträglich und biologisch abbaubar sein.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zur Auf¬ bereitung von Klärschlamm für die Herstellung eines Düngemittels oder

Bodenstrukturverbesserers, bei dem der vorentwässerte Klärschlamm oder kalkbehandelte Klärschlamm mit einem Feststoffgehalt von 25 bis 90 Gew.-JK, vorzugsweise 50 Gew.-?!, mit einem wasserbindenden und quell¬ fähigen sowie ionenaustauschenden Bindemittel, mit anorganischen und organischen Nährsubstanzen, vorzugsweise mit Kompost, zur Verbesserung der Düngeeigenschaften sowie vor allem mit festem, körnigem Mehl aus porösem Gestein _« Gasbetonmehl oder Holzmehl vermischt wird und diese Mischung in einem Apparat zur mechanischen Hochdruckagglomeration durch gezielte Einwirkung von Verdichtungskräften auf kleine Volumen- elemente zur primären Voragglomeration infolge der von den Struktur¬ komponenten erzeugten Reibungsenergie erhitzt wird und das erhitzte Gemisch unter weiterer Erwärmung infolge Reibungsenergiefreisetzung durch zylindrische Kanäle gepreßt wird. Die Freisetzung der tribo- mechanischen Energie führt zur kurzzeitigen Erhitzung des Materials auf Temperaturen von weit über 100°C, so daß eine Hygienisierung er¬ folgt, wobei die schädlichen, pathogenen Keime und Wurmeier zerstört werden und das Produkt eine stabile, staubfreie Form erhält.

Im Verfahren des vorliegenden Erfindung führt ein Extruder Ver- dichtungs- und Reibungsenergie zu unter Vakuum zur Verdampfung von Wasser. In einem Pelletiergerät werden ebenfalls unter Vakuum Schlämme durch eine Matritze gepresst, hier entstehen Temperaturen >138 ^* C wobei die Pasteurisierung einsetzt.

Die Nachtrocknung mit Beschichtung der Pellets konserviert diese nachhaltig. Die Trägheitsmomente werden nicht nach bekannten Verfahren durch viel zu hohe Mineralgaben erreicht, diese stehen auch gegen die Düngemittelgesetze; sondern durch Rückführung von bereits behandelten Schlamm vor dem Deka ter bzw. Preßschnecke sowie vor dem Extruder- input. Da dies rückgeführte Endprodukt mit Torf-Kokos-Zellstoff und Stärke versetzt wird, liegt das rückgeführte Endprodukt max. bei 20 Gew.-* auch für Stärke als Kunststoff.

Mehr insbesondere, bevorzüglich und mit Vorteil betrifft die Erfindung: 1.1. Verfahren zur Aufbereitung, Verwertung und Pelletierung von allen cellulose- oder kohlenstoffhaltigen Stickstoffverbin¬ dungen wie:

Kartoffelpülpe Schlempen

tierische Abfälle pflanzliche Abfälle

Ko poste

Feststoffe der Gülle Klärschlamm

Industrieabfälle (Nährungsmittelproduktion)

Maispülpe

Getreidepülpe mit hohen und niedrigen Feststoffgehalten, im folgendem Substrat genannt, bei welcher Torf, Kokosmehl, Lavamehl, Cellulose, Kalk und Kalium lediglich zur Struktur¬ verbesserung der Pellets als Druckagglomerationshilfe einge¬ setzt werden.

II. Die gewonnenen Biomassen enthalten mind. 91 Gew.-J! Feststoffe und können als Bodenhilfsstoffe nach Düngemittelgesetz ein- gesetzt werden.

Es ist nicht das primäre Ziel Düngemittel herzustellen. Das produkt entspricht der BodenhilfStoffe Regelung der EG.

III. Die durch Druckagglomeration und Reibung sich ergebende Tem¬ peraturanstieg von > l4θ°C bringt die nach internationalen Maßstäben erforderliche Hygienisierung bzw. Pasteurisierung.

Es ist vorgesehen eine Absaugung für den Transport der zwangsläufig entstehenden Wasserdämpfe zu integrieren. Der tribomechanische Vorgang setzt Energie frei, wobei mit Hilfe einer Vakuumpumpe durch Unterdruck Feuchte bis auf <75% TS entzogen wird.

IV. Das in l.III beschriebene Verfahren ist üblich eine Grund¬ voraussetzung für den Pelletiervorgang da TS-Gehalte von <75 Gew.-JÜ meist zwingend sind. Die Pressung erhöht wiederum zwangsläufig den Wasserverlust um 10 Gew. -% . Dies entspricht einen TS-Gehalt von 85 Gew. -% . Die Pellets mit einem Durch¬ messer von > 4,5 mm werden auf 4,5 mm Länge geschnitten.

V. Die Schlämme nach 1.1 mit TS-Gehalten zwischen 2,5 Gew.-Jt bis 25 Gew.-J. werden homogenisiert und nitrifiziert, wobei Ammo¬ nium (NH _ft ) nach Nitrat (N0 ₃ ) überführt wird. Desweiteren werden H ₂ S-Verbindungen zu anderen Verbindungen konfiguriert.

Diese Sulfate sind zum Beispiel: Calciumsulfat - CaSO^

Kalium - K ₂ S0 ₄ Kaliumhydrogen - KHSO ₄ Magnesium - MgS0 ₄ als Salze. Diese vorgenannten Verbindungen sind geruchlos. In dieser Phase wird der pH auf 5,5-7.0, vorzugsweise ungefähr 6,2 ein¬ gestellt. 2) Röhrenbandtrockner

1. Die nach l.II hergestellten Pellets werden durch ein Rohr gefördert. In diesem Rohr befindet sich ein Förderband sowie Wärmetauscher. Es handelt sich um eine Rohrtrocknung wobei die Pellets ohne mechanische Beanspruchung nachgetrocknet werden. Die Nachtrocknung erfolgt durch ca. 80"C Eigenwärme der Pellets. Durch Zirkulation in den Wärmetauschern wird die Umgebungstemperatur im Rohr konstant gehalten, wobei die Röhre um % abgewinkelt und als Kamin endet. Im Rohrbogen befindet sich ein Schlitz durch den das Förderband um 500 mm den Rohrbogen überragt, an diesem Punkt der Anlage haben die Pellets einen TS-Gehalt von 90 Gev . -% . 2.II. Die Pellets nach 2.1. fallen durch einen Sprühturm und fallen dann durch einen Sprühkegel der aus Wasser und Natronwasser¬ glas besteht. Dieses Gemisch benetzt die Pellets und versie¬ gelt selbige. Die Pellets schweben in diesem Sprühtürm durch ein Warmluftgebläse welches 60 ^* C warme Luft der Endtrocknung entzieht und die Gravitationskräfte vermindert. 2.III. Die Endtrocknung besteht aus einem Rohr in dem ebenfalls ein Förderband sowie Platten-Wärmetauscher installiert wurden. Das Förderband der Endtrocknung dimmt die Pellets aus dem Sprühtuπn als versiegelte Kornfraktion 4,5 x 4,5 mm auf und transportiert diese in Lagersilos. 2.IV. Im gefülltem Lagersilo wird ein leichter Unterdruck angelegt um beim Abkühlungsprozeß Restkondensate zu vermeiden. Nach 24 h sind die Pellets gegen mechanische oder abbrasive Be¬ anspruchung unempfindlich und damit für ein Gebläsetransport bzw. -Verladung geeignet sowie seewasserfest. Weitere bevorzugte Vorteilsaspekte der Erfindung sind, alleine oder kombiniert: daß Lavamehl und Silikatverbindungen als Strukturbildner tribomechanische wie druckagglomeratorische Effekte wie homo-

genität der Stoffmatrix und Reibungsenergie gewährleisten; daß Lavamehl in einer Korngröße von 0,001-0,01 mm verwendet wird; daß der tribomechanisch wirkende Anteil an Lavamehl nicht 5 Gew.-% überschreitet; daß Substrate wasserabsorbierende Materialien wie Torfmehl (Torf) oder Kokosmehl (Kokosfaser) nicht höher als 25 Gew.-X von 95 Gew.-# TS gerechnet zugesetzt werden sollen; daß den Substraten Strukturgebinde organische wie anorgani- sehe Verbindungen wie Stärke, Stroh und Gräser (c4 Gras)-or¬ ganisch die den Nachweis einer Huminstoffbildung im Boden erbringen. Sowie anorganische als Nährstoffträger beigefügt werden; daß die Substrate durch Bindemittel (Substitute) im Dekanter i feste und flüssige Fraktionen getrennt werden; daß die entwässerten Substrate durch Bindemittel struktur¬ verbessert werden mit Hilfe eines Extrunders erwärmt/pasteu¬ risiert und um 25 Gew.-JU vakuumentwässert (Dampf) werden; daß der Schritt in der bekannten Formgebung in Pelletier- anlagen (Preßkanäle) vollzogen wird. Tribomechanische Effekte haben hier nur untergeordnete Bedeutung. Die Matrize (Pre߬ kanäle) sollen Durchschnitt 4,5 ππ haben. Die Stärke der Matrize soll 70 mm betragen; daß das Beaufschlagen der Substitute, daß agglomerieren und tribometieren wahlweise Materialbezogen an den jeweiligen dafür vorgesehenen Anlagemodule erfolgt; daß mit im Markt üblichen Hilfsmitteln konditionierten Klär¬ schlamm <25 Gew.-?! TS behandelt und pelletiert werden können; daß die Bindigkeit der Pellets durch ein stickstoffhaltiges Polysacharid erhöht wird - hier Chitin/Chitosan Chyustaceen und Pilzen von 0,1-1 Gew.-2; daß die Bindigkeit der Matrize und der NährstoffVerbesserung sowie zur Einstellung der Scherkräfte durch Algenschrot aus der Algengruppe La inarq-Digitates von 0,1-10 Gew.-? erreicht wird; daß Calcium-Natriumalginat in der Pressung bei der Pelletie¬ rung durch Internes gelieren im ersten Schritt und einer Gelierung durch Abkühlung erfolgt. Verzugsweise 0,01 Gew.-

bis 10 Gew.-*. Bei der Gelierung durch Abkühlung und Wasser¬ verlust wird eine Härte erreicht die höher 5-000 kN/cm ² Druck¬ festigkeit beträgt. daß durch Versiegelung mit Natriumsilikat (Si0 ₂ /Na ₂ Orthosili- kat) Auswaschungen der Nährstoffkomplexe nich möglich sind, sowie Eutrophierungen in Gewässer unterbleiben. Eine den Schlämmen (Substrate) rückgeführte Trockensubstanz vor der Pelletierung ist mit max. 25 vor Input Extruder vorgesehen; die Aspekte definiert von die Ansprüche 2-24.

Überraschend wurde festgestellt, daß durch Zugabe von vulkanischen Tuffen oder Schichtsilikaten in Verbindung mit den grobstrukturierten Gesteins-, Gasbeton- oder Holzmehlen ein sehr festes Produktgefüge erzeugt wird, in dem bis zu 4θ# Wasser fest gebunden sein können und eine Nachtrocknung des Pellets mit Einsatz zusätzlicher thermischer Energie nicht erforderlich ist.

Die Menge der wasserbindenden Schichtsilikate und der grobkörnigen

Gesteins-, Gasbeton- oder Holzmehle oder eines Gemisches aus diesen hängt im wesentlichen vom Wassergehalt des Klärschlammes ab und kann bis zu 60 Gew.-J! bezogen auf das erfindungsgemäß hergestellte Produkt betragen.

Die mehrfache mechanische Verdichtung des Gemisches, verbunden mit der Reibungswirkung der porösen, festen und grobkörnigen Gesteins-, Gasbeton- oder der Holzmehle führt zu einer starken Erwärmung der Mischung, wodurch das Wasser rasch verdunstet.

Überraschenderweise wird durch diese Reibungswärme und durch die tribo echanischen Wirkungen in den Preßkanälen der Pelletiertrommel, sofern diese einen Durchmesser unterhalb 10 mm aufweisen, die Tempera¬ tur unter Druck so stark erhöht, daß eine Hygienisierung des Klär- Schlammes erfolgt, die mit der weiteren Verdampfung des Wassers ver¬ bunden ist und zur Herausbildung sehr fester, irreversibler Matrix- Strukturen des Produktes führt, wodurch die Nährstoffe des Produktes in einer retardierenden Weise im Boden nur langsam freigegeben werden. Erfindungsgemäß wird die Agglomerisierung der Mischung aus Klär- schlämm, Bindemittel und tribomechanisch wirksamen Komponenten in an sich bekannten Walzenpelletiervorrichtungen durchgeführt.

Wesentlich ist der Restgehalt an Wasser in dem erfindungsgemäß hergestellten Produkt, wenn dieses gelagert werden soll. Düngemittel-

pellets mit Wassergehalten von 0 bis 25 Gew.-/. sind bevorzugt.

Für land- oder forstwirtschaftliche Einsatzzwecke sowie Rekulti- vierungsmaßnahmen sind dosierbare, mechanisch stabile, staubarme Pellets mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm und einer Länge von 5 bis 30 mm vorteilhaft.

Weist der eingesetzte Klärschlamm ein Defizit an Nährstoffen auf, ist es erfindungsgemäß möglich, der Mischung aus Klärschlamm, Binde¬ mittel und Gesteinsmehl oder Holzmehl vor der Agglomerisierung weitere Nährstoffe in Form anorganischer Verbindungen und anorganischer Sub- stanzen, insbesondere Kompost, Torf, Harnstoff oder Papiermehl zu¬ zusetzen, ohne daß das Verfahren in seinem Ablauf dadurch beeinflußt wird, sofern die Zusätze 30 Gew.-# bezogen auf das Produkt nich über¬ steigen.

Durch Zugabe von K ₂ 0-haltigen Mineraldüngern kann das Produkt harmonisiert werden oder durch Zugabe von mikronährstoffhaltigen Mehr¬ nährstoffdüngern bzw. entsprechend konzentrierten Einzeldüngern und Spurenelementen auf die jeweils erforderlichen Werte für erfindungs¬ gemäß hergestellte Spezialdünger angehoben werden.

Um die mechanische Festigkeit der anorganischen/organischen Pro- duktmatrix zu erhöhen, ist es erfindungsgemäß möglich, den Anteil an Strukturbildnern durch Zusatz von Zuschlagstoffen aus festen Oxiden, Hydroxiden, Metasilikaten oder Carbonaten von Calcium oder Magnesium bis zu 30 Gew.-2, bezogen auf das Produkt, zu erhöhen. Dadurch werden sehr stabile Bodenstrukturverbesserer erhalten, die ihre Form im Boden sehr lange behalten und die Nährstoffe sehr langsam abgeben.

Für den Fall, daß das Ausgangsgemiseh einen zu hohen Wassergehalt besitzt, kann das erfindungsgemäß hergestellte Produkt oder sein ab¬ gesiebter Feinkornanteil in einer Menge von 0,1 bis 02 zurückgeführt und der Ausgangs-Mischung vor Agglomerierung direkt beigefügt werden. Dadurch kann auch ein zu feinkörniges Produkt einfach recycliert wer¬ den.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die vor¬ entwässerte Biomasse in einem einfachen, einstufigen Prozeß bei kurzer Verweilzeit gleichzeitig hygienisiert, agglomeriert und getrocknet wird und ohne weitere Nachbehandlung oder thermische Trocknung als wertvolles Düngemittel oder Bodenverbesserungsmittel verwendet werden kann, während bei den herkömmlichen Aufbereitungs- und Trocknungs¬ verfahren für eingedickte Biomassen oder Schlämme zusätzlich aufwen-

dige Verfahrensschritte vor und nach der Formgebung erforderlich sind, um ein stabiles granuliertes Trockenprodukt zu erhalten.

Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildete Struktur¬ matrix auf Basis porösen Gesteinsmehls und schichtsilikatischen Binde- mittels ist pflanzenphysiologisch unbedenklich. Durch ihre poröse Struktur, in die die Nährstoffe und organischen Substanzen eingelagert sind, erfolgt die Nährstofffreigäbe und Zersetzung retardiert mit Depotwirkung.

Die anorganische Matrixstruktur ist im Boden lange haltbar und wirkt somit als Bodenstrukturverbesserer mit Ionenaustausch- und Wasserhaltevermögen, sowie langzeitiger Bindung mineralisierter Nähr¬ stoffe.

Die Rieselfähigkeit und Abriebsfestigkeit des nach dem erfindungs¬ gemäßen Verfahren hergestellten Produkts ermöglichen den Einsatz von Düngerstreuern und -dosierern für Mineraldünger, wie sie in der Land¬ wirtschaft üblich sind. Damit wird auch der ökologisch und pflanzen¬ physiologisch optimale Düngereinsatz möglich.

Algemein wurde festgestellt, daß sämtliche Kulturpflanzen besser wachsen, wenn deren Anbauflächen mit dem erfindungsgemäß erhältlichen Produkt bestreut werden. Dabei kann es sich um Getreidepflanzen, wie Weizen, Hafer, Gerste, Roggen und Mais, sowie auch um Hackfrüchte und um sonstige Feldfrüchte handeln. Auch der Ertrag im Weinbau, wie all¬ gemein im Gartenbau, läßt sich erheblich steigern. Entsprechendes gilt auch für die Forstwirtschaft. Im Ergebnis überführt das erfindungsgemäße Verfahren ein um¬ weltstörendes Produkt in Form eines Klärschlammes in ein wertvolles umweltfreundliches streufähiges Wirtschaftsgut. Der dadurch frei- werdende Deponieraum läßt sich anderweitig nutzen. Das erfindungs¬ gemäße Verfahren läßt sich einfach und wirtschaftlich führen, zumal mit Lavamehl und Smectiten, Gasbeton oder Holzmehl leicht verfügbare und billige Zusatzmaterialien zur Verfügung stehen.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele und der beigefügten Figur näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Fliesschema eines bevorzugten durchgeführten anmeldungsgemässen Verfahrens und der angewandten Apparatur.

Holz, Kompost und/oder Hausmüll, ohne Metall, Glass, Kunststoffe und ähnliche Materialien, zermählt oder geschreddert bis zu einer Grosse von weniger als 20 mm, werden mittels Zufuhr la, vorzugsweise

ein Förderband, zugeführt an Ruhrwerk 4 mit einer aeroben Belüftung 5. Weiterhin werden Klärschlamm (2,5-6 % TS) vom Behälter 2 mittels Zu¬ fuhr 2a und Pulpen, Melasse und/oder Schlempen aus Behälter 3 durch Zufuhr 3a am Ruhrwerk 4 zugeführt. Auch wird Wasser aus Wasserbehälter 6 mittels Zufuhr 6a zugeführt, bis auf 9 % TS in Ruhrwerk 4.

In Ruhrwerk 4 wird eine aerob-Stufe durchgeführt, vorteilhaft unter Belüftung und/oder Zusetzung von "Bio Water Clean" (BWC), ein kommerzielles biologisches Reinigungspräparat. Vom Ruhrwerk 4 wird das Material zum Dekanter zugeführt, mit Vorteil einen dreistufigen Dekanter, wobei eine flüssige Phase abgetrennt wird, die mittels Zu¬ fuhr 8a nach dem Wassersubstratbehälter 6 zurückgeführt wird.

Aus Dekanter 8 wird das Material mit ungefähr 50 % TS an Extruder 9 zugeführt, z.B. mittels einer Förderschnecke. Gleichzeitig werden durch Zufuhr 16 ein oder mehrere Materialien dem Extruder zugeführt, gewählt aus Lavemehl, Algenschrot, Torf, Kokos, Stärke, Stroh, Gräser C4, Chitin, Calcium-Nitrat, vorzugsweise ungefähr 5 % , Kalium-Carbo- nat-Salpeter, vorzugsweise ungefähr 2 % , Phosphat, vorzugsweise un¬ gefähr 15 % , Magnesium-Nitrat, vorzugsweise ungefähr 10 % , Monokalium- phosphat vorzugsweise ungefähr 15.2 % , Kalium, vorzugsweise ungefähr 8,8 % Mangansulphat vorzugsweise ungefähr 1 % , und/oder jede Kombina¬ tion davon.

Demnach wird das Material aus Dekanter 8 und die zugefügten Mate¬ rialien aus Zufuhr 16 bei einer Temperatur von 100-200 ^* C, vorzugsweise 130-150 ^* C, mehr bevorzugt ungefähr l4θ°C, vom Extruder 8 extrudiert auf eine an sich bekannter Weise wie obenerwähnt.

Daraus wird das Material durch Zufuhr 9a zugeführt an Schüttelsieb 10, wovon die abgetrennten Feststoffe durch Zufuhr 10 nach Extruder 9 zurückgeführt werden. Das Material wird durch Zufuhr 10a zur Pelletie¬ rung zugeführt an Pelletiervorrichtung 11, wo das Material pelletiert wird bei einer Temperatur von 100-200 ^* 0, vorzugsweise 130-150 ^* 0, mehr bevorzugt ungefähr l4θ ^* C.

Danach wird, durch Zufuhr 11a, eine Trockenstufe in Bandtrockener 12 durchgeführt, gefolgt von - durch Zufuhr 12a - eine Behandlung in Sprühturm 13, wobei gleichzeitig durch Zufuhr 13a Natriumsilikat und aufsneue BWC zugeführt werden.

Dies wird gefolgt von einer neuen Trockenstufe durch Zufuhr 13a in Bandtrockener 14, wonach das Material in Lagersilo 15 gelagert wird.

Weitere Aspekte dieses Systems sind dass Warmluft (Luft-Dampf-

Aerosol) des Extruders 9, der Schüttelsieb 10, die Bandtrockener 12 und 14 und Sprühturm 13 an einem Kondenser mit einem Festbett von Lava-gestein zugeführt werden kann, durch nicht in der Figur angegebe¬ ne Leitungen. Das im Kondenser kondensierte Wasser kann dann erneut am Wasser- substratbehälter 6 zugeführt werden. Auch kann die Warmluft vom Kondenser 17 erneut beim Prozess eingesetzt werden, z.B. beim Schüt¬ telsieb 10 oder Bandtrockener 12 und 14, damit der Nutzeffekt der Energie des Systems weiter befördert wird. Die Flüssigphase vom Wassersubstratbehälter 6 kann weiter auch eingesetzt werden in der Herstellung von Flüssigdünner, und/oder der überschuss kann an einer an sich bekannten Klaranlage zugeführt wer¬ den.

Die beim obenstehenden Verfahren angewandte Apparatur, sowie wirk- same Variationen auf dem Fliesschema und dem obenstehenden Verfahren umfasst bei der Lehre der vorliegenden Erfindung werden dem Sach¬ verständigen klar sein und werden von der vorliegenden Anmeldung um¬ fasst.

Beispiel 1:

Organischer Überschußschlamm, der keine nachweisbaren toxischen Schwermetallgehalte gemäß gültiger KlärschlämmVerordnung besitzt und als eingedickter, kalkbehandelter Schlamm einen Wassergehalt von 65 G v. -% aufweist, wird mit 15 Gew.-Ji Kali, 15 Gew.-? Lavagesteinsmehl mit einer Körnung von 1,01 bis 1,2 mm und 5% Smectit hohen Quell¬ vermögens versetzt und vermischt sowie anschließend in die Trommel einer Hochdruck-Agglomerations-Apparatur überführt, die mit einer Lochmatrize mit Bohrkanälen von 4,5 mm Durchmesser ausgerüstet ist.

Die Lauffläche der Matrize beträgt 200 mm und die effektive Preß- Oberfläche 3700 cm ² , woraus eine leistungsbezogene spezifische Pre߬ fläche von 20 cm ² /kW resultiert.

Das Produkt wird mit einer Matrizen-Drehzahl von ca. 150 bis 200 U/min voragglomeriert und durch die Preßkanäle gepreßt, wobei, hervor¬ gerufen durch das Grobkorn-Material, erhebliche Reibungswärmen frei- gesetzt werden, die eine intensive Kurzzeit-Druck-Hygienisierung, die Verdampfung von Wasser und die Ausbildung einer mechanisch stabilen anorganisch-organischen Strukturmatrix bewirken.

Die durch eine Rakel auf gewünschte Länge abgescherten Pellets

haben eine Restfeuchte an gebundenem Wasser von 40 ^* . und eine Druck¬ festigkeit von mehr als 1000 kN/cm ² .

Die Pellets sind fast geruchlos, graubraun gefärbt, rieselfähig und staubarm. Der Prozeß kann diskontinuierlich oder kontinuierlich betrieben werden.

Beispiel 2:

Die Herstellung des Klärschlammprodukts erfolgt nach dem Herstel- lungsverfahren wie im Beispiel 1 beschrieben.

Zu 30 Gew.-?! Klärschlamm mit ca. 30 Gew.- _/ . Trockensubstanz werden 10 Gew.-?! Kali, 10 Gew.-?! Lavagesteinsmehl, 30 Gew.-?! ausgereifter Kompost und 5 Gew.-?! Montmorillonit, 1 Gew.-?! DAY-Zeolith und 14 Gew.-?! feines Sägemehl zugemischt und anschließend der Hochdruck-Pel- letierung unterworfen.

Das gebundene Wasser der resultierenden Pellets beträgt ca. 30 Gew.-?!. Die Pellets sind geruchlos und mechanisch sehr stabil (ca. 1500 kN/cm ² Druckfestigkeit) und erfüllen die Anforderungen der aktuel¬ len Düngemittelverordnung. Auf diese Weise kann das Augangsgemisch aus 30 Gew.-?! Klärschlamm, 5 Gew.-?! Montmorillonit und 10-15 Gew.-?! Lavagesteinsmehl, zusätzlich mit vielfältigen Zusätzen, insbesondere düngenden Zusätzen, versehen werden. Dabei kommen sowohl natürliche als auch synthetische Dünge¬ mittel in Frage, insbesondere Stickstoff-, Phosphor- und Kalidünge- mittel zur Herstellung eines Volldüngers. Dadurch werden die bereits in dem Klärschlamm enthaltenden Kernnährstoffe ergänzt. Als zugegebene Düngemittel kommen dabei insbesondere in Frage: Ammoniumsulfat, Harn¬ stoff, Kalksalpeter, Kalkstickstoff, Kalkammoniak, Kalkammonsalpeter, Natronsalpeter, Mehrnährstoffdünger oder Mischdünger, wie Thomaskali usw. , und Volldünger, wie Nitrophoska. Durch die Verwendung leicht löslicher und daher rasch wirkender Düngemittel, wie z.B. Kalksalpeter und Natronsalpeter, wird eine Art Kopfdünger erhalten. Schwer lös¬ liche, langsamwirkende Handelsdünger, wie z.B. Kalkstickstoff, Super- phosphat und Thomasmehl führen zu einer Art Grunddünger.

Beispiel V.

Klärschlammkonzentrat mit 30 Gew.-?! Trockensubstanzgehalt wird mit 30 Gew.-?! Kompost, 20 Gew.-?! Gasbetonmehl, 10 Gew.-?! Lavagesteinsmehl,

3 Gew.-?! Montmorillonit und 7 Gew.-?! Holzmehl vermischt und nach Bei¬ spiel 1 verarbeitet. Zusätslich können geringe Mengen eines Fichten¬ nadel-Aromas (ca. 0,001 bis 0,01 Gew.-?!) nach Erhalten des Pellets zugesetzt werden. Die Granulate bilden einen Bodenstrukturverbesserer mit hoher mechanischer Festigkeit und langer Beständigkeit im Boden.