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Patent Searching and Data


Title:
USE OF CALCIUM SULPHATE TO IMPROVE THE FERMENTATION OF ORGANIC FERTILIZERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/006223
Kind Code:
A1
Abstract:
Calcium sulphate is used together with montmorillonite and at least one phosphate to improve the fermentation of organic fertilizers and/or for conditioning soil.

Inventors:
KUERNER RUDOLF (DE)
Application Number:
PCT/DE1988/000781
Publication Date:
July 13, 1989
Filing Date:
December 24, 1988
Export Citation:
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Assignee:
KUERNER RUDOLF (DE)
International Classes:
A43D11/00; C01F11/46; C05B5/00; C05B17/00; C05D3/00; C05D3/02; C05D9/02; C05F9/00; C05F9/04; C05F11/00; C05F17/00; C05G3/80; C09K17/00; C09K17/48; A61K; A61N; C05B; C05D; C05F; C05G; C09K; C12F; (IPC1-7): C05B5/00; C05B17/00; C05D3/02; C05G3/04
Foreign References:
FR2157683A11973-06-08
EP0192954A21986-09-03
FR525201A1921-09-17
DE3614183A11986-11-13
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verwendung von Calciumsulfat zusammen mit Montmorillonit und wenigstens einem Phosphat zur Verbesserung der Fer¬ mentierung organischer Abfallstdffe und/oder zur Boden¬ verbesserung.
2. Verwendung von bei der Rauchgasentschwefelung entstande¬ nem Calciumsulfat nach Anspruch 1.
3. Verwendung von Calciumsulfat in einem Gewichtsverhältnis zu Montmorillonit von 1 : 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 : 0,25 bis 5, besonders 1 : 0,5 bis 1,5 und in einem Mengenverhältnis zu Phosphat von 1 : 0,1 bis 10, vorzugs¬ weise 1 : 0,25 bis 5, besonders 1 : 0,5 bis 2 nach An¬ spruch 1 oder 2.
4. Verwendung von Calciumsulfat zusammen mit wenigstens ei¬ nem schwerlöslichen Phosphat, vorzugsweise Rohphosphat¬ mehl und/oder Thomasphosphatmehl nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
5. Verwendung von Calciumsulfat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zusammen mit zusätzlich weiteren Erdalkaliverbin¬ dungen, vorzugsweise Calciumund/oder Magnesiumverbindun¬ gen oder mineralien.
6. Verwendung von Calciumsulfa_ nach einem der Ansprüche 1 bis 5 im Gemisch mit dem Montmorillonit und Phosphat.
7. Verwendung von Calciumsulfat in einer Menge von 100 g bis 50 kg, vorzugsweise bis 15 kg je Kubikmeter der zu fermentierenden _ organischen Abfallstoffe nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
8. Verwendung von Calciumsulfat in einer Menge von 50 g bis 5 kg, vorzugsweise bis zu 1 kg je Quadratmeter bei der Flächenkσ po stierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
9. Mittel zur Verbesserung der Fermentierung organischer Ab ' fallstoffe und/oder zur Bodenverbesserung mit einem Ge¬ halt_an Calciumsulfat, dadurch gekennzeichnet, daß es zu¬ sätzlich Montmorillonit und wenigstens ein Phosphat ent¬ hält.
10. Mittel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es als Calciumsulfat bei der Rauchgasentschwefelung entstan¬ denes Calciumsulfat enthält. ERSATZBLATT .
11. Mittel nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gewichtsverhältnis von Calciumsulfat zu Mont¬ morillonit von 1 : 0,'l bis 10, vorzugsweise 1 : 0,25 bis 5, besonders 1 : 0,5 bis 1,5, und von Calciumsulfat zu Phosphat von 1 :0,1 bis 10, vorzugsweise 1 : 0,25 bis 5, besonders 1 : 0,5 bis 2 enthält.
12. Mittel nach einem. der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß es als Phosphat schwerlösliche Phospha¬ te, vorzugsweise Rohphosphatmehl und/oder Thomasphos¬ phatmehl enthält.
13. '.
14. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß es zusätzlich weitere Erdalkaliverbin¬ dungen, vorzugsweise Calcium und/oder Magnesiumverbin¬ dungen oder mineralieπ enthält.
15. Mittel nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß es zusätzlich Spurenelemente, vorzugs¬ weise Erzpulver und/oder Schlackenmehl, enthält.
16. Mittel nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß es zusätzlich Schaums offFlocken, vorzugsweise AminoplastschaumstoffFlocken, und Humus enthält.
17. Mittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß es je Volumenteil Humus 3 bis 6, vorzugsweise 4 bis 5 Volu¬ menteile der SchaumstoffFlocken und 0,025 bis 0,25, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 Volumenteile des Gemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 14 enthält. C_Hr ciw_—._ Ü£.
Description:
Verwendung von Calciumsulf at zur Verbesserung * der Fermentierung organischer Abfallstoff

Organische Abfallstoffe insbesondere pflanzlichen Ursprungs werden unter dem Einfluß vor allem aerober .Mikroorganismen unter Humusbildung abgebaut. An der Humusbilcung sind nich nur Bakterien und Pilze , sondern auch Protozoen sowie nie¬ dere und höhere Würmer beteiligt . Für die Qualität des Humus und die Geschwindigkeit der mikrobiellen Umsetzungen ist die An- oder Abwesenheit von Basen von maßgebender Bedeutung . Sind basische Mineralstoffe in ausreichender Menge vorhan¬ den , so bilden sich mit Basen abgesättigte Eu uskolloide , die mit den Tonkolloiden zusammen den sogenannten Sorptions- komplex des Bodens ausmachen .

Besiehe Mineralstoffe , die bei der Humus ildunc üblicherwei¬ se zugesetzt werden , sind Caiciumcarbonat und Dolomit, neu¬ erdings auch Korallen- bzw . Aigenkalk . Calciu.~carbor.at und dessen Doppεisaiz mit Magnesiu carbonat sind jedoch nur sehr wenig löslich , was ihrer. Effekt gering macht . Außerdem wirkt sich die Alkaiicät bei bestimmten Mikroorganismen negativ aus , was auch zu einer langsamen Verrottuπg bei der Humus¬ bildung führt .

Calciumoxid wurde bereits Klärschlämmen zur Verfestigung zu¬ gesetzt, um sie depαnierbar zu machen , doch würde Calcium¬ oxid das Mikroorganismenleben zunächst völlig oder weitge¬ hend abtöten , so daß Calciumoxid für eine beschleunigte Hu ¬ musbildung ungeeignet ist.

Insbesondere durch die- zunehmend durchgeführte Entschwefe ¬ lung der Rauchgase von Kαhlekraf twerken wird in naher Zu ¬ kunft eine nicht zu verwertende Menge an Calciumsulf at , so¬ genannter REA-Gips , anfallen, das nicht nur ein bislang wertloses • Nebenprodukt is t , sondern durch die Deponierung zusätzliche Kosten verursacht.

Aus der DE-OS 3 614 183 ist es bekannt, Calciumsulfat zusam ¬ men mit Dolomit, Soda, Borax und Citronensäure als Düngemit ¬ tel oder Schnellkompostierungsmittel für organische Abfälle zu verwenden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand nun da¬ rin, mit dem künftig in großen Mengen anfallenden Calcium¬ sulfat die Fermentierung organischer Abfallstoffe zu verbes¬ sern und/oder eine erhöhte Bodenverbesserung zu bekommen.

Erfiπdungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man zur Verbesserung der Fermentierung organischer Abfallstoffe und/oder Bodenverbesserung Cal ' ciumsulfat zusammen mit Mont- morilionit und wenigstens einem Phosphat verwendet.

Wenn hier von einer Fermentierung organischer Abfallstoffe die Rede ist, so ist dieser Begriff im weitesten Sinne ge¬ meint und bedeutet den mikrobiellen Abbau pflanzlicher und tierischer Stoffe, wie die Kompostierung und Humifizierung, der. Abbau von organischem Haus- und Industriemüll, die Flä¬ chenbehandlung von landwirtschaftlichen und forstwirtschaft¬ lichen Böden und andere Abbauverfahren für organische Ab¬ falls_offe mit der Einwirkung von Mikroorganismen, wie Bak¬ terien und Pilzen.

Die erfindungsgemäße Verwendung von Calciumsulfat beliebiger Provenienz, wie von REA-Gips, anderem Gips oder Anhydrit, in den genannten Gemischen führt zu einer Reihe überraschen¬ der Vorteile, die der Fachmann nicht vorhersehen konnte.

So wird die Zumischung von Calciumsulfat zu organischen Ab¬ fallstoffen bei deren Fermentierung, "wie zu Rotten für Kom¬ postierung, nicht nur toleriert, sondern überraschenderweise wird die Fermentierung durch diese Zumischung aktiviert und beschleunigt, was möglicherweise auf verschiedene Ursachen zurückzuführen ist. Calciumsulfat ist besser löslich als Calciumcarbσnat, reagiert neutral und enthält außer dem für

die am Anfang der Verrottung eine wesentliche Rolle "spielen¬ den Actinomyceten erforderlichen Calcium auch von den Mikro¬ organismen benötigten Schwefel, und zwar bereits in oxidier- ter Form. Die vorliegende Erfindung soll nicht an eine be ¬ stimmte Theorie gebunden werden, doch läßt sich experimen¬ tell nachweisen, daß durch den Zusatz von Calciumsulfat die chemischen Umsetzungen bei der Kompostierung schneller ab¬ laufen und die Kompostierung früher abgeschlossen ist als nach dem Stand der Technik.

Durch die erfindungsgemäß verwendeten Gemische wird bei der •Kompostierung oder Flächendüngung die Qualität des Humus we¬ sentlich verbessert. Dies zeigt sich nicht nur optisch und sensorisch am Humusprodukt, sondern läßt sich anhand einer Ertragssteigerung quantifizieren, die bei Vergieichsvsrsu- chen auf unterschiedlich erzeugtem Humus nachweisbar ist. So kennte anhand von Versuchen festgestellt werden, daß der Pflanzenertrag auf Humus, der unter Zusatz eines erfindungs¬ gemäßen Gemisches bereitet worden war, wesentlich höher als der Ertrag mit Humus war, welcher durch Zugabe von Lavamehl oder Algenkalk unesr Mit erwendung von Calciumphospha- und Bentonit oder durch Zusatz einer Mischung von Thomasmehl und Bentonit oder durch Zusatz eines Gemisches von Caici msul- fat, Dolomit, Soda, Borax und Citronensäure erhalten vorder, war.

Weiterhin wurde festgestellt, daß die mikrobielle Fermentie¬ rung organischer Abfallstoffe unter Zusatz der erfindungsge¬ mäß verwendeten Gemische eine entgiftende Wirkung hat, da beispielsweise Schwermetalle, wie Cadmium, von den Mikroorga¬ nismen verbraucht werden. Bei Böden, die geringe Cadmiumge- halte aufweisen, wurde sogar e"ine starke Erhöhung der mikro- biellen Aktivität beobachtet.

Schließlich kann durch die erfindungsgemäß gesetzten Gemi- sehe . zu tierischen oder menschlichen Exkrementen die Ger ruchsbelästigung beseitigt werden, d ein schneller mikrobi-

eller Abbau der Gülle erfolgt, so daß diese ohne Ge uchsbe- lästigung als Düngemittel eingesetzt werden kann . Da bekanntermaßen die mikrobielle Umsetzung beliebiger orga¬ nischer Abfallstoffe tierischen oder pflanzlichen Ursprungs gleichartig aerob verläuft, ist davon auszugehen , daß die erfindungsgemäße Verwendung von Calciumsulf at bei jeglicher Fermentierung organischer Abfallstoffe zu den geschilderten Verteilen führt, gleichgültig ob es sich bei den organischen Abfällstoffen um feste oder flüssige tierische oder mensch¬ liche Exkremente , um die Muichung oder Flächεnkompostierung von Stroh, S toppeln oder Biattmasse , um forstlichen LauB- uπd Nadelabwurf oder um Siedlungsabfälle in Rotten oder Feststoff ermentern handelt.

Bei der Fermentieruπg von Abf alistof fen in Masse , wie bei

Hotten für die Kompostierun oder bei Feststoff ermentern, ist es zweckmäßig, das Calciumsulf at ' n einer Menge icσn

100 g bis 50 kg, vorzugsweise bis 15 kg, vorzugsweise von 5 bis 10 kg je Kubikmeter der organischen Abf alistof fe zuzusetzen. Im Falle der Flä- cheπ ehandlung, wie beim Muichen oder bei der Fiächer.kαmpo- = _ier ng, ist es zweckmäßig, das Calciumsul ac pro Quadrat¬ meter in einer Menge von 50 g bis 5 kg, vorzugsweise bis 1 kg, besonders in einer Menge von 100 bis 500 g auszustreuen.

Die erfiπdungsgemäß zugesetzten Montmorillonite sind bevor¬ zugt Bentonite , besonders Calciumbentonit. Die Montmorillo¬ nite haben einen besonders günstigen Einfluß , da sie sich an die Humins Muren anlagern und da die so gebildeten Komple¬ xe- das Wasser im Boden zurückhalten.

Als Phosphate können erfindungsgemäß leichtlösliche oder schwerlösliche Phosphate benutzt werden. Leichtlösliche Phosphate sind die bekannten " Superphosphate, die Calciumdi- hydrogenphosphat und Calciumsulf at enthalten und durch Um¬ setzung von Rohphosphaten mit Schwefelsäure erhalten werden können . Bevorzugt werden erfindungsgemäß aber schwerlösliche Phosphate benutzt, wie besonders Rohphosphatmehle und/oder

ERSATZBLATT

Thosmasphosphatmehle. Die Thomasphosphate stammen aus der Auskleidung der Thomaskonve ter und enthalten ca. 15 % P-0 ς . Rohphosphate besitzen beispielsweise einen P 2 0_-Gehalt von etwa 30 %. Zusätzlich zu den oben aufgeführten Bestandteilen können erfindungsgemäß mit dem Calciumsulfat auch Thomaskalk oder Hüttenkalk verwendet werden.

Die drei erfindungsgemäß zwingenden Bestandteile Calciumsul- fat, Montmorillonit und Phosphat können getrennt in die zu fermentierenden organischen Abfallstoffe oder auf den zu verbessernden Boden gebracht werden. Vorzugsweise setzt man sie jedoch im Gemisch miteinander, als Mittel zur Bodenver¬ besserung oder zur Verbesserung der Fermentierung organi¬ scher Abfalistoffe, ein:

Solche erfindungsgemäßen Mittel enthalten gegebenenfalls zu¬ sätzlich weitere Erdalkaliverbindungen, vorzugsweise Calci.-. um- und/oder Magnesiumverbindungen oder -mineralien, die solche Verbindunσen enthalten. Auch enthalten die erfin- dungsgemäßen Mittel zweckmäßig zusätzlich Spurenelemente, vorzugsweise in der Form von Erzpulvern und/oder Schlacken- mehien.

Eine besonders günstige Form von Bαdenverbesserungsmitteln nach der Erfindung besteht darin, daß sie zusätzlich zu den Gemischen von Calciumsulfat, Montmorillonit und Phosphat Schaumstoff-Flocken, vorzugsweise Aminoplastschaumstoff- Flocken sowie Humus enthalten. Hierfür geeignete Aminoplast¬ schaumstoff-Flocken können gemäß der DE-PS 2 447 880 herge¬ stellt werden, auf die hier vollinhaltlich Bezug genommen wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Schaumstoff-Flocken können insbesondere die in dieser DE-PS 2 447 880 beschrie¬ benen Merkmale besitzen. Zweckmäßig enthalten die Bodenver¬ besserungsmittel dabei je Volumenteil Humus 3 bis 6, vor ¬ zugsweise 4 bis 5 Volumenteile der Schaumstoff-Flocken und 0,025 bis 0,25, vorzugsweise 0,05 bis 0,15 Volumenteile ei ¬ nes Gemisches von Calciumsulfat, Montmorillonit und Phosr phat, gegebenenfalls mit Spurenelementen.

Unabhängig davon, ob Calciumsulfat, Montmorillonit und Phos¬ phat getrennt oder in einem Vorgemisch miteinander einge¬ setzt werden, ist es zweckmäßig, daß die Mengenverhältnisse dieser drei erfindungsgemäßen Bestandteile so eingestellt werden, daß das Gewichts erhältnis von Calciumsulfat zu Montmorillonit 1 : 0,1 bis 10, vorzugsweise 1 : 0,25 bis 5, besonders 1 : 0,5 bis 1,5 beträgt und daß das Gewichtsver¬ hältnis von Calciumsulfat zu Phosphat 1 : 0,1 bis 10, vor¬ zugsweise 1 : 0,25 bis 5, besonders 1 : 0,5 bis 2 beträgt. Gute Ergebnisse erhält man beispielsweise bei einem Ge¬ wichtsverhältnis von Calciumsulfat zu Montmorillonit zu Phosphat von 1 : 1 : 1 oder 1 : 1 : 0,5.

Vergleichsverst-ch 1

Nach dem üblichen Kressetest wurde ein nach der Erfindung hergestellter Humus hinsichtlich des Ertrages mit zwei nach dem Stand der Technik gewonnenen Humusarten verglichen-.-

Der erfindungsgemäße Humus wurde in einem statischen Tunnel¬ reaktor unter Zugabe von 1 kg Claciumsulfat, 5 kg Dolomit, 15 kg Thomasphosphatmehi und 10 kg Bentonit pro 1,5 m 3 Pflanzenabfälle gewonnen. Dieser Humus wurde als Humus A be¬ zeichnet.

Ein Vergleichshumus B wurde in entsprechender Weise unter Zusatz von 10 kg Bentonit und 15 kg Thomasphosphatmehl, aber ohne Calciumsulfat, gewonnen. Ein weiterer Vergleichshumus wurde in derselben Apparatur unter Zusatz von 10 kg Bento¬ nit, 10 kg Lavamehl und 10 kg Rohphosphat pro 1,5 m 3 erhal¬ ten. Schließlich wurde als Vergleichshumus D ein handelsüb¬ licher Wurmhumus auf der Basis von Rinderdung verwendet.

Bei dem quantitativen Kressetest werden flache Schalen aus Zement von 40 x 25 x 6 cm mit dem zu prüfenden Kompost ge¬ füllt mit 10 g Kressesamen besät. Am zweiten und vierten Tag wird das verbrauchte Wasser ersetzt. Am sechsten Tag wird die Kresse mit der Schere geschnitten und gewogen.

Dabei ergab der Vergleichshumus C 86 g Ertrag, der handels¬ übliche Wurmhumus D 124 g, der nur unter Verwendung von Tho¬ masphosphatmehl und Bentonit erhaltene Humus B 137 g, der erfindungsgemäß uinter Calciumsulf atzusatz erhaltene Humus A aber 160 g.

Es ist also ersichtlich, daß der Calciumsulf atzusatz eine erhebliche Humus Verbesserung in Form einer Ertragssteigerung ergibt.

Vergleichsversuch 2

Um den überraschenden technischen. Effekt der Erfindung gegen¬ über dem Gegenstand der DE-OS 3 614 183 zu zeigen, wurde e'in Vergleichsversuch mit Kressasa en durchgeführt.

Ansatz A Bεs and aus 1 1 Humus, der mit 3,8 g Gips, 3,8 g Thomasphosphat und 1,5 g Bentonit gut vermischt wurde.

Ansatz B besüand aus 1 1 Humus, der mit 5 g pulverisiertem Dihydratgips, 1,5 g pulverisiertem Dolomit, 0,4 g Soda, 0,175 Borax und 0,05 g Citronen≤äure gut vermischt wurde.

Von jedem der beiden Ansätze A und B wurden 4 g mit 50 ml Wasser angeschlämmt, und darin iieß man 4 g Kressesamen 90 min quellen .

Eeide Samenauf schlämmungen wurden in einem Pflanzgitter mit Humus verteilt und an einem regengeschützten Platz im Freien aufgestellt. Die Bewässerung erfolgte automatisch durch ein gleichen Boder.wasserstand garantierendes Auf zuchtgef äß .

ERSATZBLATT

Ergebnisse :

Ansatz B

pH-Wert der Samenaufschläm ung 8,0 8,6 Anzahl gekeimcer Samen nach 24 h 78 69 Anzahl der gekeim- te.. Samen nach 3 Tagen ca. 250 ca. 150

Durchschnittliche Länge der gekeim¬ ten Pflanzer, nach 10 Tagen 4_ mm .: mm

•Frischge ' .vicht nach 10 Tagen einschließlich des Samenkorns 31 σ 24 g