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Verfahren zur Veredelung von Schlick Gegenstand der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zur Veredelung von Schlick durch Konzentrierung seiner bodenverbessernden
Bestandteile. Durch das neue Verfahren wird ein hochwertiges Bodenverbesserungsmittel
gewonnen, das den Boden auflockert und eine gute Grundlage bzw. einen Trägerstoff
für künstliche oder natürliche Düngemittel darstellt, sei es, daß sie zusammen mit
dem Schlick dem Boden einverleibt werden, sei es, daß sie später zu irgendeinem
Zeitpunkt ausgestreut- werden.
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Durch das neue Verfahren wird Schlick jeder Art, Flußschlick sowie
auch Seeschlick, in Erzeugnisse übergeführt, die eine bequeme Handhabung und vor
allem einen Transport über weite und weiteste Strecken ermöglichen.
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Die Meliorationswirkung von Schlick ist bekannt. Man hat nach dem
zur Zeit üblichen Verfahren den Schlick in unmittelbarer Nähe seiner Gewinnungsstelle
auch zu diesem Zweck bzw. zu Düngezwecken benutzt. Das in der Praxis bisher übliche
Verfahren besteht darin, daß der .Schlick in große Bassins geleitet und dort mehrere
Monate gelagert wird, bis er oberflächlich abgetrocknet ist. Dann wird er aus den
Bassins herausgenommen und der Verwendungsstelle zugeführt. Die bisherige Behandlung
erschöpft sich also mit einer Wasserentziehung durch natürliche Trocknung. Die erreichte
Wirkung des so gewonnenen Schlicks ist aber sehr wechselnd, denn die Zusammensetzung
des Schlicks selbst schwankt in den allerweitesten Grenzen, und es kann in dem einen
Falle wohl eine mäßige Bodenverbesserung erzielt werden, im anderen ist sie aber
so gering, daß sie in keiner Weise den Arbeitsaufwand rechtfertigt. Dazu kommt,
daß der abgetrocknete Schlick nicht auf weite Entfernungen in wirtschaftlicher Weise
transportiert werden kann. Bei dem mäßigen Wert desselben können höhere Transportkosten
nicht aufgewendet werden, und lein Pumpen des abgetrockneten Schlicks auf große
Entfernungen ist nicht möglich, da dieser die Rohrleitungen leicht verstopft. .
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Andererseits ist bereits vorgeschlagen worden, Schlick mit Torf. oder
ähnlichen Stoffen zu vermischen und bei Temperkturen unter 30° C in ein Trockenprodukt
überzuführen. Aber auch auf diese Weise ist eine die technischen und wirtschaftlichen
Bedürfnisse befriedigende Schlickverwertung nicht möglich.
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Zur Gewinnung von Düngestoff aus den Schlämmen der Kanalisation sowie
der darin enthaltenen Fette, Öle und stickstoffhaltigen Substanzen wurde ferner
bereits vorgeschlagen, mit Hilfe von Koagulierungsmitteln zu fällen und die Koagulierung
durch Erhitzen zu verbessern. Nach einem anderen Vorschlage werden schlammartige
Abwässer mit Hilfe von Alkali koaguliert, worauf dann eine Trocknung des Niederschlages
in Verbindung mit einer Pressung vorgenommen wird. Derartige Schlämme sind jedoch
völlig wesensverschieden von dem Schlick, dessen Veredelung und Nutzbarmachung die
vorliegende Erfindung dient.
Durch das Verfahren der vorliegenden
Erfindung gelingt es, den Schlick mit den einfachsten technischen Mitteln den Schlick
bedürfenden Böden zuzuführen. Darüber hinaus kann der Schlick auch noch in seinen
Eigen- , schaften und seinem Gehalt an Pflanzennähr= @-stoffen bzw. Bakterien entsprechend
der Beschaffenheit des zu verbessernden Bodens abgestimmt werden. Durch die erfindungsgemäße
Veredelung des Schlicks wird dessen Pumpfähigkeit ganz außerordentlich erhöht und
seine Verwendbarkeit wesentlich gesteigert.
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Das Verfahren zur Veredelung von Schlick bzw. zur Konzentrierung seiner
düngenden Bestandteile besteht darin, daß der Schlick, insbesondere frisch gebaggerter,
einem Schlämmen mit Wasser, vorzugsweise Süßwasser, unterworfen wird. Darauf wird
nach Abtrennung der zum Absitzen gebrachten Stoffe eine Konzentration der zum Teil
kolloidalen Stoffe des Schlicks durch Ausflocken mit Erdalkaliverbindungen u. dgl.
bewirkt, worauf das von den Schlickstoffen befreite Wasser entfernt und der so konzentrierte
Schlick unmittelbar an die Verwendungsstellen gefördert wird. Zur Verbesserung der
Pumpfähigkeit können die aus der Schlämme ausgeflockten Schlickstoffe noch durch
Zusatz von Alkalisalzen in Gegenwart von Schutzkolloiden peptisiert werden.
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Auf diese Weise läßt sich aus Schlick ein hochwertiges, praktisch
stets gleichartiges Produkt mit ganz bestimmten Eigenschaften erzielen. Es wurde
nämlich festgestellt, daß sich durch den Schlämmprozeß die Ballaststoffe und die
eigentlichen bodenverbessernden Stoffe voneinander trennen lassen. Schlickaufschwemmungen
waren an sich bereits bekannt. Durch Aufschwemmen wird wohl eine Verringerung der
Viscosität erreicht, jedoch befinden sich noch alle Bestandteile des Schlicks im
aufgeschwemmten Zustande ungetrennt beieinander. Bei einem Schlämmen gemäß der vorliegenden
Erfindung wird dagegen die Möglichkeit geschaffen, daß die Einzelteile infolge des
verschiedenen spezifischen Gewichtes und der verschiedenen Körnung mit verschiedener
Geschwindigkeit sedimentieren können. Es vollzieht sich also eine Trennung, und
gerade die Beseitigung der Ballaststoffe aus dem Schlick, die durch Schlämmen möglich
ist, ist von allergrößter Wichtigkeit, denn der wechselnde Gehalt des Schlicks an
Ballaststoffen eischwerte außerordentlich die zuverlässige Bodenverbesserung mit
Schlick. Durch die Erfindung wird nunmehr dem. Landwirt ein zuverlässig stets gleichbleibendes
Produkt und dazu noch in konzentrierter Form dargeboten. Bei der Durchführung des
Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Schlick in der Form, wie der Bagger in zutage
fördert, gegebenenfalls unter weiterer Verdünnung .der Schlickwässer durch Wasserzusatz,
zweck--mäßig Süßwasser, in irgendeiner Weise einem Schlämmprozeß unterworfen, wobei
die schweren Bestandteile, wie Gesteinstrümmer, Sand usw., durch Absetzen abgeschieden
werden. Vorzugsweise wird die Verdünnung der Schlickwässer durch Süßwasser vorgenommen,
um damit gleichzeitig zu erreichen, daß der Gehalt des Schlicks an im Meerwasser
enthaltenen Salzen vermindert wird. Unter Umständen empfiehlt sich auch ein Zusatz
von Elektrolyten, wie Alkalien, Wasserglas @u. dgl., in geringen Mengen, bis etwa
2 °/o, bezogen auf die Trockensubstanz des Schlicks, um eine gegebenenfalls vorhandene
ausflockende Wirkung der Salze des Meerwassers zu kompensieren und das Schlämmen,
das heißt das Abtrennen der Gesteintrümmer, Sand u. dgl., zu begünstigen.
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Das Schlämmen kann auch maschinell durchgeführt werden, beispielsweise
in Zentrifugen oder ähnlichen Einrichtungen. Es empfiehlt sich, das Schlämmen gleich
mit dem Baggern zu verbinden.
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Nach dem Schlämmen nimmt man dann ein Ausflocken der erhaltenen Flüssigkeit
und daran anschließend gegebenenfalls ein Peptisieren der kolloidalen Bestandteile
vor. Zum Ausflocken bedient man sich vorzugsweise alkalisch reagierender Stoffe,
insbesondere Erdalkaliverbindungen, Kalkwasser, Natronlauge u. dgl. Selbstverständlich
kann man auch mit mehreren Ausflockungsmitteln arbeiten. Zum Peptisieren zwecks
Verbesserung der Pumpfähigkeit der Masse benutzt man geeignete Salze oder Schutzkolloide.
Es hat sich ferner als günstig erwiesen, dieses Peptisieren mit Alkalisalzen, insbesondere
Natriumsulfat, in Gegenwart von Schutzkolloiden, wie Leim oder änderen hochmolekularen.
organischen Verbindungen, vorzunehmen.
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Die auf diesem Wege erhaltenen Schlickmassen können gegebenenfalls
durch Trocknen, z. B. in Trockentrommeln, weiter konzentriert werden. Beim künstlichen
Trocknen erwärmt man den gemäß der Erfindung konzentrierten Schlick auf eine Temperatur
von etwa 6o° C, aber nicht über So' C.
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Vorzugsweise entzieht man der Schlickmasse das Wasser zu etwa 50
%. Da im Schlick die verschiedensten Arten von Bakterien vorhanden sind,
neben den Nitrifikationsbakterien auch Denitrifikationsbakterien, ist es wichtig,
daß die Lebensbedingungen für die erstere Art Bakterien geförfiert
werden,
während die Entwicklung der Denitrifikationsbakterien behindert wird. Die Mineralisierung
sonst noch im Schlick vorbandener organischer Stoffe wird nach einer weiteren Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung durch Zusatz von Mikroorganismen begünstigt.
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Entzieht man der ausgeflockten und gegebenenfalls peptisierten Masse
das Wasser zu etwa 50 °%, dann ist einerseits das für die mineralisierende Tätigkeit
der Mikroorganismen notwendige Wasser vorhanden, andererseits sind -den schädlichen
denitrifizierenden Bakterien durch die Wasserbeschränkung die günstigen Lebens-
und Entwicklungsbedin=-gungen genommen.
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Der Wassergehalt der getrockneten Masse darf jedoch nicht unter zo
°/o betragen, weil sonst auch die Tätigkeit der Nitrifikationsbakterien unterbunden
wird.
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Gegebenenfalls kann man nach einer weiteren Ausführungsform auch durch
Neutralisierung des sauren oder alkalischen Schlicks den Mineralisierungsvorgang
begünstigen und störende Bakterien behindern. Zur Behinderung der Denitrifikation
empfiehlt sich unter Umständen auch ein Arbeiten in der Kälte, da die schädlichen
Bakterien Kälte nicht vertragen.
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Günstig für die Mineralisierung der organischen Stoffe des Schlicks
ist eine Temperatur von 3a° C. Aus diesem Grunde wird die Masse längere Zeit bei
dieser Temperatur lagern gelassen. Durch Zusatz geeigneter Salze kann man ferner
die Tätigkeit schädlicher Bakterien unterbinden und andererseits die Entwickelung
der Nitrifikationsbakterien fördern. So wird die Nitrifikation begünstigt durch
Zusatz von Phosphaten, Kalisalzen, Kalk u. dgl. Diese Salze können auch bereits
vorher bei der ausflockenden bzw. peptisierenden Behandlung in die Masse hineingebracht
werden. Neben dem Nitrifikationsvorgang begünstigen sie auch die Mineralisierung
und verhindern gleichzeitig die Entwicklung der Denitrifikationsbakterien.
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Will man kohlensauren Kalk in die Masse einbringen, so kann man. diesen
als solchen der Masse zusetzen, oder aber man fügt der Masse Kalk in Form von Kalkmilch
o. dgl. zu und bläst durch die Masse Kohlensäure bzw. kohlensäurehaltige Gase.
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Salze, welche zur Förderung bzw. Behinderung der einen oder anderen
Bakterienart der Masse zugesetzt werden sollen, können in irgendeiner Verfahrensstufe
nach dem Ausflockungsprozeß zugefügt werden bzw. nach der Abtrennung von ,den Ballaststoffen.
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Der Schlick kann ferner während oder nach seiner Veredelung auch noch
mit Zuschlägen von weiteren Düngesalzen versehen werden, wobei man einerseits die
verschiedene Beschaffenheit der zu düngenden Böden und andererseits auch die Zusammensetzung
des Schlicks berücksichtigt. Man kann beispielsweise Kalidüngesalze, kalkhaltige
oder phosphorsäurehaltige Düngemittel zusetzen.
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Außerdem kann der vorbehandelte Schlick im feuchten Zustande noch
mit nützlichen Bakterien geimpft werden, insbesondere mit Nitrifikationsbakterien.
Man erzielt dadurch eine weitere Erhöhung der Düngewirkung, zumal der Schlick an
sich schon günstige Bedingungen für die Entwickelung der Nitrifikationsbakterien
aufweist und auch, wie bereits oben erwähnt, sich leicht die dem Nitrifikationsvorgang
förderlichen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen schaffen lassen. Die Anreicherung
der Schlickmasse an nützlichen Bakterien gemäß der Erfindung kann auch in, der Weise
erfolgen, daß man andere Massen, z. B. Kompostmassen, mit Bakterien versetzt und
dann eine Mischung dieser Massen mit Schlick oder umgekehrt vornimmt.
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Je nach der Art des Schlicks, der lediglich in bezug auf Tonsubstanz
und Sand größere Schwankungen zeigt, geringere jedoch in bezug auf den Gehalt an
organischen Substanzen und Salzen, wird man die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung in ihrer Gesamtheit oder nur einzelne derselben zur Anwendung bringen.
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Die Befreiung des Schlicks von festen Ballaststoffen durch Schlämmen
ergibt, wie bereits erwähnt, eine Anreicherung an wirksamen Schlickstoffen und einen
stets gleichbleibenden Gehalt an solchen Stoffen. Die in wenigen Minuten durchführbare
Ausflokkungsarbeit nach vorherigem Schlammvorgang mit Hilfe von Süßwasser ergibt
eine vom Wasserballast und dem sonst unvermeidlichen Gehalt an Meeressalzen in gewünschtem
Umfange befreite und daher sofort verwendbare Schlickmasse. Diese Schlickmasse ist
nunmehr auf beliebig weite Entfernungen in Rohrleitungen pumpfähig; sie kann sich
auch bei Stillstand des Pumpwerks nicht mehr entmischen und daher niemals die Rohrleitungen
verstopfen, was beispielsweise bei der nicht aufbereiteten Schlickmasse sehr leicht
eintritt.
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Erreicht werden nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung in erster
Linie: eine Wertsteigerung des Schlicks als Melioration smittel, eine Verbilligung
des Transportes von der Gewinnungsstelle zum Verbraucher sowie eine Verbilligung
der Verteilungskosten auf dem Acker und damit endlich die Anwendung des Schlicks
als Meliorationsmittel im großen, auch auf weite Entfernungen von den Gewinnungsstellen.
Ausführungsbeispiel
iooo kg Schlick mit etwa 2o % Trockensubstanz werden durch Saugbagger gefördert
und mit etwa 4000 kg Wasser (Süßwasser) aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird in
Prahme bzw. am Lande befindliche Bassins geleitet, wo sich die Rückstände unmittelbar
auf dem Boden der Bassins absetzen und durch Ablassen entfernt werden. Der Kieselsäuregehalt
dieser Rückstände beträgt 65 bis 8o °%, seine Menge etwa 6o kg auf iooo kg Rohschlick.
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Die bleibende vom Rückstand abgetrennte Aufschlämmung wird mit etwa
io kg Kalk enthaltendem Wasser versetzt und dadurch die festen Bestandteile der
Aufschlämmung zum Ausflocken gebracht, was in etwa 2o Minuten vor sich geht. Die
überstehende klare Flüssigkeit wird abgezogen. Der verbleibende ausgeflockte Rückstand
zeigt einen Wassergehalt von 66°/3°/a, das heißt etwa 28o kg Wasser auf i4o kg Festsubstanz.
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Die so gewonnene konzentrierte ausgeflockte Schlickmasse kann nun
in verschiedener Weise weiterbehandelt werden: a) der Masse von 42o kg Schlickkonzentrat
werden 2 kg Natriumsulfat und 3 kg Leim in Form einer Lösung zugesetzt, wodurch
sich nach kurzem Durchrühren eine leichtflüssige Masse bildet. Diese ist sehr leicht
pumpfähig und entmischt sich auch nicht beim Pumpen über Strecken von 6o km und
mehr; b) die Schlickmasse wird z. B. in dampfbeheizten Trockentrommeln derart getrocknet,
daß etwa i4o bis iSo kg der vorhandenen Wassermenge entfernt werden. Das resultierende
Erzeugnis mit etwa 50 % Festsubstanz stellt eine trockene Masse dar, die
bequem als Trockenprodukt versandt werden kann; , c) die Schlickmasse von quo kg
mit einem Wassergehalt von 662/3 % wird mit etwa der gleichen Gewichtsmenge
Kompost, außerdem mit 4o°/oigem Kalidüngesalz vermischt und die Masse einige Wochen
lagern gelassen. Das gewonnene Trockenprodukt kann dann versandt werden.
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Die im Schlick enthaltenen, durch das neue Verfahren abgetrennten
Ballaststoffe können ebenfalls einer Nutzbarmachung zugeführt werden. In der Regel
sind es Sand und Ton, die abfallen. Diese Stoffe, die im kleineren Umfange auch
noch Schlickbeimengungen enthalten können, lassen sich unter Berücksichtigung dieser
Beimengungen, z. B. für Bauzwecke, benutzen oder zu keramischen Stoffen und Baustoffen
verarbeiten. Gegebenenfalls setzt man zu diesem Zweck den Abfallstoffen frischen
Schlick zu und verarbeitet sie zu Ziegeln usw. oder in Verbindung mit anderen Zuschlägen
zu Zement o. dgl.