DE3803282A1 - Verfahren zur herstellung eines kultivierbaren bodenersatzstoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kultivierbaren Bodenersatzstoffes, insbesondere für den Landschaftsbau.

Im Landschaftsbau, beispielsweise bei der Rekultivierung der Seitenbereiche von Straßen-, Eisenbahn- und Kanalbauten oder sonstiger, bisher nicht bewachsener Freiflächen werden große Mengen an Mutterboden benötigt, die in der Regel auch dann nicht in den erforderlichen Mengen zur Verfügung stehen, wenn zu Beginn der Arbeiten der in der Trasse vor­ handene Mutterboden sorgfältig vom Planum abgeschoben und deponiert wird. Insbesondere der bei derartigen Baumaßnahmen deponierte Mutterboden verliert durch das Umsetzen und insbesondere die lange Lagerung im Depot in erheblichem Maße an Qualität, da die erforderliche Durchlüftung und der damit verbundene Erhalt an aeroben Bodenbakterien fehlt. Des weiteren macht sich bei der Rekultivierung derartiger Flächen nachteilig bemerkbar, daß beim Vorbereiten der Bodenoberfläche und beim Ausbringen des Mutterbodens die Fläche mit schwerem Gerät befahren wird und dementsprechend sowohl der Untergrund als auch die aufgebrachte Mutterboden­ schicht in hohem Maße verdichtet sind, so daß eine anschlies­ sende Bepflanzung nur mit großer Verzögerung anwächst, da wegen der großen Bodendichte die Ausbildung der Bodenflora und die Durchlässigkeit für Oberflächenwasser sich nur sehr langsam ausbildet. Ein ähnlich großer Bedarf an Mutter­ boden besteht bei der Erstellung von begrünten Lärmschutzan­ lagen, insbesondere bei nachträglich erstellten Lärmschutzan­ lagen, deren Pflanztröge ebenfalls mit Mutterboden gefüllt werden müssen. In allen Fällen stehen die an sich erforder­ lichen Mengen an Kompost, der zur Verbesserung eines einer Deponie entnommenen Mutterbodens in jedem Falle erforderlich ist, nicht zur Verfügung.

Sowohl in Kläranlagen als auch im industriellen Bereich fallen erhebliche Mengen an Schlämmen an, die an sich zur Bodenverbesserung auf das Erdreich aufgebracht werden könn­ ten. Derartige Schlämme können jedoch insbesondere für die vorstehend geschilderten Einsatzfälle nicht ohne weiteres auf das Erdreich aufgebracht werden, da auch ihnen die erforderliche Luftdurchlässigkeit fehlt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines bepflanzungsfähigen Bodenersatzstoffes zu schaffen, das eine industrielle Herstellung in definier­ ter Zusammensetzung und definierten Eigenschaften gestattet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein kleinstückiger, verrottbarer Feststoff und giftarme Schlämme miteinander vermischt werden. Mit dem Begriff "giftarme Schlämme" werden im Sinne der Erfindung solche Schlämme bezeichnet, die weder Gifte im eigentlichen Sinne noch Schwermetalle in unerlaubter Konzentration enthalten. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die in üblicher­ weise mit einem hohen Wassergehalt vorliegenden Schlämme durch den Mischvorgang an den feinstückigen Feststoff gebun­ den werden, so daß ein praktisch schüttfähiges Endprodukt mit hohem Porenvolumen entsteht. Bringt man einen derartigen Bodenersatzstoff in der üblichen Schichtdicke von 20 bis 30 cm auf eine zu rekultivierende Freifläche aus, so ergibt sich eine durchlüftete Bodenschicht, in der sich in kurzer Zeit die notwendige Bodenflora ausbilden kann. Das durch die Feststoffe gebildete "Gitterwerk" in der Bodenschicht bietet hierbei den Wurzeln der eingebrachten Pflanzen einen guten Halt.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als kleinstückiger Feststoff Holz, vorzugsweise Abfallholz, eingesetzt wird. Diese Ausbildung des Verfahrens hat den Vorteil, daß das in großen Mengen anfallende Abfallholz, beispielsweise Transportpaletten, Gemüse- und Obstkisten od. dgl., nicht mehr verbrannt zu werden brauchen, sondern in umweltschonender Weise ent­ sorgt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Holz ergibt sich dadurch, daß ein derartiger, auch in großer Schichtdicke aufgebrachter Bodenersatzstoff seine Luftdurchlässigkeit über einen verhältnismäßig langen Zeit­ raum beibehält, daß jedoch zusätzlich die verrottenden Holzbestandteile zur Verbesserung des Bodenersatzstoffes beitragen, wobei der Zerfall der Holzbestandteile die gege­ bene Porosität einer derartigen Bodenschicht aufrechterhält. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, daß für derartiges Abfallholz minderwertige und damit leicht rottefähige Hölzer verwendet werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist hierbei vorgesehen, daß das Holz in Spanform in einer Stückgröße von 0,5 bis 10 cm Spanlänge eingesetzt wird. Die Zerkleinerung von Holz, insbesondere von den bei Abfallholz anfallenden lang­ faserigen Holzarten, ist verhältnismäßig einfach und ergibt für den Mischvorgang eine hohe spezifische Oberfläche, so daß beim Mischen mit den nassen Schlämmen die einzelnen Holzteile mit einem Schlammantel "umhüllt" werden. Da anderer­ seits das bei einer Zerkleinerung von Holz anfallende große "Spanspektrum", d.h. die große unterschiedliche Spangröße des anfallenden Spänekollektivs gleichwohl eine verhältnis­ mäßig dichte Packung des Spänekollektivs ergibt, ist zugleich sichergestellt, daß der hieraus hergestellte Bodenersatzstoff den gebundenen Schlammanteil nach dem Ausbringen hält und weitgehend gegen Erosion durch Wind und Wasser gesichert ist, da das Faserkollektiv insbesondere in der ersten Zeit die Funktion des Wurzelwerks der späteren Bepflanzung über­ nimmt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß als Schlamm ausgefaulter und/oder kompostierter Klärschlamm eingesetzt wird. Durch den gemäß der Erfindung hergestellten Bodenersatzstoff ergibt sich die Möglichkeit, Klärschlämme ohne eine zusätzliche weitere Entwässerung zu verarbeiten und abzulagern. Soweit der Bodenersatzstoff nicht im landwirt­ schaftlichen Bereich ausgebracht werden soll, sondern ledig­ lich im Landschaftsbau, muß ein derartiger Klärschlamm nur insoweit gift- und schwermetallarm sein, wie dies durch die jeweils geltenden Bedingungen zum Schutze des Grundwassers erforderlich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß anstelle oder in Mischung mit Klärschlämmen Filterrück­ stände, insbesondere organische Bestandteile enthaltende Filterrückstände aus der Nahrungsmittel- und/oder Bierher­ stellung eingesetzt werden. Derartige Filterrückstände bestehen in der Regel aus der Filterhilfsschicht und den von der Filterhilfsschicht zurückgehaltenen Feststoffen, wie beispielsweise Kieselgur oder Filteraktivkohle. Insbe­ sondere bei Filterrückständen mit organischen Bestandteilen ist es zweckmäßig, wenn beim Einbringen der schlammförmig anfallenden Filterrückstände ein alkalischer Zusatzstoff, beispielsweise feinteiliges Calciumoxyd und/oder Calcium­ hydroxyd zugesetzt wird. Hierdurch ist bei hohen Wasserge­ halten der schlammartigen Filterrückstände zusätzlich eine chemische Bindung der Wassergehalte möglich, so daß nach dem Mischen mit den kleinstückigen Feststoffen, insbesondere mit Holzspänen, ein schüttfähiger Bodenersatzstoff zur Verfügung steht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zusätzlich Sande, insbesondere Feinsande in der Korn­ größe 0 bis 2 mm, insbesondere Feinsande aus der Bauschutt­ aufbereitung zugemischt werden. Hierdurch wird insbesondere bei der Verwendung von Schlämmen mit einem hohen Anteil an organischen und damit verrottbaren Bestandteilen die Struktur der ausgebrachten Bodenschicht nach dem Rottevor­ gang verbessert. Zugleich ergibt sich eine Möglichkeit für die Entsorgung der bei der Bauschuttaufbereitung anfal­ lenden Feinsande, die aufgrund ihrer geringen Korngröße als Zuschlagstoffe für Bauzwecke nicht mehr verwendet werden können.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß in Abhängigkeit vom Gehalt an düngenden Komponenten im eingesetzten Schlamm zusätzliche Düngemittelkomponenten zugemischt werden. So können beispielsweise bei der Verwen­ dung von Klärschlämmen, die unter düngetechnischen Gesichts­ punkten einen ausreichenden Phosphatgehalt aufweisen, zusätz­ liche Nährsalze zugemischt werden, um dem fertigen Bodener­ satzstoff den insbesondere für die Anfangsbepflanzung ge­ wünschten Düngemittelgehalt zu geben.

Die kleinstückigen Feststoffe und die Schlämmen werden zweck­ mäßigerweise in einem Volumenverhältnis von 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 1:1 bis 1,5:1 miteinander vermischt. Die Vermischung der kleinstückigen Feststoffe mit den Schlämmen erfolgt zweckmäßigerweise in einem umwälzenden Verfahren, beispielsweise mit Hilfe eines Pflugscharmischers. Mit Hilfe eines derartigen Mischverfahrens gelingt die gewünschte "lockere Umhüllung" der Feststoffe mit den übrigen Bestand­ teilen, insbesondere mit den Schlammbestandteilen, wobei gleichzeitig gewährleistet ist, daß das aus der Mischeinrich­ tung entnommene Produkt die erforderliche Schüttfähigkeit aufweist.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines schemati­ schen Fließbildes näher erläutert.

In einer Zerkleinerungsmaschine 1 wird Abfallholz, beispiels­ weise Gemüsesteigen, ausrangierte Transportpaletten od. dgl. auf eine Spanlänge von etwa 0,5 bis 10 cm zerkleinert, wobei die längeren Späne eine Dicke von 5 bis 10 mm aufweisen können. Über einen Magnetscheider 2 werden die bei der Zerkleinerung frei werdenden Eisenteile ausgesondert. Die Holzspäne werden nunmehr dosiert in kontinuierlichem Strom einem Mischer 3, beispielsweise einem Pflugscharmischer zugeführt.

Über eine Fördereinrichtung 4 wird der zu verarbeitende Schlamm, beispielsweise Klärschlamm, ebenfalls dosiert der Mischeinrichtung 3 zugeführt. Die Schlämme werden zweck­ mäßigerweise im Aufgabebereich des Mischers auf das zulau­ fende Faserbett aufgegeben, so daß ein Anbacken in diesem Bereich ausgeschlossen ist. Durch die Umwälzung beider Komponenten im Mischerraum werden die Holzspäne und die Schlämme innig miteinander vermischt, wobei der Wasserge­ halt der Schlämme durch die hohe spezifische Oberfläche der Holzspäne weitgehend gebunden wird. Ggf. kann der Misch­ einrichtung noch Calciumoxyd oder auch Calciumhydroxyd zugegeben werden, wenn die Schlämme einen so hohen Wasserge­ halt ausweisen, daß eine Bindung durch die Oberfläche der Holzspäne nicht ausreicht. Hierdurch erfolgt dann eine zusätzliche chemische Bindung des Wassergehaltes. Eine zusätzliche Bindung des in den Schlämmen enthaltenen Was­ sers erfolgt auch dann, wenn Feinsande, beispielsweise Feinsande aus der Bauschuttaufbereitung zugeführt werden. Die Zugabe der weiteren Zuschlagstoffe ist durch die ober­ halb der Fördereinrichtung 4 schematisch angegebenen Auf­ gabevorrichtungen 5 und 6 angedeutet. Die Aufgabe dieser Stoffe richtet sich jedoch jeweils nach der verwendeten Mischeinrichtung und kann auch an anderer Stelle in den Mischvorgang eingegeben werden. Der aus dem Mischer 3 abgezo­ gene Bodenersatzstoff ist schüttfähig und auch deponiefähig und kann ohne weitere Zwischenbehandlung ausgebracht werden. Mit dem vorbeschriebenen Verfahren ist somit eine nutzbrin­ gende Entsorgung von wesentlichen organischen Abfällen, wie Holz, Klärschlämme und Filterrückständen aus dem Bereich der Nahrungsmittelindustrie möglich. Neben den vorstehend angegebenen Hauptkomponenten, nämlich feinstückigem Feststoff, insbesondere Holzfasern und giftarme, organische Bestand­ teile enthaltende Schlämmen, können auch bis zu einem gewissen Grade weitere rottefähige Abfallstoffe zugegeben werden, so beispielsweise zerkleinertes Papier. Hierbei ist von Bedeutung, daß bei einer Verwendung des Bodenersatz­ stoffes im Landschaftsbau nach dem Ausbringen und der Be­ pflanzung in der Regel keine weitere Bodenbearbeitung mehr erfolgt, so daß derartige Bestandteile, wie beispielsweise Papier, ebenfalls verrotten können. In diesen Fällen ist es aber auch möglich, bis zu einem gewissen Grade solche Feststoffe in zerkleinerter Form einzumischen, die in sehr langen Zeiträumen verrotten, so beispielsweise bestimmte Kunststoffarten, die durch die Einwirkung der Bodenbakte­ rien und der Humussäuren sich zersetzen.

Die einzusetzenden Schlämme können auch als Mischung von Schlämmen unterschiedlicher Herkunft eingesetzt werden, beispielsweise als Mischung aus Klärschlamm und Filterrück­ ständen. Je nach Einsatzfall kann auch Kompost aus einer Kompostieranlage zugemischt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines bepflanzungsfähigen Bodenersatzstoffes, insbesondere für den Landschaftsbau, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleinstückiger, verrottbarer Feststoff und gift­ arme Schlämme, insbesondere Schlämme mit organischen Be­ standteilen miteinander vermischt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als kleinstückiger Feststoff Holz, vorzugsweise Abfallholz, eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Holz in Spanform in einer Stückgröße von 0,5 bis 10 cm Spanlänge eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlamm giftarmer ausgefaulter und/oder kompostierter Klärschlamm eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlamm organische Bestandteile enthaltende Filterrückstände, insbesondere aus der Nahrungs­ mittel- und/oder Getränkeherstellung eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Sande, insbesondere Feinsande in der Korngröße 0-2 mm, insbesondere Feinsande aus der Bauschuttaufbereitung zugemischt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Gehalt an düngenden Komponenten im eingesetzten Schlamm zusätzlich Düngemittel- Komponenten zugemischt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinstückige Feststoff und die Schlämme in einem Volumenverhältnis von 0,5:1 bis 2:1, vorzugsweise 1:1 bis 1,5:1 miteinander vermischt werden.