DE4332393A1 - Stabilisation of water and plant nutrients in the soil - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Stabilisieren von Wasser und Pflanzennährstoffen im Boden sowie die Verwendung von Papierfasern.The invention relates to a method and a device to stabilize water and plant nutrients in Floor as well as the use of paper fibers.
Papier wird heute in großem Umfang verbraucht. Als wichtiges Mittel zur Informationsverbreitung ist Papier heute nicht mehr wegzudenken. Papier ist mittlerweile der zweitgrößte Bestandteil des in bundesweiten Haushalten entstehenden Hausmülls.Paper is widely used today. As important Today, paper is not a means of disseminating information to imagine without it. Paper is now the second largest Part of the emerging in nationwide households Household waste.
Aus diesem Grund ist man bestrebt, das anfallende Altpapier in zunehmendem Maße zu recyceln. Dabei besteht jedoch das Problem, daß sich Altpapier nur teilweise wiederverwerten läßt. Zeitungspapier läßt sich beispielsweise nur zu etwa 68% wiederverwerten.For this reason, the end-of-life paper is endeavored increasingly recycled. However, there is Problem that waste paper only partially recycles leaves. Newsprint, for example, can only be about Recycle 68%.
Es besteht daher ein dringendes Bedürfnis, geeignete Metho den zu finden, Altpapier in sinnvoller Weise wiederzuverwer ten.There is therefore an urgent need to find suitable metho Finding the right way to recycle waste paper ten.
Andererseits ist in den letzten Jahrzehnten in der Landwirt schaft aufgrund arbeitswirtschaftlicher Vorteile das Aus bringen von Festmist auf die Äcker durch das Ausbringen von Flüssigmist ersetzt worden. Die gleichmäßig feine Verteilung dieser Flüssigkeiten führt jedoch zu hohen Ammoniak-Verlu sten und damit zu einer starken Belastung der Umwelt.On the other hand, the farmer has been in the last few decades because of economic advantages bring solid manure to the fields by spreading Liquid manure has been replaced. The evenly fine distribution however, these liquids result in high ammonia losses and thus a heavy burden on the environment.
Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß der hohe BSB (Biochemischer Sauerstoffbedarf) -Gehalt der Gülle angren zende Gewässer bei der Ausbringung der Gülle auf Äcker in Mitleidenschaft ziehen kann. Dies kann zur Trinkwasserbe einträchtigung, einer Trinkwasserverseuchung oder gar zu einem Fischsterben führen. Aus diesem Grund hat der bundes deutsche Gesetzgeber versucht, mit Hilfe von sogenannten Gülleverordnungen hiergegen Eingriffe vorzunehmen. Danach darf die Gülle nur noch in bestimmten Zeitabschnitten auf die Äcker ausgebracht werden, wodurch jedoch die Gefahr einer Überdüngung besteht.It has also been found that the high BOD (Biochemical oxygen demand) - Increase the manure content water when spreading the manure on fields in Can be affected. This can lead to drinking water impairment, a drinking water contamination or even lead to fish death. For this reason, the federal government German legislators tried with the help of so-called Manure regulations against this intervene. After that the manure can only be used in certain periods the fields are spread, but this creates the danger there is over-fertilization.
Aus der DE-38 28 873 A1 ist bereits ein Verfahren zur Her stellung von Dünger aus imprägnierten Altpapierschnitzeln bekannt. Dort werden die Papierschnitzel mit wachstumsför dernden Substanzen, wie z. B. Gülle aus städtischen Abwässern oder Tiergülle, imprägniert und anschließend getrocknet. Die zwingend vorzusehene Trocknung erfolgt in einem Temperatur bereich von 100°C, um einen Pasteurisierungseffekt zu erzielen, durch den der gefährliche Teil der Pilze, Bakte rien und Viren der Gülle abgetötet wird. Das zur Herstellung des Düngers verwendete Papier wird mit geeigneten Vorrich tungen zu Papierschnitzeln zerkleinert, wie diese beispiels weise zum Unleserlichmachen von Schriftstücken bekannt sind.DE-38 28 873 A1 already discloses a process for producing provision of fertilizer from impregnated wastes of waste paper known. There are the shredded paper with growth changing substances, such as. B. Manure from urban sewage or animal manure, impregnated and then dried. The mandatory drying takes place in one temperature range of 100 ° C to create a pasteurization effect achieve through which the dangerous part of the fungi, bacteria and manure viruses are killed. The one for manufacturing The paper used in the fertilizer is provided with a suitable device shredded into pieces of paper, such as these are known to make documents illegible.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem das in großen Mengen anfallende Altpapier ebenfalls in sinnvoller Weise wiederverwertet werden kann, wobei darauf geachtet werden soll, daß das wiederverwertete Altpapier möglichst schnell zersetzt und damit als Naturstoff dem natürlichen Kreislauf rückgeführt wird.The present invention is based on the object Specify method and an apparatus with which the in large amounts of waste paper also make sense Way can be recycled, being careful should be that the recycled waste paper as possible decomposes quickly and thus as a natural product to the natural Cycle is returned.
Diese Aufgabe wird für das Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst.This task is carried out for the process by the characteristics of Claim 1 and for the device by the features of Claim 9 solved.
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran sprüche.Further developments of the invention are the subject of the Unteran claims.
Die Erfindung beruht also im wesentlichen darauf, zum Stabi lisieren von Wasser und Pflanzennährstoffen zunächst das Altpapier in Papierfasern zu zerteilen. Das zerfaserte Papier wird mit Wasser oder eine Flüssigkeit enthaltende wachstumsfördernden Substanz vermischt, um ein streufähiges Material zu erlangen. Dieses streufähige Material aus zerfa sertem Papier bzw. Papierfasern und wachstumsfördernder Substanz bzw. Wasser wird dann direkt auf den Boden aus- oder in den Boden eingebracht.The invention is essentially based on the stabilization of water and plant nutrients first of all Break up old paper into paper fibers. That frayed Paper is made with water or a liquid growth-promoting substance mixed to form a spreadable To obtain material. This scatterable material from zerfa sert paper or paper fibers and growth-promoting Substance or water is then discharged directly onto the floor or placed in the ground.
Der wesentliche Unterschied zum Stand der Technik liegt darin, daß das verwendete Altpapier nicht nur in kleine Papierschnitzel, sondern in Papierfasern zerlegt wird. Darüber hinaus wird das Mischprodukt aus Papierfasern und wachstumsfördernder Substanz bzw. Wasser direkt auf dem Boden ausgebracht und der im Stand der Technik notwendige Trocknungsvorgang nicht durchgeführt.The main difference from the prior art lies in that the waste paper used is not just small Shredded paper, but is broken down into paper fibers. In addition, the mixed product is made from paper fibers and growth-promoting substance or water directly on the Soil spread and the necessary in the prior art Drying process not carried out.
Die Verwendung von zerfasertem Papier erlaubt ein großes Aufsaugvermögen. Hierdurch kann die Papierfaser als Stabili sator von Wasser und Pflanzennährstoffen im Boden verwendet werden. Darüber hinaus läßt sich eine Verminderung der Emission bzw. der Auswaschverluste und damit eine Schonung des Grundwassers herbeiführen, wenn die Papierfasern auf den Boden ausgebracht werden. Durchgeführte Versuche zeigten, daß für das erfindungsgemäße Verfahren Zeitungspapier im Vergleich zu Wellpappe und Eierkartons das größere Saugver mögen besitzt.The use of shredded paper allows for a large one Absorbency. This allows the paper fiber as a stabilizer sator of water and phytonutrients used in the soil become. In addition, a reduction in Emission or washout losses and thus a protection of the groundwater when the paper fibers on the Soil are spread. Experiments carried out showed that for the inventive method newspaper in Compared to corrugated cardboard and egg cartons, the larger suction cup like owns.
Daß sich zerfasertes Papier bzw. Papierfasern aus Zeitungs papier, Telefonbüchern o. ä. aufgrund ihrer Saugfähigkeit sehr gut als Stabilisator für Pflanzennährstoffe und für das Wasser im Boden eignen, zeigten auch zwei Versuche, anhand derer überprüft werden konnte, wie sich Papierfaser in der Wasser- und Nährstoffhaltefähigkeit gegenüber Naturtorf und reinem Blähton unterscheidet. Ein Lysimeterversuch, bei dem Kresse in verschiedene Behälter mit unterschiedlichem Boden material ausgesät wurde, ergab folgendes. In einem ersten Behälter wurden 1000 g Tongranulat und 1000 g Wasser einge bracht. Es konnte ein Sickerwasser von 460 g Wasser und damit ein Sickerwasseranfall von 230% festgestellt werden. Der zweite Behälter wurde mit 900 g Tongranulat, 100 g Naturtorf und 1000 g Wasser gefüllt. Es stellte sich ein Sickerwasser von 360 g und damit ein Sickerwasseranfall von 180% ein. Der dritte Behälter wurde mit 900 g Tongranulat, 100 g zerfasertem Papier und 1000 g Wasser gefüllt. Als Sickerwasser wurden 200 g festgestellt und damit lediglich 100% Sickerwasseranfall. Dies zeigt deutlich die Überlegen heit in der Wasserhaltefähigkeit der mit dem zerfaserten Papier vermischten Tongranulatmasse.That frayed paper or paper fibers from newspaper paper, phone books or similar due to their absorbency very good as a stabilizer for plant nutrients and for that Water in the soil was also shown in two experiments which could be checked to see how paper fiber in the Water and nutrient retention capacity compared to natural peat and pure expanded clay differs. A lysimeter experiment in which Cress in different containers with different bases material was sown, the following results. In a first Containers were 1000 g of clay granules and 1000 g of water brings. It could have a seepage of 460 g of water and so that a seepage of 230% is determined. The second container was made with 900 g of clay granules, 100 g Natural peat and 1000 g water filled. It happened Leachate of 360 g and thus a leachate of 180% a. The third container was filled with 900 g of clay granulate, 100 g of shredded paper and 1000 g of water filled. When Leachate was found to be 200 g and thus only 100% leachate. This clearly shows the superiority in the water retention capacity of the fiberized Paper mixed clay granulate mass.
Darüber hinaus hat sich auch herausgestellt, daß das Halte vermögen von Pflanzennährstoffen durch Einsatz der Papierfa ser gemäß der Erfindung wesentlich erhöht ist. Als Haltever mögen stellten sich bei den erwähnten Behältern folgende Werte für die Pflanzennährstoffe Stickstoff, Phosphor und Kalium ein:It has also been found that the stop plant nutrients by using paper fa ser according to the invention is significantly increased. As Haltver The following may have arisen with the containers mentioned Values for the plant nutrients nitrogen, phosphorus and Potassium one:
Darüber hinaus führten weitere Versuche zu dem Ergebnis, daß das zerfaserte Papier bzw. die Papierfaser zur Bindung von Geruchsstoffen geeignet ist. So ist es möglich, die Gülle von verschiedenen Tierarten ebenso wie Hühnermist und nicht eingedickten Klärschlamm nahezu geruchsfrei zu machen, sofern diesen Substanzen das zerfaserte Papier beigemengt wird.In addition, further attempts have led to the result that the shredded paper or the paper fiber for binding Odorants is suitable. So it is possible the manure of different animal species as well as chicken manure and not to make thickened sewage sludge almost odorless, provided that the shredded paper is added to these substances becomes.
Durch den Zusatz von zerfasertem Zeitungspapier entsteht aus
den genannten Stoffen, einschließlich Kalzium-Schlamm und
Biomüll, vorzugsweise aus Schinkenräuchereien, eine krümeli
ge, streubare Substanz, welche leicht mit der Hand bzw. mit
einem Stalldungstreuer ausgebracht werden kann. Anzumerken
ist, daß hierbei die Belastung des Bodens mit Schwermetallen
und organischen Schadstoffen gering ist. So hat eine Unter
suchung eines aus Zeitungspapier gewonnenen Probefaserstof
fes an der staatlichen landwirtschaftlichen Untersuchungs-
und Forschungsanstalt Augustenberg ergeben, daß das zerfa
serte Zeitungspapier pro Kilogramm folgende Bestandteile in
Milligramm aufwies:
Cadmium 0,99; Blei 8,3; Nickel 4,6; Chrom 11,3;
Quecksilber < 0,01; Kupfer 8,1 und Zink 50.The addition of shredded newsprint creates a crumbly, scatterable substance from the substances mentioned, including calcium sludge and organic waste, preferably from ham smokers, which can be easily applied by hand or with a manure spreader. It should be noted that the contamination of the soil with heavy metals and organic pollutants is low. An examination of a sample fiber pulp obtained from newsprint at the state agricultural research and research institute Augustenberg showed that the shredded newsprint per kilogram had the following components in milligrams:
Cadmium 0.99; Lead 8.3; Nickel 4.6; Chromium 11.3;
Mercury <0.01; Copper 8.1 and zinc 50.
Es hat sich herausgestellt, daß bei Vermischung der Papier fasern mit wachstumsfördernden Substanzen, wie Gülle oder dgl., die anfallenden Düngestoffe die Umwelt kaum belasten. Dadurch läßt sich das Mischprodukt aus Papierfasern und Wasser bzw. Papierfasern und wachstumsfördernden Substanzen auch auf landwirtschaftliche Flächen in Wasserschutzgebie ten, auf Waldflächen, in Reb- und Obstanlagen sowie in Gartenbaubetrieben gut verwenden.It has been found that when the paper is mixed fibers with growth-promoting substances, such as liquid manure or Like., The resulting fertilizers hardly pollute the environment. This allows the mixed product of paper fibers and Water or paper fibers and growth-promoting substances also on agricultural areas in water protection areas ten, in forest areas, in vineyards and orchards and in Use horticulture well.
Die Stabilisierung von wachstumsfördernden Substanzen mit Hilfe von Papierfasern ermöglicht es darüber hinaus, Gruben raum zu sparen und Stickstoffverluste zu verringern. Dies macht die Düngung wesentlich umweltfreundlicher sowohl hinsichtlich von Emissionen als auch beim Eintrag ins Grund wasser. Der Landwirt kann durch Anwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens auch den Zukauf von teurem Stickstoffdünger vermeiden. Damit wird gleichzeitig die biologisch-organische Landbewirtschaftung erleichtert. Die auf den Boden ausge brachte Papierfaser fördert die Humusbildung im Boden und regt das Wurzelwachstum an, wodurch die Bodenerosion in wirksamer Weise verringert werden kann.The stabilization of growth-promoting substances with The use of paper fibers also enables pits save space and reduce nitrogen losses. This makes fertilization much more environmentally friendly both in terms of emissions as well as entry into the ground water. The farmer can by applying the fiction procedure also involves the purchase of expensive nitrogen fertilizers avoid. At the same time it becomes the biological-organic Land management made easier. The out on the floor brought paper fiber promotes humus formation in the soil and stimulates root growth, causing soil erosion in can be effectively reduced.
Bisher durchgeführte Versuche sowohl im Gewächshaus als auch in Freiflächen der Land- und Forstwirtschaft sowie im Obst anbau zeigten günstige Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens. So konnte festgestellt werden, daß sich die krümeligen, erdähnlichen Düngerstoffe (35% T + 65% H2O) gut ausstreuen lassen und die Umwelt nicht belastet wird. Das zerfaserte Papier zersetzt sich insbesondere auf Ackerböden, aber auch im Grünland, sehr schnell. Es trägt darüber hinaus zur Bodenlockerung und Wasserspeicherung bei. Durch die gleichmäßige Nährstoffabgabe (Stickstoffbindung) entwickelt sich ein gleichmäßiges Wachstum der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Pflanzen. Es kamen beispielsweise Winterweizen, Wintergerste, Sommergerste, Winterraps, Sommerraps, Triticale, Obst-, Wald-, Rebbau- und Rasenpflanzen zum Einsatz. Bei Anwendung des erfindungsge mäßen Verfahrens auf ein Weizenfeld, auf das stabilisierte Rindergülle ausgebracht wurde, wurde ein gleichmäßiges Wachstum des Weizens beobachtet. Bei einem Düngungsversuch mit stabilisiertem Kalzium-Material stellte sich eine starke Entwicklung verschiedener Kleearten sowie der Untergräser ein. Durchgeführte Forstversuche zeigten, daß sich junge Tannen und Fichten nach der Düngung mit stabilisiertem Kalzium-Material schnell erholten und trotz bereits vorhan dener dürrer Äste wieder stark austrieben. Schließlich bewies ein intensiv durchgeführter Rasendüngungsversuch mit stabilisiertem Kalzium-Material und Rindergülle, daß der Stickstoff im Boden langsam und gleichmäßig zur Wirkung kommt.Tests carried out to date both in the greenhouse and in open spaces in agriculture and forestry and in fruit growing showed favorable properties of the process according to the invention. It was found that the crumbly, earth-like fertilizers (35% T + 65% H 2 O) can be spread well and the environment is not polluted. The shredded paper decomposes very quickly, especially on arable land, but also in grassland. It also contributes to soil loosening and water storage. Due to the uniform release of nutrients (nitrogen binding), a uniform growth of the plants treated with the method according to the invention develops. For example, winter wheat, winter barley, spring barley, winter rape, summer rape, triticale, fruit, forest, vine and lawn plants were used. When the method according to the invention was applied to a wheat field onto which stabilized cattle manure was applied, a uniform growth of the wheat was observed. A fertilization trial with stabilized calcium material showed a strong development of various types of clover and the subgrasses. Forest tests carried out showed that young firs and spruces recovered quickly after fertilization with stabilized calcium material and, despite existing dry branches, sprouted again. Finally, an intensive lawn fertilization test with stabilized calcium material and cattle manure showed that the nitrogen in the soil is slowly and evenly effective.
Es ist demnach festzustellen, daß zerfasertes Papier bzw. die Papierfaser als Stabilisator für Pflanzennährstoffe im Boden und zur Wasserhaltefähigkeit bestens geeignet ist. Die durch die Verwendung von Papierfasern beim Vermischen von Gülle erreichbare hohe Geruchsbindung bzw. Ammoniakbin dung trägt auch dazu bei, die Emissionen dieser Stoffe zu verringern und den Nitrateintrag ins Grundwasser zu reduzie ren. Hierdurch wird ein Schutz des Trinkwassers bzw. Bodens erreicht.It should therefore be noted that frayed paper or the paper fiber as a stabilizer for plant nutrients in Soil and water retention is best suited. That through the use of paper fibers when blending High odor binding or ammonia bin achievable by liquid manure manure also contributes to the emissions of these substances reduce and reduce the nitrate input into the groundwater Ren. This will protect the drinking water or soil reached.
Mit Hilfe von Zerreibemühlen, die vorzugsweise fahrbar ausgeführt sind, ist es zukünftig möglich, die anfallenden flüssigen organischen Düngestoffe an Ort und Stelle durch fein zerschreddertes Zeitungspapier zu stabilisieren, was einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz leistet. Als geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens hat sich eine fahrbare Zerreibemühle mit Papiershredder und Zerkleinerungsvorrichtung erwiesen, durch welche die Papier fasern herstellbar sind.With the help of grinders, which are preferably mobile are carried out, it will be possible in the future to liquid organic fertilizers in place finely shredded newspaper to stabilize what makes a significant contribution to environmental protection. When has suitable device for performing the method a mobile grinder with paper shredder and Shredder proved through which the paper fibers can be produced.
Bei den angelegten Düngungsversuchen wurden pro Quadratmeter zu düngendem Boden etwa 150-500 g mit Papierfasern stabi lisierte Gülle bzw. nicht eingedickter Klärschlamm oder Kalzium-Schlamm eingesetzt.In the applied fertilization tests were per square meter to fertilize soil about 150-500 g with paper fibers stabi liquid manure or non-thickened sewage sludge or Calcium mud is used.
Zusammenfassend kann also festgehalten werden:In summary, it can be stated:
Durch das intensive Zumischen von Papierfasern zu den ge nannten, Flüssigkeit enthaltenden Stoffen und dem damit verbundenen Trocknungseffekt kann ohne Energiezufuhr die Trockensubstanz des Mischproduktes angehoben werden. Es ergibt sich ein streufähiges Material, in dem die Geruchs stoffe, insbesondere Ammoniak, gut gebunden sind. Eine Belastung der Umwelt wird hierdurch reduziert, da kein Ammoniak an die Umgebung abgegeben und Nitrat im Boden stabilisiert wird.Through the intensive admixing of paper fibers to the ge named, liquid-containing substances and with it associated drying effect can be without energy Dry substance of the mixed product can be raised. It results in a scatterable material in which the smell substances, especially ammonia, are well bound. A This reduces the burden on the environment, since none Ammonia released into the environment and nitrate in the soil is stabilized.
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