Verfahren zur Herstellung eines Dünge- und Bodenverbesserungsmittels
aus Sulfitablaugen. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines Dünge- und Bodenverbesserungamittels aus Sulfitablaugen, wobei die
Sulfitablauge durch Zusatz von Alkalien auf alkalische Reaktion eingestellt, mit
Mikroorganismen geimpft und
einem Gärprozeß unterworfen wird. Beim Rochen
von Zellstoff nach dem Sulfitprozeß entstehen
große Mengen an saurer, feste
Substanzen
und nicht
abgebaute
organische Bestandteile enthaltender
Sulfitablauge.
Wegen der
| durch Ablassen der Sulfitablauge in Gewässer verursachten |
| Wasserverunreinigung ist dieser große Anfall
an Sul,fitab- |
| lauge für dis Zellstoffindustrie ein erhebliches
Problem. |
| Man ist be$tr:bt, diesem Problem durch eine wirtschaftliche |
| Nutabamachung dir Bulfitablause abzuhelfen. Bin wirksamer |
| Weg w#,rs der, die Sulfitablaub für landwirtschaftliche |
| Zwecke, zum . Beispiel als Düngemittel weiter",zuarerarbeiten. |
| ]en !st ein lierfah »-n@ zur Verarbeitung von Bulfita'ilauge
für |
| landwirtachaitliehe Zwecke bekannt, bei des die
Sxlfitahl«: |
| bei gleichzeitigr, *=hlüt der Einwirkung von
oxydieren |
| wirkenden Xikarebontiret~t wjrd, das heißt :ins asrob
_ . |
| d1@1ftt@t:,solaehedye |
| ., ` |
Behandlung führt jedoch nur zu einem Abbau von 35 bis 40 % der
organischen Stoffe der Sulfitabläuge, so daß die behandelte Ablauge noch mehr als
die Hälfte urabgebauter organischer Substanzen enthält und, wenn sie nach der Behandlung
in ein Gewässer abgeführt wird, das Problem der Wasserverunreinigung weiterhin besteht.
Ferner werden bei diesem Verfahren als Impfmittel für die Sulfitablauge besonders
zu züchtende Reinkulturen einer oxydierend wirkenden Mikrobenart benötigt. Gemäß
einem anderen bekannten Verfahren wird Sulfitablauge einer anaeroben Vergärung unterzogen,
wobei ein pH-Wert von 6,7 angewendet und als impfmittel ein Fischteichschlamm verwendet
wird. Dieses Verfahren ist in der Praxis
| kaum ausführbar, da die Dauer der anaeroben Vergärung in der |
| Größenordnung von etwa 3oo Tagen für eine Vergasung
der , |
| organischen Substanzen in genügendem Ausmaß liegt. Darüber- |
| hinaus tritt keine Vergasung der in der Sulfitablauge
ent- |
| haltenen Ligninbestandteile ein, die vielmehr die Vergasung |
| der anderen Bestandteile bei der anaeroben Behandlung
der |
| Sulfitablauge behindern und deshalb vorher entfernt
worden |
| rüsten. . |
| luegehend von eines Verfahren der eingange genannten
Art |
| besteht die vorliegende ärtindung in *roter
Linie nun darin, |
| daß die au!` eineu pff-*ert von 7 btr lor 5 elngeutelite
SuIIit- |
| ablauae bei einer Iresperatur bin 6a°
C mit eines bakterien- |
| haltigen 7%ulnissahlsus einer karmumaen Abrranaerreini- |
| gunsssnIaae geispft und unter Jäelüftung
ichst einer |
| niw»ea »seb»s 11»»n S. 3 bin T #t=%a und a=- |
schlie#ßen:einer anaerobe, Gärung in demselben bakterienhaltigen
.Milieu während einer Zeit bis zu etwa 5 Tagen unterworfen wird. Diese Verfahrensweise
der Vergärung der Sulfitablauge mit ein und demselben Impfmittel sowohl unter aeroben
Bedingungen als auch daran anschließend unter anaeroben Bedingungen führt zu dem
überraschenden und für die ]Praxis außerordentlicl nützlichen, großen Vorteil, daß
innerhalb einer kurzen Prozeßdauer von nur rund 5 Tagen ein im wesentlichen vollständiger
Abbau der Sulfitablauge einschließlich des Lignins erzielt wird. Ein weiterer wesentlicher
Vorteil. ist der, daß ein Faulschlamm aus einer kommunalen Abwässerreinigungsanlage,
der ohnehin bei der Abwässerreinigung anfällt, als Impfmittel für.die Sulfitablauge
verwendet wird und mit große. Vorteil. angewendet werden kann, das heißt ein Impfmittel.mi._teiner
reichen Mischflora von Bakterien mit verschiedenen Entwicklungsmöglichkeiten in
verschiedenen Milieus (anaerobe oder aerobe Bedingungen, hoher-oder-neutraler pH-Wert,
Raumtemperatur oder Temperaturen bis 6o0 0
). Für dieses Impfmittel für die
aerobe und anaerobe Gärungsstufe wurde ein pH-Wert von 7 bis 1o, 5: als besonders
vorteilhaft gefunden. Es hat sich_gezeigt, daB-mit.der erfindungsgemäßen Verfahrensweise
der Gehalt der Sulfitablauge-an organischer Substanz In einer effektvollen und"wirtschaftlichen
Weise
unter Gewinnungseines als DUngemittel
und Bodenvtrbesserun8emittel
verwendbaren:: Produktes abge«#gut werde . kam und
dabei gleichzeitig
andere wertvolle Produkte wie zum Bei- . spiel Essigsäure, Butanol, brennbare Gase
und Harzsäuren gewonnen werden können. Das bei dem Prozeß entstehende Abwasser ist
im wesentlichen von organischer Substanz befreit und hat außerdem einen neutralen
oder auf der alkalischen Seite liegenden pH-Wert, wodurch das Ablassen des Abwassers
in Gewässer ermöglicht wird, ohne gesundheitsschädliche Folgen oder ein Absterben
der Fische zu verursachen. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß das Abwasser wegen
seines hohen Gehalts an für den Boden wertvollen Mikroorganismen unmittelbar als
wertvolles Bodenverbesserungs- . mittel verwendet werden kann. Vorteilhafterweise
wird der pH-Wert der Sulfitablauge durch Zusatz von kaustifiziertem Kalkschlamm
und/oder-Caleiumoxyd oder -Hydroxyd eingestellt. Dies hat den Vorteil, daß kein
Bodensatz entsteht. Beim Abbau der organischen Stoffe können bisweilen-Säuren, insbesondere
Essigsäure, in derart großen. Mengen entstehen, daß die anaerobe Gärung aufgrund
des sinkenden pH-Wertes aufhört. Yorteilhafterweise wird daher weiterhin der pH-Wert
der Sulfitablauge während der anaeroben Gärung, wenn der pH-Wert die Neigung hat,
infolge der Essigsäurebildung zu fallen, durch Zusatz einer wässrigen Lösung von
Ammoniak eingestellt. Ferner kann das Verfahren vorteilhafterweise derart durchge-_
führt
werden, daß die der aeroben Gärstufe neu zugeführte
Ablauge
mit einem bei der aeroben Gärung bereits gewonnenen Gärschlamm geimpft wird und
daß die in die anaerobe Gärstufe überführte Lauge mit einem bei einer vorherigen
anaeroben Gärung bereits gewonnenen Gärschlamm. geimpft wird. Auf diese Weise kann
die Bakterienkultur eines als Impfstoff bei den Gärungen eingesetzten Fäulnisschlammes
aus einer kommunalen Abwässerreinigungsanlage der besonderen Zusammensetzung der
als Nährboden verwendeten Sulfitablauge noch besser angepaßt werden. In der Zeichnung
ist ein Beispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dargestellt. Die beim Kochen von Zellstoff nach dem Sulfitprozeß anfallende und
in einen Behälter i abgelassene Sulfitablauge wird in einen Neutralisationsturm
2 gepumpt, wo sie unter umrühren mit Kalk auf einal pH-Wert von etwa 9 bis '1 o
eingestellt wird. Von dem Neutralisationsturm 2 wird die Ablauge mit einer Temperatur
von etwa 6o° C in einen offenen Gärbottich 3 gepumpt, der mit Belüftungs- und Rührvorrichtungen,
zum Beispiel perforierten Rohrschlangen 4, und Dampfschlangen 5 zur etwaigen Erwärmung
versehen ist. Bei einer Temperatur von etwa 35 bis 6o0 C wird die Lauge mit abgeschiedenem
bakterienhaltigen Gärschlamm von einer vorherigen Gärung, der gegebenenfalls mit
neuem Gärschlamm aus einer kommunalen Abwässgrkläranlage ergänzt ist, geimpft. In
dem Bottich 3 wird
die erste Stufe
der Biolyse
der Sulfitablauge
bei einer
| Bakterienzahl von etwas $o % durchgeführt. Nach
etwa 5 bis |
| 7 Stunden;, wenn etwa 3o % der organisches Substanzen
abz*T:i:Ua |
worden sind; wird die teilweise abgebaute Lauge durch ein Ablaßventil
6 abgelassen und mittels einer Pumpe 7 einem zweiten belüfteten Gärbottich 8 zugeführt,
in dem die aerobe Gärung in einer Nachstufe durchgeführt wird. Nach dieser Gärung
wird die Lauge aus dem Bottich 8 einer nicht dargestellten Trennvorrichtung zugeführt,
in der der bei der aeroben Gärung gebildete bakterienhaltige Gärschlamm. abgeschieden
wird, welcher ganz oder teilweise in den ersten Gärbottich 3 zur Impfung der frisch
dem Bottich 3 aufgegebenen Ablauge zugeführt wird. Die aus der Trennvorrichtung
kommende flüssige Lauge wird durch eine nicht dargestellte Destilationsanlage geführt
zwecks Gewinnung beispielsweise von Essigsäure und Azeton. Die Lauge wird sodann
mittels einer Pumpe 9 einem geschlossenen Gärturm lo zugeführt, der zweckmäßig als
Gasglocke gebaut ist und mit Heizschlangen
11 sowie nicht näher dargestellten
versehen ist. In dem Gärturm io wird die Lauge mit einem frischen bakterienhaltigen
Gärschlamm aus einer kommunalen Abwasserkläranlage von der gleichen Art, wie er
in der aeroben Gärstufe verwendet wird, geimpft. Die
| Bakterien können den in dieser Phase des Prozesses herrschen- |
| den anaeroben Verhältnissen angepaßt werden, indem nach |
| Einstellung von Gleichgewichtsbedingungen die Bakterien |
| dieser anaeroben Stufe abgetrennt und
zur Impfung von lauge |
| gerwendet werden, die den Gärturm. ia erneut zugeführt wird. |
In dem Gärturm 1o werden die organischen Substanzen der lauge anaerob
bei einer Temperatur von etwa 3o bis 650 C endgültig abgebaut..Hierbei gelangen
die anwesenden Bakterien unter optimalen anaeroben Bedingungen zur starken Vermehrung,
wobei die Bakterienzahl auf ioo % steigt. Das entstehende methanhaltige Gasgemisch
wird durch eine Zeitung 12 in eine Gasglocke 13 abgeführt. Nach beendeter anaerober
Gärung, die bis zu etwa 5 Tagen in Anspruch nimmt, wird die lauge durch ein BodenablaBventil
14 abgelassen und durch eine Zeitung 15 in einen Behälter 16 gefördert.