Genanvendelse af slam til fremstilling af organisk rig overfladejord

4. Fremstilling af sortjord

4.1 Anvendte typer slam
4.2 Anvendt mineralsk materiale
4.3 Metode
4.4 Sortjordsprodukter
4.4.1 Karakteristik af sortjordsblandinger
4.4.2 Stofsammensætning

Til dette projekts forsøg med sortjord er der anvendt blandinger af slam og mineralsk materiale.

4.1 Anvendte typer slam

Tre typer slam, der repræsenterer de mest udbredte slamtyper i Danmark, blev valgt ud til forsøgene:

• Aerobt stabiliseret aktiv slam (Nibe Renseanlæg)
• Anaerobt stabiliseret råslam og aktiv slam (Marselisborg Renseanlæg)
• Kalkbehandlet råslam og aktiv slam (Aars Renseanlæg)

Herefter benævnes det aerobt stabiliserede slam og den sortjord, der laves af det aerobt stabiliserede slam, for hhv. Nibe slam og Nibe sortjord. Det samme gælder for de to andre typer slam. Råslammet er udtaget fra forklaringstanke.

Som mineralsk materiale blev sand med veldefineret kornstørrelser valgt. Der er dog intet til hinder for, at der i høj grad anvendes lokalt forekommende mineralsk materiale i en sortjordsproduktion.

I Tabel 4.1 er vist kornstørrelsesfordelingen af de to typer sand, som blev brugt til opblanding med slam fra de tre renseanlæg. Det ses af tabellen, at det fine sand har en kornstørrelse mellem 0,125-0,5 mm, mens det grove sand generelt har en større diameter.

Sand til forsøget blev fremstillet af groft sand og fint sand i forholdet 2:1. Blandingen af de to typer udgør "sandet" i resten af forsøget.

4.3 Metode

Sand og slam blev blandet i en blandemaskine, jf. Figur 4.2. Blandemaskinen er en batch kalkslamblander.

For at tilnærme et indhold af organisk materiale på 2-3% i den lagrede sortjord blev der indledningsvis valgt et blandingsforhold mellem slam og sand, der ville give et indhold af organisk materiale på 4-5%. Blandingsforholdene var baseret på oplysninger om tørstofindholdet fra de involverede renseanlæg.

I Tabel 4.2 er angivet niveauer for indholdet af en række næringssalte og miljøfremmede stoffer. Data fra Nibe er gennemsnit af 4 prøvetagninger i perioden 23.9.97-18.3.98 omregnet fra kalkstabiliseret slam, idet der normalt tilsættes kalk til Nibe slammet, inden dette deponeres.

Det fremgår af tabellen, at kvælstofniveauet er højest i Nibe slammet, mens fosfor indholdet er højest i Marselisborg. Endvidere er der et højere indhold af miljøfremmede stoffer i Marselisborg slammet. Indholdet af miljøfremmede stoffer er dog ikke målt i Nibe slammet.

De 3 typer slam blev blandet med sand i følgende blandingsforhold slam:sand:

Bemærk det lavere indhold af sand i Nibe sortjorden.

Slam og sand blev påfyldt blandemaskinen med skovle i ovennævnte forhold. Blandingsforholdene kunne derfor kun baseres på volumen, hvorved det teoretisk optimale indhold af organisk materiale kun kunne tilnærmes. På Figur 4.1 - Figur 4.4 er vist blandingsproceduren ved blandingsprocessen.

4.4 Sortjordsprodukter

4.4.1 Karakteristik af sortjordsblandinger

Sortjordsblandingen fra Nibe Renseanlæg fremtrådte med en ubehagelig lugt, fordi slammet havde stået for længe og var begyndt at rådne før blandingsprocessen. Sortjorden var udflydende pga. et højt vandindhold. Der steg gasbobler op fra materialet pga. anaerob omsætning af det organiske stof. Produktet var uæstetisk, og det er tvivlsomt, om man til dette produkt vil kunne finde egnede steder for lagring. Andre produktionsmetoder, herunder hurtig opblanding efter stabilisering, samt anvendelse af mere sand, må overvejes, såfremt Nibe slam skal benyttes til fremstilling af sortjord.

Blandingen af Marselisborg slam og sand var det produkt, som havde den mest jordagtige konsistens. Blandingsproduktet var mørkt grå-sort, fast og kunne stables i en stak med top. Produktets jordagtige konsistens og farve gør dette til det mest udprægede sortjordsagtige produkt af de tre. Lugtemissionen var svag, og den vurderes ikke at kunne blive et problem for omgivelserne ved en lagringsproces.

Efter blandingen af slam fra Aars Renseanlæg med sand blev produktet mørtelagtigt og udflydende. Den udflydende konsistens er tidligere observeret ved for kraftig omrøring/håndtering ved blanding. Blandingen tørrede imidlertid hurtigt ud i overfladen, og der opstod større sprækker (se Figur 4.5). Produktet vurderes ikke at kunne give problemer med lugtemission under lagring.

4.4.2 Stofsammensætning

Efter dannelse af sortjordene blev der udtaget prøver til analyser for organisk stof og næringsstoffer. De målte værdier er angivet i Tabel 4.3.

# under detektionsgrænsen

Tørstof, organisk stof og pH

Tørstofindholdet er efter sammenblandingen ens for Marselisborg og Aars sortjord, mens det kun er halvt så stort for sortjorden fra Nibe, hvilket skyldes, at der kun er benyttet et blandingsforhold på 1:1 mellem sand og slam til fremstillingen. Dette forhold giver sig også udtryk i et tre gange så højt indhold af organisk stof, som i de to andre produkter. Blandingsforholdet for Nibe sortjorden har således ikke været optimal. Det blev dog besluttet at fortsætte forsøget med denne blanding, således at effekten blev afprøvet af et lavere tørstof og et højere indhold af organisk stof. pH er omkring neutral for Nibe og Marselisborg, mens det er ca. 12 for sortjorden fra Aars pga. kalkstabilisering af slammet (iblanding af ca. 8% W/W brændt kalk efter afvanding).

Næringsstofindholdet

Kvælstofindholdet er højt i Nibe sortjordsproduktet (12 g/kg ts), mens det er væsentligt lavere i sortjorden fra de to andre blandinger, ca. 4 g/kg ts. Kvælstoffet er primært bundet i det organiske stof, mens en mindre fraktion findes som ammonium. Der var ingen nitrat i blandingsprodukterne. Fosforindholdet er på samme niveau i alle tre produkter, dog højest i Nibe sortjorden og lavest i Aars sortjorden.

Indholdet af kalium er også højest i Nibe sortjorden og næsten 10 gange højere end i Marselisborg sortjorden og 4 gange højere end i sortjorden fra Aars.