Gülle als Wertstoff optimal aufarbeiten
Landwirtschaft
Schweinegülle restfrei verwertet
In der Tierproduktion fallen große Mengen an Gülle an, die je nach Tierart, Fütterung und Lagerzeit unterschiedliche Gehalte an Nährstoffe aufweist. Daher ist mit Gülle eine exakte Nährstoffversorgung der Pflanzen kaum möglich. Überschüssige Nährstoffe gelangen ins Grundwasser und Oberflächengewässer und tragen zur Eutrophierung bei. Auch der Einsatz von Antibiotika ist für das Fraunhofer Institute for Infacial Engineering and Biotechnology (IGB) ein Grund, Gülle nicht flächendeckend einzusetzen.
Wertstoff Gülle
Dennoch ist Gülle ein Wertstoff. 15 Länder gehen in dem
gemeinsamen Projekt BIOEcoSIM der vollständigen Verwertung von Schweinegülle
nach. Im Vordergrund steht dabei die Aufbereitung zu verschiedenen
Düngemitteln: Biokohle als phosphorreicher Bodenverbesserer und mineralische
Düngesalze wie Ammoniumsulfat, Calciumphosphat und Magnesium-Ammonium-Phosphat.
„Die Produkte werden auf eine nach Pflanzenart und
Bodenbeschaffenheit abgestimmte Nährstoffzusammensetzung vermischt und können
als einfach zu dosierende Dünger in der Landwirtschaft eingesetzt werden«,
erläutert Sukhanes Laopeamthong, der das Projekt am Fraunhofer IGB koordiniert.
»Eine Überdüngung wird so vermieden. Zudem werden synthetische Stickstoffdünger
eingespart, deren Herstellung sehr viel Energie benötigt.“
Alles wird verwendet
Ziel des Projekts ist eine Pilotanlage, in der alle Verfahrensschritte für die Verwertung von Schweinegülle integriert sind. Die wässrige Gülle wird zunächst in eine feste und eine flüssige Phase getrennt. „Die entwässerte, feste Phase wollen wir mit einem energieeffizienten Verfahren mittels überhitztem Wasserdampf, für das wir mit unserem Projektpartner Heckmann bereits verschiedene Anlagen realisiert haben, trocknen“, so Laopeamthong. „Anschließend werden die getrockneten organischen Bestandteile bei über 300 °C mittels Pyrolyse – wie bei der Trocknung in einer Atmosphäre aus überhitztem Wasserdampf – zu phosphorhaltiger Biokohle als Bodenverbesserer umgesetzt.“ Arzneiwirkstoffe und Keime werden hierbei zerstört. Bei der Pyrolyse entsteht zudem Synthesegas, ein Gemisch vor allem aus Methan, Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff. „Das Gas wird in einem Blockheizkraftwerk verbrannt und zur Energiegewinnung genutzt“, sagt Laopeamthong. Aus der flüssigen Güllefraktion, die noch anorganische Nährstoffe enthält, werden mit elektrochemischen Verfahren Magnesium-Ammonium-Phosphat und Calciumphosphat als direkt einsetzbare Düngesalze gefällt. Das übrig bleibende Wasser, das nur noch Spuren an Nährstoffen enthält, kann zur Bewässerung eingesetzt werden. Im Überschussdampf der Trocknung und im Gasstrom der elektrochemischen Fällung befindet sich schließlich noch Ammoniak. Es wird mittels einer gasdurchlässigen Membran selektiv abgetrennt und in Form von Ammoniumsulfat zurückgewonnen.
Nachhaltiger Prozess
Auf diese Weise werden nahezu alle Bestandteile der Gülle verwertet. Die Anlage ist so ausgerichtet, dass sie nur wenig Energie verbraucht. Am Ende soll ein Prozess stehen, der eine Zertifizierung für Nachhaltigkeit erhält.
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