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ASAP

Ziel

Das Projekt soll einen Experimentalreaktor zur Güllebehandlung entwickeln, um Folgendes zu erreichen:

  • Stark reduzierte NH3-Emissionen während der externen Güllelagerung durch Alkalisierung und anschließendem batchweisen Strippen der Gülle und Produktion von Ammoniumsulfat als Mineraldünger.
  • Unterbindung der Methanneubildung in der Gülle aufgrund des hohen pH und des freien NH3.
  • Die flüssige Phase ist nicht nur N, sondern auch P abgereichert, da die Festphase separiert wird und durch die Zugabe von pH-wirksamen Kalk oder Magnesium eine P-Verschiebung in die Festphase möglich wird. Dadurch erfolgt eine P-Reduktion in der flüssigen Phase und es entsteht ein nähstoffreicher organischer Dünger, der die Möglichkeit zum P-Export aus dem Betrieb bietet.
  • Hygienisierung der Gülle durch hohen pH-Wert und freies Ammoniak.

Ergebnisse

In Laborversuchen (Overmeyer et al. 2020) konnte gezeigt werde, dass die Lagerungsbedingungen und die -dauer einen deutlichen Einfluss auf die Pufferkapazität der Gülle haben. Daher wird für die Phosphor-Fällung eine Alkalisierung in einem sehr frühen Stadium empfohlen, um den Basenverbrauch zu minimieren. Um aber möglichst viel NH3-Stickstoff durch Strippung aus der Gülle zu entfernen, sollte die Alkalisierung erst dann erfolgen, wenn der Harnstoff vollständig abgebaut wurde, auch wenn dies den Verbrauch von Basen deutlich erhöht. Für einen stabilen und hohen Gülle pH ist eine vorgeschaltete Gülleseparierung notwendig. Die Alkalisierung von Flüssigmist mit zweiwertigen basisch wirksamen Kationen ist preiswerter als die Nutzung von einwertigen basisch wirksamen Kationen. Allerdings erfolgt die pH-Anhebung dann langsamer. Um den Chemikalieneinsatz gering zu halten, ist vor der Alkalisierung eine intensive Belüftung der Gülle sinnvoll. Dadurch erfolgt eine CO2-Strippung und der pH-Wert steigt um etwa 1 bis 1,5 pH Einheiten. Die Schaumbildung ist bei der Belüftung im Gegensatz zur Gülleansäuerung bis etwa pH 10 gering. Der anfallende P-reiche Schlamm kann in die Separationsvorlage zurückgepumpt und dort mit den Feststoffen separiert werden.  Eine P-Elimination von bis zu 95 % mittels zweiwertiger Kationen ist damit in separierter Gülle möglich. Die umfangreichen Untersuchungen zur CH4- und NH3-Bildung bei der Lagerung von alkalisierter Gülle laufen noch.

Zentrales Aggregat zur Gülleaufbereitung ist die Fest/Flüssig-Separation mittels Schneckenpresse. Diese soll als erste Aufbereitungsstufe eingesetzt werden (siehe Abbildung 1). Die erzeugte feste Phase aus Schweinegülle lässt sich ohne weitere Hilfsmittel/Zuschlagsstoffe einfach kompostieren und somit hygienisieren. Weiter ist festzustellen, dass das C:N-Verhältnis während der Kompostierung von 27 auf 15 absinkt.

Die flüssige Phase wird im Reaktor unter Zugabe von zuvor genannten Additiven konditioniert und gestrippt. Das Strippgas wird über einen geschlossenen Kreislauf einer sauren Wäsche zugeführt, um konzentriertes Ammoniumsulfat als ASL-Dünger herzustellen.

Danach ist ggf. eine zweite Separation vorgesehen, die weitere Feststoffe anreichern soll. Diese werden wieder der fest/flüssig-Separation zugeführt. Die Technik und die Kriterien an die zweite Separation werden gerade diskutiert.

Verwertung

Das Verfahren kann bei Landwirten zum Einsatz kommen, um NH3- und CH4-Emissionen zu reduzieren. Zusätzlich verringert es die P-Konzentration in der Gülle, so dass der größte Massenstrom der Gülle – die Flüssigkeit – betriebsnah und damit kostengünstig verwertet werden kann.

ASAP: Einblick in das Projekt zur Reduktion der Methan- und Ammoniakemission aus Gülle sowie zur Phosphorreduktion