SATELLITE
Durch die Verschärfung gesetzlicher Anforderungen in Bezug auf die landwirtschaftliche Nutzung von Klärschlämmen sehen sich insbesondere Kommunen in landwirtschaftlich geprägten Regionen mit der Aufgabe zur Umgestaltung bisheriger Klärschlammverwertungsstrategien konfrontiert. In der Folge werden zukünftig vermehrt thermische Behandlungsverfahren mit gleichzeitiger Nährstoffrückgewinnung in den Vordergrund treten, sodass eine landwirtschaftliche Nutzung des im Klärschlamm enthaltenen Phosphor und Stickstoff weiterhin sichergestellt ist.
In diesem Kontext soll im Forschungsprojekt SATELLITE (Förderkennzeichen 02WPR1546 A-J) ein interkommunaler Verbund für ein nachhaltiges Nährstoffrecycling in landwirtschaftlich geprägten Regionen entwickelt und umgesetzt werden. Das Ziel ist dabei die gemeinsame Konzeptionierung und Bewirtschaftung regionaler Zentren (Kläranlagen mit einem Anschluss von > 50.000 Einwohner) sowie derer Satelliten (Kläranlagen mit einem Anschluss < 50.000 Einwohner) bei gleichzeitiger Integration relevanter landwirtschaftlicher Nährstoffquellen (Gülle, Biogasanlagen).
Für die BIORESTEC GmbH stehen in dem Verbundprojekt Untersuchungen zur Stickstoffrückgewinnung aus den bei der Klärschlammtrocknung anfallenden Brüden in Anlehnung an das Prinzip der fraktionierten Eindampfung nach dem SEQUESTA-Verfahren im Fokus. Hierzu wird eine halbtechnische Versuchsanlage betrieben, welche im Wesentlichen aus einem Schneckentrockner mit speziell angeordneten Brüdenabzügen besteht. Durch den sequentiellen Abzug der Brüden sollen analog zur fraktionierten Eindampfung drei Kondensatströme in unterschiedlicher Qualität erzeugt werden, um diese einer jeweils bedarfsgerechten Verwertung bzw. Behandlung zuzuführen. Darüber hinaus soll mittels Rektifikation das Potential zur weiteren Aufkonzentrierung der stark stickstoffhaltigen Brüdenfraktion untersucht werden.
KompaGG_N
Landwirtschaftliche Betriebe sehen sich in Deutschland zunehmend mit verschärften Anforderungen an die Verwertung und Entsorgung ihrer produzierten Stoffströme konfrontiert. Insbesondere der Eintrag von Stickstoff in den Boden infolge der Ausbringung von Gärresten oder Gülle trägt maßgeblich zur Nitratbelastung im Grundwasser bei. Dies erzeugt in der Landwirtschaft einen hohen Flächen- und Kostendruck, sodass das Management und die Aufbereitung von Gärresten und Gülle zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die bislang vorliegenden Technologien zur Aufbereitung von Gärresten und Gülle sind derzeit jedoch noch zu stark mit Hemmnissen behaftet und können in vielen Fällen nicht die spezifischen Anforderungen der Betreiber erfüllen.
Vor diesem Hintergrund wird im Forschungsprojekt KompaGG-N (Förderkennzeichen 02WQ1516 A-D) die Verkettung verschiedener Aufbereitungstechniken erprobt, wodurch eine Grundlage zur Identifizierung und Auswahl robuster und wirtschaftlicher Verfahren geschaffen werden soll. Im Fokus stehen dabei einerseits die Feststoffseparation durch keramische Membran sowie die Stickstoffelimination mittels Deammonifikation, welche jeweils durch die Verbundpartner der Universität Karlsruhe bzw. der Universität Hannover und E&P Anlagenbau GmbH untersucht werden.
Für die BIORESTEC GmbH liegt der Schwerpunkt auf der fraktionierten Eindampfung nach dem SEQUESTA-Verfahren, wofür eine mobile Versuchsanlage im halbtechnischen Maßstab betrieben wird. Infolge des im Vergleich zu Wasser niedrigeren Siedepunkts von Ammoniak werden beim SEQUESTA-Verfahren Kondensatfraktionen in unterschiedlicher Qualität erzeugt, welche jeweils einer bedarfsgerechten Verwertung bzw. Behandlung zugeführt werden können.
Die erste Fraktion stellt ein hochkonzentriertes Kondensat mit einem Stickstoffgehalt von 4 – 6 % N dar. In einer nachgeschalteten Rektifikationskolonne kann der Gehalt auf bis zu 25 % N aufkonzentriert werden. Diese wässrige Ammoniaklösung kann bspw. zur Herstellung von Düngemitteln genutzt oder außerhalb der Landwirtschaft als Grundchemikalie vermarktet werden. Die zweite Fraktion enthält bereits eine deutlich niedrigere Stickstoffkonzentration und kann bspw. per Umkehrosmose oder Deammonifikation gereinigt werden. Die dritte Fraktion enthält nahezu keinen Stickstoff mehr und kann je nach Qualität und lokalen Gegebenheiten eingeleitet, vernebelt oder für Betriebszwecke genutzt werden.
Projektpartner:
- ISAH, Leibniz Universität Hannover
Institut für Siedlungwasserwirtschaft und Abfalltechnik - E & P Anlagenbau GmbH, Berlin
- Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Engler-Bunte-Institut
DAUMEN 3.0
Weltweit fallen rohfaserreiche landwirtschaftliche Rückstände im Überfluss an, von denen ein Großteil - insbesondere in den Schwellenländern - direkt auf dem Feld verbrannt wird und eine erhebliche Luftverschmutzung verursacht. Auch in Europa ist ein solches Biomassepotential vorhanden, woraus durch geeignete technische Lösungen Biogas als regenerative Energie erzeugt werden könnte. Das innovative „DAUMEN“-Verfahren (Design for Separation and Augmented Methanisation) bietet durch die bionische Implementierung des Vormagensystems der Wiederkäuer und die Nutzung der effizienten Pansenmikrobiologie eine solche effektive und wirtschaftliche technische Lösung. Mit dem Verbundprojekt DAUMEN 3.0 erfolgt durch das Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik (ISAH, Projektkoordination) der Leibniz Universität Hannover und dem Institut für Physiologie und Zellbiologie (IPZ) der Stiftung Tierärztliche Hochschule die Praxisumsetzung und Integration des Verfahrens in die Biogasanlage (BGA) der Agrar-G. „Bergland“ in Clausnitz. Mit dem eingesetzten Hochlast-Reaktor für Hydrolyse und Versäuerung (HRHV) wird die hohe Raum-Zeit-Ausbeute des Pansens nachgebildet. Durch eine etablierte Pansenflora ist der Reaktor geeignet, schwer abbaubare Reststoffe effizient aufzuschließen und kurzkettige Fettsäuren zu produzieren. Diese werden der BGA als ergiebiges Substrat zugeleitet.
Die BIORESTEC GmbH liefert das Design und die Detailauslegung für die im Vorhaben vorgesehene Versuchsanlage. Des Weiteren ist die BIORESTEC GmbH für die Auswertung der Wirtschaftlichkeit und Einschätzung der Praxisfähigkeit des Konzeptes verantwortlich.
agriFer Plus
EIN INNOVATIVES VERFAHREN
ZUR GÄRPRODUKTAUFBEREITUNG
Die Lagerung und Nutzung von Gülle und Gärresten führt zu einer zunehmenden finanziellen Belastung für die Betreiber von Biogasanlagen. Die meisten der derzeit auf dem Markt erhältlichen Verfahren befassen sich mit der Volumenreduzierung und der Konzentration von Nährstoffen.
EINDAMPFUNG, RÜCKGEWINNUNG UND AUSSCHLEUSUNG
Das innovative Komplettbehandlungsverfahren
bietet eine wirtschaftliche Lösung für das Nitratproblem bei gleichzeitiger Volumenreduzierung. Dabei werden stickstoffhaltige Gärprodukte durch ein Verdampfungsverfahren in Kombination mit Umkehrosmose behandelt. Der Stickstoff wird in eine marktfähige Ammoniaklösung umgewandelt, die in der chemischen Industrie eingesetzt wird (z.B. in der Rauchgasreinigung).
NACHHALTIGES RESSOURCENMANAGEMENT
Im Vergleich zu bestehenden Verfahren werden wertvolle Nährstoffe in Form von marktfähigen Produkten gewonnen. Das Konzept zeichnet sich zudem durch eine hohe Umweltverträglichkeit aus, da der Zusatz von chemischen Additiven um 90 % reduziert wurde. Dieser Aufbereitungsprozess verbessert die Rentabilität deutlich, ist aktiver Grundwasserschutz und nachhaltiges Ressourcenmanagement.
- Bislang einziges Verfahren zur Ausschleusung von Stickstoff aus der Landwirtschaft
- Höhere Erträge durch niedrige Behandlungskosten
- Stabile Marktnachfrage nach Prozessprodukten (außerhalb der Landwirtschaft)
- Anlagenbetreiber wird vom Erzeuger von Problemstoffen zum Hersteller von wichtigen Grundchemikalien
- Reduktion (ca. 90 %) von kostspieligen, umweltschädlichen Betriebsmitteln (z. B. Schwefelsäure)
- Keine zusätzliche Belastung von Böden und Grundwasser durch Sulfatzugabe
- Verzicht auf Säurewäscher (Reduktion der Investitionskosten: ca. 13 %, der Betriebskosten: ca. 10 %)
- Gezielt einstellbare N-Gehalte im NPK-Dünger
Die agriFer Plus-Behandlungsanlage kann über die agriKomp GmbH bezogen werden. Für individuelle Lösungen in Kombination mit weiteren Verfahrensschritten kontaktieren Sie uns.
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