B.Eng. Benedikt Baackmann
Datum des Kolloquiums: 27. September 2010
In Kooperation mit: Klass - Filter GmbH, Türkenfeld
Phosphor gehört als essenzielles Element zu den Hauptnährstoffen von Men-schen, Tieren und Pflanzen.
Im Hinblick auf den stetig steigenden Phosphorbedarf in Teilen der Weltge-meinschaft ist es daher unumgänglich, die Entwicklung eines sinnvollen und wirtschaftlichen Phosphatrückgewinnungsverfahrens voranzutreiben.
In dieser Arbeit wurden mit Hilfe eines Separators, dem Klass-Wendelfilter, die neuen technologischen Voraussetzungen für eine Phosphatrückgewinnung aus Schweinegülle getestet.
Durch verschiedene Einstellungen, wie z.B. Änderung von Steigungswinkel oder Siebporengrößen konnte mit dem Klass-Wendelfilter in den unterschiedlichen Versuchsreihen eine wirtschaftlich mögliche Phosphatab-scheidung nachgewiesen werden. Des Weiteren wurde festgestellt, dass die Phosphatpartikel sich zum größ-ten Teil an den Feststoffen, die sich in der Schweinegülle befinden, anlagern. Durch die Fest-Flüssig-Trennung der Schweinegülle ist somit eine Phosphatanreicherung in der festen Phase gegeben.
Durch die Separation mit dem Klass-Wendelfilter können Schweinemäster, die Rohgülle aufgrund zu geringer Güllenachweisflächen exportieren müssen, ihre Gülleabgabekosten senken. Da sich hier die zu exportierende Menge reduziert, weil die Konzentration des Phosphates in der festen Phase, wie die Versuchsergebnisse gezeigt haben, deutlich höher ist als in der flüssigen Phase.
Ein weiterer Vorteil der Separation mit dem Klass-Wendelfilter ist, dass die flüssige Phase auf dem Betrieb verbleiben kann und diese eine qualitativ bessere Stickstoffdüngung für die Ackerflächen und Wiesen ist. Zudem ist die flüssige Phase der Gülle partikelärmer und somit besser pflanzenverfügbar.
Weiterhin ist eine innovative Verwendungsmöglichkeit der festen Phase der Einsatz in Biogasanlagen als Maisersatz. Im Vergleich zur Maissilage produziert der Feststoff aus der Separation einen Biogasertrag von bis zu 30 %. Dies würde bedeuten, dass Landwirte, die keine eigene Biogasanlage besitzen, ihren Feststoffe gewinnbringend verkaufen könnten und gleichzeitig einen Beitrag für den Klimaschutz leisten würden, da der wertvolle Kohlenstoff aus der Rohgülle nicht auf den Ackerflächen zersetzt werden würde, sondern für die Produktion von Strom und Wärme genutzt würde.
Neben den Einsparungen für den Ankauf von Maissilage für die Biogasanlagenbetreiber ermöglicht eine wei-tere Separation nach der Vergärung im Fermenter, einen phosphatreichen Wirtschaftsdünger herzustellen. Es zeigt sich hier, dass die überschüssige Wärme von dem Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Trocknung des Fest-stoffes dienen kann. Eine weitere Möglichkeit wäre dann, das Trocknungsgut zu stapelbaren großen Blöcken zusammen zu pressen, um es somit raumsparend in nährstoffarme Regionen transportieren zu können, wo es dann als Dünger verwendet werden kann. Der gewonnene Wirtschaftsdünger enthält viel Phosphat und ist somit ein wertvoller Phosphatdünger.
Durch die globalisierten Märkte und Warenflüsse sowie die geografische Trennung von Pflanzenbau, Tierhal-tung und Konsum in Deutschland werden die regionalen Phosphatkreisläufe aus dem Gleichgewicht gebracht. Aus diesem Grund ist es in naher Zukunft wichtig, das Phosphat kreisen zu lassen, indem die Rohgülle bzw. die Gärreste zu einem Wirtschaftsdünger aufbereitet werden, um somit die weltweiten Phosphorreserven zu schützen.
Wirtschaftlich gesehen ist zukünftig zu erwarten, dass die Kosten für Phosphatdünger weltweit steigen. Vor diesem Hintergrund sollten landwirtschaftliche Betriebe in veredelungsstarken Regionen mit der Herstellung und Vermarktung von phosphathaltigem Wirtschaftsdünger beginnen.
Die Abbildung 1 zeigt eine mögliche Vorgehensweise zur untersuchten Thematik.
Abbildung 1: Biogasnutzung mit Herstellung von Wirtschaftsdünger