Aktueller Stand der Abluftreinigung in der Tierhaltung

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1 Aktueller Stand der Abluftreinigung in der Tierhaltung 1. Anforderungen des DLG-Signum-Tests 2. Schweinehaltung 3. Geflügelhaltung 4. Anlagenüberwachung 5. Zusammenfassung und Ausblick Dr. Jochen Hahne, Thünen-Institut für Agrartechnologie, Bundesallee 50, Braunschweig, Tel: ,

2 DLG-Signum Test: Abluftreinigung Vorgehensweise: 1. Freiwillige Anmeldung durch Hersteller 2. Prüfung kompletter Unterlagen 3. Beratung 4. Vororttermin 5. Installation Messtechnik (DLG+Prüfstelle) 6. Durchführung Messprogramm 7. Erstellung des Prüfberichtes 8. Veröffentlichung

3 Anforderungen: DLG-Signum Test Antragsvoraussetzungen Voraussetzungen: Antrag und Prüfstelle Dokumentation technischer Unterlagen Funktionsbeschreibung Dimensionierungsplan Haltungs- und Lüftungssystem Beschreibung des ordnungsgemäßen Betriebes Revisions- und Wartungsplan Angaben zu Leistung und Dimensionierung maßgeblicher Anlagenbestandteile Prüfstelle nach ISO zertifiziert

4 Anforderungen: DLG-Signum Test Vorortbesichtigung Prüfung Haltungsverfahren Eignung der Anlage Repräsentativität der Anlage Festlegung Messprogramm Messpunkte

5 Anforderungen: DLG-Signum Test Messprogramm Umfang des Messprogramms Mindestens 4 Wochen ordnungsgemäßer Vorlaufbetrieb Nachweis über EBTB Bei kontinuierlichen Verfahren anschließend 8 Wochen im Sommer und 8 Wochen im Winter Bei zyklischen Verfahren anschließend 2 DG im Sommer, 2 im Winter N-Bilanz 1 x im Sommer und 1 x im Winter Erfassung minimaler und maximaler Betriebszustände Es können nur ganze Durchgänge bewertet werden

6 Anforderungen: DLG-Signum Test Messprogramm Messprogramm wöchentlich Messprogramm online Geruchsstoffkonzentration Gesamtstaub und PM * 2,5 und PM * 10 Anzahl und Gewicht der Tiere Temperatur im Stall, Roh- und Reingas Rel. Feuchte im Stall, Roh- und Reingas Luftvolumenstrom (Kontrolle) Differenzdruck Abluftreinigungsanlage Temperatur, ph und LF im Waschwasser Medienverbräuche (Strom, Wasser, Säure, Lauge, sonstige Additive) Aerosole** Bioaerosole* (Option) Volumenstrom [m³/h] NH 3 in Roh- und Reingas sowie auf Tierhöhe NO, NO 2 und N 2 O während den Bilanzierungszeiträumen * Mindestens 2 x im Sommer, 2 x im Winter, ** 2 x im Sommer

7 Anforderungen: DLG-Signum Test Elektronisches Betriebstagebuch Datenerfassung: Elektronisches Betriebstagebuch (EBTB) Halbstunden-Mittelwerte (HSTMW) Energieverbrauch ARA, kumulativ und Tierplatz bezogen Medienverbrauch ARA (Wasser, Säure etc.), kumulativ und Tierplatz bezogen Abschlämmung (Wäscher), kumulativ und Tierplatz bezogen Volumenstrom [m³/h] Rohlufttemperatur und Feuchte Reinlufttemperatur und Feuchte Differenzdruck ARA ph und Leitfähigkeit (Wäscher) Umwälzung Waschwasser (Wäscher) bzw. Berieselung (Biofilter)

8 Anforderungen: DLG-Signum Test Reinigungsleistungen Parameter Anforderung Bemerkungen Ammoniak N-Entfrachtung Gesamtstaub PM 2,5 und PM 10 Geruch* 70 % 70 % 70 % 70 % 300 GE/m³, k.r.w. Alle HSTMW > 70 % Winter + Sommer Jeder WG-Wert Jeder WG-Wert Jeder WG-Wert Jeder WG-Wert Bioaerosole (Option) Gesamtkeime Mesophile Pilze Leitkeim (variabel) 70 % 70 % 70 % Jeder WG-Wert Jeder WG-Wert Jeder WG-Wert *Ohne Berücksichtigung der Messunsicherheit

9 Anforderungen: DLG-Signum Test N-Entfrachtung, Beispiele 100 % N, Frischwasser N, Rohgas N, Reingas N-Anreicherung im Filter und im Sumpfwasser 65 % 25 % 100 % N, Frischwasser N, Rohgas N, Reingas N-Anreicherung im Filter und im Sumpfwasser N, Abschlämmung 20 % 10 % 70 %

10 DLG-Test-Ergebnis: Umfassend, unabhängig, online und kostenlos

11 DLG-Test versus Abnahmemessung Beispiel Geruch DLG-Test Abnahmemessung Geruch: Maximal 300 GE/m³ im Reingas Kein Rohgasgeruch im Reingas Geruch: Maximal 300 GE/m³ im Reingas Kein Rohgasgeruch im Reingas Ohne Berücksichtigung der Messunsicherheit Mit Berücksichtigung der Messunsicherheit Was bedeutet das?

12 Abnahmemessung Geruch, Berücksichtigung Messunsicherheit: 2 db Messwert [GE/m³] Untere Grenze des Vertrauensbereiches [GE/m³] Obere Grenze des Vertrauensbereiches [GE/m³]

14 Eignungsgeprüfte Anlagen Schweinehaltung (Stand: ) Hersteller DEVRIE Dorset RIMU Uniqfill Hagola Big Dutchman / Reventa Art der Anlage Einstufiges Rieselbett Einstufiges Rieselbett Einstufiges Rieselbett Einstufiges Rieselbett Einstufiger Biofilter Einstufiger Chemowäscher Staub NH 3 Geruch Sonstiges ph-regelung erforderlich Ohne ph-regelung sehr hohe Abschlämmraten ph-regelung erforderlich ph-regelung erforderlich Materialwechsel alle 12 Monate erforderlich Dezentral nachrüstbar

15 Eignungsgeprüfte Anlagen Schweinehaltung (Stand: ) Hersteller Art der Anlage Staub NH 3 Geruch Sonstiges Big Dutchman 3-stufig Weniger Waschwasser durch saure Verfahrensstufe Uniqfill 2-stufig Weniger Waschwasser durch saure Verfahrensstufe IUS 2-stufig u. 3-stufig SKOV 2-stufig u. 3-stufig (nur 3-stufig)

16 Eignungsgeprüfte Anlagen Schweinehaltung (Stand: ) Hersteller Art der Anlage Staub NH 3 Geruch Sonstiges Big Dutchman 3-stufig 2 saure Waschstufen Bericht in Vorbereitung KWB 3-stufig

17 Abscheidung von Bioaerosolen bei eignungsgeprüften Anlagen BioAluRein-Projekt: Schweinehaltung Messungen durch die TIHO, Hannover 3-stufige Abluftreinigungsanlage Abscheidung von Gesamtkeimen im Mittel 88 % (n= 10) Schwankungsbreite: % Abscheidung von MRSA: 89 % (n= 10) Schwankungsbreite % Emission von Schimmelpilzen bei falschem Betrieb möglich 1-stufiger Rieselbettfilter Abscheidung von Gesamtkeimen im Mittel 85 % (n= 20) Schwankungsbreite: % Abscheidung von Streptococcen: 87 % (n= 10) Schwankungsbreite % Emission von Schimmelpilzen bei falschem Betrieb möglich Generelles Mehrstufige Anlagen: Abscheidung stabiler Freisetzung sekundärer Keime unproblematisch

18 Anlagen in laufender Prüfung Schweinehaltung (Stand: ) Hersteller Art der Anlage Anmerkungen / vorrangige Ziele neben allg. Anforderungen Firma 1 1-stufig Rieselbett Verbesserung der Betriebssicherheit Betriebskosteneinsparung Verbesserung der N-Abscheidung Firma 2 Biofilter Anerkennung zur Abscheidung von Ammoniak Weitere Verfahrensprüfungen in der Vorbereitung

19 Entwicklung der Abluftreinigung in der deutschen Schweinehaltung Quelle: Eigene Herstellerumfrage

21 Eignungsgeprüfte Anlagen Masthähnchenhaltung (Stand: ) Hersteller Big Dutchman Schulz Systemtechnik Art der Anlage Einstufige Chemowäsche Mehrstufige Anlage Staub NH 3 Geruch Sonstiges Für Kurzmast anerkannt ( ) * geeignet für Langmast * Positiver Abscheidegrad an allen Messtagen Aber noch immer Rohgasgeruch im Reingas

22 Geruchsströme in Abhängigkeit des Mastabschnittes DLG-Signum-Test: Masthähnchen Quelle: Prüfstellen

23 Aktueller Sachstand: Geruch DLG-Signum-Test: Masthähnchen Quelle: Prüfstellen Parameter Verfahren 1 (abgeschlossen, Bericht in Vorbereitung) Verfahren 2 (abgeschlossen, Bericht in Vorbereitung) Verfahren 3 (abgeschlossen, Bericht vorliegend) Geruchsstoffkonzentration Rohgas [GE/m³] Geruchsstoffkonzentration Reingas [GE/m³] Filterflächenbelastung [m³/(m² h)] Geruchsminderungsgrad [%] Minimum Maximum Mittelwert / Standardabweichung 68 +/ / /- 21 Rohgasgeruch im Reingas ja Ja ja

24 Reduzierung des Geruchsstroms durch verschiedene Abluftreinigungsverfahren DLG-Signum-Test: Masthähnchen Quelle: Prüfstellen

25 Aktueller Sachstand: Staub DLG-Signum-Test: Masthähnchen Quelle: Prüfstellen Parameter Verfahren 1 Verfahren 2 Verfahren 3 Verfahren 4 Gesamtstaub Rohgas [mg/m³] 3,4 9,8 1,7 8,7 0,9 6,0 1,9 11,2 Gesamtstaub Reingas [mg/m³] 0,5 2,8 0,1 1,6 0,1 2,2 0,3 1,8 Filterflächenbel. [m³/(m² h)] Abscheidegrad [%] Minimum 69,2 82,2 63,1 73,1 Maximum 92,0 95,9 92,1 94,4 Mittelwert / Standardabw. 77,3 +/- 6,5 87,4 +/- 4,0 77,2 +/- 9,2 82,3 +/- 6,3

26 Aktueller Sachstand: Feinstaub DLG-Signum-Test: Masthähnchen Quelle: Prüfstellen Parameter Verfahren 1 Verfahren 2 Verfahren 3 Verfahren 4 PM 10 -Abscheidung [%] Min/Max 71,5 84,5 71,0 82,0 69,9 77,5 70,9 78,9 Mittelwert / Standardabw. 77,8 +/- 6,5 77,9 +/- 5,1 73,6 +/- 3,6 75,4 +/- 3,3 PM 2,5 -Abscheidung [%] Min/Max 88,5 95,0 84,6 99,2 76,2 97,1 89,2 94,9 Mittelwert / Standardabw. 92,5 +/- 3,5 94,3 +/- 5,6 83,8 +/- 9,2 91,7 +/- 2,9

27 Aktueller Sachstand: NH 3 DLG-Signum-Test: Masthähnchen Quelle: Prüfstellen Parameter Verfahren 1 Verfahren 2 Verfahren 3 Verfahren 4 NH 3 -Konzentration Rohgas [ppm] Sommer 3,0 32,0 3,0 28,6 3,1 30,3 3,1 23,8 Winter 3,1 15,9 3,0 26,4 3,1 15,3 3,0 37,7 NH 3 -Konzentration Reingas [ppm] Sommer 0,1 5,3 0,1 5,1 0,1 5,9 1,1 14,5 Winter 0,1 1,9 0,2 14,0 0,1 7,9 0,6 7,8 NH 3 -Abscheidung [%] Standardabw. Sommer 95,1 +/- 5,2 89,2 +/- 11,6 92,3+/- 17,1 72 +/-16,5 Winter 88,5 +/- 12,7 88,5 +/-12,7 93,9 +/-8,7 77,4 +/-10,0

28 Aktueller Sachstand: Keime Masthähnchen: Einstufiges Verfahren Quelle: LUFA Nord-West Parameter Rohgas Reingas Abscheidegrad [%] Bakterien, 36 C [log KBE/m³] Bakterien, 22 C [log KBE/m³] 1,5 * ,2 * ,7 * ,1 * Staphylococcen [KBE/m³] Enterocoocen [log KBE/m³] ,4 * ,4 * Mesophile Pilze [KBE/m³] Endotoxine [EU/m³]

29 Aktueller Sachstand: Keime Masthähnchen: Einstufiges Verfahren Quelle: LUFA Nord-West Schimmelpilze, 25 C Rohgas Reingas Abscheidegrad [%] Messung Messung Messung Messung Messung Messung

30 Anlagen in laufender Prüfung Masthähnchenhaltung (Stand: ) Hersteller Firma 1 Firma 2 Art der Anlage einstufige Anlage mehrstufige Anlage Anerkennung von DLG-Kriterien Staub und NH 3, Messungen abgeschlossen, Bericht in Vorbereitung Staub, Geruch und NH 3, Messungen abgeschlossen, Bericht in Vorbereitung Firma 3 einstufige Anlage Staub, Geruch und NH 3, Messungen abgeschlossen, Bericht in Vorbereitung

31 Anlagen in laufender Prüfung Legehennenhaltung (Stand: ) Hersteller Firma 1 Firma 2 Art der Anlage einstufige Anlage mehrstufige Anlage Anerkennung von DLG-Kriterien Staub, Geruch und NH 3 Staub, Geruch und NH 3

32 Entwicklung der Abluftreinigung in der deutschen Geflügelhaltung Quelle: Eigene Herstellerumfrage Erste DLG-Zertifizierung

34 Die neuen Checkup-Protokolle Online, verfahrensspezifisch und kostenlos verfügbar Projekt Analyse der Funktionserfüllung von Abluftreinigungsanlagen aufgrund von Messergebnissen und Ableitung von Handlungsempfehlungen für die praktische Überprüfung Teil B: Ableitung von Handlungsempfehlungen für die praktische Überprüfung Sachbearbeitung: Dr. Jochen Hahne, Institut für Agrartechnologie, Bundesallee 50, Braunschweig, Braunschweig, 31.Januar kolle.pdf sowie biofilter.php#anchor_1).

35 Anlagenüberwachung KTBL-Schrift 451 aus dem Jahr 2006

36 Ziel der neuen Checkup-Protokolle Weniger Parameter Klares Bewertungsschema Bewertung gemessener und angezeigter Werte Dokumentation notwendiger Maßnahmen Kontrolle des Langzeitverhaltens der Anlage (über das EBTB) Abschließende Gesamtbewertung Erfassung überbetrieblicher Kenndaten

37 Anlagenüberwachung: Warum? Abnahmemessung oder besser langfristige Anlagenüberwachung? Abnahmemessung Angekündigte Messung Kostspieliger Nachweis (> ) bei Messung von Ammoniak, Staub und Geruch Aus Autorensicht: über DLG-Signum Test längst und viel belastbarer nachgewiesen Der ordnungsgemäße Betrieb ist nur für den Tag der Messung nachgewiesen Die neuen Checkup-Protokolle für den LK CLP Abnahmemessungen wären aus fachlicher Sicht bei DLG anerkannten Verfahren entbehrlich: wichtig ist zu prüfen, ob die Anlage zertifizierungskonform errichtet wurde Langzeitnachweis des ordnungsgemäßen Betriebes Erhebung überbetrieblicher Kenndaten

38 Anlagenüberwachung: Warum? Nachweis der langfristigen Anlagenfunktion (Behörde) Mangelhafte NH 3 -Abscheidung ph - Toleranzbereich ph - Soll ph - Toleranzbereich Freisetzung nitroser Gase

39 Anlagenüberwachung: Warum? Betriebskostenkontrolle (Landwirt)

40 Anlagenüberwachung: Warum? Erhöhung der Betriebssicherheit (Hersteller) Wie oft soll der Landwirt nachfüllen? Sind die Materialien korrosionsbeständig?

41 Die neuen Checkup-Protokolle Beispiel: Messwerterfassung und Bewertung Protokollvorgaben Parameter Wert/Angabe Bewertungsskala Maßnahme Auslastung [%] > < 60 Nox, Reingas [ppm] < > 2 Rohgasfeuchte [%] < > 80 Reinluftfeuchte [%] > < 90 NH3-Konz. [ppm] < 20 > 20 > 25 NH3-Abscheidung [%] > 70 < 70 Ergebnisbericht Parameter Auslastung [%] Nox [ppm] Rohgasfeuchte [%] Reinluftfeuchte [%] NH3-Konz. [ppm] NH3-Abscheidung [%] Wert/Angabe Bewertungsskala Maßnahme 73 x 1,5 x 75 x 84 x Berieselung prüfen 16 x 35 x ph-wert prüfen Parameter gewichtet (Farbkennung)

42 Die neuen Checkup-Protokolle Bewertung, Beispiel Gesamtbewertung grün 12 gelb 2 rot 4 rot und gleichzeitig blau 2 Konsequenzen Checkup bestanden Checkup nicht bestanden Nachmessung Sonstiges: x x Grün: Messwerte innerhalb der Toleranz Gelb: Mögliche Fehler, kein unmittelbarer Handlungsbedarf noch positiver Checkup möglich Rot: Fehler vorliegend unmittelbarer Handlungsbedarf noch positiver Checkup möglich Rot und gleichzeitig blau: Essentiell für Anlagenfunktion Bei Bewertung mit diesem Votum: kein positiver Checkup möglich

43 Überbetriebliche Kenndaten Beispiel: Abschlämmrate bei einstufigen Rieselbettfiltern Weniger Prüfaufwand durch gezielte Prüfung auffälliger Betriebe

44 Aktueller Stand der Abluftreinigung in der Tierhaltung 1. Anforderungen 2. Kälberhaltung 3. Schweinehaltung 4. Geflügelhaltung 5. Zusammenfassung und Ausblick Dr. Jochen Hahne, Thünen-Institut für Agrartechnologie, Bundesallee 50, Braunschweig, Tel: ,

45 Zusammenfassung (1) DLG-Prüfung: umfassend, unabhängig, Ergebnisse für jedermann verfügbar Schweinehaltung: 10 Hersteller, 13 anerkannte Verfahren, viele verschiedene Techniken, mehr als Anlagen (Stand: Ende 2013) Geflügelhaltung: 2 Hersteller, 2 anerkannte Verfahren für Hähnchenmast (3 folgen demnächst), wenig Techniken, bislang 179 Anlagen (die meisten nicht anerkannt, Stand: Ende 2013), Staub- und Ammoniakabscheidung gut, aber keine ausreichende Geruchsminderung 2 Verfahren für die Legehennenhaltung in der Prüfung

46 Zusammenfassung (2) Anlagenüberwachung über Checkups Weniger Kosten für den Anlagenbetreiber Klares Bewertungsschema Kontrolle des Langzeitverhaltens der Anlage (über EBTB) Abschließende Gesamtbewertung Erfassung überbetrieblicher Kenndaten

47 Ausblick Fleischproduktion in Deutschland im Jahr 2014 auf neuem Höchststand Tierart Geschlachtete Tiere in Deutschland [Anzahl] Fleischerzeugung in Deutschland [Tonnen] Entwicklung zwischen 2000 und 2014 [%] Rinder Schweine Geflügel (Hühner, Gänse, Puten, Enten) Quellen: Frankfurter Allgemeine Zeitung, , Statistisches Bundesamt 2015, Pressemitteilung 044 Und in welchem Tempo wächst der Immissionsschutz?