Güllefeststoffe für Biogasanlagen und als Kunstdüngersbstitut

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1 Projekt 1 von :00 Projekt Güllefeststoffe für Biogasanlagen und als Kunstdüngersbstitut Ein Projekt der Bioenergie-Region Südoldenburg Die öffentliche Demonstrationsveranstaltung zur am 24. Juli 2020 in Haverbeck zeigte acht verschiedene Separatoren sechs verschiedener Hersteller unter praxisnahen Bedingungen im Einsatz (Abb. 1). Dabei kamen von Grund auf unterschiedlich arbeitende Systeme zum Einsatz. Abb 1: Separierter Feststoff aus Schweinegülle Konzept Eine Aufgabe der Bioenergie-Region Südoldenburg ist es, die vorhandenen Energiepotentiale der Nebenprodukte aus der Veredlungswirtschaft der Landkreise Cloppenburg und Vechta besser zu nutzen. Mit Hilfe der Bioenergie sollen Lösungsansätze erarbeitet werden, die zur Entschärfung der Nährstoffüberschussproblematik im Oldenburger Münsterland beitragen und gleichzeitug die regionale Wertschöpfung steigern. Ein Ansatz hierfür ist die Separierung von Schweinegülle und die Verbringung der transportwürdigen Anteile in Ackerbauregionen um Dort Biogas zu erzeugen (Abb. 2). So ist eine optimale Verwertung des Gaspotentials und der Nährstoffe möglich. Stoffkreisläufe werden geschlossen sowie teure und energieaufwendig zu produzierende Mineraldünger und zur biogaserzeugung angebaute nachwachsende Rohstoffe eingespart.

2 Projekt 2 von :00 Abb. 2: Modell einer möglichen Kaskadennutzung von Energie und Nährstoffen aus Wirtschaftsdüngern Der Vorteil der Separation von Feststoffen aus Gülle liegt für die Veredlungsregion in der Emissionsminderung sowie im Export von Nährstoffen und Energie. Aus dem Verkauf der festen Gülle- Fraktion können Erlöse erzielt werden, die sich aus dem Energiegehalt unter Berücksichtigung des Güllebonus plus dem Düngewert zusammensetzen. Dadurch ist eine Erweiterung der Wertschöpfungskette möglich. Methoden Am 25. Juli 2010 fand eine Beprobung der acht Separatoren statt. Allen Geräten wurde dieselbe Schweinegülle (Tab. 1), die in einem Güllebehälter für zwei Tage gelagert und ständig homogenisiert wurde, zur Verfügung gestellt. Um ein stapelbares und transportwürdiges Produkt zu erhalten, wurde ein TS-Gehalt von > 25% in der festen Phase als Zielvorgabe angesetzt. Tab. 1: Parameter der homogenisierten Rohgülle (Median und Standardabweichung [SD n=8]) Parameter Median SD (TS) 50,00 5,36 (N) 5,50 0,07 (NH 4 -N) 3,05 0,21 Phosphor (P 2 O 5 ) 2,55 0,26 Kalium (K 2 O) 4,20 0,05 Magnesium (MgO) 1,10 0,12 Calcium 1,95 0,68 (S) 0,40 0,30 Kupfer (Cu) mg/kg 12,65 0,87 Zink (Zn) mg/kg 41,00 1,17 Um die verschiedenen Separatoren hinsichtlich ihrer Leistung zu charakterisieren, sind die

3 Projekt 3 von :00 Abscheidungsgrade für Feststoffe und die Nährstoffgehalte der Separationsprodukte von Mitarbeitern der Universítäten Vechta und Osnabrück erfasst und analysiert worden. Die Masseflüsse wurden erfasst, um die leistung je Stunde zu berechnen (Abb. 3). Die Massen der Rohgülle, der festen und der dünnen Fraktionen wurden separat ermittelt (Abb. 4). Für die Analysen wurden Mischproben der Rohgülle sowie der festen und der dünnen Fraktion über die Dauer der Separation gezogen. Die Proben wurden von der LUFA Nord-West mittels Standardmethoden untersucht (Tab. 2). Tab. 2: Untersuchte Parameter und dazugehörige Analysemethode Parameter Methode (TS) % (N) % DIN (NH 4 -N) % 11732, Phosphor (P 2 O 5 ) % Kalium (K 2 O) % Magnesium (MgO) % Calcium % (S) % Kupfer (Cu) mg/kg Zink (Zn) mg/kg Ergebnisse Die Ergebnisse der Laboranalysen können für jeden der acht getesteten Separatoren aus den verlinkten Datenblättern (Tab. 3) entnommen werden. Tab:3: Auflistung der Separatoren zur Identifikation in den Ergebnisdiagrammen Separator Firma Gerät / Typenbezeichnung A Spalek Oberflächentechnik Zentrifuge N4 B GEA Westfalia Separator Dekanter UFC C Gyllex AL-2 Agro A/S D FAN Separator GmbH PSS E Nock Maschienenbau GmbH SP F Big Dutchman International GmbH Optipress II

4 Projekt 4 von :00 G Anonym I anonymi H Anonym II anonymii Die Massendurchsätze der Geräte pro Stunde können aus Abbildung 3 und 4 entnommen werden. Abb. 3: leistung der acht Separatoren, berechnet aus der Summe der festen und der dünnen Fraktion (* Berechnung der festen Fraktion aus Masse Rohgülle - Masse dünne Fraktion) Abb. 4 : Anteile der festen und der dünnen Fraktionen am gesamten Massen durchsatz und deren Gewicht in kg (* Berechnung der festen Fraktion aus Masse Rohgülle - Masse dünne Fraktion) Die uneinheitliche Ausprägung der Massendurchsätze, der Nährstoffverteilung sowie der TS-Gehalte in den Produkten der Separation zeigt, dass nicht jeder Separator universell für jede Aufgabe einsetzbar ist. Um die spezifischen Anforderungen und Ziele der Separation, sei es für den einzelbetrieblichen oder den überbetrieblichen Einsatz, erfüllen zu können, sollte ein entsprechender Gerätetyp zum Einsatz kommen.

5 Hersteller: Spaleck Oberflächentechnik Typ: Zentrifuge N4 System: Zentrifuge Ansprechpartner: Paul Knuf (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 6,20 2,80 1,10 4,10 0,10 1,10 0,30 13,40 35,00 Feste Fraktion ,40 9,50 2,70 14,90 3,90 7,30 1,10* 1,50 29,40 113,10 * Analysefehler spätere Berechnungen aus der Differenz von Rohgülle und dünner Fraktion Abscheidegrade in %, Spaleck Oberflächentechnik, Zentrifuge N4

6 Hersteller: Westfalia Separator Production GmbH Typ: UCA System: Dekanter Ansprechpartner: Michael Krefeld (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 4,70 2,70 0,60 4,10 < 0,10* 0,70 0,30 10,40 30,00 Feste Fraktion ,50 10,10 3,30 16,40 3,90 8,60 1,10 1,40 33,60 118,60 * Unter der Nachweisgrenze Abscheidegrade in %, Westfalia Separator Production GmbH UCA * Der Magnesiumanteil in der dünnen Fraktion liegt unter der Nachweisgrenze.

7 Hersteller: AL-2 Agro A/S Typ: SB System: Pressschneckenseparator Ansprechpartner: Ludwig Wreesmann (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 5,20 3,00 2,00 4,10 0,10 1,50 0,30 9,90 32,00 Feste Fraktion ,40 7,80 2,70 6,40 4,10 2,90 1,10 1,50 28,20 88,10 Abscheidegrade in %, AL-2 Agro A/S, SB.250.2

8 Hersteller: FAN Separator GmbH Typ: PSS System: Pressschneckenseparator Ansprechpartner: Marlene Rieber (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 5,40 2,80 2,40 4,10 0,10 1,80 0,40 12,20 39,00 Feste Fraktion ,80 8,90 2,50 8,20 3,90 3,60 1,10 1,90 29,50 96,00 Abscheidegrade in %, FAN Separator, PSS

9 Anmerkung des Herstellers: Durch Verringerung der Presskraft, welche über die Gewichte gesteuert wird, und daraus resultierende niedrigere TS-Gehalte bis zu 22% im Feststoff, kann die Abtrennung von Fest- und Nährstoffen (vor allem Phosphor) sowie der des Separators noch entscheidend gesteigert werden.

10 Hersteller: Nock Maschinenbau GmbH Typ: Separator SP System: Pressschneckenseparator Ansprechpartner: Martin Paulus (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 5,30 3,10 2,30 4,30 0,10 1,80 0,40 11,30 38,00 Feste Fraktion ,90 8,50 2,50 7,80 3,90 3,20 1,10 1,90 2,78 85,50 Abscheidegrade in %, NOCK Maschinenbau GmbH, SP 254.1

11 Hersteller: Big Dutchman International GmbH Typ: Optipress II System: Pressschneckenseparator Ansprechpartner: Daniela Richter (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 5,30 3,00 1,70 4,20 0,10 1,30 0,30 9,10 30,00 Feste Fraktion ,90 8,00 2,50 4,60 3,60 1,80 1,10 1,60 22,30 69,20 Abscheidegrade in %, Big Dutchman, Optipress II

12 Hersteller: Anonym I Typ: Anonym System: Pressschneckenseparator Ansprechpartner: --- (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 5,30 3,10 2,40 4,10 0,10 1,70 0,40 11,90 38,00 Feste Fraktion 1.815* 206,10 7,40 2,50 4,40 3,90 2,00 1,10 1,20 20,80 64,70 * Berechnet aus der Differenz von Rohgülle und dünner Fraktion Abscheidegrade in % Anmerkung: Der Hersteller möchte, dass die Ergebnisse seines Separators anonymisiert veröffentlicht werden.

13 Hersteller: Anonym II Typ: Anonym System: Pressschneckenseparator Ansprechpartner: --- (TS) (N) DIN (K2O) IS (MgO) O I 11732, (S) (Cu) (Zn) Rohgülle ,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00 Dünne Fraktion ,00 5,30 3,20 2,20 4,20 0,10 1,60 0,30 10,40 34,00 Feste Fraktion ,80 7,50 2,40 3,60 3,70 1,40 1,10 1,40 20,10 60,30 Abscheidegrade in % Anmerkung: Der Hersteller möchte, dass die Ergebnisse seines Separators anonymisiert veröffentlicht werden.