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Post on 05-Apr-2015
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Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Arbeitskreis Biogas 10.12.2007
Biogasgülle
Nähr- und Schadstoffgehalte in Gärrückständen
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Übersicht
Einleitung und Motivation für Projekt
Auswahl und Kurzcharakterisierung der Schadstoffe
Auswahl der Anlagen
Vorstellung und Diskussion der Ergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Einleitung
Mittlerweile rund 30 Biogasanlagen
Verfahrenstechnik teilweise gut untersucht
Nährstoffe in Gärrückständen bekannt
Gülle und Cofermente können Schadstoffe enthalten -> aber nur wenig Info
Schadstoffbelastung des Bodens und des Grundwassers durch landwirtschaftliche Verwertung der Gärrückstände ?
Einfluss der Schadstoffe auf Gärprozess ?
=> Projekt der Abfallwirtschaft und dem Umweltinstitut
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Auswahl der Parameter
Wichtigste Düngeparameter sind bekannt
Kriterien für Schadstoffauswahl:
Toxizität für Mensch und Umwelt ?
Anreicherung im Boden oder Grundwasser ?
Eintrag über Gülle oder Cofermente plausibel ?
Literaturdaten vorhanden ?
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Schadstoffe
Schwermetalle (Cu, Ni, Zn, Cr, Pb, Cd, Hg):
Anreicherung, Toxizität, Spurenelement
Mineralöl (Kohlenwasserstoffe):
Schwer abbaubar, Toxizität, Grundwasserkontamination
Antibiotika :
Anreicherung, Resistenz
Tenside (Nonylphenol und –ethoxylate, BPA, QAV):
Hormonähnliche Wirkung, bakterizid, schwer abbaubar
OH
CH3
CH3
OH
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Schadstoffe II
Polychlorierte Biphenyle (PCB):
Anreicherung, chronische Toxizität, krebserregend
Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK):
Anreicherung, krebserregend, entstehen bei unvollständiger Verbrennung
Cl
Cl
Cl
ClCl
Cl
Cl
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Auswahl der Anlagen
Aufwand für Untersuchung sehr hoch -> Beschränkung auf 6 Anlagen
3 Gruppen von Biogasanlagen:
Gr 1: Nur landwirtschaftliche Urproduktion
Gr 2: Zusätzlich Rückstände landwirtschaftlicher Produkte
Gr 3: Zusätzlich andere biogene Reststoffe
Auswahl nach ansteigendem Potential an Schadstoffen
1 Anlage Gruppe 1
2 Anlagen Gruppe 2
3 Anlagen Gruppe 3
Auswahl innerhalb der Gruppen nach Inputmengen und Cofermenten
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Ergebnisse
Nährstoffgehalte im typischen Bereich, Landwirtschaftl. Verwertung durch Stickstoff begrenzt
Schwermetallgehalte im typischen Bereich; Richt- und Grenzwerte für Klärschlamm eingehalten
PCB sind nicht nachweisbar
PAK Gehalte in einer Anlagen mit hohem Cofermentanteil hoch; Vergleichbare Richt- und Grenzwerte unterschritten
Kohlenwasserstoffgehalte sind erstaunlich hoch; unabhängig von Cofermenten; Handlungsbedarf !
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Ergebnisse II
Antibiotika: Vor allem Tetracycline in vergleichsweise hohen Mengen -> Hemmung der Biogasproduktion möglich ? -> weiterführendes Projekt des Umweltbundesamts bereits gestartet
Hygiene: Die Grenzwerte werden insbesondere bei den Enterococcacae bei Anlagen mit hohem Cofermentanteil überschritten. Hygieneanforderungen bei 3 von 6 Anlagen nicht erfüllt.
Nonylphenole und Nonylphenolethoxylate sowie BPA nur in Spuren im Gärrückstand
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Ergebnisse III
Quartäre Ammoniumverbindungen:
Unerwartet hohe Gehalte an Benzalkoniumchloriden (BAC)
Problem bei Anlagen mit hohem Cofermentanteil
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
140,00
160,00
180,00
200,00
A1 A2 A3 A4 A5 A6[m
g/k
g]
BAC-C12
BAC-C14
Andere QAV
Hemmung der Vergärung sehr wahrscheinlich
Werte deutlich über den Gehalten im Klärschlamm
Ökotoxische Effekte auf Boden können nicht ausgeschlossen werden
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Zusammenfassung
Problemstoffe:
Tierarzneimittel: UBA Projekt
Kohlenwasserstoffe
Quartäre Ammoniumverbindungen
Hygiene
Mögliche Auswirkungen:
Reduktion der Biogasausbeute
Kontamination des Bodens
Kontamination des Grundwassers
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Zusammenfassung II
Quellen der Schadstoffe:
Tierarzneimittel: Gülle
Hygiene: mesophile Prozessführung
Kohlenwasserstoffe: vermutlich Gülle
QAV: vermutlich spezielle Cofermente
Cofermente spielen wichtige Rolle beim Schadstoffgehalt
Weitere Untersuchungen notwendig !
Bitte um Mithilfe beim Folgeprojekt !
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Projektbeteiligte
Werner Bader
Rainer Florineth
Walter Hämmerle
Norbert Lerchster
Monika Schmieder
Christoph Schedler
Peter Singer
Christoph Scheffknecht
Oliver Gans
Sigrid Scharf
Abfallwirtschaft
Wolfgang Eberhard
Christoph ScheffknechtChristoph Scheffknecht
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit !
www.vorarlberg.at/umweltinstitut
christoph.scheffknecht@vorarlberg.at
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