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Folie 2 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Holz- und
Forstwirtschaft
Verstromung
Verbrennung
Mobilisierung
Emissionsminderung
Landwirtschaft
Biogas
Einspeisung
Nebenprodukte
Effizienzsteigerung
Alternative Substrate
Abfall- und
Abwasserwirtschaft
Klärgas
Bioabfall
Deponiegas
Klärschlamm-
behandlung
Bioenergie – die Themen
Folie 3 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Wübbeler, Heike:
Leitung Themenfeld Biomasse
Löber, Monika:
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Hothan, Andreas:
Initiierung und Begleitung
von Projekten, Veranstaltungen
Dörr, Isabel:
Leitung Aktion Holzpellets NRW
Peters, Benjamin:
Aktion Holzpellets NRW, Großanlagen
Das Team
Folie 4 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Hintergrund des Projektes
I Phase des Projektes Bioenergie-Region Südoldenburg
Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR)
Laufzeit 2009 - 2012
Förderkennzeichen: 22009009
Universitäten Vechta und Osnabrück
Aktualität
Folie 5 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Phosphor-Überschüsse und Defizite
P2O5-Saldo
Anfall in tierischen
Exkrementen minus
Bedarf der Acker-
und Grünlandkulturen bei
Gehaltsklasse C
Defizit
Import möglich
Überschuss
Export nötig
Warnecke 2010
Folie 6 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Nährstoffmanagement und Biogas
Futtermittel
NawaRo
Rohgülle
Güllefeststoffe
Flüssigfraktion
Gärrest
Folie 7 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Übergeordnete Ziele
Nährstoffkreisläufe mit Hilfe der Bioenergie schließen
Vorhandene Potentiale der anfallenden Gülle nutzen
Energie
Dünger
Substitution von NawaRo und Mineraldünger
Ziele
Fragestellung der Separationsversuche
Welche unterschiede zeigen verschiedene Separatoren an einer
Mastschweinegülle
Folie 8 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
8 verschiedene Separatoren
2 Systeme
Verschiedene Geräte – eine Gülle
Separator FirmaGerät /
TypenbezeichnungSystem
SPA Spaleck Oberflächentechnik Zentrifuge N4 Zentrifuge
GEA GEA Westfalia Separator Dekanter UFC 466-00-35 Zentrifuge (Dekanter)
GYL Gyllex AL-2 Agro A/S Pressschnecke
FAN FAN PSS 5.2-780 Pressschnecke
NOC Nock SP 254.1 Pressschnecke
BIG Big Dutchman Optipress II Pressschnecke
AN1 Anonym 1 ### Pressschnecke
AN2 Anonym 2 ### Pressschnecke
### = keine Freigabe der Untersuchungsergebnisse durch den Hersteller
Folie 9 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Homogenisierte Mastschweinegülle
Mix aus verschiedenen Betrieben
Vorgaben:
TS-Gehalt in der festen Fraktion > 250 kg/t
Möglichst viele Nährstoffe in die feste Fraktion
Kein Einsatz von Flockungsmitteln
Gülleseparation
Folie 10 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Homogenisierte Rohgülle
Parameter Einheit Median
Trockensubstanz (TS) kg/t 50,00
Gesamtstickstoff (N) kg/t 5,50
Ammoniumstickstoff (NH4-N) kg/t 3,05
Phosphor (P2O5) kg/t 2,55
Kalium (K2O) kg/t 4,20
Magnesium (MgO) kg/t 1,10
Calcium (CaO) kg/t 1,95
Schwefel (S) kg/t 0,40
Kupfer (Cu) mg/kg 12,65
Zink (Zn) mg/kg 41,00
Folie 11 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Massenflüsse durch LKW-Waage
Dünne Fraktion
Feste Fraktion
Wägung und Beprobung
Wägung / Beprobung
Berechnung des
Massendurchsatzes
Folie 12 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Fraktionen
Feste Fraktion
Dünne Fraktion
Folie 13 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Massendurchsatz
* Berechnung aus dünner Fraktion und Differenz von Rohgülle und dünner Fraktion
Folie 14 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Auftrennungsgrad
* Berechnung aus dünner Fraktion und Differenz von Rohgülle und dünner Fraktion
*
Folie 15 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
TS-Gehalt der festen Fraktionen
Folie 16 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Abscheidegrad in % am Bsp. Zentrifuge
Fest Dünn
Die rote Linie
markiert die
Abscheidung
der Masse.
Folie 17 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Abscheidegrad in % am Bsp. Pressschnecke
Fest Dünn
Die rote Linie
markiert die
Abscheidung
der Masse.
Folie 18 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Spezifische Biogasertrag
Standardabweichung
Sehr hohe Erträge bei den
KTBL-Gülle
Biogasertrag pro oTS macht
eine Bewertung schwierig.
Folie 19 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Aschegehalt und Methananteil
SubstratAschegehalt an der
Trockenmasse [%]
Methananteil im
Biogas [Vol %]
Maissilage (KTBL) 5 52
Schweinegülle (KTBL) 20 60
Rohgülle Ø 36 66
Feste Fraktion Ø
der Zentrifugen29,5 63,5
Feste Fraktion Ø
der Pressschnecken14 63
Folie 20 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Methanertrag pro Frischmasse
Im Vergleich zu Mais: 35 %
Min. und Max. Werte
Feststoffe haben einen 7,5 mal
höheren Methanertrag pro FM
als Rohgülle.
Folie 21 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Lagerung - aerob
Tage
Rascher Umsatz bei aerober Lagerung
oTS-Verlust: 26,7 %
CH4-Verlust: 48 %
Ausgangstrockensubstanz: 20,6 %
Umgebungstemperatur: 21°C
Folie 22 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Lagerung – anaerob auf Siloplatte unter Folie
Folie 23 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Lagerung – anaerob auf Siloplatte unter Folie
Keine Erwärmung durch luftdichte Abdeckung
Sauerstoffmangel?
Silierung?
Untersuchung der Gärsäuren und des Methanertrages
Folie 24 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Methanertrag nach Lagerung
Wochen
Folie 25 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Separationstechnik ist vorhanden und hat sich bewährt.
Bei der Gewinnung von Güllefeststoffen für die Biogasproduktion:
Aufbereitungskosten niedrig halten
Einsatz von Pressschneckenseparatoren
Bei Abgabe bestimmter Phosphatüberschüsse:
Separation von einer Teilmenge der Gülle
Einsatz von Zentrifugen
Energiepotentiale von Gülle können gehoben werden
Herstellerangaben überprüfen
Machbarkeitsstudie zur Güllefeststoffvergärung
Fazit
Folie 26 Nährsoffabscheidegrade und Gaserträge der Feststoffe bei verschiedenen Separationsverfahren Dipl.-Umweltwiss. Andreas Hothan
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Quellen:
Hothan, A., Brauckmann, H.-J. Broll, G. (2013): Influence of storage on methane yields of separated pig slurry solids. Biomass and bioenergy 52, 166 -172
Hothan, A., Brauckmann, H.-J., Broll, G.(2011) Möglichkeiten und Vorteile der Biogasproduktion aus Güllefeststoffen zur Substitution von nachwachsenden
Rohstoffen. In: Tagungsband 4. Biogas Innovationskongress 2011 Mai 12-13,Osnabrück.
Warnecke, S., Biberacher, M., Brauckmann, H.-J., Broll, G. (2010): Nutrient best management practices need regional material flow management for soil
protection. In: Gilkes, R.J., Prakongkep, N. (Eds) (2010): Proceedings of the 19th World Congress of Soil Science “Soil Solutions for a Changing World”. 1.-6.
August 2010. Brisbane.
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