Problemstoff Gülle besser nutzen

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Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Biover- fahrenstechnik (IGB)

In einem ersten Schritt wird die wässrige Gülle vorbehandelt, damit sich Phosphor vollständig löst, und über eine grobe Filtration in eine feste und eine flüssige Phase getrennt. Die entwässerte feste Phase wird dann mit einem am Fraunhofer IGB entwickelten Verfahren getrocknet, das mit überhitztem Wasserdampf in einem geschlossenen System und daher besonders energieeffizient arbeitet. Anschließend werden die getrockneten organischen Bestandteile bei über 300 °C mittels Pyrolyse – wie im Trocknungsschritt in einer Atmosphäre aus überhitztem Wasserdampf – zu organischer Biokohle umgesetzt. Mikroorganismen werden hierbei vollständig zerstört.

Die flüssige Güllefraktion enthält reichlich gelöste anorganische Nährstoffe. In einem Fällungsreaktor wird zunächst Phosphor recycelt und als Calciumphosphat, Magnesiumphosphat und Magnesiumammoniumphosphat gefällt und abfiltriert. Stickstoff wird in einem zweiten Schritt zurückgewonnen. Hierzu wird die wässrige Fraktion in eine Membranzelle geleitet. Im Wasser gelöstes Ammoniak diffundiert über die Membran, wird als Ammoniumsulfat gewonnen und in einem weiteren Schritt kristallisiert. Übrig bleibt ein Wasser, das nur noch Spuren von Phosphor und Stickstoff enthält, aber reich an Kalium ist – und optimal zur Bewässerung eingesetzt werden kann.

Dünger, individuell zusammengesetzt

In umfangreichen Untersuchungen und Feldstudien haben die Forscher gezeigt, dass die aus Gülle aufbereiteten mineralischen Düngemittel und organischen Bodenverbesserer direkt als gut verfügbare Dünger und humusbildende Substrate in der Landwirtschaft eingesetzt werden können. „Wir können unsere Produkte auch zu einer je nach Pflanzenart und Bodenbeschaffenheit abgestimmten Nährstoffzusammensetzung vermischen“, erläutert Dr. Jennifer Bilbao. „Eine Überdüngung der Böden würde so vermieden. Zudem sparen unsere Produkte synthetische Dünger ein. Die Herstellung synthetischer Stickstoffdünger benötigt sehr viel Energie; synthetische Phosphordünger werden mit aufwendigen Prozessen aus Rohphosphaten gewonnen“. Schließlich macht die Masse der entwässerten und aufbereiteten Produkte nur noch etwa vier Prozent der ursprünglichen Güllemenge aus. Die Zahl der Lastwagenfuhren für den Gülletransport könnten drastisch reduziert werden.

Demonstration der Pilotanlage

Bereits während der Projektlaufzeit zeigten Gespräche mit Landwirtschaftsverbänden und Landwirten, dass das Interesse an der Gülleaufbereitung und -verwertung groß ist. Zwar könnte sich eine Anlage, nicht zuletzt aufgrund momentan bestehender politischer Hürden, derzeit noch nicht aus dem Erlös der Produkte allein amortisieren. Doch Mastbetriebe zahlen immerhin bis zu 25 Euro, um einen Kubikmeter Gülle zu entsorgen. Hier liegt ein großes Einsparpotenzial.

Am 14. Juni 2016 präsentiert das Projektkonsortium die Pilotanlage in Kupferzell interessierten Investoren, Landmaschinenherstellern und Anwendern aus der Landwirtschaft. Die in der Anlage integrierten Verfahrensschritte werden in Kurzvorträgen vorgestellt, der Betrieb der Anlage live demonstriert. In abschließenden Workshops sind die Teilnehmer eingeladen, über die ökonomischen und ökologischen Auswirkungen der vorgestellten Technologie zu diskutieren.

* Dr. C. Vorbeck, Fraunhofer IGB, 70569 Stuttgart

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