Neben dem Gas fallen beim Vergären des organischen Materials Gärreste an, die wegen ihres hohen Gehaltes an Nährstoffen üblicherweise als
Pflanzendünger auf umliegende Felder ausgebracht werden. Um gezielt
bestimmte Düngemittelprodukte zu entwickeln, erproben die Hochschule
Osnabrück und das Unternehmen A3 Water Solutions GmbH (Gelsenkirchen)
zurzeit ein energieeffizientes Verfahren, bei dem die Gärreste mittels
Membranfiltration aufgetrennt und vollständig aufbereitet werden.
Mehrstufiger Aufbereitungsprozess
Ziel des mehrstufigen Multi-Phase-Separation-Verfahrens ist es, aus den Gärresten die Fraktionen Feststoffdünger, Flüssigdüngerund Prozess- bzw. Brauchwasser zu erzeugen. Da Gärreste etwa 90 Gewichtsprozent Wasser enthalten,
besteht der erste Schritt in einer Fest-Flüssig-Trennung. Die
anfallenden Feststoffe können als Bodenhilfsmittel oder Kompost
eingesetzt werden. Anschließend wird die Flüssigphase durch
Ultrafiltration und Umkehrosmose weiter aufbereitet, so dass zum einen
eine mit Nährstoffen angereicherte Fraktion resultiert, die als
hochwertiger Stickstoff-Kalium-Flüssigdünger Verkaufsqualität besitzt.
Daneben fällt aufgereinigtes, nahezu vollentsalztes Wasser an, das sich
problemlos als Brauchwasser im Prozess nutzen oder direkt in
Oberflächengewässer einleiten lässt.
Besonderes Merkmal: Energieeffizienz
Besonderes Augenmerk innerhalb des Projektes liegt auf der
herkömmlicherweise sehr energieintensiven Aufbereitungsstufe der
Ultrafiltration. Grund für den großen Energiebedarf sind die
Fluideigenschaften der normalerweise sehr viskosen Gärreste, die einen
hohen Filtrationsdruck notwendig machen. Erste Untersuchungen zeigen,
dass sich die Viskosität durch eine thermische und mechanische
Vorbehandlung verringern lässt, so dass der Energiebedarf sinkt. Weitere
Energiesparmöglichkeiten bieten der Einsatz von getauchten
Membranmodulen statt der zurzeit eingesetzten Rohrmodule sowie das
gezielte Anpassen der Modulgeometrie und der Begasung.
Große Nachfrage
Angestrebt ist, den Energiebedarf der Ultrafiltration zu halbieren:
Damit wäre die Gärrestaufbereitung genauso wirtschaftlich, wie der
LKW-Transport von unbehandelten Gärresten auf Felder, die sich nicht in
unmittelbarer Nähe der Biogasanlage befinden.
Da sich bei der Gärresteaufbereitung durch das Abtrennen des Wassers
das Volumen erheblich verringert, resultieren daraus nicht nur
hochwertige, hoch konzentrierte Produkte, sondern es verringern sich
auch der Transportaufwand und die Lagerkosten – ein weiterer Beitrag des
neuen Verfahrens zu Wirtschaftlichkeit und Einsparung fossiler
Treibstoffressourcen.
Es wird erwartet, dass das neue Aufbereitungsverfahren mittels
mehrstufiger Membranfiltration in etwa zwei Jahren am Markt zur
Verfügung steht. Da Anzahl und Gesamtleistung von Biogasanlagen in den
vergangenen Jahren stetig gestiegen sind, ist die Nachfrage bereits
jetzt sehr groß.
