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Projekt Gülleseparation

Güllefeststoffe für Biogasanlagen und als Kunstdüngersbstitut

Ein Projekt der Bioenergie-Region Südoldenburg

Die öffentliche Demonstrationsveranstaltung zur Gülleseparation am 24. Juli 2020 in Haverbeck zeigteacht 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 derNebenprodukte aus der Veredlungswirtschaft der Landkreise Cloppenburg und Vechta besser zu nutzen.Mit Hilfe der Bioenergie sollen Lösungsansätze erarbeitet werden, die zur Entschärfung derNährstoffüberschussproblematik im Oldenburger Münsterland beitragen und gleichzeitug die regionaleWertschöpfung steigern.

Ein Ansatz hierfür ist die Separierung von Schweinegülle und die Verbringung der transportwürdigenAnteile in Ackerbauregionen um Dort Biogas zu erzeugen (Abb. 2). So ist eine optimale Verwertung desGaspotentials und der Nährstoffe möglich. Stoffkreisläufe werden geschlossen sowie teure undenergieaufwendig zu produzierende Mineraldünger und zur biogaserzeugung angebaute nachwachsendeRohstoffe eingespart.

Projekt Gülleseparation http://www.bioenergie-suedoldenburg.de/projekte-in-der-region/guelle...

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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 derEmissionsminderung 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 desGüllebonus plus dem Düngewert zusammensetzen. Dadurch ist eine Erweiterung derWertschöpfungskette möglich.

Methoden

Am 25. Juli 2010 fand eine Beprobung der acht Separatoren statt. Allen Geräten wurde dieselbeSchweinegülle (Tab. 1), die in einem Güllebehälter für zwei Tage gelagert und ständig homogenisiertwurde, zur Verfügung gestellt. Um ein stapelbares und transportwürdiges Produkt zu erhalten, wurde einTS-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

Trockensubstanz (TS) kg/t 50,00 5,36

Gesamtstickstoff (N) kg/t 5,50 0,07

Ammoniumstickstoff (NH4-N) kg/t 3,05 0,21

Phosphor (P2O5) kg/t 2,55 0,26

Kalium (K2O) kg/t 4,20 0,05

Magnesium (MgO) kg/t 1,10 0,12

Calcium (CaO) kg/t 1,95 0,68

Schwefel (S) kg/t 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


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Abscheidungsgrade für Feststoffe und die Nährstoffgehalte der Separationsprodukte von Mitarbeitern derUniversítäten Vechta und Osnabrück erfasst und analysiert worden. Die Masseflüsse wurden erfasst, umdie Durchsatzleistung je Stunde zu berechnen (Abb. 3). Die Massen der Rohgülle, der festen und derdünnen Fraktionen wurden separat ermittelt (Abb. 4).

Für die Analysen wurden Mischproben der Rohgülle sowie der festen und der dünnen Fraktion über dieDauer der Separation gezogen. Die Proben wurden von der LUFA Nord-West mittels Standardmethodenuntersucht (Tab. 2).

Tab. 2: Untersuchte Parameter und dazugehörige Analysemethode

Parameter Methode

Trockensubstanz (TS) % DIN 38414, S 2

Gesamtstickstoff (N) % DIN ISO 11261

Ammoniumstickstoff (NH4-N) % ISO 11732, E23

Phosphor (P2O5) % ISO 11885

Kalium (K2O) % ISO 11885

Magnesium (MgO) % ISO 11885

Calcium (CaO) % ISO 11885

Schwefel (S) % ISO 11885

Kupfer (Cu) mg/kg ISO 11885

Zink (Zn) mg/kg ISO 11885

Ergebnisse

Die Ergebnisse der Laboranalysen können für jeden der acht getesteten Separatoren aus denverlinkten Datenblättern (Tab. 3) entnommen werden.

Tab:3: Auflistung der Separatoren zur Identifikation in den Ergebnisdiagrammen

Separator FirmaGerät /

Typenbezeichnung

A Spalek Oberflächentechnik Zentrifuge N4

B GEA Westfalia Separator Dekanter UFC 466-00-35

C Gyllex AL-2 Agro A/S

D FAN Separator GmbH PSS 5.2-780

E Nock Maschienenbau GmbH SP 254.1

F Big Dutchman International GmbH Optipress II


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G Anonym I anonymI

H Anonym II anonymII

Die Massendurchsätze der Geräte pro Stunde können aus Abbildung 3 und 4 entnommen werden.

Abb. 3: Durchsatzleistung der acht Separatoren, berechnet aus der Summe der festen und der dünnenFraktion (* Berechnung der festen Fraktion aus Masse Rohgülle - Masse dünne Fraktion)

Abb. 4 : Anteile der festen und der dünnen Fraktionen am gesamten Massen durchsatz und derenGewicht in kg (* Berechnung der festen Fraktion aus Masse Rohgülle - Masse dünne Fraktion)

Die uneinheitliche Ausprägung der Massendurchsätze, der Nährstoffverteilung sowie der TS-Gehalte inden 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 denüberbetrieblichen Einsatz, erfüllen zu können, sollte ein entsprechender Gerätetyp zum Einsatz kommen.


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Bioenergie-Region Südoldenburg Gülleseparation www.bioenergie-suedoldenburg.de

Hersteller: Spaleck Oberflächentechnik

Typ: Zentrifuge N4

System: Zentrifuge

Ansprechpartner: Paul Knuf ([email protected])

Beprobung: Hothan, A., Brauckmann, H.-J.

Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz (kg/h) Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 2.325 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 2.013 30,00 6,20 2,80 1,10 4,10 0,10 1,10 0,30 13,40 35,00

Feste Fraktion 312 286,40 9,50 2,70 14,90 3,90 7,30 1,10* 1,50 29,40 113,10

Analysen LUFA alle Angaben i. d. Originalsubstanz

* Analysefehler spätere Berechnungen aus der Differenz von Rohgülle und dünner Fraktion

Abscheidegrade in %, Spaleck Oberflächentechnik, Zentrifuge N4


Hersteller: Westfalia Separator Production GmbH

Typ: UCA 501-0032

System: Dekanter

Ansprechpartner: Michael Krefeld ([email protected])


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 21.544 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 18.863 30,00 4,70 2,70 0,60 4,10 < 0,10* 0,70 0,30 10,40 30,00

Feste Fraktion 2.681 263,50 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 501-00-32 * Der Magnesiumanteil in der dünnen Fraktion liegt unter der Nachweisgrenze.


Hersteller: AL-2 Agro A/S

Typ: SB.250.2

System: Pressschneckenseparator

Ansprechpartner: Ludwig Wreesmann ([email protected])


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 12.646 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 11.257 30,00 5,20 3,00 2,00 4,10 0,10 1,50 0,30 9,90 32,00

Feste Fraktion 1.389 235,40 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


Hersteller: FAN Separator GmbH

Typ: PSS 5.2-780


Ansprechpartner: Marlene Rieber ([email protected])


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 18.072 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 16.996 30,00 5,40 2,80 2,40 4,10 0,10 1,80 0,40 12,20 39,00

Feste Fraktion 1.076 332,80 8,90 2,50 8,20 3,90 3,60 1,10 1,90 29,50 96,00


Abscheidegrade in %, FAN Separator, PSS 5.2-780

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 Durchsatz des Separators noch entscheidend gesteigert werden.


Hersteller: Nock Maschinenbau GmbH

Typ: Separator SP 254.1


Ansprechpartner: Martin Paulus ([email protected])


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 8.649 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 8.030 30,00 5,30 3,10 2,30 4,30 0,10 1,80 0,40 11,30 38,00

Feste Fraktion 619 342,90 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


Hersteller: Big Dutchman International GmbH

Typ: Optipress II


Ansprechpartner: Daniela Richter ([email protected])


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 16.619 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 15.563 30,00 5,30 3,00 1,70 4,20 0,10 1,30 0,30 9,10 30,00

Feste Fraktion 1.056 304,90 8,00 2,50 4,60 3,60 1,80 1,10 1,60 22,30 69,20


Abscheidegrade in %, Big Dutchman, Optipress II


Hersteller: Anonym I

Typ: Anonym


Ansprechpartner: ---


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 23.430 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 21.615 30,00 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.


Hersteller: Anonym II

Typ: Anonym


Ansprechpartner: ---


Datum: 25.07.2010

Analyseergebnisse

Massenströme

Durchsatz

(kg/h)

Trocken-

substanz

(TS) kg/t

Methode:

DIN 38414,

S 2

Gesamt-

stickstoff

(N) kg/t

Methode:

DIN ISO

11261

Ammonium-

stickstoff

(NH4-N)

kg/t

Methode:

ISO 11732,

E23

Phosphor

(P2O5)

kg/t

Methode:

ISO

11885

Kalium

(K2O) kg/t

Methode:IS

O 11885

Magnesium

(MgO) kg/t

Methode:

ISO 11885

Calcium

(CaO)

kg/t

Methode:I

SO

11885

Schwefel

(S) kg/t

Methode:

ISO

11885

Kupfer

(Cu) kg/t

Methode:

ISO 11885

Zink

(Zn) kg/t

Methode:

ISO 11885

Rohgülle 10.047 50,00 5,50 3,05 2,55 4,20 1,10 1,95 0,40 12,65 41,00

Dünne Fraktion 9.160 30,00 5,30 3,20 2,20 4,20 0,10 1,60 0,30 10,40 34,00

Feste Fraktion 887 253,80 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.

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