Gärreste sind bei der Biogasproduktion anfallende stoffliche Endprodukte, die wertvolle Pflanzennährstoffe enthalten und bei Vorhandensein von landwirtschaftlichen Flächen bzw. bei entsprechender Aufnahmekapazität dieser Flächen als Dünger ausgebracht werden können. Gärreste sind jedoch durch einen hohen Wassergehalt gekennzeichnet. Dieser Umstand hat zur Folge, dass neben den eigentlichen Wirkstoffen des Gärrückstandes immer auch große Mengen Wasser gebunden, transportiert und auf den Flächen verteilt werden müssen. Zur Reduzierung des Wassergehaltes bzw. in der Fest-Flüssig-Trennung insbesondere auch bei Klärschlämmen aus der Abwasserbehandlung finden Polymere mit Ladungsaktivität (Polyelektrolyte) Anwendung. Nach Düngemittelverordnung in der Fassung vom 05.12.2012 ist der Einsatz von synthetischen Polymeren zur Aufbereitung von Schlämmen und Gärrückständen für eine anschließende landwirtschaftlichen Nutzung ab dem 01.01.2017 nur dann erlaubt, wenn sämtliche Bestandteile und das Endprodukt sich mindestens um 20 % in zwei Jahren abbauen. Polymere natürlichen Ursprungs werden die heute auf der Basis der sehr schwer biologisch abbaubaren Polyacrylamide üblichen Flockungshilfsmittel zwangsläufig verdrängen.
Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von natürlichen Flockungsmittelsystemen aus Bioreststoffen wie Rapsschrot, Maisspindeln und Zuckerrübentrestern und deren Einsatz zur Aufbereitung von Gärrückständen aus der NawaRo-basierten Biogasproduktion. Hier sollen die hergestellten Flockungsmittel bzw. Flockungshilfsmittel die Fest/Flüssig-Trennung bei mechanischen Entwässerungsverfahren entscheidend verbessern. Zu diesem Zweck wurden kohlenhydrat- und proteinreiche Ausgangsstoffe auf geeignete Weise (physikalisch, enzymatisch und/oder chemisch) konditioniert. Die Konditionierung der Rohstoffe sollte die enthaltenen Polymere weitgehend löslich machen, die Ladungsaktivität sowie die agglomerierenden und adsorptiven Eigenschaften erhöhen und so die erwünschte Wechselwirkung mit den suspendierten Feststoffteilchen bzw. kolloidalen Partikeln in den Gärresten erlauben. Das hohe Molekulargewicht der Polymere und noch vorhandene Faserstrukturen in den eingesetzten Flockungsmittelsystemen sollten weiterhin kompakte und relativ scherbeständige Flocken ergeben, die eine gute mechanische Fest/Flüssig-Trennung gestatten. Zur Abtrennung von löslichen Pflanzennährstoffen aus dem Gärrest war die Nutzung insbesondere der adsorptiven Eigenschaften der Biopolymere (Flockungsmittelsystem) angestrebt. Im Rahmen des Projektes konnten geeignete Verfahrensschritte zur Verbesserung der Ladungsaktivität sowie der agglomerierenden und adsorptiven Eigenschaften von kohlenhydrat- und proteinreichen Ausgangsstoffen durch physikalische, enzymatische und chemische Konditionierung entwickelt werden. Für die Nutzung des hergestellten Produktes als marktreifes Flockungsmittelsystem für Gärreste aus Biogasanlagen waren die erzielten Eigenschaften noch nicht ausreichend. Insbesonderedie Kationizität muss im Folgenden weiter verbessert werden.
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Dipl.-Ing. Kerstin Nielsen
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