1 Geplantes Entwicklungsprojekt
1.1 Ausgangssituation
Die Reduzierung von Gärrest ist ein brandaktuelles Thema. Das Auffangen von Oberflächenwasser, erhöhtes Lagervolumen und definierte Ausbringzeiten können zu einer Stresssituation an der Biogasanlage führen.
Mit der Eindampfung kann das Volumen des flüssigen Gärrestes um mehr als 50% reduziert werden. Es ist durchaus möglich, dass dadurch der Neubau eines Lagers nicht mehr notwendig wird.
Zudem kann die Wärme vom BHKW sinnvoll genutzt werden.
Die Firma Steffen Hartmann Recyclingtechnologien GmbH (SHRT) hat in den vergangenen Jahren ein Verfahren zur Düngemittelproduktion aus Gärresten entwickelt und in wichtigen europäischen Ländern patentieren lassen. Im Mittelpunkt steht dabei die Nutzung der thermischen Wärme, welche beim Verstromen des Biogases in Blockheizkraftwerken anfällt. In Deutschland wird die Nutzung der Wärme durch den Kraft-Wärme-Kopplungs-Bonus vergütet. Dies führt bei den Betreibern von Biogasanlagen zu einer Verbesserung des Betriebsergebnisses.
SHRT hat in den letzten Jahren europaweit Anlagen dieses Typs errichtet. Ihre Vermarktung gestaltet sich schwieriger, weil potenzielle Kunden eine Wirtschaftlichkeit, die sich heute nur aus staatlichen Zuschüssen ergibt, zunehmend kritischer sehen.
1.2 Zielstellung
Die Zielstellung des geplanten FuE-Vorhabens ist es deshalb, den Ertrag aus der Düngemittelproduktion signifikant zu erhöhen. Stand der Technik ist es, eine 40%-ige Ammoniumsulfat-Lösung zu erzeugen, welche als minderwertiger Dünger vermarktet wird. Das Produkt enthält keinen Phosphor und kein Kalium und wird zu ca. 40 €/to gehandelt - dies deckt nur die Kosten für die benötigte Schwefelsäure. Deshalb soll ein Verfahren entwickelt werden, mit dem dieses Produkt zu wesentlich hochwertigerem Stickstoff-Phosphor-Kalium-Dünger veredelt werden kann. Es könnte in Literflaschen abgefüllt und in Märkten für 500 - 1.000 €/to gehandelt werden.
Drei Produkte verlassen heutzutage den Verdampfer:
- Aufkonzentrierter Gärrest
- Ammoniumsulfat-Lösung 40%
- Ammoniakfreies, destilliertes Wasser
1.3 Technisches Konzept
Der innovative Kern des technischen Konzepts ist es, dass dem noch flüssigen Gärrest in einer Kombination aus Vorfiltration und Ionen-Austauscher bereits vor der Verdampfung alle wertvollen, für den Pflanzenwuchs essentiellen Mineralien entzogen werden. Die Mineralien lagern sich am Ionenaustauscher an, die mit Schwefelsäure regeneriert werden.
Das Eluat wird vermischt mit dem Ammoniakwasser, es entsteht eine Ammoniumsulfatlösung, die die Mineralien enthält, diese wird aufkonzentriert. Dem entstehenden Düngemittel werden im letzten Verfahrensschritt Geruch und Farbe entzogen. In diesem Zustand kann es in Flaschen abgefüllt und vermarktet werden.
Eine vergleichbare Anlagentechnik ist auf dem Markt der Verdampfer für Biogasanlagen heute nicht verfügbar. Bei einer erfolgreichen Umsetzung könnte es SHRT damit gelingen, hier eine technologische Vorreiterrolle einzunehmen.
Ziel ist die Erzeugung von flüssigem NPK-Dünger mit nachstehenden Gehalten, die der Mindestanforderung gemäß der deutschen Düngemittelverordnung (DüMV) entsprechen.
- (N) Stickstoff >1%
- (P) Phosphor >1%
- (K) Kalium >1%
Wünschenswert ist es, einen gewissen Gehalt an Schwefel zu erlangen, da dieser die Verfügbarkeit des Düngers für Pflanzen verbessert.
Für diesen NPK-Dünger wird angestrebt:
- Klare Flüssigkeit ohne sichtbare Feststoffe
- Kein unangenehmer Geruch
- Einfache Bedienbarkeit der Anlage
