28. 01. 2021
Verfasst von: Johannes Reiter, Maike Beier, Stephan Köster

Grundwasser schützen – Gülle und Gärreste aufbereiten

Eine landwirtschaftliche Maschine verteilt Düngemittel auf ein Feld. Hinter dem Feld befindet sich ein Gewässer.

In der Landwirtschaft werden Gülle und Gärreste aus Biogasanlagen häufig als Düngemittel verwendet. Doch ein übermäßiger Einsatz kann die Qualität des Grundwassers gefährden. Ein Forschungsteam aus Hannover entwickelt Verfahren aus der Abwasserbehandlung weiter, um die überschüssigen Nährstoffe umweltverträglich abzubauen oder Stickstoff als Ressource zurückzugewinnen.

Versorgung mit Trinkwasser dauerhaft sichern

Erhöhte Nitratwerte im Grundwasser werden stellenweise auf den übermäßigen Einsatz von Gülle und Gärresten, dem Abfallprodukt der Biogasproduktion, als Düngemittel zurückgeführt. Um die Trinkwasserversorgung dauerhaft abzusichern, ist es unumgänglich, den Stickstoffeintrag in den Boden zu reduzieren. Aus diesem Grund sind Verfahren erforderlich, die Gülle und Gärreste auf andere Weise verwerten. Das Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Leibniz Universität Hannover entwickelt zusammen mit seinen Projektpartnern alternative Behandlungsverfahren. Dort, wo es möglich ist, lässt sich somit sogar die Ressource Stickstoff zurückgewinnen.

Flexible Verfahren, optimierte Ergebnisse

In der Abwasserbehandlung werden bereits effiziente Verfahren zur Aufbereitung hoch stickstoffhaltiger Abwässer angewendet. Diese übertragen die Forscherinnen und Forscher nun auf die Behandlung von Gülle und Gärresten, um deren Stickstoffgehalt gezielt zu reduzieren oder die Reststoffe sogar komplett aufzubereiten. Im Projekt KompaGG-N (Komplettaufbereitung von Gülle und Gärresten), vom Bundesforschungsministerium gefördert, entwickeln und erproben sie ein wettbewerbsfähiges Verfahren, das besonders regionale Stoffstromkonzepte für Nähr- und Schadstoffe berücksichtigt. Der modulare Aufbau erlaubt eine hohe Flexibilität in der Verfahrenszusammenstellung, um damit die Aufbereitungsziele zu erreichen. Zusätzlich soll die Verfahrenskette auf Energie, CO₂-Emissionen und Kosten optimiert werden sowie im besten Fall Mikroschadstoffe und multiresistente Keime eliminieren.

Prozesskette zur Gewinnung von Stickstoff aus Gülle und Gärreste. Zuerst erfolgt die Fest-Flüssig-Trennung, daran anknüpfend die erweiterte Feststoffabtrennung. Danach folgt die Eindampfung und biologische Behandlung. — Angepasste Verfahren aus der Abwasserbehandlung können dabei helfen, überschüssige Gülle und Gärreste umweltverträglich abzubauen und Stickstoff zurückzugewinnen.

Regionale Flächennutzung berücksichtigen

Ergänzend zur optimalen Ausgestaltung und Zusammenführung der Einzelverfahren bewertet das Forschungsteam die Entsorgungsstrategie hinsichtlich regionaler Rahmenbedingungen. Die Flächennutzung oder Bodenstruktur zum Beispiel beeinflusst maßgeblich den Stickstoffhaushalt. Hierzu entwickelt das Team ein modulares Verfahrensmodell und verknüpft es mit einem regionalen Stoffstrommodell, sodass es besonders vorzugswürdige Verwertungswege oder kritische Engpässe aufzeigen kann. Mit Abschluss des Projekts können Betreiber von Biogasanlagen und Landwirtschaftsbetriebe auf Basis der entwickelten Modelle ganz konkret für ihren Anwendungsfall die optimale Verfahrenskette identifizieren und damit eine zukunftsfähige Lösung für die Verwertung ihrer Gülle und Gärreste realisieren.