PEGA – Verfahren für Biogas- und Kläranlagen

Die novellierte AbfKlärV vom 03. Oktober 2017 und insbesondere die ebenfalls am 26.05.2017 novellierte DüV haben die bodenbezogene Verwertung von Gülle, Gärresten und Klärschlamm erheblich erschwert. Durch die restriktiveren Obergrenzen insbesondere der Stickstoffkonzentrationen haben einen Notstand z.B. bei der Klärschlammentsorgung verursacht. Aufgrund des stark gestiegenen Flächenbedarfs drängen die Entsorger in die Verbrennung. Die EU besteht sogar auf eine weitere Verschärfung der DüV bis Mai 2020. Der Grund ist die unzureichende Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) und die hohen Nitratwerte in Grund- und Oberflächenwasser. Deutschland drohen hohe Strafzahlungen, wenn nicht konsequenter gegen die hohen Nitratkonzentrationen vorgegangen wird.

Funktion

Das patentierte PEGA – Verfahren behandelt ausgefaulte Schlämme aus Fermentern und Faultürmen mit dem Ziel, die Menge des auszubringenden organischen Düngers drastisch zu verringern (Pro – Entec Gärrest – Aufbereitung). In der nach der anaeroben Stufe nachgeschalteten biologischen Stufe wird der überwiegend in der wässrigen Phase gelöste Ammoniumstickstoff durch strikt limitierte aerobe Verhältnisse in elementaren Stickstoff  und Wasser umgewandelt (N – Senke). Neben den im anaeroben Reaktor gebildeten Schlämmen bildet sich aus den im Umgebungswasser gelösten Kohlenstoffverbindungen zusätzlich neuer Belebtschlamm. Der aerob  nachbehandelte Schlamm erfährt durch die Mikroorganismen einen Um- und Abbau, ohne aber vollständig zu CO₂ umgesetzt zu werden. Durch Sedimentation und Filtration konzentriert sich der Schlamm bis auf 10 – 15 % TR auf. Idealerweise führt man den Schlamm zu großen Teilen wieder in den anaeroben Reaktor zurück. Durch die Konditionierung in der PEGA – Biologie trägt der Schlamm zu einer weiteren, vollständigeren Ausfaulung bei – die technische Ausfaulgrenze sinkt auch deshalb, weil kaum freies Ammonium im Schlamm vorhanden ist („Verdünnung“ des Faulschlamms). Das aufbereitete und abgetrennte Wasser ist nur noch gering mit Stickstoff-, Phosphor- und Kohlenstoffverbindungen belastet und kann z.B. in Kläranlagen endgültig gereinigt und dann direkt in ein Gewässer eingeleitet werden (Verrieselung, Versickerung sind zu prüfen).

Das PEGA – Verfahren bietet folgende Vorteile:

• Deutliche Verringerung der erzeugten Schlammmengen – dadurch erspart sich ein Biogasbetreiber den Bau zusätzlicher Schlammlager zur 9 monatigen Überbrückung
• Die Belastung der Schlämme mit N – Verbindungen sinkt deutlich – der Flächenbedarf verringert sich entsprechend – lange Transporte zu weit entfernten Feldern entfallen
• Durch die Modifikation des Schlamms durch die PEGA – Biologie kann man den Schlamm weitergehender ausfaulen – das erzeugte Biogas nimmt deutlich zu, qualitativ steigt der Methangehalt im Biogas
• Durch den erhöhten Gasertrag lassen sich z.B. Kläranlagen nahezu Energieautark betreiben. Biogasbetreiber freuen sich über höhere Einnahmen oder können bei gleichen Gasmengen den Zukauf von teuren Substraten reduzieren (z.B. bei NaWaRo – Anlagen)
• Die CO₂ – Bilanz einer Biogas – oder Kläranlage verbessert sich deutlich
• Festgestellte N – Überschüsse in einzelnen Regionen werden abgebaut – das PEGA – Verfahren senkt dadurch die Gefahr der Nitratbildung in Grund- und Oberflächengewässer

Einsatz von effizienter und wirtschaftlicher Rühr – und Begasungstechnik in einer PEGA_KA – Biologie

Weitere Auskünfte zum PEGA – Verfahren erteilen:

Dr. Thomas Paust                                                                                          Alfred Albert
033 986 – 50 22 90                                                                                        06024 – 6392-0
0173 – 95 18 532                                                                                            0176 – 10 63 92 01
t.paust@t-online.de                                                                                     alfredalbert@pro-entec.de

PEGA – Verfahren für Biogasanlagen

Durch die Novellierung der DüV unterliegen Biogasanlagen der Pflicht, Lagerraum für Gärreste für mindestens 6 Monate zu errichten. Betreiber ohne eigene Ausbringflächen müssen ab dem 01.01.2020 eine Lagerkapazität von 9 Monaten vorweisen. Je nach Größe der Biogasanlagen können erhebliche Volumina entstehen.

• Bau mehrerer zusätzlicher Gärrestlager, um die verlangten 9 Monate Lagerkapazität abzudecken
• Bei Überschreitung von Endlagerkapazität von > 10 t Biogas muss eine Genehmigung nach §12 BImSchV erfolgen
• Berücksichtigung des Wasserhaushaltsgesetz (WHG) beim Bau der Endlager – Leckageerkennung, Umwallung – bei Einsatz von Bioabfällen doppelwandige Ausführung
• Vergrößerung des Fuhrpark für auszubringende Gärreste, da die Ausbringung in den verbleibenden 3 Monaten im Frühjahr bewerkstelligt werden muss (weitere Fahrstrecken durch höheren Flächenbedarf)
• Stellung einer Sicherheitsleistung für die gesamte Gärrestmenge im Falle der Insolvenz des Betreibers der Biogasanlage

Die Behandlung der Flüssigphase von vorher separierten Gärresten verhindert die Verschleppung von Störstoffen in die PEGA – Biologie. Je nach Eigenschaft der abgetrennten Feststoffe kann dieser entweder zur bodenbezogenen Düngung (stark abgereichert mit NH₄-N, da sich das Ammonium fast vollständig in der Flüssigphase befindet) oder aber zur thermischen Entsorgung kommen. Bei Speiseresten bietet sich das an, um z.B. keine Mikroplastik aus Verpackungsmaterial auf die Felder zu entsorgen.

Funktion

Die PEGA – Biologie wandelt in einem kontrollierten aeroben Milieu den gelösten Ammoniumstickstoff in elementaren Stickstoff und Wasser um. Weiteres Ziel der biologischen Behandlung ist die möglichst hohe Überführung von Kohlenstoff und Phosphor in den sich neu bildenden Belebtschlamm. Damit sinkt der Gehalt an belastenden Inhaltsstoffen der Wasserphase. Das abgetrennte Klarwasser hat damit gemäß den analysierten Inhaltsstoffen in etwa den Charakter eines häuslichen Abwassers.

Die im Prozess abgetrennte Schlammphase soll nach statischer Eindickung und Filtration möglichst vollständig in den anaeroben Bereich der Fermenter zurückgeleitet werden. Durch den Um- und Aufbau im Schlamm kann aus dem Kohlenstoff angereicherten Schlamm erneut Biogas erzeugt werden – wie sich nach zahlreichen Messungen gezeigt hat mit höheren CH₄-Gehalten als bei der herkömmlichen Vergärung.

Vorteile des PEGA – Verfahrens für den Betreiber:

• Kompletter Ausstieg aus der bodenbezogenen Verwertung bzw. starke Reduzierung der Gärrestmenge – der Bau von Gärrestlagerkapazitäten für 180 Tage oder sogar 270 Tage entfällt komplett
• Steigerung der Rohgasausbeute mit Anreicherung der Methangehalte. Dadurch lässt sich der wirtschaftliche Ertrag steigern (bei NaWaRo – Anlagen kann man durch geringen Substrateinkauf die gleiche Menge an Biogas erzeugen – wirtschaftlicher Vorteil)
• Das Verfahren erzeugt keine Düngerprodukte, die angeboten und vermarktet werden müssen. Die Vermarktung solcher Produkte entfällt – es entsteht keine Abhängigkeit von Angebot und Nachfrage
• Es ist sichergestellt, dass keine schädlichen Umwelteinwirkungen durch das PEGA – Verfahren entstehen. Durch den weitestgehenden Ausstieg aus der bodenbezogenen Verwertung sinkt die Umweltbeeinflussung durch Wegfall der Gärresttransporte (CO₂ – und NO_x – Reduktion)
• Die PEGA – Anlage erfüllt den § 6 Nr. 1 BImSchG i.V. mit § 5 Abs. 1 BImSchG als „Energie sparsame und effiziente Anlage“

Weitere Auskünfte zum PEGA – Verfahren erteilen:

Dr. Thomas Paust                                                                                          Alfred Albert
033 986 – 50 22 90                                                                                        06024 – 6392-0
0173 – 95 18 532                                                                                            0176 – 10 63 92 01
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