Synergetische Nutzung von Gülle und Kohle zur Erzeugung von Biogas und Düngemitteln

Aufgrund der enthaltenen Nährstoffe eignen sich Wirtschaftsdünger, wie Gülle, Jauche und Mist, hervorragend als natürliche Dünger. Die Vergärung von Wirtschaftsdünger in einer Biogasanlage kann einerseits zur Bereitstellung von Energie genutzt werden, andererseits wirkt sich die Vergärung überwiegend positiv auf die Düngewirkung aus. Beispielsweise werden die Pflanzenverträglichkeit und Fließfähigkeit der Wirtschaftsdünger erhöht sowie die Emissionen von Methan, das Keimen von Unkrautsamen und die Übertragung von Krankheitserregern reduziert. Auf der anderen Seite wird durch die Vergärung jedoch vermehrt Stickstoff mineralisiert, was zu erhöhten Ammoniak-Emissionen führt. Darüber hinaus ist der Wasseranteil von flüssigen Wirtschaftsdüngern, wie Gülle und Jauche, sowohl unbehandelt als auch vergoren in der Regel sehr hoch, weshalb der Transport über lange Strecken ökologisch und ökonomisch nicht sinnvoll ist. Eine Trennung von Flüssig- und Festphase ist nur bedingt hilfreich, da in der Flüssigphase noch viele (vor allem wasserlösliche) Nährstoffe verbleiben, die in einem größeren Umkreis aufgebracht werden müssen.

Eine mögliche Lösung könnte die Vermischung von Wirtschaftsdüngern mit Kohle darstellen. Insbesondere Braunkohle besitzt einen hohen Anteil an Huminstoffen, die Nährstoffe binden können und eine hohe Kationen-Austausch-Kapazität aufweisen. Dadurch wird Ammoniak gebunden, wodurch sich die Emissionen bei der Ausbringung und der Geruch der Wirtschaftsdünger reduzieren lassen. Da die Nährstoffe gebunden werden, verbleibt der überwiegende Anteil nach einer Separation hochkonzentriert in der Festphase, die sich als Bodenverbesserer weiter transportieren lässt als die Flüssigphase mit einem sehr hohen Wassergehalt. Zudem wird durch die Huminstoffe das Pflanzenwachstum gefördert und Nährstoffe im Boden nicht mehr ausgewaschen. Die Huminstoffe erhöhen auch die Wasserspeicherkapazität im Boden, was besonders im Hinblick auf längere Dürreperioden von Vorteil ist.

Sowohl die Vergärung als auch die Mischung mit Kohle verbessern demnach die Düngeeigenschaften von Wirtschaftsdüngern. Aus diesem Grund soll in diesem Projekt die Kombination dieser beiden Maßnahmen untersucht werden. Dazu sollen sowohl unterschiedliche Biokohlen als auch Braunkohle einer Co-Vergärung mit Rindergülle zugeführt werden. In batch- und kontinuierlichen Laborversuchen werden dabei die Auswirkungen auf den Biogasprozess sowie der Nährstoffübergang unter verschiedenen Einflussfaktoren bestimmt. Neben der Art der Kohle, dem Mahlgrad und dem Mischungsverhältnis, soll auch der Einfluss der enthaltenen Huminstoffe auf die Resultate untersucht werden.