Schlammbehandlung

Tierhaltung und aktuelle Auswirkungen

Abfälle und die Folgen ihrer Entsorgung werden aufgrund der Umweltschäden zu einem der Hauptprobleme der modernen Welt.

Die Schweinehaltung stellt eine bedeutende wirtschaftliche Aktivität in Spanien dar. Laut Daten des Ministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt gab es 2013 in Spanien mehr als 25 Millionen Schweine, von denen 51 % in den Regionen Katalonien und Aragonien angesiedelt waren.

Diese Zahl ist in den letzten Jahrzehnten Jahr für Jahr gewachsen, was zur Vermehrung von Industriebetrieben außerhalb landwirtschaftlicher Bewirtschaftungskriterien geführt hat und zum Ungleichgewicht zwischen Tierhaltung und Landwirtschaft beiträgt. Dies hat zur Entstehung zahlreicher Umweltverschmutzungsprobleme geführt.

Tierhaltungsbetriebe, vor allem Schweinefarmen, sind von diesem Problem nicht ausgenommen, da sie eine große Anzahl von Tieren beherbergen und oft nicht über genügend Land verfügen, um die große Menge an Abfällen aufzunehmen, was ernsthafte Managementprobleme verursacht.

Gesetzgebung und Kontrollen werden zunehmend strenger, um eine tragfähige Lösung für ein Problem mit schwerwiegenden Umweltauswirkungen zu finden.

Die Verwaltung hat, um die Probleme durch Überdosierung von Gülle als Dünger im Boden anzugehen, einen sehr strengen Rechtsrahmen entwickelt, der den Betrieb von Betrieben beeinflusst.

Daher sind Systeme, die Abwässer effizient behandeln und gleichzeitig wirtschaftlich tragfähig sind, für das Überleben der aktuellen Betriebe sowie für die Förderung neuer Betriebe unerlässlich.

Probleme durch Gülle

Das doppelte Ziel besteht darin, die durch Abfälle verursachten Probleme (Gerüche, Lagerungsprobleme, Verschmutzung von Gewässern, Grundwasser und Böden) zu lösen und andererseits die organische und düngende Last, die sie besitzen, für die landwirtschaftliche Nutzung zu verwerten und so eine Lösung für ein schwer zu entsorgendes Produkt zu bieten.

Der Prozess auf dem Betrieb ist die intensive Schweinezucht, meist in geschlossenen Zyklen, mit einer enormen Erzeugung von festen und flüssigen Abfällen, die eine hohe Schadstoffbelastung für Böden, Wasser und Luft darstellen.

Die logische Verwendung dieser Abfälle ist die Ausbringung auf dem Feld als Dünger, aber aufgrund der hohen Konzentration von Betrieben und damit von Gülle wird die Menge an Exkrementen übermäßig, was Böden und Gewässer verschmutzt und eine große Menge an Gasen in die Atmosphäre abgibt.

Bis heute bestanden die meisten Güllebehandlungsanlagen aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, bei denen Erdgas verbrannt wird, um die Gülle thermisch zu trocknen, und mit der Restverbrennungswärme Strom erzeugt wird, der verkauft und ins Netz eingespeist wird. Die neue Reform des Stromsektors, die den Preis für gekoppelten kWh erheblich gesenkt hat, sowie der Anstieg des Erdgaspreises haben diesen technisch-finanziellen Mechanismus wirtschaftlich untragbar gemacht.

In diesem Kontext müssen die sich entwickelnden Güllebehandlungssysteme neben effizient und umweltfreundlich auch wirtschaftlich nachhaltig sein, ohne auf künstliche Boni angewiesen zu sein, die durch Gesetzesänderungen entfallen könnten.

Diese Behandlungssysteme müssen entsprechend dem Betrieb intensiver Betriebe ausgelegt sein, die Druckwasser als Reinigungssystem verwenden, um die Abfälle wegzuspülen. Diese Technik erleichtert die Reinigung und verbessert die hygienischen Bedingungen des Betriebs, führt jedoch zu einem hohen Wasserverbrauch und erzeugt einen hohen Güllestrom, der nichts anderes als eine flüssig-pastöse Mischung aus Kot, Waschwasser und Futterresten ist.

Die Schadstoffkonzentration in der Gülle hängt von der Betriebsgröße ab, da größere Betriebe intensiver Wasser verwenden. Im Allgemeinen weist die Schadstoffbelastung eine hohe Variabilität auf, da sie vom Produktionsprozess (Muttersauen, Absetzen, Ferkel, Mast usw.), der Fütterung, dem Alter der Tiere usw. abhängt. Diese Faktoren machen eine korrekte Charakterisierung der Abwässer unerlässlich.

Behandlungen und Anwendungen von Gülle

Es gibt verschiedene Alternativen zur Güllebewirtschaftung, von der einfachsten (und oft nicht realisierbaren) bis zur effizientesten und wettbewerbsfähigsten, unter Verwendung verschiedener Technologien wie Ultrafiltration, biologische Behandlungen, physikalisch-chemische Behandlung oder Verdampfung.

Nachfolgend eine kurze Beschreibung der verschiedenen bestehenden Alternativen:

Direkte landwirtschaftliche Ausbringung

Diese Lösung ist nur dann tragfähig, wenn das Gleichgewicht zwischen Landwirtschaft und Tierhaltung ausgewogen ist.

Bei industrieller Tierhaltung ist die Abfallerzeugung im Verhältnis zur verfügbaren Landfläche sehr hoch, da Vorschriften die maximale Menge an Gülle festlegen, die pro Flächeneinheit und Jahr ausgebracht werden darf.

Direktes thermisches Trocknen

Obwohl es eine technisch wirksame Option ist, verursacht sie hohe Betriebskosten. Bislang war dies die übliche Option in Spanien, da die Boni für Kraft-Wärme-Kopplung es wirtschaftlich rentabel machten, Erdgas zu verbrennen, um die Abfälle zu trocknen und Strom zu erzeugen.

Mit der Reform des Stromsektors ist es nicht mehr wirtschaftlich, Erdgas zur Trocknung von Abfällen zu verbrennen.

Kompostierung

Die feste Fraktion der Gülle, gemischt mit Kokosfasern und Torf, kann kompostiert werden. Der Kompost kann in der ökologischen und landschaftlichen Wiederherstellung von Böden verwendet werden, die durch Beweidung, Landwirtschaft, Brennholzsammlung usw. degradiert wurden, wo der Gehalt an organischer Substanz erheblich reduziert wurde und somit die Fruchtbarkeit.

Dies ist jedoch nur eine Lösung für die feste Fraktion, und obwohl die Qualität des Komposts gut ist, ist der zusätzliche Aufwand dieser Alternative im Vergleich zu anderen nur aus ökologischer Sicht gerechtfertigt.

Aerobe biologische Behandlung + physikalisch-chemische Behandlung

Gülle hat ein BSB5/CSB-Verhältnis zwischen 0,2 und 0,4 und einen hohen Stickstoffgehalt im Verhältnis zum Kohlenstoff. Diese beiden Faktoren bedeuten, dass sie zwar durch einen aeroben biologischen Prozess mit Nährstoffentfernung behandelt werden können, die Ergebnisse sich jedoch dramatisch verbessern, wenn der aerobe Prozess mit einem physikalisch-chemischen System kombiniert wird.

Obwohl diese Option technisch wirksam ist, ist sie weder die wirtschaftlich wettbewerbsfähigste noch die einfachste im Betrieb.

Biomethanisierung und Verdampfung des Gärrests

Diese Alternative ist sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch am interessantesten.

Der Gehalt an organischer Substanz in der Gülle ist nicht sehr hoch, aber wenn sie mit organischen Abfällen pflanzlichen Ursprungs oder anderen kohlenstoffhaltigen Abfällen gemischt wird, kann sie einem anaeroben Vergärungs- oder Biomethanisierungsprozess unterzogen werden.

Dabei entstehen:

• Eine feste Fraktion (vergorener Schlamm), stabilisiert und sanitär behandelt, die direkt als Dünger in der Landwirtschaft verwendet werden kann.
• Eine flüssige Fraktion, der Gärrest, der durch ein Vakuumverdampfungsverfahren konzentriert werden kann, wobei auf der einen Seite Wasser und auf der anderen Seite ein konzentrierter Abfall entsteht, der als Dünger verwertet werden kann.
• Eine gasförmige Fraktion, Biogas, das als Brennstoff in einem Kraft-Wärme-Kopplungsprozess verwendet wird, bei dem es in thermische und elektrische Energie umgewandelt wird. Die thermische Energie kann sowohl zur Aufrechterhaltung der optimalen Temperatur (36-38 ºC) des anaeroben Fermenters als auch zur Deckung des Wärmebedarfs des Vakuumverdampfers zur Behandlung des Gärrests genutzt werden. Die elektrische Energie kann sowohl im Tierhaltungsbetrieb als auch in der Güllebehandlungsanlage selbst verbraucht werden, wodurch die Betriebskosten der Aktivität gesenkt werden.

Industrielle Betriebe, die sich der Schweinehaltung widmen, haben somit ein Problem des Ungleichgewichts zwischen dem erzeugten Güllevolumen und der verfügbaren Landfläche zur Aufnahme. Die strengen Vorschriften verlangen, dass die erzeugte Gülle umweltverträglich bewirtschaftet wird, und für die finanzielle Bilanz der Aktivität muss das Behandlungssystem wirtschaftlich wettbewerbsfähig sein.

Von den verschiedenen bestehenden Bewirtschaftungsalternativen ist die wirtschaftlich wettbewerbsfähigste und zugleich umweltfreundlichste die Behandlung der Gülle durch einen Biomethanisierungsprozess. Die Endergebnisse liefern einen als Dünger für die Landwirtschaft nutzbaren Feststoff, eine flüssige Abfallfraktion, die als Dünger verwertet werden kann, Wasser und Energie, die zur Senkung der Gesamtkosten der Aktivität genutzt werden.