BioEcoSIM-processen för behandling av flytande gödsel utvecklad vid Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB introduceras på marknaden av SUEZ Tyskland som operatör av storskaliga anläggningar. Detta skapar en möjlighet för gårdar att göra sig av med överskottsgödsel och rötrest. Slambehandlingsprodukter är fosfatgödselmedel, ammoniumgödsel och organiska jordförbättringsmedel. Partnerna kommer att tillkännage sitt samarbete för marknadslanseringen på IFAT från 14 - 18 maj i München.

Omkring 200 miljoner kubikmeter flytgödsel från boskapsuppfödning hamnar varje år på åkrar och ängar i Tyskland. Mer än 90 procent av det "svarta guldet" består av vatten och innehåller betydande mängder av de viktiga växtnäringsämnena kväve och fosfor. Dock, om mer flytande gödsel tillförs åkrarna än vad jorden kan binda och växterna kan ta upp, mikroorganismer omvandlar ammoniumkvävet i marken till nitrat som sipprar ner i grundvattnet. Problemet:När stora mängder flytande gödsel produceras, det saknas ofta åkermark som behöver gödslas. Av denna anledning, gödningsgårdar använder så kallade flytgödselbyten för att beordra tankbilar att transportera sin flytgödsel till områden som kräver näringsämnen – ofta flera hundra kilometer bort.

Med sin BioEcoSIM -process, Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB har utvecklat en miljövänlig lösning. "Vi har kombinerat olika bearbetningssteg till en övergripande process och integrerat dem i en modulär anläggning, "Dr Iosif Mariakakis, Fraunhofer IGB näringsexpert, förklarar. Detta gör att de värdefulla näringsämnena kan återvinnas som lätt transporterbara och exakt uppmätta fosfor- och ammoniumgödselsalter. De fasta organiska komponenterna återvinns också genom torkning och konditionering med en energieffektiv process. De finns sedan tillgängliga i form av humusbildande jordförbättrare. Gårdsgödseln återvinns alltså nästan helt och de återvunna komponenterna återförs till jorden.

Storskalig implementering och operatörsmodell

Med SUEZ Tyskland, Fraunhofer IGB har nu fått en licenstagare för den patenterade teknologin. Det globalt verksamma företaget för återvinning och återvinning av avfall kommer att investera i processanläggningar som operatör. "Gradvis, storskaliga tekniska anläggningar ska byggas, på riksbasis, att ta överskottsgödsel från jordbrukare, uppfödnings- och gödningsgårdar. Speciellt de logistiska aspekterna av leverans kommer att beaktas vid val av anläggningsplatser, " säger Kai Bastuck, Chef för affärsenhetsutveckling för återvinning och återvinning på SUEZ Tyskland, beskriver affärsmodellen. "Genom att återvinna den ändliga råvaran fosfor, Tysklands beroende av fosforimport minskar. Detta sparar ändliga fosforresurser och minskar föroreningar i jord. På det här sättet, vi bidrar till en hållbar framtid och förvandlar näringsämnen till värdefulla ämnen, " säger Bastuck. Fraunhofer IGB stödjer SUEZ Tyskland i den vidare utvecklingen av processen.

En första bearbetningsanläggning med ett utslag på en kubikmeter per timme byggs för närvarande som en "Living Pilot Plant" på SUEZs Zorbau-anläggning i Sachsen-Anhalt. Den flexibelt designade anläggningen kommer att bearbeta nöt- och grisgödsel, men även jäsningsrester från biogasanläggningar, och därmed fungera som en plan för ytterligare storskaliga anläggningar.

"En genomsnittlig fabrik i industriell skala producerar sedan cirka 100 kilo fosfatgödsel, 100 kilo kvävegödsel och 900 kilo organiskt, näringsfattiga fasta ämnen per timme från tio kubikmeter rå flytgödsel, " förklarar Siegfried Egner, Avdelningschef vid Fraunhofer IGB. De potentiella besparingarna i konstgödsel är enorma. Med en kapacitet på en miljon kubikmeter flytgödsel per år, vilket ungefär motsvarar mängden från ett hundratal gödningsgårdar, en växt kan producera 10, 000 ton ammoniumgödsel och 10, 000 ton fosfatgödsel. Detta motsvarar nästan de årliga kraven för hela Tyskland.

BioEcoSIM -processen

Olika processsteg är nödvändiga för att fullständigt bearbeta flytande gödsel. I ett första steg, den vattenhaltiga flytgödseln förbehandlas så att fosforn är helt upplöst. Den separeras i en fast och en flytande fas genom tvåstegsfiltrering.

Den avvattnade fasta fasen torkas med en energieffektiv process, också utvecklad på Fraunhofer IGB, som arbetar med överhettad ånga i ett slutet system och därför är särskilt energieffektivt. De torkade organiska komponenterna kan eventuellt vidare omvandlas till organisk biokol vid 450°C via ett pyrolyssteg – som i torkningssteget i en atmosfär av överhettad vattenånga.

Den flytande gödselfraktionen innehåller de lösta oorganiska näringsämnena. I en nederbördsreaktor, fosfor utvinns först och fälls ut och filtreras bort som kalciumfosfat, magnesiumfosfat eller magnesiumammoniumfosfat. Kväve återvinns i ett andra steg. För det här syftet, den vattenhaltiga fraktionen separeras som ammoniumsulfat med hjälp av membrandestillation, och kristalliserade. Kvar är vatten som bara innehåller spår av fosfor och kväve men som är rikt på kalium; detta kan bäst användas för bevattning.

I omfattande undersökningar och fältstudier, Fraunhofer-forskarna har visat att mineralgödsel och organiska jordförbättringsmedel som framställs av gårdsgödsel kan användas direkt som lättillgängliga gödselmedel och humusbildande substrat i jordbruket.