Energie

Gülle- und Gärrestaufbereitung mit Bluetector BlueBox Ultra

Wohin mit den Nährstoffen aus Gülle und Gärresten, wenn zu viel davon da ist? Die biologische Kläranlage von Bluetector bringt den Stickstoff zurück in die Luft.

Wie in einer kommunalen Kläranlage bauen Bakterien in der Bluetector-Anlage Ammonium zu elementaren Luftstickstoff um. (Bildquelle: Stefan Tovornik)

Gut zu wissen

- Bakterien bauen Ammonium zu Nitrat und zu Luftstickstoff um.
- Der TS-Gehalt der Dünngülle im Belebtschlammbecken sollte nicht über drei Prozent liegen.
- Die Bluetector-Anlage steuert die Belüftung des aeroben Beckens und dosiert Bakterien dazu.
- Die Wartungskosten betragen pro Tonne zwei Euro ohne MwSt.
In Belebtschlammbecken von kommunalen Kläranlagen bauen Bakterien die im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen um. Warum also nicht dieses gut funktionierende Prinzip für die Aufbereitung von Gülle und Biogasgärresten nutzen? Diese Frage stellte sich David Din, Geschäftsführer der Firma Bluetector.
Jedoch enthalten Gülle und Gärreste mit rund 3 000 bis 4 000 mg pro Liter deutlich mehr Ammonium-Stickstoff als kommunale Abwässer. Deren Stickstofffracht liegt bei nur rund 50 mg pro Liter. Hohe Ammoniumgehalte sind für die biologische Aufbereitung in Kläranlagen problematisch. Denn es kann durch die Stoffwechselprodukte zur Hemmung der Bakterienaktivität kom­men. Um das zu verstehen, ist ein kleiner Exkurs in die Chemie nötig (siehe Kasten „Nitrifikation und Denitrifikation“).
Um optimale Bedingungen für die Bakterien zu erhalten, müssten Laugen und Säuren sowie Ethanol als Kohlenstoffquelle dazu dosiert werden. Das wäre für die Aufbereitung von Gülle und Gärresten viel zu teuer, wie David Din betont. „Deswegen mussten wir eine andere Lösung finden.“

Lösung für hohe Stickstoff­frachten

Bluetector unterstützt den mikrobiellen Prozess durch Zugabe von Bakterien und durch eine intelligente Steuerung. „Das Besondere an unseren Bakterien ist, dass sie weniger Sauerstoff für die Nitrifikation benötigen als die Bakterien in kommunalen Kläranlagen. Normalerweise brauchen die Bakterien eine Sauerstoffkonzentration von 1,5 bis 2,5 mg pro Liter. In unserer Anlage reichen 0,5 mg pro Liter“, sagt David Din. Das ist entscheidend, weil die Kompressoren für die Behälterbelüftung den meisten Strom brauchen. Ein geringer Sauerstoffbedarf der Bakterien spart Strom.
Die Bakterien kommen in der Natur vor. Die genaue Zusammensetzung der Bakterienstämme ist Betriebsgeheimnis. Bluetector liefert sie mit Maisstärke vermischt, die als kohlenstoffhaltige Nahrung dient. Pro Tonne Dünngülle im Klärbecken dosiert die Anlagensteuerung ca. 5 g der Bakterien-Maisstärke-Mischung dazu. Vorher wird die trockene Mischung mit dem aufbereiteten Prozesswasser angemischt und dann in den Membrantank gepumpt. Von dort gelangen sie mit dem im Membranfilter abgetrennten Klärschlamm in den Kreislauf.
Der Membranfilter ist die letzte Stufe des Klärprozesses. Das geklärte Wasser ist bräunlich, aber es riecht nicht. Das Wasser ist so zwar nicht Vorfluter-einleitfähig, doch es eignet sich zum Beispiel für die Bewässerung.

Mikrobieller Abbau im Klärbecken

Der mikrobielle Abbau des Ammoniums (NH4+) zu Luftstickstoff (N2) erfolgt vorher in einem großen Klärbecken. Das Becken ist mit Trennwänden so unterteilt, dass in der Mitte ein kleiner, runder Behälter entsteht, der von einem äußeren Ring umgeben ist. An einer Stelle der runden Trennwand ist unten ein etwa 1 mal 1 m großer Durchlass. Durch diesen kann die Flüssigkeit vom inneren Bereich in den äußeren Ring gelangen.
Eine weitere Trennwand im äußeren Ring bewirkt, dass zwangsweise eine Strömung entsteht, weil die zu klärende Dünngülle kontinuierlich im inneren Bereich dazu gegeben wird. Sie gelangt von dort durch die Öffnung in der Trennwand in den äußeren Beckenring, bewegt sich hier einmal im Kreis bis zu einem Auslass. Über den Auslass gelangt die Flüssigkeit in den Mem­branfilter, der den Schlamm abfiltert.
Eine Exzenterschneckenpumpe fördert das Dicke wieder zurück in den inneren Bereich des Klärbeckens. Dort beginnt der Kreislauf von neuem. In den äußeren Beckenring blasen Kompressoren Luft ein. Über Belüftungsmembrane am Behälterboden perlen feine Luftbläschen in die Flüssigkeit und steigen nach oben. Hier fühlen sich die aeroben Bakterien wohl, die Ammonium zu Nitrit und Nitrat umwandeln.
Im inneren Beckenbereich herrschen hingegen anaerobe...

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