Gärrestseparation: Schneckenpressen, Zentrifugen, Massen- und Nährstoffbilanz

Die Gärrestseparation besteht in der mechanischen Trennung in eine feste Fraktion und eine flüssige Fraktion. Die feste Fraktion enthält den Großteil des Phosphors und einen erheblichen Teil der organischen Substanz, die flüssige den Großteil des Kaliums und des Ammoniumstickstoffs. Das ermöglicht es, Phosphor kostengünstiger über größere Entfernungen zu transportieren, die Nährstoffe besser zu verwerten und das Volumen der Behälter für den flüssigen Teil zu verringern. Typischerweise macht die feste Fraktion gut zehn Prozent der Gärrestmasse aus und hat einige zehn Prozent Trockensubstanz.

Technologien

Die angegebenen Bereiche sind Richtwerte und hängen vom Gärrest (Viskosität, Fasern), den Einstellungen und der Dosierung von Flockungsmitteln ab.

Wohin die Inhaltsstoffe gelangen

Näherungsweise (Bereiche abhängig von Technologie und Material):

• Trockensubstanz – gut zehn bis einige zehn Prozent gelangen in die feste Fraktion,
• Phosphor – ein erheblicher Teil (oft die Hälfte bis über 70%) in die feste Fraktion,
• Gesamtstickstoff – etwa 20–40% in die feste Fraktion; Ammoniumstickstoff verbleibt hauptsächlich in der Flüssigkeit,
• Kalium – fast vollständig in der Flüssigkeit.

Beispiel einer Bilanz

Annahmen: 10.000 t Gärrest jährlich, Trockensubstanz 7% (700 t TS). Die Schneckenpresse erzeugt eine feste Fraktion: 12% der Masse (1200 t) mit TS 25% (300 t TS). Flüssige Fraktion: 8800 t, TS = (700 − 300) / 8800 ≈ 4,5%. In diesem Beispiel gelangen 43% der Trockensubstanz in die feste Fraktion. Wenn der Gärrest 1,5 kg P₂O₅/t enthält (15 t jährlich) und 60% in die feste Fraktion gelangen, befinden sich ca. 9 t P₂O₅ in den 1200 t fester Fraktion (7,5 kg/t), und in der Flüssigkeit verbleiben ca. 6 t P₂O₅ in 8800 t (0,7 kg/t). Eine solche Umrechnung zeigt, dass die feste Fraktion je Tonne 10-mal reicher an Phosphor ist als die Flüssigkeit.

Vor- und Nachteile

Vorteile:

• die feste Fraktion eignet sich für Transport, Kompostierung, Trocknung, Granulierung,
• die Flüssigkeit lässt sich leichter pumpen und ausbringen, geringeres Risiko der Schlauchverstopfung,
• geringerer Bedarf an Lagervolumen für die Flüssigkeit,
• Möglichkeit, die Nährstoffe besser an den Bedarf der Felder anzupassen.

Nachteile:

• Investition und Energie,
• Notwendigkeit, beide Fraktionen zu verwerten,
• Risiko von Ammoniakemissionen aus der festen Fraktion bei der Lagerung,
• Flockungsmittel (Polymere) erfordern eine Bewertung der Auswirkungen auf den Boden.

Wahl der Technologie

1. Legen Sie das Ziel fest: Phosphortransport, Trocknung, Kompost, Volumenreduzierung.
2. Prüfen Sie Viskosität und Fasergehalt im Gärrest; Stroh und Mist erhöhen die Wirksamkeit der Presse.
3. Fragen Sie den Lieferanten nach dem garantierten Trockensubstanzgrad der festen Fraktion bei einem Gärrest, der Ihrem ähnlich ist (Referenzen).
4. Berechnen Sie die Energiekosten und den Verbrauch an Flockungsmitteln.
5. Planen Sie den Lagerplatz für die feste Fraktion (Platte, Überdachung) im Einklang mit den Vorschriften.

Betrieb

• Kontrollieren Sie regelmäßig Siebe, Messer und Dichtungen.
• Messen und protokollieren Sie die Trockensubstanz beider Fraktionen; ein Rückgang der Wirksamkeit signalisiert Verschleiß.
• Sorgen Sie nach Arbeitsende für eine Spülung.
• Achten Sie auf Belüftung und Sicherheit: Gärrest kann NH₃ und H₂S freisetzen.

Häufige Fehler

• Erwartung hoher Trockensubstanz bei Gärrest allein aus Gülle ohne Fasern.
• Fehlender Platz für die feste Fraktion.
• Zu hohe Dosis an Flockungsmittel.
• Auslassen der Stickstoffbilanz bei der Lagerung der festen Fraktion.

Die Separation ist ein logistisches und agronomisches Werkzeug; ihre Wirtschaftlichkeit hängt davon ab, was anschließend mit den Fraktionen geschieht.

Verwertung der festen Fraktion

Die feste Fraktion kann direkt als Phosphor-organischer Dünger auf die Felder ausgebracht, kompostiert, getrocknet oder granuliert werden. Bei der Lagerung von Mieten auf dem Feld oder auf einem Platz sind die Anforderungen an dichte Platten und Sickersäfte sowie zeitliche Beschränkungen zu beachten. Die Flüssigkeit wird in Behältern gelagert, und die Ausbringung wird nach dem Gehalt an N und K geplant. Den Phosphor in der festen Fraktion sollte man im Verhältnis zum Nährstoffvorrat des Bodens bilanzieren, da er sich bei häufiger Düngung anreichern kann.

Kontrollkennzahlen

Gute Praxis ist die wöchentliche Messung der TS beider Fraktionen oder nach jeder Änderung der Einstellungen, ein Register der Betriebsstunden des Separators und des Verbrauchs an Flockungsmittel (kg/t) sowie die Aufzeichnung der Energie (kWh/t). So lässt sich ein Rückgang der Wirksamkeit erkennen und lassen sich die Wartungskosten begründen.

Fragen an den Lieferanten des Separators

Fragen Sie nach der garantierten Trockensubstanz der festen Fraktion bei einem Material, das Ihrem ähnlich ist, nach dem Energieverbrauch je Tonne, dem Verbrauch an Flockungsmittel, der Lebensdauer von Sieben und Schnecken, den Kosten der Verschleißteile und dem erforderlichen täglichen Bedienaufwand. Bitten Sie um Referenzen von Anlagen mit ähnlichem Mix. Die Gesamtkosten (Investition plus Betrieb über 8–10 Jahre) entscheiden besser über die Wahl als der Anschaffungspreis.