Verwertung der Gärreste einer Biogasanlage


Der große Vorteil einer Biogasanlage ist, dass hier nicht nur Strom und Wärme produziert werden kann. Auch das Substrat, welches im Fermenter das Biogas erzeugt und schließlich als ausgefaulte Restmasse vorliegt, muss nicht etwa entsorgt werden, sondern kann vollständig weiterverwendet werden. Diese ausgefaulten Substrate nennt man auch Gärrest.
Die Gärreste können entweder unbehandelt weiterverwendet werden (z.B. als Dünger in der Landwirtschaft), oder durch spezielle Verfahren für besondere Einsatzzwecke aufbereitet werden. Werden die unbehandelten Gärreste auf Felder ausgebracht, muss der Landwirt die bereits vorhandenen Hilfsmittel (z.B. Düngewagen) in der Regel nicht austauschen, sondern kann sie unverändert weiterverwenden. Die Gärreste stellen dabei einen sehr wertvollen Dünger dar, da sie einen hohen Nährstoffgehalt, insbesondere an Phosphor, Kalium, Magnesium und Calcium, aufweisen und der Stickstoff in der Biomasse in Form von gut verwertbarem Ammoniak vorliegt. Die Keimbelastung ist dabei meist wesentlich geringer als bei der Nutzung von unfermentierter Gülle. Ob und wie eine Aufbereitung erfolgt, liegt sowohl an den verwendeten Substraten in der Biogasanlage, also auch am Verwendungszweck der Gärreste. Außerdem muss zunächst geklärt werden, ob ein ausreichend großer Markt für das durch die Aufbereitung erzeugte Produkt vorhanden ist. Das Ganze muss streng wirtschaftlich durchgerechnet werden, da der Aufbereitungsvorgang selbst sowie die dazu verwendeten Zusatzstoffe einen nicht zu unterschätzenden Kostenfaktor darstellen. Die Entscheidung, Gärreste aufzubereiten, kann aus verschiedenen wirtschaftlichen Gründen getroffen werden. Neben den Ausbringkosten, die damit eingespart werden können, kann auch eine zusätzliche Einnahmequelle durch den Verkauf von Dünger bzw. Düngerkonzentraten erschlossen werden. Einzelne Nährstoffe können zudem mit geeigneten Verfahren extrahiert und anschließend ebenfalls in Konzentratform verkauft werden. Die verschiedenen Verfahren zur Aufbereitung von Gärresten lassen sich zunächst in drei verschiedene Klassen unterteilen: physikalische, chemische und biologische Verfahren. Auch die Kombination von mehreren Verfahren ist möglich. Nachfolgend die wichtigsten Verfahren in der Übersicht:
1. Mechanische Separierung der enthaltenen Feststoffe
Durch die mechanische Separierung der Feststoffe kann die Biomasse in zwei Teile getrennt werden – in Festmist mit einem hohen Trockensubstratanteil sowie eine besonders nährstoffreiche Flüssigphase. Diese können dann getrennt voneinander verwendet bzw. verkauft werden, der Festmist z.B. als Dünger über Gärtnereien und Baumärkte, die Flüssigphase zum Anreichern von Substraten in Fermentern oder als Felddünger. Das Verfahren lässt sich relativ leicht unter Zuhilfenahme von Dekantern, Pressen und Sieben durchführen. Allerdings können bei diesem Verfahren keine einzelnen Nährstoffe abgespalten werden.
2. Verdampfen
Hierbei wird der flüssige Anteil des Gärrestes komplett aufgebraucht, so dass nur noch Festmist übrig bleibt. Dieser kann dann – wie im vorigen Abschnitt beschrieben – weiterverwendet werden.
3. Umkehrosmose
Bei der Umkehrosmose werden die Gärreste mit hohem Druck durch eine Membran gepresst. Durch können bis zu 99 Prozent aller Feststoffe und Bakterien vom wässrigen Anteil getrennt werden. Das dabei übrig bleibende Wasser ist so sauber, dass es ungefährdet in Fließgewässer eingeleitet werden kann. Der separierte Feststoffanteil kann wiederum als konzentrierter Dünger verkauft werden.
4. Erzeugen von Phosphatdünger
Durch die Zugabe von Metallionen zum Gärrest reduzieren sich die vorhandenen Nährstoffe drastisch. Anschließend muss das Gemisch gefällt werden, um als Endprodukt einen wertvollen Phosphatdünger zu erhalten.
5. Chemische Pyrolyse
Hierbei handelt es sich um eine recht neue und innovative Technologie, bei der zunächst der Feststoffanteil im Restsubstrat separiert und getrocknet wird. Anschließend wird die getrocknete Masse einer chemischen Pyrolyse unterzogen, bei der Gas erzeugt wird. Dieses Gas kann dann – wie normales Biogas auch – in einem BHKW verbrannt und in Energie umgewandelt werden.
6. Biologische Reinigung
Ähnlich wie in einer Kläranlage kann der Gärrest auch im Rahmen einer aeroben Reinigung in Wasser und Feststoffe aufgetrennt werden. Hierbei kommen spezielle Bakterienkolonien zum Einsatz, die das in der Flüssigkeit enthaltene, organische Material biologisch abbauen. Das Verfahren ist allerdings mit hohem Aufwand und entsprechenden Kosten verbunden und rentiert sich nur in wenigen Fällen