Zusammenfassung Heft 32

Zusammenfassung:

Der Flüssigmist eines Schweinemastbetriebes wurde in einer halbtechnischen Versuchsanlage abwassertechnisch nach dem Tropfkörperverfahren behandelt. Die Versuchsanlage besteht aus einer vorgeschalteten, anoxischen Denitrifikationsstufe und zwei kaskadenartig nachgeschalteten, aeroben Tropfkörperstufen. Verschiedene Filtermaterialien (Rinde von Fichte, Kiefer und Kunststoffelemente FLOCOR) wurden in drei Versuchsreihen über mehrere Monate getestet.

Die zerkleinerte Rinde wurde als biologisch verwertbares Tropfkörpermaterial eingesetzt, um als Bewuchsfläche für Mikroorganismen sowie Nährstoffdepot und Adsorptionsmittel für Gülleinhaltsstoffe zu dienen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag beim biologischen Abbau der Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen sowie bei der Elimination von Phosphor und Kalium aus der Gülle.

Der biologische Abbau des BSB5 und CSB aus dem Flüssigmist erfolgte in allen Versuchsreihen zu über 95 %. Die Stickstoffverbindungen der Gülle wurden über die Nitrifikation und Denitrifikation zu 85 % in den Versuchsreihen mit Rinde als Füllmaterial und zu 78 % bei den Kunststoffelementen abgebaut. Die beiden Rindenfilter (Fichte) der ersten Versuchsreihe hielten insgesamt 11%, der Kiefernrindenfilter der zweiten Versuchsreihe rund 8 % des zugeführten Güllestickstoffs zurück. Nahezu der gesamte Stickstoff lag im Rindenfiltermaterial in organischer Bindung vor. Beim Vergleich der Abbauraten über 100 Versuchstage wurden in den Versuchsreihen mit Rindenfilterkörpern insgesamt höhere Kohlenstoff- und Stickstofffrachten entnommen als beim Betrieb der Anlage mit Kunststoffelementen.

In der sorptionsfähigen und teilweise biologisch verwertbaren Rinde als Füllkörpermaterial verlaufen die mikrobiellen Prozesse Nitrifikation und Denitrifikation simultan. Der zügige Nitratbbau durch das mikrobiell bewachsene Rindenmaterial wurde im Labortest bestätigt. In Verbindung mit der Sorption von Puffersubstanzen aus der Gülle gewährleistet der Rindenfilter einen optimalen pH-Wert für die mikrobiellen Prozesse, insbesondere die Nitrifikation.

Eine Freisetzung von Ammoniak und Distickoxid aus der Versuchsanlage konnte in den durchgeführten Meßkampagnen nur in unbedeutendem Ausmaß festgestellt werden. Demnach erfolgte der biologische Abbau der Stickstoffverbindungen aus der Gülle bis auf eine geringe Festlegung im Rindenfilter nahezu vollständig bis zum elementaren Stickstoff (N2).

Die Standzeit des Filterkörpers mit Fichtenrinde erwies sich bei diesem Versuchsaufbau für einen dauerhaften Kohlenstoff- und Stickstoffabbau als limitierender Faktor. Aufgrund von Dichtlagerungsvorgängen war dieser Filterkörper nach 120 Betriebstagen in seiner Tropfkörperleistung erschöpft. Der Abzug von Überschußschlamm und die Verwendung der strukturstabilen Kiefernrinde erhöhte die Standzeit auf über 250 Tage.

Neben der Filtration von Güllefeststoffen reichert sich die Rinde über die Inkorporation durch den Biofilm und über adsorptive Vorgänge unter anderem mit Phosphor und Kalium an. Das Adsorptionsvermögen des Rindenmaterials konnte im Rührversuch mit Gülle bestätigt werden. Bei im Vergleich zum vorhandenen Filtervolumen (Fichte) rund doppeltem Gesamtzufluß an Gülle wurden 55 % des zugeführten Güllephosphors und 58 % des Güllekaliums eliminiert. Bei halbiertem Rindenfiltervolumen entnahm die Kiefernrinde rund 30 % und 37 % des verabreichten Phosphors bzw. Kaliums. In beiden Untersuchungsreihen wurde gegen Versuchsende der Filterdurchbruch bei der Kaliumelimination nahezu erreicht.

Das relativ Stickstoff arme, aber ansonsten nährstoffangereicherte Rindenfiltermaterial kann auf betriebliche Ackerflächen
ausgebracht werden und zur Humusversorgung der Böden beitragen. Bei überschüssigem Phosphor- und Kaliumanfall aus der Tierhaltung kann Jas Rindenfiltermaterial außerbetrieblich verwertet werden und somit der betriebliche Nährstoffkreislauf entfrachtet werden. Das anfallende Rindenmaterial könnte zur Bodenverbesserung und als Abdeckmaterial in verschiedenen Bereichen des Landschaftsbaus eingesetzt werden.

Dem gering belasteten Ablaufwasser stehen betriebsintern als Brauchwasser verschiedene Verwendungszwecke zur Verfügung. Die Pflanzenverträglichkeit beim Einsatz als Beregnungswasser für landwirtschaftliche Kulturen wurde in Gefäßversuchen nachgewiesen.

Das entwickelte Entsorgungskonzept sieht eine Teilreinigung des überschüssigen, umweltgefährdenden Flüssigmistes dezentral auf Betriebsebene vor. Die relativ einfache, landwirtschaftlich praktikable Verfahrensführung reduziert die Umweltbelastungen durch Gülle und erleichtert kleineren bis mittleren Tierhaltungsbetrieben die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften.