Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Deutschland z\u00e4hlt mit der Produktion von j\u00e4hrlich etwa 28 Millionen Tonnen Rohmilch zu den gr\u00f6\u00dften Milcherzeugern weltweit. Rationalisierung und Unternehmenszusammenschl\u00fcsse f\u00fchrten dazu, dass weniger, daf\u00fcr gr\u00f6\u00dfere, produktionsst\u00e4rkere Molkereien entstanden, wodurch auch die produzierten Abwassermengen anstiegen. Aufgrund hoher organischer Frachten und leichtabbaubarer Substanzen wie Zucker, Proteine oder organischer S\u00e4uren eignen sich Molkereiabw\u00e4sser besonders f\u00fcr die anaerobe Verg\u00e4rung zu Biomethan und damit zur energetischen Nutzung. Diese Abw\u00e4sser werden allerdings nur selten verwertet und in \u00fcber 90 % der Molkereien kostenintensiv entsorgt. Verfahren zur anaeroben Vorbehandlung der Abw\u00e4sser erm\u00f6glichen den Molkereien Energie in Form von Methan zu gewinnen und dem Unternehmen zur\u00fcckzuf\u00fchren. Dadurch lassen sich betriebsintern CO2-Emissionen reduzieren und Energiekosten einsparen.
\nZiel des Projekts ist es, am Beispiel der Privatmolkerei Naarmann, ein Abwasserbehandlungskonzept zu entwickeln und zu optimieren, in dem sowohl die Abwasserreinigungsleistung sowie die energetischen Nutzungsm\u00f6glichkeiten dargestellt werden. Mit diesem Konzept werden schlie\u00dflich Scale-Up und Implementierungsdaten ermittelt, die ebenfalls auf andere Molkereien \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Projekt wurde zur Behandlung und zur energetischen Nutzung von Molkereiabw\u00e4ssern ein Verfahrenskonzept entwickelt und dieses am Beispiel des Standorts der Privatmolkerei Naarmann \u00f6konomisch und \u00f6kologisch bewertet. Dazu wurden zun\u00e4chst die Energie- und Stoffstr\u00f6me der Molkerei erfasst sowie die Abwasserstr\u00f6me vor Ort betrachtet und beprobt. Anhand der Bilanzen und Analysenergebnisse wurden die Abwasserstr\u00f6me bewertet und die geeignete Reaktortechnik f\u00fcr das Verfahrenskonzept ausgew\u00e4hlt. Anschlie\u00dfend wurde auf Basis dieser Erkenntnisse eine halbtechnische Versuchsanlage geplant, gebaut und mit dem Molkereiabwasser betrieben. Mit der Technikumsanlage wurde ein Versuchsprogramm durchgef\u00fchrt, dass schlie\u00dflich Aussagen \u00fcber die Abbaubarkeit des Abwassers und die energetischen Potentiale liefert sowie Scale-Up Daten f\u00fcr die Implementierung in der Gro\u00dftechnik bereitstellt. Dazu wurde der Einfluss der hydraulischen Verweilzeit auf den Methanertrag und die Methanbildungsrate sowie die Abbaugrade des Chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) ermittelt. Diese Verfahrensdaten dienten abschlie\u00dfend dazu die Integration des Verfahrenskonzepts am Standort der Privatmolkerei Naarmann \u00f6kologisch und \u00f6konomisch zu bewerten. Dazu wurden CO2-Bilanzen erstellt, Betriebs- und Investitionskosten ermittelt sowie Einsparungsm\u00f6glichkeiten beim Einkauf von Erdgas und der Reduzierung der CO2-Steuern dargestellt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die im Projekt erzielten Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:
\n1. Die Energie- und Abwasserstr\u00f6me der Privatmolkerei Naarmann wurden erfasst und bewertet
\n2. Analyse und Bewertung der Energiestr\u00f6me
\n\u2022 0,34 kWhErdgas\/kgRohmilch & 0,01 kWhStrom\/kgRohmilch
\n\u2022 CO2-Fu\u00dfabdruck der Molkerei: 13.720 t CO2\/a bzw. 0,09 kg CO2\/kgRohmilch
\n\u2022 88 % des Strombedarfes & 26 % des W\u00e4rmebedarfs durch KWKK-Prozess abgedeckt
\n3. Analyse und Bewertung der anaeroben Abbaubarkeit der Abwasserstr\u00f6me:
\n\u2022 Das Molkereiabwasser l\u00e4sst sich effizient, anaerob abbauen
\n\u2022 Der anaerobe Abbau weist keine Hemmungen durch St\u00f6rstoffe u. Inhaltsstoffe im Abwasser auf
\n\u2022 Zugabe von N\u00e4hrstoffen f\u00fcr den Betrieb der anaeroben Reaktoren nicht notwendig
\n4. Es wurde eine halbtechnische Versuchsanlage zur Erfassung von Scale-Up Daten betrieben
\n5. Ergebnisse aus den praktischen Untersuchungen an der halbtechnischen Versuchsanlage und des Molkereiabwassers:
\n\u2022 Reaktorspezifische Methanbildungsrate von bis zu 1,5 Nm3CH4\/(m3R\u00b7d)
\n\u2022 Es wurden CSB-Abbaugrade von \u00fcber 70 % (anaerob) und mit zus\u00e4tzlicher aerober Behandlung sind CSB-Abbaugrade von \u00fcber 90 % erreicht
\n\u2022 CO2-Einsparungspotential von bis zu 5 kg CO2e\/m3 Abwasser
\n6. Ergebnisse der technischen und \u00f6konomischen Bewertung des anaeroben Reaktorkonzeptes:
\n\u2022 J\u00e4hrliche Erdgaseinsparungen von 5 \u2013 6 % durch Biomethanr\u00fcckf\u00fchrung
\n\u2022 J\u00e4hrliche Kosteneinsparungen von \u00fcber 90.000 \u20ac\/a
\n\u2022 Treibhausgaseinsparungen von bis zu 1.000 t CO2e\/a
\n7. Empfehlung des entwickelten Konzeptes aus Misch- und Ausgleichsbecken, Druckentspannungsflotationsanlage und EGSB-Reaktor f\u00fcr die anaerobe Abwasserbehandlung bei der Privatmolkerei Naarmann<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt \u201eEnerMolk\u201c wurde bei folgenden Veranstaltungen und Medien pr\u00e4sentiert:
\n\u2022 Pr\u00e4sentation des Projekts bei der PIUS-L\u00e4nderkonferenz vom 03. bis 04.03.2021 (Online)
\n\u2022 \u201eDie Energie aus dem Abwasser gewinnen\u201c, FH M\u00fcnster Pressemitteilung vom 11.05.2020 (Zugriff: https:\/\/www.fh-muenster.de\/egu\/news\/pressearchiv.php?pmid=8245)
\n\u2022 \u201eNaarmann: Energie aus Abwasser gewinnen\u201c, M\u00fcnsterl\u00e4ndische Volkszeitung vom 15.05.2020
\n\u2022 \u201eDas Beste aus Resten\u201c, Westf\u00e4lische Zeitung vom 25.05.2020
\n\u2022 \u201eDie Energie aus dem Abwasser gewinnen\u201c, Wirtschaft M\u00fcnsterland Magazin 03\/2020, S. 43
\n\u2022 \u201eMolkereiabwasser-Behandlung f\u00fcr ein nachhaltiges Energiekonzept\u201c, Wasserwirtschaft Wassertechnik (wwt) Fachmagazin 09\/2020, S. 14
\n\u2022 Veranstaltung, 11.# energie.fr\u00fchst\u00fcck \u2013 Energieerzeugung durch Abwasserbehandlung, Erneuerbare Energie Accelerator by storch.energy, 04.04.2022
\n\u2022 Veranstaltung, Technologie Hessen: Bio. Innovationen. St\u00e4rken \u201eWasser und Boden \u2013 Stoffstr\u00f6me nutzen, Ressourcen schonen\u201c, 07.04.2022<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projekts konnten die energetischen Nutzungsm\u00f6glichkeiten von Molkereiabw\u00e4ssern am Beispiel der Fa. Naarmann dargestellt und erfasst werden. Die durch die anaerobe Abwasserbehandlung gewonnene Energie kann in Form von Biomethan der Molkerei zur\u00fcckgef\u00fchrt werden. Hierdurch werden Treibhausgasemissionen in Form von CO2 verringert und das Abwasser- und Energiekonzept der Molkerei verbessert. Gleichzeitig werden die organischen Frachten im Abwasser reduziert und dadurch kommunale Kl\u00e4ranlagen lokal entlastet. Dar\u00fcber hinaus l\u00e4sst sich das am Beispiel der Fa. Naarmann entwickelte Abwasserkonzept auf andere Molkereien \u00fcbertragen und anwenden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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