Nähr- und Schadstoffgehalte in Gärrückständen Arbeitskreis Biogas 10.12.2007 Biogasgülle Nähr- und Schadstoffgehalte in Gärrückständen Christoph Scheffknecht

Übersicht Einleitung und Motivation für Projekt Auswahl und Kurzcharakterisierung der Schadstoffe Auswahl der Anlagen Vorstellung und Diskussion der Ergebnisse Zusammenfassung und Ausblick Christoph Scheffknecht

Einleitung Mittlerweile rund 30 Biogasanlagen Verfahrenstechnik teilweise gut untersucht Nährstoffe in Gärrückständen bekannt Gülle und Cofermente können Schadstoffe enthalten -> aber nur wenig Info Schadstoffbelastung des Bodens und des Grundwassers durch landwirtschaftliche Verwertung der Gärrückstände ? Einfluss der Schadstoffe auf Gärprozess ? => Projekt der Abfallwirtschaft und dem Umweltinstitut Christoph Scheffknecht

Auswahl der Parameter Wichtigste Düngeparameter sind bekannt Kriterien für Schadstoffauswahl: Toxizität für Mensch und Umwelt ? Anreicherung im Boden oder Grundwasser ? Eintrag über Gülle oder Cofermente plausibel ? Literaturdaten vorhanden ? Christoph Scheffknecht

Schadstoffe Schwermetalle (Cu, Ni, Zn, Cr, Pb, Cd, Hg): Anreicherung, Toxizität, Spurenelement Mineralöl (Kohlenwasserstoffe): Schwer abbaubar, Toxizität, Grundwasserkontamination Antibiotika : Anreicherung, Resistenz Tenside (Nonylphenol und –ethoxylate, BPA, QAV): Hormonähnliche Wirkung, bakterizid, schwer abbaubar Christoph Scheffknecht

Schadstoffe II Polychlorierte Biphenyle (PCB): Anreicherung, chronische Toxizität, krebserregend Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK): Anreicherung, krebserregend, entstehen bei unvollständiger Verbrennung Christoph Scheffknecht

Auswahl der Anlagen Aufwand für Untersuchung sehr hoch -> Beschränkung auf 6 Anlagen 3 Gruppen von Biogasanlagen: Gr 1: Nur landwirtschaftliche Urproduktion Gr 2: Zusätzlich Rückstände landwirtschaftlicher Produkte Gr 3: Zusätzlich andere biogene Reststoffe Auswahl nach ansteigendem Potential an Schadstoffen 1 Anlage Gruppe 1 2 Anlagen Gruppe 2 3 Anlagen Gruppe 3 Auswahl innerhalb der Gruppen nach Inputmengen und Cofermenten Christoph Scheffknecht

Ergebnisse Nährstoffgehalte im typischen Bereich, Landwirtschaftl. Verwertung durch Stickstoff begrenzt Schwermetallgehalte im typischen Bereich; Richt- und Grenzwerte für Klärschlamm eingehalten PCB sind nicht nachweisbar PAK Gehalte in einer Anlagen mit hohem Cofermentanteil hoch; Vergleichbare Richt- und Grenzwerte unterschritten Kohlenwasserstoffgehalte sind erstaunlich hoch; unabhängig von Cofermenten; Handlungsbedarf ! Christoph Scheffknecht

Ergebnisse II Antibiotika: Vor allem Tetracycline in vergleichsweise hohen Mengen -> Hemmung der Biogasproduktion möglich ? -> weiterführendes Projekt des Umweltbundesamts bereits gestartet Hygiene: Die Grenzwerte werden insbesondere bei den Enterococcacae bei Anlagen mit hohem Cofermentanteil überschritten. Hygieneanforderungen bei 3 von 6 Anlagen nicht erfüllt. Nonylphenole und Nonylphenolethoxylate sowie BPA nur in Spuren im Gärrückstand Christoph Scheffknecht

Ergebnisse III Quartäre Ammoniumverbindungen: Unerwartet hohe Gehalte an Benzalkoniumchloriden (BAC) Problem bei Anlagen mit hohem Cofermentanteil Hemmung der Vergärung sehr wahrscheinlich Werte deutlich über den Gehalten im Klärschlamm Ökotoxische Effekte auf Boden können nicht ausgeschlossen werden Christoph Scheffknecht

Zusammenfassung Problemstoffe: Tierarzneimittel: UBA Projekt Kohlenwasserstoffe Quartäre Ammoniumverbindungen Hygiene Mögliche Auswirkungen: Reduktion der Biogasausbeute Kontamination des Bodens Kontamination des Grundwassers Christoph Scheffknecht

Zusammenfassung II Quellen der Schadstoffe: Tierarzneimittel: Gülle Hygiene: mesophile Prozessführung Kohlenwasserstoffe: vermutlich Gülle QAV: vermutlich spezielle Cofermente Cofermente spielen wichtige Rolle beim Schadstoffgehalt Weitere Untersuchungen notwendig ! Bitte um Mithilfe beim Folgeprojekt ! Christoph Scheffknecht

Projektbeteiligte Wolfgang Eberhard Oliver Gans Sigrid Scharf Abfallwirtschaft Wolfgang Eberhard Oliver Gans Sigrid Scharf Werner Bader Rainer Florineth Walter Hämmerle Norbert Lerchster Monika Schmieder Christoph Schedler Peter Singer Christoph Scheffknecht Christoph Scheffknecht

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit ! www.vorarlberg.at/umweltinstitut christoph.scheffknecht@vorarlberg.at Christoph Scheffknecht