TY - CHAP A1 - Knoop, Christine A1 - Dornack, Christina A1 - Dietrich, Nils A1 - Krümmelbein, Julia A1 - Raab, Thomas T1 - Quality and condition of residues from organic waste fermentation with regard to its usage as soil amendment T2 - Proceedings, Fifth International Symposium on Energy from Biomass and Waste, San Servolo, Venice, Italy, 17-20 November 2014 N2 - The input of biowaste material in biogas plants has increased in the recent years. With that comes a certain amount of residues that can potentially be applied as organic soil amendment in order to recycle nutrients and to maintain and improve soil functions. The aim of this article is to give an impression of preliminary results of our study on characteristics of solid fermentation residues from different German biogas plants using organic waste material as main input substrate. A fundamental analysis shall reveal information such as material composition, nutrient and heavy metal concentration and impurity content. These characteristics are compared to existing data on composts and residues from organic waste treatment and will be evaluated in the context of organic amendment application. Y1 - 2014 UR - http://www.venicesymposium.it/symposium-proceedings.aspx PB - CISA Publisher CY - Padova ER - TY - CHAP A1 - Dietrich, Nils A1 - Knoop, Christine A1 - Krümmelbein, Julia A1 - Raab, Thomas T1 - Einfluss der Ausbringung von aufbereiteten Gärrückständen aus der Bioabfallvergärung auf bodenphysikalische Eigenschaften T2 - DBG Jahrestagung 2015, München, 7.-11. September 2015 N2 - In Deutschland fallen jährlich ca. 13 Mio t Bioabfall an. Im Zuge der Novellierung des EEG 2014 erfolgte eine Aufhebung aller Sondervergütungen. Da zukünftig keine erhöhten, einsatzstoffbezogenen Vergütungen (z. B. für Mais, Zuckerrüben und Getreide) mehr vorgesehen sind, wird sich der Ausbau der Biomasse auf den Einsatz von Reststoffen (z. B. Gülle und Abfallstoffe) konzentrieren . Aus diesem Grund ist mit einer verstärkten Zunahme von Gärrückständen aus Bioabfällen zu rechnen. Im Rahmen des vom BMBF geförderten VeNGA-Projektes Grundlagenuntersuchungen zur Verwertung und Nährstoffnutzung der boden- und pflanzenbezogenen Wirkung von Gärrückständen aus der Abfallvergärung, erfolgt die genaue Charakterisierung unterschiedlicher Gärrestprodukte und Aufbereitungsverfahren hinsichtlich ihrer bodenphysikalischen Wirkung und ihrer Effekte auf Wachstum und Entwicklung von landwirtschaftlichen Kulturen. In dem Projekt werden Gärprodukte aus zwei Laboranlagen und einer Technikumsanlage mittels vier Verfahren aufbereitet und in Gefäßversuchen und einem dreijährigen Feldversuch hinsichtlich ihrer langfristigen boden- und pflanzenbezogenen Wirkung untersucht. Die unterschiedliche Aufbereitung der Gärreste erfolgt nach der Kompostierung aus demselben Material, in Form von Rollpellets, Presspellets, zerfasertem Kompost und einer Referenzvariante aus gesiebtem Kompost. Bei den unter kontrollierten Bedingungen im Gewächshaus durchgeführten viermonatigen Gefäßversuchen wurden die Gärprodukte unter Sommerweizen und im Feldversuch unter Hirse, Senf und Grünroggen getestet. Erste Ergebnisse nach dem ersten Versuchsjahr zeigen sowohl für die Gefäßversuche als auch im Freilandversuch einen positiven Effekt für die Rollpellets auf den Biomasseertrag im Vergleich zu den anderen Aufbereitungsvarianten. Aufgrund des gleichen Ausgangsmaterials der verschiedenen Varianten deutet der Mehrertrag bei der Applikation der Rollpellets auf eine positive bodenphysikalische Wirkung und verbesserte Porenverhältnissen, die mit einer Steigerung des Wasserhaltevermögens einhergeht, hin. Des Weiteren besitzen die Rollpellets im Vergleich zu den anderen getesteten Varianten gute Lager-, Transport- und Applikationseigenschaften. Auch konnte in Rhizotronenversuch gezeigt werden, dass die verschieden Gärrestprodukte unterschiedliche Einflüsse auf das Wurzelwachstum von Sommerweizen besitzen. Y1 - 2015 UR - http://www-docs.tu-cottbus.de/geopedologie/public/Venga/Dietrich_2015_DBG.pdf ER - TY - CHAP A1 - Knoop, Christine A1 - Dietrich, Nils A1 - Heinrich, Martina A1 - Krümmelbein, Julia A1 - Dornack, Christina A1 - Raab, Thomas T1 - Aufbereitung von Bioabfall-Gärresten zur Nutzung als Bodenverbesserer T2 - Tagungsband, 10. Biogastagung - Anaerobe Biologische Abfallbehandlung, 29.-30. Semtember 2015, Dresden N2 - Mit der Implementierung des Kreislaufwirtschaftsgesetzes (KrWG) im Jahr 2012 hat sich die Bundesregierung gesetzlich auf eine getrennte Erfassung von Bioabfällen in privaten Haushalten ab Januar 2015 festgelegt. Bioabfälle werden in Deutschland bereits in über 100 Biogasanlagen eingesetzt und könnten in Zukunft verstärkt als Gärsubstrat genutzt werden. Die nach der Vergärung verbleibenden organischen Rückstände sollen im Sinne der Kreislaufwirtschaft als organischer Bodenverbesserer auf landwirtschaftliche Flächen rückgeführt werden. Im Rahmen des VeNGA-Projektes (Grundlagenuntersuchungen zur Verwertung und Nährstoffnutzung sowie der boden- und pflanzenbezogenen Wirkung von Gärrückständen aus der Abfallvergärung) am Lehrstuhl Geopedologie und Landschaftsentwicklung der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) in Zusammenarbeit mit der Firma Grossmann Ingenieur Consult Dresden (GICON) und dem Institut für Stadtökologische Projekte Berlin (IASP) sollen Aufbereitungsmöglichkeiten für Rückstände aus der Bioabfallvergärung untersucht werden. Im Fokus steht dabei der Einfluss der Substratbehandlung während des Biogas- und Aufbereitungsprozesses auf die Eigenschaften der entstehenden Düngeprodukte. Die Untersuchungen werden sowohl im Labor als auch im Technikum durchgeführt. Die Charakterisierung der festen Gärrückstände aus der Bioabfallvergärung hat gezeigt, dass diese ein ähnliches Nährstoffpotential wie Gründünger oder Frischkompost besitzen. Durch den organischen Abbau während der Vergärung kommt es zur Aufkonzentration von Nährstoffen und Schwermetallen in der festen Phase. Der Stickstoff liegt zu durchschnittlich 25 % in Form von pflanzenverfügbarem Ammoni-um vor. Während der Aufbereitung ist jedoch eine Teiltrocknung der Gärrückstände unumgänglich, was zunächst zum Stickstoffverlust führt. Es ist also von einer geringen Stickstoffverfügbarkeit in den festen Gärprodukten auszugehen. Der Einsatz der aufbereiteten Gärprodukte in Topfexperimenten und im Feldversuch hat gezeigt, dass die Ausbringung in Kombination mit Mineraldüngung zu einem erhöhten Biomasseertrag führt. Dies lässt eine positive Wirkung der Gärprodukte auf die Bodeneigenschaften schlussfolgern. Feste Gärrückstände können bei Erfüllung der Kriterien nach BioAbfV als organischer Bodenverbesserer eingesetzt werden. Eine Aufbereitung ist hierfür in den meisten Fällen notwendig. Dies gilt insbesondere für Substrate, die vor der Vergärung keiner Störstoffabscheidung unterzogen werden. Das zweistufige Fest-Flüssig-Verfahren, welches für die Untersuchungen angewendet wird, hat den Vorteil besonders unanfällig gegenüber Störstoffen zu sein. Der Störstoffgehalt im Gärrückstand ist dadurch vergleichsweise höher als bei anderen Verfahren, was einen größeren Aufbereitungsaufwand nach sich zieht. Y1 - 2015 SP - 177 EP - 186 PB - Forum für Abfallwirtschaft und Altlasten e.V. CY - Pirna ER - TY - CHAP A1 - Knoop, Christine A1 - Dornack, Christina A1 - Raab, Thomas T1 - Aufbereitung von festen Gärrückständen aus der Bioabfallvergärung zu Bodenhilfsstoffen T2 - Tagungsband, 6. Wissenschaftskongress Abfall- und Ressourcenwirtschaft, am 10. und 11. März 2016 in Berlin N2 - Mit der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2014 und der flächendeckenden Einführung der getrennten Erfassung der Bioabfälle seit 2015 (Kreislaufwirtschaftsgesetz 2012) wurden deutliche Anreize für die Verwendung von organischen Reststoffen zur Biogaserzeugung gesetzt. Ein verstärkter Einsatz von Bioabfällen als Gärsubstrat ist zu erwarten. Die festen Gärrückstände sollen im Sinne der Kreislaufwirtschaft als organischer Bodenverbesserer auf landwirtschaftliche Flächen rückgeführt werden. Die vorgestellte Forschungsarbeit dient der Untersuchung von Aufbereitungsmöglichkeiten der festen Gärrückstände aus der Bioabfallvergärung und soll insbesondere die Zusammenhänge zwischen Vergärung, Aufbereitung und anschließender Bodenwirkung klarstellen. KW - Gärrestaufbereitung KW - Anaerobe Bioabfallbehandlung Y1 - 2016 SN - 978-3-00-052365-6 PB - Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V. CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Knoop, Christine A1 - Dietrich, Nils A1 - Heinrich, Martina A1 - Dornack, Christina A1 - Raab, Thomas T1 - Conditioning of residues from anaerobic digestion of municipal organic waste with regard to its use as soil amendment T2 - 24th European Biomass Conference and Exhibition, Amsterdam, 6-9 June 2016, Book of abstracts N2 - The structural degradation of agricultural soils is an increasing problem of our times caused by intense land use. The treatment of soils with organic amendments shall maintain and improve long-term soil fertility. Solid residues from anaerobic digestion of municipal organic waste are rich in nutrients and organic matter and have a promising potential to be used as soil amendment. Less is known about characteristics of solid residues from organic waste digestion as composting of organic waste materials is still common. Before digestion residues can be applied to soils they need to be conditioned as they have a high impurity content (especially plastic bags and packaging materials) and need to meet the requirements of German regulation on biowaste (Bioabfallverordnung). Our research is investigating on conditioning methods for solid residues of municipal organic waste digestion with regard to the potential effect of products on soil structure, soil water regime and nutrient supply. Investigations have been made with different digestion residues from lab scale, semi-industrial and industrial scale biogas plants. Conditioning methods have been tested using our in-lab treatment facilities consisting of a drying, composting, sieving and pelletizing unit. Preliminary results show that drying and pelletizing measures influence hydrophobicity of digestion residues. As water repellency directly affects water flow and soil moisture this is a determining parameter regarding the amendment performance of conditioned products. Y1 - 2016 SP - S. 37 CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Dietrich, Nils A1 - Knoop, Christine A1 - Raab, Thomas A1 - Krümmelbein, Julia T1 - Influence of soil amendments made from digestate on soil physics and the growth of spring wheat T2 - European Geosciences Union, General Assembly 2016, Vienna, Austria, 17 April – 22 May 2016 N2 - Every year 13 million tons of organic wastes accumulate in Germany. These wastes are a potential alternative for the production of energy in biogas plants, especially because the financial subventions for the cultivation of renewable resources for energy production were omitted in 2014. The production of energy from biomass and organic wastes in biogas plants results in the accumulation of digestate and therefore causes the need for a sustainable strategy of the utilization of these residues. Within the scope of the BMBF-funded project ‘VeNGA - Investigations for recovery and nutrient use as well as soil and plant-related effects of digestate from waste fermentation’ the application of processed digestate as soil amendments is examined. Therefore we tested four different mechanical treatment processes (rolled pellets, pressed pellets, shredded compost and sieved compost) to produce soil amendments from digestate with regard to their impact on soil physics, soil chemistry and the interactions between plants and soil. Pot experiments with soil amendments were performed in the greenhouse experiment with spring wheat and in field trials with millet, mustard and forage rye. After the first year of the experiment, preliminary results indicate a positive effect of the sieved compost and the rolled pellets on biomass yield of spring wheat as compared to the other variations. First results from the Investigation on soil physics show that rolled pellets have a positive effect on the soil properties by influencing size and distribution of pores resulting in an increased water holding capacity. Further ongoing enhancements of the physical and chemical properties of the soil amendments indicate promising results regarding the ecological effects by increased root growth of spring wheat. Y1 - 2016 N1 - EGU2016-13395-1 PB - European Geophysical Society CY - Katlenburg-Lindau ER - TY - CHAP A1 - Knoop, Christine A1 - Dietrich, Nils A1 - Heinrich, Martina A1 - Dornack, Christina A1 - Raab, Thomas T1 - Conditioning of solid residues from anaerobic digestion of municipal organic waste with regard to its use as soil amendment T2 - Venice 2016, 6th International Symposium on Energy from Biomass and Waste 2016, Venice, Italy, 14-17 November 2016 N2 - To prevent structural degradation of agricultural soils and to maintain and improve long-term soil fertility the application of organic soil amendments is a common measure. Solid residues from anaerobic digestion of organic household waste are rich in nutrients and organic matter and have a promising potential to be used as soil amendment. However, less is known about characteristics of solid residues from organic household waste digestion and the effects of conditioning measures on substrate quality and amendment performance in soil. Before digestion residues can be applied to agricultural soils in Germany, they need to meet the requirements of Biowaste Ordinance (BioAbfV). Conditioning mainly focuses on reducing impurity content (especially plastic bags and packaging materials), securing hygiene of residues, reducing water content and developing tradable products. We studied the effect of drying, composting, sieving and pelletisation on final product characteristics. Investigations have been examined with solid digestates, composted digestates and pelletized digestates originating from the same organic waste input. Samples were retrieved from a semi-industrial biogas plant of the company GICON (Gemany) and a composting plant of the company Becker Umweltdienste (Germany). Investigations show that characteristics of organic household waste undergo a clear change during anaerobic digestion and subsequent composting of the digestate. The final composted product will mainly contribute to long-term development of soil fertiliy. The improvement of waste quality is the most important measure to ensure the provision of high-quality soil amendments. Investigations on the impact of digestate products on soil-water-regime however did not show a clear advantage of pelletized products over loose material. KW - anaerobic digestion KW - organic household waste KW - digestate treatment KW - pellets KW - soil amendment Y1 - 2016 SN - 978-88-6265-007-6 PB - CISA Publisher CY - Padova ER - TY - CHAP A1 - Dietrich, Nils A1 - Knoop, Christine A1 - Raab, Thomas T1 - Effect of differently pelletized digestate on the plant growth of spring wheat T2 - European Geosciences Union, General Assembly 2017, Vienna, Austria N2 - In Germany, biowaste is used in more than 100 biogas plants and has increasing potential as a fermentation substrate. To optimise waste cycle management organic digestates should be redistributed and innovative products for soil amendment of agricultural areas could be developed. The BMBF-funded VeNGA project seeks to find answers on how to improve the properties of soil amendments produced from fermentation residues. Here, we report findings from our study that focuses on plant growth and soil development. Within a three-month rhizotron experiment, the influence of differently prepared fermentation residues on the root development of summer wheat was investigated. The four variants of the prepared digestate (rolled pellet, pressed pellet, shredded, loose) were tested under constant conditions in the greenhouse on two soils with different textures (sandy and loamy-sand). All fermentation residues originated from the same batch and were composted before the preparation to ensure adequate hygienisation. Depending on preparation type and soil substrate significant differences in root growth and root development have been observed. Plant growth was most intense in the rhizotron experiment with the loose digestate, indicating high nutrient availability due to the large surface area of the organic matter. Plant growth in the substrate with the rolled and pressed pellets was less pronounced, indicating a more persistent stability of the pellets. In rhizotrons applied with rolled and pressed pellets root growth into the mineral fabric was significantly lower in sandy substrate than in the loamy-sand. However, in the sandy substrate root growth within the rolled pellets was more intense than in the substrate with the pressed pellets. Obviously, the different production techniques of the pellets seem to have an influence on the rooting of the pellets and facilitate the long term stability of soil organic carbon. Furthermore, the comparison of the two different textures indicate, that sandy substrates benefit more from the positive effects of soil amendments on increased water retention than loamy substrates. Y1 - 2017 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2017/EGU2017-6421.pdf N1 - EGU2017-6421 PB - European Geophysical Society CY - Katlenburg-Lindau ER - TY - CHAP A1 - Hirsch, Florian A1 - Dietrich, Nils A1 - Knoop, Christine A1 - Raab, Thomas T1 - Micromorphology of pelletized soil conditioners T2 - European Geosciences Union, General Assembly 2017, Vienna, Austria N2 - Soil conditioners produced by anaerobic digestion and subsequent composting of organic household waste, bear the potential to improve unproductive farmland together with a reduced input risk of unwanted pollutants into the soils. Within the VeNGA project (http://www.biogas-network.de/venga), soil conditioners from anaerobically digested organic household waste are tested for their potential to increase plant growth in glasshouse and field experiments. Because the production techniques of these soil conditioners may influence their physical and chemical behaviour in the soil, two different techniques for pelletizing the soil conditioners where applied. We present findings from a pot experiment with cereal that has been sampled after two months for micromorphological analyses.We visualize the decomposition and the physical behaviour of the soil conditioners. Pellets produced in an agglomeration mixer result in dense balls, that are only slightly decomposed after the trial. But the soil conditioners created under pressure in a screw extruder are rich in voids and have the potential of retaining more soil water. Y1 - 2017 UR - http://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2017/EGU2017-3996.pdf N1 - EGU2017-3996 PB - European Geophysical Society CY - Katlenburg-Lindau ER - TY - GEN A1 - Knoop, Christine A1 - Dornack, Christina A1 - Raab, Thomas T1 - Nutrient and heavy metal accumulation in municipal organic waste from separate collection during anaerobic digestion in a two-stage laboratory biogas plant T2 - Bioresource Technology Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/j.biortech.2017.05.026 SN - 1873-2976 VL - 239 SP - 437 EP - 446 ER -