@phdthesis{Andolfo2017, author = {Andolfo, Franco}, title = {Energieeffizientes N{\"a}hrstoffsplitting von fl{\"u}ssigen Wirtschaftsd{\"u}ngern mittels Membranfiltration}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-42805}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2017}, abstract = {Die definierte Selektivit{\"a}t der Membranfiltration kann dazu genutzt werden, einzelne spezifische G{\"u}lle-Separationsprobleme in {\"u}bergeordneten Aufbereitungsklassen zusammenzufassen. Mit dem Ansatz einer gesteuerten N{\"a}hrstofftrennung bzw. Teilzusammenf{\"u}hrung von modifizierten Str{\"o}men, und der Zuordnung von spezifischen Aufgaben an die Mischprodukte, werden die Nachteile des Ausgangsrohstoffs reduziert und der Wertstoff G{\"u}lle r{\"u}ckstandsfrei nutzbar gemacht. Mit einem Anlagenmodell, bestehend aus einer Hydrotankpresse als Vorfiltration und einer Ultrafiltration als Kernkomponenten, ist es {\"u}ber empirisch ermittelte Betriebsparameter m{\"o}glich, einen energetisch optimierten und kontinuierlichen Produktionsbetrieb durchzuf{\"u}hren. Als Produkte der dezentralen Aufbereitungsanlage werden ein emissionsreduzierender Fl{\"u}ssigd{\"u}nger, eine als Brennstoff und als G{\"a}rsubstrat geeignete Feststoffphase, sowie das Retentat als aktivierendes Material zur Biogasertragssteigerung gewonnen. Das untersuchte Anlagenmodell ist auf den innerbetrieblichen Einsatz in Milchviehhaltungsbetrieben abgestimmt. Mit der Erarbeitung von stabilen und energetisch g{\"u}nstigen Anlagenbetriebspunkten wird das Anlagenverhalten hydraulisch steuerbar. Durch die Zuordnung von Anlagenzust{\"a}nden zu differenziertem Sp{\"u}lverhalten, wird die direkte Einflussnahme der Temperatur auf den Permeat-Flux erkennbar. Der Einsatz eines Tauchk{\"u}hlers, mit voreingestellten Grenztemperaturen, stabilisiert signifikant das Anlagenverhalten im Vergleich zu konventionellen Anlagenkonfigurationen. Die Anwendung einer Hydropresse gestattet h{\"o}here TDS-Belastungen im UF-Kreislauf, bietet aber kein Potenzial zur Steigerung der N{\"a}hrstoffdurchs{\"a}tze. Dies gilt auch f{\"u}r den Einsatz einer 300 kDa-Variante, im Vergleich zur priorisierten 150 kDa-UF-Membran. Mit der Hydropresse kann eine h{\"o}here Feststoffabscheidung wie mit Verstopfungs- bzw. Siebfiltrationen erreicht werden, die TDS-Belastungen sind im Retentat auf 5.000 - 7.000 ppm limitiert, oder m{\"u}ssen durch Verd{\"u}nnung auf diese Werte eingegrenzt werden. Mit der zus{\"a}tzlichen Anwendung einer Gassp{\"u}lung in der Anstr{\"o}mung der UF-Module, k{\"o}nnen TDS-Belastungen {\"u}ber 10.000 ppm erstmals dauerhaft bew{\"a}ltigt werden. {\"U}ber die so erweiterte Verfahrenstechnik sind Standzeiten von mehreren Wochen, ohne betrieblich bedingte Unterbrechungen, m{\"o}glich. Die durch Fluoreszenzmikroskopie nachweisbare Anreicherung von Methanbildnern im Retentat, best{\"a}tigt eine m{\"o}gliche Anwendung des Retentats als Biogassubstraterg{\"a}nzung. Der Biogasertrag wird durch Zusatz von Retentat zu den bisher verf{\"u}gbaren Substraten generell erh{\"o}ht. Eine Mischung aus Retentat und dem Feststoff aus der Hydropresse unterst{\"u}tzen die biochemische Stabilisierung in Fermentern. In Kombination mit Anteilen an Feststoff ist das Permeat bei der Bewertung von pflanzenbaulichen Ertr{\"a}gen, als konkurrenzf{\"a}hig zu Rohg{\"u}lle und Mineralstoffd{\"u}nger einzustufen. Das auf landwirtschaftliche Fl{\"a}chen ausgebrachte Permeat ist geruchslos.}, subject = {N{\"a}hrstoffsplitting; Nutrient splitting; Membranfiltration; Membrane filtration; Wirtschaftsd{\"u}nger; Farm fertilizer; Klimaschutz; Climate protection; Umweltschutz; Environment protection; Membranfilter; Wirtschaftsd{\"u}nger; Technikumsanlage; Klimaschutz}, language = {de} }