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Umluftreinigung von Stallluft

Projekt

Blick auf einen typischen, für das geplante Projket geeigneten Mastschweinestall (c) Thünen-Institut
Blick auf einen typischen, für das geplante Projket geeigneten Mastschweinestall (© Thünen-Institut)

Interne Elimination von Ammoniak und Aerosolen aus der Stallluft mithilfe eines Moving Bed-Biofilm-Reaktors

Die Landwirtschaft ist mit 95 % der Hauptverursacher von Ammoniakemissionen in Deutschland. Ein erheblicher Anteil dieser Emissionen entsteht in der Tierhaltung. Mit der Umluftwäsche im Stall sollen Emissionen reduziert und so auch das Tierwohl verbessert werden.

Hintergrund und Zielsetzung

Ammoniak ist einer der wichtigsten Luftschadstoffe und trägt maßgeblich zur Versauerung und Nährstoffanreicherung von Gewässern und Grundwasser bei. Ammoniak ist auch eine relevante Vorläufersubstanz zur Bildung klimawirksamen Lachgases. Darüber hinaus schädigt Ammoniak die Gesundheit der Tiere im Stall, insbesondere durch Schleimhautreizungen und Schädigungen des Atemtraktes. Die europaweit abgestimmten Emissionsobergrenzen für Ammoniak sind von Deutschland bislang erheblich überschritten worden. Die Ammoniakemissionen müssen daher deutlich reduziert werden. Ziel des Projektes ist es, ein Verfahren zur Abscheidung von Ammoniak und Aerosolen aus der Stallluft mithilfe eines Luftwäschers zu entwickeln. Mit einem Moving Bed-Biofilm-Reaktor (MBBR) sollen ausgewaschene Abluftinhaltstoffe abgebaut werden. Aerosole wie Futterbestandteile sollen durch den Biofilm zu Kohlendioxid, Wasser und Wärme abgebaut werden, während Ammoniak zu Nitrat oxidiert und ggfs. im MBBR-Reaktor auch zu atmosphärischem Stickstoff umgesetzt werden soll.

Zielgruppe

Tierhalter, Betreiber von Schweinehaltungsanlagen

Agrarverbände, Interessenvertretungen, Landwirtschaftskammern

Industrie (Verfahrenstechnik, Kunststofffertigung)

Forschungs- und Bildungseinrichtungen

 

Vorgehensweise

Im ersten Projektschritt wird ein Prototyp aus Luftwäscher und MBBR-Reaktor anhand von Praxisdaten (Schadgaskonzentrationen, Luftraten, Temperaturen und Feuchten in der Schweinehaltung) geplant. Darauf basierend werden die technische Ausstattung des Verfahrens und die Prozesssteuerung festgelegt. Anschließend erfolgen Bau und Installation des Prototyps in einem Mastabteil für Mastschweine. Nach Installation und Inbetriebnahme des Prototyps erfolgt die Leistungsprüfung für den Luftwäscher in Hinblick auf die Ammoniak- und Partikelabscheidung bei unterschiedlichen Volumenströmen und Betriebsbedingungen. Bei der Leistungsprüfung des MBBR-Reaktors stehen Nitrifikationsleistung bei unterschiedlichen Belüftungsintensitäten sowie die entstehenden Reaktionsprodukte im Vordergrund. Erforderliche bauliche und verfahrenstechnische Verbesserungen werden im Rahmen des Probebetriebes umgesetzt. In weiteren Projektschritten wird geprüft, wie das Verfahren auf die Stallluft und die Tiergesundheit wirkt. Außerdem sollen Betriebskosten und die Betriebssicherheit erfasst und bewertet werden.    

Unsere Forschungsfragen

Ist es möglich, mithilfe des neuen MBBR-Verfahrens die Ammoniak- und Aerosolkonzentration in der Stallinnenluft  dauerhaft zu verringern?

Welche Reinigungsleistungen können mit dem System gewährleistet werden und welche Waschwassermengen fallen bei dem Prozess an?

In welchem Umfang kann das gereinigte Waschwasser aus dem MBBR-Reaktor erneut zur Ammoniakabscheidung im Stall wiederverwertet werden?

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte Thünen-Partner


Beteiligte externe Thünen-Partner


Geldgeber

  • Landwirtschaftliche Rentenbank
    (national, privat)

Zeitraum

9.2018 - 8.2021

Weitere Projektdaten

Projekttyp:
Projektfördernummer: 100362952
Projektstatus: läuft