Regenwasser-Management Sonderheft 2017 by Fachverband Biogas e.V.

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Fachverband Biogas e.V. | ZKZ 50073 | 20. Jahrgang

gaS Journal

Das Fachmagazin der Biogas-Branche

Regenwasser auffangen, was dann? S. 6

Dezember 2017

Technik und Pflanzen kombiniert S. 12

Sonderheft Verdunster im Einsatz

S. 30

Digitale Ausgabe – erhältlich unter www.biogas.org

RegenwasserManagement iert Aktualis 19 10.01.20

Sonderheft Entwässerung

Biogas Journal | 2017

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Editorial

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Liebe Leserinnen und Leser, Es regnet, es regnet ... ... die Erde wird nass. Ein in manchen Jahreszeiten gefühlt tägliches, in anderen heiß ersehntes Wetterereignis treibt seit geraumer Zeit Behörden und Betreiber gleichermaßen um. Denn ein Teil des Niederschlagswassers, das auf den Betriebsflächen anfällt, war in den letzten Jahren immer wieder Anlass für negative Schlagzeilen. Ob Abwasserpilze oder Algenblüten in anlagennahen Oberflächengewässern – Gewässerverunreinigungen durch verschmutztes Niederschlagswasser haben dafür gesorgt, dass die Entwässerung auf Biogasanlagen in den Fokus von Bevölkerung, Behörden und Gesetzgeber gerückt ist. Auch wenn es sich hier an sich nicht nur um ein „Biogasproblem“ handelt. Denn im Fokus stehen die Flächen von Fahrsiloanlagen und Fahrwegen: große versiegelte Flächen, auf denen nicht nur verunreinigtes, sondern je nach Größe des Silos auch sehr viel Niederschlagswasser anfällt. Der Erfahrung, dass zumindest Teile des hier abfließenden Regenwassers ursächlich für Gewässerverunreinigungen waren beziehungsweise sein können, standen bislang so gut wie keine wissenschaftlichen Fakten gegenüber. „Ursachenforschung“ ist jedoch Voraussetzung für die Optimierung. Fragen, wo tatsächlich welche Belastungen anfallen, welche Effekte die Reinigung der Flächen hat und inwieweit eine Trennung einzelner Stoffströme möglich und sinnvoll ist, wurden inzwischen in Studien und Forschungsprojekten oder im Rahmen der Entwicklungsarbeit an Anlagen zur Reinigung solcher Wässer aufgegriffen. Die bis dato vorliegenden Ergebnisse verdeutlichen, dass es „die eine einfache Lösung“ nicht gibt. Ein weiterer Aspekt, der sich herauskristallisiert, ist, dass die Herausforderungen bei Bestands- und Neuanlagen unterschiedlich sind: Beim Neubau können gewonnene Erkenntnisse bereits in die Planung einfließen – insbesondere, um durch Gestaltung des Silos beziehungswei-

se dessen Entwässerung eine weitgehende Minimierung der Mengen an problematischem Niederschlagswasser zu erreichen. Im Bestand sind solche Maßnahmen nachträglich aber häufig nicht mehr mit noch verhältnismäßigem Aufwand nachrüstbar. Hier wird der Fokus auf der Frage liegen, wie das, was anfällt (auch rechtlich) einzuordnen und wie damit umweltverträglich umzugehen ist. „Wegfahren“ – sprich auf landwirtschaftliche Flächen ausbringen – ist zwar möglich und wird auch vielfach praktiziert, ist aber ein dauerhafter, erheblicher Kostenfaktor. Vor diesem Hintergrund stellt die Reinigung von verschmutztem Niederschlagswasser eine attraktive Alternative dar. Dies war Anlass, die am Markt verfügbaren beziehungsweise aktuell in der Erprobung befindlichen Systeme in diesem Biogas Journal anhand von Praxisbeispielen vorzustellen. Mal sind es technische Lösungen im Container, mal sind es biologische Pflanzenkläranlagen oder unterschiedlich große Betonbehälter, in denen die Reinigung des Niederschlagswassers durch Belüftung stattfindet. Sie als Anlagenbetreiber müssen die für Ihren Betrieb passende Variante auswählen, insbesondere vor dem Hintergrund der Anschaffungs- und künftigen Betriebskosten.

Herzlichst Ihre

Gepa Porsche, Leiterin des Referats Genehmigung im Fachverband Biogas e.V.

Sonderheft Entwässerung

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IMPRESSUM

mit getrennter Hydrolyse… ...der Turbo für jede Biogasanlage Mehr Leistung durch zweistufige Vergärung. Ertüchtigung und Optimierung bestehender Biogasanlagen. Nachrüstung der Hydrolyse bei NAWARO Biogasanlagen. Wir garantieren die herstellerunabhängige Beratung und Planung.

Herausgeber: Fachverband Biogas e. V. Dr. Claudius da Costa Gomez (V.i.S.d.P.) Andrea Horbelt (redaktionelle Mitarbeit) Angerbrunnenstraße 12 · 85356 Freising Tel. 0 81 61/98 46 60 Fax: 0 81 61/98 46 70 E-Mail: info@biogas.org Internet: www.biogas.org ISSN 1619-8913

INNOVAS Innovative Energie- & Umwelttechnik Anselm Gleixner und Stefan Reitberger GbR Margot-Kalinke-Str. 9 Tel.: 089 16 78 39 73

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Redaktion: Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann Fachverband Biogas e. V. Tel. 0 54 09/9 06 94 26 E-Mail: martin.bensmann@biogas.org Redaktionelle Mitarbeit: Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche Dipl.-Ing. agr. Steffi Kleeberg Fachverband Biogas e. V.

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Das BIOGAS Journal erscheint sechsmal im Jahr auf Deutsch. Zusätzlich erscheinen zwei Sonderhefte und zwei Ausgaben in englischer Sprache. Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Namentlich gekennzeichnete Artikel geben die Meinung des Verfassers wieder, die nicht unbedingt mit der Position des Fachverbandes Biogas e.V. übereinstimmen muss. Nachdruck, Aufnahme in Datenbanken, Onlinedienste und Internet, Vervielfältigungen auf Datenträgern wie CD-Rom nur nach vorheriger schriftlicher Zustimmung. Bei Einsendungen an die Redaktion wird das Einverständnis zur vollen oder auszugsweisen Veröffentlichung vorausgesetzt. Für unverlangt eingehende Einsendungen wird keine Haftung übernommen. Die Redaktion behält sich vor, Leserbriefe sinnerhaltend zu kürzen.

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Editorial

3 Es regnet, es regnet ... Von Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche, Leiterin des Referats Genehmigung im Fachverband Biogas e.V.

Aktuelles

6 Verschmutztes Niederschlagswasser – vollständig aufgefangen ... und dann? Von Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche

10 Beaufschlagtes Niederschlagswasser – düngerechtliche Vorgaben beachten! Von Holger Fechner 12 Besser im Bodenfilter als im Bach Von Dipl.-Journ. Wolfgang Rudolph

22 Altbewährte Klärtechnik Von Dierk Jensen 25 Reinigung mit Energiegewinn Von Thomas Gaul 30 Erst verdunsten, dann ableiten Von Dierk Jensen 34 Neue Wege im Umgang mit Niederschlagswasser Von Thomas Gaul 38 Delphin sorgt für sauberes Wasser Von Dierk Jensen 42 Oberflächenwasser behandeln statt sammeln Von Thomas Gaul

Titelfoto: Carmen Rudolph Fotos: Carmen Rudolph, Martin Bensmann, iStock_percds

17 Ohne Zauber wird verschmutztes Wasser wieder sauber Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann

17 45

45 Raindrops keep falling ... Von Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche

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Verschmutztes Niederschlagswasser – vollständig aufgefangen ... und dann? In Paragraf (§) 19 Absatz 5 fordert die AwSV, dass „mit Gärsubstraten oder Gärresten verunreinigtes Niederschlagswasser vollständig aufzufangen ist“. Die Entsprechung zu dieser Forderung für den JGS-Bereich findet sich in Anlage 7, Nummer 4.2 der AwSV. Mit dieser auf den ersten Blick simplen Maßgabe ist ein ganzes Potpourri an Fragen verbunden – aber nicht auf jede gibt es bis jetzt eine (eindeutige) Antwort. Von Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche

ie erste Frage, die es zu beantworten gilt, ist: Wann greift § 19 Absatz 5 AwSV überhaupt? Sprich, auf welchen Flächen ist mit dem Anfall von „mit Gärsubstraten oder Gärresten verunreinigtem Niederschlagswasser“ auszugehen? Mit diesen Fragen haben sich einige Länder (unter anderem Nordrhein-Westfalen, Bayern und SchleswigHolstein) schon vor einigen Jahren auseinandergesetzt. Sie haben jeweils Empfehlungen beziehungsweise Vorgaben entwickelt und im Vollzug eingeführt. Seit 2015 befasst sich auch eine vom Bund-Länder-Arbeitskreis (BLAK) Abwasser ins Leben gerufene Ad-hoc-Arbeitsgruppe Biogasanlagen mit der Thematik. Zwar unterscheiden sich die einzelnen Länderpapiere in Details, gemeinsam ist aber allen, dass sie in Abhängigkeit des Anfallortes auf dem Gelände der Biogasanlage zwischen Stoffströmen unterschiedlicher Belastungsgrade unterscheiden. Diese Systematik hat auch die Ad-hoc-Arbeitsgruppe im Grundsatz aufgegriffen. Dass eine solche differenzierte Betrachtung gerechtfertigt und aus Gründen der Praktikabilität

beziehungsweise Wirtschaftlichkeit auch geboten ist, hat eine vom Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein beauftragte und 2015 vorgelegte Studie der Fachhochschule Lübeck („Entwässerung von Biogasanlagen“) gezeigt. Den gesamten Betriebsstandort einer Biogasanlage betrachtend, vollziehen die Länder einen „Dreisprung“ – den nach aktuellem Stand auch die Ad-hoc-Arbeitsgruppe der BLAK präferiert: Die erste Kategorie bildet das „gering“ oder „normal“ belastete Niederschlagswasser. Solches Niederschlagswasser stammt von den Dachflächen abgedeckter Behälter und der Betriebsgebäude sowie von der Silofolie – also von Flächen, bei denen keine Verunreinigung des Niederschlags durch Gärsubstrate oder Gärreste zu erwarten ist. Es kann ohne Behandlung über den bewachsenen Oberboden versickert werden. Gegebenenfalls ist allerdings zur Mengenregulierung ein Regenrückhaltebecken oder Ähnliches erforderlich. Inwieweit dies einer wasserrechtlichen Erlaubnis bedarf oder gegebenenfalls erlaubnisfrei gestellt ist, ist abhängig von den ab-

Fotos: www.agrar-press.de

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wasserrechtlichen Bestimmungen des jeweiligen Bundeslandes. Neben dem vorangehend beschriebenen, im Hinblick auf den Gewässerschutz „unkritischen“ Niederschlagswasser, fallen noch zwei weitere Stoffströme auf dem Betriebsgelände an: „mäßig“ und „stark belastetes“ Niederschlagswasser. Als „mäßig“ oder auch „schwach“ belastetes Niederschlagswasser wird der Abfluss von Zufahrtsflächen und Fahrwegen betrachtet. Es kann nach einer Vorbehandlung (siehe auch DWA A 138), zum Beispiel in einem Absetzbecken, ebenfalls versickert werden. Auch eine Einleitung in ein Gewässer ist nach entsprechender Vorbehandlung vorstellbar. Versickerung oder Einleitung bedürfen jedoch einer wasserrechtlichen Erlaubnis.

Was ist „stark belastetes“ Niederschlagswasser? Als „stark belastetes“ Niederschlagswasser wird angesehen, was auf Abfüllplätzen, auf der Siloplatte eines angeschnittenen Silos und den Rangierflächen im Silobereich anfällt. Hier greift § 19 Absatz 5 beziehungsweise Anlage 7 Nummer 4.2 der AwSV. Das heißt, solche Niederschlagswässer sind vollständig aufzufangen und ordnungsgemäß als Abwasser zu beseitigen oder als Abfall zu verwerten. Verunreinigtes Niederschlagswasser von Biogasanlagen, die ausschließlich Gärsubstrate landwirtschaftlicher Herkunft einsetzen, kann darüber hinaus entsprechend der guten fachlichen Praxis zur Düngung verwendet werden. Diesem stark belasteten Niederschlagswasser gilt die besondere Aufmerksamkeit des Gewässerschutzes: Befrachtet mit Nährstoffen und hohen CSB-Werten [mehrere 1.000 Milligramm pro Liter (mg/l)] wohnt diesem Wasser ein erhebliches Potenzial für Gewässerverunreinigungen inne. Eine Versickerung oder gar Einleitung ist ausgeschlossen. Dieses gilt umso mehr, wenn eine getrennte Entwässerung von Flächen, auf denen der eigentliche Silagesickersaft austritt, und solchen, auf denen „nur“ Silagereste liegen (zum Beispiel Rangierflächen), nicht möglich ist. Ein noch indifferentes Bild zeichnet sich bei der Bewertung des Niederschlagswassers ab, das von geleerten und gereinigten Siloflächen stammt. Während zum Beispiel der Gelbdruck der Technischen Regel wassergefährdende Stoffe (TRwS) 792 – JGS-Anlagen (auf die die TRwS 793-1 im Hinblick auf Siloanlagen verweist) unter der Maßgabe „entleert, besenrein gesäubert und anschließend nass gereinigt“ von solchen Flächen abfließendes Niederschlagswasser als „nicht verunreinigt“ einstuft, wird dieses Wasser von anderen mindestens als „mäßig“ oder sogar „stark“ belastet bewertet. Rein mengenmäßig ist die Einstufung des von diesen Flächen abfließenden Niederschlags allerdings von erheblicher praktischer Bedeutung. Welche Meinung sich durchsetzt oder ob es auf eine Einzelfallentscheidung hinausläuft, ist aktuell noch offen.

Wie bereits eingangs dargestellt, zeigt die AwSV drei Wege des weiteren Umgangs mit im Sinne von § 19 Absatz 5 der Verordnung verunreinigtem Niederschlagswasser (also Niederschlagswasser das als „stark belastet“ einzustufen ist) auf:

Je sauberer die Fahrsilofläche ist, umso geringer sind die CSB-Werte des Niederschlagswassers.

ffals Abwasser beseitigen, ffals Abfall verwerten oder ffals Dünger ausbringen Die Verordnung lässt dem Betreiber grundsätzlich die Wahl, welchen Pfad er beschreitet.

Kommunale Kläranlagen scheiden aus Mit „als Abwasser beseitigen“ sind Assoziationen wie Kanalisation, Kläranlage und Einleitung verbunden. Eine unmittelbare Beseitigung über eine kommunale Kläranlage kommt aber für das stark verschmutzte Niederschlagswasser, insbesondere von Fahrsiloanlagen, in aller Regel gar nicht infrage. Einerseits aus wirtschaftlichen und infrastrukturellen Gründen, andererseits nicht, weil eine kommunale Kläranlage in Abhängigkeit von der Qualität des auslösenden Regenereignisses mit der Menge, der Belastung oder beidem überfordert wäre. Der Weg einer Beseitigung als Abwasser kann realistischerweise also nur bestritten werden, wenn eine Vorbehandlung stattfindet. Dafür bedarf es einer Behandlung vor Ort, die auf die spezifischen Anforderungen im Hinblick auf zeitliche Dynamik der Anfallmengen und der jeweiligen Belastungen ausgelegt und beidem dauerhaft gewachsen ist. Ziel der Behandlung ist, einen Reinigungsgrad zu erreichen, der eine Einleitung des Abwassers in ein Gewässer möglich macht – die aber einer wasserrechtlichen Erlaubnis bedarf. In einer solchen wasserrechtlichen Erlaubnis sind von der zuständigen Behörde Grenzwerte festzulegen, um den Schutz des Gewässers, in das eingeleitet werden soll, zu gewährleisten. Doch genau an dieser Stelle tun

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Zuordnung Herkunftsfläche und Verschmutzungsgrad bei Niederschlagswasser

Befüll-& Entnahmeplätze, Silo: Rangier- & Anschnittsbereich

Siloflächen: geräumt & gereinigt

Zufahrten & Fahrwege

Folien Silo, Dachflächen abgedeckter Behälter & anderer Betriebsgebäude

die Mindestanforderungen fest, also die Maximalwerte, die in keinem Fall überschritten werden dürfen. Was diese Werte aber für die konkrete Einleitstelle – gegebenenfalls sogar drastisch – nach unten schrauben kann, sind die Maßgaben der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL).

gering belastetes Niederschlagswasser

Deutsche Gewässer nicht in „gutem Zustand“

? stark belastetes Niederschlagswasser

mäßig belastetes Niederschlagswasser

In den vergangenen Jahren wurde mit erheblichem Aufwand eine Inventur im Hinblick auf den ökologischen und chemials als als Ableiten Ableiten i.d.R. schen Zustand der nationalen Abwasser Abfall Dünger nur nach ohne Behandlung Gewässer (Grund- und Oberfläbeseitigen verwerten verwenden Behandlung möglich chengewässer sowie Fließge[vereinfacht nach H. Woyczechowski, 2017] wässer) durchgeführt. Die ernüchternden Ergebnisse haben sich die Behörden aktuell schwer: Denn in der Abwasden erheblichen Handlungsbedarf aufgezeigt, um – wie serverordnung (AbwV) nach § 23 WHG, die die Minvon der WRRL gefordert – die deutschen Gewässer bis destanforderungen für das Einleiten von Abwasser aus zum Jahr 2027 sämtlich in einen „guten Zustand“ zu bestimmten Herkunftsbereichen festlegt, sind keine bringen. Regelungen für den hier betrachteten HerkunftsbeNeben der ambitionierten Zielvorgabe sind das sogereich enthalten. Das heißt, weder die zu betrachtenden nannte „Verschlechterungsverbot“ und das „VerbesBelastungsparameter [zum Beispiel chemischer oder serungsgebot“ zentrale Regelungen der WRRL. Ohne biologischer Sauerstoffbedarf (CSB/BSB), Ammonium, an dieser Stelle auf die Regelungsdetails eingehen zu Gesamt-N o.ä.] noch entsprechende Grenzwerte sind können, bedeutet das auf den Punkt gebracht: Selbst rechtlich geregelt. wenn die Abwasserverordnung künftig einen Anhang Der häufig angeführte Wert von 150 mg/l chemischer mit Mindestanforderungen für die Einleitung von AbSauerstoffbedarf (CSB) der für „häusliches Abwasser“ wasser aus dem hier betrachteten Herkunftsbereich (Anhang 1 AbwV) gilt, kann in Ermangelung konkreenthalten sollte, die konkret einzuhaltenden Ablaufter Vorgaben lediglich als Orientierung herangezogen werte bestimmt der Zustand des Gewässers, in das einwerden. Zwar wird aktuell in Erwägung gezogen, einen geleitet werden soll. Anhang für den Herkunftsbereich „Fahrsiloanlagen“ Ebenfalls betrachtet werden muss der bei Behandoder „Biogasanlagen“ zu schaffen – allerdings wäre die lungs- beziehungsweise Reinigungsverfahren gegeErlaubnis erteilende Behörde damit noch nicht aller benenfalls anfallende Schlamm. Denn auch mit diesen Sorgen ledig. Denn die Abwasserverordnung legt nur Schlämmen gilt es ordnungsgemäß umzugehen. Hierbei stand lange vor allem die Frage im Raum, ob es sich bei solchen Schlämmen um Klärschlämme im Sinne der Klärschlammverordnung handelt, was für die weitere Handhabung weitreiSilage-verunreinigte Hofabläufe mit dem Festbett-Verfahren klären chende und restriktive Konsequenzen gehabt hätte. Mit der Präzisierung des und direkt einleiten: C zugelassenes Verfahren „Abwasserbegriffs“ im Zuge der NovelC bereits seit 4 Jahren im Einsatz le der Klärschlammverordnung dürfte C günstiger als Ausbringen nun aber klargestellt sein, dass dem C Verfahrens- und Anlagenauslegung nicht so ist. mit garantierten Ablaufwerten Das heißt: Das hier behandelte AbwasC kostenlose Beratung ser ist weder häusliches oder kommuC Wartungsservice nales Abwasser noch ist seine stoffliche Zusammensetzung mit solchem DELPHIN Water Systems GmbH & Co. KG Tel. 040 766146-70 www.delphin-ws.de vergleichbar. Solche Schlämme sind

Biologische Behandlung von Niederschlagswasser

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daher als Bioabfall im Sinne der Bioabfallverordnung einzuordnen. Dies ist auf der einen Seite zwar erleichternd, bedeutet andererseits aber auch, dass – sofern sie in den Vergärungsprozess oder das Gärrestlager eingebracht werden sollen – die Maßgaben der Bioabfallverordnung gelten, was sowohl abfall- als auch genehmigungs- und vergütungsrechtliche Konsequenzen haben kann.

Verregnen hat nicht nur Befürworter Einen „Abzweig“ auf dem Abwasserpfad stellt die Verregnung dar. Unter Verregnen ist die mittelbare Einleitung des Niederschlagswassers in das Grundwasser zu verstehen. Das heißt, die künstliche Verregnung auf Flächen, bei der die mechanische und biologische Wirkung von Bodenschichten als Filter in Anspruch genommen wird, um das Niederschlagswasser durch Versickern zu reinigen. Die „Verregnungslösung“ wird von Teilen der für den Gewässerschutz Verantwortlichen jedoch durchaus skeptisch gesehen: Neben der Besorgnis einer schlichten Überlastung der jeweiligen Verregnungsfläche mit Nährstoffen wird die Bewirtschaftung als potenziell neuralgischer Punkt bewertet. Eine ordnungsgemäße Verregnung setzt voraus, dass der Boden eine der verregneten Menge entsprechende Aufnahmekapazität hat. Ist der Boden nicht aufnahmefähig – weil wassergesättigt oder gefroren, – besteht die Gefahr, dass die verregneten Mengen in Oberflächengewässer ablaufen oder die darin enthaltenen Nährstoffe ins Grundwasser „durchschlagen“. Zu begegnen wäre dieser Sorge aus Sicht des Gewässerschutzes nur über ein tagesaktuell exaktes Management der Verregnungsmengen anhand der real vorliegenden Bodenparameter. Unabhängig davon scheint auch noch nicht gänzlich abschließend geklärt, welchem Rechtsbereich die Verregnung zu unterwerfen ist: dem Abwasser- oder dem Düngerecht. An dieser Frage hängt unter anderem auch, welche Behörde für Auflagen und Überwachung zuständig ist.

Abfalldeklaration für landwirtschaftliche Anlage eine Sackgasse Mit der Verwertung als Abfall eröffnet die AwSV eine Option, die in der Praxis – zumindest für Anlagen, die Gärsubstrate landwirtschaftlicher Herkunft, insbesondere Silagen, einsetzen – eher eine Sackgasse sein dürfte. Eine Verwertung im Sinne einer Nutzung in der Biogasanlage oder eine landbauliche Verwertung wäre aus mehreren Gründen wenig sinnvoll: angefangen bei den genehmigungsrechtlichen Konsequenzen über die dann zusätzlich einzuhaltenden abfallrechtlichen Bestimmungen und vergütungsrechtliche Fragen bis hin zu den Mengen, die bei starkem Mengenanfall aus der Biogasanlage zumindest zeitweise eher einen Durchlauferhitzer als eine Energieerzeugungsanlage machen würden.

Ganz davon abgesehen, dass jeder Kubikmeter Niederschlagswasser, der den Weg in den Vergärungsprozess oder direkt in das Gärrestlager findet, am Ende auch über die Sperrfristen gelagert und auf den Acker transportiert werden muss. Eine Abgabe von „Abfall-Niederschlagswasser“ an Dritte zur Verwertung dürfte aus wirtschaftlicher Sicht regelmäßig ausscheiden. Für Abfallvergärungsanlagen, bei denen inputbedingt in der Regel andere Gegebenheiten vorliegen (zum Beispiel eingehauste Annahmebunker oder überdachte Lagerflächen) und oftmals die Mengen an mit Gärsubstraten oder Gärresten verunreinigtem Niederschlagswasser damit überschaubar sind, ist die Verwertung als Abfall dagegen gegebenenfalls eine Option. Der dritte von der AwSV eröffnete Weg, mit verunreinigtem Niederschlagswasser zu verfahren, ist die Verwendung „entsprechend der guten fachlichen Praxis der Düngung“ – sprich Verwertung nach Maßgabe der Düngeverordnung (siehe dazu Artikel auf Seite 10). In der Begründung zur AwSV (BR Drs. 144/16(B)) heißt es dazu: „Bis zur Ausbringung unterliegt das verunreinigte Niederschlagswasser dann aber dem Regelungsregime der AwSV.“ Hier könnte sich ein neues Anwendungsfeld für das Erdbecken eröffnen: Denn die AwSV verbietet in § 37 Absatz 6 lediglich die Lagerung von Gärresten in Erdbecken. Zusammenfassend ist festzustellen, dass die aktuelle Diskussion an vielen für die praktische Umsetzung relevanten Punkten noch nicht abgeschlossen ist – oder wie der langjährige Sprecher des Arbeitskreises Genehmigung Michael Hammon zu wasserrechtlichen Fragen zu sagen pflegt: Panta rhei – alles im Fluss.

Überdachte Fahrsiloanlage: Diese Bauform ist eine radikale Lösung, um Regen und Schnee von den Fahrsilos fernzuhalten. Verschmutztes Niederschlagswasser ist dann nur noch auf den Fahrwegen ein Problem. Allerdings ist diese Variante aus Kostengründen sicher nur die Ausnahme.

Autorin Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche Leiterin des Referats Genehmigung Fachverband Biogas e.V. Invalidenstr. 91 · 10115 Berlin Tel. 030/2 75 81 79-0 E-Mail: berlin@biogas.org

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Beaufschlagtes Niederschlagswasser – düngerechtliche Vorgaben beachten!

erunreinigtes Niederschlagswasser entsteht dann, wenn Niederschlagswasser mit Silage in Verbindung kommt. Dies ist der Fall auf Rangierflächen vor angeschnittenen Silagehaufen, auf bereits geräumten Silageplatten, auf denen sich Silagereste oder Gär- und Sickersaft befinden, als auch an den Anschnittflächen der Silagemiete selber. Mit den organischen Stoffen aus Silageresten beziehungsweise Gär- und Sickersaft vermischte Niederschlagswässer müssen aufgefangen und entsprechend entsorgt werden. Das aufgefangene Niederschlagswasser enthält zwangsläufig Nährstoffe. Ist Stickstoff in entsprechenden Mengen vorhanden, ist die Sperrfrist der Düngeverordnung einzuhalten. Grundsätzlich müssen gemäß der Düngeverordnung alle Nährstoffe und muss ihre Wirksamkeit in der Düngungsplanung und bei der Nährstoffbilanzierung Berücksichtigung finden. Bevor das neue Düngerecht in

Kraft getreten ist, konnten sogenannte „organisch beaufschlagte Niederschlagswasser“ innerhalb der Sperrfristzeiten auf Acker- und Grünland ausgebracht werden, sofern sie keinen Gehalt an wesentlichem verfügbaren Stickstoff aufwiesen, das heißt, keine 10 Prozent NH4-N bei 1,5 Prozent Gesamt-N in der Trockensubstanz enthielten (durch Analyse zu belegen). Nach Inkrafttreten der neuen Düngeverordnung am 2. Juni 2017 bezieht sich die Sperrfrist auf alle Düngemittel mit einem wesentlichen N-Gehalt. Das bedeutet, dass ein Gehalt von 1,5 Prozent Gesamt-N bereits ausreicht und ein Anteil an verfügbarem Stickstoff unberücksichtigt bleibt. Diese Regelung gilt auch für organisch beaufschlagte Niederschlagswasser. Da diese Niederschlagswasser betriebsindividuell sind, können keine Richtwerte durch die nach Landesrecht zuständige Stelle veröffentlicht werden. Vor dem Ausbringen von Dün-

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solche Düngemittel zu verwenden. Darüber hinaus kann verunreinigtes Niederschlagswasser als auch Silagesickersaft in der Biogasanlage verwendet werden. Aufgrund ihres geringen TS-Gehaltes ist die Methanausbeute jedoch gering. Durch den Gärprozess bleiben die Nährstoffe erhalten, was bei der späteren Verwendung des Gärrestes zu beachten ist. Autor Holger Fechner Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen Fachbereich 61 · Landbau, Nachwachsende Rohstoffe Düngung und Bodenschutz Gartenstr. 11 · 50765 Köln-Auweiler Tel. 02 21/53 40 - 518 E-Mail: holger.fechner@lwk.nrw.de www.landwirtschaftskammer.de

Foto: www.landpixel.de

gemitteln müssen die Gehalte an Gesamtstickstoff, verfügbarem Stickstoff oder Ammoniumstickstoff und Gesamtphosphat vorliegen. Kann der Landwirt nachweisen, dass in seinem aufgefangenen Wasser dieser Stickstoffgrenzwert nicht enthalten ist, so können diese nach wie vor innerhalb der Sperrfrist ausgebracht werden. Ferner stellt die neue Düngeverordnung in §6 (10) in Aussicht, dass für Düngemittel mit einem festgestellten Gehalt an Trockenmasse von < 2 Prozent bei den nach Landesrecht zuständigen Stellen auf Antrag eine Ausnahme der Einhaltung der Sperrfrist gestellt werden kann. Ob die zuständigen Stellen in den einzelnen Ländern einen solchen Antrag zulassen, ist die Entscheidung der Länder. Wird verunreinigtes Niederschlagswasser oder Silagesickersaft in die Jauche- oder Güllegrube eingeleitet, so ist das Gemisch anschließend wie

Einlaufverteiler für den Horizontalbodenfilter der Pflanzenkläranlage.

Besser im Bodenfilter als im Bach

Neuartige Pflanzenkläranlage für Regenwasserabläufe vom Fahrsilo in Sadisdorf verbessert den Umweltschutz und hilft zugleich, Kosten zu sparen. Von Dipl.-Journ. Wolfgang Rudolph 97 Prozent Reinigungsleistung. Dr. Oliver Baeder-Bederski mit Proben vom Ein- und Auslauf der Pflanzenkläranlage. Hat das Oberflächenwasser vom Silo einen CSB von 2.000 mg/l, was der Schmutzfracht im Abwasser einer Siedlung mit etwa 700 Einwohnern entspricht, beträgt dieser Wert bei der Versickerung nur noch 60 mg/l.

uf Regen braucht man in dem sächsischen Erzgebirgsort Sadisdorf nicht lange zu warten. Im nassen Jahr 2017 ohnehin nicht. Aber auch sonst liegt die durchschnittliche Niederschlagsmenge in dieser Gegend bei knapp 1.000 Millimetern – also 1.000 Litern pro Quadratmeter. Die Sadisdorfer Agrar AG muss diesen Standortfaktor bei betrieblichen Entscheidungen ebenso berücksichtigen wie die Lage in bergiger Region mit sensiblen Natur- und Wasserschutzzonen. Das Agrarunternehmen bewirtschaftet eine Fläche von 1.400 Hektar (ha), davon 600 ha Grünland. Haupteinnahmequelle ist die Milchproduktion. Für die 1.200 Milchkühe und die im Schnitt 100 nachrückenden Jungrinder wurde 2004 im benachbarten Hennersdorf eine moderne Stallanlage errichtet und diese 2013 um einen weiteren Stallbau und eine Biogasanlage mit einer elektrischen Leistung von 750 kW erweitert. Die Biogasproduktion basiert im Wesentlichen auf Güllevergärung. Hinzu kommen Futterreste sowie minder-

wertige Grassilage von Randbereichen des Silostocks und überjährige Futterbestände. „Bei 1.300 Tieren brauche ich zur Sicherheit immer eine Futterreserve von etwa drei Monaten. Was davon nicht mehr verfüttert werden kann, nutzen wir in der Biogasanlage“, erläutert der Vorstandsvorsitzende der Agrar AG Nikolaus Flämig. Insgesamt umfasse die Zufütterung an Pflanzenmaterial etwa 5.000 Tonnen im Jahr. Das ist ein Viertel der Lagerkapazität von 26.000 Kubikmetern, die in den zehn unterschiedlich großen Kammern des Fahrsilos am Standort der Milchviehanlage zur Verfügung steht. Die versiegelte Silogrundfläche inklusive der Bereiche zum Anfahren und Rangieren beträgt etwa 12.000 Quadratmeter.

Haftung für Umweltschäden vorbeugen Das Silo ist mit einer Trennkanalisation ausgestattet. Sammler, die sich direkt unter dem verdichteten Silageaufbau oder in der Nähe der Anschnitte befinden, sind so geschaltet, dass austretende Sickersäfte über

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Fotos: Carmen Rudolph

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Vom Beschickungsschacht am Pufferteich befördert eine Pumpe das Rohwasser in Intervallen zur Verteilung auf den Vertikalfilter. einen separaten Kanal in den Sickerwasserbehälter fließen. Die dort gesammelte Flüssigkeit mit hoher Konzentration an Organik wird als Dünger ausgebracht. Befinden sich die Trennsammler in Bereichen, bei denen keine unmittelbare Gefahr besteht, dass Sickersäfte austreten, können sie auf Regenwasser umgeschaltet werden. Das klingt nach Erleichterung, war aber für die Sadisdorfer Landwirte bei der Genehmigungsplanung für die Stallerweiterung ein Problem. Denn das Oberflächenwasser ist wegen der unvermeidlichen Verunreinigungen auf der Platte durch pflanzliche Bröckelverluste bei der Ein- und Auslagerung von Silagegut ständig belastet, wenn auch überwiegend nur leicht. Derartige Oberflächenwasser dürfen nicht in die Vorflut eingeleitet, sondern müssen mit einer Stapelkapazität von mindestens sechs Monaten gelagert werden können. Bei der Ausbringung sind die Sperrfristen zu beachten. Ausgehend von der örtlichen Niederschlagsmenge und den Ausmaßen der Silofläche hätten die Investitionen in entsprechende Behälter sowie die Aufwendungen für die regelmäßige Ausbringung nach Berechnungen des Agrarunternehmens zu einer langfristigen Kostenlast von 60.000 Euro pro Jahr geführt. Auf der Suche nach einer günstigeren Variante stieß Flämig auf das Ingenieurbüro Blumberg in Bovenden nahe Göttingen, das unter anderem auf naturnahe Wasserreinigungssysteme spezialisiert ist. Die von diesem Büro entwickelte Pflanzenkläranlage für die Reinigung des leicht beaufschlagten Oberflächenwassers der Fahrsiloanlage war ein wesentlicher Bestandteil der Genehmigungsplanung für die Erweiterung und Komplettierung der Milchviehanlage Hennersdorf zwischen 2011 und 2013.

Wenn das Motorventil in der Leitung zur Sickerwassergrube schließt, ...

Über den Dreiwegeschacht wird dem im Vertikalfilter vorgeklärten Wasser auf dem Wege zum Horizontalfilter zur Erhöhung der biologischen Aktivität eine geringe Menge Rohwasser zugemischt.

... gelangt das Niederschlagswasser über die Überfallkante in die tiefer liegende Rinne, die zur Pflanzenkläranlage führt.

Auslauf des gereinigten Oberflächenwassers im Kontrollschacht nach dem Horizontalbodenfilter der Pflanzenkläranlage.

Kontinuierliche Zuführung des Wassers nach der ersten Reinigungsstufe in den Horizontalbodenfilter.

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Die güllebasierte Biogasanlage der Sadisdorfer Agrar AG mit einer Leistung von 750 kW wurde im Zuge der Erweiterung der Milchviehanlage errichtet.

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Dr. Oliver Baeder-Bederski nimmt am Beschickungsschacht zum Vertikalbodenfilter eine Probe des zulaufenden Rohwassers.

Regensensor steuert Zufluss zu Bodenfiltern

Sammelbehälter für die Sickersäfte und den first flush des Niederschlagswassers aus der Siloanlage.

Im Gegensatz zum Absetzteich (Hintergrund) hat das Pufferbecken nach dem Überlauf einen schwankenden Wasserstand.

Eine besondere Herausforderung bei der Konzipierung dieser Pflanzenkläranlage waren zum einen die zum Teil enormen Wassermassen im Zufluss und zum anderen die Schwankungen beim Verschmutzungsgrad des abfließenden Wassers. „Bei Untersuchungen stellten wir fest, dass die Belastung im sogenannten first flush, also dem ersten Schwall unmittelbar nach Einsetzen eines stärkeren Regenfalls, deutlich über dem Durchschnitt liegt“, berichtet Ingenieur Michael Blumberg. So hätten sie in den ersten 20 bis 40 Kubikmetern, die nach Niederschlagsbeginn durch den Regenwasserkanal strömen, einen Chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) von zum Teil deutlich über 2.000 Milligramm pro Liter (mg/l) gemessen. Das sei – zumindest was den CSB-Wert anbelangt – vier Mal so hoch wie in kommunalen Abwässern. Der Grund dafür sei das Abspülen von Verunreinigungen auf der Siloplatte. „Hätten wir die Pflanzenkläranlage auf Basis des worst case geplant, das heißt der größten anzunehmenden Wassermenge und der höchst möglichen Schadstofffracht, wäre sie in ihrer Dimension kaum zu realisieren gewesen“, so Blumberg. Daher suchte der Ingenieur nach einer Möglichkeit, um die Belastungsspitze des first flush herauszunehmen. Die Lösung fand sich in einer Kombination aus Regensensor und elektronisch gesteuertem Trennsystem. Wie das funktioniert, zeigte sich bei einem Betriebsbesuch: „Das Oberflächenwasser vom Silo fließt zunächst durch diesen Schacht“, erläutert Dr. Oliver BaederBederski, der die Anlage in Hennersdorf betreut. Dabei öffnet er ein Segment der Schachtabdeckung und ermöglicht so einen Blick auf die in der Wassertechnik als Überfallkante bezeichnete Konstruktion aus zwei parallel verlaufenden, aber in unterschiedlicher Höhe angeordneten Rinnen. Die obere Rinne mündet in ein Rohr, das in den Sickersaftbehälter führt. Es lässt sich mittels eines Motorventils schließen. Bei trockenem Wetter oder nur leichtem Nieselregen ist der Schieber geöffnet. Meldet der Regensensor

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einen höheren Niederschlag an die SPS-Steuerung, lässt diese den Schieber je nach Heftigkeit des Regens noch einige Zeit geöffnet, damit der höher belastete first flush in den Sickersaftbehälter fließt. Hält der Regen an, schließt das Motorventil. Im Rohr entsteht ein Rückstau, sodass das Wasser über die Kante in die untere Rinne fällt, von der ein Rohr in die Pflanzenkläranlage führt.

Vertikal- und Horizontalfilter ergänzen sich Diese Rinne hat trotz Abtrennung der Belastungsspitze im zufließenden Oberflächenwasser noch beeindruckende Ausmaße. Das Wasser strömt zunächst in einen Absetzteich, auf dem Pflanzeninseln schwimmen. Mit einem Fassungsvermögen von 450 Kubikmetern ist dieser so dimensioniert, dass sich das Abwasser mindestens zwei Stunden darin aufhält und Schwebeteilchen auf den Boden sinken. Die abfiltrierbaren Stoffe, etwa 300 mg/l, haben in der zurückliegenden Betriebszeit eine 40 Zentimeter starke Schlammschicht gebildet. „Im nächsten Jahr werden wir sie wohl erstmals absaugen“, kündigt Baeder-Bederski an. Der Chemiker betont, dass es sich hier um Primärschlamm handelt und nicht um Belebtschlamm, wie er in einer technisch belüfteten Anlage entsteht. Der Absetzteich hat einen Überlauf zum 640 Kubikmeter fassenden Pufferteich. Über einen daneben positionierten Beschickungsschacht befördert eine

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leistungsstarke Schneidradpumpe täglich insgesamt 30 Kubikmeter Wasser in Intervallen zum vertikalen Bodenfilter. Ein System aus gelochten Rohrleitungen sorgt dort für eine gleichmäßige Verteilung. Der auf einer Tiefe von 1,50 Metern angelegte Vertikalfilter ist mit Kiesen unterschiedlicher Körnung gefüllt und auf der etwa 1.000 Quadratmeter großen Oberfläche mit Schilf bepflanzt. Das Wasser sickert durch die Kiesschichten bis zu den Drainagen am Beckenboden und wird dabei mikrobiell gereinigt. Chemisch gesehen werden in dieser ersten aeroben Stufe der Pflanzenkläranlage organische Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen durch Bakterien zu Kohlenstoff und Nitrat oxidiert (Nitrifikation). Es ist der gleiche Vorgang, der bei Einleitung von Abwässern in Bäche oder Seen durch die mitgeführte Organikfracht zu einer Sauerstoffzehrung und bei hoher Belastung zu einem Absterben von Pflanzen und Tieren führt. Das in der Drainage des Vertikalfilters von Organik gereinigte Wasser fließt per Schwerkraft zum ebenfalls mit Kies gefüllten und mit Schilf bepflanzten, jedoch nur halb so großen Horizontalbodenfilter. Hier wird es nicht auf der gesamten Fläche verteilt, sondern über ein Rohr mit mehreren Ausläufen an der Zuflussseite eingeleitet. Das Wasser läuft auf ganzer Breite durch die Kiesschicht in Richtung Abfluss. Dabei sorgen Bakterien in dem anoxischen (sauerstofffreien) Milieu für eine Nachreinigung und verstoffwechseln den im Nitrat gebundenen Sauerstoff zu molekularem Stickstoff (Denitrifikation), der nicht mehr umweltrelevant ist und zum größten Teil in die Atmosphäre entweicht. Die Zumischung kleiner Mengen Rohwassers in den Zufluss des Horizontalfilters unterstützt diesen Prozess.

Blick auf die Pflanzenkläranlage vom Zulauf her mit Absetz- und Pufferteich (vorn), Vertikalbodenfilter (Hintergrund) und Horizontalbodenfilter (Mitte) sowie der dahinter liegenden bepflanzten Versickerungsfläche.

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Um einen Druckausgleich zu gewährleisten, wurden die Drainagerohre am Boden des Vertikalfilters beidseitig bis an die Oberfläche verlängert.

Beschickungsschacht mit dahinter liegendem Vertikalbodenfilter.

Der Vorstandsvorsitzende der Sadisdorfer Agrar AG ist überzeugt, dass mit der Pflanzenkläranlage eine umweltgerechte und langfristig kostengünstige Lösung für die Behandlung des Niederschlagswassers vom Silo gefunden wurde.

Reinigungsleistung ermöglicht Versickerung Am Ende der Teichbodenfilterkaskade liegt der CSBWert bei 60 mg/l. Auch der pH-Wert ist von sehr sauer (4) auf fast neutral (6,8) gestiegen. Das Wasser hat nun etwa Flusswasserqualität und kann zum Versickern in einen quer zur Hangneigung angelegten 130 Meter langen kiesgefüllten Graben (Rigole) geleitet werden. Ein Teil verdunstet über den Bewuchs auf der sich anschließenden 40 Meter breiten Versickerungsfläche, ein Teil wird auf dem Weg in tiefere Schichten beim

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Über Rohrleitungen mit Öffnungen an der Oberseite wird das Abwasser auf der gesamten Fläche des mit Schilf bepflanzten Vertikalbodenfilters verteilt. Passieren des verwitterten Lehmbodens weiter gereinigt. „Die Pflanzenkläranlage erreicht die geplanten Parameter und arbeitete in den vergangenen vier Jahren weitgehend störungsfrei“, zeigt sich Vorstandschef Flämig mit der Funktion zufrieden. Die Investition von rund 500.000 Euro sei zwar kein Pappenstiel gewesen. Aber angesichts der 60.000 Euro, die die Lagerung und die Ausbringung des Niederschlagswassers von der Siloplatte im Jahr gekostet hätte, rechne er mit einem Amortisationszeitraum von 10 bis 12 Jahren. Der Landwirt ist zudem überzeugt, dass die Ausbringung, nicht zuletzt wegen der engeren Zeitfenster, die nach der neuen Düngeverordnung dafür zur Verfügung stehen, nur schwer händelbar gewesen wäre. „Da sind dann Fehler absehbar und eine Anzeige wegen Umweltschäden nur eine Frage der Zeit. Und das kann bekanntlich sehr teuer werden, bis hin zu Strafverfahren gegen das Unternehmen“, so Flämig. Im Ingenieurbüro Blumberg wird derweil bereits an einer weiteren Verbesserung getüfftelt. Probennahmen haben gezeigt, dass es in dem Wasserstrom vom Silo unter bestimmten Bedingungen nach etwa einer Viertelstunde zu einem zweiten Konzentrationsschub an Organik kommt. „Offensichtlich werden festgefahrene Bröckelverluste zeitverzögert mobilisiert. Das wollen wir in der Programmsteuerung für das Motorventil in der Leitung zum Sickerwasserbecken noch besser berücksichtigen“, informiert Blumberg.

Autor Dipl.-Journ. Wolfgang Rudolph Freier Journalist Rudolph Reportagen – Landwirtschaft, Umwelt, Erneuerbare Energien Kirchweg 10 · 04651 Bad Lausick Tel. 03 43 45/26 90 40 E-Mail: info@rudolph-reportagen.de www.rudolph-reportagen.de

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Ohne Zauber wird verschmutztes Wasser wieder sauber Je nach Jahreszeit fallen unterschiedliche Regenwassermengen auf den versiegelten Flächen einer Biogasanlage an. Aber nicht nur die Mengen variieren, sondern auch die auf den Flächen anfallenden Wasserqualitäten. Je nach Verschmutzungsgrad wird das Wasser entweder direkt dem Gärproduktlager oder einer Reinigungsanlage zugeleitet. Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann

stlich von Greven im Kreis Steinfurt, NRW, produziert an der Schmedehausener Straße die Biogasanlage der Biogas Greven eG regenerative Energie. Die Genossenschaft besteht aus 51 Landwirten, die gemeinsam die Planung und Finanzierung übernommen haben. Entstanden ist eine Biogasanlage mit einer elektrischen Gesamtleistung von 1,26 Megawatt. Insgesamt verteilt sich die Energieerzeugung auf drei BHKW an unterschiedlichen Standorten. Die anfallende Wärme wird zurzeit am Ferienhof Wigger, am Freibad Greven und an der Marienschule Greven genutzt. Ende 2011 wurde die Anlage in Betrieb genommen. An der Biogasanlage befinden sich drei große Fahrsilokammern, die jeweils 75 mal 30 Meter groß sind. In ihnen werden die Energiepflanzen eingelagert. Die Bodenflächen in den Fahrsilos sowie die Fahrwege davor sind asphaltiert. Die Wände der Fahrsilos sind aus Beton gefertigt. Am Ende sind die Silokammern mit einer Betonwand verschlossen. Die Bodenflächen in den Silokammern weisen eine Profilierung zur Mitte hin auf. So soll das Wasser längs zur Mitte hin fließen und über Gullys abgeleitet werden.

Vorne im Bild sind die beiden je 20 Kubikmeter fassenden Klärbecken sowie der Schaltschrank der EnviClear-Anlage zu sehen. Im Hintergrund steht die Biogasanlage.

Je nach Betriebsstatus der Silokammern fällt qualitativ unterschiedliches Regenwasser auf der Betriebsfläche an. Sind die Fahrsilos gefüllt und mit Folie verschlossen, enthält das auf den abgefegten Fahrwegen abfließende Regenwasser nur wenig Organik. Dies gilt auch für die geleerten und gereinigten Silokammern. Niederschlagswasser, das auf den versiegelten Flächen der Fahrwege und Silos anfällt, ist am höchsten belastet, wenn die Energiepflanzen eingelagert und Silage aus den Silos entnommen wird.

Trennung der Regenwasserqualitäten „Wir haben hier auf der Anlage zwei verschiedene Rohrstränge zur Entwässerung der Flächen. Ein Strang führt das stark mit Organik belastete Regenwasser in einen Schacht beim Feststoffeintrag. Diese Wasserqualität wird in das Gärproduktlager gepumpt. Der zweite Strang leitet das schwach bis mittelstark belastete Regenwasser der EnviClear-Wasserbehandlungsanlage zu“, erklärt Diplom-Biologe Ulrich Brüß, Geschäftsführer der A3 Water Solutions GmbH. Das Unternehmen ist eine Tochtergesellschaft der EnviTec Biogas AG. Aus dem Futterstapel austretender Pflan-

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é Entwässerungsgullys vor der Anschnittfläche der Silage verstopfen schnell und müssen regelmäßig entleert werden. Aufgrund des Gefälles der Bodenplatte zur Mitte des Fahrsilos sammelt sich dort das Regenwasser und fließt zum nächsten Gully.

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An den Radladerreifen klebt Silage, die sich auf den Fahrwegen verteilt. Selbst das Abfegen mit einem Besen löst die Silageteilchen nicht aus den Poren des Asphalts. ê

é Sickersaft und stark mit Organik belastetes Regenwasser werden direkt in das Gärdüngerlager gepumpt. zensaft wird ebenfalls dem Gärproduktlager zugeführt. Die beiden Regenwasserstränge müssen – je nach Qualität des abzuleitenden Wassers – manuell per Hand mit einem Verschluss abgesperrt werden. Das mit Organik befrachtete Wasser, das vor den Anschnittflächen des Silostocks anfällt, wird laut Brüß immer direkt dem Gärproduktlager zugeleitet. Hier können mitunter CSBWerte im befrachteten Niederschlagswasser von über 8.000 Milligramm (mg) pro Liter (l) gemessen werden. Das ist zum Beispiel auch beim Einbringen der Silage in die Fahrsilos der Fall. CSB steht für Chemischer Sauerstoffbedarf. CSB ist als Summenparameter ein Maß für die Summe aller im Wasser vorhandenen, unter bestimmten Bedingungen oxidierbaren Stoffe. Er gibt die Menge an Sauerstoff (in mg/l) an, die zu ihrer Oxidation benötigt würde, wenn Sauerstoff das Oxidationsmittel wäre. Das belastete Regenwasser der Verkehrswege stelle das eigentliche Problem dar, so Brüß. In den Poren des Asphalts verbleiben trotz intensiven Fegens immer Silagereste. Der Radlader verliert beim Befüllen des Feststoffeintrags Gärsubstrat aus der Schaufel, Silage klebt an den Rädern und löst sich beim Fahren oder es wehen aus dem geöffneten Silostock Silageteilchen heraus, die sich irgendwo auf den freien Flächen niederschlagen. Sind die Kammern gefüllt und abgedeckt und wird kein Gärsubstrat entnommen, hat das Regenwasser von den Folien der Siloabdeckung CSB-Werte von 90 mg/l. Selbst aus den leeren, gereinigten Silokammern fällt Regenwasser an, das CSB-Werte von 400 bis 500 mg/l aufweist.

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Fotos: Martin Bensmann

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Kontrollschacht: In diesem Schacht kommt das schwach bis mittelstark verschmutzte Regenwasser an. Weist das Regenwasser eine elektrische Leitfähigkeit von mehr als 2 Millisiemens auf, wird

es ins Gärdüngerlager gepumpt. Regenwasser mit weniger als 2 Millisiemens fließt im Freigefälle in ein Sammelbecken, das der Reinigungsanlage vorgeschaltet ist.

Leitfähigkeitsmessung bestimmt Zulauf zur Reinigungsanlage Schwach bis mittelstark belastetes Regenwasser wird, wie schon eingangs beschrieben, über einen zweiten separaten Entwässerungsstrang abgeleitet. Zunächst gelangt dieses Wasser in einen Schacht vor der EnviClear-Anlage. In dem Schacht befindet sich eine Tauchpumpe, die 20 Kubikmeter pro Stunde fördern kann. Außerdem befindet sich in dem Schacht eine Messsonde, die die elektrische Leitfähigkeit des Wassers misst. „Wenn die elektrische Leitfähigkeit des mit Organik belasteten Regenwassers 2 Millisiemens überschreitet, was einem CSB-Gehalt von 2.500 bis 3.000 mg/l entspricht, werden diese Niederschlagswasserqualitäten auch ins Gärproduktlager gepumpt. Regenwasserqualitäten mit einer elektrischen Leitfähigkeit von weniger als 2 Millisiemens fließen im Freigefälle in ein 200 Kubikmeter fassendes Speicherbecken neben der EnviClear-Anlage“, erläutert Brüß weiter. Dieses Speicherbecken ist Teil einer ehemaligen Pflanzenkläranlage, die außer Betrieb genommen worden ist, weil sie die nötige Reinigungsleistung des beaufschlagten Niederschlagswassers nicht erreichte. Die EnviClear-Regenwasser-Reinigungsanlage in Greven ist für eine jährliche Wassermenge von 4.500 Kubikmetern ausgelegt. Es handelt sich um ein zweistufiges System. In zwei runden Betonbehältern mit je 20 Kubikmetern Fassungsvermögen findet die eigentliche Reinigungsleistung statt.

Denitrifikation und Organikabbau In Behälter 1 wird durch Belüftungs- und Ruhephasen das verschmutzte Regenwasser denitrifiziert. Die Belüftungszeit beträgt 30 Minuten, die Ruhezeit 20 Minuten. In regelmäßigen Intervallen werden 2 m3 Schmutzwasser aus Behälter 1 in Becken 2 gepumpt. Becken 2 wird

Die Elektronik zeigt die Messwerte der Leitfähigkeitsmessung und steuert die Pumpe.

permanent belüftet. In dem Behälter befindet sich ein Trichter als eine Art Überlauf. Über den Trichter fließt immer eine gewisse Menge an Wasser zurück in Becken 1. Der im belebten Schlamm gelöste Sauerstoff wird von Mikroorganismen genutzt, um die organischen Verschmutzungen im Wasser abzubauen. Die Belüftung dient aber auch dazu, das Wasser in Bewegung zu halten und so auch Beläge von dem Membranfilter abzuspülen. Herzstück der EnviClear-Regenwasserbehandlungsanlage ist das in Becken 2 eingesetzte Membranfiltermodul. Das Schmutzwasser wird mithilfe von MaxFlow-Membranen filtriert. Die Membranen sind in Module zusammengefasst. Die Poren in den vertikal angeordneten Membranen sind 40 Nanometer klein. Durch die Poren passt nur Wasser hindurch, jedoch keine Mikroorganismen. „Das Schmutzwasser wird mit einer Pumpe durch die Membranen mit 55 Millibar gesaugt und anschließend in einen wasserführenden Graben abgeleitet. Das eingeleitete Ablaufwasser hat nach Diplom-Biologe Ulrich Brüß, Geschäftsführer der A3 der EnviClear-Anlage nur noch Water Solutions GmbH, vor dem Schaltschrank der einen CSB-Wert von 40 mg/l. EnviClear-Anlage. Links befindet sich die Elektronik, Der Saugdruck reicht aus, um rechts ist der Kompressor mit dem Lüfterradgehäuse zu sehen. die Membran freizuhalten.

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Sammelbecken mit 200 Kubikmetern Fassungsvermögen, aus dem die EnviClear-Anlage gespeist wird.

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Die organische Verschmutzung bleibt als sehr feuchter Feststoff zurück, von dem pro Jahr 50 Kubikmeter anfallen“, macht Brüß deutlich. 700 Liter verschmutztes Regenwasser bereitet die Anlage aktuell pro Stunde auf. Laut Brüß ist auch eine höhere Stundenleistung möglich. Der Kompressor, der für die Beckenbelüftung zuständig ist, wird lastabhängig betrieben. Je nachdem, ob ein oder beide Becken belüftet werden müssen. „Wir stellen die Membranen selbst her und vertreiben sie weltweit“, betont der Diplom-Biologe. In dem Steuerungskasten der EnviClear-Anlage befindet sich neben der Elektronik und dem Luftgebläse auch eine kleine Pumpe, über die Flockungsmittel wie Eisen-III-Chlorid eindosiert werden können, um Phosphat auszufällen.

Schnelle Inbetriebnahme

Erste Reinigungsstufe der EnviClear-Anlage. In Behälter 1 wird durch Belüftungs- und Ruhephasen das verschmutzte Regenwasser denitrifiziert. Die Belüftungszeit beträgt 30 Minuten, die Ruhezeit 20 Minuten.

Zweite Reinigungsstufe der Schmutzwasser-Behandlungsanlage: Dieses Becken wird permanent belüftet. Herzstück ist das Filtermodul mit MaxFlowMembranen.

„Die Anlage hier am Standort ist seit zwei Jahren in Betrieb. Wir haben sie mit Impfschlamm aus der kommunalen Kläranlage angefahren. Bereits eine Stunde nach dem Animpfen haben wir die Anlage in den Praxisbetrieb genommen. Innerhalb von nur drei Installationstagen war die Anlage komplett betriebsbereit“, führt Brüß weiter aus. Die Reinigungsbecken werden per Lkw angeliefert. Der Schaltschrank ist komplett vormontiert. Es müssen vor Ort nur noch ein paar Kabel und Leitungen angeschlossen werden. Die EnviClear-Anlage ist komplett in der Datenüberwachung. Über eine Internetverbindung werden die Daten in eine Datenwolke hochgeladen.

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Es funktioniert: Glasklares Wasser verlässt die Reinigungsanlage. Brüß gibt die Lebensdauer der Membranen mit fünf bis sechs Jahren an. Die Kunden schlossen einen Servicevertrag mit der A3 Water Solutions GmbH ab. Wichtiger Bestandteil des Vertrages sei der Membrantausch einmal pro Jahr. Der Kunde bekomme im Gegenzug regenerierte Membranen zurück. Neu im Vertrieb hat Brüß die sogenannten EnviDrain-Matten. Die Matten bestehen aus einem flachen, kompressionsresistenten Kern aus Polypropylen und einem Non-Woven Filtermaterial, das den Entwässerungskern vollständig umgibt. Sie sind 6 Millimeter dick, 1 Meter breit und als Rollenware erhältlich. Auf einer Rolle sind 100 Meter. Durch das Verdichten der Maissilage kann der Silagesickersaft nicht wie vorgesehen über die installierten Gullys abﬂießen. Hinzu kommt, dass sich die Gullys auf der Silageplatte häuﬁg mit Mais zusetzen. Die Folge ist ein Einstauen von Sickersaft und Regenwasser. EnviDrain schafft hier Abhilfe und bietet eine verstopfungssichere

Ableitung des Sickersaftes. Das spezielle Vlies erhöht die wirksame Entwässerungsﬂäche um das 500-Fache – das Regenwasser ist geringer mit Organik beaufschlagt und das belastete Wasser kann kontrolliert in die Biogasanlage geleitet werden. Die EnviDrain-Matten werden vor dem Einsilieren unkompliziert verlegt. Sie können schon bei kleinen Überdeckungen mit nur 30 Zentimetern Mais überfahren werden. Die Matten lassen sich einfach mit einem Hochdruckreiniger säubern. Sie sind mehrfach wiederverwendbar.

Autor Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann Redakteur Biogas Journal Fachverband Biogas e.V. Tel. 0 54 09/90 69 426 E-Mail: martin.bensmann@biogas.org

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Altbewährte Klärtechnik

Der Tauchbelüfter wirbelt das Oberflächenwasser regelmäßig kräftig auf.

Techniken zur Behandlung von verschmutztem Oberflächenwasser sind schon seit Langem in Industrie und in Kommunen im Einsatz. In Großenwiehe ist eine solche konventionelle Reinigungstechnik erstmals auf einer Biogasanlage im Einsatz. Von Dierk Jensen

ch will die Kuh endlich vom Eis haben“, sagt Ulli Lindenblatt zur Abwasser-Thematik, die ihm seit der entzogenen Einleite-Erlaubnis in den Vorfluter seit einigen Jahren unter den Fingernägeln brennt. Daher ist der Betriebsleiter und Mitgesellschafter der 1,25 Megawatt (MW) großen Biogasanlage am Rand des Ortes Großenwiehe im nördlichen Schleswig-Holstein froh, dass er sich nun für ein Aufbereitungsverfahren entschieden hat, das ihm die Option bietet, sowohl das Oberflächenwasser als auch den Pflanzensickersaft in Zukunft geklärt – in Abstimmung mit der Unteren Wasserbehörde in Schleswig – wieder einleiten zu dürfen. Der Elektriker und Gas-Wasser-Installateur hat sich für eine Belüftungsanlage, die im Fachjargon als sequenziell beschickter Reaktor (SBR) bezeichnet wird, entschieden. Geliefert wurde sie von der mittlerweile insolventen Farmatic Anlagenbau GmbH aus Nortorf und ihrem damaligen Vertriebschef Stefan Ihrens, der diese Klärtechnik inzwischen als Mitarbeiter der ATB Umwelttechnologien GmbH aus Porta Westfalica vertreibt. „Die Maschinentechnik ist einfach und robust“, hebt der Verfahrenstechniker die Vorteile hervor. Unterdessen zeigt sich Lindenblatt nach einem Jahr Testbetrieb mit dem Resultat durchaus zufrieden: Er will die SBR-Anlage auch nach der einjährigen Testphase dauerhaft einsetzen. „Ich habe mich ganz bewusst gegen eine Verdunstungsanlage entschieden, weil der Wärmebedarf solcher Verfahren mit 150 Kilowattstunden für unser Anlagenkonzept einfach zu groß ist.

Außerdem sind die Verdunster zu klein dimensioniert und in der Anschaffung ziemlich teuer“, erklärt der 42-Jährige in seinem spartanisch eingerichteten Büro, während draußen ein Sturm tobt und ein prasselnder Wolkenbruch ahnen lässt, wie viel verschmutztes Regenwasser in kurzer Zeit anfallen kann. Noch allerdings fährt der Betriebsleiter in Großenwiehe das belüftete und aufbereitete Wasser innerhalb der erlaubten Ausbringzeiten aufs Feld hinaus, weil die amtliche Einleitungsgenehmigung noch nicht vorliegt.

Ziel: Wiedereinleitung Einen großen Vorteil der Belüftung hebt er aber jetzt schon hervor: „Das Abwasser ist bei Weitem nicht mehr sauer wie früher, sondern alkalisch und hat einen pHWert von etwa 7,5. Die ackerbaulichen Probleme sind damit behoben.“ Dennoch definiert er sein Ziel genau: Noch in diesem Jahr will er wieder in den Vorfluter einleiten – vorausgesetzt die Untere Wasserbehörde stimmt zu. Die Biogasanlage in Großenwiehe startete 2007 mit einer installierten Leistung von 1,25 MW. Die zwölf beteiligten Gesellschafter füttern die NawaRo-Trockenfermentationsanlage mit rund 22.000 Tonnen Substrat, das aus Mais, Getreide-GPS, Gras und Getreidekorn besteht und auf insgesamt 650 Hektar überwiegend eigenen Flächen heranwächst. Im Jahr 2014 entschieden sich die Gesellschafter schließlich für die Flexibilisierung und überbauten die Anlage mit doppelter

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Leistung; so sind heute vier Jenbacher mit einer Gesamtleistung von 2,57 MW installiert. Einer der Motoren steht als Satellit im 3.000 Einwohner zählenden Dorf, wo über 180 Anschlüsse rund 300 Haushalte und überdies eine große Lkw-Tankwaschanlage mit ausreichend Wärme versorgt werden. Die Wärme wird nahezu optimal genutzt, was eine hohe Verantwortung und Einsatzbereitschaft bedeutet. „Das ist ein 365-Tage-Job“, verrät Lindenblatt, der allein mit seinem Geschäftsführer Hans Jürgen Andresen und einer 400-Euro-Kraft die Arbeit zu bewältigen hat. Angesichts dessen ist aus Betreibersicht verständlich, dass die Aufbereitung der Abwässer auf einer versiegelten Betriebsfläche von fast 20.000 Quadratmetern nicht sonderlich arbeitsintensiv sein darf. Andererseits sind die anfallenden Abwässer auf Lindenblatts Anlage voluminös: Ungefähr 6.000 bis 8.000 Kubikmeter Oberflächenwasser fallen an. Dies erfordert bei der bisherigen Ausbringung aufs Feld ein aufwändiges Management und verursacht überdies erhebliche Kosten.

Auffangbehälter mit Belüftung Damit soll nun aber Schluss sein. Deshalb wird das Oberflächenwasser über einen Sammelpunkt jetzt nicht mehr wie früher in das Gärproduktlager, sondern in einen im Jahr 2014 gebauten Auffangbehälter (100.000 Euro Baukosten) gepumpt, der ein Fassungsvermögen von 1.600 Kubikmetern aufweist. Darin steht der Tauchbelüfter, der rund 15.000 Euro gekostet hat und der von einem Motor mit 15 kW Leistung angetrieben wird. Zudem ist ein sogenannter Dekanter installiert, der auf der Oberfläche des sequenziell belüfteten Auffangbehälters (Reaktors) schwimmt und ausreichend belüftetes und weitestgehend von organischen Substanzen gereinigtes Wasser ansaugt und in einen Extra-Container leitet, der in Großenwiehe direkt neben dem Reaktor platziert ist. „Dieser Container dient als Absetzbecken, wo je nach Bedarf das vorgeklärte Wasser im Zeitraum von Stunden bis mehreren Tagen verweilt, sodass sich die restlichen organischen Bestandteile auf den Grund absetzen können“, erklärt Dr. Sarah Gehrig die Funktionsweise des SBR-Verfahrens zur quasi zweiten Klärstufe – wie sie prinzipiell auch von Haushalten im Außenbereich seit vielen Jahren angewandt wird. Gehrig übernahm Anfang 2017 den Vertriebsjob von Stefan Ihrens bei Farmatic und glaubt trotz der aktuellen Insolvenz fest daran, dass das Nortorfer Unternehmen im neuen Jahr

Fotos: Dierk Jensen

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mit neuem Geld von neuen Investoren wird weitermachen können. Welches Schicksal Farmatic auch ereilen mag, Lindenblatt wird auch in Zukunft genau an dieser zweiten Klärstufe zur eigenen Überwachung freiwillig fortlaufend Proben nehmen und deren Messergebnisse den Wasserbehörden mitteilen. Wenn die Grenzwerte eingehalten werden, kann er das geklärte Wasser in den Vorfluter einleiten. Jedoch könne im Zweifelsfall, räumt Gehrig ein, die jeweils zuständige Untere Wasserbehörde, je nach Vertrauenslage, auch eine Online-Messung einfordern. „Diese Messtechnik ist allerdings wesentlich aufwändiger, sodass der Betreiber mit zusätzlichen Kosten in Höhe von 20.000 Euro zu rechnen hat.“

Betriebsleiter und Mitgesellschafter Ulli Lindenblatt im Büro der Biogas Großenwiehe GmbH & Co. KG.

Behörde kontrolliert selbst mehrmals jährlich zusätzlich Allerdings gibt Holger Steen von der Unteren Wasserbehörde Entwarnung. „Zwar ist die Anwendung gängiger Klärtechnik auf Biogasanlagen für uns noch Neuland. Aber der Gewässerschutz erfordert sowohl für die Sauerstoffzehrung als auch für Stickstoffe und Phosphor unmissverständlich Grenzwerte“, sagt Steen, „wir würden unabhängig der vom Betreiber übermittelten Werte mindestens dreimal im Jahr selber kontrollieren.“ Lindenblatt setzt ohnehin auf Transparenz und Vertrauensbildung. Daher zieht er schon in der jetzigen Testphase regelmäßig selbst Proben, die er von der Agrolab Agrar und Umwelt GmbH in Kiel analysieren lässt. So

Regenwasserbehälter mit einem Fassungsvermögen von 1.600 Kubikmetern.

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Neben dem Auffangbehälter steht ein weiterer Behälter, in dem das vom Dekanter überführte und gereinigte Wasser für eine geraume Zeit verweilt, sodass alle Rest- und Schwebstoffe absinken können, bevor es in den Vorfluter eingeleitet wird. Auf der Oberfläche schwimmt ein Dekanter, der gereinigtes Wasser aufnimmt und abführt.

lag beispielsweise am 28. August der CSB-Wert beim Zulauf bei 7.730 Milligramm pro Liter (mg/l), der Ablauf am gleichen Tag bei einem CSB-Wert von 128 mg/l. Zudem lagen im Ablauf noch Nitrat in Höhe von 30,7 mg/l vor und Gesamtphosphor in Höhe von 40 mg/l. Dabei bewirkt der permanente Blick auf die Werte für ihn einen nicht zu unterschätzenden Schulungsprozess als Klärwerker. „Er lernt durch die ständige messtechnische Überwachung, wie er die Kläranlagentechnik optimal fährt, um am Ende die besten Werte zu erzielen“, unterstreicht Farmatic-Vertrieblerin Gehrig und warnt: „Das SBR-Verfahren ist sowieso kein RundumSorglos-Paket, sondern bedarf seitens des Biogasanlagenbetreibers einiges an Know-how, bei dem eine gewisse Technikaffinität förderlich ist.“ Die hat Lindenblatt offenbar. Dabei schätzt er den Zeitaufwand für die Überwachung und Steuerung der Klärung realistisch auf eine halbe Stunde täglich ein. Unabhängig des Arbeitsaufwandes belaufen sich die Kosten für die ganze Abwasserstrecke – ohne den Auffangbehälter – in seinem Fall, so Lindenblatt weiter, auf rund 50.000 Euro.

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Sickersaftbehandlung optional Fehlt nur noch die Einleitungsgenehmigung von der Behörde, die sich nicht nur der Anlagenbetreiber bald wünscht. Auch für die Anbieter dieser konventionellen Klärtechnik, ob nun Farmatic, ATB oder andere, wäre das ein wichtiger Meilenstein für den Einstieg in die Biogasbranche, bei der optional nicht nur die Klärung von Oberflächenwasser, sondern auch von Sickersäften möglich wäre. „Dann müssten wir bei der Planung einer SBR-Anlage aber anders dimensionieren“, gibt Sarah Gehrig zu bedenken, „möglich ist diese Variante aber durchaus.“ Da die Abwasserprobleme vielerorts den Biogasanlagenbetreibern Sorgenfalten bereiten, identifizieren Experten angesichts von über 8.000 Anlagen in Deutschland einen großen Bedarf. Die Einleitungsgenehmigung der geklärten Oberflächenwasser ist unabhängig von gegebenenfalls weiteren Genehmigungen einzuholen. „Die wasserrechtliche Erlaubnis erteilt die zuständige Untere Wasserbehörde. Zu beachten ist, dass eine wasserrechtliche Erlaubnis nicht von der Konzentrationswirkung einer Genehmigung nach BImSchG erfasst wird. Das heißt, erforderliche Genehmigungen für bauliche Maßnahmen, beispielsweise für Rückhaltebecken, sind bei der jeweils zuständigen Genehmigungsbehörde zu beantragen“, sagt Gehrig. Indessen vermittelt Lindenblatt den Eindruck, dass er das Klären der Abwässer in den Griff bekommt. Als Pionier auf diesem Gebiet freut er sich schon auf jene neue Phase, in der das ökologisch zweifelhafte Umherfahren von großen Wassermengen ein Ende findet. Ganz abgesehen von den ackerbaulichen Vorteilen bringt ihm das eine Ersparnis von rund 20.000 Euro Ausbringungskosten im Jahr. Autor Dierk Jensen Freier Journalist Bundestr. 76 · 20144 Hamburg

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Reinigung mit Energiegewinn Im Oberflächenwasser ist noch viel Organik enthalten, die entfernt oder abgebaut werden muss. Diese Organik könnte auch als „Input“ für den Biogasprozess dienen und so zusätzlich zur Energieproduktion beitragen. Das ist die Idee hinter dem „Flexbio“-Verfahren. Erste Anlagen sind jetzt im Praxisbetrieb. Von Thomas Gaul

ei dem sogenannten „Flexbio“-Verfahren handelt es sich um die Kombination eines anaerob arbeitenden Festbettfermenters mit dem in der Abwasserreinigung verwendeten Verfahren der biologischen Reinigung in einem Belebungsbecken. Im Vergleich zur konventionellen Reinigung kann die Menge des Schlamms um 90 Prozent reduziert werden, da die eingetragene Organik größtenteils in Biogas umgewandelt wird. Auch der Bedarf an Prozessenergie ist niedrig: „Wir brauchen nur Wärme und etwas Strom für die Pumpen“, sagt Waldemar Ganagin, der an der Hochschule HAWK, Fachgebiet Nachhaltige Energie- und Umwelttechnik in Göttingen, das Verfahren mit entwickelt hat. Und Wärme ist auf einer Biogasanlage ja genügend vorhanden.

Gesamte Technik findet im Container Platz Die gesamte Technik ist in einem handelsüblichen Standardcontainer mit 20 Fuß Größe eingebaut. Bei größeren Anlagen kommt ein 40-Fuß-Container zum Einsatz. Durch den modularen Aufbau können auch

Die Flexbio-Schmutzwasser-Reinigungsanlage ist komplett im Container installiert. Gespeist wird die Anlage aus einem Vorlagebecken.

mehrere Container aufgestellt und miteinander verbunden werden. Flexbio arbeitet derzeit an zusätzlichen mobilen und semimobilen Anlagen, sodass auch ein probeweiser Einsatz an einer Biogasanlage möglich ist. Die Verweilzeit beträgt etwa einen Tag. Nach den Erfahrungen, die auf den Referenzanlagen gewonnen wurden, lassen sich etwa 2 Kubikmeter Methan je Tonne Abwasser gewinnen. Die Technik wird praktisch schlüsselfertig auf die Anlage geliefert, sodass nur noch die Zuleitungen anzuschließen sind. Das Verfahren soll Ganagin zufolge auch bei CSBWerten von über 20.000 Milligramm pro Liter (mg/l) funktionieren. Vom bereits vorhandenen Auffangbecken, das als Folienbecken ausgeführt ist und rund 500 Kubikmeter fasst, wird das Niederschlagswasser in den Festbettfermenter geführt, der sich im Container befindet. Hier beginnt auf den mit Bakterien besiedelten Füllkörpern der Abbau der organischen Fracht. Die Füllkörper sind Besiedelungsfläche für die Bakterien, und sie halten organische Fracht zurück. Die zweite Behandlungsstufe besteht aus dem Belebungsbecken und einem Absetzbecken mit interner Schlammrückführung.

Sonderheft Entwässerung

Biogas Journal | 2017

Fotos: Flexbio Technologie GmbH

Lamellenabscheider dickt Schlamm ein

Blick auf die Pumptechnik im Container.

Je nach Ausführung der Anlage reicht das Volumen von 8 bis 20 Kubikmeter. Während der biologischen Reinigung wird das vorgereinigte Abwasser aus dem Festbett-Fermenter in der Belebtstufe belüftet. Zur Schlammabtrennung fließt das biologisch gereinigte Wasser dann in das Absetzbecken. Über einen Abzug am Boden im Lamellenabscheider beginnt sich der Schlamm durch sein Eigengewicht einzudicken. Das vom Schlamm weitgehend befreite Abwasser verlässt den Abscheider über einen Überlauf. Der Schlamm wird in den Festbettfermenter mit einer Pumpe zurückgeführt. Ein Teilstrom aus der zweiten Prozessstufe wird in den Festbettfermenter zurückgeführt. Weil gleichzeitig organisch belastetes Wasser zufließt, kommt es unter anaeroben Bedingungen zur Denitrifikation. Eine Wasserqualität von 30 mg CSB pro Liter ist nach Firmenangaben möglich. „Das Wasser kann zur Beregnung verwendet werden. Die Anlage hält dauerhaft die von der Behörde vor Ort geforderten Grenzwerte ein, sodass das Wasser auch jederzeit direkt eingeleitet werden kann“, betont Waldemar Ganagin.

Automatische Steuerung Die Anlage wird abhängig von dem anfallenden Niederschlagswasser automatisch gesteuert, sodass die Bakterien immer ausreichend zu tun haben. „In längeren Trockenzeiten wird

Gut zu wissen! Die Fachverband Biogas service GmbH kümmert sich um die Organisation und Durchführung von Schulungen und Fachveranstaltungen. Wir bieten Beratungsangebote im Bereich der Energieerzeugung durch Biogasanlagen für Hersteller, Dienstleister und Betreiber an. Unser aktuelles Veranstaltungsangebot finden Sie unter:

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Biogas Journal | 2017

das Wasser praktisch im Kreis gefahren, sodass die Biologie überleben kann“, erläutert Waldemar Ganagin. Der Betreiber muss sich im Prinzip um nichts kümmern und kann den aktuellen Anlagenstatus auch auf dem Display von Smartphone oder Tablet verfolgen. Auch eine Fernwartung durch Flexbio ist über eine verschlüsselte Datenverbindung möglich. Die regelmäßig vorgenommenen Untersuchungen zeigen einen CSB-Abbau von bis zu 95 Prozent (anaerob) und bis zu 99 Prozent (aerob und anaerob) und einen AmmoniumAbbau von 100 Prozent bei Verweilzeiten von einem Tag. Inputwerte wurden bisher gemessen zwischen 1.000 und 16.000 mg CSB/Liter, der Output lag dann unter 120 mg/l (dem geforderten Grenzwert). Je behandeltem Kubikmeter werden 5 Kilowatt für Prozesswärme und 1 Kilowatt Strom benötigt. „Je nach Größe der Anlage kann die Ersparnis mindestens 50 Prozent der Entsorgungskosten betragen“, verspricht Waldemar Ganagin. Die Kosten der Abwasserbehandlung sind ebenfalls abhängig von der Größe der Flexbio-Anlage. Ganagin beziffert sie auf 0,6 bis 2,50 Euro/m3. Die Wärmeverwertung über die Flexbio-Anlage erfüllt zudem die Ansprüche des KWK-Bonus. Inwieweit das anfallende Biogas verwertet werden kann, hängt von der jeweiligen Genehmigungsgrundlage ab. Generell kann das Biogas immer gewinnbringend verwertet werden, z.B. kann es der Biogasanlage zugeführt werden.

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Der Schaltschrank beinhaltet die Steuerung der Anlage. Autor Thomas Gaul Freier Journalist Im Wehrfeld 19a · 30989 Gehrden Mobil: 01 72/512 71 71 E-Mail: gaul-gehrden@t-online.de

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Faltblatt

Biogas to go

und je nach Bedarf in Energie umgewandelt mal kein Wind weht und keine Sonne scheint. Stromnetze und ist für die technische Umsetde von entscheidender Bedeutung.

Energiedörfer mit Biogas Biogas eignet sich hervorrage nd für die lokale Energieversorgung – und für Energiekonzepte in Kommune neue Regionen. Zahlreiche Wärmene n und teilweise genossenschaftlich tze, die betrieben werden, unterstreichen dieses Potenzial.

Biogas to go

Der Fachverband Biogas e.V. ist mit über 4.800 Mitgliedern die größte deutsche und europäische Interesse nvertretung der Biogas-Branche.

Handliche Fakten zur Biogasnutzung

Regionale Wertschöpfung Biogasanlagen produziere n dort Energie, wo sie gebraucht wird: In den Regionen. Das Geld für den Bau, den Betrieb und die Instandhaltung der Anlagen bleibt vor Ort – und fließt nicht in die Taschen der Ölmultis. Das sichert die regionale Energieversorgung und ist ein aktiver Beitrag zur Friedenspolitik.

Ziel der Verbandsarbeit ist es, die Biogaserzeugung und -nutzung für die bundesweite Strom-, Wärme- und Kraftstof fversorgung zu erhalten und auszubauen.

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Bunt blühende Pflanzen auf dem Acker und im Garten sehen nicht nur hübsch aus, sie bieten auch vielen Insekten und Wildtieren wertvollen Lebensraum. Biogasanlagen können aus ihnen am Ende des Sommers sogar noch Strom und Wärme erzeugen.

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Biogas bringt Farbe ins Feld

Biogas ist der vielseitigste erneuerbare Energieträger. Das umweltfreundliche Gas kann sowohl zur Strom- und Wärmeg ewinnung wie auch als Kraftstoff eingeset zt werden. Damit ist Biogas eine wichtige Säule für die bürgernahe und bezahlbare Energiew ende!

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Die im Fermenter befindlichen Bakterien wandeln die Biomasse, z.B. biologische Abfälle, nachwachsende Rohstoffe und Gülle, zu Biogas und Gärprodukten um. Das erzeugte Biogas wird in der Gashaube aufgefangen und von hier über Gasleitungen zum Blockheizkraftwerk (BHKW) transportiert. Im BHKW wird aus dem Biogas Strom und Wärme erzeugt. Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Techniken und Funktionsweisen. Der übliche Aufbau umfasst folgende Komponenten:

...durch Biogas

Die Erderhitzung ist die größte Bedrohung für den Fortbestand unseres Planeten.

Die Biogasanlage Biogas GmbH erzeugt im Jahr 300.000 Kilowattstunden Strom. Das entspricht dem Verbrauch von 100 durchschnittlichen Haushalten. Die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme wird im Stall und im Wohnhaus eingesetzt und außerdem zur Holztrocknung genutzt. In der Summe spart diese Biogasanlage 450 Tonnen CO ein, die beim Einsatz fossiler Energieträger wie Kohle und Öl freigesetzt2 worden wären. Das entspricht 380 Flügen von München nach New York und zurück.

Energie pflanzen ...

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Erdgasnetz

... Vielfalt ernten

2 Wärme

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Blockheizkraftwerk für die gleich zeitige Strom und Wärmeproduktion

Rührwerke vermischen die Bakterien im Fermenter mit der frischen Bio masse

ggf. Aufbereitungstechnik für die Umwandlung von Biogas zu Bio methan

Lagerbehälter für die ausgefaulten Gärprodukte (ggf. mit entsprechen der Technik zur Weiterverarbeitung (Fest/Flüssigtrennung, Trocknung, Pelletierung etc.)

Heizung – die übliche Gärtemperatur liegt bei 40 °C

Gasspeicher zur kurz und mittel fristigen Speicherung des Biogases Gasreinigungssysteme zur Entschwefelung und Entwässerung

Pumpleitungen für Gärsubstrate und Biogasleitungen

Sicherheitstechnik: Drucksicher ungen, Sicherheitsventile

Fast jede Pflanze kann in Biogasanlagen vergoren und zu Strom und Wärme umgewandelt werden – auch jene, die in der Lebensund Futtermittelproduktion keine Verwendung finden. Das bei der Energieerzeugung freigesetzte CO2 entspricht in etwa der Menge, die die Pflanzen während Ihres Wachstums gebunden haben.

Biogas trägt dazu bei, dass unsere Felder bunter und artenreicher werden. Blühende Pflanzen sehen nicht nur schön aus, sie bieten vor allem Lebensraum für Insekten und Wildtiere und verbessern die Bodengesundheit.

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Die Pflanzen benötigen in der Regel keine Pflanzenschutzmittel, schonen die Umwelt und schützen den Boden vor Auswaschung.

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So funktioniert eine Biogasanlage

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wenn er gebraucht wird

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Lager für die zu vergärende Biomasse (Silo, Annahmestelle, Güllegrube)

ggf. Aufbereitung, Sortierungs oder Reinigungssysteme für die zu ver gärende Biomasse oder Reststoffe

Einbring / Pumptechnik transportiert die Biomasse in die Fermenter bzw. aus diesen heraus

Rührwerke vermischen die Bakterien im Fermenter mit der frischen Bio masse

Heizung – die übliche Gärtemperatur liegt bei 40 °C

Gasspeicher zur kurz und mittel fristigen Speicherung des Biogases

Gasreinigungssysteme zur Entschwefelung und Entwässerung

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Biogas ist flexibel! 1

Die Biogasanlage Biogas GmbH hat zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) mit einer Leistung von je 250 kW. Darin wird aus Biogas Strom und Wärme erzeugt.

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9 7 Erdgasnetz

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Die Kraftwerke werden von den Stadtwerken XY ferngesteuert. Je nach Strombedarf können sie an- oder abgeschaltet werden. Wenn das Stromnetz voll ist, wird das Biogas in der Kuppel des Fermenters gespeichert. Und wenn Strombedarf besteht, können die BHKWs innerhalb weniger Sekunden ihre maximale Leistung von 500 kW abrufen.

Das in den Fermentern bei der Vergärung von Gülle, Bioabfall und Energiepflanzen entstehende Gas kann gespeichert und je nach Bedarf kurzfristig in Strom und Wärme umgewandelt werden. So wird der Wind- und Solarstrom genutzt, wenn er entsteht - und Biogas springt ein, sobald Sonne und Wind eine Pause machen.

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Wir müssen unser Klima schützen und den Ausstoß von CO 2 drastisch reduzieren. Jetzt. Mit den Erneuerbaren Energien haben wir die Chance, dies zu schaffen. Biogasanlagen leisten einen wichtigen Beitrag auf unserem Weg in eine klimafreundliche Zukunft.

Um die Erderhitzung zu stoppen müssen wir auf Erneuerbare Energien umsteigen. Sonne und Wind stehen uns unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung. Aber nicht immer. Deshalb brauchen wir zusätzliche regenerative Quellen, die verlässlich zur Verfügung stehen. So wie Biogas.

So funktioniert eine Biogasanlage

Regional. Verlässlich. Klimafreundlich.

Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Techniken und Funktionsweisen. Der übliche Aufbau umfasst folgende Komponenten:

Klimaschutz...

Diese Biogasanlage erzeugt Strom

und schützt das Klima

So funktioniert eine Biogasanlage

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Die im Fermenter befindlichen Bakterien wandeln die Biomasse, nachwachsende Rohstoffe z.B. biologische Abfälle, und Gülle, zu Biogas und Gärprodukten um. Das wird in der Gashaube aufgefangen erzeugte Biogas und von hier über Gasleitungen (BHKW) transportiert. Im zum Blockheizkraftwerk BHKW wird aus dem Biogas Strom und Wärme erzeugt. Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Techniken und Funktionsweisen. Systeme, Der übliche Aufbau umfasst folgende Komponenten:

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Seit dem Jahr 2009 erzeugt die Biogasanlage Biogas GmbH Strom für 700 Haushalte und versorgt außerdem 26 Privathaushalte, die Schule, Altenheim und das Rathaus das mit umweltfreundlicher Wärme. Die Substrate für die Energieerzeugung bezieht die Biogasanlage vollständig von Landwirten aus der Umgebung. Das nach der Vergärung entstehende Gärprodukt geht als hochwertiger Dünger zurück auf die Felder.

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Erdgasnetz

12 8 Strom

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Die Kilowattstunde Biogaswärme kostet die Haushalte im Schnitt als die Wärme aus Heizöl. zwei Cent weniger Durch das bei den Heizkosten gesparte Geld konnte Neustadt neue Sportgeräte für die Schule kaufen und den Gemeinschaftsraum im Altenheim renovieren. Der Bau der Anlagenteile, die Wartung weitere Jobs bei Handwerksbetriebe und Erweiterung der Biogasanlage generiert n in der Umgebung. Vom Anbau vielfältiger Energiepflanzen profitieren die Bienen und mit Imker in der Region. ihnen die

Biogasanlage Biogas GmbH

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Rührwerke vermischen die Bakterien im Fermenter mit der frischen Bio masse

Heizung – die übliche Gärtemperatur liegt bei 40 °C Gasspeicher zur kurz und mittel fristigen Speicherung des Biogases Gasreinigungssysteme zur Entschwefelung und Entwässerung

Pumpleitungen für Gärsubstrate und Biogasleitungen

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Einbring / Pumptechnik transportiert die Biomasse in die Fermenter bzw. aus diesen heraus

Sicherheitstechnik: Drucksicher ungen, Sicherheitsventile Blockheizkraftwerk für die gleich zeitige Strom und Wärmeproduktion ggf. Aufbereitungstechnik für die Umwandlung von Biogas zu Bio methan

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„So funktioniert eine Biogasanlage“

– Die Biogaswärme wird in einer Biogasanlage in Bad Windsheim erzeugt: Dies stärkt die Unabhängigkeit von fossilen Energieimporten und fördert die Wirtschaftskraft in der Region.

1 Lager für die zu vergärende Biomasse (Silo, Annahmestelle, Güllegrube) 2 ggf. Aufbereitung, Sortierungs- oder Reinigungssysteme für die zu vergärende Biomasse oder Reststoffe

zu Biogas und Gärprodukten um. Das erzeugte Biogas wird in der Gashaube auf-

3 Einbring- / Pumptechnik transportiert die Biomasse in die Fermenter bzw. aus diesen heraus

gefangen und von hier über Gasleitungen zum Blockheizkraftwerk (BHKW) transportiert.

4 Rührwerke vermischen die Bakterien im Fermenter mit der frischen Biomasse

Im BHKW wird aus dem Biogas Strom und Wärme erzeugt.

5 Heizung – die übliche Gärtemperatur liegt bei 40 °C 6 Gasspeicher zur kurz- und mittelfristigen Speicherung des Biogases

7 Gasreinigungssysteme zur Entschwefelung und Entwässerung

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7 Erdgasnetz

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9 7 Erdgasnetz

– Durch die umweltfreundliche Biogaswärme werden pro Jahr rund 300.000 Liter Heizöl eingespart und damit knapp 800 Tonnen Kohlendioxid (CO2) weniger ausgestoßen.

400 kWel

Mit Strom versorgte Haushalte

800

Wärmebereitstellung

Schwimmbad und Wärmenetz

Eingesetzte Substrate

Gülle, Mist, Landschaftspflegematerial, Maissilage, Grassilage

Besonderheit an der Anlage Gärpoduktaufbereitung (Herstellung eines hochwertigen Düngers) Franken-Therme Bad Windsheim

Die deutschen Biogasanlagen erzeugen schon heute

Biogasanlagen reduzieren den CO2-Ausstoß

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und produzieren nahezu klimaneutral Strom und Wärme

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und sichert eine gleichmäßige Versorgung Biogasanlagen

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– Neben der Wärme erzeugt die Biogasanlage der Bio-Energie Bad Windsheim jährlich Strom für mehr als 1.200 Haushalte.

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Biogasanlagen bringen in die ländliche Region

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So funktioniert eine Biogasanlage Die im Fermenter befindlichen Bakterien wandeln die Biomasse,

Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Techniken und Funktionsweisen. Der übliche Aufbau umfasst folgende Komponenten:

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16.06.16 11:00

So funktioniert eine Biogasanlage Die im Fermenter befindlichen Bakterien wandeln die Biomasse, z.B. biologische Abfälle, nachwachsende Rohstoffe und Gülle, zu Biogas und Gärprodukten um. Das erzeugte Biogas wird in der Gashaube aufgefangen und von hier über Gasleitungen zum Blockheizkraftwerk (BHKW) transportiert. Im BHKW wird aus dem Biogas Strom und Wärme erzeugt. Bei der Ausgestaltung von Biogasanlagen gibt es eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme, Techniken und Funktionsweisen. Der übliche Aufbau umfasst folgende Komponenten:

Umweltfreundliche Wärme – vom Land, für’s Land

Wärmeschild klein (für Privathaushalte)

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In Deutschland gibt es viele tausend Biogasanlagen, die umweltfreundliches Biogas erzeugen. Dieser Energieträger wird mittels eines Motors im Blockheizkraftwerk in Strom umgewandelt. Die dabei frei werdende Wärme sichert die lokale Versorgung und dient als Heizenergie in:

Biogaswärme wird in einer nahe gelegenen Biogasanlage erzeugt. Dies stärkt die Unabhängigkeit von fossilen Energieimporten und fördert die Wirtschaftskraft in der Region.

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Regionale Biogasanlage

Durch die umweltfreundliche Biogaswärme wird Heizöl bzw. Erdgas eingespart und damit weniger Kohlendioxid (CO2) ausgestoßen.

Wärmeabnehmer Freibad

9 7 Erdgasnetz

3 5

Viele Dörfer und Kommunen setzen auf Biogas, um eine autarke Energieversorgung vor Ort anzubieten. Mit Biogaswärme können die jährlichen Kosten für Wärmeenergie deutlich gesenkt und langfristig stabil gehalten werden.

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Lager für die zu vergärende Biomasse (Silo, Annahmestelle, Güllegrube)

ggf. Aufbereitung, Sortierungs oder Reinigungssysteme für die zu ver gärende Biomasse oder Reststoffe

Einbring / Pumptechnik transportiert die Biomasse in die Fermenter bzw. aus diesen heraus

Blockheizkraftwerk für die gleich zeitige Strom und Wärmeproduktion

Rührwerke vermischen die Bakterien im Fermenter mit der frischen Bio masse

ggf. Aufbereitungstechnik für die Umwandlung von Biogas zu Bio methan

Heizung – die übliche Gärtemperatur liegt bei 40 °C

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Biogas Journal | 2017

Erst verdunsten, dann ableiten Blick von oben in den nachgeschalteten Bioreaktor, in dem organisches Material von Bakterien abgebaut wird.

Im schleswig-holsteinischen Groß Rheide ist die zweite Verdunstungsanlage mit nachgelagertem Bioreaktor der Terrawater GmbH zur Aufbereitung von Oberflächenund Sickerwasser in Betrieb. Während der größte Teil des Abwassers verdunstet an die Umgebungsluft abgegeben wird, gelangt ein kleinerer Teil gereinigt in den Vorfluter. Von Dierk Jensen

eit Ende vergangenen Jahres steht der strahlend blaue Container auf der Biogasanlage bei Groß Rheide. Darin untergebracht ist die Verdunstungsanlage nebst nachgelagertem Bioreaktor des Herstellers Terrawater GmbH. Nach emsigen Installationsarbeiten ist die Anlage seit März des Jahres in Betrieb. „Es funktioniert, ich bin zufrieden“, bekundet der Betriebsleiter Klaus Lohmann zur zweiten Anlage, die Terrawater nach dem Prototyp auf der Anlage der BioEnergie Gettdorf GmbH & Co. installiert hat. Der Kontrollaufwand sei relativ gering, „morgens und abends muss ich einen kleinen Check machen, das reicht“, sagt der 60-jährige Landwirt, der mit drei weiteren Milchvieh haltenden Berufskollegen am schleswig-holsteinischen Geeststandort die Biogasanlage im Jahr 2010 in Betrieb nahm. Nun, nachdem sein Sohn den landwirtschaftlichen Betrieb übernommen hat, konzentriert sich Lohmann mittlerweile auf die Betriebsführung der Gemeinschafts-Biogasanlage. Er gibt im Rückblick unumwunden zu: An das Thema Oberflächenwasser hat bei der Planung und beim Bau kaum einer gedacht. Alle Beteiligten gingen davon aus,

man baue einen einfachen Klärteich und das Problem sei gelöst. Doch weit gefehlt. Das Klärbecken funktionierte eigentlich nie richtig gut. Stattdessen stank es sprichwörtlich zum Himmel. Die vier Landwirte mussten handeln. Fortan pumpten sie das verschmutzte Oberflächenwasser der versiegelten Fläche von rund 1,2 Hektar in das Gärproduktlager. Damit war das akute Problem zwar gebannt, doch nicht wirklich gelöst. Zumal diese Variante mit erheblichen Ausbringkosten verbunden war. Lohmann spricht von rund 30.000 Euro, die für die Ausbringung des organisch belasteten Regenwassers jährlich aufgewendet worden sind. Ein Batzen Geld. Insofern schlagen die Betreiber um Lohmann herum mit der Verdunstungsanlage von Terrawater ein neues Kapitel auf, um sowohl ökonomisch als auch umwelttechnisch besser als vorher dazustehen. Allerdings ist die Installation der Anlage des Kieler Spezialisten für Abwasser nicht ganz billig: Rund 200.000 Euro haben die Groß Rheider dafür investiert. Allerdings versüßt die Anrechnung des KWKBonus von knapp 3 Cent pro Kilowattstunde für den Wärmebedarf der verdunstenden Reinigungsanlage die Anschaffung.

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Fotos: Dierk Jensen

Biogas Journal | 2017

Terrawater-Mitarbeiter Hannes Heggemann am Verdunstungsabzug auf der Biogasanlage in Groß Rheide.

Noch genug Energie trotz Wärmenetz Zusammen mit den eingesparten Kosten für die Ausbringung und den KWK-Erlösen sei die Investition schon nach wenigen Jahren amortisiert. Zudem passt die Terrawater-Technik in das Wärmekonzept von Lohmann & Co. „Wir haben von Beginn an auf eine gute lokale Wärmeversorgung geachtet und versorgen mit einem Satelliten-BHKW, das mit einer Leistung von 600 kW direkt im Ort Groß Rheide mit seinem 900 Einwohnern steht, dort rund 180 Häuser mit Wärme. Das andere BHKW mit einer elektrischen Leistung von 370 kW befindet sich dagegen bei uns auf der Anlage und versorgte bisher nur die Fermenter und einige Wohnungen auf dem nebenan an der Biogasanlage beteiligten Landwirtschaftsbetrieb“, erläutert Lohmann, „von daher gab es beim kleineren Aggregat noch genug ungenutzte Reserve, die wir für den Wärmebedarf von 120 kW für die Anlage von Terrawater parat hatten.“ Eine gute Steilvorlage für Hannes Heggemann, der als Projektleiter der Kieler Abwasserexperten für Bau und Inbetriebnahme der Anlage in Groß Rheide verantwortlich ist. „Wir nutzen die bereitstehende Wärme für unseren Verdunster nun sinnvoll“, freut sich der 32-Jährige über die nach dem Prototyp nun zweite laufende Anlage. Eine dritte folgt sogleich. Sie wird derzeit in der Nähe von Neumünster errichtet. Heggemann blickt mit seinem Aufbereitungsverfahren optimistisch in die Zukunft. „Die Nachfrage auf dem Biogasmarkt ist aktuell

Blick in die Oberflächenwasser-Aufbereitungsanlage von Terrawater.

sehr groß, weil sich viele Betreiber mit dem Problem Oberflächenwasser plagen. Daher sehen wir gute Chancen, dass wir unsere je nach Größe der Biogasanlagen modular erweiterbaren Anlagen in den nächsten Jahren zahlreich installieren werden“, prognostiziert er. Im Vordergrund steht für Terrawater zunächst der deutsche Markt, bei dem sie mit Vertriebspartnern wie der Agrarservice Lass kooperieren. Derzeit beläuft sich die Lieferzeit inklusive Aufbau vor Ort auf vier bis sechs Monate. Aber auch im Ausland seien langfristig Aufträge denkbar, wenngleich bislang noch keine konkrete Anfrage vorliege.

Eine frühere GülleLagune auf dem benachbarten Milchviehbetrieb eines Mitbetreibers der Biogasanlage dient als Auffangbecken für zu behandelndes Oberflächenwasser.

Reinigungskugeln säubern die Rohre der Aufbereitungsanlage.

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Vertikal gehängte Kunststoff-Matten fördern die Verdunstung des Abwassers in der Anlage, die nach dem Gegenstromprinzip (von oben wird Abwasser beregnet, von unten steigt die Luft hoch) funktioniert.

Abwasserreduzierung durch Verdunstung auf der Biogasanlage in Groß Rheide.

Höhe der organischen Belastung spielt keine Rolle Neben dem Wärmebedarf erfordert die Aufbereitungsanlage durchschnittlich eine Stromleistung von 4,5 kW. Im Fall von Groß Rheide entsprich das 0,8 Prozent der installierten Gesamtleistung. Dabei verarbeitet der Verdunster immer das gleiche Volumen, sodass beispielsweise bei Starkregen ausreichend Auffangoptionen bestehen sollten. Wie funktioniert das sogenannte TerraOrganic-System überhaupt? Das Oberflächenwasser wird mit der Abwärme des BHKW erhitzt und über die Außenluft größtenteils abgegeben. Vorteilhaft ist bei dieser Methodik sicherlich, dass es grundsätzlich egal ist, wie hoch das Oberflächenwasser mit organischen Bestandteilen belastet ist.

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Auch mehrere 10.000 Milligramm pro Liter (mg/l) CSB stellen für die Anlage kein Problem dar. Allerdings liegen auf der Anlage in Groß Rheide die Werte des zu bearbeitenden Abwassers wesentlich darunter, nämlich bei durchschnittlich 4.500 mg/l CSB; das nach der Behandlung einleitbare Wasser weist den bemerkenswert geringen Wert von 15 mg/l CSB auf. Anfallendes und je nach Anforderung einstellbares Konzentrat wird wieder ins Gärdüngerlager überführt. Das bei der Kondensation in der Entfeuchtungskammer anfallende Destillat wird anschließend biologisch behandelt und nach dem Durchlauf durch den Bioreaktor kontinuierlich gemessen, bevor es in den Vorfluter abgeleitet wird. Damit garantiert Terrawater dem Anlagenbetreiber die strikte und dauerhafte Einhaltung der vorgeschriebenen Werte. Das Modul in Groß Rheide kann 8 Kubikmeter pro Tag verarbeiten, davon verdunsten 4 Kubikmeter und maximal 3,5 Kubikmeter fließen gereinigt in den Vorfluter. Der Rest steht als Konzentrat zur Verfügung.

Einleitgenehmigung steht noch aus Bevor aber ins Gewässer eingeleitet werden darf, muss die zuständige Untere Wasserbehörde eine Genehmigung erteilen. Heggemann macht keinen Hehl daraus, dass viele Mitarbeiter in den Behörden anfänglich am Verfahren gezweifelt haben. Allerdings habe man sie mit den Erfahrungen aus der ersten und nun zweiten Anlage überzeugen können, dass es funktioniert. Dennoch fehlt es aktuell an einer offiziellen Einleitgenehmigung. Nichtsdestoweniger erhofft sich der Betreiber Lohmann, schon bald eine zu erhalten.

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Die Anlage von Terrawater passt kompakt in einen Standard-Container.

Nachdem das Abwasser die biologische Reinigung durchlaufen hat, wird vor der Einleitung in den Vorfluter in einem Auffangbehälter kontinuierlich die Qualität gemessen.

Heggemann lässt nicht unerwähnt, dass in der Neuentwicklung noch Optimierungspotenziale stecken. „Wir sind sehr dankbar, dass die beiden bisherigen Betreiber uns ein offenes Feedback geben. Wir arbeiten eng mit ihnen zusammen und versuchen mit ihren Erfahrungen aus der Praxis, unsere installierte Technik noch weiter zu verbessern“, sagt Heggemann. So ist die Reinigung der vertikal in den Verdunstungskammern hängenden Kunststoff-Folien ein Thema, an dem noch Nachbesserungen vorgenommen werden. „Zudem bedarf es für die Weiche direkt am Motor, der die Wärme für die Verdunstungsanlage auskoppelt, noch eine effizientere und passgenauere technische Anbindung, damit auch immer die richtige Menge Wärme abgezweigt werden kann“, wirft Lohmann ein. Dabei kann die Kieler Spezialfirma mit ihrer Mannschaft von 25 Mitarbeitern auf langjährige Ingenieurserfahrung im Bereich Abwasser, insbesondere salzhaltigen Abwässern, zurückgreifen. So hat Terrawater vor allem in der Entsalzung von Meerwasser weltweit, in Namibia, in Vietnam und Thailand beispielsweise, Projekte realisieren können. Mit dem Einstieg in den Biogas-Markt versucht Terrawater nun ein neues Standbein aufzubauen. So übernehme man, führt Heggemann weiter aus, die Wartung der installierten Anlagen im blauen Container.

Unabhängig technischer Details und der Funktionstüchtigkeit unterstreicht Heggemann gerne einen weiteren Vorteil, den die Abwasser-Aufbereitung en passant eben auch bietet: „Die Gärrestqualität im Düngerlager steigt, weil der pH-Wert steigt und höhere Trockengehalte aufweist.“ Diese Aspekte können angesichts der neuen Regelungen im Zuge der Novellierung der Düngeverordnung (DüV) noch schwer ins Gewicht fallen. Wie dem auch sei, auf jeden Fall ist Lohmann froh, durch die Technik von Terrawater nun endlich das leidige Abwasserthema in trockenen Tüchern zu haben. Damit kann er sich in Zukunft wieder um das Kerngeschäft kümmern. Beispielsweise steht in der nächsten Zeit die Entscheidung an, ob eine Überbauung der installierten Leistung für eine Flexibilisierung der Stromerzeugung am Standort Groß Rheide langfristig ökonomisch Sinn macht.

Klaus Lohmann, Betriebsleiter der Rheider Biogas Wärme GmbH & Co. KG.

Autor Dierk Jensen Freier Journalist Bundestr. 76 · 20144 Hamburg Tel. 040/40 18 68 89 E-Mail: dierk.jensen@gmx.de www.dierkjensen.de

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Fotos: Thomas Gaul

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Funktionsschema der OberflächenwasserReinigungsanlage.

Neue Wege im Umgang mit Niederschlagswasser Wohin mit dem Oberflächenwasser auf der Biogasanlage? Vor dieser Frage stehen die meisten Anlagenbetreiber. Von Fahrsiloflächen und Siloabdeckungen fallen nach Niederschlägen große Mengen an, mit denen umweltgerecht umgegangen werden muss. Darauf drängen zunehmend auch die Wasserbehörden. Von Thomas Gaul

iogasanlagen verfügen über große, versiegelte Fahrsiloflächen. Bei Niederschlagsereignissen fallen große Mengen von teilweise hoch organisch belastetem Abwasser an. Die Mengen des abfließenden Oberflächenwassers, das auf die befestigten Flächen der Biogasanlage niedergeht, hängen direkt von der Niederschlagsmenge ab. Und während kommunale Kläranlagen mit einem regelmäßigen Anfall an Schmutzwasserfracht rechnen können, treten die Belastungen auf einer Biogasanlage stoßweise auf – beispielsweise nach

einem heftigen Gewitterschauer. Zum Vergleich: Bei einer Betriebsfläche einer Biogasanlage von 1 Hektar fallen Schmutzfrachten an, die im kommunalen Bereich Werten von 100 bis 500 Einwohnern entsprechen. Da auf einer befestigten Fläche der wesentliche Teil des Niederschlages abfließt, fallen je nach örtlicher Niederschlagshöhe auf einer Biogasanlage im Jahr 5.000 bis 7.000 Kubikmeter Niederschlagswasser an. Wird das belastete Oberflächenwasser im Gärproduktlager gesammelt, entstehen Kosten für den Lagerraumbedarf. Die Ausbringung nach der Düngeverordnung bringt

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„Wirklich hohe Belastungen treffen nur in wenigen Stunden im Jahr die Anlage. Die eigentliche technische Reinigungsstufe, wie sie in Rampe aufgebaut ist, arbeitet daher mit jeweils 30 Kubikmeter großen Betonbehältern als Vorspeicher und Vorklärung, die diese Stoßbelastungen abpuffern können“ Ulrich Kotzbauer

Ulrich Kotzbauer, Geschäftsführer der Rotaria Energie- und Umwelttechnik GmbH. teils erhebliche Transportkosten mit sich: „Ich weiß von einer Biogasanlage, die 50.000 Euro jährlich ausgibt, um das Niederschlagswasser durch einen Dienstleister ausbringen zu lassen“, berichtet Jens Tränckner, Professor für Wasserwirtschaft an der Universität Rostock.

Feste Grenzwerte fehlen Anlagenbetreiber stehen vor der Herausforderung, sachgerecht mit dem anfallenden Niederschlagswasser umzugehen. Eine Bund-Länder-Arbeitsgruppe erarbeitet derzeit Hinweise zum Umgang mit Niederschlagswasser, berichtet Heike Woyczechowski vom Ministerium für Energiewende, Landwirtschaft, Umwelt, Natur und Digitalisierung Schleswig-Holstein. Als Mitglied der AG weiß sie: „Zur Zeit werden innovative Abwasserbehandlungsmaßnahmen erprobt.“ Zumal die Wasserbehörden auf einen gewässerschonenden Betrieb von Biogasanlagen drängen. Das Problem: Es gibt derzeit keine Ablaufgrenzwerte in einer Rechtsverordnung nach §23 Wasserhaushaltsgesetz (WHG). Deshalb kommt es darauf an, die Situation zunächst einmal grundsätzlich zu verbessern. Und das beginnt bereits bei der Siloplatte, betont Ulrich Kotzbauer, Geschäftsführer der Rotaria Energie- und Umwelttechnik GmbH in Rerik (Mecklenburg-Vorpommern). Denn gerade Maissilage ist sehr leicht und wird mit dem Wind auf andere Betriebsflächen oder die Silofolie verfrachtet und von dort mit dem Regen abgespült. Zu einer Verschleppung kommt es auch bei jedem Befüllvorgang des Feststoffdosierers, weil mit der Fahrt des Radladers von der Siloplatte immer etwas Material unterwegs verlorengeht und durch die Vielzahl von Fahrbewegungen großflächig verteilt wird.

Reinigung rückt in den Fokus In den Fokus rücken daher mögliche Behandlungsoptionen. Eine Einleitung in den Vorfluter oder Versickerung ist nur nach einer vorherigen Reinigung möglich. Außerdem gilt das gezielte Einleiten von gesammeltem

Die Tropfkörperanlage mit Schaltschrank ist eingehaust. Sie wurde neben der Siloplatte errichtet.

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Die Tropfkörper dienen zur Besiedelung von Mikroorganismen, die das Abwasser reinigen.

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Niederschlagswasser grundsätzlich als Gewässerbenutzung, die einer wasserrechtlichen Erlaubnis durch die Untere Wasserbehörde bedarf. Einige Behörden geben für das Einleiten und Verregnen einen Grenzwert vor. Dieser Grenzwert liegt überwiegend unterhalb von 120 Milligramm (mg) CSB pro Liter (l) (CSB: Chemischer Sauerstoff-Bedarf, dient als Parameter für den Abbau organischer Substanz im Abwasser) und der pH-Wert bei mindestens 6,5.

Tränckner und Kotzbauer haben auf der Biogasanlage Neues Ufer in Rampe bei Schwerin umfangreiche Versuche zum Thema Niederschlagswasser auf Biogasanlagen durchgeführt. Die Biogasanlage mit einer installierten elektrischen Leistung von 1.100 kW bot sich deshalb an, weil sie bereits über eine 200 Quadratmeter große Pflanzenkläranlage verfügt, deren Leistungsfähigkeit aber verbesserungsbedürftig war. Kotzbauers Ziel war, ein Reinigungssystem zu entwickeln, das auch mit unterschiedlichen Belastungszuständen zurechtkommt und robust ist. „Wirklich hohe Belastungen treffen nur in wenigen Stunden im Jahr die Anlage“, sagt Kotzbauer. Die eigentliche technische Reinigungsstufe, wie sie in Rampe aufgebaut ist, arbeitet daher mit jeweils 30 Kubikmeter großen Betonbehältern als Vorspeicher und Vorklärung, die diese Stoßbelastungen abpuffern können. Die Anlage kann daher kleiner und preiswerter ausgeführt werden. Die eigentliche Abwasserreinigung besteht nun aus zwei Behältern mit 3,00 Metern Höhe und 2,50 Metern Durchmesser sowie 2,50 Metern Höhe und 2,0 Metern Durchmesser. Darin befinden sich Kunststoffkörper, die als Aufwuchsfläche für Mikroorganismen dienen und von unten mit Sauerstoff durchströmt werden. Diese aerobe Abwasserreinigung funktioniert ohne Gebläse, hebt Ulrich Kotzbauer hervor. Das Abwasser wird von oben über Beregnungsarme eingebracht. In dieser Form wird die Anlage seit Anfang 2017 betrieben. Im Ablauf der Tropfkörper werden CSB-Werte von 40 bis 334 mg/l gemessen. „In der Datenreihe CSB wurden alle Messungen, die wir im Rahmen des bisherigen Versuchsprogramms gemacht haben, dargestellt, wobei das zur Anlage gepumpte Abwasser aus dem Vorspeicher im Rahmen unserer Untersuchungen höchstens Konzentrationen von 1.800 mg/l aufwies,

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die ungefähr auf ein Niveau von CSB 80 bis 110 mg/l gereinigt werden können. Höhere Verschmutzungen von bis zu 8.000 mg/l waren Versuchsreihen, bei denen durch Zugabe von Sickerwasser absichtlich die Konzentration erhöht wurde, um die Leistungsfähigkeit der Anlage zu testen“, erläutert Ulrich Kotzbauer. Und er ergänzt: „Was die Anlage zu leisten vermag, zeigt sich an den Abbauraten: So sinkt bereits nach 0,8 Stunden der CSB-Wert von 3.457 mg/l auf 357 mg/l. Bei sehr hohen Zulaufkonzentrationen bleibt ein kaum abbaubarer gelöster Rest CSB, der aber auch nach sehr langer Behandlungszeit nur noch wenig reduziert werden kann. Da die organische Fracht weitestgehend abgebaut ist, wird auch diese Restfracht kaum einen Sauerstoffbedarf in einem Gewässer verursachen. Um das näher zu betrachten, wurde auch der biologische Sauerstoffbedarf (BSB5) bestimmt, der bei dem hier vorgestellten Versuch um die 20 mg/l betrug.“ Eigentlich ist die nachgeschaltete Pflanzenkläranlage jetzt gar nicht mehr notwendig. Sie könnte trotzdem künftig eine Rolle spielen, wenn es darum geht, auch die Phosphatfracht vom Gewässer fernzuhalten. Bislang läuft die Anlage im Automatikbetrieb und der Fokus der Untersuchungen liegt im Moment noch auf einer weitgehenden Reduzierung der Schmutzkonzentration und Eliminierung der Nährstoffe Stickstoff und Phosphat. Hinzu kommt jetzt noch ein Behandlungs-

modus, zu dem die Anlage automatisch umschaltet, wenn zum Beispiel bei sehr starken Regenereignissen auch große Wassermengen behandelt werden sollen.

Die komplette Reinigungsanlage wird auf dem PC-Bildschirm visualisiert und kann so sehr gut kontrolliert werden.

Autor Thomas Gaul Freier Journalist Im Wehrfeld 19a · 30989 Gehrden Mobil: 01 72/ 512 71 71 E-Mail: gaul-gehrden@t-online.de

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Delphin sorgt für sauberes Wasser Einbau von sechs Behältern auf dem Betrieb von Peter Tipke in Bargstedt im Kreis Stade.

Die in Buxtehude ansässige Delphin Water Systems GmbH & Co.KG schickt sich an, ihre im privaten Bereich seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzten Klärsysteme nun auch vermehrt auf Biogasanlagen für die Aufbereitung von belastetem Niederschlagswasser einzusetzen. Eine Pilotanlage ist bereits seit 2013 in Betrieb. Von Dierk Jensen

läranlagen von Delphin Water Systems sind seit vielen Jahren weltweit im Einsatz: in Spanien, Griechenland und Kenia genauso wie in Russland oder Saudi-Arabien. Die Klärtechnik beruht auf dem seit vielen Jahrzehnten etablierten sogenannten Festbettverfahren, bei dem Abwasser durch die Belüftung von Bakterienkulturen, die sich auf Trägermaterialen ansiedeln, gereinigt wird. Gerade bei Privathaushalten, die nicht an das öffentliche Kanalnetz angeschlossen sind, wird auf diese Klärmethode zurückgegriffen, und dies sowohl in Deutschland als auch im Ausland. Carsten Ruck, Gründer und Geschäftsführer des kleinen mittelständischen Umwelttechnik-Unternehmens, erklärt die Vorteile beim Rundgang durch die neue Werkshalle im Gewerbegebiet von Buxtehude: „Unser System ist sehr effizient, es braucht wenig Raum und lässt sich zügig einbauen. Zudem eignet es sich besonders für Einsatzbereiche, wo Abwasser beziehungsweise belastete Niederschlagsmengen stark schwanken.“

Vormontage in der Werkshalle Das klingt gut, wenngleich Ähnliches sicherlich auch von Mittwettbewerbern zu hören ist. Daher verweist Ruck gern auf die wichtigste Komponente im System.

Es ist der patentierte Behälter aus Polyethylen, in den die mehrstufige Klärung integriert ist und der in der Regel unter der Erde verbaut werden kann. Die schwarzen Behälter sind mit einer Wandstärke von nur 1012 Millimeter und trotz einer Größe von 2,30 Meter in Höhe und Breite relativ leicht und daher problemlos zu transportieren. Die Vormontage findet in der Werkshalle statt, sodass auf der späteren Baustelle nur noch Arbeiten für Verrohrung und Elektrik vorgenommen werden müssen. Seit der Gründung im Jahr 2005 hat Delphin Water Systems jährlich rund 600 bis 700 Kläranlagen installiert – im Inland wie im Ausland. Vor einigen Jahren kam nun die Biogasbranche auf die Klärtechnik-Experten zu. Anlagenbetreiber erkundigten sich, ob sich diese Klärtechnik nicht zur Behandlung von belastetem Niederschlagswasser, das auf den versiegelten Flächen anfalle, verwenden lasse. „Wir haben uns dann mit diesem Thema näher beschäftigt“, erzählt Ruck vom behutsamen Einstieg in ein ganz neues Betätigungsfeld. „Wir haben uns in der Folge viele Biogasanlagen ganz genau angeschaut. Wir besuchten Anlagen, auf denen wir versiegelte Flächen von 10.000 Quadratmetern und noch mehr vorfanden. Angesichts begrenzter Lagerflächen sowie ungünstiger Witterungsbedingungen ist die Herausforderung für eine bedarfsgerechte Behandlung

Foto: Delphin Water Systems

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Fotos: Dierk Jensen

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Peter Tipke vor einem der unterirdisch verlegten Aufbereitungsbehälter.

der Abwässer auf Silo- und Fahrflächen im Zweifelsfall schon recht groß“, macht Ruck aufmerksam.

Modular erweiterbar „Wir haben mittlerweile ein modular erweiterbares System entwickelt, das für einen Kubikmeter zu reinigendes Regenwasser relativ geringe Kosten von nur 1,50 bis maximal 2 Euro beansprucht“, positioniert sich Ruck gegenüber anderen Reinigungssystemen durchaus selbstbewusst. Sein Konzept scheint unter Biogasanlagenbetreibern offenbar große Neugier zu wecken. So standen die Betreiber nach Rucks Worten bei der Biogas Convention im Dezember 2017 in Nürnberg Schlange, um sich am Messestand über die Technik von Delphin Water Systems zu informieren. Tatsächlich ist die Suche aufgrund der Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV) und der seit Juni 2017 in Kraft getretenen neuen Düngeverordnung nach sicheren, funktionierenden, kostengünstigen und auch pflegeleichten Aufbereitungsmethoden von mehr oder minder belastetem Regenwasser auf versiegelten Betriebsflächen größer denn je. Wissen doch alle, dass eine nicht ordnungsgemäße Handhabe dieses in der Vergangenheit etwas vernachlässigte Thema ernsthafte Konsequenzen haben kann. Derweil hat Peter Tipke, Milchviehhalter von 600 Kühen am sandigen Standort Bargstedt im Landkreis Stade und zudem Betreiber einer Biogasanlage mit einer Leistung von 500 kW, das Regenwasserproblem schon gelöst. Er hat sich als erster Anlagenbetreiber für das System von Delphin entschieden und es auf seinem

Delphin Water-Geschäftsführer Carsten Ruck.

Betrieb schon im Jahr 2013 eingebaut. Er ist quasi der Testpilot, zeigt sich aber durchaus zufrieden. „Kann ich nur empfehlen“, ist Tipke zu entlocken, der seine vom Hersteller PlanET errichtete Anlage im Jahr 2009 – damals noch mit Gülle-Bonus – ans Netz brachte. Klar, auch Tipke beschäftigt derzeit vor allem die Düngeverordnung und die Frage: Wohin mit der Gülle? Daher ist für ihn das Thema der Niederschlagswasserbehandlung eher nachrangig, zumal es aus seiner Sicht ein überschaubares und lösbares Problem darstellt. So fallen auf seinem Betrieb jährlich ungefähr rund 7.000 Kubikmeter Regenwasser an, also durchschnittlich rund 20 Kubikmeter pro Tag. Aufgefangen wird es in einem Sammelbecken, bis es schließlich in die Bild oben und darunter: In der Firmenhalle unterirdisch verlegten fünf Behälter von Delphin Water Systems im neuen von Delphin überführt wird: zuerst Gewerbegebiet in Buxtehude werden die Aufbereitungsbehälter für die jeweiligen in die Vorklärkammer, dann in zwei Einsätze präpariert. belüftete Festbettkammern, nachfolgend in die Nachklärung und schließlich in die Ablaufkontrolle. Dabei ist dem Sammelbecken ein manuell zu bedienender Trennschacht vorgeschaltet, in dem schwer belastete Sickersäfte – je nach Situation – sinnvollerweise in die Fermenter geleitet werden.

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Links: Blick von oben in einen der Aufbereitungsbehälter hinein. Rechts: Je nach Bedarf und Notwendigkeit wird Sauerstoff in das Abwasseraufbereitungssystem hineingeblasen.

Das Oberflächenwasser wird erst in einem Auffangbecken gesammelt und dann in die Aufbereitungsanlage geschickt.

Leitfähigkeitsmessung trennt unterschiedlich belastetes Wasser „In diesem Fall war diese Trennvorrichtung schon installiert, bei Bedarf können wir aber auch ein Separationsgerät mit anbieten, das mittels einer Leitfähigkeitsmessung zwischen stark belastetem und geringer belastetem Wasser unterscheidet und entsprechend umlenkt“, erklärt Ruck auf dem Hof von Tipke. Dabei erreichen sie am Ende der biologischen Behandlung an diesem Standort, so Ruck weiter, beim Einleiten des gereinigten Regenwassers in den Vorfluter oft traumhafte CSB-Werte von 50 Milligramm (mg) pro Liter, die durch eine sogenannte Redox-Messung überprüft werden. Wenn die Anlage im Durchschnitt rund 100 mg CSB pro Liter erzielt, sei dies auch noch vorbildlich. „Mit der Unteren Wasserbehörde des Landkreises Stade gibt es keine Probleme“, freut sich Tipke über keine Komplikationen in der Vergangenheit. Was die zuständige Stelle beim Landkreis dazu selbst sagt, bleibt indes offen, da trotz mehrmaligem Nachfragen auch nach Wochen keine konkrete Stellungnahme in Erfahrung zu bringen war. Offensichtlich sei das auch für die zuständige Untere Wasserbehörde noch absolutes Neuland, merkt Ruck vorsichtig an. Sein Kenntnisstand ist, dass man dazu im Landkreis letztlich noch gar keine feste Regelung vereinbart habe.

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Wie dem auch sei, der Betrieb von Tipke scheint mit dem Verfahren von Delphin gut präpariert zu sein, welche Regelungen auch immer noch kommen mögen. Zumal die unter der Erdoberfläche installierte Anlage keinen zusätzlichen Platz einfordert und der Einbau ohne große Geräte relativ rasch über die Bühne ging. Zudem ist der Wartungsaufwand klein; die PE-Behälter halten wahrscheinlich für eine halbe Ewigkeit, auf jeden Fall viel länger als die 20-jährige Laufzeit des EEG. Und da keine elektrischen Komponenten oder anderen beweglichen Teile sich im Abwasserfluss befinden, entfällt weitestgehend das Auswechseln von anfälligen Verschleißteilen. Dann ist doch alles paletti, oder? Eigentlich schon, räumt Ruck ein. Jetzt fehlen nur noch genügend solvente Biogasanlagenbetreiber, die sich für dieses erprobte System entscheiden, um zumindest eines von aktuell vielen Problemen zu lösen.

Autor Dierk Jensen Freier Journalist Bundestr. 76 20144 Hamburg Tel. 040/40 18 68 89 E-Mail: dierk.jensen@gmx.de

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Oberflächenwasser behandeln statt sammeln Die Frage, wie mit dem Oberflächenwasser auf der Biogasanlage umgegangen wird, beschäftigt immer mehr Betreiber. Es gilt, den behördlichen Anforderungen zu entsprechen – auch wenn diese oftmals gar nicht so eindeutig sind. Mit der Technik der Abwasserbehandlung lassen sich aber gesetzeskonforme Lösungen schaffen – und außerdem noch knapper Lagerraum sparen.

Fotos: Thomas Gaul

keinen Fall unbehandelt in den nächsten Vorfluter geleitet werden. Die zuständigen Umwelt- und Wasserbehörden haben in letzter Zeit Biogasanlagen im Blick. Ohne eine Behandlung bleibt nur, das Oberflächenwasser in das Gärproduktlager zu leiten und dann zusammen mit den Gärprodukten zum geeigneten Zeitpunkt zur Düngung auf die Felder zu fahren. Doch das kostet wie bereits erwähnt nicht nur teuren Lagerraum, auch der Transport und die Ausbringung schlagen zu Buche. So ist je nach Entfernung mit Kosten von bis zu 12 Euro je Kubikmeter zu rechnen. Außerdem wird der gesamte Inhalt des Gärproduktlagers praktisch durch das Oberflächenwasser verdünnt, er wird jedoch nach der Düngeverordnung voll angerechnet.

Links im Bild ist der 350 Kubikmeter fassende Reaktionsbehälter zu sehen, der aus verschraubten Stahlplatten besteht. Ausschließlich hier werden nacheinander alle biologischen Reinigungsstufen durchlaufen, ohne dass weitere Tanks und Lagerbehältnisse benötigt werden.

Von Thomas Gaul

it der Verlängerung der geforderten Lagerdauer für Gärprodukte von sechs auf neun Monate steigt der Bedarf an Lagerraum auf der Biogasanlage. Hinzu kommt, dass mit der Umsetzung der Düngeverordnung die Möglichkeiten für die Herbstdüngung mit Gärprodukten stark eingeschränkt werden. „Jeder Kubikmeter Lagerraum ist kostbar“, sagt Norbert Loof, Projektingenieur bei der revis bioenergy GmbH aus Münster. Die Firma hat ein neues System zur Behandlung von Oberflächenwasser entwickelt, das auf der Biomethananlage in Gommern südostlich von Magdeburg im Praxisbetrieb arbeitet. „Wir wollten unser Gärproduktlager nicht übermäßig mit Wasser belasten“, nennt der Ingenieur als Hauptgrund, bei der Behandlung des Oberflächenwassers einen neuen Weg einzuschlagen. „Seit eineinhalb Jahren hat sich das System nun bewährt.“ Der Handlungsdruck für die Biogasanlagen-Betreiber wächst, denn gerade bei größeren Biogasanlagen mit ausgedehnten Fahrsilos und Fahrwegen vom Silo zum Dosierbehälter kommen bei Regenfällen größere Mengen an Oberflächenwasser zusammen. Und das darf auf

Sammelpumpwerk erster Erfassungspunkt Auf der Anlage in Gommern wird das Oberflächenwasser von mehr als einem Hektar Fahrsilofläche und Verkehrswegen zunächst in einem Sammelpumpwerk erfasst. „Das ist unsere Sicherheitsstufe“, erläutert Norbert Loof. Denn bei Starkregenereignissen kommen schnell große Mengen an Oberflächenwasser zusammen, die zunächst einmal aufgefangen und verpumpt werden müssen. Das von revis entwickelte und als „pb-clean®“ bezeichnete Verfahren greift im Grunde auf die bewährten Methoden der Reinigung kommunaler Abwässer zurück. Jedoch wurde das Verfahren an die speziellen Anforderungen auf der Biogasanlage angepasst. Zum Einsatz kommt ein Verfahren der Mechanisch-Biologischen Abwasserbehandlung (MBA). Das lag für Loof nahe, weil

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löst, indem wir Organik aus speziellen Nährstofflösungen zuführen.“ Ist das vorgegebene Reinigungsziel erreicht, folgt die Sedimentationsphase. Der belebte Schlamm setzt sich am Behälterboden ab, das Klarwasser kann abgezogen und eingeleitet werden.

Keine Speicher- und Absetzbecken notwendig Auch mit kleinen Wassermengen und hoher Verschmutzung kommt das System zurecht, hebt Norbert Loof hervor: „Gegenüber anderen Systemen ist unser System flexibler und Blick von oben in den „pb-clean“-Reaktionsbehälter, in dem das mit Organik belastbarer.“ Denn die Abwasserqualität ist beaufschlagte Regenwasser geklärt wird. Durch die Lufteindüsung gerät das Wasser in Bewegung. Das Litermaß am Bildrand enthält eine Probe, mit der durch die Länge der Behandlungsdauer steuersich der Verschmutzugsgrad des Wassers erkennen lässt. bar. Auf Speicher- und Absetzbecken kann bei diesem System verzichtet werden. Die Vorteile gegenüber kontinuierlichen Durchlaufanlagen er sich seit 20 Jahren beruflich mit der Behandlung von liegen somit in der Einsparung von Speicherbecken Abwasser befasst. Zunächst werden mit einem Tromund Nachklärung. Die Vorteile gegenüber Rieselbettmelsieb organische Feststoffe entfernt. Dabei werden reaktoren und Pflanzenkläranlagen liegen in der besalle Stoffe zurückgehalten, so dass die organischen seren, witterungsunabhängigen Steuerbarkeit der AbStoffe gar nicht erst in Lösung gehen und so das Waslaufqualität. ser unnötig verschmutzen könnten. Über einen Austrag Rieselbettreaktoren können durch übermäßigen Bewerden die abgetrennten Feststoffe entfernt. Sie könwuchs verstopfen und müssen auch in den Trockenpenen dann dem Biogasprozess zugeführt werden. Die gerioden feucht gehalten werden. Pflanzenkläranlagen samte Regenwassermenge eines Starkregenereignisses sind nach Ansicht von Loof wird in der Oberflächenwasser-Behandlungsanlage aufeher für Privathaushalte mit gefangen und verarbeitet. kleinen zu reinigenden Wassermengen geeignet. „UnAlle Reinigungsstufen in einem Behälter sere Anlage ist optional moDie Reinigung erfolgt dann in dem 350 Kubikmeter difizierbar“, betont Norbert fassenden Reaktionsbehälter. Ausschließlich hier werLoof. Das ist am Standort den nacheinander alle biologischen Reinigungsstufen Gommern auch erforderlich, durchlaufen, ohne dass weitere Tanks und Lagerbehältdenn die Biomethananlage nisse benötigt werden. Unter anaeroben Bedingungen dort wird derzeit ausgebaut. finden in der Füllphase die ersten Abbauprozesse, Aus 2.160 Kubikmetern Denitrifikation, statt. In der sich anschließenden eiRohbiogas werden nach der gentlichen Abbauphase wird der Reaktor von unten mit Aufbereitung durch eine Abspeziell angeordneten Düsen belüftet. sorptionswäsche etwa 1.050 Wie lange die Phasen dauern, hängt von der Menge des Kubikmeter Biomethan, die zu reinigenden Wassers und seinem Verschmutzungsin das Erdgasnetz der Eon grad ab. Sensoren erfassen die Werte, darunter den für Avacon eingespeist werden. die Einleitung relevanten CSB-Wert (Chemischer SauBesteht der Substratinput erstoffbedarf, Maßzahl für die organische Belastung derzeit aus Nachwachsenden des Wassers). Der Prototyp der Anlage diente dazu, Rohstoffen wie Mais, Gras auch ein wenig mit den Werten „herumzuspielen“, um und GPS, sollen nach der die Anlage für unterschiedliche Anforderungen kali Anlagenerweiterung künftig brieren zu können. durch die GeflügelmistaufbeDenn die Anlage muss mit stark wechselnden Bedinreitungsanlage poultry profit® (siehe Seite 43) auch große gungen zurechtkommen: So fallen nach einem GewitMengen Geflügelmist eingeterregen auf einmal große Mengen an OberflächenwasMit einem Trommelsieb werden organische Feststoffe setzt werden. ser an. Es gibt aber auch lange Trockenperioden wie im entfernt. Dabei werden alle Stoffe zurückgehalten, so Die von revis entwickelte vergangenen Sommer. „Die Herausforderung besteht dass die organischen Stoffe gar nicht erst in Lösung Technik pb-clean® ist in der dann darin, die für den Abbau der organischen Subgehen und das Wasser unnötig verschmutzen könnten. Basisversion in der Lage, stanz benötigten Bakterien am Leben zu erhalten“, Über einen Kettenförderaustrag werden die abgetrennten Feststoffe entfernt. CSB-Werte von unter 150 verdeutlicht Norbert Loof: „Das haben wir hier so ge-

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„Wir liegen im Schnitt bei etwa 100 Milligramm CSB“ Norbert Loof

Bei größeren Biogasanlagen mit ausgedehnten Fahrsilos und Fahrwegen vom Silo zum Dosierbehälter kommen bei Regenfällen größere Mengen an Oberflächenwasser zusammen. einzuhalten. Die Anlage in Gommern unterschreitet diese Werte noch deutlich, wie Norbert Loof sagt: „Wir liegen im Schnitt bei etwa 100 Milligramm CSB.“ Und dies bei Eingangs-CSB-Werten von 2.500. Sollten die Behörden niedrigere Grenzwerte fordern, ist auch das durch die Ergänzung modularer Komponenten möglich. Niedrige Werte können durch eine zusätzliche Denitrifikation und Phosphorelimination erreicht werden. Durch die weitgehende Automatisierung ist der Wartungsaufwand gering. Loof beziffert ihn auf etwa 10 Minuten am Tag. „Mit höchstens 30 Minuten müsste jeder Anlagenbetreiber hinkommen.“ Im Praxisbetrieb auf der Anlage in Gommern werden Erfahrungswerte gesammelt, wie die Sensoren auf unterschiedliche Parameter zu kalibrieren sind. Als Unterstützung arbeitet auch eine studentische Hilfskraft auf der Anlage, die mit der Durchführung von Messprogrammen beschäftigt ist. Die „pb-clean“-Anlage ist in die allgemeine EDV der gesamten Anlagensteuerung eingebunden, berichtet Norbert Loof: „Das schafft zusätzliche Sicherheit auch mit Blick auf die Wartungszustände.“ Das ermöglicht es, beispielsweise WartungsSauber und im Prinzip trinkbar: das geklärte Oberflätermine zusammenzulegen. chenwasser im Messgefäß. Auf dem Boden hat sich Die hohe AnlagenverfügbarOrganik abgesetzt.

keit von über 98 Prozent spricht in dieser Hinsicht für sich. Füllstände und Temperaturen werden redundant erfasst. Norbert Loof hält es aber für wichtig, den Anlagenbetreiber für die Technik zu sensibilisieren: „Er darf nicht nur auf den Bildschirm schauen. Wenn der Anlagenbetreiber merkt, dass etwas nicht stimmt, muss er manuell eingreifen.“

Regelmäßiges Fegen reduziert organische Belastung Ohnehin hat es der Betreiber im wörtlichen Sinn in der Hand, wie viel Schmutzwasser auf der Anlage überhaupt anfällt. Denn die höchste Belastung findet sich erfahrungsgemäß im Anschnittbereich des Fahrsilos und entlang des Fahrweges zum Dosierbunker. Während des Transportes fällt immer etwas Silage von der Schaufel des Rad- oder Teleskopladers oder es wird verweht. Wenn stets nach dem Befüllvorgang gekehrt wird, lässt sich die Belastung erheblich verringern. Dennoch ist das Wasser von den Fahrflächen stets ein Fall für das Gärproduktlager. „Der erste Schritt ist Abwasservermeidung“, hebt Loof hervor. Doch bereits bei der Planung der Verrohrung unter den Fahrsiloflächen werden in der Praxis oft Fehler gemacht. Bei großen Maismengen kommt es vor, dass die Gullys „übersiliert“ werden. Das lässt sich verhindern, wenn wie in Gommern Gummiplatten zur Abdeckung auf die Gullys gelegt werden. Mit dem „pb-clean“-Verfahren wird das Gärproduktlager ausschließlich für Gärprodukte genutzt. Viele Anlagenbetreiber, die auf die neuen Anforderungen reagieren müssen, können so den Bau von teurem Lagerraum vermeiden. Über die niedrigeren Betriebskosten soll sich das Verfahren innerhalb von wenigen Jahren amortisieren.

Autor Thomas Gaul Freier Journalist Im Wehrfeld 19a · 30989 Gehrden 01 72/512 71 71 gaul-gehrden@t-online.de

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Ausblick

Raindrops keep falling ...

erunreinigtes Niederschlagswasser ist ein Thema, das die Branche dauerhaft begleiten wird – denn regnen wird es immer. Daher sind die offenen Fragen zügig zu klären. Insbesondere die Tatsache, dass eine bestimmte Lösung sinnvoll und im Sinne des Umweltschutzes wäre, aber (leider) nicht mit den Vergütungsvoraussetzungen kompatibel ist, erfordert weitere Diskussion und gegebenenfalls auch rechtliche Änderungen. Dass hier der Bedarf an praktikablen und rechtssicheren Lösungen besteht, ist auch den Verantwortlichen auf Bund-Länder-Ebene bewusst. Einzelne Lösungsansätze wurden bereits diskutiert. Weiterer Forschung bedarf es im Zusammenhang mit einer Einführung eines Anhangs in der Abwasserverordnung für den Herkunftsbereich Fahrsiloanlage – auch wenn dies bis dato nur erwogen wird. Hier gilt es adäquate Parameter zu finden (zu begrenzende Nährstofffrachten, CSB/BSB oder Ähnliches). Gegebenenfalls ergibt sich daraus wiederum Forschungs- beziehungsweise Optimierungsbedarf im Bereich der Niederschlagswasserreinigung. Ebenfalls im Auge behalten werden muss, dass an bestimmten Standorten aufgrund der Zielsetzungen der Wasserrahmenrichtlinie Reinigungsleistungen realisiert werden müssen, die über die Leistungen mit den aktuell verfügbaren Technologien hinausgehen – gegebenenfalls auch nur für einzelne Parameter. Auch im Silobau ist Innovation und „Neudenken“ erforderlich: Die Minimierung des Anfalls an verschmutztem Niederschlagswasser wird eine der zentralen Herausforderungen. Dass Handlungsbedarf im Bereich der Entwässerung besonders von Fahrsiloanlagen besteht, ist unstreitig. Ebenso unstreitig ist, dass ein intakter Wasserhaushalt lebensnotwendig ist. Dennoch bedarf es Augenmaß bei allen Beteiligten: Weder eine „Weiter-wie-bisher-“ noch eine „Null-Emissions“-Forderung sind zielführend oder realistisch. Allen Akteuren muss die Bedeutung des Schutzgutes Wasser klar sein, aber auch, dass die Machbarkeit Grenzen hat – dies gilt sowohl in technischer und räumlicher als auch in finanzieller Hinsicht und insbesondere für den Anlagenbestand. EEG-Vergütung ist zwar über einen bestimmten Zeitraum garantiert, aber das auf gleichbleibendem Niveau – das darf bei allem Optimierungsbedarf nicht übersehen werden. Daher sind hier nicht nur Betreiber und Vollzugsbehörden gefordert, sondern auch die Politik: Eine Förderung entsprechender Maßnahmen und Technologien über Markteinführungsprogramme oder andere Förderinstrumente könnte die Vereinbarkeit von Landwirtschaft und Gewässerschutz zügig voranbringen. Denn egal, ob auf Biogasanlagen oder Milchviehbetrieben: Obwohl an sich eine feuchte Angelegenheit, wird der Umgang mit verunreinigtem Niederschlagswasser von Fahrsiloanlagen ein „Dauerbrenner“ bleiben – der nächste Regen kommt gewiss. Autorin Dipl.-Ing. agr. Gepa Porsche Foto: iStock_ percds

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