Biofilter/Biowäscher an Tierhaltungsanlagen als relevante Quelle von Lachgas durch Ammoniakabscheidung?

Abstract

Verschärfte Regelungen im Umweltrecht haben dazu geführt, dass in den letzten Jahren immer mehr Tierhaltungsanlagen mit Abluftreinigungsanlagen ausgerüstet werden. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollte geklärt werden, ob und in welcher Größenordnung es durch diese Abluftreinigungsanlagen zu einer Bildung klimarelevanter Spurengase kommt. In Freilanduntersuchungen wurden verschiedene Abluftreinigungssysteme (5 Biofilter-Typen, 2 Rieselbettreaktoren und 2 Kombisysteme) auf ihre Abbauleistung bezüglich NH3 und NMVOC (= VOC – CH4), sowie auf die Bildung von N2O und NO untersucht. Es zeigte sich, dass Biofilter bezüglich des NMVOC-Abbaus (Geruchsabbau) den physikalischen und chemischen Reinigungssystemen überlegen sind. Bei den untersuchten Biofiltertypen wurden durchschnittliche NMVOC-Abbauraten von maximal 89 - 94 % gefunden. Bei den Rieselbettreaktoren und Kombisystemen erreichte der NMVOC-Abbau im Wochenmittel nur 50 %. Es konnten keine grundsätzlichen Unterschiede bezüglich des NH3-Abbaus bei den verschiedenen Systemen festgestellt werden. Die Biofilter zeigten mittlere NH3-Abbauraten zwischen 23 und 82 %. Bei den Rieselbettreaktoren und Kombisystemen lagen sie zwischen 16 und 60 %. Die NH3-Abbauraten waren eng mit den NMVOC-Abbauraten korreliert. In allen untersuchten Abluftreinigungssystem wurde neben dem NH3-Abbau eine Bildung von N2O und NO festgestellt. Bis zu 17 % des abgebauten NH3-N wurde zu N2O und bis 15 % wurde zu NO und umgesetzt. Nur im 3-stufigen Kombinationssystem fand bei der NH3-Abscheidung durch den Säurewäscher keine Spurengasbildung statt. Dies war auf den niedrigen pH-Wert zurückzuführen, bei dem es nicht zu einem biologischen Umsatz (Nitrifikation) des gelösten NH4 + kam. In den meisten Abluftreinigungssystemen fiel eine mehr oder weniger große Menge an Sicker- bzw. Wäscherwasser an, die regelmäßig mit der Gülle des Betriebs entsorgt wurde. In Laboruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass mit dieser Praxis nochmals bis zu 4 % des abgeschiedenen NH3-Stickstoffs als N2O in die Atmosphäre gelangen können. Wäscher und Sickerwasser (mit einem pH-Wert > 4) sollten also in jedem Fall separat von der Gülle gelagert und entsorgt werden. Eine Hochrechnung ergab, dass sich mit flächendeckender Einführung (50 % Anschlussgrad) der biologischen Abluftreinigung nach der jetzigen Praxis die gesamten landwirtschaftlichen N2O-Emissionen voraussichtlich um 3 % erhöhen. Hiermit entstünde ein zusätzliches Treibhauspotential von über 1,1 Mio. t CO2-Äquivalanten. Die Spurengasbildung kann jedoch durch Einsatz von Säurewäschern deutlich reduziert werden. Die zusätzlichen Kosten hierfür sind mit Bezug auf die reduzierten N2O- und NH3-Emissionen als gering bzw. wirtschaftlich einzustufen, weshalb die Abluftreinigung mit Säurewäsche in jedem Fall zu empfehlen ist.