NFF
BMBF
Laufzeit: 01.03.2023-30.09.2023
Ausgangssituation:
Nachhaltige Energieträger wie Biogas aus organischen Substraten oder Reststoffen wird immer wichtiger. Neben Methan entstehen bei der Fermentation aber auch große Mengen Gärprodukt, welches unter anderem Stickstoffverbindungen enthält. Obwohl dies ein unentbehrlicher Nährstoff ist, kann er in zu hohen Konzentrationen das Ökosystem belasten und ist daher in der Ausbringung als Dünger limitiert. Somit können Gärprodukte in Gebieten mit einer hohen Nitratbelastung des Grundwassers nur begrenzt als Nährstoffquelle in der Landwirtschaft ausgebracht werden. Gärprodukte aus Reststoffen der Industrie sind gemäß Düngemittelverordnung generell als Düngemittel untersagt. Daher ist die Rückgewinnung von Nährstoffen aus Gärprodukten eine wichtige Methode, um den biologischen Kreislauf mit der optimalen Verwertung von Gärprodukten zu schließen.
Das Projekt:
Innerhalb des Projekts wird ein Prototyp eines alternativen Membrankontaktors konstruiert. Dieser wird mit Materialien aus Naturkautschuk als hydrophober Membran aufgebaut, mit dem Stickstoff aus Gärprodukten zurückgewonnen werden kann. In der oberen Abbildung ist der Aufbau des Reaktors dargestellt.
Im Vordergrund steht die Untersuchung der Permeabilität von Naturkautschuk für Ammonium und die Beständigkeit gegenüber Ammoniumakzeptoren. Dabei soll der Stickstoff in Form von Ammonium aus dem Gärprodukt entfernt und durch Reaktion mit einem Ammoniumakzeptor gebunden werden. Somit entsteht ein Stickstoffdünger, der veräußert werden kann. Die stickstoffreduzierten Gärprodukte können bei landwirtschaftlicher Herkunft auch innerhalb von „roten Gebieten“ (Flächen, bei denen der Nitratgehalt des Grundwassers höher ist als 50 mg pro Liter) eingesetzt werden. Die stickstoffreduzierten Gärprodukte aus Reststoffen der Industrie können gemäß der Kreislaufwirtschaft bspw. innerhalb der Bauindustrie verwertet werden.
Ziele:
Ziel des Projektes ist, Ammoniumverbindungen zu generieren, die gegenüber den Produkten aus bestehenden Verfahren eine deutlich bessere Transportfähigkeit des generierten Stickstoffhaltigen Produktes aufweisen. Durch Verzicht auf hohe Prozess-Temperaturen und -Drücke wird für dieses innovative Verfahren ein deutlich geringerer Energieeinsatz notwendig sein. Angedacht ist, dass die Produkte der neuen Technik nicht nur in der Landwirtschaft, sondern auch in der Chemieindustrie eingesetzt werden können.