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pdf-Dokument - ULB Bonn :: Amtliche Bekanntmachungen und

1. 3 3 2 S o bi vip E g i IN A WR Lu Wi H au N N Ai DER Y A ve LA r Mi H a H Kai D Zeie cP m Pe ri Ag D rn a H y a z LS bai Feuchtegehalt Reingas Feuchtegehalt Rohgas Temperatur Reingas Temperatur Rohgas 28 07 2003 00 00 07 08 2003 00 00 17 08 2003 00 00 27 08 2003 00 00 06 09 2003 00 00 16 09 2003 00 00 Zeit Anhang 3 Verlauf der Temperaturen und der relativen Luftfeuchte w hrend der Sommermessungen 151 80 Rohgas RES E Zw ischengas 100 Reingas 70 Wirkungsgrad 90 100 Per Gleitender Durchschnitt Wirkungsgrad 80 5 60 44 l N i Vi l 5 so WIR I z TI WII d 60 S all A N 40 dl j H 50 S ll 40 30 ml i T al ig S d ka kn 30 E 20 ue FM ne d OI Wil tim fe Ba er 20 N El Ra Nur ul n M N dd TU ana lat VPN E 10 IN Ai 1 H T 2 uf An 0 0 16 10 26 10 05 11 15 11 25 11 05 12 15 12 25 12 04 01 Datum Anhang 4 Verlauf der Ammoniakkonzentration und des Wirkungsgrades w hrend des Vorversuchs vergr erte Darstellung Wirkungsgrad Danksagung Ich m chte mich an dieser Stelle bei Prof Dr W B scher f r die hervorragende Betreuung und Unterst tzung w hrend der le
2. 48 Nr 2 Er wird schon seit der TA Luft von 1964 verwendet Der Begriff Stand der Technik ist rechtlich sehr unscharf weshalb in 3 Abs 6 BImSchG von 1974 versucht worden ist ihn n her zu definieren Hansmann HAN 93 erl utert den Begriff wie folgt Stand der Technik ist nach dem Bundes Immissionsschutzgesetz ein Kriterium zur Beurteilung der Frage ob eine Ma nahme zur Begrenzung von Emissionen praktisch und nicht erst nach Durchf hrung langwieriger Entwicklungsvorhaben geeignet ist Die Antwort auf diese Frage ergibt sich aus dem allgemeinen technischen Entwicklungsstand Sie setzt nicht voraus dass das konkrete technische Problem bereits in allen Einzelheiten gel st ist Vergleichbare Verfahren Einrichtungen und Betriebsweisen sind zwar ein Anhaltspunkt aber nicht Voraussetzung f r die Bejahung des Standes des Technik in Bezug auf eine Emissionsbegrenzungsma nahme Auf keinen Fall m ssen sich Vergleichsanlagen bereits im Betrieb u U w hrend eines l ngeren Zeitraumes bew hrt haben Nach Feldhaus FEL 98 definiert das 3 Abs 6 BImSchG den Stand der Technik wie folgt Stand der Technik im Sinne dieses Gesetzes ist der Entwicklungsstand fortschrittlicher Verfahren Einrichtungen oder Betriebsweisen der die praktische Eignung einer Ma nahme zur Begrenzung von Emissionen gesichert erscheinen l sst Bei der Bestimmung des Standes der Technik sind insbesondere vergleichbare Verfahren Einrichtungen
3. hinterfragen oder zu pr fen da sie zum Teil sehr hoch angesetzt sind Eine Pr fung der Messprotokolle bietet sich in Einzelf llen an Jedoch konnte im Rahmen der durchgef hrten Messungen und Sichtung verschiedener Anlagen festgestellt werden dass viele Hersteller bestrebt sind f r die Landwirtschaft einsetzbare Systeme anzubieten Grunds tzlich gibt es f r die verschiedenen Emissionsprobleme auch verschiedene L sungsangebote Sei es eine reine Geruchsminderung durch Biofilter Staubabscheidung durch z B W schersysteme Ammoniakreduktion durch den Einsatz von chemischen W schern oder Kombinationen aus diesen Abluftreinigungsanlagen haben in der Landwirtschaft einen wie auch das untersuchte System zeigt hohen technische Stand erreicht Dieses ist aber nicht gleichzusetzen mit dem Stand der Technik Bei einer Zuordnung der Abluftreinigungsanlagen zum Stand der Technik sind neben der Wirksamkeit immer auch die damit verbundenen Aufwendungen zu betrachten Im Folgenden wird gezeigt dass hier keine Verh ltnism igkeit besteht wenn ber 90 des Unternehmensgewinns f r die Abluftreinigung aufgewendet werden muss Wie die Untersuchungen gezeigt haben ist die Abluftreinigung eine teure Technik Das betrifft sowohl die Investitions als auch die Betriebskosten Dazu kommt der erh hte Arbeitsaufwand der durch den Landwirt abgedeckt werden muss Die Abluftreinigungssysteme die zurzeit angeboten werden bed rfen einer rege
4. 30 20 4 Ammoniakkonzentration ppm Ammoniak Massenstrom g h 300 200 100 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Volumenstrom m h Abbildung 41 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Rohgas w hrend der Sommermessungen In der Abbildung 42 wurde zum Vergleich Ammoniakkonzentration und Massenstrom bei verschieden Volumenstr men im Reingas dargestellt Hier ist ein hnlicher Effekt wie schon zuvor in Abbildung 41 zu sehen Die Skalierung wurde jedoch ge ndert da die beiden Kurven auf einem viel geringeren Niveau verlaufen Des Weiteren ist zu sehen dass der Kurvenverlauf flacher ist und somit der Verd nnungseffekt reingasseitig geringer ausf llt Ein genauer Vergleich der Abbildung 41 und Abbildung 42 ist durch die starke Streuung der Messwerte und die dadurch geringen Bestimmtheitsma e nicht m glich Der Vergleich der Kurvenverl ufe soll lediglich eine Tendenz zeigen Jedoch zeigt Abbildung 42 dass beim Einsatz einer Abluftreinigungsanlage die Ammoniakfrachten im Reingas nur sehr gering ansteigen wenn die Luftraten zunimmt 5 Ergebnisse 101 20 500 Ammoniakkonzentration im Reingas x Ammoniakmassenstrom im Reingas 450 T Logarithmisch Ammoniakmassenstrom im Reingas T S Logarithmisch Ammoniakkonzentration im Reingas ve 7 400 S de 350 E E x 300 2 5 g Z 10 Sm S x 7 200 S 150 5 E E
5. Abbildung 10 Aufbau einer S urezugabe innerhalb eines chemischen W schers Der pH Wert des Waschwassers wird ber ein pH Meter gemessen Die Steuereinrichtung errechnet ber den Messwert Ist Wert und den eingestellten Sollwert und steuert so die Dosierpumpe Diese dosiert dem Waschwasser die gew nschte Menge an S ure aus dem Vorratsbeh lter zu Dieses geschieht so lange bis Ist und Sollwert identisch sind A0 3 Kenntnisstand Chemische W scher sind vom Prinzip her Rieselreaktoren die um den S ureeinsatz erweitert wurden Wie bei dem Rieselreaktor ist auch hier die physikalische Reinigungswirkung des vernebelten Wasser S ure Gemischs zu beobachten Eine biologische Aktivit t ist durch das saure Milieu stark eingeschr nkt 3 3 3 Biologische Abluftreinigung Die biologische Abluftreinigung erfolgt durch den Einsatz von organischen Filtersubstraten Das Substrat bildet den Lebensraum f r Mikroorganismen die die Geruchsmolek le aufspalten und verwerten So kommt es zur Reduktion des Geruchs Diese Filtersubstrate bestehen h ufig aus Holz oder Wurzelhackschnitzeln Es kommen auch andere Pflanzenteile zum Einsatz wie z B Stroh Heidekraut oder Kokusfasern In Abbildung 11 ist der prinzipielle Aufbau eines Biofilters zu sehen Reingas Spaltenboden Abbildung 11 Schematischer Aufbau eines Biofilters 3 Kenntnisstand 41 Das Rohgas wird unter das Filtersubstrat gef hrt Dieses ist auf einer perforierten Ob
6. Gerade in Regionen mit intensiver Tierhaltung sind Stallneubauten kaum m glich da die Auflagen der oben genannten Verordnungen nicht eingehalten werden k nnen Eine M glichkeit trotzdem eine Bauerlaubnis zu erhalten besteht in der Installation von Abluftreinigungsanlagen Diese unterscheiden sich in ihrem Einsatzgebiet Wirkungsgrad und Aufbau 2 Zielsetzung 19 2 Zielsetzung In den folgenden Ausf hrungen wurde die Eignung einer mehrstufigen Abluftreinigungsanlage auf Ihre Abscheidungsleistungen in den Bereichen Staub Geruch und Ammoniak untersucht Die Messungen an der Anlage erfolgten gem des Leitfadens des Landkreises Cloppenburg zur Feststellung der Eignung von Abluftreinigungsanlagen in der Tierhaltung zur Anwendung in der Genehmigungspraxis und bei der berwachung Hah 02 Die Messintervalle und Messgr en wurden durch diesen Leitfaden vorgegeben In der nachfolgenden Arbeit wurden die erhoben Messdaten analysiert und interpretiert Hierbei liegt der Fokus auf der verfahrenstechnischen Bewertung einer solchen Anlage dem Vergleich mit bestehenden anderen Systemen und einer Bewertung der Zertifizierungsprozedur Die Durchf hrung der Messungen erforderte einen erheblichen messtechnischen Aufwand da sowohl unter Winter als auch Sommerbedingungen Daten zu erfassen waren Die Langzeitmessungen stellten sehr hohe Anforderungen an die eingesetzte Messtechnik um eine kontinuierliche Datenerfassung zu gew hrlei
7. Hop 98 W scher Tabelle 33 zeigt die Abscheiderate heutiger Abluftreinigungsanlagen Die Reinigungsleistungen sind als Wirkungsgrad von den jeweiligen Herstellern angegeben worden Messprotokolle zu den angegebenen Werten liegen nur zum Teil vor Tabelle 33 Abscheiderate heutiger Systeme Herstellerangaben Abluftreinigung Abscheideleistung in Typ Ammoniak Staub Geruch W scher bis 90 65 75 bis 90 Chemischer W scher 80 85 80 Rieselbettreaktor 30 100 75 Kombinationssystem 3 70 95 80 stufig Biofilter 20 60 gt 95 Ne 6 Diskussion 133 Vergleicht man die Daten der beiden Tabellen ist zu erkennen dass die angegebenen Abscheideraten angestiegen sind Die Arbeitszeit kann man in t gliche und unregelm ige Arbeiten einteilen Diese Einteilung dient dazu einen Vergleich zwischen den verschiedenen Systemen durchf hren zu k nnen Zum Teil ist es so dass einige Systeme w hrend ihrer normalen Laufzeit sehr wenig Arbeitszeit ben tigen jedoch beim Wechsel z B des Filtermaterials u erst arbeitszeitintensiv sind Eine t gliche Kontrolle der verschiedenen Systeme wird von jedem Hersteller angeraten Allgemein kann man sagen dass mit steigender Technisierung der Anlagen mehrstufige Systeme der t gliche Arbeitszeitbedarf der u a f r Kontrollen ben tigt wird ansteigt Bei Systemen wie z B Biofiltern ist der t gliche Arbeitszeitbedarf vergleichsweise gering Jedoch f
8. Im Sommer sank die durchschnittliche Geruchsstoffkonzentration im Reingas auf 248 8 GE m Reingasseitig Konnte kein Rohgasgeruch von den Probanden wahrgenommen werden Betrachtet man diese Ergebnisse so ist das System als geeignet zu bezeichnen Der Aufbau der biologischen Stufe in den gestapelten Kunststoffkisten ist aus arbeitszeitlicher Sicht als ung nstig zu bezeichnen Zum einen wird zwar das Zusammensacken des Substrats durch das geringere Gewicht reduziert zum anderen ist ein Nachbef llen der Kisten sehr umst ndlich Da das Biofiltersubstrat mit der Zeit zusammensackt bilden sich in jeder Kiste Luftdurchbr che Um diese zu schlie en m ssten dann alle Kisten nachgef llt werden Dieses stellt einen enormen arbeitzeitlichen Aufwand dar Der Hersteller der Abluftreinigungsanlage hat dieses Problem erkannt und verwendet bei neuen Anlagen keine Kunststoffkisten mehr Hier kommt jetzt ein durchg ngiger verzinkter Stahlk fig zum Einsatz Dieser ersetzt die Au enwand so dass er von oben mit einem Frontlader zu bef llen ist Somit ist ein Nachbef llen der biologischen Sch ttung unproblematisch Die Anlage arbeitete ber den gesamten Messzeitraum zuverl ssig und ist in sofern als geeignet zu bewerten Wie eingehend bereits dargestellt wurde sind in beiden Messzeitr umen jeweils die Endmastphasen von zwei Mastdurchg ngen in der Datenaufnahme enthalten Die jahreszeittypischen klimatischen Gegebenheiten wurden erfasst und k n
9. Inhaltsverzeichnis 9 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung und Problemsteluns 2 edlen eesnelinaepuisn 18 EIERE RSBEER ARNDENEBELEDETFENE FOLTEPERRUETELUETENERTELEPELEEHENEENEREEKHEERHETUNIBRERTBERBEHRTOLTEAERLTETRHENOREFERBERETBEN 19 3 Kenntnisstand ee ersehen linear 20 3 1 Entstehung und Zusammensetzung der Abhluft 20 31 Ammoniak ep ee Be lei 21 SE TEE He e EE 29 3 1 3 1 Intensit t des Ger chs 2 42 34 220244242 tr E R a e 31 3 1 3 2 Geruchseinheiten GE zarote ioa n a a a a a 32 3 2 Geschichtliche Entwicklung der Abluftreinigung in der Landwirtschaft 32 3 3 Verfahrenstechnische Grundlagen der Abluftreinigung u sense 34 3 3 1 Physikalische Abliftremis ng ass us4ehsisealsesekuskeklen 37 3 3 2 Chemische Abl ftreiniguns au us 40 anne snssoabnenu eben snnnank 39 3 3 3 Biolo8ische EE E 40 3 3 4 Mehrstufige Abluftreinigungssystem sssessseesssssseeseeeesssssseerreeesssssseerrreeesssssseereeeesss 41 3 3 4 1 Zweistufige Abluftreinigungssysteme seeesssssseseeeeessssseerreeesssssseerrreeesssssserereessss 42 3 3 4 1 1 Physikaliseh Chemisech eet eigenen tegen een gt eegene 42 3 3 4 1 2 Physikaliseh Biplogisch sg a ei 42 3 3 4 2 Dreist nge Abluftreinigungsysteme u a a ee 43 3 3 5 Einsatz von Additiven zur Geruchsminderung sesssseesssesseeereessssesterrreeesssssserrrreess 43 3 4 Rechtliche Grundlagen der Abluftreinigung ssssseeeessessssssssessre
10. 1002 18 9 18 230 OD 24 7 11 8 18 06 03 10 00 21 4 73 0 16 4 1010 2 1 02 265 0 01 266 1886 08 07 03 10 00 22 0 570 1311 1017 3 1 53 150 34 276 13 7 06 08 03 10 00 24 5 51 0 13 7 1020 3 1 53 70 0 0 316 180 11 08 03 10 00 26 8 36 0 105 1015 6 3 06 65 0 01 34 7 21 6 17 09 03 10 00 16 2 86 0 139 1019 0 0 00 245 0 0 253 140 22 09 03 10 00 22 6 480 11 0 1006 8 4 08 120 29 290 17 1 4 Material und Methoden 83 4 3 9 Tieranzahl und Lebendmassebestimmung Die Stallbelegung innerhalb der zwei Messzeitr ume ist der Tabelle 14 zu entnehmen Die maximale Tierzahl bei voller Belegung betr gt 600 Mastschweine Die Tierzahl und deren Gewicht wurde durch den Landwirt dokumentiert Das Einstallgewicht der Schweine betrug ca 28 kg Lebendmasse Beim Ausstallen hatten die Tiere ein Gewicht von ca 115 kg Tabelle 14 Stallbelegung und Tiergewichte Zeitraum 30 10 2002 bis 20 03 2003 I AnzanlTiere _ Tiergewicht kg 06 11 2002 oe La 18 12 2002 on 2 25 12 2002 on 3 01 01 2003 on 3 08 01 2003 on 15 01 2003 on 5 22 01 2003 on ae 29 01 2003 on 6 05 02 2003 eo 7 12 02 2003 eo 19 02 2003 eo 82 26 02 2003 on e 05 03 2003 eo 12 03 2003 on 20 03 2003 eo w Zeitraum 22 05 2003 bis 22 09 2003 __ L AnzaniTiere Tiergewicht ko 22 05 2003 eo 2 27 05 2003 on a
11. Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 heft 3 S 638 649 WOLFERMANN H F REUTTER L M glichkeiten zur Abhilfe der Geruchsbel stigung in und au erhalb von St llen In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 543 556 8 Literaturverzeichnis 149 Literaturquellen aus dem Internet 11 12 13 I 4 EI Die freie Enzyklop die Umweltlexikon Institut f r Arbeitsmedizin Universit t Rostock 2004 Institut f r Energietechnik TU Berlin Fitzner K 2004 Landwirtschaftskammer Weser Ems Beverborg R 2004 http de wikipedia org http www umweltlexikon online de http aromed med uni rostock de pdf Staubexposition pdf http www tu berlin de fak3 fakultaetstag Energietechnik olfdezipol pdf http www Iwk we de Iw_tp_tiergesundheit_3854 html Anhang inhalierbar ko be Jose foma Datum mm we zx 415 20 48 00 609 3 17 40 Datum um wem A Anhang 1 Einzelergebnisse der Staubmessungen Feuchtigkeit Reingas Feuchtigkeit Rohgas Temperatur Reingas Temperatur Rohgas relative Feuchte 09 01 2003 14 01 2003 19 01 2003 24 01 2003 29 01 2003 03 02 2003 08 02 2003 13 02 2003 18 02 2003 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Zeit Anhang 2 Verlauf der Temperaturen und der relativen Luftfeuchte w hrend der Wintermessungen Temperatur C Anhang 151 z g H
12. Rohgaskonzentration im Vergleich zu der des Reingases eine gr ere Steigung besitzt Der mittlere Wert der Rohgaskonzentrationsfunktion betr gt 14 0 ppm mit einer Abweichung von 5 9 ppm und 6 6 ppm Der mittlere Wert der Reingaskonzentrationsfunktion betr gt 3 8 ppm mit einer Abweichung von 1 4 ppm und 1 5 ppm Betrachtet man Abbildung 40 so ist zu sehen dass der Anstieg der Rohgaskonzentration im Verh ltnis zu dem der Reingaskonzentration 4 3 zu 1 betr gt Der Anstieg der Reingaskonzentration ist im Verh ltnis zu der des Rohgases sehr gering Dieses l sst darauf schlie en dass die Reingaskonzentration einen Minimalwert unter dem eingestellten pH Wert nicht unterschreiten kann 100 5 Ergebnisse In Abbildung 41 ist der Verd nnungseffekt durch die ansteigende Luftrate auf die Ammoniakkonzentration zu sehen Man kann deutlich sehen wie die Ammoniakkonzentration in ppm bei steigendem Luftvolumenstrom abnimmt und der Massenstrom in g h mit steigendem Luftvolumen zunimmt Hieraus ergibt sich dass bei hohen Luftraten zwar die Konzentration des Ammoniaks abnimmt jedoch die absolute Ammoniakmassenfracht ansteigt 50 1000 Ammoniakkonzentration im Rohgas x Ammoniakmassenstrom im Rohgas Logarithmisch Ammoniakmassenstrom im Rohgas 40 Logarithmisch Ammoniakkonzentration im Rohgas 900 800 700 x xX x x x X xx CR CH x x 600 X Ze x m ER 500 400
13. chen 4 Stall incl D nische ee en Ge Aufstallung F r die Ammoniakfreisetzung sind die Stickstoffumsetzungsprozesse von entscheidender Bedeutung Die folgende Abbildung 1 zeigt dass Ammoniak nur eine Stufe oder Bindungsform des Stickstoffes im Kreislauf darstellt R p 80 Vet 93 3 Kenntnisstand 23 Kot Wee bakt Zersetzung Peptone Peptide Bakterien Aminos ure eiwei bakt a h NOs NO N2 Zersetzung bakt Nitrifikation Na NO gt bakt Nitrifikation Abbildung 1 Dynamisches Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Bindungsformen des Stickstoffs B s 96 ge ndert nach Oec 91 Die Umsetzungsprozesse erfolgen durch enzymatische und mikrobielle Aktivit ten Kar 84 Der Abbau ausgehend vom Harnstoff in molekularen Stickstoff N2 kann unter speziellen Bedingungen dreistufig verlaufen e Ammonifizierung Harnstoffspaltung e Nitrifizierung Bildung von Nitrit und Nitrat e Denitrifizierung Bildung von molekularem Stickstoff Durch die Spaltung von Harnstoff mit Hilfe des Enzyms Urease erfolgt die Ammonifizierung Kar 84 CO NH2 2 HO CO 2NH3 Energie Das so entstandene Ammoniak verbleibt berwiegend im Fl ssigmist und geht dort in die w ssrige L sung Dort unterliegt es dem pH Wert abh ngigen Dissoziationsgleichgewicht B s 96 24 3 Kenntnisstand NH3 H2O NH OH Freies Ammoniak NH3 liegt in emer Wasser Ammoniak L sung ers
14. d verbraucht werden 0 36 m d im Winter 1 60 m d im Sommer 2 und das Waschwasser in beiden Becken drei Mal vollst ndig gewechselt wird 12 m 3 36 m ergibt sich eine ben tigte Wassermenge von ca 393 7 m a Bei dem oben genannten Energiekosten pro m ergibt sich ein Kostenaufwand von ca 10 34 pro Jahr f r die Wasserversorgung der Abluftreinigungsanlage 116 5 Ergebnisse 5 2 2 2 S ure W hrend der beiden Messperioden wurde die zweite Filterstufe der Abluftreinigungsanlage mit S ure im Waschwasser betrieben Hierbei handelte es sich um 75 ige Schwefels ure Die S uredosierung erfolgte wie unter Punkt 3 2 2 beschrieben W hrend der Wintermessungen wurden insgesamt 140 kg H gt SO f r die Abscheidung von Ammoniak ben tigt W hrend des Sommerzeitraums belief sich die eingesetzte Menge auf 390 kg Die folgende Tabelle zeigt wie gro die Aufwendungen an S ure f r die Abscheidungen des NH waren Tabelle 24 S ureeinsatz und Ammoniakabscheidung S ureeinsatz pro Zeitraum S ureeinsatz S ureeinsatz pro Tier und Tag d gesamt kg H SO Tag kg H gt SO g Tier d 45 140 3 11 5 1833 57 390 6 84 11 4000 75 ige Schwefels ure kann mit ca 0 5 pro kg veranschlagt werden Daraus ergeben sich im Winter S urekosten in H he von ca 1 55 d und im Sommer von ca 3 42 d 5 2 2 3 Energie Der Verbrauch an elektrischer Energie verteilt sich bei der untersuchten Abluftreinigu
15. ermittelt ber diese Messungen kann jedem Volumenstrom ein Wirkdruck zugeordnet werden Aus diesen ermittelten Wertepaaren Apw und Volumenstrom wird durch die Verwendung der folgenden Gleichungen ein k Faktor errechnet dessen Wert ber alle Betriebspunkte als konstant angenommen wird 2 Apw H Fasst man die d senspezifischen Gr en einschlie lich der Dichte zu einem gemeinsamen Faktor k zusammen ergibt sich daraus 2 k Apv 2 V Volumenstrom m s dimensionslose Durchflusszahl E dimensionslose Expansionszahl Aa Querschnittsfl che der Einlaufd se am Ort der Druckmessung m7 Apw Differenzdruck der statischen Dr cke Pa p Luftdichte kg m k d senspezifischer Faktor Der k Faktor fasst die spezifischen Eigenschaften einer speziellen Ventilator D senkombination zusammen Der k Faktor ist dichteabh ngig Soll der auf dem 80 4 Material und Methoden Pr fstand ermittelte K Faktor auf unterschiedliche Luftdichten umgerechnet werden so gilt folgender Zusammenhang kp Hi 3 p kp2 Kpi k Faktor bei Dichte p2 kp2 k Faktor bei Dichte p D bekannte Luftdichte bei der der k Faktor am Pr fstand ermittelt wurde p2 Luftdichte f r die der k Faktor zu bestimmen ist 4 3 5 pH Wertbestimmung Die Messung des pH Wertes wurde mit einem pH Wert Messger t Modell Dulcotest der Firma ProMinent Heidelberg durchgef hrt Die Dosierung der S ure wurde ber Messung des pH Werts geste
16. i Ss 1 a Se K D 3 a i X H D vi n 1 4 gt 3 ir H mi rs vi Zi a ri Anoba E e e E AER DEE ie Geck 2 re SEN GE i 0 T T T T T T 20 11 02 20 12 02 19 1 03 18 2 03 20 3 03 19 4 03 19 5 03 Zeit Abbildung 52 Verlauf des Energieverbrauchs Die folgende Tabelle zeigt den Energieverbrauch der drei verschiedenen Verbrauchergruppen Die Werte wurden aus den t glichen Z hlerst nden wie folgt berechnet X Zi Zin i Eba x 24h x365d Energieverbrauch kWh a i z Z hlerstand in kWh t Messzeitpunkt in h Tabelle 27 Energieverbrauch der Verbrauchergruppen Energieverbrauch Energieverbrauch Energieverbrauch pro Stunde kWh pro Tag kWh d pro Jahr kWh a Z hler 1 sonstiges 0 5108 12 2581 4461 9487 Z hler 2 Abluftreinigung 1 2657 30 3761 11056 8838 Z hler 3 L ftung 2 7223 65 3342 23781 6517 Gesamtenergieverbrauch 4 4987 107 9684 39300 4843 120 5 Ergebnisse Bei einem Vergleich des errechneten Energieverbrauchs mit dem der Z hlerst nde ist zu sehen dass die Differenz bei ca 75 KWh a liegt Dieses entspricht einer sehr kleinen Abweichung von 0 68 zum errechneten Jahresenergieverbrauch auf Grundlage von 365 Tagen Anteiliger Energieverbrauch im Mittel E Mittelwert Sonstiges EB Mittelwert L ftung E Mittelwert Filter Abbildung 53 Verteilung des Gesamtenergieverbrauchs auf die verschiedenen Bereiche Der Ene
17. llt bei diesen Systemen der Arbeitszeitbedarf f r unregelm ige Arbeiten wie z B Wechsel des Filtersubstrats sehr hoch aus 6 4 Das Zertifizierungsverfahren Das Zertifizierungsverfahren kann aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden Aus der Sicht der Landwirte die eine Abluftreinigungsanlage betreiben m ssen bietet die Zertifizierung von Anlagen eine Sicherheit ber die Funktionsf higkeit der Anlage Der Betreiber der Anlage kann sich durch die Zertifizierung ber die nachgewiesene Leistungsf higkeit des Systems informieren Aus der Sicht der Hersteller hat das Zertifizierungsverfahren zwei Seiten Zum einen ist die Zertifizierung mit hohen Kosten verbunden Diese Kosten werden zwar auf die Landwirte umgelegt jedoch m ssen die Hersteller erst in Vorleistung gehen Neben den Kosten kommt es durch die Messungen zu einem zeitlichen Aufschub von mindestens einem Jahr bis das Zertifizierungsverfahren durchlaufen ist W hrend dieser Zeit kann der Hersteller seine Abluftreinigungsanlagen in bestimmten Landkreisen nicht vertreiben Die Zertifizierung erfordert die Offenlegung von Planungsdaten die zu den Betriebsgeheimnissen Know How der Hersteller geh ren Zum anderen kann das Zertifikat werbewirksam eingesetzt werden Den zust ndigen Beh rden in den Landkreisen wird ber die Zertifizierung ein Instrument f r die Empfehlung von Anlagen in die Hand gegeben Durch das Zertifikat der 134 6 Diskussion Abluftre
18. mit 29 Lamellen Staubmessger t 30m 1 0 m Abbildung 24 Str mungsbedingungen f r das Reingas nach dem Austritt aus der Anlage 4 3 1 2 Funktionsprinzip der Staubmessung Das Aerosol Spektrometer Modell 1 108 Aircheck der Firma Grimm Aerosol Technik GmbH amp Co KG Ainring erm glicht die Einzelpartikelz hlung und Gr enklassifizierung in Echtzeit Die Probennahme erfolgt durch die in Abbildung 25 abgebildete ffnung Diese ist je nach Anwendungsbereich mit einem Probennehmer best ckt Der so gesammelte Staub wird durch volumenstromgeregelte Pumpen als Luftfracht in die ersch tterungsunempfindliche optische Messbank gef hrt Hier werden die Partikel durch einen fokussierten Lichtstrahl gesaugt der von einer Laserdiode erzeugt wird Durch das Auftreffen des Laserstahls auf das Partikel entsteht ein Streulichtsignal Das Streulichtsignal wird von einer im 90 Winkel zur Laserdiode angebrachten High Speed Photodiode erfasst so dass Farbver nderungen au er Acht gelassen werden k nnen Der so entstandene Impuls wird von einem Impulsh henanalysator analysiert und in verschiedene Gr enbereiche klassifiziert und gez hlt Masse oder Anzahl pro Gr enbereich werden als Messdaten 70 4 Material und Methoden auf die Datenspeicherkarte geschrieben Die Messergebnisse werden als Masse in ug m oder als Anzahl in Partikel Liter angegeben Die Daten werden in Intervallen von sechs Sekunden oder einer Minut
19. rfer sind durch Neubausiedlungen weit ber ihre alten Grenzen hinaus gewachsen Tierhaltende Betriebe werden damit heute vielfach von Wohnsiedlungen umgeben Da im Gegensatz zu fr heren Zeiten die Landbev lkerung nicht mehr in so gro em Ma e von der Landwirtschaft lebt sei es direkt oder im vor oder nachgelagerten Bereich ist auch die Akzeptanz gesunken typisch l ndliche Ger che hinzunehmen Dieses birgt Konfliktpotential Um Konflikte zu vermeiden kamen Anfang der 70er Jahre die ersten Abluftreinigungsanlagen zum Einsatz Hierbei handelte es sich in vorrangig um Verfahren zur Geruchsminderung Die Geruchsminderung stellte damals eine gesellschaftliche Forderung dar Durch die zunehmende Bebauung der D rfer und der historischen Lage der 3 Kenntnisstand 33 landwirtschaftlichen H fe die sich meist im Dorfkern befanden kam es zu Beschwerden der Anwohner ber den Stallgeruch Die folgende Tabelle zeigt die Art der Belastung und der Bel stigung Tabelle 6 M gliche Umweltbelastungen durch die Tierhaltung nach Sch 75 e 2 5 SS S 25 9 Umweltbelastung erfolgt E ZS Ort durch Art der Belastung A A Literatur Ventilatoren Tiere L rm x M l 72 Stallgeb ude Abluft Geruch x Sch 71 Wol 72 Art der Bauausf hrung Gase Staub x Hil 72 visuelle Beeintr chtigung x Silage Abf lle Geruch Staub x Sch 71 Futterlager Unsaub
20. und alveoleng ngige Massenfraktionen entsprechend EN 481 ISO 7708 und OSHA e EPA Gleichzeitige Ausgabe der Immissionswerte als PM o PM2 und PM Der aktive Probengasfluss betr gt 72 Liter Stunde bei konstanter Volumenkontrolle Die gemessene Probe wird auf einem abnehmbaren 47 mm Teflon Filter zur sp teren gravimetrischen oder chemischen Analyse gesammelt GRI 04 Tabelle 11 Ger tespezifikation Grimm Aerosol Spektrometer Bezeichnung Grimm Aerosol Spektrometer Aircheck Modell Nr 1 108 Gr enkalibrierung Mit monodispersem Latex Massenkalibrierung Mit polydispersem Stearin Aufl sung 1 ug m Dichtekorrelation Mit 47 mm PTFE Filter Stabile Durchflussrate 2 unabh ngig von der Partikelkollektion auf der Filteroberfl che Arbeitstemperatur 4 bis 45 C Datenspeicherung 256 Kb bis 64 Mb Karte Datenausgabe ber RS 232 Datenausgang Modemverbindung Mittels PCMCIA Analogkarte Abschluss 12 VDC oder 110 220 VAC Akkulaufzeit Bis zu 7 Stunden Speichertemperatur 20 bis 60 C Gewicht 2 5 kg Abmessungen 24x12x6cm 72 4 Material und Methoden 4 3 2 Ammoniakmessung 4 3 2 1 Probennahme Ammoniak Die Ammoniakkonzentration im Roh und Reingas wurde mit einen Multigas Monitor der Firma Br el amp Kj r ermittelt Zur Bestimmung des NH3 Gehaltes muss das zu testende Gas in das Messger t gef hrt werden
21. 1 2 Staub Als Staub werden feink rnige bzw feinfaserige Teilchen einer festen Substanz bezeichnet die abgelagert sind oder sich in einem Gas oder einer Fl ssigkeit im Schwebezustand befinden 13 3 Kenntnisstand 27 Die Unterteilung der St ube kann nach den in Abbildung 4 genannten Kriterien differenziert werden Teilchengr e Wirkung auf den Organismus lungeng ngig nicht lungeng ngig Abbildung 4 Unterteilung des Staubes Hoy 98 Der Staub in der Stallluft setzt sich im Wesentlichen aus Futterresten Hautschuppen F kalien und Einstreu soweit vorhanden zusammen Die Hauptbestandteile der St ube bilden Partikel aus dem Futter Der Futterstaub entsteht in erster Linie durch Abriebprozesse w hrend des Transportes und der F tterung sowie durch das Spielen der Tiere mit dem Futter In der folgenden Tabelle 4 sind die relativen Anteile der Schwebst ube entsprechend ihrer Herkunft abgebildet Die Untersuchungen von Paerson und Sharples aus dem Jahr 1995 Pae 95 haben ergeben dass bis zu 90 des in der Stallluft befindlichen Staubes aus dem Futter herr hren Tabelle 4 Angabe zu Schwebstaubquellen verschiedener Untersuchungen Sie 03 Staubquelle Anteil an Schwebstaub in Autor Futter 90 Pea 95 Einstreu 55 68 Pea 95 Hautbestandteil gt 10 Aar 99 F kalien 2 8 HARTUNG 1986 Die Unterscheidung des Staubs erfolgt in der Literatur durch die Teilchengr e In der nachfolgen
22. 2004 K NTZEL U ZIMMER E Ausma und Minderung von Umweltbelastungen durch Verarbeitungsr ckst nde der Futterkonservierung In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 589 596 LAIS S Untersuchung zur Reduzierung der Ammoniak und Geruchsemissionen aus der Schweinehaltung durch biologische Abluftw scher Forschungsbericht Agrartechnik VDI MEG 293 Dissertation Hohenheim 1996 LAI L nderausschuss f r Immissionsschutz Ergebnis ber die Sitzung des Unterausschusses Luft Technik am 5 6 6 1991 in Wasserburg Inn 1991 LARSON C E Twa Rapporter ver f retagen provning av bygnadsbyran G teborg 1973 unver ffentlichtes Manuskript LOEHR R C Pollution Control for Agriculture Academic Press New York 1977 8 Literaturverzeichnis 145 Mai 01 Man 02 Man 95 Mar 01 Mar 98 Mat 93 M l 72 M l 94a M l 94b Nic 98 MAIER B RATHMER B RIESS G ZEISIG H D GRONAUER A Messungen von Geruchsemissionen Einsatz von Olfaktometrie und Chemo Sensorarrays zum Vergleich von Haltungssystemen in der Schweinemast agrartechnische Forschung 7 2001 Heft 1 S 6 10 MANNEBECK D MANNEBECK H Bedienungsanleitung Olfaktometer TO8 System Mannebeck Emissionstechnik und Consult Mannebeck GmbH ECOMA Honigsee 2002 MANNEBECK D Biofilter an Schweinest llen Analyse der Wirkungsweise und Konsequenzen Forschungsbericht Agrartechnik MEG 260 Dissertation
23. 5 5 5 300 E S N 250 2 5 S x 200 E 5 E 150 E S S lt 100 50 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 Volumemstrom m h Abbildung 39 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Reingas w hrend der Wintermessungen 5 Ergebnisse 99 Betrachtung der Soemmermessungen Rohkonzentration in ppm Reingaskonzentration ppm Abscheidung ppm Linear Rohkonzentration in ppm Linear Abscheidung ppm y 0 009 8 0881 Linear Reingaskonzentration ppm R 0 9646 y 0 0076x 5 6683 R 0 8633 Ammoniakkonzentration in ppm y 0 0023x 2 4198 R 0 4682 1 88 175 262 349 436 523 610 697 784 871 958 1045 1132 1219 Messwerte aufsteigend sortiert nach Rohgaskonzentration Abbildung 40 Abscheidung und Ammoniakkonzentration im Roh und Reingas w hrend der Sommermessungen sortiert nach der Rohgaskonzentration In Abbildung 40 sind die Ammoniakkonzentrationen im Roh und Reingas sowie die Abscheidung Rohgas Reingas unter Sommerbedingungen abgebildet Die Messwerte sind aufsteigend nach der Rohgaskonzentration sortiert Die lineare Regression der Rohgaswerte hat ein Bestimmtheitsma von 0 9646 Bei den beiden anderen Funktionen reduziert sich das Bestimmtheitsma auf 0 4682 im Reingas und 0 8633 bei der Abscheidung Bei der Betrachtung der Funktionsverl ufe ist zu sehen dass die
24. 670 0056 4 GG Ze Zuluftsituation Sommer ANGEBOTSZEICHNUNG ACHTUNG Keina Ausf hrungszeichnung Alle Ma e sind verantwortlich vom Bauherm Bausufsicht zu pr fen Abbildung 16 Stallquerschnitt und Zuluftsituation im Sommer 60 4 Material und Methoden Die Abluftf hrung erfolgt ber einen zentralen Abluftschacht Die Abluft gelangt durch Abluftkan le aus dem Tierbereich in den Zentralschacht Die in Abbildung 14 dargestellten Abluftkan le sind mit einer Drosselklappe versehen Jeder der 6 Kan le hat eine Absaugfl che von 0 528 mg Durch die Drosselklappe kann die Ansaugung des Abluftvolumenstroms gesteuert werden In den Abbildungen Abbildung 14 bis Abbildung 16 sind die Positionen der Ventilatoren zu sehen Diese saugen die Abluft aus dem Tierbereich ber die Kan le in den zentralen Abluftschacht Das Rohgas wird von den Ventilatoren mit berdruck in die Abluftreinigungsanlage gedr ckt Rohgas J Stalldecke E D Rohgas Rohgas Abbildung 17 Schematische Darstellung eines Abluftkanals mit Drosselklappe Abbildung 17 zeigt den Aufbau der Abluftkan le Innerhalb des Kanals befindet sich eine Drosselklappe die den Volumenstrom begrenzen kann Diese Klappe kann ber ihre Neigung die ge ffnete Fl che des Abluftkanals einstellen Die Steuerung erfolgt ber den Klimacomputer des Stalls Die Drosselklapp
25. 87 5 Ergebnisse 5 1 Verfahrenstechnische Bewertung und Beurteilung Im Rahmen des Vorverssuchs wurde die Ammoniakabscheidung der Abluftreinigungsanlage ermittelt Hierzu wurde neben den Punkten zur Roh und Reingasmessung noch ein weiterer Messpunkt zwischen erster und zweiter Reinigungsstufe eingerichtet In Abbildung 30 ist der Verlauf der Ammoniakkonzentration ber den Vorversuchszeitraum zu sehen Bis zum 5 November 2002 wurde die Abluftreinigung mit Schwefels ure betrieben In diesem Zeitraum ist zu beobachten dass die Konzentrationen von Roh und Zwischengas Zwischengas beschreibt die Ammoniakkonzentration zwischen erster und zweiter Reinigungsstufe also vor der S urebehandlung hnlich verlaufen Der Abstand zwischen den beiden Graphen und dem des Reingases ist jedoch gr er Dieses deutet auf eine durch die S ure bedingte Abscheideleistung hin Vom 7 bis 9 November wurde die Anlage umger stet gereinigt und das Waschwasser gewechselt Der folgende Zeitabschnitt wurde ohne S ureeinsatz in der zweiten Stufe gefahren Abbildung 30 zeigt ein Abfallen der Ammoniakkonzentration im Rein und Zwischengas sowie einen durch das Tiergewicht bedingten Anstieg des Rohgases Die Schwankungen der Reingaskurve Anfang Dezember sind auf das teilweise Ausstallen und Reinigen des Stalls zur ckzuf hren Das Ausstallgewicht der Tiere betrug ca 115 kg Gegen Ende des Messzeitraums 18 12 02 ist der Stall neu mit voller Tierzahl belegt
26. Der Multigas Monitor verf gt ber eine Pumpe die ber Schl uche das Probengas in die Messkammer pumpt Bei der Installation der Schl uche f r die Probengasentnahme ist darauf zu achten dass die Schl uche m glichst mit Gef lle verlegt werden Das Gef lle sollte dabei in Richtung Gaseintrittsseite f hren So kann eventuell eintretende Feuchtigkeit in Form von Aerosolen bzw Kondenswasser aus dem Schlauch herauslaufen W hrend des Messzeitraums hat sich die Installation eines Trichters vor der Einlass ffnung bew hrt Der Trichter ist mit der breiten ffnung nach unten angebracht und sch tzt so den Ansaugschlauch vor Spritzwasser Zus tzlich bieten die Trichterinnenw nde eine gro e Kondensationsfl che um Tr pfchen vor dem Schlaucheintritt abzuscheiden Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau des Messger tes sowie die Steuerung der Probenluftentnahme Steuerrechner zur Datenaufzeichnung und Ventilsteuerung s Stuerignal 8 Messdaten bertragung E Probengas E Probengas Probengas Br el amp Kjaer Multigas Magnetventile Monitor Zeitschaltuhr Einlassschl uche mit Trichteraufsatz Abbildung 26 Aufbau des Ammoniakmessger ts und der Probenentnahmesteuerung Der Br el amp Kjaer Multigas Monitor pumpt das Probengas ber den angeschlossenen Schlauch in die Messkammer Die Messdaten werden ber einen serielle Schnittstell
27. Die durchgef hrten Messungen ergaben die in Tabelle 18 aufgef hrten Ergebnisse Tabelle 18 Wirkungsgrad der Staubabscheidung im Mittel Wirkungsgrad Wirkungsgrad EEN Winter Sommer DM 92 7 87 4 Inhalierbare Staubpartikel 95 3 95 1 Um das absolute Niveau der roh und reingasseitigen Partikelkonzentrationen zu ermitteln wurde f r die folgende Abbildung ein Gravimetriefaktor von 0 3 angenommen Dieser ergibt sich aus einer Reihe von laufenden Versuchsreihen die seit 2003 am Institut f r Landtechnik der Universit t Bonn durchgef hrt werden Hierbei hat sich gezeigt dass der Gravimetriefaktor bei verschiedenen Tierarten nahezu identisch ist Innerhalb der Tierart in verschiedenen Haltungssystemen und Haltungsabschnitten ist eine geringe Variation zu beobachten F r die Mastschweinehaltung auf Vollspaltenboden mit Trockenf tterung kann der oben genannte Gravimetriefaktor verwendet werden 4000 2000 1000 e 800 e m 600 400 200 100 80 Di 60 LK e A0 Partikelkonzentration ug m 20 m Rohgas gt e Reingas Einzelmessung Abbildung 45 Konzentration der inhalierbaren Partikel im Roh und Reingas w hrend der Wintermessungen logarithmische Darstellung 5 Ergebnisse 105 Aus den in Abbildung 45 gezeigten Werten ergibt sich eine mittlere Partikelkonzentration von 1321 ug m im Rohgas und 54 ug m im Reingas Jedoch ist die Streuung der Werte seh
28. Geruchsqualit ten ist sehr gro Es wird von ca 10 000 unterscheidbaren Grundluftnoten ausgegangen BOE 72 Diese hohe Anzahl kann jedoch nur von sehr ge bten Riechern unterschieden werden Mit der Einf hrung des Bundes Immissionsschutzgesetz BImSchG und der Technischen Anleitung zu Reinhaltung der Luft TA Luft musste f r Geruchsbel stigungen aus der Landwirtschaft ein Beurteilungskriterium entwickelt werden mit dem sich die Bel stigung quantifizieren l sst Allgemein spricht man von einer Geruchsbel stigung wenn damit eine wesentliche Minderung der Lebensqualit t eintritt Diese kann in der Folge zur Beeintr chtigung der Gesundheit und Leistungsf higkeit f hren da sich Geruchsbeeintr chtigungen im Allgemeinen nicht direkt gesundheitsbeeintr chtigend sondern indirekt durch neurovegetative Reaktionen auf das Wohlbefinden des Menschen auswirken Mat 93 Um Geruchsbel stigungen festzustellen muss erst ein objektives Ma gefunden werden das sich erfassen oder berechnen l sst Boe 03 F r die Begutachtungspraxis wird unabh ngig von Geruchsart Intensit t und Hedonik ber reine Zeitanteile der Wahrnehmung die Geruchsbel stigung definiert z B 10 der Jahresstunden in Wohn und Mischgebieten und 15 in Gewerbe und Industriegebieten LAI 93 Die Ermittlung dieser Werte erfolgt ber eine Rasterbegehung nach VDI 3940 Die hedonische Bewertung des Geruchs erfolgt in einer Klassifizierung von u erst a
29. Hier ist besonders der Umgang mit Chemikalien die Ger uschentwicklung der Anlage sowie die Entsorgung der eingesetzten Reinigungsmedien zu betrachten Der Wechsel der Zertifizierung vom Landkreis Cloppenburg an die DLG hat einige Konsequenzen f r die Hersteller bzw die Messstellen f r die Zertifizierungsmessungen Die Durchf hrung des Signumtests wird erheblich kostenintensiver als das bisherige Verfahren Die Zertifizierungsmessungen m ssen durch eine nach ISO 17025 akkreditierte Pr fstelle durchgef hrt werden Diese Pr fstelle muss sowohl Staub Geruch und Ammoniak messen k nnen Kann dieses nicht von einer Stelle geleistet werden m ssen mehrere Pr fstellen beauftragt werden Hochschulen werden in Zukunft wohl keine derartigen Messungen durchf hren k nnen da eine Akkreditierung teuer ist und das ben tigte Personal innerhalb der Hochschulinstitute zu schnell wechselt Andererseits wird den Herstellern durch die DLG eine kompetente Beratung und Betreuung vor und w hrend der Zertifizierungsphase zur Seite gestellt 6 5 Einsatz von Abluftreinigungssystem in der Landwirtschaft Im Rahmen der KTBL Kalkulationsunterlagenerhebung konnte eine bersicht der am Markt befindlichen Abluftreinigungsanlagen erstellt werden Hier ist zu sehen dass alle g ngigen Anlagentypen von verschiedenen Herstellern angeboten werden Die Herstellerangaben der einzelnen Abscheidungsleistungen sind jedoch in Einzelf llen zu 136 6 Diskussion
30. Holz 1 Humus 2 Holz 20 03 2003 2 Humus 2 Holz 2 Holz 1 Holz 5 Ergebnisse 111 Datum Proband 1 Proband 2 Proband 3 Proband 4 riecht riecht riecht riecht Kategorie nach Kategorie nach Kategorie nach Kategorie nach 22 05 2003 0 Kompost 0 Kompost 0 Kompost 0 Schwefel 27 05 2003 0 Kompost 1 Humus 0 Humus 1 Humus 18 06 2003 1 Humus 2 Humus 2 Holz 1 Humus 08 07 2003 2 Holz 2 Holz 1 Humus 2 Holz 06 08 2003 2 Holz 1 Holz 1 Humus 1 Humus 11 08 2003 1 Holz 1 Humus 1 Humus 1 Humus 17 09 2003 2 Holz 2 Holz 2 Holz 1 Holz 22 09 2003 2 Holz 2 Holz 3 Holz 2 Holz bereinstimmend kein Schweinegeruch mehr wahrnehmbar Da die Geruchsabscheidung im Wesentlichen von der dritten Stufe der Biosch ttung abh ngig ist wurden im Rahmen einer Punktmessung am 07 08 2003 die Luftgeschwindigkeiten hinter der biologischen Stufe ermittelt Hierzu wurden an jeder Kunststoffkiste zehn Messpunkte gew hlt und an diesen Rasterpunkten die Luftgeschwindigkeiten mit einem Fl gelradanemometer gemessen Ingesamt wurden so 672 Messpunkte bemessen Um die Extremsituation zu betrachten wurde die L ftung auf die Maximalleistung eingestellt Abbildung 48 zeigt anhand eines Diagramms dass die Luftgeschwindigkeiten zwischen 0 und 4 m s liegen Nach oben hin findet man vereinzelt Luftgeschwindigkeiten gt 4 m s Die Luftgeschwindigkeiten nehmen jeweils zum seitlichen Rand links und rechts jeder Kunststof
31. Kiel 1995 MARTINEC M Optimierung von Biofiltern in der Landwirtschaft Forschungsbericht Agrartechnik VDI MEG 377 Dissertation Hohenheim 2001 MARTINEC M HARTUNG E JUNGBLUTH T Daten zu Geruchsemissionen aus der Tierhaltung KTBL Arbeitspapier 260 KTBL Darmstadt 1998 MATZKE U Geruchsbel stigung und ihre immissionsschutzrechtliche Beurteilung UWSF Z 5 2 112 113 ecomed Verlagsgesellschaft AG amp Co KG Landsberg 1993 M LLER F W M glichkeiten zur L rmminderung in landwirtschaftlichen Produktionsanlagen In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 571 579 M LLER H J Geruchs und Schadgasemissionsstr me aus Tierhaltungen Landtechnik 6 S 360 361 1994 M LLER H J Vergleichende Untersuchung zu den Geruchs und Ammoniakemissionen verschiedener Stallsystem In Immissionsschutz in der Landwirtschaft KTBL Arbeitspapier 207 KTBL Darmstadt S 67 76 1994 NICOLAI R E UND JANNI K A Biofilteration Technology for odour reduction from swine buildings International Conference on Odour Water Quality Nutrient Management and Socio economics Issues Des Moines lowa July 19 22 1998 S 327 332 146 8 Literaturverzeichnis Oec 91 Old 87 Old 89 Pae 95 Rat 89 R p 80 Sch 75 Sch 71 Sei 81 She 00 Sie 03 OECHSLER H Verfahrenstechnische Untersuchungen zur Entseuchung von Fl ssigmist durch aerob thermophile Stabilisierung M
32. Staub Geruch und Ammoniak konzipiert Dabei wird das Rohgas ber den zentralen Abluftschacht in die Abluftreinigungsanlage gedr ckt Das Rohgas wird durch drei Reinigungsstufen gef hrt 62 4 Material und Methoden Ge ggg ieselung senstrang jn s ayas bojo g jn s y s w y y ans y s jeyis yd Nr Kr eiselpumpe Abbildung 19 Schematische Darstellung eines 3 stufigen Abluftreinigungssystems Zur Staubabscheidung dient die erste Stufe die aus einer so genannten Padwand besteht Hierbei handelt es sich um eine aus Karton bestehende luftdurchl ssige Wand die von oben mit Wasser berieselt wird Dar ber hinaus verspr ht eine D sengruppe einen feinen Wassernebel der das Rohgas befeuchtet und die Filterwand reinigt Die D sengruppe arbeitet im Intervallbetrieb Der Wassernebel wird alle 5 Minuten f r eine Minute angeschaltet Die zweite Stufe entspricht im Aufbau und der Dimensionierung der ersten Filterwand Jedoch wird hier auf den D senstrang verzichtet Die Funktion der zweiten Stufe ist die Reduzierung des Ammoniakgehaltes im Rohgas Dieses erfolgt durch den Einsatz von S ure der pH Wert gesteuert ist Dabei wird der pH Wert kontinuierlich gemessen und je nach Bedarf Schwefels ure dosiert Der Bedarf richtet sich nach dem eingestellten Sollwert des pH Wertes im zweiten Waschwasserbecken hinter der chemischen Stufe Wie in der Abbildung 19 zu sehen ist folgt nach der chemi
33. Wert dem des Ist Wert entspricht Ein t glicher Kontrollgang beinhaltet die Funktions berpr fung der Pumpen eine Sichtkontrolle der Filterstufen ob diese ausreichend befeuchtet sind die Bed sung der ersten Padwand und die Wasserst nde in den Wasserspeicherbecken Das pH Meter das f r die Kontrolle des pH Werts und der Dosierung der Schwefels ure eingesetzt wird muss in regelm igen Abst nden kalibriert werden Hierzu sollte mindestens alle vier Wochen die pH Wert Elektrode mit den geeigneten Pufferl sungen berpr ft und justiert werden Um eine einwandfreie Funktionsweise der biologischen Stufe zu gew hrleisten ist der Feuchtigkeitsgehalt zu berpr fen Ein Austrocknen dieser Stufe muss vermieden werden 122 5 Ergebnisse Die Reinigung der Abluftreinigungsanlage sollten nach jedem Produktionsdurchgang sp testens jedoch alle drei Monate durchgef hrt werden Jedes Reinigungsintervall muss die Reinigung der Padw nde und der D sen beinhalten Die Padw nde werden mit einem Hochdruckreiniger ges ubert So wird der auf den Padw nden festsitzende Staub entfernt und Verstopfungen vermieden Dadurch dass die D sen mit Zirkulationswasser betrieben werden k nnen Schwebstoffe aus dem Wasserbecken die D sen verstopfen Eine regelm ige Reinigung ist f r den einwandfreien Einsatz der D sen erforderlich Zur Reinigung der Anlage geh rt auch der Austausch des Waschwassers Dieses wird in einem Intervall von drei Mon
34. ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Helft 3 S 666 674 BIG DUTCHMAN INTERNATIONAL GmbH Vechta Calveslage nach Herstellerangaben 2004 BLENDL H M HILLINGER H G Minderung von Geruchsbildung in der Tierhaltung Haltungstechnische Ma nahmen zur Minderung der Emissionen In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 529 542 BOECKER P Habilitationsschrift Die Objektivierung des Geruchseindrucks Publikation der Arbeitsgruppe Sensorik am Institut f r Landtechnik Universit t Bonn 2003 BOECKH J GERUCH IN GRAUER O KRAMER K JUNG R Hrsg Physiologie des Menschen Il Somatische Sensibilit t Geruch und Geschmack 169 204 Urban amp Schwarzenberg M nchen 1972 BOTH R ESSERS K H GLIWA H K LSCHE S Untersuchungen zur Geruchsausbreitung und Geruchsbel stigung an einem gro en Schweinemastbetrieb Landesumweltamt Nordrhein Westfalen Jahresbericht 1995 B SCHER W UND FROSCH W Erfahrungen mit Messventilatoren zur Volumenstromermittlung Landtechnik 56 H 2 S96 97 2001 142 8 Literaturverzeichnis B s 96 DIN 1946 DIN EN 13725 DIN EN 481 DIN EN ISO 5167 Eme 75 FEL 98 Fre 94 GIRL 99 Gro 93 Hah 77 B SCHER W Ammoniakfreisetzung aus zwangsbel fteten Stallanlagen mit Fl ssigmist Ans tze zu deren Reduzierung Agrartechnische Berichte Habilitationsschrift Hohenheim 1996 DIN 1946 Teil 1 Raumlufttechnik Terminologie und
35. das Waschmedium i d R Wasser in einem Reaktionsraum vernebeln Das Rohgas wird durch diesen Reaktionsraum gef hrt Die Reinigung des Gases erfolgt beim Kontakt mit dem Waschmedium 3 Kenntnisstand 55 Luftw scher verzichten auf den Einsatz von F llk rpern Dieses hat den Vorteil das der Druckwiderstand wesentlich geringer ist als bei anderen Systemen Um jedoch den Wasserverbrauch durch austretende Aerosole zu senken wird bei W schern in der Regel ein Tr pfchenabscheider eingebaut 3 5 1 3 Biofilter Zurzeit bieten drei Hersteller Fl chenbiofilter nach VDI 3477 an Die drei verschiedenen Systeme unterscheiden sich im Wesentlichen durch das eingesetzte Sch ttgut und in der technischen Umsetzung der Bauweise Als organisches Substrat wird in zwei Systemen eine Wurzelholzsch ttung eingesetzt Das dritte System arbeitet mit einer Strohsch ttung die mit Hackschnitzeln abgedeckt ist Im Aufbau verwendet ein Hersteller eine strikte Modulbauweise durch die der Biofilter aus Bausteinen zusammengesetzt ist Die anderen Systeme lassen sich sowohl modular als auch massiv aufbauen 3 5 1 4 Mehrstufige Systeme Zum Zeitpunkt der Umfrage konnten zwei Hersteller von Abluftreinigungsanlagen mehrstufige Systeme anbieten Die Systeme sind sowohl in zwei als auch dreistufiger Ausf hrung erh ltlich Die zweistufigen Systeme bestanden aus einer physikalischen und einer chemischen Abscheidestufe Als Material wurde von einem Hersteller ei
36. der Vorgang des Riechens erfolgt durch den Kontakt von Geruchsmolek len mit den Chemorezeptoren der Nasenschleimhaut Diese gelangen durch den Atemstrom in das Geruchsorgan beim Menschen in die Nase Der Geruchsnerv Nervus olfactorius leitet die Reizinformationen von der Nasenschleimhaut weiter an das Gehirn Dort wird die Vorstellung einer Geruchsempfindung geweckt Das Riechen geschieht unwillk rlich Reiz Wahrnehmung Interpretation Empfindung Gehirn Geruchsstoff ei Riechschleimhaut gt limbisches System Geruchseindruck Abbildung 6 Schematischer Ablauf der Geruchswahrnehmung nach FRE 94 Abbildung 6 zeigt den Ablauf der Geruchswahrnehmung Der Geruchsstoff l st bei der Aufnahme einen Reiz aus der ber die Riechschleimhaut aufgenommen wird Die Interpretation des wahrgenommenen Geruchsstoffes erfolgt im Gehirn ber das limbische System Als Ergebnis der Interpretation wird ein Geruchseindruck als Empfindung wahrgenommen Geruchsemissionen aus der Landwirtschaft hier im speziellen auf die Mastschweinehaltung beschr nkt wurden und werden immer wieder untersucht In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse einiger Untersuchungen aufgelistet Hierbei ist eine Unterscheidung in verschiedene Haltungsformen getroffen Die Tierzahl und das Tiergewicht sind in GV umgerechnet worden um die in verschiedenen St llen erhobenen Daten vergleichen zu k nnen Daraus ergibt sich der Geruchsemissionsfaktor GE s GV Die T
37. der im Reingas enthaltenen Feuchtigkeit an den W nden und am Auslassgitter niederschl gt und die Abluftreinigungsanlage nicht verl sst Wie in der folgenden Abbildung zu sehen ist wurde der Messpunkt aufgrund der Neigungswinkel der Auslassgitterbleche gew hlt Au enwand Ventilatoren Auslassgitter 539222222222202222222222222222222222 i Messstelle Reingasstrom Messstelle S A Zentraler Abluftschacht Abluftkanal Reingasseitig Rohgasseitig Abbildung 23 Positionierung der Staubmessstellen im Roh und Reingas Seitenansicht Die Wahl des Messpunktes wurde wiederholt durch den Einsatz von Nebel verifiziert Die Probennahme konnte bedingt durch das Messverfahren nicht an Tagen mit Niederschlag und starkem Seitenwind durchgef hrt werden Alle in Punkt 5 1 aufgef hrten Messwerte wurden unter geeigneten Witterungsverh ltnissen ermittelt Die folgende Abbildung verdeutlicht die Ausstr mrichtung der Reinluft und die Lage der Messstelle Aus der Darstellung wird deutlich dass der Bereich der Messstelle im Zentrum des austretenden Luftstroms positioniert ist Die Gitterlammellen lenken die Luft in einem Winkel von 48 ab so das eine Impaktionszone am Boden in der Entfernung von 1 1 und 3 3 Metern entsteht Bereich zwischen den beiden gestrichelten Linien Der Pfeil veranschaulicht den Weg der Reinluft nach dem Verlassen der Abluftreinigungsanlage 4 Material und Methoden 69 Au enwand Regenschutzgitter
38. determine the efficiency of a multi stage exhaust air cleaning system and to evaluate the system s efficiency from the point of view of process engineering The measurements were carried out to determine the system s capacity to reduce the content of ammonia dust and odour in the exhaust air from fattening pig houses The exhaust air cleaning system under study consists of three consecutive cleaning stages The first stage which operates on the basis of physical principles uses water for the primary purpose of washing dust from the air In the second chemical stage sulphuric acid is used to remove ammonia The third stage reduces odours by means of a bio fill of shredded root wood Measurements were taken under winter and summer conditions respectively in accordance with the Guidelines of the Cloppenburg district for determining the suitability of exhaust air cleaning systems in livestock management for use in building permit procedures and in monitoring To determine the efficiency of the system under study measurements were taken in the raw and in the clean gas The measurements show that the exhaust air cleaning system fulfils its requirements and that it removes a large proportion of the emission factors ammonia dust and odour from the air Moreover the study showed that exhaust air cleaning generally involves large costs Both the certification and the operation of exhaust air cleaning systems are very cost intensive
39. dritte biologische Reinigungsstufe eingebaut 90 5 Ergebnisse 5 1 1 Reinigungsleistungen und deren Abh ngigkeiten Die Reinigungsleistung ist von mehreren Faktoren abh ngig In den folgenden Punkten wird untersucht welche Faktoren einen Einfluss auf die Reinigungsleistungen der Emissionsfaktoren Ammoniak Geruch und Staub haben Da die Abluftreinigungsanlage mit einem fest eingestellten pH Wert arbeitet ist dieser ber den Zeitverlauf als Einflussfaktor zu vernachl ssigen In den nachfolgenden Untersuchungen werden die folgenden Einflussgr en betrachtet e Lufttemperatur im Rohgas e Tierzahl und Lebendmasse e Luftvolumenstrom e relative Luftfeuchte im Rohgas 5 1 1 1 Ammoniakabscheidung Die Ammoniakabscheidung ist von mehreren Faktoren abh ngig Den gr ten Einfluss haben hierbei das Wasserwechselintervall der pH Wert des Wassers also die eingesetzte S uremenge und die Temperatur Allgemein kann man sagen dass der Abscheidungsgrad steigt wenn das Wasser h ufig gewechselt wird der S uregehalt hoch ist entsprechend der pH Wert niedrig und die Temperatur des Waschmediums bei gt 20 C liegt Im folgenden Diagramm der Abbildung 31 sind die Einflussfaktoren auf die Ammoniakkonzentrationen dargestellt Mit zunehmender Lebendmasse der Tiere steigt die Temperatur im Rohgas sowie die Menge der ausgeschiedenen Exkremente Die Exkremente beeinflussen die Ammoniakkonzentration des Rohgases Die Temper
40. graphische Symbole VDI L ftungsregeln 1988 10 DIN EN 13725 07 03 Europ ische Norm 13725 2003 Luftbeschaffenheit Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration mit dynamischer Olfaktometrie Deutsche Fassung EN 13725 2003 Deutsches Institut f r Normung e V Berlin Ref Nr DIN EN 3725 2003 07 Arbeitsplatzatmosph re Festlegung der Teilchengr enverteilung zur Messung luftgetragener Partikel 09 93 Beuth Berlin 1993 DIN EN ISO 5167 Durchflu messungen von Fluiden mit Drosselger ten in voll durchstr mten Leitungen mit Kreisquerschnitt 1995 11 EMERSON K ROSSO R C LUND R E THURTSON R V Aqueous ammonia equilibrium calculations Effect of pH and temperature J Fish Res Board Can 32 1975 S 2379 2383 FELDHAUS G Stand der Technik nach dem BImSchG In Tagungsband F rderkreis Stallklima ALB Niedersachsen 1998 FRECHEN F Ger che Einzelstoffe in ATV Dokumentation und Schriftreine aus Wissenschaft und Praxis Band 33 29 40 1994 GIRL Geruchsimmissions Richtlinie MURL Erl n V Stand 13 05 1998 07 05 1999 GRONAUER A Einflussfaktoren auf die Ammoniakfreisetzung aus Fl ssigmist als Grundlage verfahrenstechnischer Verbesserungen Dissertation Technische Universit t M nchen Gelbes Heft Nr 47 des Bayrischen Staatsministerium f r Ern hrung Landwirtschaft und Forsten M nchen 1993 HAHN J JUNGE C Atmospheric nitrous oxide A critical Revue Zeitschrift f r Naturforschung Teil A H 32a 197
41. kg Mastschweine bis 120 kg Gefl gel Legehennen Junghennen bis 18 Woche Masth hnchen bis 35 Tage Masth hnchen bis 49 Tage Pekingentenaufzucht bis 3 Woche Pekingentenmast bis 3 Woche Flugentenaufzucht bis 3 Woche Flugentenmast bis 10 Woche Truth hneraufzucht bis 6 Woche Truth hnermast Hennen bis 16 Woche Truth hnermast H hne bis 21 Woche 1 Gro vieheinheit GV 500 kg Tierlebendmasse Die in der Tabelle 9 genannten Faktoren zur Umrechung der Tierplatzzahlen in Tierlebendmasse dienen zur Bestimmung des Mindestabstandes im jeweiligen Produktionsverfahren Weicht ein Produktionsverfahren von den Genannten stark ab kann im Einzelfall die mittlere Einzeltiermasse in GV Tier festgelegt werden 48 3 Kenntnisstand Beispiel Ein landwirtschaftlicher Betrieb hat sowohl einen Mastschweine als auch einen Sauenstall Beide St lle stehen unmittelbar nebeneinander Insgesamt hat der Betrieb 500 Schweinemastpl tze und 100 Sauenpl tze 500 Mastschweinne 0 13 65 GV 100 Sauen 0 40 40 GV Somit ergibt sich ein Gesamtbesatz von 105 GV Aus dem Gesamtbesatz l sst sich anhand des Diagramms in Abbildung 12 ein Mindestabstand von ca 250 m ermitteln 3 4 3 GIRL Die Geruchsimmissions Richtlinie GIRL wurde 1998 zur Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen erlassen und 1999 durch Auslegungshinweise erg n
42. mittlere Abscheidung bei 89 1 Tabelle 15 Staubabscheidung w hrend der Vorversuche inhalierbar Rohgas Reingas Wirkungsgrad Datum ug m ug m 01 10 2002 780 0 36 0 95 38 09 10 2002 854 4 59 7 93 01 16 10 2002 1375 8 75 9 94 48 23 10 2002 598 5 71 1 88 12 5 Ergebnisse 89 PMio Rohgas Reingas Wirkungsgrad Datum ug m ug m 01 10 2002 363 3 31 5 91 33 09 10 2002 348 9 48 6 86 07 16 10 2002 417 3 51 0 87 78 23 10 2002 343 8 63 0 81 68 Gravimetriefaktor von 0 3 vgl 5 1 1 2 W hrend des Vorversuchszeitraums war die Abluftreinigungsanlage lediglich mit zwei Reinigungsstufen ausger stet Die in der folgenden Tabelle aufgef hrten Geruchskonzentrationen im Roh und Reingas haben gezeigt dass die Geruchsreduktion ohne eine biologische Stufe nur bis ca 43 m glich war Auff llig ist dass die Reingaskonzentrationen sehr hoch liegen Die hedonische Bewertung der Geruchsproben im Reingas ergab dass typische Schweinegeruch eindeutig wahrnehmbar war Tabelle 16 Geruchsstoffkonzentration w hrend des Vorversuchs Geruchskonzentration Geruchskonzentration Datum Wirkungsgrad im Rohgas GE m im Reingas GE m 19 09 2002 2366 1433 39 9 25 09 2002 1700 1450 14 7 09 10 2002 2650 1750 33 9 16 10 2002 3750 2700 28 0 23 10 2002 3500 2000 42 8 Um die Geruchsabscheidung entscheidend zu verbessern wurde anschlie end eine
43. nach Beverborg ES REN E ER RETTEN IDEE NIE I REES TEL ET 137 18 1 Einleitung und Problemstellung 1 Einleitung und Problemstellung Eine mit Stoffwechselprodukten angereicherte Luft die mit einer raumlufttechnischen Anlage aus einem Geb ude gef hrt wird wird nach VDI 1946 als Abluft bezeichnet Dies gilt auch f r Stallanlagen wobei dort die Abluft zus tzlich stark mit Geruchskomponenten belastet ist Erst seit wenigen Jahren richtet sich die Aufmerksamkeit dar ber hinaus auch auf Ammoniak Staub und klimarelevante Gase In immer mehr F llen verringert sich der Abstand zwischen landwirtschaftlich genutzten Fl chen mit Tierhaltung und so auch Stallungen zu Wohngebieten So kann es schwierig werden einen Stallneubau oder eine Stallerweiterung durchzuf hren Immer fter kommt es dabei zu Konflikten zwischen dem Landwirt und dritten Personen Dabei geht es nicht ausschlie lich um die N he zu bebauten als Wohnraum genutzten Gebieten sondern auch um sch tzenswerte Biotope W lder und Naherholungsgebiete Um solche Konflikte zu vermeiden hat sich in den letzten Jahren die Politik dieser Thematik angenommen und versucht eine Richtlinie zu erarbeiten die sich im Besonderen den Abst nden zwischen Emitenten und Immitenten sowie der Massen von emittierbaren Stoffen widmet Regelungen werden durch das Bundes Immissionsschutz Gesetz die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft und die Geruchsimmissions Richtlinie geregelt
44. sehr genaue Beurteilung anhand der oben genannten Kriterien stattfinden muss Es muss sehr genau unterschieden werden zwischen dem technischen Standard den eine Anlage erf llt und dem Sachverhalt dass eine Anlage dem zeitlichen Stand der Technik entspricht Letzteres suggeriert dass durch die technische Entwicklung eine Abluftreinigungsanlage zu einem zeitgem em tierhaltenden Betrieb geh rt Ein wesentlicher Punkt ist hier die Verh ltnism igkeit die standortspezifisch gepr ft werden sollte 3 5 1 bersicht der am Markt befindlichen Anlagen Im Rahmen der Mitarbeit an einem KTBL KU Projekt zur Erhebung von Kalkulationsunterlagen zum Thema Abluftreinigungsanlagen wurde versucht alle Hersteller von Abluftreinigungsanlagen die in der Landwirtschaft eingesetzt werden zu befragen Die Befragung diente zur Erhebung von Planungsgrundlagen die f r eine Kalkulation notwendig sind Das Ziel dieser Datenerhebung ist die Schaffung einer Datengrundlage mit deren Hilfe verschiedene Abluftreinigungssysteme geplant und 54 3 Kenntnisstand kalkuliert werden k nnen Dieses Werkzeug soll Landwirten Beratern und anderen Nutzergruppen als Informationsquelle zur Verf gung stehen Die Datengrundlage sind dabei real existierende Systeme die in Form einer Datenbank als Datens tze aufgenommen werden Der Endnutzer erh lt dabei aber nur einen eingeschr nkten Zugriff auf ausgew hlte Beispielanlagen die in ihrer Auslegungsgr e variier
45. umfassen die Messungen zwei Durchg nge im Sommer und zwei im Winter Die hier zu Grunde liegenden Messungen f r Mastschweine umfassten zwei Monate im Winter und zwei Monate im Sommer unter Einbeziehung der Endmastphase W hrend die untersuchte Anlage sowohl auf Ammoniak Geruch und Staubabscheidung untersucht wurde w rde bei einem Biofilter auf die Ammoniakabscheidung verzichtet werden da dieser grunds tzlich f r diese Emissionskomponente nicht geeignet ist Hah 02 S 4 6 Diskussion 127 6 Diskussion In der nun folgenden Diskussion werden anhand der vorhergehenden Kapitel die folgenden Punkte betrachtet e Eignung der Messmethoden e Bewertung der untersuchten Abluftreinigungsanlage anhand der Messergebnisse e Vergleich anderer Abluftreinigungssysteme e das Zertifizierungsverfahren e Einsatz von Abluftreinigungssystemen in der Landwirtschaft 6 1 Eignung der Messmethoden Die in Kapitel 4 beschriebenen Messmethoden wurden anhand der Vorgaben des Leitfadens des Landkreises Cloppenburg zur Feststellung der Eignung von Abluftreinigungsanlagen in der Tierhaltung zur Anwendung in der Genehmigungspraxis und bei der berwachung Hah 02 gew hlt Da es sich bei den beiden Messzeitr umen jeweils um Langzeitmessungen handelte stellten diese sehr hohe Anforderungen an die Messger te und den Messaufbau Gerade die Ammoniakmessung mit dem eingesetzten Multigasmonitor der Firma Br el amp Kj r erwies sich zu Begin
46. worden Die Tiere waren beim Einstallen ca 28 kg schwer 88 5 Ergebnisse Rohgas AT seh Zw ischengas 100 Reingas 70 Wirkungsgrad h 90 100 Per Gleitender Durchschnitt Wirkungsgrad ei 80 E Ra i 1 70 E l L d 60 S S 5 D N d 5 5 E 2 3 A 40 S Z H H gt i dy 30 lt I EE N et et E 20 ap Fr x don W 10 0 16 10 26 10 05 11 15 11 25 11 05 12 15 12 25 12 04 01 Datum Abbildung 30 Verlauf der Ammoniakkonzentration und des Wirkungsgrades w hrend des Vorversuchs Betrachtet man den Verlauf des Wirkungsgrades so ist zu sehen wie ohne S ureeinsatz unter Winterbedingungen eine Abscheideleistung von ber 70 erzielt wurde Fraglich ist jedoch wie lange diese Leistung aufrechterhalten werden kann da sich eine S ttigung des Waschwassers mit Ammoniak einstellen wird Um den Kurvenverlauf besser zu erkennen ist das Diagramm in Anhang 4 in einer gr eren Darstellung zu finden Wie in Tabelle 15 zu sehen ist konnte bereits im Vorversuchszeitraum eine Staubabscheidung der inhalierbaren Partikel von 93 2 im Mittel erreicht werden Bei den Partikeln der Gr enklasse PMu lag die
47. zu verringern 11 Notwendigkeit Unf llen vorzubeugen und deren Folgen f r die Menschen und Umwelt zu verringern 12 Informationen die von der Kommission der Europ ischen Gemeinschaft gem Artikel 16 Abs 2 der Richtlinie 96 62 EG des Rates vom 24 September 1996 ber die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung ABl EG NR L 257 S 26 oder von internationalen Organisationen ver ffentlicht werden Das Problem des Gesetzgebers eine bestimmte Anforderung an eine Technik als Stand der Technik vorzuschreiben ist die Gefahr f r neuere bessere Techniken nicht offen zu sein so FEL 98 ber die Kriterien im Anhang des BImSchG hinaus definiert Feldhaus den Begriff Stand der Technik ber 10 wesentliche Kriterien die sog Feldhauskriterien 3 Kenntnisstand 53 1 Wirksamkeit der Emissionsminderung 2 Lebensdauer 3 Verf gbarkeit 4 Betriebssicherheit 5 An und Abfahrvorg nge 6 Wartungsaufwand 7 Medien bergreifende Emissionsverlagerung 8 Verursachung anderer Emissionen oder Gefahren 9 Energieaufwand 10 Investitions und Betriebskosten d rfen jedenfalls nicht so hoch sein dass man nicht mehr von einer vern nftigen technischen L sung sprechen kann Die genannten Kriterien haben oft gegenl ufige Tendenzen Sie m ssen im konkreten Fall gegeneinander abgewogen werden FEL 98 F r den Einsatz von Abluftreinigungsanlagen in der Landwirtschaft bedeutet das dass eine
48. 0 10 V umgeformt Die Fehlergrenze Nullpunktabweichung liegt bei ca 0 75 Der Temperaturdrift um den Nullpunkt wird vom Hersteller mit 0 3 10 K angegeben Innerhalb der Messspanne betr gt dieser 0 2 10 K 4 3 7 Temperatur und Feuchtigkeitsbestimmung Die Lufttemperaturen wurden wie in Abbildung 22 zu sehen ist jeweils vor und nach der Abluftreinigungsanlage gemessen Die erste Temperaturmessung erfolgte rohgasseitig im zentralen Abluftschacht Reingasseitig wurde innerhalb des Geb udes der Abluftreinigungsanlage zwischen der dritten Stufe und den Auslass ffnungen gemessen Das Ger t misst die Temperatur mit einem NTC10K Sensorelement und die Feuchtigkeit der Luft mit einem kapazitiven Sensor Der Temperaturmessbereich liegt bei 0 50 C mit einer Messgenauigkeit von 0 5 K bei 20 C Die relative Feuchte kann in einem Bereich von 10 bis 99 9 r F gemessen werden Die Messgenauigkeit betr gt 5 r F Der Sensor erreicht eine Langzeitstabilit t von 1 r F Jahr 4 3 8 Au entemperatur und Feuchtebestimmung F r die Ermittlung der Au enbedingungen z B Temperatur und Luftfeuchte wurde die Wetterstation in Holdorf genutzt Die Wetterstation Holdorf erschien durch die r umliche N he als Messstelle nach R cksprache mit dem regionalen Wetterdienst geeignet 82 4 Material und Methoden Die in Tabelle 13 aufgef hrten Wetterdaten wurden mit einer Funk Wetterstation WMR 900 H der Firma Huger El
49. 0 0 3508200 Be asbes Ehez aswa 282003 01 09 2003 01 09 2003 01 09 2003 01 09 2008 01 09 2003 02 09 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 30 30000 S 25 25000 a BS T os 20000 S SS E 5 a E E ZS e 15000 ss P ZS e A a e S EES EK 10000 S s Temperatur Rohgas gt S 5 Ammoniak Rohgas 5000 lt Volumenstrom 0 r r r r 0 20 09 2003 20 09 2008 20 09 2008 20 09 2003 20 09 2008 21 09 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 Abbildung 35 Tagesverl ufe der Ammoniakkonzentration der Temperatur und des Volumenstroms w hrend des Sommers Volumenstrom in m h Volumenstrom in m h 96 5 Ergebnisse 120 700 100 600 500 e 80 9 gt y 0 8581x 26 028 d 400 E O gt ep 2 D 300 N D Fr 40 200 A Tiergewicht 20 s Tierzahl 100 Linear Tiergewicht 0 T T T T T T T T T 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Masttag Abbildung 36 Tiergewichtszunahme im Winterzeitraum Die Abbildung 36 zeigt die Gewichtszunahme der Tiere und die Stallbelegung w hrend des betrachteten Zeitraums In der Abbildung ist zu sehen dass die Tiergewichtszunahme nahezu linear verl uft Die Tieranzahl variierte w hrend des betrachteten Zeitraums nicht Die Tageszunahme betr gt ca 0 85 kg d Das Endgewicht beim Ausstallen der Tiere betrug ca 104 kg Abbildung 37 zeigt die Konze
50. 0 450 0 23 4 Mittelwerte 1330 9 686 4 45 6 Standardabw 884 3 412 8 15 8 110 5 Ergebnisse Im Mittel ergab sich im Sommer eine Geruchsstoffabscheidung von 45 6 mit einer Standardabweichung von 15 8 Das hei t dass durch die zus tzliche dritte Stufe der Wirkungsgrad der Geruchsabscheidung um ca 30 0 Punkte anstieg In der Tabelle 23 ist die hedonische Bewertung im Mittel der Reingasproben durch die Probanden aufgef hrt Die Hedonik wurde auf Grundlage der VDI Richtlinie 3882 durchgef hrt Dabei wurden die Probanden zur Beschreibung und Kategorisierung des Geruchs aufgefordert Bei der Kategorie handelt es sich um die in VDI 3882 Blatt 2 beschriebene Einstufung in einer Skala von 4 bis 4 siehe Abbildung 47 4 3 D u erst unangenehm Weder angenehm noch unangenehm 2 Abbildung 47 Kategorienskala der hedonischen Bewertung Tabelle 23 Hedonische Wertung der Reingasproben 4 u erst angenehm Datum Proband 1 Proband 2 Proband 3 Proband 4 riecht riecht riecht riecht Kategorie nach Kategorie nach Kategorie nach Kategorie nach 16 01 2003 0 Schwefel 1 Kompost 0 Schwefel 2 Holz 22 01 2003 1 Holz 1 Holz 1 Holz 2 Holz 06 02 2003 0 Holz 2 Holz 1 Humus 2 Holz 14 02 2003 0 Humus 1 Holz 0 Holz 1 Holz 20 02 2003 1 Holz 2 Holz 1 Holz 1 Holz 27 02 2003 1 Holz 3 Humus 2 Humus 2 Humus 12 03 2003 2 Holz 2
51. 03 00 00 17 08 2003 00 00 Datum 27 08 2003 00 00 06 09 2003 00 00 16 09 2003 00 00 Abbildung 33 Ammoniakkonzentrationen im Roh und Reingas sowie der Wirkungsgrad der Abluftreinigungsanlage w hrend der Soemmermessungen Abbildung 33 zeigt den Konzentrationsverlauf des Ammoniaks im Roh und Reingas w hrend der Sommermessungen Im Vergleich zu den Wintermessungen ist zu sehen dass sowohl die Roh als auch Reingaskonzentrationen geringer sind Der Wirkungsgrad verl uft in beiden Messzeitr umen auf einem hnlichen Niveau In der folgenden Tabelle 17 sind die Mittelwerte der Ammoniakkonzentrationen und des Wirkungsgrades f r die beiden Messzeitr ume aufgef hrt Diese verdeutlichen die og Aussage Tabelle 17 bersicht der Abscheidegrade der Abluftreinigungsanlage im Mittel Messperiode Rohgaskonzentration Reingaskonzentration Wirkungsgrad ppm ppm Ka Wintermessungen 24 1 7 2 70 1 Sommermessungen 13 7 3 7 72 9 94 5 Ergebnisse Temperatur in C Temperatur in C Temperatur in C Ammoniakkonzenrtaion 35 25000 S30 a 20000 Bas Ei 1 EA 15000 S N w g5 H z ow ve 3 10 E S Temperatur Rohgas 5000 E 5 4 Ammoniak Rohgas Volumenstrom 0 T T r r 0 10 01 2003 10 01 2003 10 01 2003 10 01 20
52. 03 06 2003 eo 5 10 06 2003 on 17 06 2003 eo 4 24 06 2003 on 5s 01 07 2003 on 5 co e 08 07 2003 84 4 Material und Methoden 15 07 2003 600 68 23 07 2003 2 on Ta 30 07 2003 on amp 06 08 2003 on e 13 08 2003 on 20 08 2003 on 25002008 cn 700 01002008 on 705 mae cn mo eene en me 210 4 4 Methodische Vorgehensweise Die methodische Vorgehensweise wurde entsprechend den Vorgaben des Leitfadens des Landkreises Cloppenburg zur Feststellung der Eignung von Abluftreinigungsanlagen in der Tierhaltung zur Anwendung in der Genehmigungspraxis und bei der berwachung durchgef hrt Der Leitfaden gibt ein Programm f r die Durchf hrung der Messungen vor Die Durchf hrung des Messprogramms kann durch eine Messstelle nach 26 BImSchG oder eine Hochschule nach den Vorgaben des L nderausschuss Immissionsschutz LAI erfolgen Die Messkomponenten und h ufigkeiten sind in Allgemeine Parameter und Emissionskenngr en aufgeteilt Dar ber hinaus gibt es noch spezifische Parameter f r Abluftw scher und filter Der Leitfaden schreibt folgende w chentliche Einzelmessungen vor e Au entemperatur und Feuchte e Temperatur und Feuchte im Roh und Reingas e Differenzdruck vor und nach der Anlage e Volumenstrombestimmung 4 Material und Methoden 85 Die Bestimmung der Emissionskenngr en erfolgt n
53. 03 10 01 2003 11 01 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 35 25000 830 WW S N _ 20000 1 S 25 Le ees fe S 3 S 20 15000 v N 5 15 EI 10000 KE Sun Temperatur Rohgas 5000 lt 5 4 Ammoniak Rohgas Volumenstrom 0 r T r r 0 08 02 2003 08 02 2003 08 02 2003 08 02 2003 08 02 2003 09 02 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 35 7 X 25000 r Ke 30 ze Fr se 20000 25 15000 20 E a S 13 10000 10 Temperatur Rohgas 5000 5 H Ammoniak Rohgas Volumenstrom 0 T T r r 0 05 03 2003 05 03 2003 05 03 2003 05 03 2003 05 03 2003 06 03 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 Volumenstrom in m h Volumenstrom in m h Volumenstrom in m h Temperatur in C Temperatur in C Temperatur in C Ammoniakkonzenrtaior 35 25000 S 30 D a FIN 20000 S Ca s w ie e a3 Fee x EI S 20 15000 v N S 15 10000 S mm E Temperatur Rohgas 1 5000 lt 5 H Ammoniak Rohgas Volumenstrom 0 T r r T 0 20 01 2003 20 01 2003 20 01 2003 20 01 2003 20 01 2003 21 01 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 35 25000 S 530 a Ce 20000 S a EES A Laag re ve ee Za Z 15000 2 15 10000 A 9 510 E Temperatur Rohgas 5000 5 H Ammoniak Rohgas Volumenstrom 0 T T r r 0 22 02 2003
54. 18 02 03 28 02 03 10 03 03 20 03 03 Zeit d Abbildung 49 Verlauf des Wasserverbrauchs w hrend der Wintermessungen W hrend des Winters verl uft der Wasserverbrauch aufgrund der gleichm ig niedrigen Temperaturen und der daraus folgenden geringen Volumenstr me nahezu linear Die starken Schwankungen des Wasserverbrauch w hrend der Sommermessungen sind zum Teil auf die hohen Temperaturen Anfang August zur ckzuf hren Im Nachhinein konnte nicht gekl rt werden worauf die Schwankungen in der zweiten H lfte des Sommermesszeitraums zur ckzuf hren waren 5 Ergebnisse 115 Verbrauch m3 d 28 07 03 07 08 03 17 08 03 27 08 03 06 09 03 16 09 03 Zeit Abbildung 50 Verlauf des Wasserverbrauchs w hrend der Soemmermessungen Das Frischwasser f r die Abluftreinigungsanlage wurde aus einem eigenen Brunnen gef rdert und anschlie end dem landwirtschaftlichen Prozess als D nger zugef hrt Dieses bedeutet das keine Wasserkosten f r den Betreiber angefallen sind da er weder Wasser zukauft noch die Abwassergeb hr entrichten muss Lediglich die Kosten f r die Wasserf rderung in Form des Energieverbrauchs der eingesetzten Pumpe k nnen als Kosten angesetzt werden Die Pumpe arbeitet mit 0 75 KW und hat eine F rderleistung von 4 m h Bei einem Strompreis von 0 14 ergeben sich Energiekosten von 0 02625 m f r das bereitgestellte Wasser Bei der Annahme dass ber das gesamte Jahr ca 0 98 m
55. 22 02 2003 22 02 2003 22 02 2003 22 02 2003 23 02 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 35 25000 30 Se GE Ee k Lag Fe 20000 25 20 15000 amp a 15 1 10000 10 Temperatur Rohgas 5000 5 Ammoniak Rohgas Volumenstrom 0 r 0 04 48 09 36 19 03 2003 19 03 2003 19 03 2003 19 03 2003 19 03 2003 20 03 2003 00 00 14 24 19 12 Abbildung 34 Tageszeitverl ufe der Ammoniakkonzentration der Temperatur und des Volumenstroms w hrend des Winters 00 00 In Abbildung 34 sind sechs Tagesverl ufe der Ammoniakkonzentration im Rohgas der Temperatur im Rohgas sowie der Luftvolumenstrom abgebildet Die Auswahl erfolgte willk rlich und soll Aufschluss ber die tageszeitlichen nderungen geben Betrachtet man die Entwicklung des Verlaufs von Diagramm zu Diagramm so ist zu sehen dass die Ammoniakkonzentration insgesamt zunimmt Die Temperatur des Rohgasstroms ndert sich im Tagesverlauf kaum Dies wird aber auch durch die L ftungseinstellung des Klimacomputers beeinflusst In den Diagrammen ist gut zu sehen Volumenstrom in m h Volumenstrom in m h Volumenstrom in m h 5 Ergebnisse 95 dass sich der Volumenstrom w hrend des Tages ver ndert Dieser Effekt ist w hrend der Wintermonate jedoch nur recht schwach ausgepr gt da hier nur ein geringer Luftwechsel stattfindet Betrachtet man die Graphen in Abbildung 35 so sieht man dass unter Sommerbedingungen die Ammoniakkonzentra
56. 4 m Luft pro Kubikmeter Filtervolumen je Stunde Bei maximaler Luftrate betr gt die Filtervolumenbelastung ca 6960 m h m Die Str mungsgeschwindigkeit bei durchschnittlicher Luftrate betr gt ca 0 6 m s bei maximaler Luftrate 1 5 m s Die physikalische Abscheidung die in der ersten Stufe der Reinigungsanlage erfolgt wird durch eine 15 cm starke Padwand erreicht Die Padwand besteht aus einem beschichteten impr gnierten formstabilen Zellstoff Die Filterfl che der ersten Stufe betr gt 12 m 6 m breit und 2m hoch dieses entspricht einem Volumen von 1 8 m Die spezifische Oberfl che der Padwand ist vom Hersteller mit 440 m m angegeben das hei t die zur Verf gung stehende Kontaktfl che liegt bei ca 792 m Die chemische Behandlung der zweiten Filterstufe ist in ihrer Dimensionierung mit der ersten identisch Somit entsprechen die oben genannten Daten denen der zweiten Padwand F r den Einbau der Zellstoffw inde wurde ein korrosionsbest ndiges Edelstahlrahmensystem verwendet in dem die ersten beiden Padw nde gehalten werden Als dritte biologische Stufe wurde eine Wurzelholzsch ttung gew hlt Das Wurzelholz ist dabei in Kunststoffkisten gef llt die ber und nebeneinander gestapelt eine Wand bilden Die Wand besteht aus 70 Kisten die miteinander durch Kabelbinder verbunden sind Die Sto kanten der Kisten wurden mit einem s urebest ndigen geschlossenzelligen Polyethylen Schaumstoff gef llt um so ein vo
57. 5 1 2003 bis zum 20 3 2003 die Sommermessungen vom 22 5 2003 bis zum 22 9 2003 durchgef hrt Abluftkan le Zentraler Abluftschacht Rohgasmesspunkt Kontrollmesspunkt Reingasmesspunkt 1 Filterwand H 2 Filterwand DL 3 Filterwand ee oo oo 0 Abbildung 29 Entnahmestellen f r die Geruchsproben Draufsicht 4 Material und Methoden 77 4 3 3 2 Olfaktometrie 4 3 3 2 1 Olfaktometer Die zur olfaktometrischen Auswertung der Geruchsproben eingesetzten Olfaktometer variierten w hrend des Messzeitraumes Das zum Start der Messungen angeschaffte Olfaktometer Typ TO8 der Fa Ecoma Emissionstechnik und Consult Mannebeck GmbH Honigsee funktionierte aufgrund von Soft und Hardwareproblemen nicht einwandfrei Somit wurden die ersten Geruchsproben mit einem von der Firma Ecoma gestellten TO7 ausgewertet Im Verlauf der sp teren Messungen war das TO8 wieder einsatzbereit Tabelle 12 Spezifikationen der eingesetzten Olfaktometer Kommerzielles Kommerzielles Olfaktometer Olfaktometer Fabrikat Ecoma GmbH Ecoma GmbH Typ TO7 TOS Baujahr 2000 2002 Ger te Nr EO 063 EO 0817 Verd nnungsprinzip Gasstrahlpumpe Gasstrahlpumpe Integrierte Vorverd nnung Mit Gasstrahlpumpe einstellbares Vormischverh ltnis Regelmechanismus der Schwebek rper Kalibrierte Volumenstr me Durchflussmesser Messblenden Optische Kontrolle der Verd nnungseinstellung Optische Kontrolle der Nein
58. 7 S 190 214 8 Literaturverzeichnis 143 Hah 02 Han 90 Han 93 Har 95 Har 97 Hes 97 Hil 72 Hop 98 Hoy 98 ISO 17025 Kar 84 HAHNE J SCHIRZ ST SCHUMACHER W Leitfaden des Landkreises Cloppenburg zur Feststellung von Abluftreinigungsanlagen in der Tierhaltung zur Anwendung in der Genehmigungspraxis und bei der berwachung Landkreis Cloppenburg Herausgeber 2002 HANEL B Einf hrung in die konvektive W rme und Stoff bertragung Verlag Technik GmbH Berlin 1990 HANSMANN H Bundes Immissionsschutzgesetz 12 Auflage mit Erl uterungen Nomus Verl Baden Baden 1993 HARTUNG E Entwicklung einer Me methode und Grundlagenuntersuchung zur Ammoniakfreisetzung aus Fl ssigmist VDI MEG Schrift 275 Dissertation Hohenheim 1995 HARTUNG E MARTINEC M JUNGBLUTH T Reduzierung der Ammoniak und Geruchsemissionen aus Tierhaltungsanlagen der Landwirtschaft durch biologische Abluftfilter VDI MEG Schrift 320 Hohenheim 1997 HESSE D ZERBE F MANNEBECK H HOLSTE D Weiterentwicklung von Mastschweinehaltungsverfahren mit und ohne Einstreu im Hinblick auf Tier und Umweltschutz In Bau Technik und Umwelt in der Landwirtschaftlichen Nutztierhaltung Beitr ge zur 3 Internationalen Tagung 11 und 12 M rz 1997 Kiel ISSN 0948 7786 S 130 137 HILLINGER H G MATTHES S Wirkung von Staub Keim und Geruchsimmissionen auf Mensch und Tier In Berichte ber La
59. 94 kg SG gerundet inkl MwSt Abweichung vom Maskenoptimum Wenn ein erfolgreicher M ster einen Unternehmensgewinn von 5 erzieht kann er bei 2 6 Umtrieben einen Gewinn von 13 pro Mastplatz realisieren Bei kalkulierten Kosten f r die Abluftreinigungsanlage von ca 12 pro Mastplatz bleibt ein Gewinn von 1 pro Mastplatz und Jahr F r einen weniger erfolgreichen M ster verdoppelt sich der Unternehmensverlust von 12 auf 24 Diese hohen Kosten und die damit verbundene Gewinnminderung werfen die Frage auf ob es sich durch die Forderungen einzelner Landkreise nach Abluftreinigungsanlagen um einen systematischen Wettbewerbsnachteil f r die dort wirtschaftenden Landwirte handelt Werden in einzelnen Regionen Abluftreinigungsanlagen gefordert und in anderen nicht so ergibt sich ein wirtschaftlicher Nachteil f r die Schweinem ster in der betreffenden Region Denn die Abluftreinigungssysteme sind f r den einzelnen Landwirt lediglich ein Kostenfaktor Der Einsatz von Abluftreinigungsanlagen wird nicht entlohnt 138 6 Diskussion Abluftreinigungssysteme die S uren zur Ammoniakabscheidung einsetzen bilden ein hohes Gefahrenpotential da der Umgang mit den hochkonzentrierten Chemikalien gef hrlich ist Hier muss seitens der Hersteller alles unternommen werden den Umgang mit den Chemikalien f r den Betreiber sicher zu machen Dieses gilt sowohl f r den in Betrieb der Abluftreinigungsanlage als auch f r die Lager
60. Abluftreinigungsanlage Die Kosten sinken sehr stark mit gr eren Tierbest nden wie die folgende Tabelle zeigt 124 5 Ergebnisse Tabelle 30 bersicht der Kosten f r Abluftreinigungsanlagen bei gr eren Tierbest nden Big 04 Mastpl tze Kosten pro Jahr Kosten pro MP Kosten pro Mastschwein 1000 MP 8800 8 80 3 52 2000 MP 13700 6 85 2 74 Die Umfragen haben ergeben dass die Investitionskosten f r eine Abluftreinigungsanlage inkl Geb ude bei ca 350 bis 380 GV liegen Hierbei handelt es sich um Kostenkalkulationen f r technisch sehr aufwendige Anlagen die mit S ureeinsatz arbeiten Die Investitionskosten f r eine chemischen W scher an einem Broilerstall f r 32000 Tiere diesen entspricht 76 8 GV betragen ca 27000 Dabei fallen 10000 auf das Geb ude der Abluftreinigungsanlage und 14000 auf die technische Ausstattung inkl Filterstufen etc F r den S ureeinsatz der chemischen W sche steigen die Kosten um 3000 an Hieraus ergeben sich Investitionskosten einer solchen Anlage von ca 351 56 GV 27000 76 8 GV In der folgenden Tabelle 31 sind die Kosten verschiedener Abluftreinigungsverfahren in Mastplatz und Jahr aufgelistet Den Werten ist zu entnehmen dass je nach System mit Kosten in H he von 8 5 bis 39 je Mastplatz zu rechnen ist Tabelle 31 Grobe bersicht zu Investitions und Betriebskosten von Abluftreinigungsve
61. Bestandsgr e kann der Mindestabstand aus dem Diagramm der entsprechenden Richtlinie entnommen werden VDI 3472 Bild 13 F r die Ermittlung der Kenngr en der Geruchsemission stehen zwei Methoden zur Verf gung Die Auswahl der Methoden erfolgt ber die zu ermittelnde Kenngr e Um die vorhandene Geruchsbelastung zu ermitteln ist vorrangig die Rasterbegehung nach VDI 3940 anzuwenden Bei der Rasterbegehung erfolgt eine olfaktometrische Ermittlung der Geruchsemissionen durch Probanden und eine Bestimmung der H ufigkeitsverteilung Die Ermittlung der zu erwartenden Zusatzbelastung erfolgt vorrangig ber eine Ausbreitungsrechnung Dabei wird eine Berechnung der Geruchsimmission GE m aus der Emission des Geruchsstoffstroms GE h und Bestimmung der H ufigkeitsverteilung unter Ber cksichtigung der Fluktuationsgr en Windrichtung und Windgeschwindigkeit durchgef hrt Die Geruchsimmissions Richtlinie beschreibt die Beurteilungskriterien sowie die Messverfahren und deren Auswertung 3 4 4 Leitfaden des Landkreises Cloppenburg Der Landkreis Cloppenburg setzte sich als erster Landkreis mit den Problemen der Abluftreinigung auf regionaler Ebene auseinander Dabei entstand bis zum Juni 2002 der Leitfaden des Landkreises Cloppenburg zur Feststellung der Eignung von Abluftreinigungsanlagen in der Tierhaltung zur Anwendung in der Genehmigungspraxis und bei der berwachung Die Veranlassung zu diesem Schritt bestand in der Not
62. Die im Leitfaden geforderten Parameter wurden zum einen durch die in Punkt 4 3 aufgef hrte Messtechnik bestimmt und zum anderen durch die anlageneigene Messwertaufzeichnungs und Steuerungsanlage Amacs Vorversuch Der Zeitraum des Vorversuchs begann Ende September 2002 und endete im Dezember 2002 W hrend dieses Zeitraums wurde die untersuchte Abluftreinigungsanlage von zwei auf drei Stufen erweitert und verschiedene Einstellungen der S uredosierung getestet Mitte November wurde mit der biologische Sch ttung die dritte Stufe der Abluftreinigungsanlage hinzugef gt um so die Wirksamkeit der Geruchsabscheidung zu erh hen Im Rahmen einer Testreihe wurde im Vorversuchszeitraum komplett auf den Schwefels ureeinsatz verzichtet eine sehr geringe S urekonzentration gefahren und schlie lich die Anlaufzeit nach einem kompletten Waschwasserwechsel untersucht Hauptversuch Der Hauptversuch wurde als Messreihe gem des Cloppenburger Leitfadens in zwei Bl cken durchgef hrt Der erste Block der Wintermessungen begann am 06 01 2003 und endete am 20 03 2003 In diesem Zeitraum konnte der Einfluss jahreszeittypischer Witterungsverh ltnisse untersucht werden Die Messungen unter Sommerbedingungen wurden in einem zweiten Block durchgef hrt Der Messzeitraum begann am 22 05 2003 und endete am 22 09 2003 Die Fahnenbegehung wurde durch die LUFA Nord West Institut f r Boden und Umwelt durchgef hrt 5 Ergebnisse
63. E 100 E lt lt 50 x 0 mT T T T 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Volumenstrom m h Abbildung 42 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Reingas w hrend der Soemmermessungen Abbildung 43 zeigt das Verh ltnis von Ammoniakfracht im Rohgas und deren Abscheidung durch die untersuche Abluftreinigungsanlage w hrend der Wintermessungen Das Bestimmtheitsma der Funktion betr gt 0 9303 Dies zeigt dass von einem Gramm Ammoniak im Rohgas 0 94 g durch die Abluftreinigungsanlage abgeschieden werden 102 5 Ergebnisse y 0 9377x 83 096 R 0 9303 ba CH CH ai a CH Ammoniakabscheideleistung in g h Mi 611 CH CH 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 Ammoniakmenge im Rohgas in g h Abbildung 43 Ammoniakfracht im Rohgas im Verh ltnis zur Ammoniakabscheidung w hrend der Wintermessungen Abbildung 44 zeigt dass auch die Abscheideleistung in g h mit der Ammoniakfracht g h im Rohgas w hrend der Sommermessungen zunimmt Die Funktion mit einem Bestimmtheitsma von 0 9104 zeigt dass von einem Gramm Ammoniak 0 79 Gramm abgeschieden werden Daraus geht hervor dass die untersuchte Abluftreinigungsanlage auch bei stark zunehmenden Ammoniakfrachten im Rohgas eine sehr gute Abscheideleistung erreicht und nicht ab einem der beobachteten Ammoniakmassenstr men einbricht Wie sich die Abscheideleistung bei noch gr ere
64. EG Schrift 203 Dissertation Hohenheim 1991 OLDENBURG J MANNEBECK H Emissionen bei Stallungen Stand der Technik Landtechnik 42 Jahrgang 1987 Nr 11 S 476 478 OLDENBURG J Geruchs und Ammoniak Emissionen aus der Tierhaltung KTBL Schrift 333 Landwirtschaftsverlag M nster Hiltrup 1998 PEARSON C C SHARPLES T J Airborn dust concentrations in livestock buildings and the effect of feed J agric Engng Res 60 145 154 1995 RATZKI E HARKORZ W MEDROW W Forschungsvorhaben Geruchsbel stigung durch Schweineintensivhaltung Landesumweltamt Nordrhein Westfalen Okt 1989 R PRICH W Geruchsfreie G lle umweltfreundlich Verlagsunion Agrar Frankfurt 1980 SCHIRZ ST Abluftreinigungsverfahren in der Intensivtierhaltung KTBL Schrift 200 Darmstadt 1975 SCHIZ ST UND 5 MITARBEITER Geruchsbel stigung durch Nutztierhaltung und die M glichkeit der Vermeidung uns Abhilfe KTBL Bauschrift Nr 13 Ffm 1971 SEILER W CONRAD R Mikrobielle Bildung von N20 Distickstoffoxid aus Minerald nger ein Umweltproblem Forum Mikrobiologie 6 1981 S 322 328 SHERIDAN B A COLLIGAN J G CURRAN T P DODD V A Biofilteration of Exhaust Ventilation Air from Pig Units Air Pollution from Agrcultural Operations Des Moines lowa USA Octobre 9 11 2000 SIEBER E Quantifizierung von Geruchs Spurengas und Staubemissionen und deren Emissionsquellen im Stall als Grundlage f r den Einsatz emissions
65. Institut f r Landtechnik der Rheinischen Friedrich Wilhelms Universit t Bonn Gesch ftsf hrender Direktor Prof Dr W B scher Verfahrenstechnische Bewertung mehrstufiger Abluftreinigungssysteme in der Mastschweinehaltung und deren Zertifizierbarkeit Inaugural Dissertation zur Erlangung des Grades Doktor der Agrarwissenschaften Dr agr der Hohen Landwirtschaftlichen Fakult t der Rheinischen Friedrich Wilhelms Universit t zu Bonn vorgelegt am 04 11 2004 von Dipl Ing agr Felix Schier aus Duisburg Referent Prof Dr agr habil W B scher Korreferent PD Dr habil J Clemens Tag der m ndlichen Pr fung 17 Dezember 2004 Diese Dissertation ist auf dem Hochschulserver der ULB Bonn http hss ulb uni bonn de diss_online elektronisch publiziert Erscheinungsjahr 2005 gewidmet meiner Familie Nadine und Hannah Sophie Kurzfassung 7 Kurzfassung Verfahrenstechnische Bewertung mehrstufiger Abluftreinigungssysteme in der Mastschweinehaltung und deren Zertifizierbarkeit Ziel der Arbeit war es die Leistungsf higkeit einer mehrstufigen Abluftreinigungsanlage im Rahmen einer Zertifizierungsmessung zu berpr fen und verfahrenstechnisch zu Bewerten Die Messungen umfassten die Ammoniak und Staubreduktion sowie die Abscheidungsleistungen von Ger chen Das untersuchte Abluftreinigungssystem arbeitet mit drei aufeinander folgenden Reinigungsstufen Die erste Stufe arbeitet dabei nach
66. Kombi Abluftreinigungsanlage ist irref hrend da die einzelnen Stufen nicht aus miteinander kombinierten Reinigungsverfahren bestehen Die Kombination erfolgt innerhalb der gesamten Anlage durch den Einsatz nacheinander durchstr mter Reinigungsstufen 42 3 Kenntnisstand 3 3 4 1 Zweistufige Abluftreinigungssysteme Bei zweistufigen Systemen sind mehrere Stufenkombinationen m glich Auch hier werden die verschiedenen Systeme nach der prim ren Abscheidungsart unterteilt 3 3 4 1 1 Physikalisch Chemisch Von einem physikalisch chemischen System spricht man wenn vor dem Einsatz einer chemischen Behandlung der Abluft eine physikalische Abscheidung von Staub stattfindet Dieses hat den Vorteil dass gro e Teile der Staubpartikelfracht der Abluft vor der chemischen Reinigung entfernt werden Ist dieses nicht der Fall Kann es zu einer starken Schaumbildung kommen Der Schaum bildet sich wenn eiwei haltige Staubpartikel mit S ure in Verbindung kommen Dar ber hinaus verringert eine Partikelabscheidung in der ersten Stufe die Verschmutzung der zweiten Stufe durch den Staub Ein physikalisch chemisches System dient in erster Linie zur Minderung der Staub und Ammoniakfracht Eine Reduzierung der Geruchsstoffkonzentration ist nur begrenzt m glich 3 3 4 1 2 Physikalisch Biologisch Physikalisch biologische Systeme zeichnen sich durch eine Vorkonditionierung der Abluft vor dem Eintritt in die biologische Reinigungsstufe aus Hierbei
67. Messgr en und Messger te von Seiten der Pr fstelle ist nicht statthaft Eine Nachmessung bei offenen Fragen der Pr fkommission sollte die Ausnahme sein Ab dem 1 1 2005 wird die Zertifizierung von Abluftreinigungsanlagen von der DLG im Rahmen eines Signumtests durchgef hrt Dieses beinhaltet im Wesentlichen die Pr fkriterien die im Leitfaden des Landkreises Cloppenburg formuliert sind Dar ber hinaus sind folgende Unterlagen vorzulegen e Liste der Referenzanlagen e Genaue Funktionsbeschreibung des Abluftreinigungssystems e Notwendige Ausstattung Stromz hler Wasseruhr e Einsatzplan f r die beantragten Tierarten Haltungsformen Entl ftungstechnik mit Auslegung in Grundrissen Schnitten sowie genaue Abmessungen f r jede der beantragten Anwendungen 6 Diskussion 135 e Beschreibung des ordnungsgem en Betriebes und Steuerung oder Regelung der notwendigen Parameter Benutzerhandbuch e Revisions und Wartungsplan sowie Betriebstagebuch Nach Eingang der Antragsunterlagen wird die Festlegung des Pr frahmens f r den Funktionsnachweis durch die Pr fkommission bestimmt Der Nachweis der Abscheideleistung der Abluftreinigungsanlage hat ber Messungen einer Messstelle zu erfolgen Neben den bereits im Leitfaden des Landkreises Cloppenburg beschriebenen Pr fkriterien wird mit Rahmen des Signumtests eine berpr fung der Sicherheit erfolgen Diese beinhaltet die Arbeits Feuer und die Umweltsicherheit
68. Nein Verd nnungseinstellung berschussauslass f r Probenluft Vormischerabluft ber Abluft ber Aktivkohlefilter Aktivkohlefilter Anzahl der Ausg nge f r 4 1 je Probandenplatz 4 1 je Probandenplatz Riechproben Anzahl der Probanden die 4 4 gleichzeitig am Ger t arbeiten Gestaltung des Olfaktometers Nicht abdichtende Nicht abdichtende Riechrohr mm Glasmaske Glasmaske Maske Material Glas Volumenstrom der Riechprobe min 1 2 m h Je Messplatz Je Messplatz Einatemphase Einatemphase Gr te einstellbare 640 64000 2 Verd nnungseinheit ohne mit 78 4 Material und Methoden Vorverd nnung Kleinste einstellbare Verd nnungseinheit ohne mit 2 5 62 5 2 Vorverd nnung Standardabweichung der Einstellung lt 10 lt 10 der Verd nnungsstufen Datum der letzten Kalibrierung des Ger tes 17 12 2002 Fa Ecoma 17 12 2002 Fa Ecoma Befeuchtungseinrichtung f r Nein Nein Neutralluft Befeuchtungseinrichtung f r Nein Nein Riechproben Ansprechzeit ls lt 1s Einstellzeit lt 1l 5s ls 4 3 3 2 2 Probandenkollektiv Das Probandenkollektiv bestand bei beiden eingesetzten Olfaktometern aus je vier Probanden und einem Probenleiter Die Eignung der Probanden wurde regelm ig kontrolliert Diese Kontrolle erfolgte durch eine Geruchsschwellenpr fung mit N Butanol Jeder der Probanden musste dabei den Gasgeruch innerhalb eines Geruchsfensters von 500 bis 2000 GE m erkennen
69. O7 12 03 2003 3700 0 540 0 3160 0 85 4 TO8 20 03 2003 2333 0 270 0 2063 0 88 4 TO7 Mittelwerte 1858 5 256 5 1602 0 83 8 Standardabw 943 8 138 1 885 8 9 5 Aus der Tabelle 19 ist zu entnehmen dass ber den Wintermesszeitraum eine mittlere Rohgaskonzentration von 1858 5 GE m festgestellt wurde Die Standardabweichung betrug 882 8 GE m Die mittlere Reingaskonzentration betrug 256 5 GE m mit einer Standardabweichung von 129 2 GE m Die Geruchsstoffabscheidung lag im Mittel bei 83 8 Die Standardabweichung von diesem Mittelwert betrug ca 9 5 Zu beobachten im Mittel 1602 0 GE m Standardabweichung ca 828 6 GE m betrug war dass eliminiert werden konnte wobei hier die W hrend der Wintermessungen kam bis auf einem Messtag ausschlie lich das TO7 als Am 12 03 2003 wurde das Folgemodell TO8 f r die die bei Messger t zum Einsatz Geruchsprobenauswertung benutzt Auf Grund von Softwareproblemen anschlie enden Messungen auftraten wurde die letzte Wintermessung wieder mit dem TO7 durchgef hrt In den darauf folgenden Sommermessungen wurde sowohl die Software als auch das Olfaktometer TO8 vom Hersteller berarbeitet so dass eine gesicherte kontinuierliche und zuverl ssige Arbeit mit dem Messger t gew hrleistet war Die Tabelle 20 zeigt die Messergebnisse der Geruchsprobenauswertung w hrend des Sommermesszeitraumes 108 5 Ergebnisse Tabelle 20 Geruchsstoffkonzentration w hrend der Soem
70. R w Rieselbettreaktor b a Halle gt 70 90 und 300 e Chemische W scher GE m Biofilter 3 stufige Kombi Anlage Alle Tierarten Wasserw sche chemische e Schweine a alle Fest W sche Biofilter e Rinder Fl ssigmist 90 90 k R w e Gefl gel verfahren x und 300 e Trocken b zentral Halle kotlager Im Rahmen einer Zulassungspr fung f r eine Abluftreinigungsanlage m ssen die in Tabelle 10 genannten Abscheidungsleistungen durch ein Messprogramm erreicht und vom zust ndigen Gremium anerkannt werden Das Messprogramm umfasst dabei w chentliche Staubmessungen mehrw chige kontinuierliche Ammoniakmessungen sowie die Bestimmung der Geruchsstoffkonzentrationen ausgenommen rein chemische W scher jeweils roh und reingasseitig F r das geforderte Messprogramm sind neben den Emissionskenngr en auch die Messkomponenten und h ufigkeiten spezifiziert Die Messdauer variiert bei den 3 Kenntnisstand 51 verschiedenen Tierarten Bei Mastschweinen betr gt die Messdauer zwei Monate im Sommer und zwei Monate im Winter unter Einbeziehung der Endmastphase bei gleichm iger durchschnittlicher Belegung W hrend bei Masth hnchen Broiler und Enten zwei Mastdurchg nge im Sommer wie auch im Winter gefordert werden 3 5 Stand der Technik Der Begriff Stand der Technik wird im Bundes Immissionsschutzgesetz an verschiedenen Stellen erw hnt vgl 5 Abs 1 Nr 2 22 Abs 1 41 Abs 1 und
71. VDI 3881 Durch diese Eignungspr fung konnte sichergestellt werden dass die Probanden f r die Olfaktometrie geeignet waren Der Probenleiter wurde durch den Einsatz des TO8 im Gegensatz zu den Vorl ufermodellen stark entlastet da die Verd nnungsstufen nicht mehr manuell eingestellt werden mussten Dadurch konnte der Probenleiter sich voll und ganz um die Messungen k mmern Die Darbietungszeit der Proben betrug 2 2 Sekunden Das hei t dass jeweils f r Ein und Ausatemphase ein Wert von 2 2 Sekunden eingestellt war Dieses entspricht einem normalen Atemtakt Zwischen den einzelnen Probendurchl ufen wurde die vorgeschriebene Pausenzeit von mindestens einer Minute eingehalten Bei einer Auswertung von mehreren Proben wurde dem Probandenkollektiv eine entsprechende Pause gew hrt 4 Material und Methoden 79 4 3 4 Volumenstrombestimmung Die Bestimmung des Volumenstroms wurde ber eine Wirkdruckmessung an genormten Drosselger ten durchgef hrt nach DIN EN ISO 5167 und VDVVDE 2040 Die am Axialventilator der Firma Ziehl Abegg K nzelsau durchgef hrte Wirkdruckmessung arbeitet nach folgendem Prinzip Es wird der statische Druck vor der Einlaufd se mit dem statischen Druck in der Einlaufd se verglichen und ergibt den statischen Differenzdruck Wirkdruck Apw Der zu pr fende Ventilator wird innerhalb eines Ventilatorpr fstandes angebracht Dort werden Volumenstrom statischer Druck elektrische Motordaten und Wirkdruck etc
72. abelle zeig dass innerhalb der einzelnen Untersuchungen die Geruchsemissionsfaktoren schwanken und dass im Vergleich der Untersuchungen bei gleichem Haltungsverfahren eine gro e Heterogenit t zu beobachten ist Tendenziell ist 30 3 Kenntnisstand jedoch ein Anstieg des Geruchsemissionsfaktors von den extensiven eingestreuten zu den intensiven Haltungsformen festzustellen Tabelle 5 Geruchsemissionsfaktoren aus der Schweinemast nach Mar 98 Haltungsform Geruchsemissionsfaktor GE s GV Autor 38 Old 89 33 bis 59 M l 94a M l 94b 178 bis 272 Bot 95 Vollspaltenboden 39 bis 78 Rat 89 16 bis 495 Har 97 66 bis 18 Hes 97 39 bis 78 Mai 01 52 Old 89 Teilspaltenboden 96 bis 16 Hes 97 25 bis 49 Mai 01 ee 4 bis 20 Mai 01 Tiefstreu 31 bis amp Hes 97 Schr gmist 44 bis 12 Hes 97 Kompoststall 36 bis 90 M l 94b D nische Aufstallung 17 Rat 89 Einstreu 8 bis 134 Old 87 Old 89 a Sbis 17 Ke strohlos 7 bis 148 Old 87 Old 89 3 Kenntnisstand 31 3 1 3 1 Intensit t des Geruchs Die Geruchsintensit t die durch verschiedene Stoffe hervorgerufen wird unterscheidet sich stark Die Geruchsempfindung ist dabei von der Menge der eingezogenen Luft und von der Zusammensetzung der Geruchsstoffe abh ngig Neben der Intensit t ist die Geruchsqualit t ein Kriterium zur Beurteilung von Ger chen Die Anzahl der
73. ach folgenden Vorgaben e Messung der Staubkonzentrationen im Roh und Reingas w chentlich e Ammoniak Temperaturmessungen im Roh und Reingas kontinuierlich e Gseruchsbestimmung nach VDI 3881 w chentlich 3x Rohgas und 3x Reingas sowie die Beschreibung des Reingasgeruchs Als spezifische Parameter werden die folgenden Daten gefordert e Drainage bzw W scherwassermengen e Frischwasserverbrauch Abschl mmrate e Mengenbilanz aller fl ssigen Einsatzstoffe und Verbleib der Reststoffe e pH Wert e Stickstoffbilanz zur Vermeidung von Sekund remissionen Beim Einsatz von Biofiltermaterial werden zus tzlich die folgenden Parameter gefordert e Frischwasserverbrauch e Wassergehalt des Materials e pH Wert Des Weiteren ist eine Fahnenbegehung Geruchsschwellenentfernung nach VDI 3940 durchzuf hren Die Messdauer ist je nach Tierart und Haltungsart unterschiedlich F r die Schweinehaltung schreibt der Leitfaden des Landkreises Cloppenburg eine Messdauer von je zwei Monaten w hrend des Winters und w hrend des Sommers vor Hierbei ist eine gleichm ige und durchschnittliche Belegungsdichte zu ber cksichtigen Zus tzlich sollte die Endmastphase in den Messzeitraum mit einbezogen werden 86 4 Material und Methoden 4 5 Planung und Durchf hrung Aus den im vorhergehenden Punkt 4 4 genannten Vorgaben des Leitfadens des Landkreises Cloppenburg resultierte die Planung und die Durchf hrung der Messreihe
74. all Der kleine Kreis markiert den Anbau f r die Abluftreinigungsanlage Die Ausblasrichtung des Reingases ist West Nordwest auf der Giebelseite des Stallgeb udes 58 4 Material und Methoden Der Stall ist f r 600 Mastschweine ausgelegt die in zwei Abteilen zu 200 und 400 Tieren aufgestallt sind Die Mastschweine werden in Gruppen von ca 17 Tieren pro Bucht gehalten Der Buchtenboden besteht aus Betonvollspalten mit Kotschlitz an den Buchtenw nden In der Abbildung 14 ist der Grundriss des Stalls zu sehen Die beiden Abteile sind durch einen Servicegang getrennt In diesem sind die Computer f r die Klimasteuerung F tterung und die Medikation untergebracht ze INS Ka 7 z Beschreibung der Zu und Abluftf hrung L ngsschnitt mme 670 0056 5 Abbildung 14 L ngsschnitt durch den Stall Strom Gas und Wasserz hler wie auch der Sicherungskasten befinden sich in einem Anbau der sich auf der Stalll ngsseite befindet Die Zuluftf hrung erfolgt wie in Abbildung 15 und Abbildung 16 zu sehen ist ber die L ngsseite des Stalls Dabei unterscheiden sich die Luftstr mungen im Winter und Sommer durch die Unterschiede in der Luftwechselrate Diese beeinflusst die Str mungssituation durch die im Sommer h heren Luftgeschwindigkeiten 4 Material und Methoden LL Tann 1 em 1120054 ES Zuuftstustion Winter rom
75. aten getauscht Beim Wasserwechsel wird dar ber hinaus auch der Beckensumpf vom dem abgesetzten Schlamm befreit Das Abwasser aus dem Reinigungsprozess inklusive des Schlamms ist in einem geeignetem Beh lter zu lagern und soweit m glich der landwirtschaftlichen Verwendung wieder zuzuf hren Die Wartung der Abluftreinigungsanlage erfolgt in regelm igen Abst nden durch die Kalibrierung der pH Wert Messsonde Das Intervall wird vom Hersteller mit maximal vier Wochen angegeben Die Wartung beinhaltet dar ber hinaus den Austausch von Filtermaterialien Die Padw nde haben eine Haltbarkeit die vom Hersteller der Anlage mit f nf Jahren angegeben wird Die Wurzelholzsch ttung der biologischen Reinigungsstufe ist in regelm igen Abst nden auf Durchbr che zu untersuchen Diese sorgen daf r dass Abluft ungefiltert durch das Material str mt Werden Durchbr che erkannt so k nnen diese durch Auflockern und Nachsch tten des Materials geschlossen werden 5 3 konomischer Betrachtung Die Investitionskosten f r die Installation einer Abluftreinigungsanlage sind je nach System verschieden Zun chst ist zwischen Neubau und Nachr stung zu unterscheiden Bei der Nachr stung k nnen unter Umst nden betr chtliche Anteile der bestehenden Bausubstanz genutzt werden Bei einem Neubau ist der Investitionsbedarf unabh ngig von System und der Dimensionierung abh ngig von der Bauausf hrung Relevant f r die 5 Ergebnisse 123 Kos
76. atisch dargestellt Einlass ffnung Vakuumraum Kunststoffrohr Probenbeutel Vakuumpumpe Abbildung 28 Schematische Darstellung des Probennehmers Die Geruchsproben f r die Bestimmung der Rohgasbelastung wurden im zentralen Abluftschacht unmittelbar vor den Ventilatoren entnommen siehe Abbildung 21 Eine weitere Probe wurde zwischen der zweiten und dritten Filterwand entnommen Die 76 4 Material und Methoden Entnahme der Reingasproben erfolgte hinter der dritten Filterwand Da diese noch innerhalb des Geb udes installiert ist konnte auf eine Saugglocke verzichtet werden die normalerweise nach VDI 3881 zur Entnahme von Geruchsproben an Biofiltern verwendet werden muss Die Auswertung der Geruchsproben erfolgte gem VDI Richtlinie 3881 im Labor innerhalb von 24 Stunden nach Entnahme des Probengases Zur olfaktometrischen Analyse der Proben wurden im Verlauf der Messung verschiedene Olfaktometer eingesetzt Im Einsatz waren TO7 und TO8 der Firma Ecoma Emissionstechnik und Consult Mannebeck GmbH Die zur Olfatometrie eingesetzten Probanden wurden alle mehrmalig auf ihre Eignung gepr ft Die Eignung der Probanden wurde mit N Butanol festgestellt Nach der VDI Richtlinie muss der Gasgeruch von jedem Probanden innerhalb eines Fensters von 500 bis 2000 GE m erkannt werden Die Geruchstoffkonzentration der Proben wurde mit je 4 Probanden und je zwei Wiederholungen ermittelt Die Messungen im Winter wurden im Zeitraum vom 1
77. atur im Rohgas wird durch den Volumenstrom geregelt wobei die L ftungsrate ber die Rohgastemperatur gesteuert wird Durch einen erh hten Volumenstrom wird die 5 Ergebnisse 91 Ammoniakkonzentration im Rohgas gesenkt da es hier zu einer Verd nnung des Gases kommt Durch den Betrieb einer Abluftreinigungsanlage wird ein Teil des Ammoniaks abgeschieden so dass lediglich die Restkonzentration im Reingas den Stall verl sst Die Lebendmasse Lebendmasse kg beeinflusst die Temperatur im Stall Die Lebendmasse beeinflusst die Masse der Exkremente Temperatur im Rohgas C Ammoniakkonzentration im Rohgas ppm Volumenstrom m h Verd nnungseffekt Abscheidung ppm Ammoniakkonzentration im Reingas ppm Abbildung 31 Einflussfaktoren auf Ammoniakkonzentrationen Die folgenden Diagramme zeigen den Verlauf der Ammoniakkonzentration w hrend der beiden Messperioden Neben den Ammoniakkonzentrationen des Roh und Reingases ist der daraus resultierende Wirkungsgrad der Abluftreinigungsanlage abgebildet 92 5 Ergebnisse en grad Ki Wirkungsgrad Ammoniakkonzentration ppm Mann Mean ee m 15 1 03 0 00 25 1 030 00 4 2 03 0 00 14 2 03 0 00 24 2 03 0 00 6 3 03 0 00 16 3 03 0 00 Zeit Abbildung 32 Ammoniakkonzentrationen im Roh und Reingas sowie der Wirkungsgrad der Abluftreinigungsanlage w hrend der Wintermessungen Wie in Ab
78. bildung 32 zu sehen ist sind innerhalb der Messungen im Winter drei L cken im zeitlichen Verlauf entstanden die auf Messst rungen zur ckzuf hren sind Diese waren technisch bedingt und konnten w hrend des Sommermesszeitraums behoben werden Die St rungen waren auf Verstopfungen in den Ansaugschl uchen f r die Probenluft sowie auf einen Stromausfall zur ckzuf hren Nach dem Stromausfall f hrte die Messtechnik zu der Zeit noch keinen automatischen Neustart durch Dieses Problem wurde durch den Einbau einer Zeitschaltuhr behoben wie unter Punkt 4 3 2 1 beschrieben Die Abbildung 32 zeigt dass der Verlauf der Rohgaskonzentration w hrend des Messzeitraums ansteigt Dieses ist auf die Gewichtszunahme und der dadurch gr eren Exkrementausscheidung der Tiere zur ckzuf hren Die Reingaskonzentration verl uft relativ konstant auf dem Niveau von ca 7 ppm Der aus den Gaskonzentrationen errechnete Wirkungsgrad schwankt mit dem Verlauf der Rohgaskonzentration Im Mittel ergibt sich eine Abscheidungsrate von ca 70 Betrachtet man einen beliebigen Tagesverlauf der Ammoniakkonzentration wie er in Abbildung 34 dargestellt ist so kann man erkennen dass die Tageszeit nur sehr geringe Auswirkungen auf die Ammoniakkonzentration hat 5 Ergebnisse 93 Wirkungsgrad Wirkungsgrad III din All Ui 41 ON EV ALTO Reingas AT I UV IW HN Ammoniakkonzentration ppm 28 07 2003 00 00 07 08 20
79. d aufgef hrt vgl 4 3 4 ff 4 Material und Methoden 67 Differenzdruckmessung 1 Rohgasmesspunkt Temperatur und Feuchte Zentraler Abluftschacht Tierbereich Differenzdruckmessung 2 Differenzdruckmessung 3 Reingasmesspunkt Temperatur und Feuchte Abbildung 22 Lage der Messpunkte f r die Rahmenparameter 4 3 1 Staubmessung 4 3 1 1 Probenahme Staub Bei der Probenahme handelt es sich nicht um die klassische Entnahme eines zu pr fenden Stoffes und der sp teren Auswertung Bedingt durch die eingesetzte Messtechnik wird die Probe am Entnahmepunkt ausgewertet Diese Messpunkte wurden an zwei Stellen eingerichtet Die rohgasseitige Staubkonzentrationsmessung erfolgte im zentralen Abluftschacht unmittelbar vor den Ventilatoren Die Messstelle wurde gew hlt um zu garantieren dass die gesamte Staubfracht aus allen Abluftkan len den Messpunkt passiert Reingasseitig wurde der Messpunkt ca zwei Meter hinter den Auslassgittern in einer H he von 0 4 m positioniert Eine Messung direkt hinter der dritten Abscheidungsstufe konnte aufgrund des angewendeten Messverfahrens der Photospektroskopie nicht durchgef hrt werden Unmittelbar hinter der biologischen Stufe enth lt das Gas viele Tr pfchen die durch das Messger t eingesaugt werden und das Messergebnis stark verf lschen w rden 68 4 Material und Methoden Ein weiterer Grund ist dass sich zwischen Filterstufe und Au enwand viel
80. dem Wassermolek l ein Proton entzieht I 1 Quelle des Ammoniaks in Schweinest llen ist vor allem Harnstoff der wiederum aus den Exkrementen stammt Gro 93 Untersuchungen haben ergeben dass 80 des freigesetzten Ammoniaks in der Stallluft von den Exkrementen und nur 20 von den Tieren direkt herr hrt Kra 87 Ammoniakemissionen aus Tierhaltenden Betrieben hier Stall ohne Ausbringung der G lle unterscheiden sich in Menge Massenfracht durch mehrere Faktoren 22 3 Kenntnisstand e Tierart e Haltungsverfahren e Aufstallungssystem e Gewicht und Alter der Tiere e Stallmanagement e F tterung e G llelagerung und Behandlung Wie in Tabelle 2 zu sehen ist k nnen diese Werte stark variieren Wichtig ist dabei dass keine Pauschalierung auf einzelne Einflussfaktoren m glich ist So werden St llen mit Teilspaltenb den geringere Ammoniak Emissionen zugesprochen als Vollspaltenb den UBA 01 St llen mit Tabelle 2 Ammoniak Emissionsfaktoren f r Mastschweinehaltungsverfahren UBA 01 Mastschweine E Faktoren kg Tierplatz a NH N Geschlossene w rmeged mmite St lle Mittlerer Wert Unterer Wert Fl ssigmist Vollspaltenboden Teilspaltenboden Einstreu Tiefstreu incl Kompoststall 2 Fl chen j S S Stall incl D nische Aufstallung Au enklimast lle Fl ssigmist Kistenstall k A k A Einstreu Kistenstall k A k A Tiefstreu incl Kompoststall 2 Fl
81. dem physikalischen Prinzip und scheidet in erster Linie Staub durch eine Wasserw sche ab Die zweite chemische Stufe dient zur Abscheidung von Ammoniak In der chemischen Stufe wird Schwefels ure eingesetzt Die dritte Stufe reduziert Geruch durch den Einsatz einer biologischen Sch ttung Diese besteht aus gerissenem Wurzelholz Die Messungen wurden in zwei Messzeitr umen nach den Vorgaben des Leitfadens des Landkreises Cloppenburg zur Feststellung der Eignung von Abluftreinigungsanlagen in der Tierhaltung zur Anwendung in der Genehmigungspraxis und bei der berwachung unter Winter und Sommerbedingungen durchgef hrt Hierbei wurden jeweils roh und reingasseitig Messungen durchgef hrt und so das Leistungsverm gen der Anlage festgestellt Die Messungen haben ergeben dass die untersuchte Abluftreinigungsanlage die an sie gestellten Anforderungen erf llt und einen gro en Teil der Emissionsfaktoren Ammoniak Staub und Geruch abscheiden kann Des Weiteren wurde im Rahmen der Arbeit gezeigt dass die Abluftreinigung im Allgemeinen mit sehr hohen Kosten verbunden ist Sowohl die Zertifizierung als auch der Betrieb einer Abluftreinigungsanlage ist sehr Kostenintensiv g Abstract Abstract An Evaluation of Multi Stage Exhaust Air Cleaning Systems for Fattening Pig Houses from the Point of View of Process Engineering and the Question of Certifiability The aim of this study was to carry out certification measurements to
82. den Abbildung ist die Differenzierung nach Strauch Str 77 in drei Gr enklassen zu sehen 28 3 Kenntnisstand Kolloidstaub Feinstaub Grobstaub Partikelgr e 0 1 bis 0 5 Partikelgr e 0 5 bis Partikelgr e gt 10 um um 10 um rasch sedimentierend gelangt ins Blut langsam best ndig sedimentierend lt 0 5 um Abbildung 5 Einteilung der St ube nach Korngr enfraktionen Str 77 Eine weitere Unterteilung kann nach der Partikelgr e der eingeatmeten Aerosole vorgenommen werden Die Differenzierung wird nach der DIN EN 481 seit November 1993 wie folgt vorgenommen Sie 03 e einatembarer Staub wird durch Mund und Nase eingeatmet lt 100 um bisher Gesamtstaub e thorakale Staubfraktion Der Staub der ber den Kehlkopf hinaus zur Lunge vordringt lt 10 um e alveoleng ngige Staubfraktion der bis in den innersten Bereich des Atemtraktes eindringende Massenanteil lt 4 um e tracheobronchialer Anteil Differenz zwischen thorakalen und alveoleng ngigen Anteil Diese Unterteilung beschreibt die m gliche Aufnahme von Staubpartikeln ber die Atmung Dabei werden die Staubfraktionen nach den Depositionsort innerhalb des Atemtraktes unterteilt 3 Kenntnisstand 29 3 1 3 Geruch Als Geruch bezeichnet man die Interpretation der spezifischen Reize die von Chemorezeptoren im Geruchsorgan an das Gehirn des Lebewesens geliefert werden I 1 Die Geruchswahrnehmung also
83. der Denitrifikation anaerob und der Nitrifikation aerob Sei 81 25 Abbildung 4 Unterteilung des Staubes Hoy O91 nn 27 Abbildung 5 Einteilung der St ube nach Korngr enfraktionen Str 77 28 Abbildung 6 Schematischer Ablauf der Geruchswahrnehmung nach FRE 94 29 Abbildung 7 Unterteilung von landwirtschaftlichen Abluftreinigungsverfahren nach der e ET ee Te E GE EEN 36 Abbildung 8 Schema physikalische Abluftreinigung horizontaler und vertikaler Abbildung 9 Schematischer Aufbau eines Rieselbettreaktors gt 38 Abbildung 10 Aufbau einer S urezugabe innerhalb eines chemischen W schers 39 Abbildung 11 Schematischer Aufbau eines Biofilters gt 40 Abbildung 12 Mindestabstandskurve f r Gefl gel und Schweinest lle TA Luft 46 Abbildung 13 Lageplan des Hofes und des untersuchten Stalls mit eeler Leinen EE 57 Abbildung 14 L ngsschnitt durch den Grall 58 Abbildung 15 Stallquerschnitt und Zuluftsituation im VWumter gt 59 Abbildung 16 Stallquerschnitt und Zuluftsituation im Gommer gt 59 Abbildung 17 Schematische Darstellung eines Abluftkanals mit Drosselklappe 60 Abbildung 18 Prinzipskizze der Abluftf hrung aus dem Tierbereich 61 Abbildung 19 Schematische Darstellung eines 3 stufigen Abluftreinigungssystems 62 Abbildung 20 Wurzelholzsch ttung in Kunststoffkisten nennen 63 Abbildung 21 Lage der Messpunkte f r die Emmissionskenng
84. doch muss die gesamte Abluft des Stalles zusammengef hrt werden 3 3 Verfahrenstechnische Grundlagen der Abluftreinigung Es gibt unterschiedliche Verfahren der Abluftreinigung Als Abluftreinigungsanlage bezeichnet man Anlagen die zur Minderung oder Beseitigung bestimmter Luftinhaltsstoffe dienen Die Inhaltstoffe werden durch das System aus dem Rohgas entfernt und verbleiben im Filtermedium Eine Unterscheidung und Klassifizierung der verschiedenen Systeme wird in dieser Arbeit auf der Grundlage des Hauptreinigungsprinzips getroffen Als Hauptreinigungsverfahren der Anlagentypen sieht die Unterteilung wie folgt aus Unterscheidung der verschiedenen Abluftreinigungsverfahren Es gibt verschiedene Ans tze die unterschiedlichen Abluftreinigungsverfahren zu gliedern In der folgenden Tabelle werden die Systeme nach den bergangsphasen unterteilt Die aufgelisteten Abluftreinigungsverfahren werden jedoch zum gr ten Teil nicht in der Landwirtschaft eingesetzt Der Vollst ndigkeit halber sind sie hier aufgef hrt sollen aber im Folgenden nicht weiter betrachtet werden Viele dieser Verfahren lassen sich im landwirtschaftlichen Einsatz nicht oder nur mit sehr hohen Kosten einsetzen 3 Kenntnisstand 35 Tabelle 7 Unterteilung der Abluftreinigungsverfahren nach SCH 75 Phase Gas Gas Trockenabscheider Schwerkraftabscheider Tr gheitskraftabscheider Fliehkraftabscheider Gewebefilter Umlauffilter Elektrofilter Phas
85. e Gas Fl ssigkeit Absorption Spr hw scher Waschturm Wirbler Rotationsw scher Strahlw scher Venturiw scher Chemosorption Chemische Umsetzung Maskierung chemische Mittel Kondensation Phase Gas Feststoff Trockene Absorption biochemische Mittel Oxidation therm Verbrennung in fen Abfackeln Na luftoxidation katalytisches Verbrennen Bestrahlung Mehrere Phasen Kombinationen Adsorption Biologische Verfahren Eine vereinfachte Methode zur Unterteilung der Abluftreinigungsverfahren ist die Zuordnung nach der Hauptreinigungsart Hierbei wird eine Unterscheidung in die Abscheidungsprozesse getroffen Bei der Hauptreinigungsart handelt es sich um den prim ren Abscheidungsprozess Nat rlich sind bei jedem Verfahren immer andere sekund re Prozesse beteiligt Zum Beispiel ist bei einem Biofilter mit einer Wurzelholzsch ttung die Hauptreinigungsart die biologische Abscheidung durch die mikrobiologische Aktivit t der auf dem Substrat lebenden Organismen Durch den Einsatz des Wurzelholzes oder eines anderen Filtersubstrats kommt es ebenfalls zur physikalischen Abscheidung von Partikeln die an der Oberfl che anhaften 36 3 Kenntnisstand Abluftreinigungsverfahren Physikalische Chemische Biologische Abscheidung Abscheidung Abscheidung Spr hw scher Chemische e Biofilter Rieselbett W scher e Biow scher reak
86. e auf dem Display angezeigt Probenta me Impulsklassifizierung Display e SS E Impulsh henanalysator Se T wa g High Speed Photodiode Quarzkollimatoren DIUNUNUNUNUNIDN ee cz ni H GMS Modemkarte Laserdiode Filter e CTS Volumenstromgeregelte Pumpen Abbildung 25 Funktionsschema eines Grimm Staubmessger tes Fa Grimm Der Betrieb des Messger tes kann alleine oder mit angeschlossenem Rechner erfolgen Wird das Aircheck Aerosol Spektrometer alleine betrieben werden die Werte aus einer Minute gebildet und gespeichert Diese k nnen dann sp ter ber eine serielle Schnittstelle RS 232 auf einen Rechner bertragen werden Bei einem Betrieb mit angeschlossenem Rechner ist eine direkte Daten bertragung der Messwerte m glich Die Daten werden in sechs Sekundenintervallen bertragen Das Ger t kann in verschiedenen Modi je nach Anwendungsbereich betrieben werden e Partikelanzahl Es ist eine Bestimmung der Partikelanzahl von 1 bis 2000000 Partikel pro Liter ohne Ver nderung des Gr enbereichs oder der Verd nnung m glich Die Ausgabe erfolgt in 15 Kanalgr en von 0 3 bis gt 20 um 4 Material und Methoden 71 e Partikelmasse Die Messergebnisse werden wie bei einem Impaktor in 15 verschiedene Gr enbereiche von 0 3 bis gt 20 um mit einer Massenkonzentration von 1 bis 100000 ug m ausgegeben e Arbeitsmedizinische Messwerte Unterteilung des Staubs in einatembare thorakale
87. e Licht wird von der Quelle gegen einen Spiegel ausgestrahlt dort reflektiert und geb ndelt Der so entstehende Lichtstrahl wird zerhackt und passiert den entsprechenden optischen Filter Durch ein optisches Fenster gelangt der IR Lichtstrahl in die Messkammer und trifft dort auf die Gasmolek le Beim Auftreffen auf die Gasmolek le werde diese angeregt und erzeugen durch ihre Bewegung einen Drucksto Der so erzeugte Schalldruck wird von zwei hochempfindlichen Mikrofonen gemessen Durch die akustische Detektion wird die Konzentration des gesuchten Gases ermittelt 4 Material und Methoden 75 4 3 3 Geruchsmessung 4 3 3 1 Probennahme Die f r die Messungen n tigen Proben wurden an verschiedenen Stellen im Roh und Reingas entnommen siehe Kap 4 3 Abbildung 21 Die Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration erfolgte durch die olfaktometrische Auswertung der Roh und Reingasproben Man 02 Die Proben wurden mit einem Probennehmer Vacuum Sampling Device der Firma ECOMA Emissionstechnik und Consult Mannebeck GmbH entnommen Bei dem Probennehmer handelt es sich um ein Kunststoffrohr mit integrierter Vakuumpumpe In diesem Rohr wird ein Probenbeutel fixiert Dann wird es mit einem Deckel verschlossen Bet tigt man nun die Vakuumpumpe entsteht im Rohr ein Unterdruck der den Beutel mit dem Probengas f llt Das Gas gelangt ber die im Deckel befindliche Einlass ffnung in den Beutel In der folgenden Abbildung ist der Aufbau schem
88. e an 4 Material und Methoden 73 den angeschlossenen Rechner bermittelt und dort gespeichert Da bei der Messung sowohl im Roh als auch im Reingas Probengas entnommen werden muss sind zwei Messstellen n tig Zu diesem Zweck sind zwei Magnetventile installiert worden die abwechselnd eine der beiden Entnahmestellen freischalten Die Steuerung der Magnetventile erfolgt ber den angeschlossenen Steuerrechner Dieser Rechner ist ein handels blicher Personal Computer Da w hrend der Sommermessungen im Steuerungsraum extrem hohe Temperaturen herrschten und es so des fteren zu Systemabst rzen kam wurde der Rechner per handels blicher Zeitschaltuhr zwei Mal am Tag heruntergefahren und nach kurzer Abk hlung automatisch mit dem Datenaufzeichnungsprogramm neu gestartet Durch diese einfache Methode konnte der Datenverlust durch Systemausf lle minimiert werden Die erste Abschaltung erfolgte von 0 00 bis 0 15 Uhr und die zweite von 17 45 bis 18 00 Uhr Die Zeitpunkte der Abschaltung wurden so gew hlt weil davon ausgegangen werden konnte dass die Raumtemperatur am fr hen Abend soweit gesunken war dass der Rechner wieder arbeiten konnte Aus Sicherheitsgr nden wurde der zweite Neustart in der Nacht durchgef hrt Die Systemausf lle waren auf eine berhitzung des IDE Controllers zur ckzuf hren und somit konnten keine Zugriffe mehr auf den Datentr ger erfolgen Das hatte zur Folge dass die Daten vom Multigas Monitor zwar korrekt bermittel
89. e kann bei Nichtbelegung des Stalls komplett geschlossen werden um ein Ausk hlen zu verhindern Bei extrem hohen Sommertemperaturen und notwendiger maximaler L ftungsleistung ist eine komplette ffnung des Kanalquerschnitts m glich Das Rohgas gelangt durch den Abluftkanal in den zentralen Abluftschacht Dieser ist in den Dachraum eingebaut Der Einbau in den Dachraum erfordert eine angepasste 4 Material und Methoden 61 Dachstuhlkonstruktion bei der innerhalb des Abluftschachtes keine Dachbalken stehen sollten um den Gegendruck gering zu halten Ingesamt sind ber den Stall sechs Abluftkan le verteilt die jeweils in den Zentralschacht f hren In der Abbildung 18 ist schematisch die Anordnung der Kan le abgebildet Auf der linken Seite des zentralen Abluftschachtes sind die Ventilatoren angebracht die das Rohgas aus dem Stall saugen Ventilatoren Abluftkan le Tierbereich 400 Tiere Tierbereich 200 Tiere Abbildung 18 Prinzipskizze der Abluftf hrung aus dem Tierbereich Der zentrale Abluftschacht reicht ber die gesamte Stalll nge und nahezu die gesamte Breite F r je 100 Tiere ist ein Abluftkanal vorhanden 4 1 2 Abluftreinigungsanlage Die untersuchte Abluftreinigungsanlage ist der MagixX Abluftw scher der Firma Big Dutchman International GmbH in der dreistufigen Bauweise Dieser Abluftw scher ist f r die Abscheidung von
90. ediglich als Anhaltspunkt dienen In Tabelle 21 und Tabelle 22 sind die Geruchsabscheidungsleistungen der Abluftreinigungsanlage ohne die dritte Stufe dargestellt sowie die daraus resultierenden Wirkungsgrade 5 Ergebnisse 109 Tabelle 21 Geruchsabscheideleistung ohne die biologische Stufe im Winter Geruchsstoff Geruchsstoffkonzentration Datum konzentration im vor der biologische Stufe Wirkungsgrad Rohgas in GE m in GE m 16 01 2003 1080 0 940 0 13 0 22 01 2003 993 0 280 0 71 8 06 02 2003 1130 0 1000 0 11 8 14 02 2003 1966 0 2100 0 6 8 20 02 2003 2433 0 1600 0 34 2 27 02 2003 1233 0 1300 0 5 4 12 03 2003 3700 0 3400 0 8 1 20 03 2003 2333 0 2400 0 2 9 Mittelwerte 1858 5 1627 5 15 4 Standardabw 943 8 982 1 26 4 Im Winter ergab sich daraus ein mittlerer Wirkungsgrad von 15 4 mit einer Standardabweichung von 26 4 Der Anstieg des Wirkungsgrades durch den Einbau der dritten Stufe betrug somit 68 4 Tabelle 22 Geruchsabscheideleistung ohne die biologische Stufe im Sommer Geruchsstoff Geruchsstoffkonzentration Datum konzentration im vor der biologische Stufe Wirkungsgrad Rohgas in GE m in GE m 22 05 2003 1800 0 1200 0 33 3 27 05 2003 3133 0 1300 0 58 5 18 06 2003 1513 0 940 0 37 8 08 07 2003 1171 0 609 0 48 0 06 08 2003 356 0 155 0 56 5 11 08 2003 670 0 431 0 35 7 17 09 2003 1417 0 406 0 71 3 22 09 2003 587
91. ektronik digital gemessen Zur Auswertung wurde die Software Weather Display genutzt Die Bestimmung der Niederschlagswerte wurde manuell mit einem Hellmann Regenmesser durchgef hrt Die durchschnittliche Wintertemperatur von Januar bis M rz betrug 3 5 C bei einer Luftfeuchtigkeit von 64 4 W hrend des Sommers konnte eine durchschnittliche Temperatur von ca 20 3 C bei einer Luftfeuchtigkeit von 58 4 ermittelt werden Diese Temperaturen entsprechen jahreszeittypischen klimatischen Gegebenheiten Der Juli 2003 wies jedoch die h chsten Temperaturen seit Beginn der Datenaufzeichnung 1901 auf Tabelle 13 Wetterdaten D v E al 3 E ei D EZ o Dae LEVAS NES E 5 2 x x E Ss 9 9 z x S 5 S S S Gei S o 2 S z 2 S E A 5 Q 5 S oc Se SS E 2 e 5 2 5 E D rI 5S FI S 2 5 gt 2 l c kel Z e 16 01 03 10 00 5 5 79 0 2 2 1018 13 6 63 235 0 1 7 4 5 1 22 01 03 10 00 5 5 82 0 2 7 986 1 0 51 115 1 2 9 3 5 5 06 02 03 10 00 0 5 59 0 6 6 1014 2 1 02 25 0 0 3 3 0 0 20 02 03 07 00 0 01 150 236 1014 0 0 00 0 0 0 1 8 2 7 27 02 03 10 00 1 4 65 0 4 5 1011 0 0 00 0 0 01 10 4 0 6 12 03 03 10 00 7 7 85 0 5 3 1013 8 4 08 225 0 7 9 2 7 4 20 03 03 19 11 3 91 66 0 1 9 1023 0 0 00 0 0 0 7 3 3 4 22 04 03 10 00 15 7 43 0 32 1010 2 1 02 110 2 0 16 3 11 5 27 04 03 10 00 13 5 73 0 8 8
92. erfl che z B Spaltenboden angeordnet Das Gas durchstr mt das Filtermedium und verl sst als Reingas den Biofilter Da die Abluftreinigung prim r durch biologische Umsetzungsprozesse der Mikroorganismen erfolgt darf die Luftgeschwindigkeit nicht zu gro sein Die Kontaktzeiten von Gas und biologischem Rasen m ssen ausreichend lang sein um eine Umsetzung zu erlangen Daraus folgt dass die Dimensionierung der Biofilter auf den Volumenstrom abgestimmt sein muss Biofilter sind Fl chenfilter Die geringen Luftraten pro Quadratmeter m ssen bei gr eren Volumina an Rohgas auf einer gr eren Fl che verteilt werden Da es sich um ein biologisches System handelt muss das Filtersubstrat auf dem die Mikroorganismen leben feucht gehalten werden um es vor Austrocknung zu sch tzen Die Befeuchtung kann auf zwei Arten erfolgen Entweder befeuchtet man das Rohgas bevor es in den Biofilter gelangt oder man befeuchtet den Biofilter selber Mit ansteigendem Feuchtigkeitsgehalt sinkt die Durchstr mbarkeit des Filters 3 3 4 Mehrstufige Abluftreinigungssystem Mehrstufige oder Kombinationsabluftreinigungssysteme gibt es bei landwirtschaftlichen Anwendungen in verschiedenen Ausf hrungen Dabei ist die Anzahl und Art der eingesetzten Reinigungsstufen gemeint In der Regel unterscheidet man zwei und dreistufige Systeme Die Stufen sind innerhalb des Abluftstroms aufeinander folgend in einer Art Kaskade angeordnet Der Begriff Kombinations oder
93. erkeit Vog 72 2 Sickersaftablauf Wasserverunreinigung x K n 72 F Festmiststapel Fliegenplage x 5 Mistlager offene Fl ssigmistbeh lter Geruch x Ble 72 T Jaucheablauf gezielter j Fl ssigmist berlauf Er inache Cuben Wasserverunreinigung Tra 71 Aufr hren Umpumpen Tankwagenbef llen Geruch X Sch 71 Ubergelaufenes Gut bei 2 Tankwagenbef llen Wasserverunreinigung undichter Tankwagen Sch 71 Ausbringen von Ausbringvorgang z Tra 71 Fest und Baa 72 c Fl ssigmist Geruch Tie 72 zu gro e Mengen Boden berd ngung X Fl chen kompostierung Wasserverunreinigung Tra 71 We Vet 73 g Kra 72 E Baa 72 falscher Zeitpunkt geringe Wasserverunreinigung ae des x Bar 72 1 der Tiere und der im Stall arbeitenden Menschen 2 wenn kein R cklauf in die Grube m glich ist 3 durch Abschwemmen in den Vorfluter oder Durchsickern in Grubenwasser Da es sich bei den Stallgeb uden um einen geschlossenen umbauten Emittenten handelt wurden hier die Abluftreinigungsanlagen eingesetzt Die St lle waren damals mit mehreren 34 3 Kenntnisstand Abluftkaminen ausgestattet Diese Tatsache erforderte entweder eine dezentrale L sung zur Emissionsminderung oder die Zusammenf hrung der Abluft in einem zentralen Schacht Bei der dezentralen L sung muss f r jeden Abluftschacht eine Reinigungsvorrichtung installiert werden Bei der zentralen Variante hingegen kommt man mit einer Anlage aus Je
94. erlassen k nnen F r die Freisetzung von Spurengasen wie z B Ammoniak sind die Exkremente der Tiere von prim rer Bedeutung Da sowohl die Menge des Futtermittels als auch die Menge der Exkremente mit der zunehmenden Lebendmasse im Stall ansteigt kann das Tier als Haupteinflussfaktor auf das Emissionsgeschehen bezeichnet werden 3 Kenntnisstand 21 3 1 1 Ammoniak Ammoniak nach dem Ammonssalz NH4Cl Ammoniumchlorid aus der Ammonoase heute Oase Siwa westlichste Oasengruppe gyptens in der libyschen W ste ist ein u erst stark stechend riechendes farbloses Gas das zu Tr nen reizt und erstickend wirkt 11 Tabelle 1 Eigenschaften von Ammoniak entnommen aus I 1 Name Ammoniak H Summenformel NH Anderer Name Als w ssrige L sung H NI Salmiakgeist Kurzbeschreibung farbloses Gas reizt die H Atemwege MAK 20 ml m Aggregatzustand gasf rmig Farbe farblos Dichte 0 771 kg N m Molmasse 17 g mol Schmelzpunkt 195 75 K 77 4 C Siedepunkt 239 75 K 33 4 C Wasser Alkohole Benzol Aceton Chloroform gut l slich in tzend umweltgef hrdend Ammoniak ist sehr gut wasserl slich bei 0 C l sen sich in 100 ml Wasser 90 7 g NH3 H20 gt NH OH gt NH4 OH Das hei t Ammoniak und Wasser bilden die Base Ammoniumhydroxyd Ammoniumhydroxyd ist eine hypothetische Substanz vielmehr ist es so dass das basische Ammoniakmolek l
95. esssssseerereessssssserereeessso 44 3 4 1 BImSchG EE EE 44 EE TEE 46 34 3 GIR EE 48 3 4 4 Leitfaden des Landkreises Cloppenburg sssessssssseeesseesssssssesereesssssseerereresssssserereessss 49 3 3 Sta d der KEE 51 3 5 1 bersicht der am Markt befindlichen Anlagen 53 32 1 L Rieselbetireakioren ran a RD A Aa E a AER ERRET 54 3 9 1 2 Wasehe inn geen 54 EE EE EEN 55 3 5 1 4 Mehrst fise Systeme uses use u a iien NEEN 55 10 Inhaltsverzeichnis 4 Material und Methoden au steel ene 37 4 1 Kenngr en der untersuchten Anlage ae lee ai a 57 SC EN EE 57 a 61 4 2 Messproben EE 65 4 3 Messtechnik und Verfahren der Messungen uuuussssssssssnnnnnnnnnnnsssnennnnnnnnnnnnnsennnnnnnn 66 4 3 1 Staubmessung ET 67 12 12 Probenahme Staub en een eu 67 4 3 1 2 Funktionsprinzip der Staubmessung seessseessssssseeeeeeessssssereeeessssssserereeesssssserrreeeesst 69 4 3 2 Ammoniakmessuns uses Sn n E i ra E E a Rh 12 4 3 2 1 Probennahme Ammoniak geeiert eege Egeter 12 4 3 2 2 Funktionsprinzip der Ammoniakmessung sssssseeeseeeesssssserrreeesssssserrreeesssssserereeess 73 4 3 3 A 1ETU CHSIRE E 75 4 3 3 1 Probenahme sissies strir ninis teeni sinens EEE Eense era REENEN 75 4 33 22 Olfaktome nie caeeaaeo AeL AE Aa oai Ta 77 4 33 27 Olfaktomeler 232224820 aan Hei ER ees 11 4 3 3 2 2 EE EE 78 4 3 4 Volumenstrombestimmung rn Seesen 79 4 35 DPH Werthestimmuns EE 80 4 3 6 Differenzdr ckbestimm ng he
96. fkiste zu Im Mittel ergibt sich eine Luftgeschwindigkeit von 2 43 m s mit einer Standardabweichung von 0 88 m s Der Variationskoeffizient betr gt somit 36 2 Dieses ist als kritisch zu bewerten und bedarf einer Verbesserung vgl 6 2 Abbildung 48 Luftgeschwindigkeiten m s hinter der Biologischen Stufe bei maximaler Luftrate 112 5 Ergebnisse Die Geruchsfahnenbegehung die von der LUFA Nord West nach VDI Richtlinie 3940 durchgef hrt wurde hat ergeben das bereits im Nahbereich lt 50m keine emissionsbedingten Ger che der Abluftreinigungsanlage mehr wahrgenommen werden konnten 5 2 konomische Bewertung 5 2 1 Investitionskosten Die Investitionskosten f r die betrachtete Abluftreinigungsanlage setzen sich wie folgt zusammen Geb ude ca 9000 Abluftreinigungsanlage ca 21000 Investitionsbedarf gesamt ca 30000 Bei dem Geb ude handelt es sich um eine massive Bauweise Der Filteranbau ist genau wie der Stall aus Poroton Stein errichtet worden Die Dacheindeckung entspricht ebenfalls der des Stallgeb udes Die Investitionskosten f r die Abluftreinigungsanlage in H he von ca 21000 beinhalten die gesamte technische Einrichtung der Anlage inklusive der Steuerung der Filterstufen Pumpen etc Bei einem Gesamtinvestitionsbedarf von 30000 ergibt sich bei 600 Mastpl tzen ein Betrag von 384 6 je GV 5 Ergebnisse 113 5 2 2 Betriebskosten Die Betriebskosten set
97. habt Als Additiv werden chemische Stoffgemische bzw in einigen F llen auch Enzyme verwendet Das Additiv wird dabei entweder im Stall direkt oder im Abluftschacht vernebelt Eine Wirksamkeit konnte in einigen F llen K h 04 nachgewiesen werden Diese ist jedoch noch weiter zu untersuchen da noch keine Langzeitmessungen vorliegen Eine Geruchsmaskierung ist im landwirtschaftlichen Einsatz nur begrenzt statthaft zumal meist eine konkrete Geruchsreduktion durch die zust ndigen Beh rden gefordert wird Eine gesetzliche Grundlage gibt es hierf r noch nicht Die berdeckung durch st rkere angenehmer riechende Stoffe wie sie bei dem Parf meinsatz erzeugt werden w rde zwar das Bel stigungspotential senken aber nicht die Ursachen bek mpfen Geruchs berdeckende Stoffe werden in anderen Bereichen z B Abwasserwirtschaft eingesetzt 44 3 Kenntnisstand 3 4 Rechtliche Grundlagen der Abluftreinigung 3 4 1 BImSchG Das Bundes Immissionsschutzgesetz BImSchG trat am 1 4 1974 in Kraft und verfolgte erstmals das Vorsorgeprinzip im Genehmigungsverfahren 1 Zweck diese Gesetzes ist es Menschen Tiere und Pflanzen den Boden das Wasser die Atmosph re sowie Kultur und sonstige Sachg ter vor sch dlichen Umwelteinwirkungen zu sch tzen und dem Entstehen sch dlicher Umwelteinwirkungen vorzubeugen 2 Soweit es sich um genehmigungsbed rftige Anlagen handelt dient dieses Gesetz auch der integrierten Vermeidung und Vermi
98. hgradig Klimarelevante Lachgas sein kann Sei 81 Dieses wird aber nur dann gebildet wenn bei der Reaktion ein begrenztes Sauerstoffangebot vorhanden ist Hah 77 Derartige Bedingungen findet man jedoch nur im Grenzbereich zwischen anaeroben und aeroben Verh ltnissen wie zum Beispiel in wechselfeuchten B den und im Festmist Denitifikation Nitrat Nitrat NO N20 NO Reduktase NO Reduktase NO Reduktase Gei Reduktase N Ze e e e oo aoa a COs Org C H20 Nitifikation O2 HO NH3 Mu Monoxygenase Nitritoxidase NH2OH ii RU l NOs 2e S oder O2 Mangel NO7 Abbildung 3 Reaktionsschritte der Lachgasbildung bei der Denitrifikation anaerob und der Nitrifikation aerob Sei 81 26 3 Kenntnisstand Die Gesamtammoniakemissionen resultierend aus der Mastschweinehaltung in Deutschland der Jahre 1994 und 1996 sind in der folgenden Tabelle 3 dargestellt Tabelle 3 NH Emissionenin Gg a NH f r die L nder der Bundesrepublik Deutschland ohne Stadtstaaten aus der Mastschweinehaltung 1994 1996 Baden W rttemberg 5 8 5 7 Bayern 12 6 12 1 Brandenburg 2 7 2 5 Hessen 3 8 3 6 Mecklenburg Vorpommern 2 3 2 1 Niedersachsen 23 5 23 9 Nordrhein Westfalen 17 3 17 4 Rheinland Pfalz 1 6 1 5 Saarland 0 1 0 1 Sachsen 2 1 1 8 Sachsen Anhalt 2 7 2 Schleswig Holstein 4 5 4 4 Th ringen 2 3 2 3 Deutschland 81 3 80 1 Deutschland in Tg al gerundet 0 08 0 08 3
99. ichnis der Tabellen Verzeichnis der Tabellen Tabelle 1 Eigenschaften von Ammoniak entnommen aus 1 21 Tabelle 2 Ammoniak Emissionsfaktoren f r Mastschweinehaltungsverfahren UBA HE 22 Tabelle 3 NH3 Emissionenin Gg a NH3 f r die L nder der Bundesrepublik Deutschland ohne Stadtstaaten aus der Mastschweinehaltung 26 Tabelle 4 Angabe zu Schwebstaubquellen verschiedener Untersuchungen Sie 03 27 Tabelle 5 Geruchsemissionsfaktoren aus der Schweinemast nach Mar 98 30 Tabelle 6 M gliche Umweltbelastungen durch die Tierhaltung nach Sch 75 33 Tabelle 7 Unterteilung der Abluftreinigungsverfahren nach SCH 75 35 Tabelle 8 Zuordnung der Abluftreinigungsanlagen zum Hauptreinigungsprinzip 36 Tabelle 9 Faktoren zur Umrechnung von Tierplatzzahlen in Tierlebendmasse angegeben in GV TA Luft EEN 47 Tabelle 10 Abluftreinigungsanlagen f r zwangsbel ftete Tierst lle nach Hah 02 50 Tabelle 11 Ger tespezifikation Grimm Aerosol Spektrometer gt 71 Tabelle 12 Spezifikationen der eingesetzten Olfaktometer ssssssessssssrneessersrrren nee 77 Tabelle 13 Wetterdaten EE 82 Tabelle 14 Stallbelegung und Tiergewichte nennen 83 Tabelle 15 Staubabscheidung w hrend der Vornversuche Rn 88 Tabelle 16 Geruchsstoffkonzentration w hrend des Vorversuchs gt 89 Tabelle 17 bersicht der Abscheidegrade de
100. inigungsanlagen k nnen die einzelnen Landkreise den Landwirten eine exakte Vorgabe machen welche Abluftreinigungsanlagen den Anforderungen entspricht und f r das jeweilige Emmissionsproblem geeignet ist Aus wissenschaftlicher Sicht ist die Zertifizierung von Abluftreinigungsanlagen sinnvoll da so die Hersteller eine objektive Darstellung der Leistungsf higkeit ihrer Anlage erbringen m ssen Es wird damit ausgeschlossen dass Anlagen betrieben werden die nur geringe Leistungen erreichen oder nach kurzer Zeit die an sie gestellten Anforderungen nicht mehr erf llen k nnen Die Zertifizierung sollte durch eine geschulte und erfahrene Pr fungskommission erfolgen Dabei ist besonders wichtig dass dem Antragssteller eine genaue und eindeutige Vorgabe zum durchzuf hrenden Messprogramm mit allen Rahmenparametern gemacht wird Diese Vorgaben beinhalten auch eine Anleitung zur Erstellung des Messberichtes Dieses ist sowohl f r den Antragssteller eine Erleichterung als auch f r die Pr fer Ein genormter Bericht beschleunigt die Bearbeitung Die Bearbeitungszeit muss kurz gehalten werden da es sich bei dem Messprogramm im Rahmen der Zertifizierung schon um einen zeitlichen Aufschub von ca einem Jahr handelt Sommer und Wintermessungen muss ein sehr zeitnaher Abschluss erfolgen Antragssteller und Pr fstelle sollten sich im Voraus ber alle Messbedingungen einigen und offene Fragen kl ren Eine Ver nderung des Messprogramms Intervalle
101. izierungsverfahren das im Rahmen des Leitfades des Landkreises Cloppenburg erarbeitet wurde legt als erstes Mindestforderungen f r Abluftreinigungsanlagen fest Im Rahmen der Zertifizierung werden s mtliche Daten der Anlagen vom Hersteller abgefragt Dieser ist gezwungen alle Planungsgrundlagen offen zu legen und so einen gro en Teil seiner Forschungs und Entwicklungsergebnisse kommentiert an Dritte zu geben Die Wirkungsgrade der zu zertifizierenden Anlage werden durch Messungen verifiziert Das Messprogramm beinhaltet dabei f r die jeweilige Tierart und Haltungsform typische Bedingungen Diese beziehen sich auf die Belegungsdichte die Lebendmasse und die Einbeziehung von Extremsituationen Als Extreme sind innerhalb der Messungen tiefe Temperaturen im Winter und hohe im Sommer einzubeziehen Bei der Mast ist die Endphase innerhalb der Messzyklen mit zu dokumentieren 126 5 Ergebnisse Durch dieses umfangreiche Messprogramm ist der Zeitraum den die Messungen f r eine Zertifizierung ben tigt sehr lang Durch die n tigen Winter und Sommermessungen ist mit einer Dauer von einem Jahr f r die Messungen zu rechnen Die Kosten f r eine Zertifizierung nach dem Landkreis Cloppenburg variieren je nach dem zu bemessenden System Der Umfang der Messungen wird durch den Leitfaden bestimmt hierbei sind die Kriterien die Tierart deren Haltungsform und das eingesetzte Abluftreinigungssystem Beispiel Bei der Mastgefl gelhaltung
102. lm igen Kontrolle und Wartung Sie sind noch weit von vollautomatischen Systemen entfernt Betrachtet man die Kosten von ca 12 pro Mastplast f r eine Abluftreinigungsanlage die Ammoniak Staub und Geruch reduzieren kann so wirft sich die Frage auf Welcher Einfluss hat die Abluftreinigung auf den Unternehmensgewinn Die folgende Tabelle 34 zeigt beispielhaft wie sich der Unternehmensgewinn pro erzeugtem Mastschwein zusammensetzt Hier wird in erfolgreiche und weniger erfolgreiche M ster unterschieden 6 Diskussion 137 Tabelle 34 Berechnung des Unternehmensgewinn pro Mastschwein nach Beverborg I 5 Erfolgreicher Weniger M ster erfolgreicher M ster Verkaufserl s 9 2 2004 1 28 kg SG Nord West Preis 125 119 94 kg Schlachtgewicht Abzug Vorkosten Maskenschlupf 0 06 0 12 kg SG Teilsch den Magerfleischanteil 56 7 55 1 Ferkel 28 kg 44 44 Einstallmonat Oktober 2003 Futterkosten 44 46 90 kg Zuwachs 17 dt Futter Futterverwertung 1 2 89 1 3 01 Sonstige Kosten 7 8 Tierarzt Energie Tierseuchenkasse etc Summe Direktkosten 95 98 Direktkostenfreie Leistungen 30 21 Lohnanspruch 15 AKh 6 6 0 4 AKh Mastschwein Geb udekosten Gemeinkosten und Zinsanspruch 19 20 400 Platz 12 48 Platz Umtriebe 2 6 2 4 Unternehmergewinn verlust pro Mastschwein 5 5 Werte in Euro pro Mastschwein
103. m ber den korrespondierenden Volumenstrom abgebildet Abbildung 38 zeigt dass sich mit steigendem Volumenstrom tendenziell die Ammoniakkonzentration im Rohgas nicht ge ndert hat Sehr wohl ist jedoch ein Anstieg des Ammoniakmassenstroms mit zunehmendem Luftvolumen zu beobachten 50 1000 Ammoniakkonzentration im Rohgas Se x Ammoniakmassenstrom im Rohgas S 40 Logarithmisch Ammoniakmassenstrom im Rohgas 800 T Logarithmisch Ammoniakkonzentration im Rohgas T S 700 5 5 30 600 5 o N 500 8 E E 5 20 400 amp 5 300 f 10 200 100 W W 10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 Volumenstrom m h Abbildung 38 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Rohgas w hrend der Wintermessungen 98 5 Ergebnisse Reingasseitig ist in Abbildung 39 eine Reduzierung der Ammoniakkonzentration zu sehen Im Gegensatz zur vorher stehenden Abbildung k nnte dieses auf eine Verd nnung hinweisen Der Ammoniakmassenstrom nimmt mit steigendem Luftvolumenstrom zu wobei der Anstieg gering ist Aufgrund der starken Streuung der Messwerte n 1124 k nnen die Kurven lediglich einen Trend zeigen 500 Ammoniakkonzentration im Reingas 450 x Ammoniakmassenstrom im Reingas Logaritnmisch Ammoniakmassenstrom im Reingas 400 Logarithmisch Ammoniakkonzentration im Reingas T amp 350 2
104. mermessungen Geruchsstoff Geruchsstoff Eliminierte konzentration konzentration Wirkungsgrad Mess Datum j Geruchseinheiten A im Rohgas im Reingas ger t i in GE m in GE m in GE m 22 05 2003 1800 0 245 0 1555 0 86 4 TO 27 05 2003 3133 0 275 0 2858 0 91 2 TO 18 06 2003 1513 0 335 0 1178 0 77 9 TO8 08 07 2003 1171 0 245 0 926 0 79 1 TO8 06 08 2003 356 0 177 0 179 0 50 4 TO8 11 08 2003 670 0 241 0 429 0 64 0 TO8 17 09 2003 1417 0 363 0 1054 0 74 4 TO8 22 09 2003 587 0 109 0 478 0 81 4 TO8 Mittelwerte 1330 9 248 8 1082 1 75 6 Standardabw 884 3 81 0 846 7 13 0 Aus Tabelle 20 ist zu entnehmen dass die mittlere Geruchsstoffkonzentration des Reingases 1330 9 GE m mit einer Standardabweichung von 827 2 GE m betrug Die Konzentration im Reingas betrug im Durchschnitt 248 75 GE m mit einer Standardabweichung von 75 8 GE m Daraus ergab sich ein mittlerer Wirkungsgrad von ca 75 6 mit einer Standardabweichung von 13 0 Das hei t es wurden durchschnittlich 1082 1 GE m eliminiert Um die Wirksamkeit der biologischen Geruchsabscheidung durch die dritte Stufe zu berpr fen wurde an 16 Messtagen zus tzlich zu den Roh und Reingasproben ein Probenbeutel zwischen zweiter und dritter Stufe entnommen Da f r eine olfaktometrische Geruchskonzentrationsbestimmung drei Probenbeutel notwendig sind VDI 3881 bzw DIN EN 13725 sollte die Auswertung dieser Probe l
105. mindernder Ma nahmen 8 Literaturverzeichnis 147 Sie 96 Str 77 TA Luft Tie 72 Tra 71 UBA 01 VDI 3471 VDI 3472 VDI 3477 VDI 3478 VDI 3881 SIEMERS V Na abscheider Biofilterkombinationen zur Verminderung von Ammoniak Geruchs und Staubemissionen aus Schweinest llen Forschungsbericht Agrartechnik VDI MEG 304 Dissertation G ttingen 1996 STRAUCH D Abf lle aus der Tierhaltung Anfall Umweltbelastung Behandlung Verwertung Ulmer Verlag Stuttgart 1977 Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes Immissionsschutzgesetz Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA Luft TIETJEN C VETTER H Einflu von Abf llen und Ausscheidungen der tierischen Produktion auf Boden und Pflanze In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 650 665 TRAULSEN H Verfahren zur Beseitigung tierischer Exkremente KTBL Berichte ber Landtechnik Nr 147 Ffm 1971 UBA Umwelt Bundes Amt Hrsg Abschlu bericht zum Projekt Anpassung der dt Methodik zur rechnerischen Emissionsermittlung an internationale Richtlinien sowie Erfassung und Prognose der Ammoniak Emissionen der dt Landwirtschaft und Szenarien zu deren Minderung bis zum Jahr 2010 UBA 2001 VDI Richtlinie 3471 Emissionsminderung Tierhaltung Schweine 1986 06 VDI Richtlinie 3472 Emissionsminderung Tierhaltung H hner 1986 06 VDI Richtlinie 3477 Entwurf Biologische Abgasreinigung Biofilte
106. mpf Abbildung 9 Schematischer Aufbau eines Rieselbettreaktors Diese Art der physikalischen Abluftreinigung wird bei Rieselreaktoren angewandt Dabei kommen verschiedene Varianten zum Einsatz Der Einbau zus tzlicher Filterw nde und die Applikationspositionen des Waschwassers sind m gliche Varianten die von Herstellern dieser Anlagen angeboten werden Rieselreaktoren werden in letzter Zeit h ufig auch als Biow scher bezeichnet Die Bezeichnung Biow scher ist auf die mikrobiologische Aktivit t auf der Filterwandoberfl che zur ckzuf hren Dieser sekund re Reinigungseffekt ist f r einen Teil der Geruchsstoffabscheidung verantwortlich Physikalische Filtersysteme eignen sich sehr gut zur Staubabscheidung Eine Minderung des Ammoniakgehaltes ist nur bedingt zu beobachten Dasselbe gilt f r die Geruchsabscheidung 3 Kenntnisstand 39 3 3 2 Chemische Abluftreinigung Die chemische Abluftreinigung ist in der Landwirtschaft durch den Einsatz von S ure gekennzeichnet Die S ure wird zur Abscheidung von Ammoniak eingesetzt Bei den chemischen W schern wird zus tzlich zum Waschwasser S ure appliziert Eine chemische W sche erfordert den Einsatz von s urebest ndigen Dosierpumpen die ber den pH Wert gesteuert werden Der pH Wert wird ber die Wasserstoffionenkonzentration im Waschwasser ermittelt Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau der S uredosierung bei einem chemischen W scher pH Meter Dosierpumpe Steuerung
107. n Ammoniakmassenstr men verhalten w rde konnte im Rahmen der Versuchsreihe nicht untersucht werden 5 Ergebnisse 103 1000 I 900 800 700 600 500 400 300 y 0 7954x 26 662 R 0 9104 NH3 Abscheideleistung in g h 200 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Ammoniakfracht im Rohgasin g h Abbildung 44 Ammoniakfracht im Rohgas im Verh ltnis zur Ammoniakabscheidung w hrend der Soemmermessungen 5 1 1 2 Staubabscheidung Die Staubkonzentrationen wurden wie in Kapitel 4 3 1 beschrieben ermittelt Da die Bestimmung der Abscheideleistung der Abluftreinigungsanlage gem des Cloppenburger Leitfadens vgl 3 4 4 ermittelt wurde konnte auf die Bestimmung des Gravimetriefaktors verzichtet werden Der Cloppenburger Leitfaden fordert eine Bestimmung der Abscheideleistung in Prozent Bei der Berechnung des Wirkungsgrades hat der Gravimetriefaktor keinen Einfluss auf den Wirkungsgrad Eko tats chliche Zunahme des Filtergewichtes kalkulierte Filtergewichtszunahme Wirkunsseradnf i E xC Faktor x100 Rohgaskonzentration xC Faktor Um die Bestimmung des Wirkungsgrades der Staubabscheidung durchzuf hren wurde an jeweils drei Messpunkten der Staubgehalt untersucht Die Messung des Staubes erfolgte in 104 5 Ergebnisse zwei verschiedenen Fraktionen Differenziert wurden die Staubpartikelgr en PM o und inhalierbare Staubpartikel
108. n als schwierig Zum einen mussten die langen Ansaugschl uche f r das Probengas so verlegt werden dass m glichst keine Aerosole und Staubpartikel eingesaugt werden Zum anderen ist die chemisch physikalische Belastung des Messger tes durch die Stallluft sehr hoch Hierdurch kam es zu einigen St rungen w hrend der Vorversuche und zu Beginn der Wintermessungen Zwar war die Messtechnik nicht unmittelbar im Stall sondern in einem separaten Serviceraum aufgestellt jedoch war auch in diesem eine hohe Staub und Ammoniakkonzentration vorhanden 128 6 Diskussion Wie auch schon andere Versuche Sie 03 Kec 97 und B 01 gezeigt haben ist die verwendete Ammoniakmesstechnik geeignet f r Langzeitmessungen Die Entnahme und Auswertung der Geruchsproben mit den eingesetzten Ger ten TO7 und TO8 verlief problemlos Einzig die in Kapitel 4 3 3 2 beschriebenen Anfangsprobleme des von der Firma Ecoma Emissionstechnik und Consult Mannebeck GmbH neu entwickelten TO8 k nnen hier als St rung bezeichnet werden Dieses hatte jedoch keine Auswirkung auf die Messwertanalyse da unmittelbar mit dem Vorg ngermodell gearbeitet werden konnte Die mit dem Aerosolspektrometer durchgef hrten Partikelkonzentrationsmessungen waren rohgasseitig unproblematisch Reingasseitig ist jedoch auf die Witterung zu achten da eventuell eingesaugte Aerosole vom Ger t als Partikel miterfasst werden Die gravimetrische Staubmessung erm glicht hier durch Trocknu
109. nd durch ein Filtermedium gef hrt Dabei kann die Passagerichtung sowohl vertikal als auch horizontal sein Der Wasserkreislauf erfolgt in beiden F llen vertikal Das heisst das Waschwasser wird oberhalb der Filterelemente verspr ht durchrieselt den Filterk rper und wird in einem Sumpf aufgefangen Von dort aus wird das Wasser wieder ber den Filterk rper gepumpt und zirkuliert so Auf der linken Seite der Abbildung ist ein weiterer vertikaler D senstrang dargestellt Dieser kann zus tzlich eingesetzt werden wird jedoch nicht als Ersatz f r die oben liegenden D sen dienen Diese Art der Vorkonditionierung dient in erster Linie zur Reinigung der Filterwand von Ablagerungen z B durch Grobstaub In der folgenden Abbildung ist das Prinzip der physikalischen Abluftreinigung dargestellt Das Waschwasser wird durch D sen vernebelt und befeuchtet die Luft innerhalb des Reaktionsraums sowie die Oberfl che der Filterwand Die im einstr menden Rohgas 38 3 Kenntnisstand befindlichen Staubpartikel werden befeuchtet verkleben miteinander und sinken zu Boden Der so aus dem Gas gewaschen Staub setzt sich als Schlamm im Sumpf ab Nach der Passage der Filterwand werden durch den Tr pfchenabscheider die Aerosole aus dem Gas abgeschieden Nun verl sst die Luft als Reingas die Abluftreinigungsanlage Reingas Rohgas Tr pfch bscheid Abluftschacht r pfichenabscheider D sen Filterwand Kunststoff Wasserleitung Tauchpumpe Su
110. nd verbunden der sehr viel Zeit und Geld kostet 140 7 Zusammenfassung Zusammenfassend kann gesagt werden dass die Abluftreinigung in der Landwirtschaft im Allgemeinen einen sehr hohen technischen Stand erreicht hat Man kann sie jedoch nicht als Stand der Technik bezeichnen Die untersuchte Anlage erf llte ber den Messzeitraum die an sie gestellten Anforderungen Die Zertifizierung von Abluftreinigung ist durch Ihren messtechnischen und zeitlichen Umfang f r die Hersteller und damit letztendlich auch f r den Landwirt mit sehr hohen Kosten verbunden Sie bietet jedoch den Landkreisen und auch den Betreibern eine Sicherstellung der Funktionstauglichkeit Die Funktionssicherheit hingegen ist sehr stark von der Kontrolle und Wartung durch den Betreiber abh ngig 8 Literaturverzeichnis 141 8 Literaturverzeichnis Aar 99 Baa 72 Bar 72 Big 04 Ble 72 Boe 03 Boe 72 Bot 95 B 01 AARNINK A J A ROELOFS P F M M ELLEN H GUNNINK H Dust sources in animal houses Proceedings on Dust Control in Animal Production facilities 30 Mai 2 Juni Aarhus D nemark 34 40 1999 BAADER W THAER R TRAULSEN H Verfahren zur Behandlung von Abf llen der tierischen Produktion In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 612 627 BARDTKE D JESERICH G Einflu von Abf llen und Ausscheidungen in der tierischen Produktion auf Wasser und Gew sser In Berichte
111. nderung sch dlicher Umwelteinwirkungen durch Emissionen in der Luft Wasser und Boden unter Einbeziehung der Abfallwirtschaft um ein hohes Schutzniveau f r die Umwelt insgesamt zu erreichen sowie dem Schutz und der Vorsorge gegen Gefahren erhebliche Nachteile und erhebliche Bel stigungen die auf andere Weise herbeigef hrt werden Das BImSchG ist das Gesetz zum Schutz vor sch dlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen Ger usche Ersch tterungen und hnliche Vorg nge Der landwirtschaftliche Sektor insbesondere Tierhaltende Betriebe wird durch 3 BImSchG betroffen weil die Stallungen eines Betriebes als Emittent agieren Der Gesetzgeber regelt mit dem BImSchG die Errichtung und den Betrieb von Anlagen die Genehmigung von Anlagen die Ermittlung von Emissionen und Immissionen sicherheitstechnische Pr fungen technischer Ausschluss f r Anlagensicherheit 3 Kenntnisstand 45 Beschaffenheit von Anlagen Stoffen Erzeugnissen Brennstoffen Treibstoffen und Schmierstoffen Beschaffenheit und Betrieb von Fahrzeugen Bau und nderung von Stra en und Schienenwegen berwachung der Luftverunreinigung im Bundesgebiet Luftreinhaltepl ne und L rmminderungspl ne sowie gemeinsame Vorschriften F r die Immissions und Emissionsgesetzte ist in Folge des BImSchG die TA Luft formuliert worden Das BImSchG ist durch bisher 28 BImSchV erg nzt und ge ndert worden Die letzte
112. nderung wurde am 8 7 2004 in Kraft gesetzt 46 3 Kenntnisstand 3 4 2 TA Luft Die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft TA Luft vom 24 7 2002 dient als Anleitung und Verwaltungsvorschrift zur Umsetzung des BImSchG Die TA Luft dient dem Schutz der Allgemeinheit und der Nachbarschaft vor sch dlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen und der Vorsorge gegen sch dliche Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen um ein hohes Schutzniveau f r die Umwelt zu erreichen Der Schutz vor sch dlichen Geruchseinwirkungen wird nicht durch die TA Luft geregelt wohl aber die Vorsorge gegen diese F r den landwirtschaftlichen Bereich sind insbesondere die Regelungen f r Mindestabst nde zu bebauten Gebieten und kosystemen wichtig Die Mindestabst nde sind ber die folgende Abstandkurve geregelt Mindestabstandskurve ee Gefl gel Schweine Mindestabstand m 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Tierlebendmasse in Gro vieheinheiten GV Abbildung 12 Mindestabstandskurve f r Gefl gel und Schweinest lle TA Luft 3 Kenntnisstand 47 Tabelle 9 Faktoren zur Umrechnung von Tierplatzzahlen in Tierlebendmasse angegeben in GV TA Luft Tierart Mittlere Einzeltiermasse GV Tier Schweine Niedertragende und leere Sauen Eber Sauen mit Ferkeln bis 10 kg Ferkelaufzucht bis 25 kg Jungsauen bis 90 kg Mastschweine bis 110
113. ndwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 557 570 HOPP J Entwicklung und Bau von Biofilteranlagen im Baukastensystem und verfahrenstechnische Bewertung VDI MEG Schrift 327 Dissertation Kiel 1998 HOY S Nur etwas Staub und sonst nicht DGS Spezial 8 1998 DIN EN ISO IEC 17025 Norm f r die Akkreditierung als Pr flaboratorium KARLSON P Kurzes Lehrbuch der Biochemie f r Mediziner und Naturwissenschaftler Stuttgart 1984 144 8 Literaturverzeichnis Kec 97 Kow 81 Kra 72 Kra 87 K h 04 K n 72 Lai 96 LAI Lar 73 Loe 77 KECK M Beeinflussung von Raumluftqualit t und Ammoniakemissionen aus der Schweinehaltung durch verfahrenstechnische Ma nahmen Forschungsbericht Agrartechnik der Max Eyth Gesellschaft Agrartechnik im VDI Hohenheim 1997 Dissertation an der Universit t Hohenheim Institut f r Landtechnik KOWALESKY H Verminderung von Geruchsemissionen durch Erdfilter Landtechnik 36 Jahrgang 1981 Heft 1 S 8 10 KRAUSE R Technische Verfahren zur Anwendung behandelter Produktionsabf lle auf Nutzfl chen Brach und dland In Berichte ber Landwirtschaft Bd 50 1972 Heft 3 S 628 637 KRAUSE K H JANSEN J Stallinterne Beeinflussung der Gesamtemissionen aus Tierhaltungen Grundlagen der Landtechnik 1987 Bd 37 Nr 6 S 2313 220 K HR R Einsatz von Additiven zur Geruchsneutralisation von Stallabluft Diplomarbeit Inst f r Landtechnik Universit t Bonn
114. ne aus Kunststoff bestehende Filterwand eingesetzt und von dem Mitbewerber eine Filterwand aus Karton vgl 4 1 2 Die dreistufige Variante setzt zus tzlich nach der chemischen Abscheidung noch eine biologische Stufe ein Diese bestand in beiden F llen aus einer aus gerissenem Wurzelholz bestehenden Filterstufe Die Befeuchtung der Filterw nde war im Wesentlichen identisch wobei jede Wand jeweils von oben mit Wasser bzw Wassers uregemisch berieselt wurde Vor der ersten Filterwand 56 3 Kenntnisstand wurde zu Reinigungszwecken ein D sengest nge angeordnet um grobe Verunreinigungen von der Filterwand zu beseitigen 4 Material und Methoden 57 4 Material und Methoden 4 1 Kenngr en der untersuchten Anlage 4 1 1 Schweinemaststall Der untersuchte Schweinemaststall mit der Abluftreinigungsanlage ist 2001 erbaut worden Er liegt in Steinfeld Harpendorf im Landkreis Vechta in Ortsrandlage In der Abbildung 13 Lageplan sind die Stall und Hofgeb ude gekennzeichnet sowie die Hauptstra e B 214 die durch den Ort f hrt CTAA EN Gemarkung Steinfeld i 27 ACKERLAND S y REGENWASSER VERSICKERT Set AUF DEM GRUNDST CK FRASEN j Abbildung 13 Lageplan des Hofes und des untersuchten Stalls mit Abluftreinigungsanlage In der Abbildung 13 sind der Stall und die Abluftreinigungsanlage mit zwei Kreisen gekennzeichnet Der gro e Kreis umschlie t den Schweinemastst
115. nen so einen Aufschluss ber das Leistungsverm gen der Anlage in Extremsituationen geben Es wurden sowohl minimale als auch maximale Luftwechselraten erfasst 6 3 Vergleich anderer Abluftreinigungssyteme F r einen Vergleich mit lteren und bestehenden Systemen wurde auf Literaturquellen zur ckgegriffen Im Vergleich von lteren Systemen ist die technische Entwicklung die diese Systeme genommen haben sehr gut zu dokumentieren 6 Diskussion 131 Im Rahmen der KTBL Datenerhebung wurden die in Deutschland und auf dem deutschen Markt aktiven Hersteller zu ihren zurzeit angebotenen Abluftreinigungsanlagen befragt Dreizehn Hersteller wurden angeschrieben Von jedem Hersteller wurde ein System ausgew hlt das dieser im Moment vertreibt Abbildung 55 zeigt das Ergebnis der Datenerhebung D Anzahl Anzahl m n Anlagensystem Abbildung 55 bersicht der auf dem Markt erh ltlichen Abluftreinigungssysteme Die Abbildung zeigt dass zum Zeitpunkt der Befragung 13 Anlagentypen vertreten waren Davon sind vier Biofilter drei Rieselbettreaktoren drei mehrstufige Anlagen zwei W scher und ein chemischer W scher Die Unterteilung ist nicht so eindeutig m glich da einige Hersteller darauf hingewiesen haben dass z B ein normaler W scher auch mit S uredosierung umger stet und so als chemischer W scher betrieben werden kann Das Gleiche gilt auch umgekehrt Bei den drei mehrstufigen A
116. ng eine Korrektur Jedoch hat die rein gravimetrische Staubmessung einige Nachteile Sie dauert sehr lange weil ein gro es Volumen gefiltert werden muss um eine messbare Menge an Partikeln zu sammeln Des Weiteren ist durch die Gravimetrie lediglich der Gesamtstaub zu bestimmen Die Bestimmung des inhalierbaren Staubs durch die angewendete Streulichtmethode beschreibt zwar das Gefahrenpotential der Partikel besser ist jedoch bei den derzeitigen Forderungen f r die Zertifizierungsmessungen nicht der gravimetrischen Methode vorzuziehen wie sich im Nachhinein herausgestellt hat siehe Kapitel 6 3 Zusammenfassend sind die verwendeten Messmethoden f r die Messungen an Abluftreinigungsanlagen als geeignet zu bezeichnen 6 2 Bewertung der untersuchten Abluftreinigungsanlage anhand der Messergebnisse Wie in der Ergebnisdarstellung Kapitel 5 gezeigt wurde konnte im Rahmen der Messungen eine hohe Abscheidung der Emissionsfaktoren Ammoniak Staub und Geruch nachgewiesen werden Die Ammoniakabscheidung erreichte sowohl im Winter als auch im Sommermesszeitraum im Mittel einen Wirkungsgrad von ber 70 Durch die unterschiedlichen Zeitr ume wurde die Ammoniakabscheidung der Abluftreinigungsanlage bei verschieden Luftvolumenstr men ermittelt In der folgenden Abbildung ist zu sehen 6 Diskussion 129 dass sich die Ammoniakabscheidung Wirkungsgrad in unabh ngig vom Volumenstrom verh lt Insgesamt ist eine sehr gro e Streuung zu be
117. ngenehm bis u erst unangenehm Die Hedonik beschreibt den Geruch Hierbei wird die Geruchsqualit t durch die Probanden bewertet 32 3 Kenntnisstand 3 1 3 2 Geruchseinheiten GE Geruchseinheiten GE beschreiben die Geruchsstoffkonzentration in einem Kubikmeter Luft Die Geruchsschwelle ist nach VDI 3881 VDI 3881 wie folgt definiert Die Konzentration von Geruchstr gern an der Geruchsschwelle f hrt bei 50 der definierten Grundgesamtheit Probanden zu einem Geruchseindruck Die Geruchsstoffkonzentration ist an der Schwelle definitionsgem 1 GE m Der Wert 1000 GE m sagt aus dass die Geruchsprobe 1000 mal verd nnt werden m sste damit der Geruch nur noch von 50 aller Probanden wahrgenommen werden w rde 3 2 Geschichtliche Entwicklung der Abluftreinigung in der Landwirtschaft Die Einf hrung der Abluftreinigungsverfahren in der Landwirtschaft ging mit zwei Entwicklungen einher Zum einen ver nderte sich ab den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts die landwirtschaftliche Tierhaltung Die Anzahl der Tierhaltenden Betriebe nahm ab wobei die Tierzahl pro Betrieb kontinuierlich wuchs Sch 75 Dieser Prozess hat sich bis heute fortgesetzt Somit steigt die Tierbesatzdichte in Deutschland an Zum anderen ist die Siedlungsentwicklung im l ndlichen Raum angestiegen W hrend der l ndliche Raum fr her durch landwirtschaftlich gepr gte Dorfstrukturen charakterisiert wurde ist das Dorfbild heute anders Viele D
118. ngsanlage in erster Linie auf die eingesetzten Pumpen die Steuerungseinrichtung sowie die zum Betreiben der Anlagen st rkeren Ventilatoren Diese m ssen aufgrund des h heren Druckwiderstandes eingesetzt werden Die Abluftreinigungsanlage arbeitet mit zwei kontinuierlich laufenden Tauchpumpen die das Waschwasser zirkulieren lassen vgl 4 1 2 Jede dieser Pumpen hat eine Leistungsaufnahme von 0 55 KW Zus tzlich arbeitet eine Kreiselpumpe 20 der Zeit mit einer Nennleistung von 0 75kW Die Kreiselpumpe f rdert das Wasser f r die 5 Ergebnisse 117 Wasservernebelung vor der ersten Filterstufe vgl 4 1 2 Daraus ergibt sich wie in Tabelle 25 dargestellt ein Energieverbrauch von ca 30 kWh d Tabelle 25 Energieverbrauch der Abluftreinigungsanlage Pumpen Energieverbraucher Anzahl Nennleistung Einsatzdauer Energieverbrauch kW pro Tag h kWh d Tauchpumpe 2 0 55 24 0 26 4 Kreiselpumpe 1 0 75 4 8 3 6 Gesamtenergieverbrauch pro Tag 30 0 Der Energiebedarf f r die Anlagensteuerung und die Dosierung wurde vom Hersteller der Anlage mit lt 0 5 kWh d benannt Tabelle 26 Energieverbrauch der Abluftreinigungsanlage gesamt Energieverbrauch der Abluftreinigung Pumpen 30 0 kWh d Steuerung 0 5 kWh d Gesamt 30 5 kWh d 11132 5 kWh a Die Herstellerangaben konnten durch eigene Messungen verifiziert werden Vom 22 11 2002 bis zum 3 6 2003 wurden t glich die Z hle
119. nlagen handelt es sich um zwei dreistufige Systeme und ein zweistufiges Laut Herstellerangabe k nnen die dreistufigen Systeme auch als zweistufiges physikalisch chemisches System angeboten werden Die Abscheideleistung der Emissionsfaktoren Ammoniak Staub und Geruch der verschiedenen Systeme sind in den folgenden zwei Tabellen anhand von Beispielen aufgef hrt Tabelle 32 zeigt eine bersicht verschiedener Abluftreinigungsanlagen und 132 6 Diskussion deren Abscheideleistungen Die Daten sind verschieden Ver ffentlichungen entnommen und k nnen so auf die Durchf hrung von Messungen berpr ft werden Tabelle 32 Abscheiderate lterer System Literaturwerte Abluftreinigung Abscheiderate in Typ Ammoniak Staub Geruch Jahr Quelle LEONE gt 90 gt 80 6 41 1996 Sie 96 ombination Biofilter 26 61 Biofilter II 36 kA 89 1996 Biofilter III 22 85 ER Biofilter Biochips ca 75 Biofilter Rindenhackholz Le noeh Maro Gewebefilter k A 68 k A UV Bestrahlung ca 32 k A 65 1975 Sch 75 Spr hw scher 46 81 53 Chemischer W scher 67 k A 60 1973 Lar 73 Biofilter 49 48 Biofilter II lt 80 SECH Biofilter 73 93 61 97 1998 Nic 98 Biofilter mit vorgeschaltetem 55 98 65 95 2000 She 00 W scher Biofilter mit vorgeschaltetem 40 80 20 80 1995 Man 95 W scher Biofilter mit vorgeschaltetem 60 98 60 98 1998
120. ntrationen des Ammoniaks im Roh und Reingas sowie die Abscheidung in ppm w hrend der Wintermessungen Die Werte sind aufsteigend nach der Rohgaskonzentration aufgef hrt Hierbei ist zu sehen dass sich die Reingaskonzentration unabh ngig von der des Rohgases verh lt Zwar ist die Reingaskonzentration einer gro en Streuung R 0 0004 unterlegen jedoch l sst der Verlaufstrend mit einer Steigung von nahezu Null darauf schlie en dass bei den geringen Volumenstr men im Winter die Ammoniakkonzentration des Rohgases keinen Einfluss auf die des Reingases hat Die Abscheidung verl uft nahezu parallel zur Rohgaskonzentration 5 Ergebnisse 97 y 0 012x 17 947 35 00 Rohgaskonzentration in ppm R 0 9744 D A eare in ppm 30 00 Abscheinung in g Linear Kohgaskenzentration in ppm Linear Abscheinung in ppm E 2500 Linear Reingaskonzentration in ppm y 0 0122x 10 243 e 0 8133 5 S 20 00 E N E 15 00 Ss S g 10 00 y 0 0001x 7 7047 lt R 0 0004 5 00 0 00 T T T T T T T is 1 101 201 301 401 501 601 701 801 Messwerte aufsteigend sortiert nach Rohgaskonzentration Abbildung 37 Abscheidung und Ammoniakkonzentration im Roh und Reingas w hrend der Wintermessungen sortiert nach der Rohgaskonzentration Abbildung 38 gibt Aufschluss ber den Verd nnungseffekt Hierzu wurde die Ammoniakkonzentration und der Ammoniakmassenstro
121. obachten 100 Wirkungsgrad Volumenstrom x Wirkungsgrad Linear Volumenstrom x Wirkungsgrad 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 Volumenstrom m h Abbildung 54 Einfluss des Volumenstroms auf den Wirkungsgrad der Ammoniakabscheidung Die Staubabscheidung lag im Mittel bei ber 95 des inhalierbaren Staubes Dieses konnte im Rahmen der Winter und Sommermessreihen wiederholt festgestellt werden Die Partikelkonzentration im Reingas betrug im Winter im Mittel 48 6 ug m Die h chste Konzentration lag bei 89 4 ug m und die niedrigste bei 21 6 ug m W hrend der Sommermessungen erh hte sich die Partikelkonzentration im Reingas auf 52 8 ug m im Mittel bei einem Maximalwert von 133 4 ug m und einem Minimalwert von 25 8 ug m Zusammenfassend ist das Staubabscheidungsverm gen der betrachteten Abluftreinigungsanlage als sehr gut zu bezeichnen Der Wirkungsgrad verlief ber den betrachteten Zeitraum sehr konstant auf hohem Niveau Die Ergebnisse der Geruchsabscheidung durch die Abluftreinigungsanlage haben gezeigt dass sich durch den Einbau der dritten Reinigungsstufe aus Wurzelholz die Reinigungsleistung erheblich erh ht hat Die Nutzung der biologischen Stufe erh hte die Geruchsabscheidung im Winter um ca 68 und im Sommer um ca 30 Die 130 6 Diskussion Geruchstoffkonzentration im Reingas betrug w hrend des Winterzeitraums im Mittel 256 5 GE m
122. oder Betriebsweisen heranzuziehen die mit Erfolg im Betrieb erprobt worden sind 52 3 Kenntnisstand Dar ber hinaus verweist 3 Abs 6 des BImSchG auf die im Anhang aufgef hrten Kriterien zur Bestimmung des Standes der Technik BImSchG Bei der Bestimmung des Standes der Technik unter Ber cksichtigung der Verh ltnism igkeit zwischen Aufwand und Nutzen m glicher Ma nahmen sowie des Grundsatzes der Vorsorge und Vorbeugung jeweils bezogen auf Anlagen einer bestimmten Art insbesondere folgende Kriterien zu ber cksichtigen 1 Einsatz abfallarmer Technologie 2 Einsatz weniger gef hrlicher Stoffe 3 F rderung der R ckgewinnung und Wiederverwertung der bei den einzelnen Verfahren erzeugten und verwendeten Stoffen und gegebenenfalls der Abf lle 4 vergleichbare Verfahren Vorrichtungen und Betriebsmethoden die mit Erfolg im Betrieb erprobt wurden 5 Fortschritte in der Technologie und in den wissenschaftlichen Erkenntnissen 6 Art Auswirkung und Menge der jeweiligen Emissionen 7 Zeitpunkte der Inbetriebnahme der neuen oder bestehenden Anlagen 8 f r die Einf hrung einer besseren verf gbaren Technik erforderliche Zeit 9 Verbrauch an Rohstoffen und Art der bei den einzelnen Verfahren verwendeten Rohstoffe einschlie lich Wasser sowie Energieeffizienz 10 Notwendigkeit die Gesamtwirkung der Emissionen und die Gefahren f r den Menschen und die Umwelt so weit wie m glich zu vermeiden oder
123. r en 66 Abbildung 22 Lage der Messpunkte f r die Rahmenparameter gt 67 14 Abbildungsverzeichnis Abbildung 23 Positionierung der Staubmessstellen im Roh und Reingas EE Au ee ee ee 68 Abbildung 24 Str mungsbedingungen f r das Reingas nach dem Austritt aus der ele EE 69 Abbildung 25 Funktionsschema eines Grimm Staubmessger tes Fa Grimm 70 Abbildung 26 Aufbau des Ammoniakmessger ts und der Probenentnahmesteuerung DOREEN LE ee 72 Abbildung 27 Ger teaufbau und Messprinzip des Multigasmonitors Typ 1302 nach BRUEL EA EE 74 Abbildung 28 Schematische Darstellung des Probennehmers nn gt 75 Abbildung 29 Entnahmestellen f r die Geruchsproben Draufsicht 76 Abbildung 30 Verlauf der Ammoniakkonzentration und des Wirkungsgrades w hrend ele E 88 Abbildung 31 Einflussfaktoren auf Ammoniakkonzentrationen gt 91 Abbildung 32 Ammoniakkonzentrationen im Roh und Reingas sowie der Wirkungsgrad der Abluftreinigungsanlage w hrend der Wintermessungen 92 Abbildung 33 Ammoniakkonzentrationen im Roh und Reingas sowie der Wirkungsgrad der Abluftreinigungsanlage w hrend der Sommermessungen 93 Abbildung 34 Tageszeitverl ufe der Ammoniakkonzentration der Temperatur und des Volumenstroms w hrend des Winters nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nnan nnnnn nennen 94 Abbildung 35 Tagesverl ufe der Ammoniakkonzentration der Tempe
124. r 2002 08 VDI Richtlinie 3478 Biologische Abgasreinigung Biow scher und Rieselbettreaktoren 1996 07 VDI Richtlinien VDI 3881 e Blatt 1 05 86 Olfaktometrie Geruchsschwellenbestimmung Grundlagen e Blatt 2 01 87 Olfaktometrie Geruchsschwellenbestimmung Probennahme 148 8 Literaturverzeichnis VDI 3882 VDI 3940 VDI 3940 VDI VDE 2040 Vet 93 Vet 73 Vog 72 Wol 72 e Blatt 3 11 86 Olfaktometrie Geruchsschwellenbestimmung Olfaktometer mit Verd nnung nach dem Gasstrahlprinzip e Blatt 4 Entwurf 12 89 Olfaktometrie Geruchsschwellenbestimmung Anwendungsvorschriften und Verfahrenskenngr en VDI Richtlinien VDI 3882 e Blatt 1 1992 Teil 1 Olfaktometrie Bestimmung der Geruchsintensit t e Blatt 2 E 1992 Teil 1 Olfaktometrie Bestimmung der hedonischen Geruchswirkung VDI Richtlinie VDI 3940 Bestimmung der Geruchsemissionen durch Begehung 1993 10 VDI Richtlinie 3940 Bestimmung der Geruchsstoffimmission durch Begehungen 1993 10 VDV VDE Richtlinie 2040 Blatt 2 Berechnungsgrundlagen f r die Durchflu messung mit Blenden D sen und Venturirohren Gleichungen und Gebrauchsformeln 1984 04 VETTER H Ammoniak und Umwelt RKL Schrift 18 93 VETTER H et al Mist und G lle Verwertung und Beseitigung von Fl ssigmist und H hnerkot Ffm 1966 VOGT H B HME H Anwendung von tierischen Verarbeitung s und Produktionsabf llen in der Nutztierf tterung In
125. r Abluftreinigungsanlage im Mittel 93 Tabelle 18 Wirkungsgrad der Staubabscheidung im Miel 104 Tabelle 19 Geruchsstoffkonzentration w hrend der Wintermessungen 107 Tabelle 20 Geruchsstoffkonzentration w hrend der Sommermessungen 108 Tabelle 21 Geruchsabscheideleistung ohne die biologische Stufe im Wumter 109 Tabelle 22 Geruchsabscheideleistung ohne die biologische Stufe im Sommer 109 Tabelle 23 Hedonische Wertung der Reingasproben 4440 110 Tabelle 24 S ureeinsatz und Ammoniakabscheidung 4444 116 Tabelle 25 Energieverbrauch der Abluftreinigungsanlage Pumpen 117 Verzeichnis der Tabellen 17 Tabelle 26 Energieverbrauch der Abluftreinigungsanlage gesamt 117 Tabelle 27 Energieverbrauch der Vertraucheroruppen nennen 119 Tabelle 28 Ee UE e EE 120 Tabelle 29 Modellkalkulation f r die j hrlichen Kosten einer Abluftreinigungsanlage Auslegungsgr e 60000 mb 123 Tabelle 30 bersicht der Kosten f r Abluftreinigungsanlagen bei gr eren Tierbestanden Lie d WEE 124 Tabelle 31 Grobe bersicht zu Investitions und Betriebskosten von Abluftreinigungsverfahren zusammengefasst von Hah 01 124 Tabelle 32 Abscheiderate lterer System LL iieratumwerte nn 132 Tabelle 33 Abscheiderate heutiger Systeme Herstellerangaben 132 Tabelle 34 Berechnung des Unternehmensgewinn pro Mastschwein
126. r einen Seite sind die Emissionskenngr en in Form der Staub Ammoniak und Geruchskonzentration im Roh und Reingas zu erfassen und zum anderen sind die Rahmenparameter aufzuzeichnen die einen Einfluss auf die Emissionen haben k nnen Hierbei handelt es sich um e Volumenstrom e pH Wert im Waschwasser e Differenzdr cke e Temperatur im Roh und Reingas e Relative Luftfeuchtigkeit im Roh und Reingas e Au entemperatur und feuchtigkeit e Betriebsmittelverbrauch Wasser und S ure e Energieverbrauch e Tieranzahl und deren Lebendmasse 66 4 Material und Methoden 4 3 Messtechnik und Verfahren der Messungen Im Rahmen der Untersuchung an der Abluftreinigungsanlage wurden die Konzentrationen von Staub Geruch und Ammoniak ermittelt Damit die Abscheideleistung dieser Emissionsgr en ermittelt werden konnte wurden jeweils roh und reingasseitig Proben entnommen In der Abbildung 21 sind die Entnahmepunkte gekennzeichnet Rohgasmesspunkt Ammoniak Rohgasmesspunkt Staub und Geruch Zentraler Abluftschacht Tierbereich Reingasmesspunkt Ammoniak und Geruch Reingasmesspunkt Staub Abbildung 21 Lage der Messpunkte f r die Emmissionskenngr en Die Wahl der Entnahmepunkte und die Durchf hrung der Probennahme wird in den folgenden Kapiteln beschrieben Die Messpunkte der Rahmenparameter wurden an den in der Abbildung 22 markierten Punkten installiert Diese sind im Einzelnen nachfolgen
127. r gro sodass die Standardabweichungen bei 637 2 ug m im Rohgas und 22 8 ug m im Reingas liegen F r den Sommerzeitraum ist in Abbildung 46 ein hnliches Bild zu sehen Hier betr gt der Mittelwert 940 ug m im Rohgas und 58 ug m im Reingas Die Standardabweichung betr gt 559 2 ug m rohgasseitig und 29 5 u g m reingasseitig 4000 2000 n m wesch Q CH CH E E E 800 600 S 400 200 100 80 S A0 s e o e Partikelkonzentration ug m 0 2 4 6 8 10 12 14 Einzelmessung Abbildung 46 Konzentration der inhalierbaren Partikel im Roh und Reingas w hrend der Sommermessungen logarithmische Darstellung Abbildung 45 und Abbildung 46 zeigen um welche Gr enordnungen es sich bei den Partikelkonzentrationen handelt Unter der Annahme dass die installierte L ftungsleistung 60000 m h betr gt und im Jahresmittel 40 genutzt werden betr gt der durchschnittliche Volumenstrom ca 24000 m h Das bedeutet eine Abscheidung von ca 25 8 g h an inhalierbarem Staub Die 106 5 Ergebnisse Partikelquellst rfke im Rohgas betr gt bei dem og Volumenstrom 27 1 g h Die Partikelquellst rke kann somit auf ca 1 3 g h reingasseitig reduziert werden Ausgehend von einer Partikelquellst rke von 27 1 g h w rden ohne eine Reinigung der Abluft 237 4 kg a emittiert werden Das bedeutet es ergeben sich ca 0 4 kg inhalierbarer Staub pro Mastplatz und Jahr Untersuchungen von Har 95 haben ca 0 5 kg Gesamt
128. r regelt im Rahmen einer Zertifizierung die Mindestanforderungen die eine Abluftreinigungsanlage erbringen muss Der Leistungsnachweis erfolgt ber Zertifizierungsmessungen Im Rahmen der Zertifizierung wurde nach den Vorgaben des Landkreises Cloppenburg die Leistungsf higkeit einer dreistufigen Abluftreinigungsanlage untersucht Die Anlage arbeitet mit je einer physikalischen chemischen und biologischen Reinigungsstufe Die durchgef hrten Messungen der Ammoniak Staub und Geruchsabscheidung belegen dass das untersuchte System eine mittlere Ammoniakreduktion von 70 erreicht Der mittlere Wirkungsgrad f r die Abscheidung von inhalierbaren Staubpartikeln wurde im Bereich von 95 ermittelt Die Geruchsstoffkonzentration kann im Durchschnitt im Winter um 83 und im Winter um 75 gesenkt werden Im Mittel lag die Reingasgeruchskonzentration damit w hrend der Wintermessungen bei ca 257 GE m und w hrend des Sommers bei ca 249 GE m In beiden Messzeitr umen konnten bei keiner Messung der prozesstypische Rohgasgeruch im Reingas festgestellt werden Die Messungen nach den Zertifizierungsvorgaben des Landkreises Cloppenburg erfordern ein hohes Ma an messtechnischer Sicherheit f r eine derartige Langzeitmessung Die Anforderungen die an die Messger te gestellt werden sind gerade bei extremen Klimabedingungen und unter den stalltypischen Umgebungsbedingungen sehr hoch Die Zertifizierung der Anlagen ist mit einem extrem hohen Messaufwa
129. ratur und des Volumenstroms w hrend des Sommers 222444444444400nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nenn 95 Abbildung 36 Tiergewichtszunahme im Wimterzetraum nenne 97 Abbildung 37 Abscheidung und Ammoniakkonzentration im Roh und Reingas w hrend der Wintermessungen sortiert nach der Rohgaskonzentration 96 Abbildung 38 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Rohgas w hrend der Wintermessungen nn 97 Abbildung 39 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Reingas w hrend der Wintermessungen ssssssesssssseeeerreesee 98 Abbildung 40 Abscheidung und Ammoniakkonzentration im Roh und Reingas w hrend der Sommermessungen sortiert nach der Rohgaskonzentration 99 Abbildung 41 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Rohgas w hrend der Sommermessungen 100 Abbildung 42 Ammoniakkonzentration und Ammoniakmassenstrom bezogen auf den Volumenstrom im Reingas w hrend der Sommermessungen sssssssssrsssse 101 Abbildungsverzeichnis 15 Abbildung 43 Ammoniakfracht im Rohgas im Verh ltnis zur Ammoniakabscheidung w hrend der Wintermessungen EEN 102 Abbildung 44 Ammoniakfracht im Rohgas im Verh ltnis zur Ammoniakabscheidung w hrend der Gommermessunden EE 103 Abbildung 45 Konzentration der inhalierbaren Partikel im Roh und Reingas w hrend der Winterme
130. rbeiziehen der Luft zu vermeiden Der Schaumstoff ist photostabil und kann in einem Temperaturbereich von 80 C bis 80 C eingesetzt werden Die Kunststoffkisten sind stapelbar und berlappen mit der Stapelkante 12 mm Um eine h here Stabilit t zu gew hrleisten sind die Kisten fest miteinander verbunden Zu Kontrollzwecken k nnen zwei der Kisten herausgenommen werden um so den Bereich zwischen zweiter und dritter Wand zu sichten Insgesamt hat die biologische Stufe eine Fl che von 14 34 m und ein Volumen von 5 73 m Die Wand hat die Abmessungen 2 24 x 6 4 x 0 4 H he Breite Dicke Daraus resultiert eine Filterfl chenbelastung von 4534 m h m bei maximaler Luftrate und 1814 m h m bei durchschnittlicher Luftrate Die Filtervolumenbelastung betr gt 4 Material und Methoden 65 4534 m h m und entsprechend f r die maximale Auslegung 11335 m h m Das Wurzelholz stammt aus einem Sieb berlauf und hat eine mittlere L nge von 15 cm Die Befeuchtung erfolgte durch wie in Kap 5 2 2 1 beschrieben ber den sehr hohen Wassergehalt der Luft Zus tzlich konnte durch den Landwirt eine manuelle Befeuchtung ber einen Berieselungsschlauch erfolgen Die zus tzliche Befeuchtung kam w hrend der Untersuchungen nur sehr selten zum Einsatz und beschr nkte sich auf wenige Tage im Jahr 4 2 Messgr en F r die Messungen im Rahmen einer Zertifizierung sind verschiedene Parameter in unterschiedlichen Intervallen zu erfassen Auf de
131. rfahren zusammengefasst von Hah 01 Investitionskosten m h Betriebskosten Gesamtkosten 1000 m h E MP ai V lt 20000 m h V gt 20000 m h hochwertig Mindeststandard Biofilter 12 5 37 5 4 7 5 0 2 0 75 10 27 Rieselbett 10 7 5 0 5 1 8 5 18 Biow scher 10 40 4 20 0 5 2 5 17 39 Chemow scher 25 4 0 5 2 5 8 5 18 Thermische 25 12 5 1 5 7 5 Verfahren Neuinstallation 5 Ergebnisse 125 5 4 Zertifizierung von Abluftreinigungsanlagen Die Zertifizierung von Abluftreinigungsanlagen im Rahmen der Eignungsfeststellung wie sie nach dem Leitfaden des Landkreises Cloppenburg gefordert wird verfolgt folgende Ziele e Abluftreinigungsanlagen sollen nachweislich die vom Hersteller angegebenen Abscheideleistungen erreichen e die Anlagen m ssen ihre Betriebssicherheit beweisen e eine kontinuierliche Arbeitsweise muss sichergestellt sein e der Betrieb unter Extrembedingungen muss gew hrleistet sein Der Leitfaden des Landkreises Cloppenburg ist aus umweltpolitischen Notwendigkeiten entstanden Dabei spielten in erster Linie Abluftbehandlungsmethoden eine Rolle die keine oder nur sehr kurzzeitige Wirkungen erzielten Die Landwirtschaft ist jedoch in belasteten Regionen auf eine funktionierende Technik angewiesen Aus diesem Grund war ma gebend wie man sicherstellen kann dass die eingesetzten Abluftreinigungsanlagen den Anforderungen gen gen Das Zertif
132. rgieverbrauch der gesamten Anlage teilt sich wie in Abbildung 53 dargestellt auf Dabei fallen 29 auf den Betrieb der Abluftreinigungsanlage und 59 auf den der L ftung Die restlichen 12 werden f r alle sonstigen Verbraucher genutzt Bei einem Energiepreis von 0 14 kWh ergeben sich die in den folgenden Tabelle stehenden Energiekosten Tabelle 28 Energiekosten Energiekosten h Energiekosten d Energiekosten a Sonstiges 0 071 1 70 620 50 Abluftreinigung 0 177 4 25 1551 25 L ftung 0 381 9 14 3336 10 Gesamt 0 629 15 1 5507 85 5 Ergebnisse 121 5 2 3 Arbeitszeitbedarf Der Arbeitszeitbedarf wird vom Hersteller der Abluftreinigungsanlage mit 10 Minuten pro Tag angegeben Diese Angabe wurde durch den Landwirt best tigt Der Arbeitszeitbedarf kann in die folgenden drei Punkte unterteilt werden e Kontrolle e Reinigung e Wartung Diese beinhalten die in den folgenden Punkten beschriebenen Arbeiten Sie fallen in unterschiedlicher H ufigkeit an und werden so auf die t glichen 10 Minuten Arbeitszeit aufgeteilt Der j hrliche Arbeitszeitbedarf betr gt somit ca 61 Stunden Die Kontrolle der Abluftreinigungsanlage geh rt zu den t glichen Aufgaben des Landwirts Sie beinhalten die Kontrolle der Anlagensteuerung und der Anlage selbst Bei der Steuerung sind die Verl ufe des pH Werts zu kontrollieren Hierbei muss gew hrleistet sein dass der eingestellte Soll
133. rst nde f r den Energieverbrauch notiert Der Energieverbrauch der Abluftreinigungsanlage wurde mit einem eigenen Stromz hler gemessen Die folgende Abbildung zeigt die angeschlossenen Energieverbraucher und die zugeh rigen Stromz hler 118 5 Ergebnisse Licht F tterung Sonstiges Energieverbrauch L ftung m Energieverbrauch Energieverbrauch Abluftreinigung 128362 23 KL __ 128362 23 Lemmer ms 128362 23 eme mm l Energieverbrauch Gesamt Abbildung 51 Aufbau der Energiemessungen mit Stromz hlern Bei den Stromz hlern handelte es sich um handels bliche kalibrierte Drehstromz hler Es wurden drei Z hler installiert Je ein Z hler zeichnete den Energieverbrauch der Abluftreinigungsanlage und den der L ftung auf der dritte Z hler protokollierte den restlichen Verbrauch Dieser teilte sich in F tterung Licht und alle weiteren Verbraucher auf Hierzu z hlten z B auch der Hochdruckreiniger und andere Ger te zur Reinigung und Wartung Jeder Z hlerstand wurde mit Datum und Uhrzeit vermerkt so dass eine Interpolation auf eine Stunde Tag oder Jahr m glich ist Das nachfolgende Diagramm zeigt den Verlauf des Stromverbrauchs ber den Messzeitraum 5 Ergebnisse 119 8 Sonstiges I 7 Abluftreinigung a L ftung 6 s E a S 5 T noa 1 D 5 na As s 9 z 4 T SC Ka
134. schen eine biologische Stufe Die biologische Abluftreinigung erfolgt bei der betrachteten Anlage durch eine Wurzelholzsch ttung In Abbildung 20 ist zu sehen dass die Wurzelholzschnitzel in bereinander gestapelte Kunststoffkisten gef llt sind Die Kisten sind aneinander befestigt und bilden so eine Wand 4 Material und Methoden 63 Abbildung 20 Wurzelholzsch ttung in Kunststoffkisten Da es sich bei der Geruchsabscheidung um einen mikrobiologischen Prozess handelt ist es wichtig ein Austrocknen des Biosubstrates zu vermeiden Die beiden vorhergehenden Stufen der Abluftreinigung s ttigen die Abluft nahezu mit Wasser Die Luft hat also eine relative Feuchte von ca 99 Durch diese hohe Luftfeuchtigkeit kann ein Austrocknen vermieden und auf eine weitere Befeuchtung gr tenteils verzichtet werden Bei der untersuchten Anlage befindet sich die biologische Stufe vollst ndig innerhalb des Filterhauses Dadurch wird sie nicht von der Umgebungsluft z B durch Wind getrocknet wie bei Filterw nden die eine Au enwand ersetzen Die untersuchte Abluftreinigungsanlage ist bei der betrachteten Stallung f r eine Luftrate von 65000 m h ausgelegt Die durchschnittliche Luftrate wird vom Hersteller mit 26000 m h angegeben 64 4 Material und Methoden Die Abluftreinigungsanlage hat eine Filterfl che von insgesamt 38 2 m und ein Filtervolumen von 9 34 m Daraus resultiert eine durchschnittliche Filtervolumenbelastung von 278
135. ssen urn 81 4 3 7 Temperatur und Feuchtgketzbestmmung 81 4 3 8 Au entemperatur und Feuchtebestimmung uusss222sssnsnnnnnnnnsssssnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnnnnnn 81 4 3 9 Tieranzahl und Lebendmassebestimmung uuu0s22222020ssnnnnnensssssnnnnnnnnnnnnnnnnsnnnnnnnn 83 4 4 Methodische Vorgehensweise un as air lnealakn 84 4 5 Planung und Durchf hrung ususasseausgaigenumneels sagst 86 S Ergebnisse ususssablsatschbssailskkssikishki eh kehrte 87 5 1 Verfahrenstechnische Bewertung und Beurteilung seseeseessersssrrersssrressssrresssereressrressseree 87 5 1 1 Reinigungsleistungen und deren Abh ngigkeiten ssssssessssessssssserereessssssseerreessssssee 90 51 1 1 Ammeniakabseheid ns EE 90 331 1 EE 103 3 1 1 3 Ger chsabscheiduns u 48u040S880wsnnlau bee a le lu 106 5 2 konomische Bewerl ne unen sansnesnnnneneen 112 32 1 Tee peter seinir EE DEE EEN 112 3 2 2 Betniebsko sten ahe ae es le EE Eed ENEE ENN 113 Inhaltsverzeichnis 11 3 2 2 1 MER ee Ee 113 9 2 2 2 S URE il eine heet deene eeitesen 116 EE ee ee 116 3 2 3 Arbeitszenbed tt una aa A Dar a 121 5 3 konomischer Betrachtung un ne sen nee 122 5 4 Zertifizierung von Abluftreinigungsanlagen sssssseesssessssssserereeesssssseerreessssssserereeees 125 6 Dis kuss ont ee er EE 127 6 1 Eignung der Messmethoden u uuu uus8000060 0 2800 0lnss hun ohnleinnnhen 127 6 2 Bewertung der untersuchten Abluftreinigungsanlage anhand der Me
136. ssergebnisse 128 6 3 Vergleich anderer Abluftreinigungssyteme nenn 130 6 4 Das Zertinzierungsyert hren Ask dee tes Ee Ee dene eene dee de 133 6 5 Einsatz von Abluftreinigungssystem in der Landuwmtschaft AA 135 SEENEN hee een ea eege ee 139 8 Literat rverzeichnis u 2 0 er ee NEEN dE 141 12 Verzeichnis der Abk rzungen Verzeichnis der Abk rzungen Hg um A AKh D Dt EPA GE Gg GV H K L m MAK MP MS N NH NH4 PCMCIA PM o PTFE r F R2 S SG SMD Tg TP Mikrogramm Mikrometer Jahr Arbeitskraftstunden Tag Dezitonne Environmental Protection Agency Geruchseinheiten Gigagramm 10 g Gro vieheinheit Stunde Kelvin Liter Kubikmeter Maximal Arbeitsplatz Konzentration Mastplatz Mastschwein Stickstoff Ammoniak Ammonium Personal Computer Memory Card International Association Particulate Matter lt 10um Polytetrafluorethylen Relative Feuchte Bestimmtheitsma Sekunde Schlachtgewicht Surface Mounted Device Teragramm 1 Tg 1 10 Tierplatz Abbildungsverzeichnis 13 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Dynamisches Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Bindungsformen des Stickstoffs B s 96 ge ndert nach Oec 91 23 Abbildung 2 Einflu des pH Wertes auf das Dissoziationsgleichgewicht von Ammoniak und Ammonium in w ssrigen L sungen ge ndert nach Loe 77 24 Abbildung 3 Reaktionsschritte der Lachgasbildung bei
137. ssungen logarithmische Darstellung gt 104 Abbildung 46 Konzentration der inhalierbaren Partikel im Roh und Reingas w hrend der Sommermessungen logaritnmische Darstellung 105 Abbildung 47 Kategorienskala der hedonischen Bewertung sn 110 Abbildung 48 Luftgeschwindigkeiten m s hinter der Biologischen Stufe bei maximaler K ffrale Eee EEN 111 Abbildung 49 Verlauf des Wasserverbrauchs w hrend der Wintermessungen 114 Abbildung 50 Verlauf des Wasserverbrauchs w hrend der Sommermessungen 115 Abbildung 51 Aufbau der Energiemessungen mit Stromz hlern 0 118 Abbildung 52 Verlauf des Energieverbrauchs nennen 119 Abbildung 53 Verteilung des Gesamtenergieverbrauchs auf die verschiedenen Dee eege 120 Abbildung 54 Einfluss des Volumenstroms auf den Wirkungsgrad der Ammonlakabscheung WEE 129 Abbildung 55 bersicht der auf dem Markt erh ltlichen Abluftreinigungssysteme 131 Abbildungen im Anhang Anhang 1 Einzelergebnisse der Gtaubmessungen nenn 150 Anhang 2 Verlauf der Temperaturen und der relativen Luftfeuchte w hrend der WINIELMESSUNGENM ee 150 Anhang 3 Verlauf der Temperaturen und der relativen Luftfeuchte w hrend der SOMMERMIESSUNGEN Massa era 151 Anhang 4 Verlauf der Ammoniakkonzentration und des Wirkungsgrades w hrend des Vorversuchs vergr erte Darstellung 4444444040Hnnnnn nn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnn 152 16 Verze
138. staub pro Tier und Jahr ergeben 5 1 1 3 Geruchsabscheidung Die Geruchsabscheidung wurde ebenfalls nach den Vorgaben des Cloppenburger Leitfadens durchgef hrt Die entnommenen Geruchsproben wurden im Labor des Instituts f r Landtechnik olfaktometrisch ausgewertet Die Auswertung erfolgte innerhalb von 24 Stunden nach Entnahme der Proben In den folgenden Tabellen sind die Einzelergebnisse der olfaktometrisch ermittelten Geruchstoffkonzentrationen dargestellt Jede Roh und Reingaskonzentration ist aus drei Einzelproben ermittelt worden Die Einzelproben wurden mit zwei Wiederholungen vom Probandenkollektiv untersucht Das hei t jede Geruchsstoffkonzentration setzt sich aus insgesamt 9 Analysedurchl ufen zusammen Jeder dieser Durchl ufe wurde von einem vierk pfigen Probandenkollektiv durchgef hrt So erhielt man 36 Antworten die die Konzentration an Geruchsstoffen im Probengas ergeben 5 Ergebnisse 107 Tabelle 19 Geruchsstoffkonzentration w hrend der Wintermessungen Geruchsstoff Geruchsstoff Eliminierte konzentration konzentration Wirkungsgrad Mess Datum i d Geruchseinheiten y im Rohgas im Reingas S ger t in GE m in GE m in GE m 16 01 2003 1080 0 265 0 815 0 75 5 TO7 22 01 2003 993 0 330 0 663 0 66 8 TO7 06 02 2003 1130 0 160 0 970 0 85 8 TO7 14 02 2003 1966 0 120 0 1846 0 93 9 TO7 20 02 2003 2433 0 117 0 2316 0 95 2 TO7 27 02 2003 1233 0 250 0 983 0 79 7 T
139. sten Mit der Arbeit wurden zwei Ziele des Geldgebers verfolgt Zum einen die Erlangung des Zertifikats und zum anderen die wissenschaftliche Betrachtung der Langzeitmessergebnisse und deren Interpretation 3 Kenntnisstand 3 1 Entstehung und Zusammensetzung der Abluft Die Abluft aus St llen Emissionen entsteht durch die im Stall ablaufenden Prozesse Das hei t die Frischluft Zuluft die in den Stall gef hrt wird ver ndert durch Stoffwechselprozesse ihre Zusammensetzung Die Stallluft verl sst den Stall als Abluft Als Abluft bezeichnet man Luft die durch eine raumlufttechnische Anlage oder ein freies L ftungssystem aus dem Raum abgezogen wird Als Zuluft wird die gesamte dem Raum zustr mende Luft bezeichnet DIN 1946 Diese Freisetzung wird als Emission bezeichnet Kontinuierliche Emissionen breiten sich von einer Quelle aus Die Quelle wird von einem Reservoir auch als Pool bezeichnet gespeist Han 90 Die Zusammensetzung der Abluft ist von den folgenden Faktoren abh ngig e Tierbesatz und Alter der Tiere e Futtermittel e Exkremente e L ftungsanlage Luftmenge und Luftf hrung Die Tiere haben als Faktor durch ihr Gewicht Lebendmasse und durch ihre Anzahl einen wesentlichen Einfluss auf das Emissionsgeschehen Die L ftungssteuerung ist stark von der Lebendmasse und der Solltemperatur im Stall abh ngig Das Futtermittel bzw die F tterung beeinflusst die Freisetzung von Partikeln die als Staubfracht den Stall v
140. t aber nicht gespeichert werden konnten Mit der Installation der Zeitschaltuhr wurde der Datenverlust auf ca 3 bis 4 Stunden begrenzt Die dokumentierten Systemausf lle Zeit und Datum des letzten Messwerts fanden immer am fr hen Nachmittag zwischen 14 00 und 16 00 Uhr statt 4 3 2 2 Funktionsprinzip der Ammoniakmessung Der Multigas Monitor Typ 1302 der Firma Br el amp Kjaer arbeitet mit einen photoakustischen Infrarot Spectrometer In der folgenden Abbildung ist der schematische Aufbau des Messger tes zu sehen 74 4 Material und Methoden f Luftaus IR Quelle Zerhacker Optischer Filter Optisches Fenster gang Mikrofon 2 Pumpe Ausgangs ventil Mess lt Sp lventil kammer Eingangs ventil Innerer Mikrofon 1 Luftfilter Ge Proben schlauch n Spiegel Filterkarussel Luftein gang Abbildung 27 Ger teaufbau und Messprinzip des Multigasmonitors Typ 1302 nach BR EL amp KJ R 1991 Das Probengas wird mittels der integrierten Pumpe durch einen Schlauch in die Messkammer gepumpt Die Funktionsweise der photoakustischen IR Spectrometrie beruht auf der Tatsache dass die zu messenden Gasmolek le durch eine IR Lichtquelle in Schwingung versetzt werden k nnen Diese Bewegung erzeugt Druck der durch hochempfindliche Mikrofone gemessen werden kann Zwischen der Infrarotlichtquelle und der Messkammer ist ein mechanischer Zerhacker und ein optischer Filter installiert Das infrarot
141. t im alkalischen Bereich pH Wert gt 8 0 vor Bei einem pH Wert von lt 6 0 liegt nahezu der gesamte Stickstoff als Ammonium NH4 vor Har 95 B s 96 wie Abbildung 2 100 gt Fei En CO r CO relativer Anteil an NH3 El S wa 5 TE er pH Wert Abbildung 2 Einflu des pH Wertes auf das Dissoziationsgleichgewicht von Ammoniak und Ammonium in w ssrigen L sungen ge ndert nach Loe 77 Die Dissoziationskonstante K der oben aufgef hrten Gleichgewichtskonstante wird durch folgende Beziehungen zum pH Wert und zur absoluten Temperatur T gekennzeichnet Eme 75 Lan PK pK pH log Te NH EE In w ssriger L sung k nnen Ammoniumionen NH4 von nitrifizierenden Bakterien in zwei Stufen zun chst in Nitrit NO7 und dann zu Nitrat NO3 oxidiert werden Die erste Stufe der Umwandlung Ammoniumoxidation erfolgt durch die Bakterien der Familie Nitrosomonas die zweite Stufe Nitritoxidation durch die Bakterien der Familie 3 Kenntnisstand 25 Nitrobacter B s 96 Dieser Vorgang wird als Nitrifizierung bezeichnet Die beiden Stufen laufen wie folgt ab Sei 81 NH 1 5 O2 NO H20 Energie NO 0 5 O2 NO Energie Unter besonderen Bedingungen wird Nitrat im Fl ssigmist von speziellen Mikroorganismen durch die Denitrifizierung weiter in molekularen Stickstoff N2 umgewandelt Die folgende Abbildung zeigt dass das Zwischen oder Endprodukt der Nitrifizierung das hoc
142. t werden k nnen Die Befragung der Anlagenhersteller erfolgte ber einen Fragebogen in dem Dimensionierung Anzahl und Aufbau der Reinigungsstufen erfasst wurden Dar ber hinaus wurden die Kosten und Arbeitsaufwendungen erfragt In den folgenden Punkten wird eine kurze bersicht der Befragungsergebnisse dargestellt 3 5 1 1 Rieselbettreaktoren Zum Zeitpunkt der Datenerhebung wurden drei verschiedene Rieselbettreaktoren angeboten Hierbei wurden zwei dieser Systeme als Biow scher vertrieben Es handelt sich aber in allen F llen um Rieselbettreaktoren nach VDI 3778 da keine Bel ftung des Waschmediums erfolgte Die Bezeichnung eines Rieselbettreaktors als Biow scher l sst sich aus Marketingaspekten nachvollziehen Alle betrachteten Systeme entsprechen in ihren Bestandteilen dem in Abbildung 9 beschriebenen Aufbau vgl 3 3 1 Das hei t sie verf gen ber einen Wasserkreislauf der aus einem D senstrang einer Tauchpumpe und einen Wasserreservoir besteht Dabei wird das Wasser zirkulierend ber eine F llk rperschicht mit D sen verspr ht Das verspr hte Wasser rieselt durch den F llk rper und sammelt sich im Wasserreservoir Von hier wird es durch eine Pumpe wieder zu den D sen gepumpt 3 5 1 2 W scher Am Markt befinden sich z Zt nur zwei Hersteller die sich auf die Produktion reiner Luftw scher spezialisiert haben Eines dieser Systeme befindet sich noch in der Entwicklungsphase Die W scher arbeiten mit D sen die
143. tenkalkulation ist die Art der Bauausf hrung Es kann zum Beispiel eine massive Bauweise oder eine leichte aus einer Stahlger stkonstruktion die mit Wellblech verkleidet wird gew hlt werden In sofern ist die Angabe von Pauschalbetr gen schwierig Im Rahmen der Herstellerbefragung verwiesen viele Hersteller darauf dass Preise und Rabatte oftmals individuell kalkuliert werden Bei Neubauten bei der eventuell auch der Stall vom gleichen Hersteller geliefert wird wird eine andere Preiskalkulation angewandt als bei der Preisberechnung f r ein einzelnes Abluftreinigungssystem Bei der untersuchten Anlage k nnen die Kosten f r die Abluftreinigungsanlage wie folgt kalkuliert werden Tabelle 29 Modellkalkulation f r die j hrlichen Kosten einer Abluftreinigungsanlage Auslegungsgr e 60000 m h Kostenblock Beschreibung Kosten in a Abschreibung Linear ber 10 Jahre 3000 Kosten f r S ure Bei einem durchschnitt 900 lichen Verbrauch von 4 9 kg d Energiekosten Jahrsverbrauch von 11000 1540 kWh zu einem Preis von 0 14 Wasserkosten F rderung aus eigenem 10 Brunnen Kosten f r Arbeitskr fte 61 AKh a 15 h 990 Reparatur und Wartung 3 der Investitionskosten 900 Gesamtkosten pro Jahr 7340 Aus den Gesamtkosten von 7340 a ergeben sich bei 600 Mastpl tzen Kosten von 12 38 MP Bei 2 5 Mastdurchg ngen ergeben sich Kosten in H he von 4 95 pro Mastschwein durch die
144. tion abnimmt wenn der Volumenstrom ansteigt Der Volumenstrom wird ber die Temperatur geregelt und wirkt direkt verd nnend auf die Konzentration wie den Diagrammen zu entnehmen ist Dieser Zusammenhang wurde schon in Abbildung 31 gezeigt 35 70000 30 60000 ge x s 60000 E s L 50000 E S 1 xd e sag os H 5 9s o 4 40000 s az Ka x S S 40000 bE 5s S 35 s N 30000 HE 5 28 er SS 30000 2 22 oo E KE E z SS 10 20000 EK E ES S 20000 Temperatur Rohgas S Temperatur Rohgas gt E 5 Ammoniak Rohgas 10009 5 5 Ammoniak Rohgas 10000 Volumenstrom Volumenstrom 0 0 0 0 15 08 2008 15 08 2008 15 08 2008 15 08 2008 15 08 2008 16 08 2003 01 08 2003 01 08 2008 01 08 2008 01 08 2008 01 08 2008 02 08 2003 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 00 00 04 48 09 36 14 24 19 12 00 00 70 60000 30 60000 J g 9 1 50000 a 5 50000 EN L s 7 EI S 504 S vs 40000 OS om 40000 E E ZS T I EI SS 4 S S N S Se SA 35 30000 Bo 15 30000 aN SS KE 3 Bet 22 g m S L E 0 20000 E ER 20000 oS 3 BE 20 FS ZS 2 Te Rohi S 5 Temperatur Rohgas 0000 gt E 10 emperatur Re 10000 Z Ammoniak Rohgas lt Ammoniak Rohgas c Volmanetiom Volumenstrom o o
145. toren Einsatz von Filter Additiven ins Waschwasser Ziel Ziel Ziel Staubabscheidung NH Abscheidung Geruchabscheidung Abbildung 7 Unterteilung von landwirtschaftlichen Abluftreinigungsverfahren nach der Hauptreinigungsart Tabelle 8 Zuordnung der Abluftreinigungsanlagen zum Hauptreinigungsprinzip Anlagentyp Hauptreinigungsprinzip Rieselreaktor Physikalisch Chemischer W scher Chemisch Biofilter Biologisch Kombinationsanlagen mehrstufig Kombinationen aus physikalischen chemischen und biologischen Reinigungsstufen die in Reihe aufgebaut sind Innerhalb der verschiedenen Anlagensysteme wirken neben dem prim ren Reinigungsprinzip auch sekund re Das hei t das beispielsweise auch bei einem Biofilter physikalische Prozesse bei der Abluftreinigung ablaufen 3 Kenntnisstand 37 3 3 1 Physikalische Abluftreinigung Die physikalische Abluftreinigung ist in erster Linie f r die Abscheidung von St uben konzipiert worden Das Reinigungsprinzip beruht auf der Tatsache dass sich durch den Einsatz von Wasser als Filtermedium feuchte Staubpartikel verbinden und so schwerere Klumpen bilden Diese sinken infolge ihrer gr eren Masse zu Boden oder haften an der Oberfl che von Filterw nden an Reingas a d d RER EEE de Ge Abbildung 8 Schema physikalische Abluftreinigung horizontaler und vertikaler Aufbau Wie in Abbildung 8 zu sehen ist wird die Rohluft befeuchtet u
146. tzten 2 Jahren bedanken Er war ma geblich an meiner Entscheidung f r den Beginn einer Promotion beteiligt Des Weiteren danke ich meinen Kollegen Gregor Schmitt Till Schneider Dr Andrea Wagner und Dr Oliver Wallenfang f r die vielen Anregungen und Diskussionen die mir sehr geholfen haben Abschlie end danke ich meiner Familie die mich auf dem Weg bis hierhin immer unterst tzt und best rkt hat Meinen Eltern meiner Schwester und meiner Verlobten Nadine
147. uert Die Beta Magnet Membran Dosierpumpe wird durch das Dulcometer Modell D2C gesteuert ber eine pH Wert kontrollierte Schwefels uredosierung wird eine erh hte Ammoniakabscheidung im zweiten Wasserkreislauf Wasserspeicherbecken 2 erreicht Hierzu wird der im Vorraum des Abluftw schers platzierten pH Wert Elektrode kontinuierlich ein Teilstrom aus der Druckleitung dieses Wasserkreislaufes zur Bestimmung des pH Wertes zugef hrt Der Wasserfluss wird einmalig ber einen daf r vorgesehen Kugelhahn eingestellt berschreitet der gemessene pH Wert den eingestellten pH Sollwert am Regler der je nach ben tigtem Ammoniakabscheidungsgrad zwischen 4 und 7 liegen kann so wird ber die Dosierpumpe Schwefels ure dem Wasser zugef hrt und drucklos in das Wasserspeicherbecken 2 geleitet Die Eindosierung des Wasser S ure Gemisches erfolgt in der N he der Tauchpumpe so dass eine gleichm ige Verteilung sichergestellt ist Die gesamte S uredosiertechnik S urevorratsbeh lter Dosierpumpe pH Wert Elektrode usw ist in dem daf r vorgesehenen Vorraum installiert 4 Material und Methoden EN 4 3 6 Differenzdruckbestimmung Die Differenzdruckmessung erfolgte mit dem Sensor Thor 2 der Firma ConSens GmbH Ilmenau Dieser Sensor bertr gt Druck ber ein Membranmesswerk Dabei wird die Lage nderung einer Silikonmembran von einem Differentialtransformator erfasst und ber die eingebaute Elektronik in SMD Technik in ein Ausgangssignal von
148. ung Die S uref sser sowohl die gef llten als auch die leeren m ssen f r unbefugte Personen unzug nglich gelagert werden Entleerte S uref sser enthalten immer noch Reste der Chemikalien die fachgerecht entsorgt werden m ssen Die Betreiber von Abluftreinigungsanlagen mit chemischer W sche sollten eine genaue Einweisung ber den Umgang mit S uren bekommen Sie sollten auch f r Unf lle geschult sein Beim Umgang mit gef hrlichen Chemikalien sind entsprechende Schutzma nahmen zu treffen z B Schutzkleidung Augendusche etc Dieses sollte sowohl dem Hersteller der Anlage als auch dem Betreiber klar sein 7 Zusammenfassung 139 7 Zusammenfassung Durch die zunehmende Besiedlung der l ndlichen Regionen verringert sich der Abstand zwischen Wohngebieten und tierhaltenden Betrieben immer mehr Dieses birgt ein gro es Konfliktpotential und somit hat sich in den letzten Jahren die Politik dieser Problematik angenommen Hierbei wurden Regelungen zu Mindestabst nden und emittierbaren Stoffmassen erarbeitet Gerade Regionen mit einer gro en Tierbestandsdichte sind an L sungen zur Verringerung von Emissionen aus Stallanlagen interessiert Eine M glichkeit zur Reduzierung von Emissionen ist die Abluftreinigung Da jedoch in der Vergangenheit immer wieder Anlagen mit unzureichender Leistungsf higkeit eingesetzt wurden lie der Landkreis Cloppenburg einen Leitfaden f r die Zertifizierung von Abluftreinigungsanlagen erarbeiten Diese
149. wendigkeit der Landwirtschaft auch in Regionen mit einer hohen Tierbesatzdichte die 50 3 Kenntnisstand M glichkeit des Wachstums zu geben Der Landkreis sah die Option mit dem Einsatz von Abluftreinigungsanlagen die landwirtschaftlichen Emissionen zu senken und so die Genehmigungen f r Stallneubauten und oder Erweiterungen zu erteilen Um im Genehmigungsverfahren eine Aussage ber die einzusetzende Technik treffen zu k nnen muss eine Information ber die Eignung der geplanten Abluftreinigungsanlage bestehen Der Leitfaden des Landkreises Cloppenburg beschreibt hierbei die Unterteilung der verschieden Systeme und deren Anwendungsbereiche Die Anwendungsbereiche werden in das Abscheidungsverm gen von Staub Ammoniak und Geruch differenziert Die Tabelle 10 zeigt die Unterteilung in die Anlagenarten und die geforderten Abscheidungsleistungen Tabelle 10 Abluftreinigungsanlagen f r zwangsbel ftete Tierst lle nach Hah 02 Anlagenart Nutzung a Aufstallung Abscheidung von b Entl ftung Staub NH Geruch Chemische W scher Schweine Rinder a Spaltenboden 5 5 Trockenkotlager b Zentral Halle IR SE n g Rieselbettreaktoren Schweine Rinder a Spaltenboden k R w nach VDI 3478 b Zentral Unter 70 70 300 flur GE m Biofilter Schweine Rinder k R w Nach VDI 3477 een 70 gees d 200 Dezentral GE m m 2 stufige Kombinationen Schweine Rinder e Chemischer W scher Trockenkotlager a Spaltenboden k
150. wird die durch die physikalische Staubabscheidung der Partikeleintrag in das Filtersubstrat der biologischen Stufe verringert Dadurch setzt sich die zweite Stufe weniger stark zu und erh ht die Standzeit des Substrates Ein weiterer Vorteil einer Feuchtentstaubung vor einer biologische Reinigungsstufe ergibt sich aus dem Umstand dass das Biosubstrat dadurch feucht gehalten wird weil die eintretende Abluft durch die erste Stufe nahezu mit Wasser ges ttigt ist Ein Austrocknen des mikrobiellen Rasens wird so vermieden 3 Kenntnisstand 43 3 3 4 2 Dreistufige Abluftreinigungsysteme Ein dreistufiges Abluftreinigungssystem kombiniert eine physikalische chemische und biologische Stufe in einer Anlage Dabei werden die einzelnen Stufen horizontal und oder vertikal nacheinander vom Abluftstrom passiert Ein solches System beinhaltet drei verschiedene prim re Abscheidungsstufen so dass Staub Ammoniak und Geruch reduziert werden k nnen 3 3 5 Einsatz von Additiven zur Geruchsminderung In den letzten Jahren wurden immer wieder Versuche mit Stoffgemischen durchgef hrt die eine Geruchsneutralisation durch Einkapselung der Geruchsmolek le bzw durch geruchsmindernde Reaktionen erreichen Hierbei ist wichtig dass es sich um eine wirkliche Neutralisation handelt und nicht um eine Maskierung Im landwirtschaftlichen Bereich tauchen solche Mittel immer wieder auf haben bislang aber keinen l ngerfristigen reproduzierbaren Erfolg ge
151. zt Anlass dieser Richtlinie war die Tatsache dass die TA Luft keine n heren Vorschriften enth lt in welcher Weise zu pr fen ist ob von einer Anlage Geruchsimmissionen hervorgerufen werden die eine erhebliche Bel stigung im Sinne 3 Abs 1 Bundesimmissions Schutzgesetz BImSchG darstellen GIR 99 Die GIRL dient als bundeseinheitliche Richtlinie zur Beurteilung von Geruchsimmissionen F r den landwirtschaftlichen Sektor ist sie relevant f r GIR 99 Abs 1 e Tierintensivhaltungen e Landwirtschaft e Vegetation Handelt es sich um eine Tierhaltung so kann die Genehmigungsbeh rde auf die Anwendung der Regelungen der GIRL verzichten und das Vorliegen der Genehmigungsvoraussetzungen mit der Einhaltung des Abstandsdiagrammes Nr 3 3 7 1 1 3 Kenntnisstand 49 TA Luft begr nden sofern nicht die besonderen Umst nden des Einzelfalles z B besondere topografische Verh ltnisse Geruchsvorbelastung eine andere Vorgehensweise erfordern Bei nicht genehmigungsbed rftigen Tierhaltungen kann in derartigen F llen die Genehmigungsbeh rde die Entscheidung auf die Einhaltung der Abst nde nach den entsprechenden Richtlinien VDI 3471 und VDI 3472 gr nden Das bedeutet dass in diesen F llen die Mindestabst nde gem den genannten Richtlinien bestimmt werden Dieses erfolgt durch das 100 Punktesystem Hierbei werden bestimmte Emissionshauptfaktoren mit Punkten bewertet VDI 3472 Tabelle 5 Aus der Gesamtpunktzahl und der
152. zten sich aus den folgenden Aufwendungsbl cken zusammen e Wasserverbrauch e S ureverbrauch e Energieverbrauch e Arbeitszeit 5 2 2 1 Wasser Der Wasserverbrauch der Abluftreinigungsanlage ist wie folgt zu beschreiben Beide Becken werden nach jedem Mastdurchlauf vollst ndig geleert und neu bef llt Ingesamt betr gt das Fassungsverm gen 12 m Wasser Diese teilen sich in 9 m Wasser im ersten Becken und 3 m im zweiten Wasserbecken auf Der eigentliche Verbrauch des Wassers erfolgt durch Verdunstung bzw durch den Austrag von Aerosolen Die Aerosole werden zwar zum gr ten Teil nicht aus der Anlage heraus getragen sondern schlagen sich an den Au enw nden der Anlage oder den Regenschutzgittern nieder stehen aber so dem Reinigungsprozess nicht mehr zur Verf gung Bei den durchgef hrten Messungen wurde der Wasserverbrauch ber die Temperatur Luftfeuchte und den Volumenstrom ermittelt Dabei wurde kontinuierlich die Wasserfracht des Roh und Reingases bestimmt Den Berechnungen liegt das h x Diagramm nach Richard Mollier 1863 1935 zu Grunde Der durchschnittliche Wasserverbrauch lag w hrend des Winterzeitraums bei ca 0 36 m d und w hrend des Sommers bei ca 1 60 m d In den folgenden Diagrammen ist der Verlauf des Wasserverbrauchs ber die beiden Zeitr ume aufgetragen 114 5 Ergebnisse 3 5 2 5 Verbrauch m d IV 1 5 0 5 a BEL A 0 09 01 03 19 01 03 29 01 03 08 02 03

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