Güllekühlung
Zur Kühlung der Gülle können entweder Kühlleitungen verwendet werden, die in den Boden des Güllekanals einbetoniert werden, oder aber Schwimmkühlkörper, die v.a. die Temperatur an der Gülleoberfläche herabsenken. Die Güllekühlung zählt zu den emissionsmindernden Maßnahmen in der Schweinehaltung und entspricht der besten verfügbaren Technik (BVT) gemäß BVT-Schlussfolgerungen (EU 2017) und dem Stand der Technik nach TA Luft (2021).
Synonyme: Schwimmkühlkörper, schwimmende Kühlrippen, Kühlleitungen im Boden, Kühlschläuche im Kanalboden
Abkürzung: -
Englische Übersetzung: slurry cooling channels (BVT), slurry surface cooling fins (BVT)
1 Funktionsprinzip
Durch das Absenken der Gülletemperatur werden die chemischen Prozesse in der Gülle verlangsamt – es emittiert weniger Ammoniak. Außerdem wird die Aktivität der Mikroorganismen und damit der Abbau der organischen Substanz gemindert. Aus diesem Grund sind durch die Güllekühlung auch geringere Geruchsemissionen zu erwarten.
Es stehen zwei verschiedene Verfahren zum Kühlen der Gülle zur Verfügung: Kühlleitungen (Abbildung 1 und 2), die in die Kanalsohle einbetoniert werden, und Schwimmkühlkörper (Abbildung 3 und 4), die in der Gülle aufschwimmen. Beide Varianten werden mit einer Wärmepumpe kombiniert, die es ermöglicht, die gewonnene Wärme an anderer Stelle zu nutzen (z. B. zum Heizen der Ställe oder Speicherung in einem Wärmespeicher). Als Kühlmittel dient in der Regel Wasser.
Die Minderung der Ammoniakemissionen beträgt je nach Verfahren und Kühlleistung 30 bis 60 % (ETA-Danmark 2017, Santonja et al. 2017).
2 Bauliche Ausführung
2.1 Kühlleitungen im Boden
Kühlleitungen werden in die mindestens 18 cm starke Bodenplatte einbetoniert, liegen auf der Bewehrung auf und sind 10 bis 12 cm mit Beton überdeckt. Ihre Verlegung erfolgt in einem Abstand von 35 bis 40 cm. Zum Einsatz kommen PE-Kühlleitungen mit einem Durchmesser von ca. 25 mm. Der Güllekanal sollte eine Tiefe von nicht mehr als 40 cm haben.
Abb. 1: 3D-Ansicht von Kühlleitungen im Boden des Güllekanals
Abb. 2: Beschriftete 2D-Zeichnung von Kühlleitungen im Boden des Güllekanals
2.2 Schwimmkühlkörper
Schwimmkühlkörper schwimmen knapp unterhalb der Gülleoberfläche und decken diese nahezu vollständig ab. Für eine gleichmäßige Kühlung sind alle Schwimmkörper eines Güllekanals in Serie zu verbinden und eine Parallelverbindung zwischen den Güllekanälen herzustellen. Die Schwimmkörper bestehen aus Kunststoff oder Metall und müssen beständig gegen Korrosion und etwaige Güllezusätze sein. Weiter sollte die Ausrüstung eine Leckageerkennung und ein Ventil umfassen, das im Falle eines Wasserdruckabfalls in den Schwimmkühlkörpern die Wasserzufuhr unterbricht. Zur Dokumentation der Funktion sollte die Anlage Einrichtungen zum Erfassen und Aufzeichnen der Gülletemperatur zumindest in einzelnen Buchten von Abteilen, der Kühlleistung mit einem Energiezähler und der Betriebsstunden an der Wärmepumpe sowie eine Alarmeinrichtung aufweisen.
Abb. 3: 3D-Ansicht von Schwimmkühlkörpern im Güllekanal
Abb. 4: Beschriftete 2D-Zeichnung von Schwimmkühlkörpern im Güllekanal
3 Managementempfehlungen
Zur Minderung der Ammoniakemissionen sollte die Gülleoberfläche auf maximal 15 °C gekühlt werden. Durch eine weitere Temperaturabsenkung können auch Methan- und Geruchsemissionen gemindert werden. Beim Einsatz von Kühlleitungen im Boden wird das Kühlen der Gülle auf eine Temperatur von 5 °C empfohlen, auch deutlicheres Kühlen auf unter 0 °C ist mit entsprechenden Kühlmitteln möglich, mindert jedoch die Effizienz der Wärmepumpe. Die Spaltenbodenelemente sollten täglich mit einer Schieberentmistung gereinigt werden. Alternativ sollten die Güllekanäle regelmäßig entleert bzw. gespült werden, da die Kühlleistung der Wärmepumpen in der Regel nicht auf große Güllemengen ausgelegt ist. Bei Schwimmkühlkörpern wird die Kühlung der Gülleoberfläche durch die Güllemenge nicht beeinträchtigt, sodass dieses Verfahren auch bei der Lagerung von Gülle unter den Spalten (kein zusätzliches Außenlager) eingesetzt werden kann. Damit die Kühlkörper schwimmen können und Kontakt zur Gülle haben, dürfen die Güllekanäle nicht vollständig geleert werden.
4 Weitere Informationen
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5 Einsatz
Die Güllekühlung kann in allen Abschnitten der Sauenhaltung sowie in der Ferkelaufzucht und der Schweinemast eingesetzt werden. Sie eignet sich insbesondere für Betriebe, die die gewonnene Wärme beispielsweise zum Heizen nutzen können. In den Niederlanden besteht unter Einhaltung einiger Vorgaben die Möglichkeit, die Güllekühlung mit Grundwasser vorzunehmen und das Wasser anschließend zurück in den Boden zu leiten. Ob und unter welchen Voraussetzungen eine Entnahme und Rückleitung von Grundwasser möglich ist, ist mit den Behörden vor Ort zu klären.
Kühlleitungen sind für die Nachrüstung weniger geeignet. Schwimmkühlkörper sind hingegen nachrüstbar, können jedoch aufgrund der Schwimmschichtbildung nicht in eingestreuten Ställen eingesetzt werden (Santonja et al. 2017).
Literatur
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Bachmann, K.; Köppler, J.; Vergara; Frosch, W.; Zucker, B.-A. (2007): Stallklima – Tiergesundheit. Schriftenreihe der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft. Heft 7/2007, Sächsische Landesanstalt für Landwirtschaft, https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:14-ds-1210774260109-65764, Zugriff am 02.03.21
ETA-Danmark (2017): Gyllekølings reducerende effekt på ammoniak- og lugtemission. MELT indstilling - Optagelse på Miljøstyrelsens Teknologiliste. Nordhavn, ETA-Danmark, https://mst.dk/media/169086/indstilling-af-gyllekoeling-stalde-med-linespil-mediearkiv.pdf, Zugriff am 14.04.2021
EU (2017): Durchführungsbeschluss (EU) 2017/302 der Kommission vom 15. Februar 2017 über Schlussfolgerungen zu den besten verfügbaren Techniken (BVT) gemäß der Richtlinie 2010/75/EU des Europäischen Parlaments und des Rates in Bezug auf die Intensivhaltung oder -aufzucht von Geflügel oder Schweinen. Amtsblatt der Europäischen Kommission, L 43/231
Holm, M.; Sørensen, K.B.; Nielsen, M.F. (2017): Ammoniak- og lugtreduktion ved gyllekøling i slagtesvinestalde. Meddelelse Nr. 1105, SEGES Svineproduktion, https://svineproduktion.dk/publikationer/kilder/lu_medd/2017/1105, Zugriff am 12.04.21
IenW (2020): Regeling ammoniak en veehouderij (Rav). BWL 2019.05. Den Haag, Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, https://www.infomil.nl/publish/pages/130041/bwl-2019-05.pdf, Zugriff am 14.04.21
Jørgensen, M.; Riis, A.L.; Pedersen, P. (2015): Effekten af gyllekøling i slagtesvinetier med drænet gulv i lejeareal. Erfaring 1312, Videncenter for svineproduktion
Pommer, R. (2019): Wärmerückgewinnung aus Gülle. Köllitsch, Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, https://publikationen.sachsen.de/bdb/artikel/34584, Zugriff am 10.04.21
Santonja, G.G.; Geiorgitzikis, K.; Scalet, B.M.; Montobbio, P.; Roudier, S.; Sancho, L.D. (2017): Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Intensive Rearing of Poultry or Pigs. Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control). EUR 28674 EN, Luxembourg, European Union
TA Luft (2021): Neufassung der Ersten Allgemeinen Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft). AVwV vom 18. August 2021. Gemeinsames Ministerialblatt, 72. Jahrgang, Nr. 48-54, 14.09.2021
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