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)
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).
Bauliche Ausführung
Kühlleitungen im Boden
- Kühlleitungen werden in die min. 18 cm starke Bodenplatte einbetoniert, liegen auf der Bewehrung auf und sind ca. 10-12 cm mit Beton überdeckt (Pommer 2021: persönliche Mitteilung)
- Kühlleitungen werden im Abstand von 35-40 cm zueinander verlegt (Jørgensen et al. 2015, Holm et al. 2017, Santonja et al. 2017)
- PE-Kühlleitungen mit einem Durchmesser von 25 mm (Holm et al. 2017)
- Tiefe Güllekanal: 40 cm (Pommer 2019)
Abb. 1: 3D-Ansicht von Kühlleitungen im Boden des Güllekanals
Abb. 2: Beschriftete 2D-Zeichnung von Kühlleitungen im Boden des Güllekanals
Schwimmkühlkörper
- Alle Schwimmkörper eines Güllekanals sind in Serie zu verbinden, auch eine Parallelverbindung zwischen den Güllekanälen sollte für eine gleichmäßige Kühlung der gesamten Oberfläche hergestellt werden (Santonja et al. 2017, IenW 2020)
- Der Schwimmkühlkörper deckt nahezu die gesamte Gülleoberfläche ab und schwimmt knapp unterhalb der Gülleoberfläche (IenW 2020)
- Ausführung aus Kunststoff oder Metall (Santonja et al. 2017), beständig gegen Korrosion und etwaige Güllezusätze (IenW 2020)
- Ausgerüstet mit einer Leckageerkennung und einem Ventil, das im Falle eines Wasserdruckabfalls im Schwimmkühlkörper die Wasserzufuhr unterbricht (IenW 2020)
- Zur Dokumentation der Funktion sollte die Anlage Einrichtungen zum Erfassen und Aufzeichnen der Gülletemperatur aufweisen (IenW 2020)
Abb. 3: 3D-Ansicht von Schwimmkühlkörpern im Güllekanal
Abb. 4: Beschriftete 2D-Zeichnung von Schwimmkühlkörpern im Güllekanal
Managementempfehlungen
Zur Minderung der Ammoniakemissionen sollte die Gülleoberfläche auf max. 15 °C gekühlt werden. Um auch Methan- und Geruchsemissionen zu mindern, müsste die Gülle noch weiter herunter gekühlt werden. (Aarnink et al. 2019)
Kühlleitungen im Boden
- Beim Einsatz von Kühlleitungen 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 (Santonja et al. 2017)
- Beim Einsatz von Kühlleitungen sollten die Güllekanäle täglich abgeschoben (Schieberentmistung) oder regelmäßig entleert bzw. gespült werden, da die Kühlleistung der Wärmepumpen in der Regel nicht auf große Güllemengen ausgelegt ist (Santonja et al. 2017)
Schwimmkühlkörper
- Die Temperatur der Gülleoberfläche soll 15 °C nicht überschreiten (Santonja et al. 2017), gemessen wird in den obersten 5 cm der Gülle (IenW 2020)
- Die Kühlung der Gülleoberfläche wird durch die Güllemenge nicht beeinträchtigt, sodass die Schwimmkühlkörper auch bei der Lagerung von Gülle unter den Spalten (kein zusätzliches Außenlager) eingesetzt werden kann (Santonja et al. 2017)
- Damit die Kühlkörper schwimmen können und Kontakt zur Gülle haben, dürfen die Güllekanäle nicht vollständig geleert werden (IenW 2020)
Weitere Informationen
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Einsatz
Die Güllekühlung kann in allen Abschnitten der Sauenhaltung sowie in der Ferkelaufzucht und der Schweinemast eingesetzt werden. Besonders eignet sie sich für Betriebe, die die die gewonnene Wärme beispielsweise zum Heizen des Flatdecks oder des Abferkelbereichs nutzen können (Santonja et al. 2017). 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 (IenW 2020). Ob und unter welchen Voraussetzungen eine Entnahme und Rückleitung von Grundwasser in Deutschland möglich wäre, 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)
Literaturverzeichnis
Aarnink, A.; Groot, J. de; Ogink, N. (2019): Brongerichte maatregelen voor beperking emissies uit bestaande varkensstallen. Rapport 1205, Wageningen, https://edepot.wur.nl/502631, Zugriff am 16.10.20
AHDB (2019): Cooling pig slurry to reduce gaseous emissions., Agriculture and Horticulture Development Board, https://projectblue.blob.core.windows.net/media/Default/Pork/Documents/SlurryCoolingGuide1939_190704_WEB.pdf, access 29.04.2021
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
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
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