Results from monitoring of single-stage biofilters in pig fattening and options for possible process engineering adjustments for reduction of ammonia emissions
In the present work results from monitoring of 81 single-stage and quality assured biofilters for cleaning exhaust gas from fattening pig keepings are shown for the period from October 2019 to March 2022. Typical raw gas odours were not perceived in the biofilter outlet at filter loading rates from 42–486 m³ m-² h-¹, raw gas temperatures ranged from 13.9–28.4 °C and raw gas moistures from 57.0–80.0 %. The service life of the wood chips was 5.4 ± 3.6 months at the on-site inspections. A transgression of the maximum wood chips service life was as-certained in no case. The homogenity of the filter material was given throughout and also the humidification systems were largely free of defects. At a mean filter material thickness of 0.24 m (wood chips, grading 30–60 mm) the pressure drops were comparatively low with 25.6 ± 20.3 Pascal (Pa). The fresh water consumption per animal place (AP) at 24 biofilters with coherent recordings of more than 365 days was between 0.24 and 2.11 m³ TP-¹ a-¹. On average the fresh water consumption was 1,02 ± 0,53 m³ TP-¹ a-¹. The nitrogen separation of the investigated biofilters over a 12 months service life was at around 13 %. Calculations show that a nitrogen separation of around 40 % is possible at a nutrient reduced feeding by doubling the filter thickness combined with a reduction of the filter loading rate from 440 to 330 m³ m-² h-¹ and an annual change of the biofilter material.
In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse aus der Überprüfung von 81 einstufigen und eignungsgeprüften Biofiltern zur Reinigung von Abluft aus Schweinehaltungen im Zeitraum Oktober 2019 bis März 2022 vorgestellt. Bei Filterflächenbelastungen von 42 bis 486 m³ m-² h-¹, Rohgastemperaturen von 3,9 bis 28,4 °C und Rohgasfeuchten von 57,0 bis 80,0 % wurden reinluftseitig bei keiner Anlage prozesstypische Rohgasgerüche wahrgenommen. Das Alter der Hackschnitzelschicht lag bei 5,4 ± 3,6 Monaten bei den Vorortüberprüfungen. Eine Überschreitung der maximalen Nutzungsdauer des Filtermaterials wurde in keinem Fall festgestellt. Die Homogenität des Filtermaterials war durchweg gegeben und auch die Befeuchtungsanlagen waren weitgehend mangelfrei. Die Druckverluste waren vergleichsweise gering und lagen bei 25,6 ± 20,3 Pa bei Filterschichtdicken von durchschnittlich 24 cm (Hackschnitzel, Korngröße 30–60 mm). Der Frischwasserverbrauch bei 24 Anlagen mit zusammenhängenden Datensätzen von mehr als 365 Tagen lag zwischen 0,24 und 2,11 m³ TP-¹ a-¹. Im Mittel betrug er 1,02 ± 0,53 m³ TP-¹ a-¹. Anhand von Filtermaterialanalysen über die 12-monatige Nutzungsdauer wurde die N-Abscheidung der untersuchten Filter auf rund 13 % abgeschätzt. Berechnungen zeigen, dass eine N-Abscheidung von rund 40 % durch eine Verdopplung der Filterschichthöhe und eine Reduzierung der Filterflächenbelastung von 440 auf 330 m³ m-² h-¹ bei bereits N-reduzierter Fütterung möglich ist, wenn das Filtermaterial jährlich gewechselt wird.
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