Möglichkeiten zur Hygienisierung von Wirtschaftsdünger und Gärresten

06/2013 - 11/2014

• Darstellung der Möglichkeiten der Hygienisierung von festen und flüssigen Wirtschaftsdüngern sowie Gärresten
• Einschätzung ihrer technischen und ökonomischen Realisierbarkeit
• Vergleich von mikrobiologischen Nachweismethoden
• Darstellung des aktuellen Erkenntnisstandes zu mikrobiologischen Risiken aus Biogasanlagen

Möglichkeiten der Hygienisierung von Gülle/Gärrest

• Bereits der mesophile Biogasprozess führt zur Keimreduktion, welche von verschiedenen Faktoren, wie z.B. Temperatur und Verweilzeit abhängig ist. Neben weiteren Verfahren zur Keimreduktion, wie Silierung der Ausgangssubstrate, Langzeitlagerung von Ausgangssubstraten und Gärresttrocknung sind echte Hygienisierungsverfahren, wie Pasteurisierung, Drucksterilisation, Thermo-Druck-Hydrolyse und alkalische Hydrolyse möglich. Aus technischer Sicht ist die Pasteurisierung das am besten geeignete Verfahren, um eine Hygienisierung zu erreichen. Die technische und ökonomische Realisierbarkeit der Pasteurisierung wurde für 3 Musteranlagen (75 kWel, 250 kWel , 526 kWel) exemplarisch bewertet. Ökonomisch gesehen bedeutet die Einrichtung einer solchen Einheit keinen Mehrwert für die Anlagenbetreiber, sie verursacht jedoch erhebliche Mehrkosten.
• Aus mikrobiologischer wie auch aus ökonomischer Sicht erscheint es nicht sinnvoll, eine Empfehlung zur allgemeinen Einführung einer zusätzlichen Hygienisierung für Biogasanlagen (BGA) auszusprechen. Sinnvoll wäre die regelmäßige mikrobiologische Statuserhebung anhand von Indikatorkeimen, die tierseuchen- und phytohygienisch von Bedeutung sind.

Anwendbarkeit mikrobiologischer Nachweismethoden für Gülle/Gärrest in der Praxis

• Die im Projekt beschriebenen bakteriologischen Untersuchungsmethoden eignen sich zum Nachweis der Indikatororganismen Escherichia coli, Enterococcus faecalis, Salmonellen, Clostridium perfringens sowie ESBL – bildende Bakterien (überwiegend waren es Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca und Enterobacter aerogenes) aus Gärresten von Biogasanlagen. Sie stellen aber keine definitive Vorgabe dar und sollen in keinem Fall die bereits gesetzlich vorgegebenen Maßnahmen, wie z.B. der Rinder-Salmonellose-Verordnung, ersetzen.

Mikrobiologische Risiken aus Biogasanlagen

• Die bakteriologische und molekularbiologische Untersuchung von Gärresten und Gärsubstraten aus zehn Biogasanlagen des Freistaates Sachsen ergab, dass bereits im Rahmen des mesophilen Biogasprozesses eine Reduktion der Keimzahlen stattfindet. Es konnte eine Keimreduktion im Biogasprozess der 10 BGA von 1-3 log10-Stufen für Enterokokken sowie bis zu 4 log10-Stufen für E. coli bzw. coliforme Keime beobachtet werden. Die Keimzahl von C. perfringens blieb relativ konstant. Somit kann eine Vermehrung dieser Bakterien im Rahmen des Biogasprozesses in den hier untersuchten BGA ausgeschlossen werden. Damit bestätigen sich die Ergebnisse von Studien anderer Arbeitsgruppen. Das hygienische Risiko bei der Düngung mit Gärresten ist demnach nicht größer als bei der Verwendung von Gülle.
• Die im Gärrest sächsischer Biogasanlagen gefundenen Keimzahlen entsprechen ungefähr dem physiologischen Gehalt im Kot gesunder Tiere bei C. perfringens oder sind geringer bei Enterocokken und E. coli.
• Das Keimspektrum der Gärprodukte und Gärreste hängt weitgehend vom Keimspektrum der Ausgangssubstrate ab.
• In Proben aus sechs der zehn Biogasanlagen wurden ESBL-bildende Bakterien isoliert und phänotypisch bestätigt. Sie wurden ausschließlich in Proben aus der Vorgrube und aus dem Fermenter gefunden. Damit wird bestätigt, dass der Biogasprozess die ESBL-bildenden Keime weitestgehend eliminiert.
• Salmonellen und Clostridium botulinum konnten in den untersuchten Proben nicht nachgewiesen werden.