Schlüsselwörter
(Englisch)
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Liquid organic fertilizer, physical and Chemical optimization, special application outside agriculture, effect on plant growth, ecological and economical optimization
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Eine wirtschaftlich tragbare Lagerung und zeitgerechte Nutzung von flüssigem Gärgut aus der fest/flüssig Trennung, dem sogenannten Presswasser ist schwierig. Das Projekt will Alternativen zur landwirtschaftlichen Nutzung aufzeigen. Dazu ist eine weitergehende Aufbereitung des flüssi-gen Gärguts nötig, um es mit üblichen Ausbringgeräten für die Düngung von Park- und Sportra-sen oder im Gartenbau (Treibhaus) als Recyclingdünger zu nutzen. Gleichzeitig soll die Verfüg-barkeit der Nährstoffe nach Aufbereitung in Topf- und Parzellenversuchen getestet werden.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Technische Aufbereitung von flüssigem Gärgut Die grosse Herausforderung dieses Projektes war die technische Aufbereitung. Über Plan konnten vier Verfahren getestet werden: Wendelfilter, Kantenspaltfilter, Separator und Schwingsieb. Der vom Design her vielversprechendste Ansatz mit dem Wendelfilter brachte zwar gute Resultate bezüglich der Trennung, aber das Sieb war innert kürzester Zeit abgetragen und barst. Optimierte Wendel brachten keine Verbesserung. Der Kantenspaltfilter war mit dem Presswasser in Kürze irreversibel verstopft und der Separator zeigte nicht die nötige Qualität des Filtrats. Das Vibrationssieb (Vibrationssieb) brachte letztlich den gewünschten Erfolg. Potenzialabschätzung und Marktbedürfnisse In einer Projektarbeit an der ETH Zürich wurde das Anwendungspotenzial von abgesiebtem Presswasser auf Sport- und Parkrasen evaluiert. Aufgrund von Arealstatistiken des Bundes wurden die Flächen erhoben. Neben der Flächenerfassung ist der Düngemittelbedarf pro m2 Rasenfläche die ausschlaggebende Grösse. In einer Bachelorarbeit an der ZHAW wurden die Marktbedürfnisse untersucht. Ziel der Marktevaluation war die Erfassung der potentiellen Anwendungsmengen des flüssigen Gärgutes anhand von Literaturrecherche und Expertenbefragung. Zusammen mit den TopfVersuchsresultaten konnte ein hohes Anwendungspotential in den Branchen Garten-, Landschafts- und Beerenbau, Gemüse– und Zierpflanzenproduktion sowie im Obstbau erhoben werden.
Pflanzenwirksamkeit und Anwendungsempfehlungen Die Topfversuche mit Raygras und Rollrasen zeigten insgesamt gute Pflanzenwirksamkeit des Presswassers. Als Vergleichsdünger dienten ein biologischer und ein konventioneller Rasendünger. Alle Varianten der Düngung zeigten bessere Werte als die Kontrolle. Beste Ergebnisse wurden mit einer dreimaligen Gabe vor dem Säen erzielt. Das Wachstum des italienischen Raygrases war leicht höher mit dem konventionellen Dünger; die Ergebnisse mit dem flüssigen Gärgut waren ähnlich wie mit BioDünger. Beim Rollrasen zeigten die beiden Vergleichsdünger ähnliches Wachstum. In den Feldversuchen mit Bio-Knollensellerie hat das mit 166µ gesiebte Presswasser hervorragende Ergebnisse gebracht mit vergleichbaren Erträgen wie kommerzieller Biodünger, aber zu einem deutlich niedrigeren Preis. Aufgrund der Versuche kann den Gemüse-Produzenten der Gebrauch von Presswasser-Dünger mit zweimaliger Gabe empfohlen werden, insbesondere bei Bio-Produzenten.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen Das Vibrationssieb-Verfahren wurde einer Wirtschaftlichkeits-Analyse unterzogen. Diese unterteilt sich in eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für die Investitions- und Betriebskosten bei Integration in ein bestehendes Vergärwerk und einen Kostenvergleich zwischen der Nutzung von aufbereitetem flüssigem Gärgut gegenüber dem herkömmlichen Kunstdüngereinsatz. Die Berechnung erfolgte auf Basis eines bestehenden Pfropfenstromfermenters mit Trockenvergärung von 20‘000 Jahres-tonnen, welche mehrheitlich in der Schweiz eingesetzt werden. Die Gegenüberstellung von Gesamtkosten und Erträgen bzw. Kosteneinsparungen zeigt, dass die Investition in ein Vibrationssieb kostenneutral bzw.
Qualitätssteigerung Gärgut flüssig mit leichter Tendenz zu einer Kosteneinsparung von rund Fr. 4‘500.- pro Jahr umgesetzt werden kann.
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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Technical processing of liquid fermentation material The major challenge of this project was the mechanical upgrading of the liquid digestate after press. Four processes could be tested: spiral filter, edge gap filter, separator and vibratory round screen. The most promising approach seemed to be the design of the spiral filter. In fact, it was the one with the best results in terms of separation, but the screen was abraded and bursted within a very short time. Optimized helixes did not bring any improvement. The edge gap filter was soon irreversibly clogged with the press water and the separator did not show the required quality of the filtrate. The vibration sieve (vibrating screen) finally achieved the desired success. Assessment of potential and market needs In a project at ETH Zurich, the potential application of filtered liquid digestate after press on sport turfs and parkland was evaluated. The areas were surveyed on the basis of federal site statistics. In addition to the area survey, the fertiliser requirement per m2 of lawn area is the decisive factor. In a bachelor's thesis at the ZHAW, market needs were examined. The aim of the market evaluation was to record the potential application quantities of the liquid fermentation material on the basis of literature research and expert surveys. Together with the results of the pot tests, a high application potential was identified in the horticulture, landscape gardening, berry growing, vegetable and ornamental plant production and fruit growing sectors. Plant efficacy and recommendations for use The pot tests with Ray grass and rolled turf showed good overall plant efficacy of the press water. A commercial biological and a conventional lawn fertilizer were used as reference fertilizer. All varieties of fertilization showed better values than the control. Best results were achieved with a threefold dose before sowing. The growth of the Italian Ray grass was slightly higher with chemical fertilizers; the results with the liquid digestate were similar to those obtained with organic fertilizers. The two comparative fertilizers showed similar growth rates for rolled turf. In field tests with organic celeriac, the press water screened with 166μ produced excellent results with comparable yields as commercial biofertilizers, but at a significantly lower price. Due to the experiments, the producers of vegetables can be recommended to use a double-dose press water fertilizer, especially from organic producers. Feasibility studies The vibrating screen process was subjected to a more precise economic efficiency analysis. This is divided into a feasibility study for the investment and operating costs when integrated into an existing fermentation plant and a cost comparison between the use of processed liquid digestate and the conventional use of artificial and biological fertilizers. The calculation was based on an existing plug flow digester with dry fermentation of 20,000 tons per year, which are mainly used in Switzerland. A comparison of total costs and earnings or cost savings shows that the investment in a vibrating screen can be implemented cost-neutral or with a slight tendency to a cost saving of around CHF 4,500 per year.
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Schlussbericht
(Französisch)
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Traitement technique du digestat liquide Le principal défi de ce projet a été la préparation technique. Quatre procédés ont pu être testés dans les délais prévus: filtre en spirale, filtre à fente, séparateur et tamis vibrant rond. Le concept le plus promettant du filtre en spirale semblait parfait en termes de séparation, mais le tamis était usé et a éclaté en très peu de temps. Les filaments optimisés n'ont apporté aucune amélioration. Le filtre à fente s'est rapidement colmaté de façon irréversible avec le jus de presse et le séparateur n' a pas montré la qualité requise du filtrat. Le crible vibrant (tamis de criblage) a finalement apporté le succès souhaité.
Evaluation des besoins potentiels et du marché Dans le cadre d'un projet de l'ETH Zurich, le potentiel d'utilisation du jus filtré pour les gazons de sport et les gazons des parcs a été évalué. Les zones ont été étudiées sur la base de statistiques fédérales. Outre l'étude de surface, les besoins en engrais par m2 de pelouse sont décisifs. Les besoins du marché ont été examinés dans une thèse de baccalauréat à la ZHAW. L'évaluation du marché avait pour but d'enregistrer les quantités d'application potentielles de la matière de fermentation liquide sur la base d'une recherche documentaire et d'expertises. Avec les résultats des essais en pot, un potentiel d'application élevé dans les secteurs de l'horticulture, du jardinage paysager, de la culture des baies, de la production de légumes et de plantes ornementales et de la culture fruitière a été identifié.
Efficacité des plantes et utilisations recommandées Les essais en pot avec des ray-grass italien et du gazon en rouleau ont montré une bonne efficacité générale du jus de pressage. Un engrais biologique commercial et un engrais conventionnel pour pelouse ont servi d'engrais de référence. Tous les différents types de fertilisation ont montré de meilleures valeurs que le contrôle. Les meilleurs résultats ont été obtenus avec une dose trois fois avant le semis. La croissance du ray-grass italien a été légèrement supérieure avec les engrais conventionnels; les résultats obtenus le digestat liquide étaient similaires à ceux des engrais organiques. Les deux engrais de comparaison ont affiché une croissance similaire sur le gazon en rouleau. Dans l’essai en champ réalisé sur une culture bio de céleris-pomme, la fertilisation des plantes avec du digestat liquide filtré à 0,166 mm a donné d’excellents résultats, la récolte de plante ayant été aussi bonne que dans la variante fertilisée avec des engrais bio du commerce, mais avec des coûts beaucoup plus bas. Sur la base de cet essai, on peut recommander un apport de digestat liquide en deux fois avec des pendillards. De manière générale, l’emploi de digestat liquide en maraîchage peut représenter très intéressante en particulier pour les producteurs bio.
Etudes de faisabilité Le procédé de tamis vibrant a été soumis à une analyse plus précise de l'efficacité économique. Il s'agit d'une analyse de rentabilité pour les coûts d'investissement et d'exploitation lorsqu'ils sont intégrés dans une installation de fermentation existante et d'une comparaison des coûts entre l'utilisation de la matière de digestat liquide filtré et l'utilisation conventionnelle d'engrais artificiels ou biologique. Le calcul a été basé sur un digesteur à sec genre plug-flow existants de 20 000 tonnes par an, principalement utilisés en Suisse. Une comparaison des coûts totaux et des recettes totales ou des économies de coûts montre que l'investissement dans un tamis vibrant peut être réalisé sans incidence sur les coûts ou avec une légère tendance à économiser environ 4500 francs par an.
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