Aus Gülle Trinkwasser, Dünger und Energie gewinnen
Eine neue Technologie, die aus Kuhmist trinkbares Wasser gewinnt, wollen amerikanische Wissenschaftler noch in diesem Jahr auf den Markt bringen. Ein Liter Kuhmist bringt etwa die Hälfte an gefiltertem Wasser und lässt sich außerdem noch als Dünger und Energielieferant verwerten.
Kühe produzieren viel Mist. Daraus lässt sich mit einer neuen Technologie wieder Trinkwasser, Dünger und Energie gewinnen.
Foto: Michigan State University/G.L. Kohuth
Zum Ende dieses Jahres soll ihre neue Technologie bereits kommerziell eingesetzt werden können, hoffen die Umwelt-Ingenieure der Michigan State University, die im Nordosten der USA nahe der Großen Seen liegt. „Hier in Michigan neigen wir dazu, Wasser für selbstverständlich zu halten“, sagt der am Projekt beteiligte Steve Safferman, Professor für Biosysteme und Agraringenieurwesen. „Im Westen dagegen, wo Dürreperioden ein ständiges Thema sind, könnte der Zugang zu sauberem Wasser für den wirtschaftlichen Erfolg so mancher Farm einen entscheidenden Unterschied ausmachen.“
1000 Kühe produzieren 38 Millionen Liter Kuhmist jährlich
Vor zehn Jahren begannen Safferman und sein Team mit der Entwicklung eines Verwertungssystems, mit dem sich aus dem Mist, den das Farmvieh täglich produziert, wertvolles Wasser gewinnen lässt. „Wenn man 1000 Kühe auf der Farm hat, produzieren diese knapp 38 Millionen Liter an Kuhmist in einem Jahr“, erklärt Safferman. Zu 90 Prozent bestehe der Mist aus Wasser. „Hinzu kommen große Mengen an Nährstoffen, Kohlenstoff und Krankheitserreger, die Auswirkungen auf die Umwelt haben können.“
Der ehemalige Doktorand der Michigan State University Jim Wallace (li.) und dessen Professor Steve Safferman gehören zum Team, das die neue Filtertechnologie entwickelt hat. Das System gewinnt aus Kuhmist nicht nur Energie und Düngemittel, sondern auch trinkbares Wasser. Die Anlage soll für Farmer in trockenen Landstrichen wirtschaftlich einsetzbar sein.
Quelle: Michigan State University/G.L. Kohuth)
Das neu entwickelte, sogenannte „McLanahan Nutrient Separation System“, arbeitet in mehreren Schritten. Eine anaerob arbeitende Reinigungsanlage, in der Bakterien Kohlenstoffverbindungen abbauen und dadurch Methan produzieren, wird mit weiteren Verfahren kombiniert. Dazu gehört die Ultrafiltration, die mit halbdurchlässigen Membranen auch winzigste Partikel herausfiltert. Hinzu kommen Luftabzug und ein Umkehrosmose-System. Mit diesem physikalischen Verfahren können in Flüssigkeit gelöste Stoffe konzentriert und dann mit Druck über eine halbdurchlässige Membran von der Flüssigkeit getrennt werden. Das Wasser, das am Ende des Prozesses übrig bleibt, ist zumindest so sauber, dass es vom Vieh selbst wieder getrunken werden kann.
Ein Liter Kuhmist ergibt nach der Filterung einen halben Liter Wasser
Das Team von Steve Safferman ist davon überzeugt, dass sein neues Filtersystem auch wirtschaftlich ein Erfolg werden sollte. Dafür haben sich die Ingenieure mit dem Maschinenbauunternehmen McLanahan zusammengetan. Hier arbeitet Jim Wallace, ein ehemaliger Doktorand von Safferman und stellt die Verbindung her zwischen Theorie und Anwendung. „Der Verwertungsprozess im ‚McLanahan Nutrient Separation System‘ geht über eine normale Filteranlage hinaus“, sagt Wallace. Stoffe, die für die Umwelt schädlich sein könnten, würden in der Anlage zusätzlich herausgefiltert. „Zum Beispiel können wir einen großen Prozentsatz an Ammoniak einfangen, der sonst in die Atmosphäre gehen würde“, so Wallace. Die aus dem Wasser entfernten Nährstoffe könnten zusätzlich noch als Düngemittel verwendet werden.
Zurzeit können die Wissenschaftler laut eigenen Angaben aus einem Liter Kuhmist einen halben Liter Wasser herstellen. Dieses Verhältnis wollen die Ingenieure weiter verbessern, bis sie aus einem Liter Mist 650 Milliliter Wasser erhalten.
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