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April 2013
Simon Zielonka
Untersuchungen zur zweiphasigen Vergärung von Grassilage
Zur Monofermentation des in Rührkesselreaktoren problematischen Substrates Grassilage wurden an der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim Laboruntersuchungen an einem zweiphasigen Biogasverfahren, bestehend aus einem diskontinuierlich beschickten Perkolationsfermenter und einem Festbettmethanreaktor, durchgeführt.
Das Ziel war es die relevanten Betriebsparameter zu identifizieren und zu optimieren um festzustellen, ob dieses Verfahren eine mögliche Alternative zu den bisher in der Praxis angewandten Verfahren darstellt.
An der aus fünf Reaktorpaaren bestehenden Versuchsbiogasanlage wurden dazu unter anderem die Auswirkungen der variierten Parameter auf den Methanertrag und dessen Verteilung auf die Prozessphasen, den Abbaugrad und die CSB-Ausbeute aus den Perkolationsfermentern betrachtet.
Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Trennung der beiden Prozessphasen verbessert werden kann, je mehr und je öfter Perkolat zwischen den Phasen ausgetauscht wird. Die Untersuchung der Perkolationsfermentertemperatur ergab die schnellste und höchste Methanbildung in der zweiphasigen Biogasanlage bei einer Temperatur von 55 °C. Bei der Verwendung unterschiedlicher Substrate wurde ein individuelles Gärverhalten beobachtet, das sich vor allem auf die Trennschärfe des Prozesses auswirkte. Insgesamt zeigte sich bei den Versuchen ein stabiles Gärverhalten und bei einer optimierten Betriebsweise der Anlage wurden Methanerträge wie in einphasigen Referenzsystemen erreicht. Die Verweilzeit für einen Kilogramm organische Trockensubstanz betrug dabei jedoch nur noch etwa 25 Tage.
Es wurde die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens nachgewiesen und eine wesentliche Grundlage für den Betrieb und die Optimierung von diskontinuierlichen zweiphasigen Biogasanlagen mit Perkolationsfermenter und Festbettreaktor geschaffen.
Das Ziel war es die relevanten Betriebsparameter zu identifizieren und zu optimieren um festzustellen, ob dieses Verfahren eine mögliche Alternative zu den bisher in der Praxis angewandten Verfahren darstellt.
An der aus fünf Reaktorpaaren bestehenden Versuchsbiogasanlage wurden dazu unter anderem die Auswirkungen der variierten Parameter auf den Methanertrag und dessen Verteilung auf die Prozessphasen, den Abbaugrad und die CSB-Ausbeute aus den Perkolationsfermentern betrachtet.
Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Trennung der beiden Prozessphasen verbessert werden kann, je mehr und je öfter Perkolat zwischen den Phasen ausgetauscht wird. Die Untersuchung der Perkolationsfermentertemperatur ergab die schnellste und höchste Methanbildung in der zweiphasigen Biogasanlage bei einer Temperatur von 55 °C. Bei der Verwendung unterschiedlicher Substrate wurde ein individuelles Gärverhalten beobachtet, das sich vor allem auf die Trennschärfe des Prozesses auswirkte. Insgesamt zeigte sich bei den Versuchen ein stabiles Gärverhalten und bei einer optimierten Betriebsweise der Anlage wurden Methanerträge wie in einphasigen Referenzsystemen erreicht. Die Verweilzeit für einen Kilogramm organische Trockensubstanz betrug dabei jedoch nur noch etwa 25 Tage.
Es wurde die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens nachgewiesen und eine wesentliche Grundlage für den Betrieb und die Optimierung von diskontinuierlichen zweiphasigen Biogasanlagen mit Perkolationsfermenter und Festbettreaktor geschaffen.
Schlagwörter: Biogas; Perkolationsfermenter; Festbettreaktor; zweiphasig; Agrartechnik
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