RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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werden. So wird prinzipiell zwischen den Verfahren der Nass- und Feststoffvergärung
unterschieden.
Nassvergärung. Die Nassvergärung wird in mit Tanks vergleichbaren Behältern
durchgeführt. Prinzipiell wird zwischen liegenden und stehenden Fermentern
differenziert:
� Liegende Fermenter haben einen zylindrischen oder rechteckigen Querschnitt
und sind hinsichtlich ihres Volumens begrenzt (bis ca. 2.000 m³). Häufig werden
sie nicht vor Ort gefertigt und sind dann auf Größen bis ca. 800 m³ limitiert.
Oftmals werden sie als Stahltanks ausgeführt und kommen als Hauptfermenter
für kleinere Anlagen oder als Vorfermenter für größere Anlagen mit stehenden
Hauptfermentern in Frage. Liegende Fermenter werden auch parallel betrieben,
um größere Durchsatzmengen zu realisieren. Weil liegende Behälter in der
Regel um ein Mehrfaches länger als hoch sind, stellt sich insbesondere bei
hohen Feststoffgehalten die sog. Pfropfenströmung ein. Das Substrat wandert
hierbei langsam von der Eintrags- zur Austragsseite, wobei sich ein Pfropfen
bildet, der durch den Fermenter strömt. Die Möglichkeit, nicht ausgegorenes
Substrat ungewollt aus dem Fermenter auszutragen, wird dadurch verringert
und die Verweilzeit kann für das gesamte Material mit höherer Sicherheit
gewährleistet werden.
� Stehende Fermenter sind überwiegend als Rundbehälter ausgeführt und
werden vor Ort erstellt. Sie können vollständig durchmischt (sog.
Rührkesselprinzip) oder (was die Ausnahme bei sehr hohen Feststoffgehalten
ist) als Pfropfenstromreaktor betrieben werden. Stehende Fermenter sind die in
der Praxis vornehmlich ausgeführten Fermenter mit einem Volumen von
typischerweise bis zu ca. 6.000 m³; üblicherweise zwischen 1.500 m³ und
3.000 m³.
Feststoffvergärung. Im Gegensatz zur Nassvergärung wird bei diesem Verfahren das
Gärgut nicht verflüssigt. Das ermöglicht bei diskontinuierlichen
Feststoffvergärungsverfahren die Nutzung stapelbarer Substrate ohne eine aufwändige
Substrataufbereitung sowie den Verzicht auf eine Durchmischung und reduziert so den
Energie- und Wasserbedarf bei der Biogasherstellung. Das in den Fermenter
eingebrachte Gärsubstrat wird bei diskontinuierlichen Verfahren während des
Prozesses ständig feucht gehalten, indem mittels Perkolat die Lebensbedingungen für
die Bakterien gewährleistet werden. Bei dieser Art der Feststoffvergärung findet keine
ständige Durchmischung des Materials statt und somit sind keine Pumpen und
Rührwerke für das Gärsubstrat nötig.
Bei kontinuierlichen Feststoffvergärungsverfahren erfolgt in der Regel eine Förderung
des Substrates im oben beschriebenen Pfropfenstrom und meist eine quer zur
Förderrichtung erfolgende lokale Durchmischung. Für die Vergärung stapelbarer
organischer Substrate wird eine Vielzahl von Verfahrensvarianten eingesetzt, welche
hauptsächlich als einstufige Prozesse im meso- oder thermophilen Temperaturbereich
betrieben werden. Die konstruktive Ausführung der Feststofffermentationsverfahren ist
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009