Biogas aus Bioabfall

Fermentertechnologien
Garagensystem
Biogas
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2
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9.3 Diskontinuierliche
Trockenvergärung
Diskontinuierliche Trockenvergärungsanlagen werden hauptsächlich
als Garagensysteme ausgeführt. Das Substrat wird
in Chargen verarbeitet, die für eine definierte Verweilzeit, üblicherweise
für etwa einen Monat, im Fermenter verbleiben.
Danach wird der Fermenter geleert und mit der nächsten Charge
wieder befüllt. Das feste Gärprodukt kann ohne weitere Separation
nachkompostiert werden, es sollte jedoch aerobisiert
und ggfs. mit anderen Materialien wie z. B. Grüngut vermischt
werden. Neues eingehendes Substrat wird mit dem festen Gärprodukt
aus dem vorherigen Vergärungsprozess vermischt. Das
aus dem Abflusssystem austretende Sickerwasser wird als Perkolationsflüssigkeit
zurückgeführt und auf die im Fermenter
aufgehäufte Biomasse gesprüht, um diese mit Mikroorganismen
zu beimpfen sowie den für die Vergärung notwendigen
Wassergehalt sicherzustellen.
1 Gasdichtes Tor
2 Biomasse
3 Abflusssystem für Perkolationsflüssigkeit
4 Heizung
5 Biogasspeicher
6 Biogasnutzung
7 Verteilungssystem für Perkolationsflüssigkeit
8 Speichertank für Perkolationsflüssigkeit
Der Materialfluss ist diskontinuierlich. Substrat und Gärprodukt
werden mit einem Radlader in die Garage hinein- und aus ihr herausbefördert.
Das Substrat muss stapelbar sein und sollte eine
große Menge an Strukturmaterial enthalten. Diese Technologie
ist für Substrate mit einem TM-Gehalt von mehr als 30 % geeignet.
Der Fermenter enthält keine beweglichen Komponenten, er
ist daher robust, arbeitet zuverlässig und seine Wartungskosten
sind gering. Möglicherweise ist die Biogasausbeute etwas geringer
als bei gerührten Systemen. Da die Substratzuführung
manuell erfolgt, ist im Vergleich zu automatisierten Systemen
mehr Personalaufwand erforderlich. Das Verteilungssystem der
Perkolationsflüssigkeit sorgt für einen optimalen Wassergehalt.
Die Prozesstemperatur ist mesophil oder ggf. auch thermophil.
Mindestens drei Fermenter sind erforderlich, um die Gasproduktion
kontinuierlich halten zu können.
9.4 Weitere Fermentertechnologien
Neben den zuvor beschriebenen und in Europa am häufigsten
verwendeten Technologien werden in vielen Ländern auch andere
Technologien eingesetzt. Zwei weitere Typen sollen hier
kurz vorgestellt werden.
Lagunenanlagen sind in vielen Schwellen- und Entwicklungsländern
weit verbreitet. Abwässer industrieller Prozesse oder
landwirtschaftlicher Betriebe (z. B. Abwasser, Prozesswasser,
Gülle) werden dort oftmals in offenen Lagunen gelagert. Die
offene Lagerung organischer Stoffe gefährdet die Umwelt, weil
sie CH 4
-Emissionen in die Atmosphäre und Nitratemissionen
in Boden und Grundwasser verursacht. Um diesem Problem
zu begegnen, können Lagunen mit einer Kunststoffmembran,
häufig einer HDPE-Membran (ein Polyethylen hoher Dichte),
abgedeckt werden. Diese sehr einfache Lösung ist jedoch mit
einigen Nachteilen verbunden, da die sichere Befestigung
der Gasspeichermembran an der Behälterwand nicht immer
gewährleistet werden kann bzw. eine erhebliche Anfälligkeit
gegenüber Sturmschäden (große Angriffsfläche) besteht. Wenn
die Abdeckung der Lagune zudem nur zur Atmosphäre hin erfolgt,
können Emissionen in den Boden und das Grundwasser
gelangen. Lagunenanlagen können ein Volumen von bis zu
20.000 m³ haben. Diese Größen erschweren es, die darin enthaltene
Flüssigkeit effektiv und effizient zu rühren. Das Beheizen
der Lagune auf optimale Temperaturen ist ebenfalls eine
Herausforderung. In der Regel werden Lagunen-Biogasanlagen
bei Umgebungstemperatur betrieben, was zu niedrigerer Biogasproduktion
führt und zumeist durch hohe Verweilzeiten
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