6_2022 Leseprobe

BIOGAS JOURNAL | 6_2022
WISSENSCHAFT
Foto 2: TM-Pilotanlage – Stand 13. Juli 2020.
Tabelle 1: Täglicher Substrateinsatz im Fermenter
mit und ohne Turbomaische-Behandlung
Tagesfütterungsmenge 01.09.20
bis 16.11.20 im Mittel in t FM
Tagesfütterungsmenge 17.11.20
bis 24.01.21 im Mittel in t FM
Maissilage 35,4 34,8
Stroh unbehandelt 6,0 0,5
Stroh behandelt 0 4,2
Rindermist unbehandelt 6,9 0,2
Rindermist behandelt 0 2,3
Pferdemist unbehandelt 0,2 0
Pferdemist behandelt 0 0,6
Schafmist unbehandelt 0 0,7
Schafmist behandelt 0 5,1
Kartoffeln 0,2 0,8
Rindergülle 0 1,8
Schweinegülle 14,8 17,7
HTK 5,5 5,9
Einsatzstoffmenge von etwa 13,5 Tonnen (t) Frischmasse
pro Tag ergibt sich ein spezifischer Strombedarf
von 36 Kilowattstunden (kWh)/t Frischmasse. Im
Vergleich erfordert die mechanische Aufbereitung in
alternativen Verfahren 70 bis 150 kWh elektrische
Energie pro Tonne Frischmasse. Es wird mindestens
die Hälfte des Strombedarfes eingespart. Zu berücksichtigen
ist, dass es sich hier um eine Pilotanlage
handelt, die noch Potenzial hinsichtlich einer energetischen
Optimierung hat.
Die Turbomaische am Standort der
Biogasanlage Grabsleben
Die Biogasanlage Grabsleben besteht aus vier Fermentern
(davon zwei liegende Fermenter F3 und F4),
zwei Nachgärern und sieben Gärproduktlagern. Die
Anlage wurde ursprünglich mit den Behältern F1,
F2, NG1, GPL 1 bis 4 errichtet und 2019/20 um die
restlichen Anlagenteile erweitert. Praktisch handelt
es sich um zwei bis auf die Gasnutzung vollkommen
voneinander unabhängige Biogasproduktionsanlagen.
Neben 3,6 Megawatt (MW) installierter elektrischer
Blockheizkraftwerk-(BHKW)-Leistung verfügt
der Standort über eine Biogasaufbereitungsanlage
mit einer Einspeisekapazität von 700 Normkubikmetern
pro Stunde (Nm³/h). Die TM-Pilotanlage (Foto 2)
ist an den liegenden Fermenter 3 (F3, graues Gebäude,
Foto 1) angeschlossen.
Die Pilotanlage besteht aus einem axial gerührten und
von unten belüfteten Reaktor mit 180 Kubikmetern
(m³) Nutzvolumen und einem Kontroll- und Pumpenraum
(grün-weißer Container im Vordergrund, siehe
Foto 2). Zur Optimierung der Prozessparameter fanden
Untersuchungen an Versuchsfermentern (Foto 3) der
Firma BIONOVA statt. Die Versuche erfolgten sowohl
vorbereitend als auch parallel zum Betrieb der Pilotanlage.
Behandelte Substrate
In den Versuchszeiträumen kamen in Fermenter 3
Maissilage, Kartoffeln, Stroh und tierische Exkremente
[Hühnertrockenkot (HTK), Gülle und Mist]
zum Einsatz. Die lignocellulosehaltigen Substrate
Stroh, Rinder-, Pferde- und Schafmist wurden vor der
Vergärung in der TM behandelt. In Tabelle 1 sind die
in Fermenter 3 eingesetzten Substratmengen sowie
die entsprechende Anzahl der Fütterungstage für den
Zeitraum 01.09.2020 bis 24.01.2021 (146 Tage)
aufgeführt.
In diesem Zeitraum war vereinbart, dass Fermenter 3
mit dem hier dargestellten, weitgehend unveränderten
Substratmix gefüttert wird, um einen Vergleich
vor und nach Inbetriebnahme der Turbomaische
realisieren zu können. Da auf die Anlieferung der
Mistarten kaum Einfluss besteht, war das Ziel des
Misteinsatzes eine konstante Menge unabhängig
von der Herkunftstierart. Der Betrieb der Turbomaische
in diesem Zeitraum fand vom 17.11.2020 bis
24.01.2021 (68 Tage) statt. Die grün markierten
Zeilen zeigen die Substratmengen, die in der TM vorbehandelt
wurden. Die zu behandelnden Substrate
wurden mit der Dünnphase aus der Separation auf
einen TS-Gehalt zwischen 13 Prozent und 14 Prozent
angemischt und in die TM gepumpt.
Erfahrungen aus dem Pilotbetrieb
Die Pilotanlage wurde Ende 2019 / Anfang 2020 errichtet
und nach einer Vielzahl von technischen
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