Monofermentation von Nahrungsmittelabfällen in Biogasanlagen : Laboruntersuchungen

Abstract

In einem Gemeinschaftsprojekt der Partner Ing. Friedrich Bauer GmbH aus Kemmelbach, ?-sterreich, der Firma Enersys GmbH, Donaueschingen und den Instituten für Agrartechnik sowie für Umwelt- und Tierhygiene mit Tierklinik (Leiter: Prof. Dr. R. Böhm) der Universität Hohenheim wird ein Verfahren zur Monofermentation von Speiseresten entwickelt. In einem Laborversuch wurden systematische Untersuchungen über einen Zeitraum von 126 Tagen mit zwölf liegenden Laborfermentern mit jeweils 16 l Nettovolumen durchgeführt. Nach einer Einlauf-phase zur Adaption der Mikroorganismen an das Substrat wurden in drei Teilexperimenten die Einflüsse von unterschiedlichen Temperaturbereichen (mesophil bei 40 °C und thermophil bei 55 °C) und verschiedenen Raumbelastungen (hoch mit 5,1 kg oTS/m³ Reaktorvolumen (RV) ?EUR? d und niedrig mit 3,5 kg oTS/m³ RV ?EUR? d) getestet. Darüber hinaus wurde ein zwei stufiges Verfahren mit doppelter Raumbelastung und 10,1 kg oTS/m³ RV ?EUR? d simuliert. Hydrolyse und Methanisierung liefen hierbei in zwei nacheinander geschalteten Reaktoren getrennt voneinander ab.

Die eingesetzten Speisereste waren aufgrund ihres hohen Energie-inhaltes von durchschnittlich 18,3 MJ ME / kg TS für eine Monofermentation in Biogasanlagen geeignet. Beim Vergleich der unterschiedlichen Temperaturniveaus waren die reaktorspezifischen Methanerträge zu-nächst gleich hoch mit etwa 2,12 l CH4/l RV ?EUR? d. Im letzten Drittel fiel die Leistung der mesophilen Varianten jedoch bis auf 50 % der thermophilen Vergleichsreaktoren. Bei der Variation von Raumbelastung in Wechselwirkung mit dem Temperaturbereich ergab die thermophile Variante mit hoher Raumbelastung die höchsten reaktorspezifischen Methan-erträge mit 2,25 l CH4/l RV ?EUR? d im Vergleich zu nur 0,86 l CH4/l RV ?EUR? d in der mesophilen Variante mit niedriger Raumbelastung. Durch Aufteilung der Faulung in Hydrolyse- und Methanisierungsstufe in der abschließenden zweistufigen Fermentation gelang es, den Prozess weitgehend stabil zu halten.