Biogas aus Energiepflanzen

Bernd Linke
unpublished
Ergebnisse aus Langzeitversuchen im Labor I n der Praxis der Biogaserzeugung werden zunehmend Energiepflanzen mit Gülle vergoren, da sie deutlich höhere Biogasaus-beuten liefern. Obwohl diese Kofermenta-tion Stand der Technik ist [1], gibt es oft Pro-bleme durch Übersäuerung der Reaktions-masse bei zu hoher Faulraumbelastung. Laborversuche mit Originalsubstraten und in Kofermentation mit Gülle liefern Aussa-gen über die mögliche Methanausbeute, die Stabilität des Fermentationsprozesses und sind
more » ... für die Planung von Biogasanlagen von Interesse. Ergebnisse zur kontinuierlichen Vergärung für Gras im halbtechnischen Maßstab und für Rübensilage unter Labor-bedingungen liegen für einen Zeitraum von mehreren Monaten vor. Für Grassilage wurden im mesophilen Temperaturbereich bei TS-Raumbelastungen von 1 und 2,6 kgm-3 d-1 Biogasausbeuten von 470 und 430 lkg-1 gemessen [2], während sich für Rü-bensilage in Mischungen mit Rindergülle oTS-Methanausbeuten zwischen 550 und 560 lkg-1 [3] ergaben. Bei reiner Rübensila-gevergärung wurden bei oTS-Raumbelas-tungen von ~ 4 kgm-3 d-1 oTS-Methanaus-beuten von 470 lkg-1 erreicht. Eine Mi-schung mit Rindergülle erhöhte die Stabilität der Vergärung und ermöglichte oTS-Raum-belastungen bis 4,5 kgm-3 d-1 [4]. Das Ziel der Laborversuche bestand darin, das Lang-zeitverhalten einer Mono-und Kofermenta-tion von Rübensilage und Roggenschrot zu untersuchen und durch Änderung der Pro-zessführung vom konventionellen Rührkes-sel zum SBR (sequencing batch reactor) ei-ne weitere Leistungssteigerung für Rübensi-lage zu erreichen. Substratanalysen und Versuchsdurchführung Die in den Versuchen verwendeten Substra-te liegen mit TS-Gehalten für Getreide, Rü-bensilage und Gülle von 88 %, 11 % und 5,5 % im üblichen Bereich. Lediglich die im SBR geprüfte Rübensilage hatte wegen eines zu hohen Anteiles von Erde bei der Einlage-rung nur 65,2% oTS der TS. Die Versuche wurden in 2,5 l Glasfermentoren mit Was-sermantel und gasdichten Rührwerken durchgeführt. Die Biogasmenge wurde mit Präzisionsgaszählern (Fa. Ritter) gemessen und der Methangehalt aus der täglich produ-zierten Gasmenge (Gastemperatur 20°C) mit dem Gasanalysengerät SSM 6000 (Fa. Pronova) bestimmt. Die als Rührkessel be-triebenen Fermentoren erhielten einmal täg-lich an 5d/Woche Substrat, nachdem die gleiche Menge Gärrest aus dem homogenen Fermenterinhalt entnommen wurde. Die Be-schickung des SBR erfolgte alle 6 h an 6d/Woche über eine Schlauchpumpe, wäh-rend das Schlammwasser nach einer Sedi-mentationsphase aus dem Überstand abge-zogen wurde. Die Biogasgewinnung aus Roggen-schrot und Rübensilage wurde un-ter definierten Laborbedingungen in Langzeitversuchen untersucht. Bei allen Versuchen mit Energie-pflanzen und in Kofermentation mit Gülle verlief die Biogasproduktion stabil. Die oTS-Biogasausbeute von Mischungen aus Gülle und Energiepflanzen verhielt sich dabei annähernd proportional zum oTS-Anteil aus den Einzelsubstraten. Durch Nutzung eines SBR (Sequen-cing Batch Reaktor) konnte für Rü-bensilage bei 55°C eine oTS-Me-thanausbeute und eine Methanbil-dungsrate von 1,1 m 3 kg-1 sowie 3 m 3 m-3 d-1 ermittelt werden. PD Dr. agr. habil. Dipl.-Ing. Bernd Linke ist Leiter der
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