Biogaserträge:

Rindergülle   25 m3/t
Schweinegülle   36 m3/t
Molke   55 m3/t
Biertreber   75 m3/t
Grünabfall 110 m3/t
Bioabfall 120 m3/t
Speiseabfälle 229 m3/t
Flotatfette 400 m3/t
Altfette, z.B. Frittierfette 600 m3/t

Verantwortlich für die Umwandlung der Biomasse in Biogas und hochwertigen biologischen Dünger (Reststoffe) sind eine Vielzahl verschiedener Kleinstlebewesen. So verschieden diese auch sind, so gleichen sie sich in einigen wesentlichen Anforderungen an ihre Umwelt: wäßriges Milieu, Sauerstoffabschluß, gleichmäßige Temperatur, konstanter pH-Wert (6,5-7,5) und Ausschluß von Schwermetallen. Man unterscheidet drei Temperaturbereiche, in denen die Kleinstlebewesen aktiv werden:

psychrophiler Bereich (unter 20°C),

mesophiler Bereich (30-40°C) und

thermophiler Bereich (50-70°C).

Die Vorteile des Arbeitens im psychrophilen Bereich liegen im Verzicht auf eine zusätzliche Beheizung des Biogutes. Nachteilig ist jedoch die lange Abbaudauer von ca. 90 bis 120 Tagen. Die Vorteile des thermophilen Bereiches bestehen in der sehr hohen Abbaugeschwindigkeit (Abbaudauer: ca. 10 Tage), was mit einem hohen energetischen Aufwand durch die Beheizung erkauft werden muß. Praktisch und wirtschaftlich hat sich das Arbeiten im mesophilen Bereich bewährt (Abbaudauer ca. 30 Tage), was auch damit zu begründen ist, daß ein Großteil aller bekannten Methanbakterien ihr Temperaturoptimum im mesophilen Bereich hat.

In der ersten Phase (Hydrolyse) kommt es durch säurebildende Bakterien zum Abbau von Fetten, Eiweißen und Kohlenhydraten (hochmolekulare Stoffe) zu Einfachzucker, Aminosäuren, Fettsäuren und Wasser. In der zweiten Phase (Versäuerung) entstehen ebenfalls durch das Wirken der säurebildenden Bakterien weitere organische Säuren, Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Die dritte Phase (Essigsäurebildung) liefert schließlich Essigsäure, Kohlendioxid und Wasserstoff. Die vierte und letzte Phase ist dann die eigentliche Stufe der Methanbildung.

Methan entsteht hierbei auf zwei Wegen: einmal durch die Spaltung (Decarboxylierung) von Essigsäure und zweitens durch die Reduktion von Kohlendioxid mittels Wasserstoff. Ein Problem besteht jedoch: Eine zu hohe Aktivität der Säurebildenden Bakterien erniedrigt den pH- Wert so stark, dass die Methanbakterien gehemmt werden. Es ist muß sich also ein Verhältnis von Säurebildnern und Methanbakterien einstellen, so dass die gebildeten Säuren sofort zu Methan umgesetzt werden. Stellt sich diese Verhältnis nicht ein, kippt der Fermenter um und es wird kein Methan mehr gebildet. Es ist darauf zu achten, dass der pH- Wert nicht unter 6 sinkt. Zur Biochemie wird noch ein eigenes Kapitel erstellt.

Biogas besteht nicht zu 100% aus Methan, sondern enthält noch andere gasförmige Abbauprodukte der Biomasse, deshalb variiert der Heizwert des Biogases in Anhängigkeit der eingesetzten Faulsubstrate.

Der Kuhpfurz (zu Deutsch: Puuups) besteht aus:

Methan 40- 75%
Kohlendioxid 25- 55%
Wasserdampf 0- 10%
Stickstoff 0- 5%
Sauerstoff 0- 2%
Wasserstoff 0- 1%
Ammonik 0- 1%
Schwefelwasserstoff 0-1%

Eigenschaften:

Dichte 1,2 kg/ m3
Heizwert 4- 7,5 hWh/ m3
Zündtemperatur 700°C
Zündkonzentration Gasgehalt 6- 12%
Geruch nach faulen Eiern

Ein Problem kann der enthaltene Schwefelwasserstoff sein, der zwar brennbar ist und zum Heizwert beiträgt, jedoch bei der Verbrennung Schwefeldioxid produziert.Schwefelwasserstoff ist giftig in höheren Konzentrationen. Schwefelwasserstoff lässt sich z.B. an Eisen (Rost) binden und kann so entfernt werden.

Was bleibt über?

Der aus der Methanvergärung übriggebliebene Schlamm eignet sich hervorragend als biologischer Dünger. Neben dem reinen Energiegewinn aus der Biogasanlage bringt die Vergärung von Biomasse weitere Vorteile mit sich:

 

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