Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

 

Verbundvorhaben: Quantifizierung der Wirkung von mineralischen Biogasadditiven bei der Vergärung von nachwachsenden Rohstoffen und deren Verifizierung in der Praxis; Teilprojekt 2

Anschrift
Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Landtechnik und Tierhaltung
85586 Poing
Prof.Dürrwaechter Platz 2
Kontakt
Dr. Andreas Weber
Tel: +49 8161 71-3453
E-Mail: andreas.weber@lfl.bayern.de
FKZ
22016408
Anfang
01.10.2008
Ende
31.05.2011
Aufgabenbeschreibung
Handlungsbedarf: Effizienzsteigerung in Biogasanlagen und Verbesserung der Gasqualität sind zentrale Aufgaben, die auf Basis der weitgehend erforschten Technologie der Biogasgewinnung und unter gleichzeitiger Berücksichtigung ökonomischer und ökologischer Gesichtspunkte praxis- und bedarfsgerecht optimiert werden müssen. Eine signifikante Verbesserung der Anlageneffizienz verbunden mit einer höheren Prozessstabilität sowie eine simultan erreichbare Verbesserung der Gasqualität und Gasausbeute würde zu einer effizienteren und kostengünstigeren Verwendung des werthaltigen Produktes "Nachwachsende Rohstoffe" führen. Projektziel: Im Kontext dieses Projektes soll deshalb folgende auf qualitativen, in Anlehnung an VDI 4630 durchgeführten Batchversuchen sowie Erkenntnissen aus der Praxis basierende Hypothese systematisch quantifiziert und verifiziert werden: DIE ZUGABE VON MINERALISCHEN BIOGAS-ADDITIVEN FÜHRT ZU SIGNIFIKANTEN ÖKONOMISCHEN UND ÖKOLOGISCHEN OPTIMIERUNGEN IN BEZUG AUF DIE EFFIZIENZSTEIGERUNG VON BIOGASANLAGEN VERBUNDEN MIT EINER ERHÖHTEN PROZESSSTABILITÄT UND DER VERBESSERUNG VON GASQUALITÄT UND GASAUSBEUTE.Projektmethodik: Ausgehend von einem Batch-Vergleichstest im 2L-Fermenter mit drei ausgewählten Biogasadditiven werden die Vorgehensweisen parametriert und harmonisiert, sowie eine Bestätigung der Ergebnisse des Vorläuferprojektes angestrebt. Hierbei kommen die Substratmischungen (NaWaRo) der Praxisanlagen zum Einsatz. Die vorstehenden Additive werden danach im Durchflussversuch in 36L-Fermentern mit den Substratmischungen der Praxisanlagen bei täglicher Fütterung geprüft und quantitativ bewertet. Eine Prüfung auf die optimale Raumbelastung in Bezug auf die Additivanwendung ist Teil der Arbeit. Die Wirkungen sind dabei u.a. definiert nach Zeitpunkt des Auftretens der Effekte nach Zugabestart, Durchsatzerhöhung, Steigerung der Gasbildungsrate und Biogasqualität (Methangehalt, Schwefelwasserstoffgehalt). Die Übertragbarkeit dieser Ergebnisse wird in drei r
Ergebnisdarstellung
1. Die Zusatzstoffe unterschieden sich in den Spurenelementgehalten und der Matrix in der diese enthalten sind. 2. Im Batch konnten keine direkten Wirkungen der Zusatzstoffe auf den Inokula- oder Substratabbau festgestellt werden. 3. Beide Zusatzstoffe verbesserten im Durchflussversuch den anaeroben Abbau deutlich, indem der Prozess mit etwa 50% höherer Raumbelastung als ohne Zusatzstoff unverändert effizient und stabil lief. Bei einer Raumbelastung von 6,5 kg oTM kg m 3 d-1 wurde die technische Belastungsgrenze der Fermenter, aber nicht des Prozesses erreicht. 4. Die mit und ohne Zusatzstoff provozierten Prozessabstürze differenzierten nur zwischen den Inputstoffen. Eine mögliche Bedeutung der Unterschiedlichkeit der Zusatzstoffe oder der Mikrobiologie für die Reaktion der Fermenter war nicht erkennbar. Stattdessen deutete sich hierfür eine Relevanz der oTS-Gehalte an, was durch weitere Untersuchungen zu validieren ist. In der Praxis wird ein Zusatznutzen der Matrix der Zusatzstoffe beworben, der sich hier nicht belegen ließ. Unter anderen Randbedingungen - z.B. bei hoher NH4-Belastung - könnte dies aber zutreffen, weshalb die Streubreite der Reaktionsbedingungen zukünftig zu spreizen ist. Die Bilanzierung erweist sich als ideales Mittel um im Laborversuch eine kontinuierliche Beurteilung des Versorgungszustandes der Fermenter mit Nährstoffen zu erzielen. Sie setzt voraus, dass (1) die Eingangsdaten zum Inokulum und den Inputstoffen sehr gut abgesichert, (2) die Massenflüsse in und aus dem Fermenter gut dokumentiert sind und (3) keine diffusen Quellen vorliegen. In der Praxis kann die Bilanzierung aufgrund der geringen Güte der Eingangsdaten nur eine Orientierung liefern. Die Ableitung eines Testverfahrens zur Prüfung der Wirkung von Zusatzstoffen wurde nicht abgeschlossen, da die Prüfung auf der Praxisanlage aufgrund des zwischenzeitlichen Einsatzes anderer Zusatzstoffe nicht möglich war und sich die beiden Zusatzstoffe in ihrer Wirkung im Labor nicht unterschi

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