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B i o C h e m T e c E n g i n e e r i n g

Biogas

Bedeutung von Biogas

Im Bereich der Biogasherstellung und -anlagenbau ist Deutschland eine führende Nation. Vor Jahren war in weiten Teilen in und ausserhalb Europas die Herstellung von Biogas nicht bekannt. 
Ursprünglich wurden Biogasanlagen gebaut , um die Fäkalien der Rinder einer sinnvollen Verwendung zuzuführen. Mit der Einführung der Einspeisevergütung für Elektroenergie aus Biogas konnten weitestgehend Materialien eingesetzt werden, die natürlichen Ursprungs sind. In Folge dessen kam es bei Biogasanlagen zu einem Bauboom. Im Jahre 2007 wurden bereits etwa 9 Milliarden Kilowattstunden Elektroenergie von etwa 3.600 Anlagen produziert. Im Jahre 2000 waren es nur etwa 1.000 Anlagen.

Momentan ist ein weltweites Interesse an der Gewinnung von Biogas zu verzeichnen. 

Eine Biodieselfabrik mit hoher Produktionskapazität kombiniert mit einer Ölmühle stösst eine Reihe von vergärbaren Nebenprodukten und Abwässern aus. Das sind z.B. Meal aus der Ölextraktion, gums und soaps aus der Ölentschleimung, Spül- und Reinigungswasser aus der Biodieselproduktion, Glycerin aus der Biodieselproduktion.
Diese Stoffe sind in einer kommunalen Kläranlage nicht zu verarbeiten, weil der CSB-Wert und teilweise der Phosphor-Gehalt zu hoch sind. Deshalb ist eine Biogasanlage die ideale Alternative.

Anlagenkonfiguration und Verfahren der Vergärung

Eine Biogasanlage besteht aus folgenden Ausrüstungen

Annahme- und Homogenisierbehälter mit Rührwerk und Pumpe
Fermenter mit Rührwerk und Gasspeicher
Gasmotor mit Transformator zur Erzeugung von Elektroenergie und Wärme mit Schornstein
Dosieranlage für die Biologie.
Lagerbehälter für das Wasser aus der Biogasanlage mit Pumpe
Lagerbehälter für die Biologie mit Pumpe
Prozessleitsystem

Biogas entsteht durch Vergärung von Biomasse. Das Biogas enthält im Durchschnitt etwa 60 % Methan, 35 % Kohlendioxid, 3 % Wasserdampf, 1% Stickstoff, Wasserstoff < 1 %, Schwefelwasserstoff 0,05 %, Ammoniak in Spuren. Das eigentliche Brenngas ist das Methan. Schwefelwasserstoff, Ammoniak und Kohlendioxid sollen möglichst aus dem Biogas entfernt werden.

An der Vergärung können verschiedene anaerobe Mikroorganismen (anaerob = unter Luftausschluss = reduzierende Atmosphäre) beteiligt sein. Deren Zusammensetzung wird durch den Ausgangsstoff, den Temperatur- und Fäulnisverlauf sowie dem pH-Wert bestimmt.

Der zu vergärende Ausgangsstoff unterliegt zunächst einer Hydrolyse bevor dann in mehreren Schritten die Methanbildung abläuft.

Aerobe Verfahren haben im Vergleich zu anaeroben einen höheren Energieverlust. Allerdings entfällt die Reingung des Biogas hinsichtlich Schwefelwasserstoff und Ammoniak.

Abwässer mit organischem Material, dessen Konzentration mit dem CSB- und BSB-Wert angegeben wird, werden üblicherweise mit Hilfe von aeroben Mikroorganismen (aerob = unter Luftzufuhr = oxidierende Atmosphäre) behandelt.

Nach der Vergärung bleibt salzhaltiges Wasser mit organisch schwer abbaubaren Stoffen (z. B. Lignin, Samen) übrig. Da dieser Fermentationsrückstand Kalium, Stickstoff und Phosphor enthält, ist er bestens als Düngemittel geeignet. Böden, die mit Wasser aus Biogasanlagen gedüngt wurden, können wesentlich besser das Wasser im Boden halten.

Das Verhältnis der erzeugten Elektroenergie zur Wärmeenergie ist 30 zu 60 %.

Gasausbeuten

Glycerin      810 m³ Biogas / t Glycerin, Methangehalt: 51 %

Fette          600 m³ Biogas / t Fett, Methangehalt: 68 %

Meal           200 m³ Biogas / t Meal,

Proteine      700 m³ Biogas / t Protein, Methangehalt: 71 %

Abwasser    1 Nm³ / kg organische Trockensubstanz

Daten Biogas

Belastung Fermenter:   4 kg organische Trockensubstanz / m³ Volumen

Methangehalt:             etwa 60 %

Dichte:                      1,2 kg / m³

1 m³ Biogas = 0,6 m³ Erdgas = 0,6 l Erdöl = 6 kWh Elektroenergie

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