Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel während der zwischengeschalteten aeroben Hydrolyse

In dem DBU geförderten Projekt soll der Einfluss von Sauerstoff auf mittel und schwer abbaubare Verbindungen im Biomüll untersucht werden. Nach einer ersten Vergärung mit kurzer Verweilzeit sind einfach abbaubare Verbindungen in Biogas umgesetzt worden, wohingegen mittel und schwer abbaubare Komponenten übrig bleiben. In einem zweiten Schritt wird der vorfermentierte Inhalt in einem getrennten Fermenter mit Sauerstoff begast. Durch das Einbringen von Sauerstoff werden aerobe Stoffwechselwege aktiviert, durch welche sich mittel und schwer abbaubare Verbindungen wie Cellulose und höhere Fette in niedermolekulare Bruchstücke spalten lassen. Diese werden in einem weiteren Schritt in den ersten oder einen weiteren anaeroben Behälter zurückgeführt.

Die Vergärung von organischem Material aus der Biomüllsammlung verursacht in der experimentellen Phase verschiedene Probleme. Die große Schwankungsbreite der Zusammensetzung und Inhomogenitäten im Biomüll werden durch unterschiedliche Sammelgebiete und den Jahreszeitenwechsel hervorgerufen. Hierdurch kommt es zu erheblichen Unterschieden im Biogaspotential zwischen verschiedenen Chargen. Dies erschwert die Aussage, ob die Mehr- oder Minderproduktion durch das Verfahren oder durch das Substrat hervorgerufen werden. Deshalb wurde ein Modellbiomüll entwickelt, der die Eigenschaften eines durchschnittlichen Biomülls sowohl in der Biogasausbeute als auch im zeitlichen Ablauf wiedergibt. Dieses Modellsubstrat besteht aus ganzjährig beziehbaren Feldfrüchten.
Biomüll enthält nicht nur leicht abbaubare Bestandteile wie Proteine und Stärke sondern auch Cellulose, Lignocellulose und Fette. Hydraulische Verweilzeiten von 10 bis 15 Tagen sind notwendig um Fette abzubauen [1- 3]. Lignocellulose und Hemicellulose sind anaerob nicht abbaubar. Durch den Einsatz aerober Stoffwechselwege soll die Bioverfügbarkeit dieser Stoffgruppen erhöht werden, dem eigentlichen Ziel der zwischengeschalteten aeroben Hydrolyse. Desweitern kann die Trennung von Prozessstufen zu einer Verringerung der Verweilzeit von bis zu 20% führen [4]. Eine Möglichkeit aerobe Stoffwechselwege zu aktivieren besteht in der Installierung einer aeroben Hydrolyse. In der flüssigen Phase treten aufgrund von Konzentrationsunterschieden aerobe und mircoaerobe Bereiche auf. Die Temperatur steigt während der Aerobisierung an, da aerobe Stoffwechselvorgänge schneller ablaufen und mehr Energie freisetzen als anaerobe. Aus diesem Grund wird die aerobe Hydrolyse häufig eingesetzt, um das Inputmaterial durch Eigenerhitzung auf die gewünschte Reaktortemperatur zu erwärmen und so Energie zum Aufheizen einzusparen.



Copyright: © Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft - TU Dresden
Quelle: 8. Biogastagung: Biogas aus festen Abfällen und Reststoffen (September 2011)
Seiten: 6
Preis: € 3,00
Autor: Dipl.-Biotechnol. Timo Thiel
Prof. Dr.-Ing. Klaus Fricke
 
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