Semi-aerobe Hydrolyse
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Hydrolyse Mit Luft zu höherer Effizienz? Mehr Biogas aus schwer verdaulichem Substrat! Bad Waldsee 05.01.2017 Fachverband Biogas 10. Biogastage Bad Waldsee Dr. Petra Rabe Bionova Biogas GmbH Hydrolyse Mit Luft zu höherer Effizienz? Mehr Biogas aus schwer verdaulichem Substrat! Bionova Biogas GmbH Das sind wir: Luft in der Biogasanlage ?! Was ist die semi-aerobe Hydrolyse? Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Die semi-aerobe Hydrolyse: Ein Lösungsansatz den Zumutungen des EEG zu trotzen Bionova Biogas GmbH Das sind wir: Ein biotechnologisches Forschungs- und Beratungsunternehmen Beratung und Betreuung von Biogasanlagen Planungsleistungen für semi-aerobe Hydrolysen Konzepte für Bau und Umbau von Biogasanlagen Forschung und Fermentationsversuche Luft in der Biogasanlage ?! Was ist die semi-aerobe Hydrolyse? Start: Zweistufige Biogasgewinnung - normal Die anaerobe Hydrolyse: Von Methanbildung abgetrennte Vorversäuerung Kohlenhydrate Hydrolyse Aminosäuren Fette Hydrolyti. Fettsäuren Proteine Bakterien Zucker Acidogenese fermentative Bakterien Essigsäure H2 CO2 Biogasbildung methanogene Bakterien Essigsäure Biogas Methan Kohlendioxid H2 CO2 Karbonsäuren Alkohole etc. Anaerob-Hydrolyse Acetogenese acetogene Bakterien Anaerob-Fermenter Luft in der Biogasanlage ?! Was ist die semi-aerobe Hydrolyse? Start: Zweistufige Biogasgewinnung - normal Wirkung der vorgeschalteten anaeroben oder micro-aeroben Hydrolysestufe Methanbakterien erhalten stets ein gleichmäßiges, vorverdautes "Futter" Übersäuerung des Fermenters tritt praktisch nicht auf Der hydrolytische Voraufschluss findet unter optimierten Bedingungen statt und ist daher wirkungsvoller Die Hydrolyse besitzt eine Verweilzeit von 3 – 5 Tagen Das Hydrolyseabgas enthält vorwiegend CO2 und H2 Luft in der Biogasanlage ?! Was ist die semi-aerobe Hydrolyse? Entwicklung: Zweistufige Biogasgewinnung – mit Lufteintrag Die semi-aerobe Hydrolyse: eine komplexe Vorfermentation Semi-aerobe Hydrolyse Alkohol. Gärung Ethanolbakterien Hydrolyse hydrolytische Bakterien Kohlenhydr. Fette Proteine Aminosäur . Essigs.gärung Essigsäure bakterien Anaerob-Fermenter Biogasbildung Essigsäure Biogas methanogene Bakterien Methan CO2 Ethano l Fettsäuren Zucker Acidogenese fermentative Bakterien Essigsäure Acetogenese acetogene Bakterien Biogasbildung methanogene Bakterien Karbonsäuren Alkohole Wasserstoff etc. Kohlendioxid Luft in der Biogasanlage ?! Was ist die semi-aerobe Hydrolyse? Entwicklung: Zweistufige Biogasgewinnung – mit Lufteintrag Wirkung einer vorgeschalteten semi-aeroben Hydrolysestufe Die Methanbakterien erhalten stets ein gleichmäßiges, vorverdautes "Futter" Der Methangehalt im Biogas liegt 5 % über dem der anaeroben Fermentation Übersäuerung des Fermenters tritt praktisch nicht auf Der hydrolytische Voraufschluss findet aerob statt und ist bedeutend schneller und flexibel an das Substratangebot anpassbar Der Anteil an Essigsäure in den Gärsäuren ist deutlich erhöht Die Verweilzeit in der Hydrolyse beträgt 1 – 2 Tage Die Hydrolyseabluft enthält vorwiegend Luft, O2 und CO2 Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Biogasanlage Wittgensdorf Erste Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Vergleich - Daten Ohne Hydrolyse Mit Hydrolyse Substratrückführung Substratrückführung 110 m³ F1 Überlauf F2 GülleEndlager Hydro- Pumlyse pen Luft F1 Überlauf F2 Rindergülle Substrate Substrate Rindergülle Zeitraum 03.11. – 10.12.2003 oTS - Input Biogasproduktion Methangehalt Leistung Verweilzeit Raumbelastung 11,3 t/d 4.242 m³/d 55 % 01.01. – 15.07.2006 10,6 t/d 5.071 m³/d 64 % 270,8 kW 382 kW 34,4 d 28,9 d 3,9 kg oTS/m³d 3,65 kg oTS/m³d GülleEndlager Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Biogasanlage Ramin Erste Neubau-Biogasanlage mit semi-aerober Hydrolyse Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Biogasanlage Ramin Stabile Biogasproduktion bei schwankendem Substrateinsatz Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Biogasanlage Naumburg Hoher Gasertrag aus kleinem Fermentervolumen Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Biogasanlage Naumburg Geringe Verweilzeit und hohe Raumbelastung Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Biogasanlage Le Ling, VR China Mono-Vergärung von Maisstroh Wer macht denn sowas? Praktische Erfahrungen mit der semi-aeroben Hydrolyse Beispiele aus der Region BGA Christian Aumeier, Schierling BGA Alois Abt, Laugna Die semi-aerobe Hydrolyse: Ein Lösungsansatz den Zumutungen des EEG zu trotzen Folgen der Entwicklungen der letzten Jahre für Biogasanlagen Maisdeckel: Die Biogasanlagen sind gezwungen Substrate einzusetzen, für die sie nicht vorgesehen sind: -schwer abbaubare Substrate mit erhöhtem Faseranteil, z.B. Stroh, Gras -Substrate mit erhöhtem Störstoffanteil, z.B. Mist -Substrate, die Toxine enthalten, z.B. unbrauchbare Futtermittel, verschimmelte Maissilage Sinkende Erlöse durch Wettbewerb: Die Biogasanlagen müssen nehmen, was da ist und möglichst billig: -die Substrate ändern sich häufig -die Substratqualität schwankt Fexibilisierung der Strom- und Wärmeproduktion: -Biogasproduktion der Tagesganglinie des Energiebedarfs anpassen -Biogasanlage mit erhöhter Gasproduktion im Winter betreiben Die semi-aerobe Hydrolyse: Ein Lösungsansatz den Zumutungen des EEG zu trotzen Maisdeckel und Wettbewerb Biogasanlagen, die für Maissilage geplant waren, können auf kostengünstigere Substrate wie Mist oder Landschaftspflegematerial umgestellt werden. Leicht verschimmelte oder verdorbene Substrate sind einsetzbar, da toxische Stoffe teilweise aerob abgebaut werden können Die semi-aerobe Hydrolyse besitzt die Funktion eines "Wächters" und erlaubt es, hochtoxische Stoffe zu erkennen, bevor sie in den Fermenter gelangen Die Methanbildung ist sehr stabil und damit wird die Gaserzeugung sicher steuerbar Die semi-aerobe Hydrolyse ist als kurzfristiger Substratspeicher nutzbar. So kann ein wartungsarmer Betrieb am Wochenende realisiert werden. Die semi-aerobe Hydrolyse: Ein Lösungsansatz den Zumutungen des EEG zu trotzen Anpassung der Gasproduktion an die Tagesganglinie des Strombedarfs Für die Anpassung der Fütterung des Fermenters an die Tagesganglinie ist kein zusätzlicher Speicherbehälter für Substrat erforderlich Faserhaltige Substrate werden in der semi-aeroben Hydrolyse so weit aufgeschlossen, dass sie im Fermenter schnell verstoffwechselt werden können Substrate, die in ihrer Qualität stark schwanken, sind anwendbar Die semi-aerobe Hydrolyse: Ein Lösungsansatz den Zumutungen des EEG zu trotzen Saisonale Anpassung der Gasproduktion Die Möglichkeit einer hohen Raumbelastung bei kurzer Verweilzeit erlaubt es, die Biogasproduktion innerhalb von zwei Wochen auf das Doppelte der Nennleistung zu erhöhen Die dazu gegebenenfalls notwendige Umstellung auf energiereichere Substrate ist innerhalb weniger Tage möglich Zur Steigerung der Biogasproduktion können bei Bedarf Substrate mit sehr schneller Säurebildung eingesetzt werden. Danke für Ihre Aufmerksamkeit Ich freue mich auf Ihre Fragen und Anregungen
