Verminderung des Restgaspotentials und gasförmiger Emissionen aus Gärresten der Biogasproduktion

Burgstaler, Jörg; Wiedow, Denny; Godlinski, Frauke GND; Kanswohl, Norbert

Bei der Biogaserzeugung kann es zu unerwünschten gasförmigen klimarevelanten Emissionen kommen. Durch verfahrenstechnische Lösungen sowie durch Zugabe von Additiven könnten diese reduziert werden. Ziel der vorliegenden Untersuchungen war es, nach der kontinuierlichen Zugabe von Natriumhydrogencarbonat zur Verbesserung der Pufferkapazität, die Auswirkungen auf die Emissionsentwicklung und die Gaszusammensetzung des Gärrestes zu analysieren. Die Laborversuche wurden nach VDI-4630 (2006) mit drei Fermentern durchgeführt, von denen zwei als Versuchsfermenter kontinuierlich mit Inputsubstrat und Natriumhydrogencarbonat versetzt wurden. Die eingesetzte Menge an Natriumhydrogencarbonat orientierte sich im Fermenter zwei an eine optimale Versorgung und in Fermenter drei an eine nicht angepasste Unterversorgung. Ein dritter Fermenter bekam nur Inputsubstrat und diente als Kontrolle. Der Versuch bestand aus fünf verschiedenen Phasen: Vorbereitungs-, Ausgasungs-, Hochfahr-, Versuchsphase mit Raumbelastungssteigerung/ Pufferung und abschließend der 2. Ausgasungsphase – Odourtest. Der beschriebene Versuch beinhaltete den Zeitraum vom 154. bis zum 182. Versuchstag (VT.) und begann nach der Hochfahrphase mit weiterer Raumbelastungssteigerung und gleichzeitiger Pufferung durch Natriumhydrogencarbonat, mit der Erfassung und Beurteilung des Restgaspotentials des Gärrests durch den Odourtest. Dabei wurde bei dem optimal mit Natriumhydrogencarbonat versetztem Fermenter zwei ein deutlich geringeres Restgaspotential und niedrigere gemittelte Ammoniak- und Lachgasgehalte gegenüber der Kontrolle nachgewiesen. Neben der positiven Pufferwirkung trat bei einer bedarfsgerechten Dosierung von Natriumhydrogencarbonat ein verringertes Emissionspotential von Spurengasen des Gärrestes im Nachgärer auf. Das niedrigere Emissionspotential von Fermenter zwei befürwortet einen bedarfsgerechten Einsatz von Natriumhydrogencarbonat anhand ausgewählter Analyseparameter

The biogas production process leads to the unwanted emissions of greenhouse gases. These emissions can either be prevented by technical solutions or reduced through the use of additives to the biogas process. This study evaluates the effect of the continuous application of sodium bicarbonate as a buffering substance on both the development of gaseous emissions and gas composition of the digest production residues. Laboratory tests were performed with three digesters according to VDI-4630 (2006). All digesters were continuously fed, in two of the digesters sodium bicarbonate was added while the third digester was used as a control without addition of sodium bicarbonate. The experiment was divided into five phases which are: preparation, first degassing, stabilization, the examination phase to continuously raise the volumetric loading and continuous buffering, and second degassing phase including the odourtest. The main focus was the second degassing phase from day 154 to 182. Here the residual biogas potential and gas quality of the digest residues were measured and evaluated. The results showed that compared to the control, the application of sodium bicarbonate at the optimal level reduced residual biogas potential as well as lowering ammonia (NH3) and nitrous oxide (N2O) concentrations. In addition to the positive effects of sodium bicarbonate as a buffering substance, the optimal application also reduced the emission potential of trace gases of the digest residues. These results support the application of appropriate levels of sodium bicarbonate to reduce the emission potential of digest residues from biogas production

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Burgstaler, Jörg / Wiedow, Denny / Godlinski, Frauke / et al: Verminderung des Restgaspotentials und gasförmiger Emissionen aus Gärresten der Biogasproduktion. 2011.

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