Biogas als Produkt bei der anaeroben Vergärung

Vergärungsprozesse finden unter anaeroben Bedingungen, das heißt unter Ausschluss von Luftsauerstoff statt, wie z. B. im Pansen eines Wiederkäuers oder in Reisfeldern. Die Vergärung läuft in verschiedenen Stufen ab, bei denen jeweils unterschiedliche Bakterien beteiligt sind. Am Ende der anaeroben mikrobiellen Nahrungskette entsteht aus dem Kohlenstoffanteil der organischen Substanz immer ein Gemisch aus Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Methan (CH₄) – Biogas.

Die Biogas-Anaerobtechnik wird, auch in technischen Dimensionen, schon lange angewandt, wie beispielsweise bei der Stabilisierung von Klärschlamm oder Gülle. Um dieser Technik zur Umwandlung aller organischer Reststoffe aus kommunaler oder industrieller Produktion aber zum wirklichen Durchbruch zu verhelfen, muss die bisher erreichte Teilentsorgung verbessert werden mit dem Ziel nur kleinster Reststoffmengen.

 

Hochlastvergärung für höhere Abbaugrade und hohe Biogasausbeuten

Durch eine am Fraunhofer IGB entwickelte zweistufige Hochleistungsvergärung werden hohe Abbaugrade sowie hohe Biogasausbeuten bei kurzen Verweilzeiten erzielt. Dadurch konnte der Abbau der Organikfraktion der Hauptabfallströme – Gülle, Klärschlamm, Biomüll – bereits wesentlich erhöht werden (siehe Tabelle). Selbst für Restmüll wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem der organische Anteil zur Biogasgewinnung genutzt werden kann. An einer weiteren Steigerung der Abbaugrade wird gearbeitet.

 

Anlagentechnik

Anlagentechnisch kristallisieren sich derzeit moderne Bioreaktoren in Verbindung mit membrangestützter Trenntechnik als zukunftsweisende Strategien heraus. Auch lässt sich heute schon sagen, dass eine Kombination von Aerob- und Anaerobtechniken für bestimmte Abfallarten notwendig sein wird, um einen möglichst vollständigen Abbau zu erreichen. Bei der Verbesserung des Abbaus von Restmüll wurden hiermit bereits gute Erfolge erzielt.

 

Tabelle 1: Derzeit am Fraunhofer IGB erreichte Abbaugrade bei der Vergärung der organischen Substanz verschiedener Abfallströme im rein anaeroben Betrieb.

Abfallfraktion	maximal erreichter Abbaugrad
Biomüll	> 92 %
Restmüll	ca. 80 %
Klärschlamm	ca. 70 %