BIOGAS & ELEKTRISCHER STROM AUS REISSTROHMIT GÄRRESTAUFBEREITUNG UND MAP*-FÄLLUNG
*Magnesium-Ammonium-Phosphat (MgNH4PO4)
Die Funktionsweise des neuentwickelten Fermentationsprozess
Herzstück des neu entwickelten Fermentationsverfahrens bildet unser Herbst-Schlaufenreaktor®, der im Wesentlichen aus einer Koppelung zwischen einem mesophilen und einem thermophilen Fermenter besteht.
Innerhalb dieses Herbst–Schlaufenreaktors wird im ersten Verfahrensschritt die Struktur des zerkleinerten Reisstrohs bakteriell aufgebrochen. Im Folgeschritt erfolgt die Umwandlung der Cellulose und Polysaccharide in Essigsäure.
Im dritten Verfahrensschritt wird die Essigsäure durch methanogene Bakterien in Biogas umgewandelt.
Der Fermentationsprozess verläuft kontinuierlich, wobei die Strohsuspension innerhalb der beiden Fermenter eine deutlich unterschiedliche Verweilzeit aufweist. Der Fermentationsprozess verläuft bei atmosphärischem Druck und bei Temperaturen von < 70 ºC.
Abhängig von der Anlagenkonfiguration und der gewählten Prozessführung lassen sich unterschiedliche Co-Substrate wie z. B. Schweine- oder Rindergülle oder andere flüssige organische Reststoffe in Verbindung mit dem Reis- bzw. Sojastroh verwerten.
Kommt z. B. Rindergülle anstatt von Prozesswasser für die Herstellung der Strohsuspension zum Einsatz, so erhöht sich der Biogasertrag bei gleichem Fermentervolumen um ca. 20 %.
Bezogen auf die Frischmasse (FM) liegt im Schnitt die spezifische Biogasausbeute bei > 350 Nm3 pro Tonne Reis- bzw. Sojastroh. Die Methankonzentration im Biogas erreicht Werte von > 60 %.
Die ausgeschleusten Gärreste lassen sich mit herkömmlichen Schneckenpressen einfach entwässern. Nach der Entwässerung liegt der Trockenrückstand (TR) im Filterkuchen bei ca. 20 %. Die Struktur des Filterkuchens lässt sich mit der von Stallmist vergleichen.
Die entwässerten Gärreste lassen sich u.a. als hochwertiger organischer Dünger einsetzen.
Das Filtratwasser wird als Rezyklat im Fermentationsprozess zur Herstellung der Strohsuspension genutzt.
Flüssige Gärreste oder sonstige Reststoffe fallen bei dem neuentwickeltem Fermentationsprozess nicht an.
Bestehende Biogasanlagen lassen sich relativ leicht soweit nachrüsten, dass eine Prozessführung wie bei dem Herbst-Schlaufenreaktor® möglich ist.
Durch diese Anlagenerweiterung wird zum einem eine signifikante Leistungssteigerung erreicht, zum anderen hat diese Prozessführung den Vorteil, dass keine flüssigen Gärreste mehr anfallen bzw. aufbereitet oder entsorgt werden müssen.
Weiterführende Gärrestaufbereitung
Sofern aus dem Filtratwasser das Ammonium abgeschieden und das Phosphat zurück gewonnen werden soll, kommt eine prozessergänzende MAP-Fällung zum Einsatz. Hierbei wird in einem Rührreaktor der pH-Wert des Filtratwassers schrittweise verändert und gleichzeitig Magnesiumoxid (MgO) hinzu dosiert. Innerhalb eines Sedimentationsreaktors lassen sich die ausgefällten MAP-Kristalle (MgNH4PO4) von der Wasserphase trennen.
Mit Hilfe unseres neuentwickelten Herbst-Schlaufenreaktors® lässt sich u.a. Reisstroh fermentieren und so in Biogas umwandeln, vgl. Technische Beschreibung „Fermentation von Reisstroh zu Biogas“.
Die wichtigsten Vorteile des Herbst-Fermentationsverfahrens im Überblick
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Ungenutztes Stroh, welches ein Abfallstoff ist, wird fermentiert und so in Biogas umgewandelt.
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Die Fermentation verläuft bei einem atmosphärischem Druck und Temperaturen von T˂ 70 ºC,
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Hohe spezifische Biogasausbeute von > 300 Nm3Biogas/Tonne Stroh bezogen auf die Frischmasse (FM),
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Methankonzentration im Biogas > 60 %,
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Keine flüssigen Gärreste oder andere Abfallstoffe nach dem Fermentationsprozess.
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Abscheidung von Ammonium und Rückgewinnung von Phosphor aus dem Filtratwasser bzw. Rezyklat.
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Kohlendioxid-Neutral-Prozess zur Gewinnung von elektrischer und thermischer Energie,
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Die entwässerten Gärreste lassen sich als organische Dünger nutzen.
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Durch den Einsatz einer Absorptionskälteanlage lässt sich die ungenutzte Abwärme in Prozesskälte umwandeln.
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Optionale Rückgewinnung von mineralischem Dünger.
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Bestehende Biogasanlagen lassen sich, bezogen auf die beschriebene Leistungssteigerung und Abfallvermeidung, nachrüsten.