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Varianten der Biogasanlage

Zur Erzeugung von Biogas gibt es verschiedene Verfahren. Die allgemeinen Merkmale dieser Verfahrensvarianten lassen sich in folgende Kriterien unterteilen:

  • Trockensubstanzgehalt der Substrate: Nass- oder Trockenfermentation
  • Prozesstemperatur: psychrophile, mesophile oder thermophile Prozesstemperatur
  • Anzahl der Prozessstufen: einstufige, zweistufige oder mehrstufige Biogasanlagen
  • Beschickung der Biogasanlage: diskontinuierliche, quasikontinuierliche oder kontinuierliche Beschickung

 

Trockensubstanzgehalt der Substrate

Die Verfahrenswahl hängt im Wesentlichem vom eingesetzten Biogassubstrat ab. Da aber die meisten Biogasanlagen auf landwirtschaftlichen Höfen mit Viehwirtschaft und Energiepflanzenanbau errichtet wurden, ist die Nassfermentation das in Deutschland meist genutzte Biogasverfahren.

1.Nassfermentation

Bei der Nassfermentation (auch Nassvergärung genannt) muss das eingesetzte Substrat einen hohen Wasseranteil besitzen und pumpfähig sein. Die zum Einsatz kommenden Substrate müssen verflüssigt oder angemaischt werden. Substrate der Nassvergärung sind Gülle und Mist, Gülle und Kosubstrate wie Mais, Grassilage oder nachwachsende Rohstoffen ohne Gülle.

2.Trockenfermentation

Bei diesem Verfahren wird stapelbares Substrat benötigt. Substrate der Trockenvergärung sind Mist, nachwachsende Rohstoffe und Hausmüll.

 

Prozesstemperatur

Die Prozesstemperatur bei der psychrophilen Fermentation liegt im Temperaturbereich zwischen 15oC und 20oC. Mesophile Biogasanlagen arbeiten im Temperaturbereich zwischen 32oC und 38oC und thermophile Anlagen werden mit Temperaturen zwischen 42oC und 55oC betrieben. Weit über 80 % der Biogasanlagen arbeiten im mesophilen Bereich.

 

Anzahl der Prozessstufen

Bei einer einstufigen Anlage laufen alle vier Phasen der anaeroben Fermentation in einem Behälter ab. Bei einer zwei- oder mehrstufigen Biogasanlage können die Hydrolysephase, die Versäuerungsphase, die Essigsäurephase und die Methanbildungsphase räumlich voneinander getrennt werden. So laufen die Hydrolyse- und Versäuerungsphase bei einer zweistufigen Anlage in anderen Behältern ab als die Essigsäurephase und die Methanbildungphase.

 

Beschickung der Biogasanlage

Die Art der Beschickung wirkt sich direkt auf den Biogasertrag aus.

Bei der diskontinuierlichen Beschickung wird der gesamte Behälter mit frischem Substrat gefüllt und der Behälter nach der einmaligen Beschickung luftdicht verschlossen. Das Substrat verbleibt im Fermenter bis zur vollständigen Ausfaulung. Danach wird der Behälter komplett entleert und wieder mit frischem Substrat beschickt.

Bei einer quasikontinuierlichen Beschickung wird mindestens einmal am Tag eine frische Substratcharge in den Fermenter gebracht, während bei der kontinuierlichen Beschickung der Fermenter mehrmals täglich mit kleinen Substratchargen beschickt wird.