GreenGas - Teilprojekt: Forschung und Entwicklung einer neuen Generation von Vergärungsanlagen

In diesem Projekt arbeitet die FH Münster zusammen mit dem Biogasanlagenhersteller HoSt F.T., der Universität Twente und der Saxion Fachhochschule aus den Niederlanden. Das Ziel des Projektes ist die Optimierung des Vergärungsprozesses, wodurch der Biogasertrag und die Rentabilität des Prozesses erhöht werden. Das Projekt gliedert sich in vier Projektphasen, die jeweils einen bestimmten Aspekt des Vergärungsprozesses abdecken.

In der ersten Projektphase werden thermische, chemische und enzymatische Substratvorbehandlungstechniken untersucht. Dabei werden die Verfahrenskombinationen ermittelt, mit denen unterschiedliche Substrate den maximalen Biogasertrag liefern. Zur Darstellung der wirtschaftlichsten Verfahrenskombination wird der Mehrertrag an Biogas dem Aufwand der Vorbehandlung gegenüber gestellt.

In der zweiten Projektphase wird von den Projektpartnern ein Computational Fluid Dynamics-Tool (CFD-Tool) entwickelt. Das Ziel ist ein CFD-Tool speziell für Biogasanlagen zu programmieren. Das CFD-Tool soll zur Modellierung des Mischprozesses mit verschiedenen Mischsystemen und Fermenterbauformen eingesetzt werden. Der Mischvorgang ist für den Biogasprozess von großer Bedeutung. Die Mikroorganismen, die das Substrat über mehrere Schritte zu Methan umwandeln, müssen für eine hohe Aktivität optimal mit Nährstoffen versorgt und die Stoffwechselprodukte entsorgt werden. Diese Transportprozesse werden durch den Mischprozess beschleunigt. Da ein großer Teil des Eigenenergieverbrauchs von Biogasanlagen durch den Energieverbrauch der Rührwerke entsteht ist die Optimierung des Rührprozesses ein wichtiger Teil bei der Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen.

Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen. Die dritte Phase des Projektes beinhaltet Untersuchungen zur Reduzierung der Ausspülung von Bakterien aus dem Fermenter. Bei den gängigen kontinuierlich betriebenen Biogasanlagen wird stetig Substrat zu- und Gärrest abgeführt. Da im Gärrest die gleiche Dichte an Mikroorganismen wie im Fermenter vorliegt werden laufend Mikroorganismen die Biogas erzeugen könnten dem System entnommen. Dies führt zu einer Verringerung des Biogasertrags. Durch ein Rückhaltesystem kann der Verlust an Mikroorganismen verringert werden.

Nach Abschluss der drei Projektphasen werden die gewonnen Erkenntnisse in einem neuen modularen Anlagenkonzept zusammengeführt und in einer Pilotstudie an einer bestehenden Anlage getestet.