Meine Geschichte mit dem Mikronährstoffeinsatz in Biogasanlagen

SchlagworteAbwasservergärung Biogasausbeute biologische Instabilität biologische Stabilität Laborfermenter Methanbakterien Promotion Propionsäure Raumbelastung Schwefelwasserstoff

Der Einsatz von Mikronährstoffen oder Spurenelementen in Biogasanlagen ist inzwischen allgemein anerkannte Regel der Technik. Das war bis 2007 keineswegs der Fall. Bis 2007 waren Mikronährstoffe nur im Labor zu wissenschaftlichen Zwecken oder gelegentlich bei der Industrieabwasservergärung eingesetzt worden.

Ich selbst habe 1989 begonnen, im Rahmen meiner Dissertation Mikronährstoffe einzusetzen. Bei den Versuchen zur Vergärung des Abwassers aus der Backhefeproduktion konnte ich in meinen Laborfermentern keinen stabilen Betrieb einstellen, selbst dann nicht, wenn ich die Fermenter nur minimal belastete. Zunächst vermutete ich eine Hemmung durch Schwefelwasserstoff, da ich zwischen 20.000 und 50.000 ppm Schwefelwasserstoff im Biogas hatte.

Ein Kollege brachte mich dann jedoch auf den Gedanken, zunächst einmal zu prüfen, ob die Methanbakterien überhaupt mit allem versorgt waren, was diese zum Wachsen brauchen. Dabei stellten wir schnell fest, dass in dem Abwasser Stoffe wie Selen, Nickel oder Cobalt nicht nachweisbar waren. Bereits damals war bekannt, dass diese Stoffe essentielle Spurenelemente darstellen.

Der Kollege von damals kannte sich zu meinem Glück mit der Zusammensetzung von Nährmedien zur Aufzucht von Methanbakterien aus und konnte mir die entscheidenden Hinweise zur Dosierung der Spurenelemente geben. Der Einsatz der durch einen weiteren Kollegen hergestellten Spurenelementlösungen war jedoch zunächst nicht erfolgreich. Wir mussten erst lernen, die Spurenelemente in der richtigen Art und Weise und an der richtigen Stelle zuzugeben und außerdem auch die Zusammensetzung der Makronährstoffe zu optimieren.

Als wir dann auch noch die technischen Voraussetzungen an den Laborfermentern geschaffen hatten, erreichten wir bis dahin nie dagewesene Raumbelastungen mit unseren Laborfermentern. Selbst bei mittleren hydraulischen Verweilzeiten unter einem Tag und CSB-Raumbelastungen über 20 kg/cbm/d blieben die Laborfermenter biologisch stabil und der CSB-Umsatz blieb konstant hoch.

Nach Abschluss der Promotion konzentrierte ich mich mehr auf die praktische Seite der Biogaserzeugung. Den Mikronährstoffeinsatz blendete ich aus, da ich annahm, dass Mikronährstoffe nur dann notwendig seien, wenn so spezielle Substrate wir Hefefabriksabwässer mit sehr hohen Schwefelkonzentrationen und einem Mikronährstoffmangel durch die abgetrennten Hefen vergoren würden. Bei Anlagen mit Abfällen oder Gülle sah ich keine Notwendigkeit der Zugabe von Mikronährstoffen.

Erst 1996 im Rahmen der Inbetriebnahme einer Anaerobanlage zur Vergärung des Abwassers einer Papierfabrik wurde ich wieder mit dem Problem konfrontiert, dass ein Fermenter nicht auf Leistung kam und biologisch instabil blieb. Erneut analysierten wir das Abwasser auf Selen, Nickel und Cobalt und stellten fest, dass diese Stoffe im Abwasser trotz hervorragender Analysetechnik nicht nachweisbar waren.

Nun konnte ich natürlich für eine große Biogasanlage nicht anfangen, die notwendigen Mikronährstoffe im Laborhandel zu kaufen und zuzugeben. Ich fand jedoch einen Hersteller, der flüssige Düngemittel mit Spurenelementen für die Landwirtschaft herstellte. Dieser hatte ein Produkt, das geeignet erschien und in hinreichend großen Mengen verfügbar war.

Der Einsatz dieses Mittels brachte wieder den Durchbruch. Innerhalb von nur drei Wochen konnten wir die Abwasservergärungsanlage auf Volllast fahren. Mit dieser zweiten Erfahrung mit dem Einsatz von Mikronährstoffen schien sich meine Vermutung, die Spurenelemente seinen nur bei verarmten Abwässern erforderlich, zu bestätigen.

Da ich mich in der folgenden Zeit überwiegend mit der Vergärung von Müll beschäftigte, vergaß ich die Mikronährstoffe wieder. Selbst als ich in der Biogasanlage Fürstenwalde / Spree, welche ich von 1998 bis 2007 betrieben hatte, erhebliche Probleme mit Schaumbildung und erhöhten Säurekonzentrationen hatte, vermutete ich eher eine Hemmung durch die hohen Ammoniakkonzentrationen als einen Spurenelementmangel.

Erst als wir 2006 in einer neu gebauten NaWaRo-Anlage (Maissilage) trotz recht moderater Raumbelastung von 3,5 kg oTS/cbm/d unerklärlicherweise einen starken Anstieg von Propionsäure im Fermenter festellten, erinnerte ich mich wieder an die Erfolge, die ich mit dem Einsatz von Spurenelementen hatte und an den Hersteller der flüssigen Düngemittel. Gemeinsam mit ihm entwickelten wir eine auf die Anwendung in NaWaRo-Anlagen angepasste Mikronährstofflösung, die wir 2007 auf den Markt brachten.

Der Einsatz dieses Produktes war sehr erfolgreich. Damit konnten wir bei der Vergärung von NaWaRo´s Fermenterraumbelastungen von 10 kg oTS/cbm/d problemlos beherrschen. Interessanterweise zeigte die Mikronährstoffzugabe auch bei Anlagen mit erheblichem Gülleanteil Wirkung. Der biologische Prozess wurde stabiler und die Biogasausbeute stieg geringfügig an.

Heute vertreiben wir dieses weiterentwickelte Produkt unter dem Markennamen Acinor 1000 in Deutschland, Osteuropa, Südamerika und Südostasien. Bei korrekter Dosierung wird damit in den verschiedensten Anlagentypen unterschiedlichster Hersteller mit den verschiedensten Substraten ein sehr stabiler Biogasprozeß bei sehr hoher Biogasausbeute selbst bei hoher Raumbelastung erzielt.

Wenn Sie Fragen haben, schreiben sie einen Kommentar zum Artikel oder kontaktieren sie mich.
Ich werde die Fragen sammeln und in einem speziellen Beitrag beantworten.

Schreibe einen Kommentar

Felder bitte ausfüllen:
Ihr Kommentar: (Pflichtfeld)
*Angaben werden nicht veröffentlicht


zum vorherigen Beitrag

Autor/in: Hans Friedmann
vom: 19.07.2015
Thema: Verfahrenstechn...

zurück zur Übersicht




zum nächsten Beitrag

Autor/in: Hans Friedmann
vom: 19.07.2015
Thema: Anlagenbetrieb...