MBR II – Vergärung von Gülle und Co-Substraten in einem Membran-Bio-Reaktor

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 102406

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0071;F-Biomasse

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Vergärung von Gülle und Co-Substraten in einem Membran-Bio-Reaktor (MBR II)

Schlussbericht (Deutsch)

Der Membran-Bio-Reaktor, MBR, erlaubt dank einer Membrantrennstufe, der Ultrafiltration, die Abtrennung organischer Substanz sowie Bakterien und deren Rückführung in den Biogasfermenter. An einer Versuchsanlage im halbtechnischen Massstab und einer Laboranlage wurden während rund 1’250 Tagen Versuche mit separierter Dünngülle, UF-Retentat und Dünngülle mit Cosubstrat durchgeführt. Mit Dünngülle kann das MBR-Verfahren im Vergleich zu konventionellen Rührkesselreaktoren (CSTR) bei einer HRT (hydraulischer Verweildauer) von 10 Tagen und einer SRT (Schlammaufenthaltsdauer) von 40 Tagen 610 l Biogas/kg OTS mit 63 % CH4 im Vergleich zu Rohgülle mit 270 l bei einer HRT von 20 Tagen erzielen. Eine Verkürzung der Verweildauer auf 4 Tage ist ohne Beeinträchtigung des Abbauprozesses möglich. Mit UF-Retentat sind Raumbelastungen bis 8 kg OTS/m3 d erreicht worden. Im Betrieb mit Mischdünngülle und 7 % Rohglycerin als Co-Substrat liegt die Gasausbeute bei einer HRT von 16 Tagen und einer SRT von 25 Tagen bei 700 l/kg OTS. Die Gasausbeute von Dünngülle und Molke mit einem Anteil von 20 % beträgt bei 10 Tagen HRT und 25 Tagen SRT 560 l/kg OTS mit 53 % CH4. Die Trennung der SRT von der HRT ermöglicht eine substratspezifisch anpasste Prozessführung. Das UF-Permeat ist hygienisch einwandfrei. Als salzhaltiger Flüssigdünger ist eine stickstoffeffiziente Düngung realisierbar oder eine weitere stoffliche Nutzung machbar. Das UF-Retentat weist ein Restgaspotential von bis zu 300 l/kg OTS auf und muss in einem Nachgärlager gelagert werden. DieWirtschaftlichkeit von reinen Gülleanlagen kann mit dem MBR früher erreicht werden als mit konventionellen Anlagen. Der Einsatz des MBR auf bestehenden Biogasanlagen mit Co-Vergärung zur Reduktion von Nachgärlagervolumen sowie Steigerung der Gasausbeute kann im Bereich ab 5'000 t im Jahr wirtschaftlich interessant sein. Die Trennung von HRT und SRT sowie die komplette Abtrennung und Rückführung aktiver Bakterien in den Fermenter erlaubt neuartige Kombinationen der Betriebsführung und damit eine weitere Effizienzsteigerung der Biogasgewinnung. Das MBR-System ist für flüssige, wasserreiche Substrat prädestiniert. Optimierungsbedarf besteht im Bereich der Substratvorbehandlung und bei der Wirtschaftlichkeit. Neue Membransysteme lassen hierzu markante Verbesserungen erwarten.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
ARGE "MBR-II" c/o Ingenieurbüro HERSENER

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Meier,Urs
Hersener,Jean-Louis
Baier,Urs
Kühni,Martin
Künzli,Samuel

Zugehörige Dokumente

• MBR II - Vergärung von Gülle und Cosubstraten im Membran-Bio-Reaktor - Schlussbericht [PDF] 1'934 kB