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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/501751
Projekttitel
BMP-TEST II – Deuxième étude inter-laboratoire internationale des tests BMP

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Schlussbericht
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Französisch)

Digestibilité des matières organiques, production de biogaz, biomethane potential, procédure standardisé

Kurzbeschreibung
(Französisch)

Le test BMP (Biomethane Potential) est utilisé pour déterminer la quantité de méthane produit à partir d’un substrat organique. Une première étude inter-laboratoire a montré que l’application de la nouvelle guideline a réduit la variabilité des résultats BMPs mais trop de tests ont été éliminé. Après un workshop des changements dans la guideline ont été développés et il est proposé de faire une deuxième étude inter-laboratoire.

Schlussbericht
(Deutsch)

Biomethanpotentialtests (BMP) sind ein Schlüsselinstrument in der anaeroben Vergärungsforschung, aber auch in der Praxis. Für letztere dienen sie dazu, die Produktion einer zukünftigen anaeroben Vergärungsanlage aus einem gegebenen Satz von Substraten vorherzusagen oder den ordnungsgemäßen Betrieb einer Vergärungsanlage zu validieren. Eine erste internationale Interlaborstudie (IIS-BMP) hat gezeigt, dass die in der kürzlich veröffentlichten Leitlinie vorgeschlagenen Validierungskriterien, die auf einem 2015 in der Schweiz organisierten Workshop mit zahlreichen auf internationaler Ebene in diesem Bereich tätigen Laboratorien beruhten, zu einem signifikanten Rückgang der Spannweite zwischen minimalem und maximalem Substrat-BMP geführt haben. Es konnten jedoch nur etwa 25% der BMP-Tests validiert werden. In einem zweiten Workshop in Freising wurde ein neuer Ansatz zur Bestimmung der Validierungskriterien vorgeschlagen, der in diesem zweiten IIS-BMP erprobt wurde. Insgesamt 38 Labors aus 14 verschiedenen Ländern nahmen freiwillig an dieser Studie teil. Ein bis zwei Tests wurden mit einem obligatorischen und einem optionalen Substrat plus einer Positivkontrolle (Cellulose) durchgeführt. Die Methodik, die Substrate, die Positivkontrolle, die Minerallösungen und eine Standardergebnisdatei wurden an jedes Labor geschickt. Jedes Labor berechnete den gemessenen BMP, übermittelte aber auch alle Rohdaten. Außerdem wurden in mehreren Labors gleichzeitig verschiedene Inokula getestet. Diese Auswertung zeigte, dass die Verwendung des gleichen Inokulums die Variabilität zwischen Laboratorien nicht verringern konnte. Der Vergleich gemeldeter BMPs mit berechneten BMPs aus Rohdaten ergab, dass die Berechnung eine zusätzliche Quelle für Variabilität darstellt, da sich viele gemeldete BMPs von BMPs unterschieden, die mit dem gleichen Ansatz berechnet wurden. Unter Verwendung nur berechneter BMPs wurde die höchste akzeptable relative Standardabweichung (RSD) für Cellulose-BMP mit 6% definiert, was > 80% aller Tests umfasste. Es konnte auch gezeigt werden, dass manuelle manometrische und volumetrische Methoden zur Messung der Methanproduktion dazu neigen, das produzierte Gasvolumen zu unterschätzen. Basierend auf diesen Beobachtungen wurde ein neuer Satz von Validierungskriterien definiert (RSD-Cellulose-BMP ≤ 6%, untere und obere Grenze für Cellulose-BMP: 340 und 390 mlCH4/gVS) und angewendet. Durch diese neuen Validierungskriterien wurde die Spannweite der Substrat-BMPs auf etwa 20% gesenkt und hat die Validierung von 40-50% der Tests ermöglicht. Eine weitere Analyse aller Tests beider IIS-BMP, für die Rohdaten abgerufen werden können, wird hoffentlich die Nützlichkeit dieser neuen Validierungskriterien stärken.

Schlussbericht
(Englisch)
Biomethane potential (BMP) tests are a key tool in anaerobic digestion research but also in practice. For the latter, they serve to predict the production of a future anaerobic digestion plant from a given set of substrates, or to validate the proper operation of an AD plant. A first international inter-laboratory study (IIS-BMP) has shown that the validation criteria proposed in the recently published guideline that was based on a workshop organized in Switzerland in 2015 involving numerous laboratories active in this field on the international level, enabled to decrease significantly the range between minimum and maximum BMPs for substrates. However, only about 25% of the BMP tests could be validated. During a second workshop held in Freising, Germany, a new approach for determining the validation criteria was proposed which was tested in this 2nd IIS-BMP. Thirty-eight laboratories from 14 different countries participated on a voluntary basis in this study. One to two tests were performed with one compulsory and one optional substrate plus a positive control (cellulose). The methodology, the substrates, the positive control, the mineral solutions and a standard result file were sent to each laboratory. Each laboratory calculated the measured BMP but also submitted all raw data. In addition, different inocula were simultaneously tested in several laboratories. This evaluation showed that using the same inoculum could not decrease the inter-laboratory variability. Comparing reported BMPs with calculated BMPs from raw data revealed that the calculation is an additional source of variability since many reported BMPs differed from BMPs calculated with one single approach. Using only calculated BMPs, the highest acceptable relative standard deviation (RSD) for cellulose BMP was defined to be 6% which included >80% of all tests. It could also be shown that manual manometric and volumetric methane production measurement methods has a tendency to underestimate the gas volume produced. Based on these observations, a new set of validation criteria was defined (RSD cellulose BMP ≤6%, lower and upper limit for cellulose BMP: 340 and 390 mLCH4/gVS) and applied. This new validation criteria set decreased the range of substrate BMPs to about 20% and allowed validating 40-50% of the tests. Further analysis of all tests of both IIS-BMP for which raw data can be obtained will hopefully strengthen the usefulness of this new validation criteria set.
Zugehörige Dokumente
Schlussbericht
(Französisch)

Les tests de potentiel de biométhane (BMP) sont un outil clé dans la recherche sur la digestion anaérobie (DA) mais aussi dans la pratique. Pour cette dernière, ils servent à prédire la production d’une future installation de DA à partir d’un ensemble de substrats s, ou à valider le bon fonctionnement d’une installation de DA. Une première étude inter-laboratoire internationale (IIS-BMP) a montré que les critères de validation proposés dans la directive récemment publiée, fondée sur un atelier organisé en Suisse en 2015 et impliquant de nombreux laboratoires actifs dans ce domaine au niveau international, ont permis de réduire de manière significative l’entendue entre le BMP minimum et maximum pour les substrats. Cependant, seuls environ 25% des tests BMP ont pu être validés. Au cours d'un deuxième atelier tenu à Freising, en Allemagne, une nouvelle approche pour déterminer les critères de validation a été proposée. Elle a été testée dans le cadre de ce deuxième IIS-BMP. Trente-huit laboratoires de 14 pays différents ont participé volontairement à cette étude. Un à deux tests ont été réalisés avec un substrat obligatoire et un substrat optionnel plus un contrôle positif (cellulose). La méthodologie, les substrats, le contrôle positif, les solutions minérales et un fichier de résultats standard ont été envoyés à chaque laboratoire. Chaque laboratoire a calculé le BMP mesuré mais a également soumis toutes les données brutes. De plus, différents inocula ont été testés simultanément dans plusieurs laboratoires. Cette évaluation a montré que l'utilisation du même inoculum ne pouvait pas diminuer la variabilité inter-laboratoire. La comparaison des BMP déclarés avec les BMP calculés à partir des données brutes a révélé que le calcul constituait une source supplémentaire de variabilité, car de nombreux BMP déclarés différaient des BMP calculés avec une seule approche. En utilisant uniquement les BMP calculées, l'écart type relatif acceptable (RSD) le plus élevé pour les BMP de cellulose a été défini à 6%, ce qui inclut > 80% de tous les tests. On pouvait aussi montrer que les méthodes manométriques et volumétriques manuelles de mesure de la production de méthane ont la tendance à sous-estimer le volume de gaz produit. Sur la base de ces observations, un nouvel ensemble de critères de validation a été défini (RSD du BMP de cellulose ≤ 6%, limite inférieure et supérieure pour le BMP de cellulose: 340 et 390 mLCH4/gVS) et appliqué. Ce nouvel ensemble de critères de validation a ramené l’étendue du BMP du substrat à environ 20% et a permis de valider 40 à 50% des tests. Une analyse plus approfondie de tous les tests des deux IIS-BMP pour lesquels des données brutes peuvent être obtenues renforcera, espérons-le, l'utilité de ce nouvel ensemble de critères de validation.