Biomasserückführfilter mit Ultraschallbehandlung – optimierte und benutzerfreundliche Lösung für Biogasanlagen

Das Problem und die Lösung

Zwischen 8% und 15% des anfallenden Gärrestes sind Fasern, die bei der Separation nicht vergoren bzw. abgebaut wurden. Trotz gängiger Separationstechniken gelingt es nicht, die Fasern vollständig zu zerkleinern.

Durch eine geschickte Einbindung eines Biomasserückführfilters in Kombination mit einer Ultraschallbehandlung in das bestehende System der Biogasanlage ist es möglich, die Fasern noch besser aufzulösen, die Organik zu lösen und dadurch noch mehr Gasertrag zu erzielen. Dieses neue und innovative Verfahren ist bereits erfolgreich in der Praxis erprobt.

Das Verfahren

Der Biomasserückführfilter basiert auf unserer gängigen Separationstechnik. Diese wurde weiterentwickelt, sodass die neue Technologie des Pressschneckenseparators Sepogant Direkt nicht nur als Separationstechnik, sondern auch als Flüssig-Eindicker angesehen werden kann.

Diese Variante entnimmt Substrat aus dem Fermenter oder Nachgärer und leitet es nach der Separation als eingedickte Phase mit den noch nicht vollständig vergorenen Faserstoffen direkt zurück in den Fermenter/ Nachgärer. So hat das nicht vollständig zersetzte Substrat noch mehr Zeit zu vergären – denn verschiedene Einsatzstoffe brauchen unterschiedlich lange für die Vergärung.

Durch das Verfahren des wiederholten Fütterns werden Einsatzstoffe gespart. Dies führt dazu, dass das gesamte Gaspotenzial der zugeführten Substrate ausgeschöpft wird.

Zudem wird eine Einsparung von Rührwerken sowie deren Rührzeiten im Gärrestlager erreicht, da sich in den Behältern eine homogene Masse mit einer einheitlichen Struktur befindet, welche sich nicht wieder entmischt. Des Weiteren wird bei der Fütterung Volumen der Einsatzstoffe reduziert, was eine geringere Belastung (Energie und Verschleiß) der Einbringtechnik zur Folge hat.

Die Ultraschallbehandlung WaveBox ist kaskadenförmig aufgebaut. Durch dieses kaskadenförmige System mit Sonotroden ist es möglich, das Material maximal aufzuschließen, da die Ultraschallwellen das Substrat in der Tiefe bearbeiten können. Die Kavitation führt dazu, dass ein höherer Anteil der organischen Trockensubstanz Gas abgeben kann.

In einer herkömmlich betriebenen Biogasanlage findet ein Abbau der Organik von 75 % statt. Sobald hier ein Biomasserückführfilter in Verbindung mit einer Ultraschalltechnik verwendet wird, steigt der Abbau der Organik auf ca. 90 %. So kann eine Steigerung der Biogas-Produktion von bis zu 20 % aus dem Originalsubstrat, das der Biogasanlage gefüttert wird, erreicht werden.

Auslegungsbeispiel

► Fermentation ca. 40m³/d
► NaWaRo Substratmix mit Gras/GPS Anteil
► Verweilzeit: 60 Tage
► Raumlast ca. 8 kg oTS/m³*dFazit
► WaveBox 4-Sonotroden ca. 3,5kW
► Steigerung der Biogasproduktion um ca. 14%

Technologische Aspekte der Kombination

Effizienzsteigerung der Ultraschallanlage

► durch Behandlung der eingedickten Organik
► Anordnung der Sonotroden – max. Eintauchtiefe
► optimale Gasabführung
► keine Ablagerungen

Effekte für die Ultraschallbehandlung

► Erhöhung des Wirkungsgrades der WaveBox
► deutliche Minderung des TS-Gehalts im Gesamtsystem, dadurch Minderung der Betriebskosten
► Einsparungseffekte durch erhöhten organischen Abbau

Ökologische Aspekte der Kombination

► Emissionen aus dem Separationssystem werden vermieden
► Erhöhung des Gasbildungspotenzials der Einsatzstoffe
► Minderung des Restgaspotenzials im Gärrest
► normale BGA: Abbau der Organik 75%
► BGA mit Sepogant Direkt und Wavebox: Abbau der Organik 90 %

• Bis zu 20% mehr Biogas aus Originalsubstanz

Kurz & knapp

Die Kombination aus dem Biomasserückführfilter, dem Zurückhalten von noch nicht vollständig vergorenen Fasern und der Behandlung der Biomasse durch Ultraschall stellt das derzeit einzig funktionierende Verfahren dar, um das Beste aus seinem Substrat herauszuholen. So wird kein Gaspotential verschenkt, da energiereiches Futter, unabhängig der Verweilzeiten, nicht ungenutzt bleibt.

Bei der Fütterung der Anlage wird Volumen der Einsatzstoffe eingespart, wodurch die Belastung (Energie und Verschleiß) der Einbringtechnik geringer ist.

Der effektive Abbau der Fasern des Substrats hat zufolge, dass eine Steigerung des Gasertrags von bis zu 20% erreicht werden kann.