Klärschlammbehandlung

Algenbasierte Methananreicherung in Biogasen – Halbtechnische Versuche

Algen können zur biochemische Abscheidung von CO2 aus Faulgasen eingesetzt werden. Sie wandeln CO2 in Biomasse und Sauerstoff um und erhöhen so den Methananteil im Faulgas. Aus der Biomasse kann wiederum Biogas gewonnen und so der Gasertrag gesteigert werden. Das Verfahren steht prinzipiell für Gase mit ähnlicher Zusammensetzung zur Verfügung.

 

Zusammenfassung

Der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm wird im Anschluss anaerob stabilisiert – dabei entsteht sogenanntes Faulgas, das zu ca. 65 % aus Methan und zu ca. 35 % aus CO2 besteht. Bei der Abscheidung von CO2 reichert sich dann Methan an, sodass ein energiereiches Gas entsteht. Während chemisch-physikalische Verfahren zur CO2-Abscheidung bereits eingesetzt werden, befinden sich die biochemischen noch in der Entwicklungsphase.

Ziel des Projektes ist der Nachweis, dass eine biochemische Trennung von Methan und CO2 aus Biogasen der Klärschlammfaulung durch Algen möglich ist. Dabei soll der CO2-Volumenanteil in Biomasse und Sauerstoff umgewandelt und so der Methananteil im Biogas erhöht werden. Bei dem vorgestellten Verfahren findet im ersten Schritt der Aufbereitung die Auswaschung des CO2 aus dem Faulgas statt und im zweiten wird das CO2-reiche Waschwasser in einem Photobioreaktor durch Mikroalgen biochemisch regeneriert. Die von den Algen produzierte Biomasse wird dann zur Erzeugung von Biogas genutzt, das zur Einspeisung in das öffentliche Gasversorgungsnetz geeignet sein soll.

Ergebnisse:

  • Da der Methangehalt von be- und unbehandeltem Gas im Mittel etwa 60 % betrug, erfolgte keine Methananreicherung.
  • Die Senkung des CO2-Gehalts um 75-80 % im Mittel ist für das Erreichen der Erdgas-L-Qualität hinreichend niedrig.
  • Der Brennwert bleibt mit etwa 24 MJ/m³ nahezu unverändert.
  • Der Gasanfall ist bei der Faulung von Algen mit 0,94 l/g oTSab. etwas höher als bei der von Klärschlamm (0,87 l/g oTSab.).
  • Die auf den abgebauten CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) bezogene Methanbildung ist bei der Vergärung von Algen mit 0,58 l/g CSBab. mit der bei der Faulung von Klärschlamm vergleichbar. Der Methangehalt des Faulgases erreicht bei der Klärschlammfaulung ca. 67 %, bei der Vergärung von Algen etwa 65 %.
  • Grundsätzlich ist die Co-Vergärung von Algen und Klärschlamm zwar durchführbar, nach gegenwärtigen Erkenntnissen jedoch nicht wirtschaftlich.

Weitere Projektdaten

Projekttitel: Verbundvorhaben: Labor- und halbtechnische Untersuchungen zur Entwicklung eines Algenreaktors für die Anreicherung von Methan in Biogasen der anaeroben Klärschlammfaulung, Teil II

Projektnummer: 02WS0182

Projektzeitraum: 2001 - 2005

Projektort: Deutschland (Sachsen)

Projektansprechpartner:

Herr Dr.-Ing. Kühn

+49 (0)351 / 463 34241

+49 (0)351 / 463 37204

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Quelle: Technische Informationsbibliothek Hannover (TIB)