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Ausstattung

Prozessstabilität

Der Biogasbildungsprozess ist ein sehr komplexer Prozess, bei dem verschiedene Mikroorganismen am Abbau beteiligt und voneinander abhängig sind. Die Störung einzelner Prozessschritte kann zur Störung des gesamten Prozesses führen. Aus diesem Grund werden Indikatoren untersucht, um Prozessinstabilitäten möglichst frühzeitig zu erkennen. Zudem werden verschiedene Einflussfaktoren auf die Prozessstabilität untersucht, um daraus Handlungsanweisungen und Maßnahmen zur Vermeidung und Beseitigung von Prozessinstabilitäten entwickeln zu können.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

E. Spielmann: Einfluss von Natriumhydrogencarbonat- und Ammoniumhydrogencarbonat-Beigaben auf die Stabilität des Biogasprozesses in semi-kontinuierlichen Langzeitversuchen mit Maissilage. Masterarbeit, Bochum (2015).

S. Haaß: Der Einfluss von Impfschlamm auf die Stabilität von Biogasbildungsprozessen. Masterarbeit, Bochum (2015).

B. Panusch: Untersuchung der Stabilität des Biogasprozesses beim Einsatz von unterschiedlichen Substraten in semi-kontinuierlichen Kurzzeitversuchen mit unterschiedlicher Raumbelastung. Masterarbeit, Bochum (2015).

J. Sedelies: Untersuchung des Einflusses der Durchmischung auf die Stabilität von Biogasbildungsprozessen. Bachelorarbeit, Bochum (2015).

Z. Rehman, S. Schwede, M. Gerber und R. Span: Einfluss der Pufferkapazität auf die Stabilität des anaeroben Abbauprozesses bei der Biogasproduktion. Tagungsband vom Thermodynamik-Kolloquium, Hamburg (2013).

A. Peiter: Untersuchung des Einflusses eines Beschickungsausfalles auf die Stabilität des Biogasbildungsprozesses. Projektarbeit, Bochum (2012).

 

Durchmischung von Biogasreaktoren

Zur homogenen Verteilung von Nährstoffen und der Temperatur werden Biogasreaktoren in der Regel durchmischt. Zudem wird durch die Durchmischung die Ausbildung von Sink- und Schwimmschichten verhindert und der Austritt der gebildeten Gase erleichtert. Eine Durchmischung ist also notwendig, sollte jedoch nicht zu stark sein, um Agglomerate aus symbiotisch arbeitenden Mikroorganismen nicht zu zerstören. Zudem kann durch die Reduzierung der Rührintensität oder der Rührzeiten der Energieverbrauch für die Durchmischung verringert werden. Zum Einfluss der Durchmischung auf den Biogasbildungsprozess und den Energieverbrauch wurden eine Reihe von Untersuchungen durchgeführt.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

J. Sedelies: Untersuchung des Einflusses der Durchmischung auf die Stabilität von Biogasbildungsprozessen. Bachelorarbeit, Bochum (2015).

A. Kowalczyk, E. Harnisch, S. Schwede, M. Gerber, R. Span: Different mixing modes for biogas plants using energy crops. Applied Energy, Vol. 112, 465-472 (2013).

 E. Harnisch: Ermittlung des Einflusses von Rührintervallen auf den Biogasbildungsprozess. Bachelor-Arbeit, Bochum (2011).

M. Gerber: Ganzheitliche stoffliche und energetische Modellierung des Biogasbildungsprozesses. Dissertation. Bochum (2009).

Anfahrstrategien

Das Anfahren einer neuen Biogasanlage und das Anfahren aus einem Stillstand sind in Hinblick auf die Prozessstabilität und die Wirtschaftlichkeit für Anlagenbetreiber sehr anspruchsvoll. Aus diesem Grund wurden verschiedene Anfahrstrategien untersucht.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

A. Kowalczyk, S. Schwede, M. Gerber und R. Span: Restart strategies for biogas plants after feeding interruptions. Proc. 13th World Congress of Anaerobic Digestion, Santiago de Compostella, Spanien, (2013).

A. Kowalczyk: Untersuchung der Übertragbarkeit und Reproduzierbarkeit von Versuchen zur Biogasbildung in kontinuierlichen Prozessen sowie erste Studien zu deren Optimierung. Dissertation. Bochum (2012)

  

Temperaturverteilung in einer Biogasanlage

Zur Überprüfung einer ausreichenden Durchmischung wurde an einer großtechnischen Biogasanlage die Temperaturverteilung im Reaktor bestimmt. Zudem wurden die Temperaturen der Reaktorwandung, des Gasraums sowie der zugeführten Substrate im Sommer und im Winter ermittelt. Dadurch konnte u.a. ein Selbsterwärmungseffekt der Biomasse festgestellt werden.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

M. Gerber, E. Baumhögger, F. Dubberke: Determination of temperature gradients and temperature shocks in a biogas plant. Proceedings of the 14th World Congress on Anaerobic Digestion, Chile (2015).

Messaufbau zur Untersuchung der Temperaturverteilung (Quelle: Gerber et al., 2015)

 

Bilanzierung von Prozessen

Um Prozesse hinsichtlich ihrer Effizienz und ihren ökologischen Auswirkungen zu bewerten und miteinander zu vergleichen, werden sie stofflich, energetisch, ökologisch und ökonomisch bilanziert. Dabei beschränkt sich die Bilanzierung nicht nur auf den Biogasbildungsprozess, sondern umfasst auch Prozesse wie den Anbau von Biomasse, die Vorbehandlung von Biomasse, die Extraktion von Wertstoffen oder die Aufbereitung und Verwertung des Gases.
 

Ausgewählte Veröffentlichungen

T. Werner: Optimierung und Anwendung eines Tools zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen. Semesterarbeit, Bochum (2015).

J. Kleine-Kalmer: Bilanzierung der Biodieselproduktion aus Mikroalgen. Masterarbeit, Bochum (2015).

O. Budde: Energetische und wirtschaftliche Betrachtung der Vorbehandlung von Algenbiomasse durch French Press und Mikrowellen für den Einsatz in Biogasanlagen. Semesterarbeit. Bochum (2013).

M. Gerber: Ganzheitliche stoffliche und energetische Modellierung des Biogasbildungsprozesses. Dissertation. Bochum (2009).