Dipl.-Ing. L. Pelletier, Dr.-Ing. J. Müller
Institut für Mechanische Verfahrenstechnik, Technische
Universität Braunschweig
Bei
der anaeroben Faulung organischer Stoffe stellt die Hydrolyse der Feststoffe
meistens den limitierenden Schritt zur Methanisierung dar. Durch eine
Zerkleinerung des Substrates können neue Oberflächen geschaffen und Zellinhaltsstoffe
freigesetzt werden, was zu einer Unterstützung der Hydrolyse beiträgt. Ziel
dieser Untersuchungen ist es, den Einfluß der Zerkleinerung auf die mikrobielle
Abbaubarkeit von verschiedenen organischen Stoffen mit unterschiedlicher
Zusammensetzung zu beschreiben.
Es
wurden Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften bezüglich ihrer
Zusammensetzung und Struktur (Mischung aus Kartoffeln, Äpfeln und Möhren sowie
Fleisch, Sonnenblumenkerne, Spinatstengel und Heu) zerkleinert und
anschließend, parallel zu einer unbehandelten Probe, in Batch-Reaktoren mit
Impfschlamm anaerob gefault.
Zwei
positive Effekte der Zerkleinerung konnten festgestellt werden. Zum einen ist
bei strukturreichen und schwer abbaubaren Stoffen eine deutliche Steigerung der
Faulgasausbeute infolge der Zerkleinerung zu beobachten (bis zu 50% beim Heu).
Dies hat eine Reduzierung der zu entsorgenden Reststoffe und eine Steigerung
der nutzbaren Faulgasmenge zur Folge. Diese Tendenz ist bei den strukturarmen,
leicht abbaubaren Stoffen wie Kartoffeln nicht feststellbar, da der Abbau ohne
mechanische Vorbehandlung schon fast vollständig ist.
Zum
anderen ist bei allen Substraten, aber vor allem bei den schlecht abbaubaren
Stoffen, eine deutliche Abnahme der technischen Faulzeit (definiert als die
Zeit, nach der 80% der maximalen Faulgasausbeute erreicht sind) nach einer
Zerkleinerung zu verzeichnen. Daraus ergibt sich eine Harmonisierung der
Faulzeiten heterogener Substrate und somit eine mögliche Reduzierung des
benötigten Reaktorvolumens.
Desweiteren
konnte beim Heu im Laufe der Faulzeit ein enger Zusammenhang zwischen dem
gelösten CSB und der Faulgasausbeute festgestellt werden. Dies ist ein Hinweis
darauf, daß die Wirkung der Zerkleinerung auf das anaerobe Abbauverhalten auf
der Unterstützung der Feststoff-Hydrolyse basiert. Diese Unterstützung
resultiert aus der Vergrößerung der Substratoberfläche, die sowohl eine
Verbesserung der Angriffsmöglichkeit für die Mikroorganismen als auch eine
Beschleunigung der physikalischen Lösungsvorgänge der organischen Feststoffe
bewirkt.
Quelle:
L.
Pelletier, J. Müller (1998). Einfluß der Zerkleinerung organischer Stoffe
auf deren anaerobes Abbauverhalten, Dechema- Tagung "Technik anaerober
Prozesse", TU Hamburg- Harburg, Oktober 1998