Was versteht man unter Vergärung ?
Unter dem Begriff Vergärung versteht man den Abbau von biogenem Material durch Mikroorganismen in Abwesenheit von Sauerstoff, d.h. unter anaeroben Bedingungen.
Mehrere Bakteriengruppen, welche sehr eng zusammenarbeiten, verwandeln biogenes Material in Gas. Biogas besteht aus etwa 2/3 brennbarem Methan und rund 1/3 Kohlendioxid sowie Restgasen. Die anaeroben Bakterien sind erdge schichtlich uralt, d.h. sie entwickelten sich, als es in der Erdatmosphäre noch keinen Sauerstoff gab. Sie bauen mit Ausnahme von Holz, dessen Bestandteil Lignin sie nicht angreifen können, praktisch alles biogene Material ab. Da der Hauptteil der Energie des abgebauten Materials im Produkt Methan noch ent halten ist, bleibt den Bakterien nur wenig Energie zum Leben und zur Ver mehrung. Bei der Vergärung wird daher - im Gegensatz zur Kompostierung keine Überschussenergie in Form von Wärme frei.
Die anaerobe Vergärung ist im Gegensatz zur Kompostierung, wo sich auch primitive Pilze und andere niedere Lebewesen am Abbau beteiligen, ein rein bakterieller Prozeß. Die anaeroben Bakterien fühlen sich im Wasser oder sehr feuchter Umgebung wohl. Anaerobe Abbauprozesse eignen sich daher speziell für leicht abbaubare, nasse und feuchte Substrate. In diesem Sinn kommt der Vergärung in der Bewirtschaftung von biogenen Abfällen aus der getrennten Sammlung eine wichtige Rolle zu.
Neben festen biogenen Abfällen bieten sich aber für die Vergärung ganz speziell auch organisch belastete Abwässer aus Industrie und Gewerbe an. Die anaerobe Behandlung bringt - neben einer meist deutlich positiven Energie-Bilanz den Vorteil, daß weniger Bakterienbiomasse und damit weniger Schlamm gebildet wird. Bis vor kurzer Zeit wurde zur Abwasserreinigung vor allem aerobe Prozesse eingesetzt.
In der Landwirtschaft kommt der Vergärung - neben der Energieproduktion großes Verdienst in der Konditionierung der Hofdünger zu. Wirtschaftlich interessant ist das Verfahren insbesondere bei größeren Anlagen, in welcher als Co-Vergärung neben Gülle weitere, s.g. reine Abfälle (Gemüse, Schlachtnebenprodukte usw.) behandelt werden.
Der anaerobe Abbau von organischer Materie ist ein Prozeß, welcher zur Aufbereitung und Stabilität von flüssigen oder festen organischen Abfällen besonders gut geeignet ist. Die in einem geschlossenen Behälter (einem s.g. Fermenter) oder Gärbehälter unter kontrollierten Bedingungen ablaufende Vergärung bietet gegenüber der aeroben Behandlung einige Vorteile:
Der abgebaute Kohlenstoff wird zu über 90 % in Biogas umgewandelt.  
Das Biogas liefert hochwertige Energie in Form von Strom und Wärme.  
Es entsteht nur wenig Schlamm.  
Geruchsemissionen sind minimal und leicht kontrollierbar  
Der Energieproduktion kommt, unter dem Aspekt der Förderung erneuerbarer Energien gemäß Energie 2000, besonders große Bedeutung zu. Das bei der anaeroben Vergärung entstehende Biogas kann mittels Wärme/ Kraft-Kopplung in Strom und Wärme umgesetzt werden.
Biogasnutzung
Das entstehende Biogas hat einen Methananteil von 55 bis 65 %.
Es ist damit geeignet, für den Antrieb von Gas-Motoren sowie zur Einspeisung ins Gasnetz.
Im Gegensatz zur Kompostierung weist die Vergärung eine positive Energie- Bilanz auf. Aus einer Tonne organischem Abfall können pro Tag 100 cbm bis 160 cbm Biogas und mehr erzeugt werden. Dieses entspricht ca. 65 - 95 Liter Benzin. Mittels Wärme/Kraftkopplung können daraus rund 170 kWh Strom und 340 kWh Wärme in Form von Warmwasser mit etwa 70 Grad erzeugt werden. Je etwa 10-20 % werden für den Prozeßenergiebedarf der Anlage aufgewendet. Der erzeugte Strom sollte wieder ins Netz eingespeist werden (verkauft). Dabei wird gem. Energienutzungsbeschluß der Strom aus erneuerbaren Energien mit z. Zeit 20 Pf pro kWh bis 500 kWh-Anlagen vergütet. Wärme kann in angrenzenden Gebäuden / Stallanlagen genutzt werden.
Prinzip der Biogasgewinnung
Unter Sauerstoffabschluß entsteht durch biologische Umwandlung (anaerobe Fermentation) aus organischen Abfällen gasförmige Brennstoffe:
aus Flüssigmist (Gülle) = Biogas  
  aus Klärschlamm = Klärgas  
  aus Müll von Deponien = Deponiegas  
  aus festen Rest- u. Abfallstoffen = Brenngas  
Oft werden unter dem Betriff Biogas alle oben genannten gasförmigen Brenn- Stoffe aus organischem Substrat zusammengefaßt
Das Prinzip der Biogasgewinnung ist:
Das organische Abfallmaterial wird in einen Faulbehälter (Fermenter) gegeben. Dieser ist von Licht und Luft abgeschlossen.
Unter diesen Bedingungen setzen Mikroorganismen in einem mehrstufigen Prozeß das Substrat in Biogas und hochwertigen Dünger um. In der Praxis haben sich mesophile Organismen bewährt.
Sie zeigen optimales Wachstum bei Temperaturen von 35 Grad C. Die Fauldauer beträgt dann ca. 25 - 30 / 40 Tage
   
psychrophile
Mikroorganismen: Optimum bei 15 Grad/Fauldauer 90-120 Tage
   
thermophile
Mikroorganismen: Optimum bei 55 Grad/Fauldauer 10 Tage
   
mesophile
Mikroorganismen: Optimum bei 35 Grad/Fauldauer 25-40Tage
 
Das brennbare Gas, das über dem Faulraum entnommen wird, zeigt folgende Zusammensetzung auf:
    Methan CH4   40 - 80 %  
    Kohlendioxid CO2   20 - 60 %  
    Wasserstoff H2   0 - 1 %  
    Schwefelwasserstoff H2S   0 - 1 %  
    Stickstoff N2   0 - 7 %  
    Sauerstoff O2   0 - 2 %  
             
Der Schwefelwasserstoff ist problematisch - weil giftig und korrosiv. Durch das Einblasen von 3-5 % Luft in den Gasdom wird H2S in Wasser und elementaren Schwefel überführt. Der Schwefel wird zusammen mit dem ausgefaulten, organischen Material aus dem Fermenter geholt. Beides kommt als Dünger auf den Äckern zugute. Die Biogastechnik rechnet man mit Großvieheinheiten GVE Beispiele: 1 GVE = 1 ausgewachsenes Reind 5 Kälber 6 Mastschweine 250 Hühner.
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