Biogas Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung von Schnelltests zur Erfassung und Bestimmung von Hemmstoffen und Mykotoxinen in Biogasanlagen (Hemmtest); Teilvorhaben 1: Entwicklung und Validierung des Hemm-quick Testsystems

Anschrift
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst - Hildesheim/Holzminden/Göttingen - Fakultät Ressourcenmanagement
Büsgenweg 1 a
37077 Göttingen
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen
Tel: +49 551 5032-257
E-Mail: achim.loewen@hawk.de
FKZ
22013813
Anfang
01.12.2016
Ende
30.06.2020
Ergebnisdarstellung
Hemm-Wirkversuche ergaben für Natriumchlorid eine leichte Hemmung ab 6 g/L, für Urea eine beginnende Hemmung ab 2,5 g/L und für Kupfersulfat ab 0,5g/L. Diese Hemmstoffe wurden anschließend in den ermittelten Dosierungen in kontinuierlichen Versuchen eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass Hemmungen in kontinuierlich betriebenen Versuchsanlagen auch im Hemmquick-Test als solche erkannt wurden. Bei Hemmstoffen wie NaCl und Urea, an welche sich die Mikroorganismen adaptieren können, wurde bei langsamer Zudosierung in den kontinuierlichen Versuchen keine eindeutige Hemmung erkennbar. Im Hemmquicktest wurde jedoch bereits eine leichte Hemmung angezeigt. Die im Hemmquicktest angezeigten Hemmungen korrelierten mit Auffälligkeiten in den Säurespektren, was die Aussagekraft der Tests bestätigt.Es wurden die Substrate Stärke, Essigsäure, Cellulose sowie getrocknete, gemahlene Maissilage auf ihre Eignung als Referenzsubstrat untersucht. Die Auswahl des Referenzsubstrats hatte Einfluss auf die Biogasbildungskurve. In Abhängigkeit von der Substratzusammensetzung wurden unterschiedliche Biogasbildungskinetiken festgestellt. Um Hemmungen bei allen am Biogasbildungsprozess beteiligten Mikroorganismen feststellen zu können wurde getrocknete, gemahlene Maissilage als Referenzsubstratgewählt. Für Fragestellungen zur Hemmung der Methanbildenden Bakterien kann Essigsäure als Referenzsubstrat mitgeführt werden. In der Betreiberumfrage wurde angegeben, dass der Hemmtest neben Fermenterinhalten vor allem für zugekaufte Miste und Güllen eingesetzt werden soll. Während der Projektlaufzeit wurden aus der Praxis neben Mist und Fermenterproben vor allem aber auch verschimmelte Maissilagen eingesandt.
Aufgabenbeschreibung
In Biogasanlagen können Hemmstoffe wie Desinfektionsmittel, Antibiotika, Schwermetalle oder Ammoniak die Mikroorganismengemeinschaft im Fermenter erheblich stören. Die genannten Hemmstoffe gelangen auf verschiedenen Wegen, meist jedoch über die zugeführten Substrate in die Biogasanlage oder werden als Zwischenprodukt des Biogasprozesses im Fermenter gebildet. Hemmungen zeigen sich vor allem durch eine Verminderung der Biogasmenge sowie der Biogasqualität. Ebenso können veränderte prozessbiologische Analysenparameter wie der pH-Wert oder der FOS/TAC-Wert auf eine Hemmung hinweisen. Bisher gibt es in der Praxis jedoch noch keinen praxisnahen Schnelltest um eine Hemmung in Fermentern oder Hemmstoffe in Inputsubstraten wie Silagen oder Güllen bestimmen zu können. Aus diesem Grund wurde in diesem Forschungsprojekt ein Hemmtest (Hemmquick) auf Basis der Biogasbildungskinetik entwickelt. Dabei wird der Verlauf der Biogasbildung auf Hemmungen untersucht. Neben der Entwicklung des Hemmquicktests lagen die Schwerpunkte auf der Probenaufbereitung von Inputsubstraten sowie der Validierung durch kontinuierliche Biogasversuche. Der entwickelte Hemmquicktest wurde an Praxisproben getestet. Zusätzlich wurden die Ergebnisse der Hemmquicktests mit Veränderungen im Säurespektrum verglichen.

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Basisdaten Nachwachsende Rohstoffe
 
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