BiogasFachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

 

Projekte - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung eines Verfahrens zur Umwandlung von Ammonium aus Gärrest in Nitrat und die Weiternutzung als Sauerstoff-Donator für eine biologisch oxidative Biogas-Entschwefelung; Teilvorhaben 1: Konzeptionierung, Entwurf und Untersuchung einer Gärrest-Nitrifikationsstufe - Akronym: BioSulfOx

Anschrift
Forschungsinstitut für Wasserwirtschaft und Klimazukunft an der RWTH Aachen e. V.
Kackertstr. 15-17
52072 Aachen
Projektleitung
Dipl.-Ing Alejandra Lenis
Tel: +49 241 8026-842
E-Mail schreiben
FKZ
2220NR125A
Anfang
01.01.2023
Ende
31.12.2024
Aufgabenbeschreibung
Hauptbestandteil des Biogases ist das energetisch nutzbare Methan (CH4). Biogas enthält neben CH4 jedoch auch signifikante Mengen Kohlenstoffdioxid (CO2) und weitere Begleitga-se. Problematisch ist dabei Schwefelwasserstoff (H2S), welcher vermehrt bei der Um-setzung von proteinhaltigem Substrat in H2S Konzentrationen von 200 bis 5.000 ppm (0,02 bis 0,5 Vol.-%) gebildet wird. Um den Methananteil des Biogases wirtschaftlich zur Energieerzeugung nutzen zu können, muss das Biogas somit zuvor entschwefelt werden. In der Biogasentschwefelung werden physikalische, chemische sowie biologische Verfahren angewandt. Durch den Verbrauch von Fäll- und Adsorptionsmitteln sind die chemischen und physikalischen Verfahren jedoch meist mit hohen Betriebskosten verbunden. Die biologischen Verfahren hingegen basieren auf mikrobiologische aerobe Atmungsprozes-se, die meistens durch einen Lufteintrag in den Biogasstrom erfolgen. Sollte das Biogas an-schließend auf Erdgasqualität aufbereitet werden, sind Restmengen an Stickstoff und Sauer-stoff nur durch energetisch aufwändige Verfahren oder durch hohen Betriebsmittelverbrauch zu entfernen. Alternativ lässt sich Nitrat anstelle von Sauerstoff als Oxidationsquelle nutzen. Nitrat kann aus dem im Gärrest enthaltenen Ammonium produziert werden. Da Nitrat als Sauerstoffdonor bei der mikrobiologischen Biogasentschwefelung verwendet und dieser im Gärrest produziert werden kann, wird im Rahmen des angestrebten Vorhabens ein innovati-ves Verfahren – Das Nitro-SX Verfahren – untersucht, mit welchem kostengünstig und um-weltschonend Schwefelwasserstoff mithilfe von nitrifizierten Gärrest aus dem Biogas entfernt wird. Das entstehende Nitrat wird zusammen mit dem Schwefelwasserstoff mikrobiologisch zu Sulfat oder Schwefel und Stickstoff verstoffwechselt. Somit kann dieses Verfahren ebenfalls zur Reduzierung des Nitrateintrages beitragen. Als Produkte des Verfahrens würden zum einen entschwefeltes Biogas, zum anderen ein nitratarmer Gärrest entstehen.

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