Einfluss der thermo-chemischen Vorbehandlung von Biertrebern auf die anaerobe Fermentation

Published 2013

Citation: Bochmann, G. Einfluss der thermo-chemischen Vorbehandlung von Biertrebern auf die anaerobe Fermentation, Ph.D. Thesis, Universität für Bodenkultur Wien, Vienna, Austria, 2013.

Abstract

Gegenstand der Arbeit ist der thermische und thermo-chemische Aufschluss von Biertrebern. Dabei werden die Prozessbedingungen wie Chemikalien, Konzentration, Aufschlusstemperatur sowie Aufschlussdauer und deren Einfluss auf die Biogasgewinnung untersucht. Der Nachweis erfolgt entlang den einzelnen Prozessstufen Hydrolyse, Acidogenese und Methanogenese. Die Prozessparameter der Aufschlüsse haben sowohl einen starken Einfluss auf die Hydrolyse der Lignozellulose als auch auf die Bildung thermischer Nebenprodukte. Diese Zwischenprodukte beeinflussen unter anderem den Schritt der Acidogenese stark. Wohingegen die Endprodukte, Melanoidine, anaerob kaum abbaubar sind und damit die Biogasausbeute reduzieren. Die höchsten Methanerträge werden mit einer Behandlungstemperatur von 140 °C erreicht. Unterschiedlich sind dabei die Höhe der zusätzlichen Gaserträge von 28 Vol.-% mit H2O sowie rund 50 Vol.-% mit Lauge und 60 Vol.-% mit Säure. In semi-kontinuierlich beschickten Reaktoren konnten mit unbehandelten Trebern Erträge von 410 m³N CH4/Mg oTS realisiert werden. Thermisch aufgeschlossene Treber ergeben Erträge von 468 m³N CH4/Mg oTS (+14 %). Durch die Zugabe von Lauge zum thermischen Aufschluss kann der Methanertrag auf 558 m³N/Mg oTS (+36 %) gesteigert werden. Auf Grund der Prozessinstabilitäten war der acido-thermisch aufgeschlossene Treber nicht auswertbar. Der Mehrertrag in den Aufschlüssen ist auf die verbesserte Verwertung der Zellulose und Hemizellulose zurückzuführen. Durch die Vorbehandlung der Biertreber gelingt es, die Treberverwertung wirtschaftlicher zu gestalten. Nach der Vergütung im Österreichischen Ökostromgesetz 2012 können Erträge von bis 13 €/Mg FM Treber erreicht werden. Dies ist insbesondere durch eine thermo-chemischen Vorbehandlung möglich