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Die WIGAKO AG in Süderen (BE) betreibt eine landwirtschaftliche Biogasanlage mit vielen verschiedenen gewerblich-industriellen Co-Substraten, wodurch je nach Substratmix die Biogasausbeute stark schwankt. Um die Schwankungen auszugleichen und die substratspezifische Biogasausbeute zu erhöhen, stellt die WIGAKO auf eine zweistufige Vergärung um und baut zusätzlich zwei neue vorgeschaltete Hydrolysentanks. Für die Inbetriebnahme existiert in der Praxis und in der Literatur kein anwendbares «Patentrezept». In dieser Arbeit werden deshalb verschiedene Laborversuche durchgeführt, mit dem Ziel, erste Anhaltspunkte zur Inbetriebnahme und zur Stabilisierung des Biogasprozesses liefern zu können. In der Analyse der Massenbilanz der bestehenden Anlage fiel auf, dass ein Fettschlamm, der aus der industriellen Öl- und Fettverarbeitung stammt, für weit über 50% der jährlichen Methanproduktion verantwortlich ist. Der Fokus der Untersuchungen lag deshalb auf der Handhabung dieses Substrats. Dazu wurde eine semikontinuierliche Hydrolyse, eine Batch-Hydrolyse und ein Restmethanpotential (BMP) durchgeführt. Ziel der Hydrolysenversuche war es, verschiedene Betriebsparameter wie Temperatur, pH-Wert und Co-Vergärung zu untersuchen. Beim BMP-Versuch stand der Einfluss des Inokula respektive der Bakteriengemeinschaft auf den Fettabbau sowie die Hemmkonzentrationen vom Fettschlamm als stark lipidhaltiges Substrat im Vordergrund. Die Auswertung hat ergeben, dass je nach Inokulum bei einer Fettschlammkonzentration von 8.9 g/l bereits Hemmungen auftreten und der Abbau verzögert verläuft. Eine tiefere Konzentration von 4.5 g/l erhöht die Abbaurate und das spezifische Methanpotential und eine höhere Konzentration von 18 g/l hemmt und verzögert den Abbau bereits stark. Im Weiteren hat sich gezeigt, dass die Faulschlammbakteriengemeinschaft einer ARA höhere Abbauraten und höhere spezifische Methanpotentiale aus dem Fettschlamm herausholt, als die Inokula einer landwirtschaftlichen und einer gewerblich-industriellen Biogasanlage. Eine höhere Temperatur von 42°C hat gegenüber 37°C ebenfalls einen positiven Effekt auf die Abbaurate und das Methanpotentials des Fettschlamms. |
