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    Biologische Prozesse in Biogasanlagen

Kurze Einführung in die biologischen Grundlagen der Biogas-Produktion

4-stufiger Abbauweg:


Abb. 1: Zum Vergrößern Bild anklicken

Der anaerobe Abbau findet in 4 Stufen statt, die stark voneinander abhängen:
  1. Hydrolyse von Polymeren (Kohlenhydraten, Proteinen, Fetten) zu Monomeren (Zucker, Fettsäuren, Aminosäuren)
  2. Acidogenese zu (kurzkettigen) Fettsäuren (z.B. Acetat, Propionat) und Alkoholen
  3. Acetogenese zu Acetat, CO2 und H2 und gleichzeitige (synthrophe)
  4. Methanogenese zu Biogas

 

Die Methanogenese ist die letzte und empfindlichste Stufe des anaeroben Abbaus. Eine Überlastung muss unbedingt vermieden werden, da sonst die Anreicherung von Zwischenprodukten (Säuren) zu einem Sinken des pH-Wertes führt, wodurch der Prozess vollständig zum Erliegen kommen könnte.

Bedingungen für den anaeroben Abbau zu Biogas:
  • konstante Temperatur von ca. 38°C bzw. 55°
  • kein Sauerstoff (O2 ist toxisch)
  • neutraler ph-Wert (pH < 6.5 hemmt methanogene Bakterien)
  • ausreichende hydraulische Verweilzeit (wegen langsamem Wachstum der Bakterien)
  • ungeeignete Stoffe:
    • Holz und verholztes Substrat (Lignin kann unter anaeroben Bedingungen nicht abgebaut werden)
    • Mineralöl (aber: Pflanzenöl ist geeignet)
    • Toxische Substanzen (z.B. Antibiotika)
Menge und Zusammensetzung von Biogas
Die theoretische Berechnung ist anhand der „Buswell Formel“ möglich:



In der Praxis werden zur Ermittlung des Biogasertrages vorwiegend der organische Trockensubstanzgehalt (oTS) sowie Erfahrungswerte verwendet.