EINFLUSS DER ZERKLEINERUNG ORGANISCHER STOFFE AUF DEREN ANAEROBES ABBAUVERHALTEN

Dipl.-Ing. L. Pelletier, Dr.-Ing. J. Müller

 

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik, Technische Universität Braunschweig

 

Bei der anaeroben Faulung organischer Stoffe stellt die Hydrolyse der Feststoffe meistens den limitierenden Schritt zur Methanisierung dar. Durch eine Zerkleinerung des Substrates können neue Oberflächen geschaffen und Zell­inhaltsstoffe freigesetzt werden, was zu einer Unterstützung der Hydrolyse beiträgt. Ziel dieser Untersuchungen ist es, den Einfluß der Zerkleinerung auf die mikrobielle Abbaubarkeit von verschiedenen organischen Stoffen mit unterschiedlicher Zusammen­setzung zu beschreiben.

 

Es wurden Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften bezüglich ihrer Zusammensetzung und Struktur (Mischung aus Kartoffeln, Äpfeln und Möhren sowie Fleisch, Sonnenblumenkerne, Spinatstengel und Heu) zerkleinert und anschließend, parallel zu einer unbehandelten Probe, in Batch-Reaktoren mit Impfschlamm anaerob gefault.

 

Zwei positive Effekte der Zerkleinerung konnten festgestellt werden. Zum einen ist bei strukturreichen und schwer abbaubaren Stoffen eine deutliche Steigerung der Faulgasausbeute infolge der Zerkleinerung zu beobachten (bis zu 50% beim Heu). Dies hat eine Reduzierung der zu entsorgenden Reststoffe und eine Steigerung der nutzbaren Faulgasmenge zur Folge. Diese Tendenz ist bei den strukturarmen, leicht abbaubaren Stoffen wie Kartoffeln nicht feststellbar, da der Abbau ohne mechanische Vorbehandlung schon fast vollständig ist.

Zum anderen ist bei allen Substraten, aber vor allem bei den schlecht abbaubaren Stoffen, eine deutliche Abnahme der technischen Faulzeit (definiert als die Zeit, nach der 80% der maximalen Faulgasausbeute erreicht sind) nach einer Zerkleinerung zu verzeichnen. Daraus ergibt sich eine Harmonisierung der Faulzeiten heterogener Substrate und somit eine mögliche Reduzierung des benötigten Reaktorvolumens.

 

Desweiteren konnte beim Heu im Laufe der Faulzeit ein enger Zusammenhang zwischen dem gelösten CSB und der Faulgasausbeute festgestellt werden. Dies ist ein Hinweis darauf, daß die Wirkung der Zerkleinerung auf das anaerobe Abbauverhalten auf der Unterstützung der Feststoff-Hydrolyse basiert. Diese Unterstützung resultiert aus der Vergrößerung der Substrat­oberfläche, die sowohl eine Verbesserung der Angriffsmöglichkeit für die Mikroorganismen als auch eine Beschleunigung der physikalischen Lösungsvorgänge der organischen Feststoffe bewirkt.

 

Quelle:

L. Pelletier, J. Müller (1998). Einfluß der Zerkleinerung organischer Stoffe auf deren anaerobes Abbauverhalten, Dechema- Tagung "Technik anaerober Prozesse", TU Hamburg- Harburg, Oktober 1998