Mittwoch, 23. Januar 2019
Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V.

Berechnung des Abbaugrades organischer Substanz zur Bewertung der Effizienz von Biogasanlagen

Berechnung des oTS-Abbaugrades
Gehalt an organischer Trockensubstanz im Einsatzstoff
Gehalt an organischer Trockensubstanz im Gärrest

Aussagekraft

Die Bestimmung des oTS-Abbaugrades eignet sich dazu, die aktuelle Anlageneffizienz zu ermitteln und Veränderungen im Vergleich dazu darzustellen. Bei wiederholter Anwendung lassen sich Verbesserungen bzw. Verschlechterungen der Ablaufeffizienz erkennen, die z.B. bei Optimierungsmaßnahmen erwartet werden oder bei Prozessstörungen zu befürchten sind.

Ermittlung der Ausgangsgrößen

Der oTS-Gehalt wird häufig auch als sogenannter Glühverlust bezeichnet.

Die Ermittlung des Glühverlustes erfolgt durch die Veraschung der getrockneten Probe bei 550°C bis zur Gewichtskonstanz und wird auf die Ausgangsmasse an getrockneter Probe bezogen (% TS bzw. kg oTS / kg TS). Detailliertere Informationen können der Fachinformation Schlüsselparameter zur Kontrolle des Gärprozesses - Laboranalytik (Biogas Forum Bayern) entnommen werden.

Wie häufig sollte die Berechnung durchgeführt werden?

Eine Neuberechnung sollte immer dann erfolgen, wenn aktuelle neue Messwerte (oTS-Gehalte) vorliegen. Während die Bestimmung des organischen Trockensubstanzgehaltes im Gärrest meist relativ einfach ist, ist dies bei den Inputmaterialien immer dann mit der Gefahr von Ungenauigkeiten verbunden, wenn verschiedene Einsatzstoffe gemeinsam eingesetzt werden. Hier wäre eine repräsentative Mischprobe zur Bestimmung des resultierenden oTS-Gehaltes als Analyseprobe geeignet. Notfalls kann der oTS-Gehalt auch anhand eines gewichteten Mittels entsprechend der eingesetzten Massen bestimmt werden. Bei dieser Vorgehensweise ist die Gefahr von Fehlerquellen und damit verbundene Ungenauigkeiten des Ergebnisses jedoch deutlich größer.

Anwendungsbereich

Der Massenverlust über entstehendes Biogas und Wasserverdunstung ist bei Einsatzstoffen mit hoher Energiedichte nicht zu vernachlässigen. Die oTS-Konzentrationen in Input (Einsatzstoff) und Output (Gärrest) sind wegen der unterschiedlichen Bezugsgröße nicht direkt vergleichbar. Dies erschwert die Erstellung belastbarer Bilanzen deutlich und kann verfälschte Ergebnisse liefern.

Deshalb empfiehlt es sich, die Effizienz einer Anlage über den oTS-Abbaugrad zu ermitteln, wobei lediglich der oTS-Gehalt in Input und Output als Eingangsgrößen nötig sind.

Es ist zu beachten, dass der errechnete oTS-Abbaugrad nur eine Aussage für Biogasanlagen mit konstantem Betriebszustand zulässt. Dabei gilt insbesondere:

  • Keine nennenswerte Bildung (z.B. durch Korrosion) oder Entzug (z.B. durch Ablagerungen) von Anorganik durch das System
  • Konstante hydraulische Verweilzeit
  • Konstante Fütterung
  • Gleichgewichtszustand ("steady state")

Die Anwendung basiert auf der Fachinformation "Einfache und verlässliche Berechnung des Abbaugrades von organischer Trockensubstanz in Biogasanlagen"

Entwicklung und Umsetzung der Online-Anwendung erfolgen in Zusammenarbeit mit dem
Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft der Technischen Universität München