Ultraschall-gestützte Desintegration von Gülle vor der Vergärung

Die ultraschall-gestützte Desintegration verbessert die Methan- (CH₄) Ausbeute, verringert die Verweilzeit der Biomasse (solid retention time = SRT) und verbessert die Gesamtleistung der anaeroben Vergärung. Diese Ergebnisse lassen sich durch ultraschall-gestütztes Desintegration der Biomasse und Bakterienzellen in Gülle erzielen. Mit Hielscher's Ultraschallreaktoren zur Vorbehandlung tierischen Dungs erzeugen Sie mehr Methan (Biogas) und erzielen einen höheren chemischen Sauerstoffbedarf ( soluble chemical oxygen demand = SCOD) während der anaeroben Vergärung.

Anaerobe Vergärung von Gülle

Tierischer Dünger wird anaerob zersetzt, um die organische Masse sowie den Geruch zu reduzieren und um die Treibhausgasemissionen in geschlossenen Systemen zu verringern. Zudem können durch die Vergärung Keime und Erreger in der Gülle reduziert werden. Typische tierische Abfallprodukte für die Vergärung sind Schweinedung (Schweinegülle, Schweinemist), Gülle aus der Milch- und Fleischnutztierhaltung, Hühner- und Putenmist, Jauche und Mastabfluss.

Ultraschall-Desintegration

Ultraschall-generierte Kavitation zersetzt organische Feststoffe und erhöht die Menge der gelösten Biomasse sowie den Abbau während der anaeroben Vergärung. Durch die Vorbehandlung mit Ultraschall steht mehr organische Oberfläche für die nachfolgende anaerobe Vergärung zur Verfügung. Das Ergebnis ist eine verbesserte Konvertierung der Biomasse-Partikel zu Biogas. Dadurch erhöht sich die biologische Abbaubarkeit und Biogasertrag sowie chemischer Sauerstoffbedarf steigen.

Ultraschall-Reaktoren

Hielscher liefert Ultraschall-Desintegratoren für die Inline-Vorbehandlung von kleinen und großen Durchsätzen. Alle Ultraschallreaktoren wurden für den kontinuierlichen Betrieb (24 h/7d/365 t) bei maximaler Geräteauslastung entwickelt. Abhängig von Faktoren wie der Güllezusammensetzung, TS oder Retentionszeit im Digester, variiert die benötigte Ultraschallkapazität zwischen 2 und 10 kW pro 1 m³/ Std. für die meisten Installationen. Hielscher's Ultraschallsonotroden und Reaktorgeometrien wurden basierend auf langjähriger praktischer Erfahrung in der Vorbehandlung von Abfall und Klärschlamm optimiert. Dies ist wichtig, da die Konfiguration der Ultraschallparameter und das hydraulische Design erheblichen Einfluss auf die Desintegration hat. Hielscher Ultraschallreaktoren ermöglichen die Verarbeitung von zähflüssigen (weniger verwässertem) Material und erzielt dadurch eine deutlich höhere Prozesseffizienz. Außerdem weisen Hielscher Ultraschallgeräte einen hervorragenden elektrischen Wirkungsgrad von mehr als 81% auf – und erzielen dadurch eine höhere Desintegrations-Leistung. Die Verwendung eines Zerhäckslers vor der Beschallung zerkleinert größere Partikel und Fasern und verbessert die Homogenität der Biomasse in das Ultraschallsystem.

Co-Fermentation von Abfall

Die Vorteile der ultraschall-gestützten Desintegration vor der Vergärung gehen über tierische Abfallprodukte hinaus. Ultraschall verbessert die Hydrolyse der Co-Vergärung von Gülle und Mist mit Speiseresten, kommunalem Klärschlamm oder sogar rohem Glycerin aus der Biodieselproduktion. Mit einer ultraschall-gestützten Desintegration als Vorbehandlung für die mesophile und thermophile Co-Vergärung werden deutlich höhere volumetrische Methanerträge, ein niedrigerer H₂S- (Geruch) und geringerer Ammoniak-Gehalt erzielt als mit nicht-beschalltem Material. Durch eine Zugabe geringer Mengen von Glyzerin (4 bis 6%) vor der Ultraschall-Desintegration der Gülle führen zu einem deutlichen Anstieg der Biogasproduktion.

Vorteile der Beschallung

Die deutlich verbesserte Biogas-Ausbeute ist der Haupteffekt der Ultraschall-Desintegration. Allerdings ergeben sich aus ergeben sich noch größere Einsparungen durch die gesenkten Transportkosten und die niedrigeren Entwässerungskosten, da die organische Abfallmasse nach der effizienten Vergärung deutlich reduziert ist. Kürzere Verweilzeiten verbessern die Digester-Kapazität und können dadurch dazu beitragen, die Installation eines zusätzlichen Digesters zu vermeiden. Weniger Geruchsbildung aufgrund verminderter H₂S- und Ammoniak-Bildung sind für die Umwelt relevant.

Installation und Nachrüstung

Hielscher Ultraschallreaktoren lassen sich problemlos in neue Projektanlagen integrieren oder in bestehende anaerobe Faultürme nachgerüstet werden. Sie können die Ultraschalleffekte auf Ihren Abfall in kleinem Maßstab, z.B. mit einem UIP2000 (20kHz, 2000 Watt) System mit Cascatroden-Sonotrode und Durchflussreaktor testen. Der modulare Aufbau eines Hochleistungs-Ultraschallsystems (z.B. 10 x UIP4000, 40 Kilowatt) ermöglicht die flexible Installation und schrittweise Aufrüstung. Insbesondere bei der Nachrüstung vorhandener Faulbehälter haben sich die Kosten für die Integration von Ultraschallgeräten durch die Kosteneinsparungen und Biogaserträge schnell amortisiert. Bitte kontaktieren Sie uns für kostenlose Informationen!

Biogas – Erneuerbare Energie

Biogas ist eine umweltfreundliche, erneuerbare Energie. Während Biodiesel und Bioethanol meist aus Lebensmitteln oder Non-Food-Nutzpflanzen gewonnen werden, dient für aus Gülle gewonnenem Biogas ein landwirtschaftliches Abfallprodukt als Rohstoff. Biogas erfordert keine energie-intensive Distillation oder aggressive Chemikalien und hat deutlich bessere CO2-Bilanz. Die ultraschall-gestützte Vergärung erzeugt saubere, grüne und erneuerbare Energie für viele Nutztierbetriebe zu einem wettbewerbsfähigenPreis, der kommerzielle Erdgaspreise oftmals sogar unterbieten kann.