Pulverförmiges Reaktionsmittel für die Bindung von Schwefelwasserstoff in Biogasanlagen
Allgemeines
Biogas entsteht durch anaerobe Umsetzung von Biomasse. Es enthält neben den Hauptkomponenten Methan und Kohlendioxid häufig ebenfalls Schwefelwasserstoff, der zu Geruchs- und Korrosionsproblemen führen kann und vor einer Nutzung zu entfernen ist. Für die Entschwefelung von Biogasen kommen unterschiedliche Verfahren, wie die Dosierung von Luftsauerstoff, die Zugabe von Eisensalzen, eine nachgeschaltete Abtrennung mittels Festbettabsorbern auf Eisenhydroxidbasis oder Abgaswäscher bzw. die biologische Oxidation von Schwefelwasserstoff, zum Einsatz.
Faultürme der Kläranlage Braunschweig/Abwasserverband Braunschweig
Das Problem
Eine Zudosierung von Luft in den Gärraum besitzt häufig nur eine geringe Wirkung auf die Schwefelwasserstoffbindung und führt außerdem zu einer Verdünnung des Biogases und damit zu einem verminderten Heizwert. Wird zu viel Sauerstoff eingetragen, erhöht sich dementsprechend die Bildung von Schwefelsäure und das Korrosionspotenzial steigt. Nachgeschaltete Entschwefelungstechnologien erfordern demgegenüber einen hohen Investitionsaufwand. Außerdem wird die Entstehung von Schwefelwasserstoff im Bioreaktor zunächst zugelassen, obwohl bekannt ist, dass dieses Gas einen hemmenden Einfluss auf die Methanbildung hat. Durch eine Dosierung von stark sauren Eisensalzen wird der Schwefelwasserstoff bereits im Gärbehälter ausgefällt. Nachteilig ist jedoch hierbei die Absenkung des Puffervermögens des Gärsubstrates. Außerdem unterliegen Eisensalzlösungen aufgrund ihrer Wassergefährdungsklasse Beschränkungen hinsichtlich der Lager- und Dosiertechnologie.
Die Lösung
Speziell zur Lösung der genannten Probleme wurde durch die HeGo Biotec GmbH ein Reaktionsmittel auf Basis von Eisenhydroxid entwickelt, mit dem der sich bildende Schwefelwasserstoff bereits im Gärbehälter ausgefällt wird. Die hierbei ablaufenden Reaktionen können folgendermaßen beschrieben werden:
Wirkungsweise
Durch das im FerroSorp® DG enthaltene Eisenhydroxid wird der Schwefelwasserstoff bereits während der Entstehung gebunden. In einer ersten Reaktion wird das dreiwertige Eisen unter anaeroben Bedingungen zu zweiwertigem Eisen reduziert. Hierbei kann bereits Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel oxidiert werden. In einem nachfolgenden Schritt reagiert das zweiwertige Eisen mit Schwefelwasserstoff, wobei feinverteiltes Eisensulfid entsteht, was sich in einer Schwarzfärbung des Gärrückstandes bemerkbar macht. Bei einer Verwendung von FerroSorp® DG werden praktisch keine zusätzlichen Anionen in das Gärsystem eingebracht. Die im FerroSorp® DG enthaltenen Calciumverbindungen bewirken zusätzlich eine Erhöhung des Puffervermögens des Gärsubstrates und wirken somit einer Versäuerung entgegen. Ein Ausfällen von Spurenelementen mit gebildetem Schwefelwasserstoff wird sicher verhindert. Somit kann die Methanogenese ungehemmt ablaufen, was sich durch eine optimale Ausbeute an Biogas und somit durch hohe Methangehalte bemerkbar macht.
Mikroskopische Darstellung von methanosarcina acetivorans
Anwendung
Eine Zugabe von FerroSorp® DG kann in Biogasanlagen problemlos gemeinsam mit der Aufgabe von Gärsubstrat in der Annahmestation erfolgen. FerroSorp® DG ist als nicht wassergefährdend eingestuft und hinsichtlich seiner chemischen Eigenschaften als ungefährlich zu betrachten. Es existieren in Bezug auf die Handhabung und Lagerung dieses Produktes keine speziellen Vorschriften.
Die Vorteile im Überblick
- hocheffektives Reaktionsmittel zur Bindung von Schwefelwasserstoff in Biovergärungsanlagen
- optimale Ausbeute an Biogas mit hohem Methangehalt
- wirksamer Schutz gegen Versäuern des Gärsubstrates durch Erhöhung des Puffervermögens
- Kosteneinsparung durch höhere Ausbeute im Vergleich zu einer nachgeschalteten Schwefelwasserstoffabtrennung
- einfache Dosiertechnologie
- keine Aufsalzung des Gärsubstrates
- keine Beeinträchtigung des Gärrückstandes hinsichtlich der möglichen Verwertungs- und Entsorgungswege
