Optimierte Prozessbiologie in BioGasAnlagen - ProBGA

Die Überwachung der Prozessbiologie von Biogasanlagen ist seit vielen Jahren eine der Kernkompetenzen der PFI Biotechnologie. Gerade im Bereich der Spurenelementanalytik hat das PFI immer wieder Erkenntnisse aus Forschungsprojekten erfolgreich in sein Service- und Dienstleistungsangebot integrieren können.  Aktuell vorfolgen wir im Rahmen des Inno-Kom Programmes (Projekträger Euronorm, gefördert durch das BMWi) einen neuen Ansatz, um die optimale Spurenelementversorgung in Biogasanlagen sicherzustellen.

Der Einsatz Spurenelementmischungen in Biogasanlagen zur Steigerung der Produktivität und Erhöhung der Prozessstabilität ist prinzipiell seit mehreren Jahren Stand der Technik, allerdings basieren Mischung (d.h. welche Spurenelemente in welchem Verhältnis) und Einsatzmenge nach wie vor auf einer beschränkten Datenbasis. In der Regel werden lediglich die Gesamtgehalte ausgewählter Mikronährstoffe messtechnisch erfasst oder es werden direkt Standartmischungen ohne Berücksichtigung anlagenspezifischer Spurenelementgehalte eingesetzt. Entscheidend für eine stabile Prozessbiologie sind nicht die oben genannten Gesamtgehalte der Mikronährstoffe, sondern vielmehr die biologisch verfügbaren Konzentrationen. Aufgrund der kontinuierlichen Schwefelwasserstoffproduktion im Biogasfermenter werden bestimmte Metallionen (v.a. Nickel und Kobalt), die eine sehr wichtige Funktion als Mikronährstoffe haben, regelmäßig gefällt und liegen somit als nicht bioverfügbare Sulfidverbindungen vor.

Mittels neuartiger Messtechniken die aktuell am PFI etabliert wurden (ICP-MS mit Single Cell ICP-MS) sind nun hochsensitive Messungen von bioverfügar vorliegenden Nährstoffgehalten möglich. Darüber hinaus kann mit der Single Cell Technologie der Spurenelementbedarf von prozessrelevanten Spezies, z.B. von bestimmten methanogenen Bakterien, bestimmt werden. Im Rahmen des 2-jährigen Projektes soll der effektive Nährstoffbedarf verschiedener mikrobieller Gruppen sowie eine Kategorisierung unterschiedlicher Fermentertypen (bezgl. Fütterung und Verfahrenstechnik) erfolgen, auf deren Grundlage eine optimale anlagenspezifische Spurenelement-Bedarfsermittlung entwickelt werden soll.

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