Verbesserung der Wertschöpfung aus Biomassegärresten

Das Projekt zur Verbesserung der Wertschöpfung aus Biomassegärresten (Bio-Ro) verfolgte das Ziel der effizienteren Fest-Flüssig-Separation von Biomassegärresten durch den Einsatz eines Hochspannungssystems, einer enzymatischen Behandlungsstufe zur Spaltung residualer Cellulose sowie der Erschließung neuer Wertstoffe aus den gewonnenen Stoffströmen der Separation.

Im Rahmen des Projektes ist es gelungen, eine Steigerung der Trennleistung während der Fest-Flüssig-Trennung von Gärresten durch die enzymatische Hydrolyse sowie den Einsatz eines Hochspannungssystems in Kombination mit Polymeren nachzuweisen. Durch den Einsatz des Cellulasekomplexes aus Penicillium verucullosum ist es möglich, residuale Cellulose in Monosaccharide zu spalten und eine Steigerung der Trennungsleistung zu erzielen. Ebenfalls konnte der positive Einfluss des Hochspannungssystems bei der Fest-Flüssig-Separation von Gärresten bzw. Klärschlämmen in Kombination mit Polymeren und Dekantertechnik nachgewiesen werden. Das gewonnene Zentrat enthält verschiedene Monosaccharide, die für die folgenden Reinigungsschritte der wässrigen Lösung vorteilhaft sind (Verbesserung des C:N-Verhältnisses).

Die durch die Fest-Flüssig-Separation erhaltenen Stoffströme wurden hinsichtlich des Wertschöpfungspotenzials untersucht. Durch die Komplexität der Proben (unterschiedliche organische und anorganische Bestandteile) wurden zahlreiche analytische Methoden erarbeitet. Im Focus der Stoffstromuntersuchungen standen die Proben aus Versuchsfahrten auf realen Biogasanlagen, da gerade im Bereich der Fest-Flüssig-Separation Skalierungseffekte einen starken Einfluss auf die Wertstoffverteilung haben können. Die Stoffstromanalysen haben gezeigt, dass durch die eingesetzten Trenntechniken die Wertstoffe Lignin sowie Metalle (z.B. Kupfer) nahezu vollständig in der festen Fraktion zurückgehalten werden. Um diese Wertstoffe zugänglich zu machen, wurde die feste Gärrestfraktion mittels NP-Verfahren aufgeschlossen. Dabei konnte Lignin in hohen Ausbeuten (> 90 %) isoliert werden. Durch den Aufschluss mit Ameisensäure ist es zudem gelungen, Wertmetall wie Kupfer aus dem Feststoff nahezu vollständig zu mobilisieren. Prinzipiell konnte auch die elektrolytische Abscheidung des Kupfers nachgewiesen werden, jedoch sind die Ausbeuten aufgrund der geringen Kupferkonzentration und der hohen organischen Belastung der Elektrolytlösung, durch zum Beispiel Lignin, gering.

Mit Hilfe der enzymatischen Hydrolyse sowie der verbesserten Trenntechnik ist es gelungen, neuartige



Copyright: © Institut für Abfall- und Kreislaufwirtschaft - TU Dresden
Quelle: 10. Biogastagung: Anaerobe Biologische Abfallbehandlung (September 2015)
Seiten: 11
Preis: € 5,50
Autor: Bernd Simbach
Prof. Dr. Martin Bertau
Ines Aubel

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