Evaluation of a test set-up for combined bio-hydrogen- and methane-production at mesophilic conditions

This paper deals on one hand starting with the process of dark fermentation to produce bio-hydrogen. Therefore digested sludge of a wastewater treatment plant (WWT) and two different composts were tested as inoculums in batch tests related to GB 21 (DIN 38414 S8) at mesophilic conditions (35°C) with glucose as substrate. The run time of the batch test was 5 to 6 days.

Hydrogen is regarded as a source of energy of the future. It may be produced by various processes, including electrolysis of water, thermocatalytic reformation of hydrogen-rich organic compounds and biological processes. Currently, hydrogen is produced, predominantly, by electrolysis of water by using electricity or by stream reforming of natural gas. So both methods based on fossil fuels like coal, oil or natural gas except for the electricity generation by wind turbines or photovoltaic. At present, the production of hydrogen by biological processes finds more and more attention world far. Biological technologies for provides a wide range of approaches to generate hydrogen, including direct and indirect bio-photolysis as well as photo-fermentation and dark-fermentation. Currently these biological technologies are not suitable for solving every day energy problems (Levin, Pitt, Love, 2003). But dark-fermentation is a promising approach to produce hydrogen in a sustainable way and is already examined in some projects (e.g. Krupp, 2007). Short hydrolytic retention times and high metabolic rates are advantage of the process. The incomplete transformation of the organic components into various organic acids is a disadvantage. So a second process step is required.
A result of the batch tests is, heat treated digested sludge as well as compost are applicable to use as inocula for producing bio-hydrogen by dark fermentation at mesophilic conditions, because no methane were detected in the gasphase of all samples. The biogas production reaches values up to 450 Nml/g glucose and hydrogen concentrations between 50 % and 70 %. Furthermore a continuous stirred reactor (CSTR) with continuous operation with waste sugar solution (10 g/l) as carbon source was studied. The hydrogen step shows as results hydrogen- and carbon dioxide-concentration in the biogas between 40 % and 60 %. By using sewages containing COD and organic waste in the dark fermentation, however, they must assume that the appearing trace gases like hydrogen sulphide correspond to these approximately in the biogas of a wastewater treatment plant. So the gas quality should be examined in detail with regard to use the gas in fuel cells and an upgrading of the hydrogen rich biogas of the first process step is necessary. At least the reactor design for a combined hydrogen and methane production has worked out. The process of a two-step reactor operated continuously for the combined hydrogen and methane production out of COD loaded sewages and carbohydrate rich bio-waste is necessary for the examination of the technical and economical implementation. The experimental set-up consists of a 3 litre reactor for the bio-hydrogen step and a 30 litre reactor for the bio-methane step. At both reactors the pH-value and the temperature have to be controlled. Furthermore the barometric pressure, gas yield and gas composition of both reactors will be detected daily. Furthermore the operating efficiency of the combined production of hydrogen and methane by dark fermentation shall
be checked as a complete system, as well as the degradation and stabilization of the organic.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Quelle: Orbit 2008 (Oktober 2008)
Seiten: 9
Preis inkl. MwSt.: € 8,00
Autor: Ruth Brunstermann

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

bifa-Text Nr. 47: Ökoeffiziente Verwertung von Bioabfällen und Grüngut in Bayern
© bifa Umweltinstitut GmbH (2/2010)
Ergebnisse der bifa-Studie

Kombination einer Stationären Wirbelschichtfeuerung mit einer (extern gefeuerten) Mikro-Gasturbine
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (10/2009)
Die Stationäre Wirbelschichtfeuerung (SWSF) ist langjähriger Gegenstand der Forschungsarbeiten am Lehrstuhl für Umwelttechnik der Universität Rostock. Ziele waren Energiegewinnung im Bereich kleiner Leistungen durch umweltgerechte Verbrennung von Nicht-Regelbrennstoffen und die Bereitstellung von Wärme und Strom.

Gestaltung von Nährstoffkreisläufen als Beitrag zur Sicherung der Nachhaltigkeit der Bioenergie
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (10/2009)
Nachhaltigkeit – in vielen Bereichen unserer heutigen Gesellschaft gefordert – ist im Sektor der Bioenergie ein unabdingbares Kriterium für eine zukunftsfähige Energiewirtschaft. Entsprechend der Definition einer Nachhaltigen Entwicklung der Brundtland-Kommission von 1987, müsste Energie demnach so erzeugt werden, dass sie "... die Lebensqualität der gegenwärtigen Generation sichert und gleichzeitig zukünftigen Generationen die Wahlmöglichkeit zur Gestaltung ihres Lebens erhält".

21. Kasseler Abfall- und Bioenergieforum Bio- und Sekundärrohstoffverwertung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2009)
Über den Stand und die Perspektiven der Abfallwirtschaft unter Einfluss des Klima- und Ressourcenschutzes wurde auch dieses Jahr auf dem nunmehr 21. Abfall- und Bioenergieforum vom 21. -23.04.2009 informiert und diskutiert. Während am ersten Tag ein genereller politischer Überblick geboten wurde, so waren die beiden weiteren Tage den einzelnen Fachforen zu Energie/Rohstoff, MBA, Bioenergie und Ablagerung gewidmet. Das Forum war mit über 1000 Teilnehmern gut besucht.

Ergebnisse der Klausurtagung „Biokraftstoffe“ BMU/UBA 26./27.06.2003 in Berlin
© Bayerisches Landesamt für Umwelt (8/2009)
PowerPoint Presentation mit 28 Folien

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?

Der ASK Wissenspool
 
Mit Klick auf die jüngste Ausgabe des Content -Partners zeigt sich das gesamte Angebot des Partners
 

Selbst Partner werden?
 
Dann interessiert Sie sicher das ASK win - win Prinzip:
 
ASK stellt kostenlos die Abwicklungs- und Marketingplattform - die Partner stellen den Content.
 
Umsätze werden im Verhältnis 30 zu 70 (70% für den Content Partner) geteilt.
 

Neu in ASK? Dann gleich registrieren und Vorteile nutzen...