AiF-FV-Nummer 15036 N

Verfahrenskombination aus Aufkonzentrierung und Co- Vergärung zur energetischen Verwertung von Reststoffen aus der Molkeaufbereitung

Status & Laufzeit

Abgeschlossen: 01.02.2007 bis 31.01.2009

Forschungsstellen

  • Fraunhofer Institut Umwelt-, Sicherheits-, Energietechnik UMSICHT
    Osterfelder Str. 3, 46047 Oberhausen
    http://www.umsicht.fhg.de

  • Institut für Abfall- und Abwasserwirtschaft
    Beckumer Str. 36, 59229 Ahlen
    http://www.infa.de

Zusammenfassung

Ein hohes Potenzial zur Intensivierung der Biogasgewinnung stellen Reststoffe und Abwässer der Lebensmittelindustrie, besonders aus Molkereien und milchverarbeitenden Betrieben dar. Neben den organisch belasteten Abwässern können Molke und andere Reststoffströme für die Biogaserzeugung genutzt werden.. • Ein wesentliches Problem bei der anaeroben Behandlung von entproteinierter Molke sowie sonstigen wässrigen Reststoffströmen aus Molkereien ist die hohe Versäuerungsneigung dieser Stoffe. Bei einer Monovergärung war einstabiler Prozess bei einer Raumbelastung von 0,7 kg oTS/(m3*d) für 5 %-ige Molke und 2,8 kg oTS/(m3*d) für 20 %-ige Molke möglich. Höhere Raumbelastungen bzw. geringere hydraulische Verweilzeiten führten ohne die Zugabe von Co-Substraten bereits nach kurzer Betriebszeit zu einem Anstieg der Konzentration an organischen Säuren und zu einer Verminderung des pH-Wertes. • In Verbindung mit geeigneten Co-Substraten ist Molke ein für die Anaerobtechnik gut geeignetes Basissubstrat, welches hohe und konstante Gaserträge erwarten lässt. • Durch eine weitgehende Vorkonzentrierung der Molke und wässrigen Reststoffströme kann das erforderliche Reaktorvolumen deutlich vermindert werden, wobei jedoch ein geringfügig geringerer Gasertrag zu erwarten ist. • Die Zugabe von Spülmilch und Reinigungslaugen wirkt sich positiv auf den Prozess aus. • Eine Vergärung von Molkereirückständen und insbesondere entproteinierten Molken sollte als Co-Vergärung mit anderen Reststoffen tierischer Herkunft, insbesondere mit Schlachtflotaten, erfolgen. Zusätzlich wirkt sich die Zugabe von geringen Mengen Gülle aufgrund deren Pufferkapazität sowie zur Sicherstellung einer ausreichenden Stickstoffversorgung positiv auf den Prozess aus. Durch die Zugabe der Co-Substrate konnte die hydraulische Verweilzeit auf unter 25 Tage und damit in einen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten realistischen Bereich vermindert werden. Das Mischungsverhältnis von Molkekonzentraten und Co-Substraten sollte bei etwa 1:1 liegen. • Sollten über die Reststoffe Antibiotika in den Anaerobprozess gelangen, so sind bis zu einer Konzentration von 100 ppb (bezogen auf Reaktorinhalt) keine negativen Auswirkungen zu erwarten. Dies bedeutet, dass keine Gefahren durch mit Antibiotika belastete Stoffströme für den Anaerobprozess bestehen. • Durch das Verfahren sind für die eingesetzte entproteinierte Molke je nach gewählten Randbedingungen Erträge bis zu 2,8 €/Mg Molke zu erzielen. Dabei wirkt sich die Aufkonzentrierung positiv auf die Wirtschaftlichkeit aus. Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass eine Aufkonzentrierung von Molken und wässrigen Reststoffströmen vor einer Anaerobstufe technisch weniger aufwändig und damit kostengünstiger ist als eine Aufkonzentrierung der dem Biogasprozess entnommenen Gärrückstände. Mit dem im Rahmen dieses Projektes entwickelten und getesteten Verfahren ist eine alternative und insbesondere bei zukünftig steigenden Energiekosten wirtschaftlich sinnvolle Möglichkeit zur Entsorgung von Molkereireststoffen aufgezeigt worden.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Dokumente