Einsatz von Natriumhydrogencarbonat in landwirtschaftlichen Biogasanlagen | Application of sodium bicarbonate in agricultural biogas plants

German. Das Betreiben von Biogasanlagen erfordert die Bereitstellung von Futtersubstrat in ausreichender Menge und gleichmäßiger Qualität. Durch häufige Substratwechsel und eine stark schwankende Futterqualität kann es zu einer sinkenden Prozessstabilität mit einer zunehmenden Versäuerung des Fermenters kommen. Im kontinuierlichen Labormaßstab konnte erfolgreich der präventive und akute Einsatz von Natriumhydrogencarbonat zur Behebung von Versäuerungen nachgewiesen werden. Die Überführung und Anwendung der Erkenntnisse aus den Laborversuchen in eine landwirtschaftliche Praxisanlage ist Gegenstand dieser Arbeit. Grundlage sind zwei baugleiche landwirtschaftliche Biogasanlagen, wobei eine nachweislich durch Überfütterung, d. h. zu hohe Mengen an Inputsubstraten, in ihrer Prozessstabilität beeinträchtigt war und daraufhin mit Natriumhydrogencarbonat behandelt wurde, während die zweite Anlage stabil lief und als Kontrolle diente. Beide Anlagen gehörten zu einem Anlagenkomplex und wurden vor dem Versuch unterschiedlich in Art/ Menge und während des Versuches mit identischen Inputsubstraten versorgt. In der Praxisanlage konnte Natriumhydrogencarbonat sowohl zur Akutapplikation wie auch als Präventionsmittel erfolgreich eingesetzt werden und bestätigt damit bisherige Ergebnisse aus Laborversuchen. Zudem zeigte sich die leistungsfördernde Wirkung in Form einer höheren Biogasausbeute bei gleichzeitig hohen Methanqualitäten. Weiterhin wurde durch den effektiven Einsatz von Natriumhydrogencarbonat eine Verminderung des noch vorhandenen Restgaspotentials und somit eine Reduzierung des Ausstoßes klimarelevanter Spurengase im Gärrest bewirkt. Natriumhydrogencarbonat kann somit als Prozesshilfsstoff in landwirtschaftlichen Biogasanlagen für ein kontrolliertes Anheben des pH-Wertes und zur Stabilisierung der Prozessbiologie bei Versäuerungserscheinungen uneingeschränkt angewendet werden

English. Biogas plants require consistent volume and quality of feedstock input. Frequent changes in type and quality of feedstock reduce the process stability by causing increased acidification in the biogas digester. In laboratory experiments the addition of sodium bicarbonate to prevent and reverse acidification in biogas digesters has been proven to be successful. This paper focuses on the application in agricultural biogas plants. Two identically designed biogas digesters were used. In one of the digesters the process had destabilized as a result of overfeeding and therefore was treated with sodium bicarbonate, while the other one ran under stable conditions and was used as the control. Both biogas digesters were part of the same biogas plant and were supplied with identical feedstock material. Sodium bicarbonate has been added to the biogas digester to successfully reverse acute acidification as well as to prevent acidification, confirming earlier results from laboratory experiments. At the same time the addition of sodium bicarbonate also enhanced the performance of the biogas digester by increasing the yield of methane thereby improving the quality of the biogas. In addition, the effective input reduces the residual biogas potential and the unwanted emission of greenhouse gases from the digest residues. Therefore, sodium bicarbonate can unequivocally be used in agricultural biogas plants as a process additive for a controlled increase in pH and to stabilize the biological process in the event of acidification