BMP-UntersuchungenKlärschlämme und industrielle Schlämme
Dairy wastewater biological sludge — BMP: 2 Studien, gewichteter Mittelwert 293 m³ CH₄/t oTS
Dairy wastewater biological sludge: 2 Datensätze an BMP-Daten aus 2 Publikationen, gewichteter Mittelwert 293 m³ CH₄/t oTS, Spanne 125–461.
Bewertung: negativCH₄ ≈ 66 % (Schätzung)
Foto Wehrle Werk AG / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 4.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt
- Gewichteter Mittelwert
- 293m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 125–461m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 2Studien
- Publikationen
- 2Quellen
- Temperaturen
- 35 °C, 37 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Hoher Methangehalt · ≈ 6,6 kWh/m³ Biogas
Schätzung anhand der Substratart Die erfassten Studien enthalten keine Messung. Das Intervall ergibt sich aus der ungefähren Zusammensetzung (Protein aus Gesamtstickstoff (N 5,6 % TS × 6,25); fettreich (verfahrenstechnische Einstufung)) und den Erträgen der Stoffgruppen nach FNR.
Bewertung für Biogasanlagen
negativ — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenKann die Prozessstabilität gefährden — auch bei hoher Zuzahlung nicht annehmenswert
Potenzial je Tonne Frischmasse: gering (22 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Fette, Protein / Stickstoff, Inhibitoren. Kein zusätzlicher Handhabungsaufwand. Geringes Potenzial in Verbindung mit Prozessrisiko und Handhabungskosten.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne 0
- ±0Potenzial 22 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 293 × TS 9,4 % × oTS 81 %)
Prozessstabilität −2
- −1Fette: Risiko der Anreicherung langkettiger Fettsäuren (LCFA), Flotation und Überlastung
- −0,5Protein / Stickstoff: Risiko einer Ammoniakhemmung bei höheren Anteilen
- −0,5Inhibitoren: natürliche oder Rückstände (z. B. Limonen, Polyphenole, Antibiotika, Metalle)
Handhabung und Kosten 0
- 0keine Faktoren
Punkte insgesamt: −2 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.
Geringes Potenzial in Verbindung mit Prozessrisiko und Handhabungskosten.
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BMP-Kurven aus 2 Studien
Gewichteter Mittelwert Einzelne Datensätze
Gestrichelte Linien sind eine Modellkurve (Kinetik erster Ordnung, B(t) = B₀·(1 − e−kt)); der Endpunkt stammt aus der Publikation. Alle Kurven sind Modellkurven.
Kumulierte Methanproduktion im Testverlauf [m³ CH₄/t oTS]. Die dicke Linie ist der gewichtete Mittelwert aller Datensätze (293); Punkte markieren die in den Publikationen angegebenen Endwerte. Fahren Sie mit der Maus über das Diagramm, um Werte abzulesen; ein Klick auf einen Legendeneintrag blendet einen Datensatz aus oder ein.
Datensätze und Quellen
CSV herunterladen| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Temperatur | Probe | Kurve |
|---|---|---|---|---|
| Rico et al. (2014) DOI | 125 | 35 °C · mesophil | dewatered biological sludge from dairy factory (DSL1) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Browne et al. (2013) DOI | 461 | 37 °C · mesophil | bio treatment sludge from cheese processing | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 293 | arithmetischer Mittelwert 293, SD 238 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 9,4% (Spanne 9,4–9,4)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 81 % TS (Spanne 81–81)
- Stickstoff
- 5,6 % TS
- C/N-Verhältnis
- 7,8
Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: MY-D); Trockensubstanz: 1 Bestimmung, organische Trockensubstanz: 1 Bestimmung. Das C/N-Verhältnis wurde als Quotient aus C- und N-Gehalt (% TS) aus derselben Quelle berechnet. TS aus einer einzigen Bestimmung – Richtwert.
Quellen: Browne et al. (2013).
Die Zusammensetzung des Rohstoffs schwankt zwischen Chargen — für Anlagenberechnungen verwenden Sie die Analyse Ihrer eigenen Probe. Der Rechner trägt typische Werte automatisch ein.
Prozesseigenschaften
Geringe Zuverlässigkeit: Die Beschreibung beruht auf allgemeinen Merkmalen der Substratgruppe, nicht auf Studien zu diesem Material. Betrachten Sie sie als zu überprüfenden Hinweis.
Kofermentation — womit kombinieren, worauf achten
- gut kombinierbar
Substrate: hohe Alkalinität (Puffer) — z. B. Cattle manure, Pig slurry, Cattle slurry, Duck slurry, Rumen and digestive tract content
- Vorsicht
Substrate: fettreich — z. B. Food waste, Spent coffee grounds, Primary sludge, Sunflower seeds, Olive pomace / olive mill solid waste
Dosierung
Schrittweise einführen, mit einer kleinen Dosis beginnen und den Prozess überwachen (z. B. FOS/TAC, pH-Wert, Gaszusammensetzung).
Quellen der Prozessdaten
- Hagos et al. (2017). Anaerobic co-digestion process for biogas production: progress, challenges and perspectives. Renew. Sustain. Energy Rev.
- Weiland, P. (2010) Biogas production: current state and perspectives. Applied Microbiology and Biotechnology
- Long et al. (2012). Anaerobic co-digestion of fat, oil, and grease (FOG): A review of gas production and process limitations. Process Saf. Environ. Prot.
- Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
- Appels et al. (2008). Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Prog. Energy Combust. Sci.
Der Kofermentationsrechner bewertet eine konkrete Mischung mit diesem Substrat.
Was die Zusammenstellung zeigt
Die Zusammenstellung umfasst 2 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Dairy wastewater biological sludge“ aus 2 Publikationen, veröffentlicht 2013–2014. Die Ergebnisse reichen von 125 bis 461 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 293 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 293, Standardabweichung 238).
Die Tests wurden bei 35, 37 °C (Temperaturbereich: mesophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.
Für 2 Datensätze gibt die Publikation nur den Endwert an. Die Linie im Diagramm ist dann eine Modellkurve (Kinetik erster Ordnung) und dient nur dem Vergleich der Kurvenformen — nur der Endpunkt stammt aus der Publikation.
So nutzen Sie diese Daten
BMP beschreibt das Potenzial, das im Batch-Test unter Laborbedingungen erzielt wird. In einer großtechnischen Anlage hängt der Ertrag zusätzlich von Verweilzeit, Fermenterbelastung, Durchmischung und Zusammensetzung der Einsatzstoffe ab. Für Vorberechnungen empfiehlt sich der gewichtete Mittelwert, für die Risikobewertung die gesamte Spanne der Ergebnisse. Bei der Planung eines konkreten Einsatzstoffs lohnt es sich, einen eigenen BMP-Test an einer repräsentativen Probe zu beauftragen.
Methodik in Kürze
BMP ist die Methanmenge, die im Batch-Test aus der organischen Trockensubstanz (oTS) gewonnen wird, angegeben in m³ CH₄ pro Tonne oTS (numerisch identisch mit NmL CH₄/g oTS in den Publikationen) und auf Normbedingungen (0 °C, 101,325 kPa) umgerechnet. Der gewichtete Mittelwert gibt jeder Publikation ein Gesamtgewicht von 1, das gleichmäßig auf ihre Ergebnisse für das Substrat verteilt wird — eine Arbeit, die zwanzig Sorten testet, wiegt also nicht schwerer als eine Arbeit mit einer einzigen Probe. Bei Ringversuchen ist die Einheit das Labor (Gesamtgewicht 1), und innerhalb des Labors steigt das Gewicht eines Tests mit der Zahl der Flaschen (Replikate). Ergebnisse nach einer Vorbehandlung (z. B. thermisch, chemisch, enzymatisch) werden gesondert ausgewiesen und gehen nicht in den Mittelwert ein.
Durchgezogene Linien sind in den Tests gemessene Kurven. Gibt eine Publikation nur das Endergebnis an, zeichnen wir ein kinetisches Modell erster Ordnung, B(t) = B₀·(1 − e−kt): Nur der Endpunkt stammt aus der Publikation, die Kurvenform dient ausschließlich der Visualisierung — die Produktion an einem bestimmten Tag lässt sich daraus nicht ablesen. Für dieses Substrat wurde k = 0,091 d−1 angenommen (keine kinetischen Daten für die Gruppe – verwendet wurde der Median aller verfügbaren Geschwindigkeitskonstanten k (93 Werte)).
Die Statistiken beschreiben die Streuung veröffentlichter Ergebnisse — eine deskriptive Zusammenstellung, keine Metaanalyse und keine Garantie für den Anlagenertrag.
Literaturverzeichnis
- Rico, C.; Diego, R.; Valcarce, A.; Rico, J.L. (2014). Biogas Production from Various Typical Organic Wastes Generated in the Region of Cantabria (Spain): Methane Yields and Co-Digestion Tests. Smart Grid and Renewable Energy 05(06), 128–136. DOI: 10.4236/sgre.2014.56012 DOI
- Browne, J.D.; Allen, E.; Murphy, J.D. (2013). Evaluation of the biomethane potential from multiple waste streams for a proposed community scale anaerobic digester. Environmental Technology 34(13-14), 2027–2038. DOI: 10.1080/09593330.2013.812669 DOI
Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.
Weitere Substrate in der Gruppe „Klärschlämme und industrielle Schlämme“
Municipal sewage sludge (mixed) — BMP: 15 Studien, gewichteter Mittelwert 250 m³ CH₄/t oTS
250 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 15 Studien
neutral — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈54 %
Primary sludge — BMP: 13 Studien, gewichteter Mittelwert 340 m³ CH₄/t oTS
340 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 13 Studien
≈63 %
Pulp residues from paper industry — BMP: 2 Studien, gewichteter Mittelwert 346 m³ CH₄/t oTS
346 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 2 Studien
≈52 %
Pulp and paper mill biosludge — BMP: 25 Studien, gewichteter Mittelwert 100 m³ CH₄/t oTS
100 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 25 Studien
negativ — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈52 %