BMP-UntersuchungenKlärschlämme und industrielle Schlämme
Municipal sewage sludge (mixed) — BMP: 15 Studien, gewichteter Mittelwert 250 m³ CH₄/t oTS
Municipal sewage sludge (mixed): 15 Datensätze an BMP-Daten aus 8 Publikationen, gewichteter Mittelwert 250 m³ CH₄/t oTS, Spanne 111–407.
Bewertung: neutralCH₄ ≈ 54 % (Schätzung)
Foto Hannes Grobe 08:01, 27 October 2007 (UTC) / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 2.5, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt
- Gewichteter Mittelwert
- 250m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 111–407m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 15Studien
- Publikationen
- 8Quellen
- Temperaturen
- 35 °C, 37 °C, 38 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Mittlerer Methangehalt · ≈ 5,4 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 2,2 % TS × 6,25)) und den Erträgen der Stoffgruppen nach FNR.
Bewertung für Biogasanlagen
neutral — redaktionelle Bewertung für BiogasanlagenKeine klaren Vorteile — für die Annahme sollte eine Gebühr erhoben werden
Potenzial je Tonne Frischmasse: gering (14 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Protein / Stickstoff, Inhibitoren, Schwefel. Kein zusätzlicher Handhabungsaufwand.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne 0
- ±0Potenzial 14 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 250 × TS 6,9 % × oTS 78,7 %)
Prozessstabilität −1,75
- −1Protein / Stickstoff: Risiko einer Ammoniakhemmung bei höheren Anteilen
- −0,5Inhibitoren: natürliche oder Rückstände (z. B. Limonen, Polyphenole, Antibiotika, Metalle)
- −0,25Schwefel: H₂S im Biogas (Toxizität für Bakterien, Korrosion, Entschwefelung)
Handhabung und Kosten 0
- 0keine Faktoren
Punkte insgesamt: −1,75 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.
Zum Kofermentationsrechner hinzufügen CSV-Daten
BMP-Kurven aus 15 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 (250); 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.
Übrige Datensätze in der Legende anzeigen (3)
Datensätze und Quellen
CSV herunterladen| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Temperatur | Probe | Kurve |
|---|---|---|---|---|
| Browne et al. (2013) DOI | 247 | 37 °C · mesophil | wastewater sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Holliger et al. (2017) DOI | 407 | — | Waste sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Koch et al. (2017) · 1 DOI | 268 | 38 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Koch et al. (2017) · 2 DOI | 270 | 38 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Koch et al. (2017) · 3 DOI | 290 | 38 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Koch et al. (2017) · 4 DOI | 295 | 38 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Koch et al. (2017) · 5 DOI | 305 | 38 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Koch et al. (2017) · 6 DOI | 315 | 38 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kolbl et al. (2014) DOI | 309 | 38 °C · mesophil | municipal | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kouas et al. (2017) · 1 DOI | 126 | 35 °C · mesophil | wastewater sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kouas et al. (2017) · 2 DOI | 270 | 35 °C · mesophil | wastewater sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Serrano et al. (2016) DOI | 111 | 35 °C · mesophil | sewage sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Lallement et al. (2021) · 1 DOI | 242 | 38 °C · mesophil | WWTP sludge (Inoculum 1) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Lallement et al. (2021) · 2 DOI | 243 | 38 °C · mesophil | WWTP sludge (Inoculum 2) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Zahan et al. (2016) DOI | 192 | 37 °C · mesophil | Sewage sludge (SS, primary + waste activated sludge mix) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 250 | arithmetischer Mittelwert 259, SD 74 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 6,9% (Spanne 4,1–23)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 78,7 % TS (Spanne 77–80)
- Stickstoff
- 2,2 % TS
- C/N-Verhältnis
- 19,7
Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: MY-D); Trockensubstanz: 4 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 3 Bestimmungen. Das C/N-Verhältnis wurde als Quotient aus C- und N-Gehalt (% TS) aus derselben Quelle berechnet.
Quellen: Browne et al. (2013); Koch et al. (2017); Kolbl et al. (2014); Serrano et al. (2016).
Die Zusammensetzung des Rohstoffs schwankt zwischen Chargen — für Anlagenberechnungen verwenden Sie die Analyse Ihrer eigenen Probe. Der Rechner trägt typische Werte automatisch ein.
Prozesseigenschaften
Kofermentation — womit kombinieren, worauf achten
- gut kombinierbar
Substrate: fettreich — z. B. Food waste, Spent coffee grounds, Primary sludge, Sunflower seeds, Olive pomace / olive mill solid waste
Dosierung
Quellen der Prozessdaten
- Fountoulakis, Petousi, Manios (2010). Co-digestion of sewage sludge with glycerol to boost biogas production. Waste Manag.
- Davidsson et al. (2008). Co-digestion of grease trap sludge and sewage sludge. Waste Manag.
- Pitk et al. (2013). Co-digestion of sewage sludge and sterilized solid slaughterhouse waste: methane production efficiency and process limitations. Bioresour. Technol.
- 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 15 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Municipal sewage sludge (mixed)“ aus 8 Publikationen, veröffentlicht 2013–2021. Die Ergebnisse reichen von 111 bis 407 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 250 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 259, Standardabweichung 74).
Die Tests wurden bei 35, 37, 38 °C (Temperaturbereich: mesophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.
Für 15 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.
Ergebnisse nach Vorbehandlung (3) — vom Mittelwert ausgeschlossen
| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Vorbehandlung | Probe |
|---|---|---|---|
| Serrano et al. (2016) | 118 | physical | sewage sludge |
| Serrano et al. (2016) | 130 | physical | sewage sludge |
| Serrano et al. (2016) | 118 | physical | sewage sludge |
Literaturverzeichnis
- 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
- Holliger, C.; Fruteau de Laclos, H.; Hack, G. (2017). Methane Production of Full-Scale Anaerobic Digestion Plants Calculated from Substrate’s Biomethane Potentials Compares Well with the One Measured On-Site. Frontiers in Energy Research 5, 12. DOI: 10.3389/fenrg.2017.00012 DOI
- Koch, K.; Lippert, T.; Drewes, J.E. (2017). The role of inoculum’s origin on the methane yield of different substrates in biochemical methane potential (BMP) tests. Bioresource Technology 243, 457–463. DOI: 10.1016/j.biortech.2017.06.142 DOI
- Kolbl, S.; Paloczi, A.; Panjan, J.; Stres, B. (2014). Addressing case specific biogas plant tasks: Industry oriented methane yields derived from 5L Automatic Methane Potential Test Systems in batch or semi-continuous tests using realistic inocula, substrate particle sizes and organic loading. Bioresource Technology 153, 180–188. DOI: 10.1016/j.biortech.2013.12.010 DOI
- Kouas, M.; Torrijos, M.; Sousbie, P.; Steyer, J.P.; Sayadi, S.; Harmand, J. (2017). Robust assessment of both biochemical methane potential and degradation kinetics of solid residues in successive batches. Waste Management 70, 59–70. DOI: 10.1016/j.wasman.2017.09.001 DOI
- Serrano, A.; Siles, J.; Martín, M.; Chica, A.; Estévez-Pastor, F.; Toro-Baptista, E. (2016). Improvement of anaerobic digestion of sewage sludge through microwave pre-treatment. Journal of Environmental Management 177, 231–239. DOI: 10.1016/j.jenvman.2016.03.048 DOI
- Lallement, A.; Siaud, A.; Peyrelasse, C.; Kaparaju, P.; Schraauwers, B.; Maunas, S.; Monlau, F. (2021). Impact of Operational Factors, Inoculum Origin, and Feedstock Preservation on the Biochemical Methane Potential. Bioengineering 8(11), 176. DOI: 10.3390/bioengineering8110176 DOI
- Zahan, Z.; Othman, M.Z.; Rajendram, W. (2016). Anaerobic Codigestion of Municipal Wastewater Treatment Plant Sludge with Food Waste: A Case Study. BioMed Research International 2016, 1–13. DOI: 10.1155/2016/8462928 DOI
Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.
Weitere Substrate in der Gruppe „Klärschlämme und industrielle Schlämme“
Dairy wastewater biological sludge — BMP: 2 Studien, gewichteter Mittelwert 293 m³ CH₄/t oTS
293 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 2 Studien
negativ — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈66 %
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 %
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 %
Waste activated sludge (secondary sludge) — BMP: 12 Studien, gewichteter Mittelwert 151 m³ CH₄/t oTS
151 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 12 Studien
negativ — redaktionelle Bewertung für Biogasanlagen≈58 %