BMP-UntersuchungenKlärschlämme und industrielle Schlämme
Pulp and paper mill biosludge — BMP: 25 Studien, gewichteter Mittelwert 100 m³ CH₄/t oTS
Pulp and paper mill biosludge: 25 Datensätze an BMP-Daten aus 4 Publikationen, gewichteter Mittelwert 100 m³ CH₄/t oTS, Spanne 67–209.
Bewertung: negativCH₄ ≈ 52 % (Schätzung)
Foto Aleš Makovec / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY-SA 3.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt
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- Gewichteter Mittelwert
- 100m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 67–209m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 25Studien
- Publikationen
- 4Quellen
- Temperaturen
- 20 °C, 35 °C, 37 °C, 38 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Mittlerer Methangehalt · ≈ 5,2 kWh/m³ Biogas
Schätzung anhand der Substratart Die erfassten Studien enthalten keine Messung. Das Intervall ergibt sich aus der ungefähren Zusammensetzung (kohlenhydratdominiert (ohne Protein- oder Fettmerkmale)) 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: sehr gering (1 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Inhibitoren, Schwefel. Handhabungskosten: Fasern, Schwimmschicht, langsamer Abbau. Geringes Potenzial in Verbindung mit Prozessrisiko und Handhabungskosten.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne −1
- −1Potenzial 1 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 100 × TS 2,2 % × oTS 68 %)
Prozessstabilität −1,25
- −1Inhibitoren: natürliche oder Rückstände (z. B. Limonen, Polyphenole, Antibiotika, Metalle)
- −0,25Schwefel: H₂S im Biogas (Toxizität für Bakterien, Korrosion, Entschwefelung)
Handhabung und Kosten −1
- −0,5Fasern, Schwimmschicht — Zerkleinerung und intensive Durchmischung
- −0,5langsamer Abbau — lange Verweilzeit
Punkte insgesamt: −3,25 · Schwellen: ≥ 2,5 sehr gut, ≥ 1 gut, darunter — neutral; negativ bei kumuliertem Prozessrisiko.
Geringes Potenzial in Verbindung mit Prozessrisiko und Handhabungskosten.
Zum Kofermentationsrechner hinzufügen CSV-Daten
BMP-Kurven aus 25 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 (100); 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 (13)
Datensätze und Quellen
CSV herunterladen| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Temperatur | Probe | Kurve |
|---|---|---|---|---|
| Karlsson et al. (2011) · 1 DOI | 89 | 37 °C · mesophil | Mill 6 mech | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 2 DOI | 97 | 37 °C · mesophil | Mill 4 CTMP/Kraft | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 3 DOI | 138 | 37 °C · mesophil | Mill 1 mech | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 4 DOI | 145 | 37 °C · mesophil | Mill 3 Kraft | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 5 DOI | 155 | 37 °C · mesophil | Mill 5 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 6 DOI | 158 | 37 °C · mesophil | Mill 5 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 7 DOI | 159 | 37 °C · mesophil | Mill 2 sulphite | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 8 DOI | 162 | 37 °C · mesophil | Mill 5 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 9 DOI | 167 | 37 °C · mesophil | Mill 5 Kraft/CTMP | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 10 DOI | 173 | 37 °C · mesophil | Mill 3 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 11 DOI | 175 | 37 °C · mesophil | Mill 3 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 12 DOI | 176 | 37 °C · mesophil | Mill 2 sulphite | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 13 DOI | 182 | 37 °C · mesophil | Mill 3 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 14 DOI | 188 | 37 °C · mesophil | Mill 3 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 15 DOI | 197 | 37 °C · mesophil | Mill 6 mech | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 16 DOI | 199 | 37 °C · mesophil | Mill 5 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Karlsson et al. (2011) · 17 DOI | 209 | 37 °C · mesophil | Mill 5 | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kinnunen et al. (2015) · 1 DOI | 89 | 35 °C · mesophil | paper biosludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kinnunen et al. (2015) · 2 DOI | 92 | 35 °C · mesophil | paper biosludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kinnunen et al. (2015) · 3 DOI | 93 | 35 °C · mesophil | paper biosludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kinnunen et al. (2015) · 4 DOI | 94 | 35 °C · mesophil | paper biosludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kinnunen et al. (2015) · 5 DOI | 102 | 35 °C · mesophil | paper biosludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Kolbl et al. (2014) DOI | 74 | 38 °C · mesophil | dehidrated Paper mill sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Meyer i Edwards (2014) · 1 DOI | 67 | 20 °C · psychrophil | — | Endpunkt (Modellkurve) |
| Meyer i Edwards (2014) · 2 DOI | 68 | 20 °C · psychrophil | — | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 100 | arithmetischer Mittelwert 138, SD 46 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 2,2% (Spanne 0,6–19,7)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 68 % TS (Spanne 65–78,4)
Median und Spanne der Bestimmungen, die in den Publikationen zu den BMP-Datensätzen dieses Substrats angegeben sind (abgelesen aus: MY-D); Trockensubstanz: 14 Bestimmungen, organische Trockensubstanz: 3 Bestimmungen.
Quellen: Karlsson et al. (2011); Kinnunen et al. (2015); Kolbl et al. (2014).
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: hohe Alkalinität (Puffer) — z. B. Cattle manure, Pig slurry, Cattle slurry, Duck slurry, Rumen and digestive tract content
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
- Bayr et al. (2012). Thermophilic anaerobic digestion of pulp and paper mill primary sludge and co-digestion of primary and secondary sludge. Water Res.
- Chen, Cheng, Creamer (2008). Inhibition of anaerobic digestion process: A review. Bioresour. Technol.
Der Kofermentationsrechner bewertet eine konkrete Mischung mit diesem Substrat.
Was die Zusammenstellung zeigt
Die Zusammenstellung umfasst 25 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Pulp and paper mill biosludge“ aus 4 Publikationen, veröffentlicht 2011–2015. Die Ergebnisse reichen von 67 bis 209 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 100 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 138, Standardabweichung 46).
Die Tests wurden bei 20, 35, 37, 38 °C (Temperaturbereich: mesophil, psychrophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.
Für 25 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 (4) — vom Mittelwert ausgeschlossen
| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Vorbehandlung | Probe |
|---|---|---|---|
| Karlsson et al. (2011) | 240 | enzymatic | Mill 5 |
| Karlsson et al. (2011) | 239 | physical-enzymatic | Mill 5 |
| Meyer i Edwards (2014) | 97 | unspecified | paper sludge |
| Meyer i Edwards (2014) | 66 | enzymatic | paper sludge |
Literaturverzeichnis
- Karlsson, A.; Truong, X.; Gustavsson, J.; Svensson, B.H.; Nilsson, F.; Ejlertsson, J. (2011). Anaerobic treatment of activated sludge from Swedish pulp and paper mills – biogas production potential and limitations. Environmental Technology 32(14), 1559–1571. DOI: 10.1080/09593330.2010.543932 DOI
- Kinnunen, V.; Ylä-Outinen, A.; Rintala, J. (2015). Mesophilic anaerobic digestion of pulp and paper industry biosludge–long-term reactor performance and effects of thermal pretreatment. Water Research 87, 105–111. DOI: 10.1016/j.watres.2015.08.053 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
- Meyer, T.; Edwards, E.A. (2014). Anaerobic digestion of pulp and paper mill wastewater and sludge. Water Research 65, 321–349. DOI: 10.1016/j.watres.2014.07.022 DOI
Alle Quellen des Portals: Literaturverzeichnis.
Weitere Substrate in der Gruppe „Klärschlämme und industrielle Schlämme“
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 %
Primary sludge — BMP: 13 Studien, gewichteter Mittelwert 340 m³ CH₄/t oTS
340 m³ CH₄/t oTS gewichteter Mittelwert aus 13 Studien
≈63 %
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 %