BMP-UntersuchungenKlärschlämme und industrielle Schlämme
Waste activated sludge (secondary sludge) — BMP: 12 Studien, gewichteter Mittelwert 151 m³ CH₄/t oTS
Waste activated sludge (secondary sludge): 12 Datensätze an BMP-Daten aus 3 Publikationen, gewichteter Mittelwert 151 m³ CH₄/t oTS, Spanne 53–183.
Bewertung: negativCH₄ ≈ 58 % (Schätzung)
Foto SuSanA Secretariat / Wikimedia Commons, Lizenz CC BY 2.0, Quelldatei; Änderungen: Zuschnitt
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- Gewichteter Mittelwert
- 151m³ CH₄/t oTS
- Spanne
- 53–183m³ CH₄/t oTS
- Datensätze
- 12Studien
- Publikationen
- 3Quellen
- Temperaturen
- 35 °C, 36 °Cdes Tests
Methan im Biogas
Mittlerer Methangehalt · ≈ 5,8 kWh/m³ Biogas
Schätzung anhand der Substratart Die erfassten Studien enthalten keine Messung. Das Intervall ergibt sich aus der ungefähren Zusammensetzung (proteinreich (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: sehr gering (2 m³ CH₄/t); Prozessrisiko: Protein / Stickstoff, Inhibitoren. Handhabungskosten: langsamer Abbau. Geringes Potenzial in Verbindung mit Prozessrisiko und Handhabungskosten.
Warum? Bewertungsfaktoren
Potenzial je Tonne −1
- −1Potenzial 2 m³ CH₄/t Frischmasse (BMP 151 × TS 2,1 % × oTS 48 %)
Prozessstabilität −1,5
- −1Protein / Stickstoff: Risiko einer Ammoniakhemmung bei höheren Anteilen
- −0,5Inhibitoren: natürliche oder Rückstände (z. B. Limonen, Polyphenole, Antibiotika, Metalle)
Handhabung und Kosten −0,5
- −0,5langsamer Abbau — lange Verweilzeit
Punkte insgesamt: −3 · 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 12 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 (151); 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 |
|---|---|---|---|---|
| Catenacci et al. (2019) · 1 DOI | 53 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 2 DOI | 95 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 3 DOI | 105 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 4 DOI | 125 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 5 DOI | 133 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 6 DOI | 155 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 7 DOI | 170 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 8 DOI | 175 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 9 DOI | 180 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Catenacci et al. (2019) · 10 DOI | 183 | 35 °C · mesophil | secondary sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Erden i Filibeli (2010) DOI | 151 | 36 °C · mesophil | wastewater sludge | Endpunkt (Modellkurve) |
| Nielfa et al. (2015) DOI | 164 | — | Biological sludge (BS) | Endpunkt (Modellkurve) |
| Gewichteter Mittelwert | 151 | arithmetischer Mittelwert 141, SD 40 | ||
Typische Zusammensetzung
- Trockensubstanz (TS)
- 2,1% (Spanne 2,1–2,1)
- Organische Trockensubstanz (oTS)
- 48 % TS (Spanne 48–48)
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. TS aus einer einzigen Bestimmung – Richtwert.
Quellen: Erden et al. (2010).
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
Schrittweise einführen, mit einer kleinen Dosis beginnen und den Prozess überwachen (z. B. FOS/TAC, pH-Wert, Gaszusammensetzung).
Quellen der Prozessdaten
- Davidsson et al. (2008). Co-digestion of grease trap sludge and sewage sludge. Waste Manag.
- Appels et al. (2008). Principles and potential of the anaerobic digestion of waste-activated sludge. Prog. Energy Combust. Sci.
- Rajagopal, Masse, Singh (2013). A critical review on inhibition of anaerobic digestion process by excess ammonia. Bioresour. Technol.
- 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 12 Datensätze zum Methanpotenzial (BMP) des Substrats „Waste activated sludge (secondary sludge)“ aus 3 Publikationen, veröffentlicht 2010–2019. Die Ergebnisse reichen von 53 bis 183 m³ CH₄/t oTS, der gewichtete Mittelwert beträgt 151 m³ CH₄/t oTS (arithmetischer Mittelwert 141, Standardabweichung 40).
Die Tests wurden bei 35, 36 °C (Temperaturbereich: mesophil) durchgeführt. Unterschiede bei Temperatur, Impfschlamm, Testdauer und Probenvorbereitung sind typische Ursachen für die Streuung der Ergebnisse zwischen Laboren.
Für 12 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 (1) — vom Mittelwert ausgeschlossen
| Quelle | BMP m³ CH₄/t oTS | Vorbehandlung | Probe |
|---|---|---|---|
| Erden i Filibeli (2010) | 220 | physical | wastewater sludge |
Literaturverzeichnis
- Catenacci, A.; Azzellino, A.; Malpei, F. (2019). Development of statistical predictive models for estimating the methane yield of Italian municipal sludges from chemical composition: a preliminary study. Water Science and Technology 79(3), 435–447. DOI: 10.2166/wst.2019.063 DOI
- Erden, G.; Filibeli, A. (2010). Ultrasonic pre‐treatment of biological sludge: consequences for disintegration, anaerobic biodegradability, and filterability. Journal of Chemical Technology & Biotechnology 85(1), 145–150. DOI: 10.1002/jctb.2298 DOI
- Nielfa, A.; Cano, R.; Fdz-Polanco, M. (2015). Theoretical methane production generated by the co-digestion of organic fraction municipal solid waste and biological sludge. Biotechnology Reports 5, 14–21. DOI: 10.1016/j.btre.2014.10.005 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 %
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 %
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 %