Schwefelwasserstoff lässt sich bereits im Fermenter verringern. Bei der Mikrobelüftung wird eine kleine, kontrollierte Menge Luft oder Sauerstoff in den Gasraum oder einen ausgewählten Prozessbereich eingebracht. So entstehen Bedingungen, unter denen schwefeloxidierende Mikroorganismen einen Teil des H₂S in elementaren Schwefel oder oxidierte Schwefelverbindungen umwandeln.
Warum ist das Verfahren interessant?
Der Vorteil liegt in der geringeren Belastung der nachgeschalteten Anlagenteile. Weniger H₂S bedeutet geringeren Aktivkohleverbrauch, längere Filterstandzeiten und weniger korrosives Gas. Die EPA nennt die Mikrodosierung von Luft in den Gasraum des Fermenters als eine Möglichkeit der anlageninternen H₂S-Entfernung.
Die Sauerstoffzufuhr muss kontrolliert werden
Mikrobelüftung bedeutet nicht, unkontrolliert Luft in den Fermenter einzublasen. Die anaerobe Vergärung muss anaerob bleiben; der Umgang mit Biogas-Luft-Gemischen verlangt ein sorgfältiges Sicherheitskonzept. Erforderlich sind ein stabiler, begrenzter Volumenstrom, Messung der Gaszusammensetzung, Rückströmsicherung, geeignete Armaturen und klar definierte Sicherheitsverriegelungen. Zusätzlicher Sauerstoff und Stickstoff können außerdem nachfolgende Verfahren zur Biogasaufbereitung oder Verflüssigung beeinträchtigen.
Wo kann Luft eingebracht werden?
Das Konzept hängt von der Bauweise des Fermenters ab. Die Zufuhr kann in den Gasraum oberhalb der Biomasse oder über ein eigenes Verteilungssystem erfolgen. Lokale Bereiche mit zu hoher Sauerstoffkonzentration müssen vermieden werden. Entstehender Schwefel darf sich nicht unerwünscht an Membranen, Bauteilen oder Leitungen ablagern.
Wann reicht Mikrobelüftung nicht aus?
Bei sehr hohen oder stark schwankenden H₂S-Konzentrationen oder besonders niedrigen Grenzwerten der nachgelagerten Anwendung wird Mikrobelüftung meist mit einer weiteren Stufe kombiniert. Dafür kommen biologische Gaswäscher, Eisensalze im Prozess oder ein Adsorptionsfilter zur Feinreinigung infrage. Insbesondere bei Brennstoffzellen und Bio-LNG ist Mikrobelüftung als Vorentschwefelung, nicht als alleinige Schutzmaßnahme.
Beispiele für Ausrüstung
Die Mikrobelüftung selbst ist häufig Teil der Integration der Biogasanlage und nicht an eine bestimmte Marke von Rührwerk oder Filter gebunden. Für eine anschließende externe biologische Stufe sind beispielsweise Biogasclean und Paques THIOPAQ. Für die Planung sind geeignete Gebläse, O₂-/H₂S-Messung und Sicherheitsarmaturen wichtig.
Quellen und weiterführende Literatur
- U.S. EPA – AgSTAR Operator Guidebook
- Paques – Gas desulfurization
- Biogasclean – Biological Moving Bed Reactor
Der Beitrag dient der Information. Die endgültige Auslegung der Gasbehandlung muss auf einer Analyse der tatsächlichen Gaszusammensetzung, den Anforderungen des späteren Abnehmers, den Sicherheitsvorgaben und den Angaben der Anlagenhersteller beruhen. Die Illustration zeigt das Funktionsprinzip, keine Ausführungsplanung.