Modellierung anaerober Prozesse

Simulation und Modellierung des anaeroben Prozesses der Biogaserzeugung mit verschiedenen Substraten

In der vorliegenden Arbeit wird eine Simulation des anaeroben Prozesses in Biogasanlagen beschrieben, die es erlaubt den Prozess für den Einsatz verschiedener realer Substrate zu optimieren. Als Basis zur Modellierung wird das ADM1-Modell verwendet. Es wurden Batch-Versuche mit verschiedenen Substraten durchgeführt, um Daten für die Abbaukinetik zu erhalten. Weiterhin wurden Experimente in einem kontinuierlichen Laborreaktor durchgeführt. Anhand der experimentellen Ergebnisse wurden eine Parametrisierung und Modifikationen im Modell durchgeführt. Ferner zeigte sich, dass eine Unterteilung des Substrates in verschieden schnell abbaubare Klassen zu einer guten Übereinbestimmung zwischen der Simulation des anaeroben Abbaus und den experimentellen Ergebnissen führt. Es werden drei Klassen betrachtet, um das Abbauverhalten der verschiedenen Substrate zu beschreiben. Die chemische Struktur, die Art der Lagerung und Herkunft des Substrates bestimmen, ob eine Aufspaltung vor der Hydrolysephase betrachtet werden muss. Ohne Aufspaltung wird das Substrat im Modell unmittelbar hydrolysiert (sehr leicht abbaubare Klasse). Für die Substrate mit Aufspaltung (Desintegration) werden zwei Klasse mit Desintegration (einfach und schwer abbaubare Klasse) eingeführt. Mit diesen zusätzlichen Klassen können die Batch-Versuche erfolgreich simuliert werden und die Ergebnisse auf den kontinuierlichen Reaktor übertragen werden. Anschließend wird die Biogasproduktion einer großtechnischen Biogasanlage mit dem resultierendem Modell durchgeführt.

Projektdaten

Laufzeit: 01.08.2007 - 31.12.2011

Partner: ifak Magdeburg

Förderung durch: Deutscher Akademischer Austauschdienst, DAAD

Kontakt bei EUTEC: M.Sc. Christian Rojas, Prof. Dr. Sven Steinigeweg