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die anaerobe Gärung PDF Drucken E-Mail


Was versteht man unter Vergärung?

Unter dem Begriff Vergärung versteht man den Abbau von biogenem Material durch Mikroorganismen in Abwesenheit von Sauerstoff, d.h. unter anaeroben Bedingungen. Mehrere Bakteriengruppen, welche sehr eng zusammenarbeiten, verwandeln biogenes Material in Biogas. Dieses besteht aus etwa 2/3 brennbarem Methan und rund 1/3 Kohlendioxid sowie Restgasen. Die anaeroben Bakterien sind erdgeschichtlich uralt, d.h. sie entwickelten sich, als es in der Erdatmosphäre noch keinen Sauerstoff gab. Sie bauen - mit Ausnahme von Holz, dessen Bestandteil Lignin sie nicht angreifen können - praktisch alles biogene Material ab. Da mehr als 90%  von der Energie des abgebauten Materials noch im Produkt Methan enthalten ist, bleibt den Bakterien nur wenig Energie zum Leben und zur Vermehrung. Bei der Vergärung wird daher – im Gegensatz zur Kompostierung – praktisch keine Überschussenergie in Form von Wärme frei und die anaeroben Bakterien wachsen und vermehren sich nur langsam..

Die anaerobe Vergärung ist iein rein bakterieller Prozess - m Gegensatz zur Kompostierung, wo sich auch primitive Pilze und andere niedere Lebewesen am Abbau beteiligen. Die anaeroben Bakterien fühlen sich im Wasser oder sehr feuchter Umgebung wohl. In der Natur entsteht Biogas  u.a.im Verdauungstrakt von Wiederkäuern (eine Kuh furzt und rülpst ~400 Methan pro Tag!) und am Grund von Gewässern, wo anaerobe Bedingungen herrschen können und organisches Material vorhanden ist, z.B. im Sumpf ("Sumpfgas"). Das folgende Bild zeigt natürlich entstandenes Biogas im Schlamm eines Gewässers, das - nach Stochern mit einem Stock - mit einem Trichter aufgefangen und dann entzündet wurde (Quelle: Queens University, Canada).

 brennendes Sumpfgas

Anaerobe Abbauprozesse eignen sich daher speziell für leicht abbaubare, nasse und feuchte Substrate. In diesem Sinn kommt der Vergärung in der Bewirtschaftung von biogenen Abfällen aus der getrennten Abfallsammlung in Städten und Dörfern eine wichtige Rolle zu.

Neben festen biogenen Abfällen bieten sich aber für die Vergärung ganz speziell auch organisch belastete Abwässer aus Industrie und Gewerbe an. Die anaerobe Behandlung bringt – neben einer meist deutlich positiven Energiebilanz – den Vorteil, dass weniger Bakterienbiomasse und damit weniger Schlamm gebildet wird. Bis vor kurzer Zeit wurden zur Abwasserreinigung vor allem aerobe Prozesse eingesetzt mit einer allfälligen anaeroben Behandlung des dabei anfallenden Schlammes. Dank der neu entwickelten anaeroben Hochleistungsprozesse ist es jedoch heute möglich und sinnvoll, den Abaluf umzukehren und die anaerobe Vergärgung einer aeroben Nachbehandlung voranzustellen.

In der Landwirtschaft kommt der Vergärung – neben der Energieproduktion – grosses Verdienst in der Konditionierung der Hofdünger zu. Wirtschaftlich interessant ist das Verfahren insbesondere bei grösseren Anlagen, in welchen als Cosubstrate neben der Gülle weitere, sog. "reine" Abfälle (Gemüse, Schlachtnebenprodukte usw.) behandelt werden (sogenannte Covergärung).

 

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