Ozonierung des Fermenters

Biogas, Ozon, H2S, H2S-Reduktion, Faulbehälter

Das Auftreten von Schwefelwasserstoff (H2S) ist in vielen Fällen ein Problem, insbesondere in Biogasanlagen. In diesem Abschnitt konzentrieren wir uns insbesondere auf zweistufige Biogasanlagen, bei denen der anaerobe Fermenter von der Methanaufbereitungsanlage getrennt wird. In diesem Fall bilden sich bereits im Fermenter hohe Konzentrationen von H2S, wo Ozon eingespritzt werden kann, um dieses Problem zu reduzieren.

Ozonierung zur Methanaufbereitung

Da der Fermenter unter anaeroben Bedingungen arbeitet, d.h. ohne Sauerstoff, sollte Ozon vorsichtig injiziert werden. Die Injektion erfolgt in der Lufttasche über dem mikrobiellen Reaktionsbett. Alternativ kann ein zusätzlicher Behälter für die Ozonierung zwischen Fermenter und Methanaufbereitungsanlage eingebaut werden. Diese Lösung ist sicherer für die anaeroben Bedingungen, erfordert aber zusätzliche Installationskosten.

Die Lufttasche über den reagierenden Medien bietet ein recht großes Volumen für die Reaktion des Ozons mit dem H2S. Daher ist die Oxidationsreaktion mit Ozon besonders effektiv. Die H2S-Umwandlung für einen Referenzfall eines ozonisierten Fermenters ist in der folgenden Abbildung zusammengefasst.

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Abbildung 1 - H2S-Entfernung in Biogasanlagen mit zwei verschiedenen RENA Pro-Lösungen

 

Wie gezeigt, behandelt Ozon erfolgreich H2S mit Umsetzungen über 80 %. Damit ist Ozon in der Lage, die H2S-Konzentration bereits vor der Methanaufbereitung von 500 - 1000 ppm auf 75 - 150 ppm zu reduzieren. Basierend auf den eingehenden Bedingungen und Anforderungen bieten wir eine Reihe von maßgeschneiderten Lösungen, die die H2S-Entfernung optimieren und den Energieverbrauch minimieren. H2S wird in SO2 umgewandelt, wodurch die Geruchs- und Korrosionsprobleme entsprechend der folgenden Reaktion stark reduziert werden.

H2S-Reaktion, Mechanismus, Ozon

Wie bei anderen Ozonanwendungen entstehen keine schädlichen Nebenprodukte. SO2 ist viel weniger korrosiv als H2S und hat einen rund 1000-mal weniger intensiven Geruch, wodurch wesentlich zur Lösung von Geruchsproblemen beigetragen wird.

Im Vergleich zu anderen Technologien bietet Ozon mehrere Vorteile bei der Reduzierung von H2S in Fermentern. So ist beispielsweise der Einsatz von Eisenchlorid im Biobett seit einigen Jahren gängige Praxis. Diese Praxis erfordert jedoch hohe Betriebskosten, da das Eisenchlorid während der anaeroben Vergärung kontinuierlich verbraucht wird. Darüber hinaus kann es aufgrund des hohen Korrosionspotenzials von Eisenchlorid zu Korrosionsproblemen kommen.

Im Vergleich zur Luft- oder Sauerstoffinjektion ist die Ozonierung aufgrund ihres hohen Oxidationspotenzials wesentlich effektiver. Bei der Verwendung von Luft verringert sich durch das Vorhandensein von Stickstoff die Biogasqualität erheblich, da er eine hohe Konzentration aufweist und in den folgenden Prozessschritten nicht entfernt werden kann. Der Einsatz von Sauerstoff löst das Problem der Absenkung der Biogasqualität, allerdings ist die Leistung im Vergleich zu Ozon geringer. Da Sauerstoff ein geringeres Oxidationspotential hat, verläuft die Oxidationsreaktion langsamer als bei Ozon. Das bedeutet, dass eine Sauerstoffinjektion viel größere Volumina und Reaktionszeiten erfordert. Daher kann die Injektion von Sauerstoff in Anlagen mit begrenztem Raum nicht angewendet werden. Im Gegenteil, Ozon hat eine viel schnellere Reaktionsgeschwindigkeit, was zu einer effektiven Behandlung auch bei kleinen Mengen führt.

Vorteile der H2S-Ozonierung in Biogasanlagen

      • Hohe H2S-Entfernung (Endkonzentration unter 100 ppm)
      • Hohe Energieeffizienz bei niedrigen Betriebskosten
      • Flexible Ozon-Dosierung je nach Bedarf
      • Plug-and-Play-System mit geringem Wartungsaufwand
      • Keine Korrosion oder gefährliche Nebenprodukte
      • Hohe Biogasqualität

RENA Pro für H2S-Ozonierung in Fermentern

Für die Ozonierung von H2S in den Fermentern empfehlen wir den Einsatz unseres RENA Pro Systems. Dieses System bietet durch die Sauerstoffzufuhr und die maßgeschneiderte Wasserkühlung eine überlegene Leistung. Der Sauerstoff wird in-situ erzeugt, wobei der Sauerstoffgenerator im System enthalten ist. Dieses Gerät produziert Sauerstoff aus der Umgebungsluft, filtert ihn und entfernt Stickstoff und Feuchtigkeit. Die RENA Pro Lösung wird durch eine SPS-Steuerung, einen Ozonsensor und einen Montagerahmen ergänzt.

Lesen Sie mehr über unser RENA Pro System oder laden Sie unsere Broschüre herunter.

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