Welche Einsatzstoffgruppen (NawaRos/Reststoffe) sind generell für Biogasanlagen geeignet und welche weniger? An welchen Produktionsstandorten fallen diese an? (1.1)
Nachwachsende Rohstoffe eignen sich gut für Biogasanlagen, da sie hohe Biogaserträge aufweisen und gemäß EEG gefördert werden.
Grün- und Rasenschnitte eignen sich gut für Biogasanlagen, weil große Mengen die Produktionserträge verbessern
Wirtschaftsdünger fallen an Orten der Nutz- und Tierhaltung an
Rüben sind eine anspruchslose Kultur. Somit eignet sich für sie fast jeder Standort.
Als Grünschnitt gelten grüne Reste, die in der Landwirtschaft neben der eigentlichen Ernte anfallen.
Aus welchen grundlegenden Bestandteilen besteht Biomasse und inwiefern tragen diese quantitativ und qualitativ zur Biogasbildung bei ? (1.3)
Kohlenhydraten, Zucker und Wasser
Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen
Hohe Schwefelwasserstoff (H2S) Konzentrationen führen zu einer Hemmung des Abbauprozesses
Hohe Ammoniakwerte (NH3 )sind auf den Einsatz von kohlenhydratreiche Substrate zurückzuführen
Hohe Ammoniumwerte (NH4) im Fermenter begünstigen den Abbau der Substrate
Welche Zwischenprodukte werden von den jeweiligen Bakteriengruppen im anaeroben Abbauprozess gebildet? und wie ist deren jeweilige Wachstumsgeschwindigkeit? (1.6)
CH4, Methanbildene Bakterien, 2 bis 5 Tage
C12H22O11, Kohlehydtratbildene Bakterien, 2 bis 4 Tage
CH3COOH, Essigsäurebildene Bakterien, 9 h bis 10 Tage
CH2, NH4, Eiweisbildene Baktierien, 1 bis 48 Stunden
H2O, Schwefeloxidierende Bakterien, 20 bis 60 Minuten
Welchen Beitrag zur Strom und Wärmeerzeugung leistet die Erzeugung von Biogas/Klärgas aus nachwachsenden Rohstoffen und Reststoffen aktuell in Deutschland und in Europa? (1.2)
Deutschland: 0.1% Strom und 6% Wärme
Deutschland 10% Strom und 60% Wärme
Deutschland 1% Strom und 6% Wärme
Deutschland: 6% Strom und 1% Wärme
Deutschland: 16% Strom und 1% Wärme
Europa: 15% Strom und Wärme
Europa: 1% Strom und Wärme
Europa: 10% Strom und Wärme
Europa: 3% Strom und Wärme
Europa: 8% Strom und Wärme
Wie kann bei Methanbakterien den speziellen Eigenschaften bezüglich Stoffwechsel, Wachstumsgeschwindigkeit und den Ansprüchen an das Umgebungsmilieu bei der Biogasgewinnung Rechnung getragen werden?
Diskontinuierliche Fütterung großer Substratmengen durchführen
Optimalen Gehalt an Spurenelementen (v. a. Ni, Mo, Co) einstellen
C/N-Verhältnis >40:1 herbeiführen
Temperatur im Bereich von ca. 40°C halten
PH-Wert zwischen 4,5 und 6,5 halten
Welche Prozesse beeinflusst eine Durchmischung des Fermenters, z.B. durch Rührer, Umwälzpumpen, im Bioreaktor? (2.1)
Die Leitfähigkeit
Der Dichteunterschied
Die Entwicklung einer Sedimentation
Die Schwimmschichten
Den Wassergehalt
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Biogas-/Methanausbeute im Biogasprozess und mit welchen Temperaturen wird der Biogasreaktor gefahren? (2.2)
Die meisten Biogasreaktoren werden im Temperaturbereich zwischen 37 – 42°C gefahren.
Niedrige Temperaturen unter 25°C ergeben eine hohe Biogasausbeute.
Biogasbildende Bakterien sind besonders Temperaturresistent.
Die Methanausbeute ist das einzige Kriterium bei der Temperaturauswahl.
Die Temperatur ist ausschlaggebend dafür, welche Bakterienstämme sich bilden.
In welcher Weise könne Ammoniak bzw. Carbonate als Puffer bei einer erhöhten Säurebildung im Biogasprozess wirken?(2.4)
Wenn im Biogasfermenter vermehrt Säuren gebildet werden, verschiebt sich das Carbonat-/-Hydrogencarbonatpuffer Gleichgewicht auf die Seite des Wasserstoffes und es wird vermehrt h20 gebildet
Bei vermehrter Säurebildung im Biogasfermenter wird vermehrt undissoziiertes Ammoniak gebildet
Durch Zugabe von Ammoniak lässt sich das "Umkippen" des Fermenters vermeiden
Wenn im Biogasfermenter vermehrt Säuren gebildet werden, verschiebt sich das Carbonat-Hydrocarbonatpuffer-Gleichgewicht auf die Seite der Kohlensäure und es wird vermehrt CO2 freigesetzt
Bei vermehrter Säurebildung im Biogasfermenter wird vermehrt undissoziiertes Ammonium gebildet
Welche internen und externen Hemmstoffe gibt es im Biogasprozess? Welchen Einfluss hat dabei der pH-Wert?(2.5)
externe Hemmstoffe sind z.B. Antibiotika und Schwermetalle
Der pH-Wert beeinflusst direkt den Anteil an Hemmstoffen
Bei steigender Temperatur sinkt der Ammoniak-Gehalt
Durch bakteriellen Abbau während des Prozesses entsteht Ammoniak
Ein hoher Fettanteil im Substrat fördert die Methanbildung
Was versteht man unter Verweilzeit bzw. (Faul-) Raumbelastung beim Biogasprozess und in welchem Zusammenhang stehen diese beiden Parameter(2.6)
Die hydraulische Verweilzeit gibt die Zeitdauer an, die ein Substrat im Fermenter verweilt
Die hydraulische Verweilzeit gibt die Zeitdauer an, die ein Substrat in der Vorgrube verweilt
Mit steigender Raumbelastung bei konst. Substratkonzentration sinkt die hydraul. Verweilzeit
Die Raumbelastung gibt an wie viel Gas sich nach einer Zeiteinheit im Fermenter befindet
Sinkt die hydraul. Verweilzeit bei konst. Substratkonzentration sinkt auch die Raumbelastung
Wozu werden Spurenelemente im Biogasprozess benötigt und wann und in welchem Umfang müssen Spurenelemente zugeführt werden?(2.7)
Molybdän ist eines der wichtigsten Spurenelemente.
Rindergülle ist ein guter Spurenelementlieferant.
Spurenelemente dienen zur Reduktion von klimaschädlichen CH4.
Bei Monovergärung ist keine Zugabe von Spurenelementen notwendig.
Spurenelemente können nicht vom Organismus erzeugt werden.
Was ist der pH-Wert und welchen Einfluss hat er auf den Ablauf des Biogasprozesses ?
Alle pH-Werte unter 7 sind basisch (Alkalisch).
Methanogenen Bakterien bevorzugen einen leicht alkalischen Milieu.
In einem einstufigen Fermenter muss der pH-Wert zwischen 5,2 bis 6,3 liegen.
Fermentative Bakterien bevorzugen eher einen saureren pH-Wert (5-6).
Man kann nur mit dem pH-messstreifen die Werte den Säure Gehalt in einer wässrigen Lösung messen.
Worin unterscheiden sich NawaRos (z.B. Maissilage) und Gülle hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Eigenschaften (z.B. TS und oTS, düngerelevante bzw. wassergefährdende Inhaltsstoffe, Substratbestandteile mit hoher Biogasausbeute)? (3.2)
Rindergülle hat mehr Trockensubstanz als Maissilage
Die Methanausbeute in Nm3/t bezogen auf oTS liegt bei Maissilage um 1/3 niedriger als bei Gülle
Im Gegensatz zu der Maissilage ist in der Gülle kein Kalium vorhanden
Maissilage erzeugen weniger Biogas als Rindergülle
Gülle und NawaRos können beide Wassergefährdungen verursachen
Welche wesentlichen Unterschiede gibt es bei der Gewinnung von Biogas aus Biomüll im Vergleich mit Biogas aus landwirtschaftlichen Biogasanalgen?(3.4)
Es gibt keine Unterschiede
NawaRo´s benötigen meistens eine Hygenisierung
Die Hygenisierungstemperatur liegt zwischen 55 und 65°C für ca. 1h
Der spezifische Methanertrag der Feuchtmasse von Biogasanlagen, welche mit Biomüll betrieben werden, ist geringer
Die Zusammensetzung von Bioabfällen ist sehr variabel
Welche Auswirkungen haben hohe Proteinanteile im Substrat auf die Emission und Gärrestverwertung?(3.5)
Erhöht die Bildung von Lachgas N2O bei der Gärrestausbringung
Reduzieren die Ammoniakkonzentration im Gärsubstrat
Erhöht die Bildung von toxischen Schwefelwasserstoffen
Erhöht die Ammoniakkonzentration im Gärsubstrat
Erhöht die Kohlenstoffdioxidkonzentration im Gärsubstrat
Mit welchen generellen Techniken kann Biogas in elektrischen Strom umgewandelt werden?Welche wesentlichen Eigenschaften müssen dabei beachtet werden ? (4.2)
Gas- und Dampfturbinenprozess
Brennstoffzelle
Raketenmotor
Gas-Otto-Motor
Zündstrahl-Motor
Welche Motortechniken sind für den Betrieb eines BHKW ́s mit Biogas geeignet und welche Motoranpassungen sind dafür notwendig? Welches sind die 2 gängigsten Motortechniken? (4.3)
Zündstrahlmotor
Stirling-Motor
Mikrogasturbine
Welche Stoffe im Abgas von BHKW-Motoren unterliegen Emissionsgrenzwerten und wie können diese eingehalten werden? (4.6)
Alle Motoren müssen zwangsläufig die TA Luft erfüllen
Die Emissionsgrenzwerte hängen von der Motorleistung und Motorart ab
Die Art des Brennstoffes spielt bei den Emissionsgrenzwerten keine Rolle
Regelmäßige Wartung hat keinen Einfluss auf die Emissionen
Über die Einstellung des λ-Wertes können die CO- und NOx-Emissionen reguliert werden
Nach welchen physikalischen Prinzipien arbeiten Trocknungsverfahren für Biogas?(5.1)
Beim Absorptionstrocknungsverfahren handelt sich, bewirkt durch Kapillarität, um eine Anreicherung von Stoffen aus Gasen an der Oberfläche eines Festkörpers
Das Adsorptionstrocknungsverfahren wird bei Biogasherstellung auch Glykolwäsche genannt
Das Kondensationstrocknungsverfahren geschieht durch das Abkühlen des Biogases unterhalb des Taupunktes
Adsorptionstrocknungsverfahren basiert auf der Van-der-Waals-Kräfte-Theorie
Kieselgel bindet den Wasserdampf bei dem Adsorptionstrocknungsverfahren durch ionische Bindung in seine Molekularstruktur
Auf welche Weise wird bei biologischen (internen und externen) Entschwefelungsverfahren Schwefel entfernt und was sind deren Kennzeichen? (5.2)
Bei internen biologischen Entschwefelungsverfahren wird Luft in den Gasraum des Fermenters eingeblasen
Internes biologisches Verfahren bietet eine größere Betriebssicherheit als die externe biologische Entschwefelung
Bei biologischen externen Entschwefelung wird kein Betriebsmittel benötigt
Biologisches externes Verfahren ist einfacher und günstiger als internes Verfahren
Bei externen biologischen Entschwefelung wird Biogas durch speziellen Reaktor durchgeleitet
Auf welche Weise wird bei chemischen Entschwefelungsverfahren Schwefel entfernt und was sind deren Kennzeichen?(5.3)
Zugabe von Eisenhydroxid in den Gärprozess
Luft wird eingeblasen
Abtrennung von Schwefelwasserstoff in einer Zentrifuge
Geringe Investitionskosten
Aufheizung auf über 90 °C
Was bewirkt die Druckerhöhung bei Gasaufbereitungsverfahren zur Methananreicherung?(5.4)
Erhöhung der Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten
Bessere Lagerfähigkeit durch geringeres Volumen
Vermehrung der Methan-Moleküle
Trennung von Biogas und z.B. Kohlenstoffdioxid und Schwefelwasserstoff
Umwandlung von Kohlenstoffmonoxid in Methan
Was kennzeichnet die Druckwechseladsorption zur Methananreicherung im Vergleich zur Druckwasserwäsche(5.5)
Trockenes Verfahren ohne Anfall von Abwasser
Hohe Anlagenregulierbarkeit
Vorherige Entschweflung und Trocknung notwendig
Prozess findet unter Zugabe von Wasser statt
Parallel geschaltete Absorber
Mit welchen Membrantypen werden Membranverfahren zur Methananreicherung durchgeführt? (2 von 5 richtigen Antworten)(5.6)
PES
PSA
Celluloseacetat
Monoethanolamin
Aktivkohle
