Die Vorgrube einer Biogasanlage: Substrat lagern & aufbereiten
Die Vorgrube ist der Ausgangspunkt für eine effiziente Biogasproduktion. Sie ist zunächst die Anlieferungsstätte der eigenen und betriebsfremden Substrate und Lagerstation für eine kontinuierliche Zufuhr in den Fermenter. Dieser ist das eigentliche Herz einer Biogasanlage. Die Vorgrube ist somit Ausgangspunkt für eine effektive Biogas Produktion und eine wichtige Station im Aufbau einer Biogasanlage.
Die Anlieferung ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Substrat für die Fermentation in der Biogasanlage nicht aus dem eigenen Anbau beziehungsweise aus den eigenen Stallungen stammt. Wird das Substrat von einem Lieferant bezogen, so ist auf eine ausreichende Bevorratung zu achten, um eine kontinuierliche Beschickung von der Vorgrube in die Biogasanlage zu garantieren.
Vorgrube im Vordergrung | Bild: HAASE Energietechnik AG, Neumünster
Bauliche Anforderungen an das Substratlager
Die Beschaffenheit des Lagers ist insbesondere von der notwendigen Menge, der Substratart und eventuellen Lieferzeiträumen abhängig. Dabei darf es keine Vermischung von Bioabfall oder Kosubstraten aus der Tierverwertung mit beispielsweise Sillage oder Exkrementen in der Vorgrube geben. Vielmehr ist es zwingend erforderlich, dass eine Hygienisierung zum Abtöten von Krankheitserregern nach gesetzlich vorgeschriebenen Kriterien noch vor dem Transport aus der Vorgrube in das Innere der Biogasanlage durchgeführt wird. Dies kann durch die thermische Vorbehandlung genauso geschehen wie durch die Drucksterilisation. Erst im Biogasanlagen Fermenter dürfen die Substrate wieder zusammengeführt werden.
Die Vorteile einer Halle in direkter Nachbarschaft zu einer Biogas Anlage liegen nicht nur in der Geruchsminimierung, welche durch eine Abluftreinigungsanlage noch verbessert werden kann, sondern auch in der Tatsache, dass die Technik der Biogasanlage und das Substrat selbst keinerlei Witterungseinflüssen ausgesetzt wird.
Aufbereitung der Biomasse für den Fermenter
Die Aufbereitung des Substrat in der Vorgrube der Biogas Anlage ist ein wichtiger Faktor für die Effizienz der Biogasanlage. So wird das Potenzial des Substrats optimal genutzt, wenn es beispielsweise durch Schredder, Mühlen, Quetschen oder Wellen vor dem Transport in die Biogasanlage zerkleinert und aufgebrochen wird. Dadurch erhöht sich die Substratoberfläche und ein weitaus höherer Wirkungsgrad der Biogas Anlage wird erzielt. Je nach Biogas Anlage findet die Zerkleinerung auch direkt auf dem Transportweg aus der Vorgrube statt. Zudem ist eine Kontrolle des Substrats angeraten, um etwaige Störfälle wie sie beispielsweise durch Steine entstehen zu minimieren.
Anmaischen, transportieren & einbringen
Das Homogenisieren oder Anmaischen ist ein wichtiger Arbeitsschritt, um Substrate wie Sillage oder Mist aus der Vorgrube in den Fermenter der Biogas Anlage pumpen zu können. Hierzu kann das Substrat mit Gülle, flüssigen Gärresten, Prozesswasser der Biogasanlage oder Frischwasser vermengt werden. Die Verwendung von Frischwasser ist allerdings weniger ratsam, da dies mit erhöhten Kosten verbunden ist. Auch Prozesswasser aus der Biogasanlage ist nur bedingt zu empfehlen, da es Desinfektionsmittel enthalten kann, welche einen negativen Effekt auf die Mikroorganismen im Fermenter der Biogasanlage haben können.
Für einen optimalen Gärprozess in der Biogas Anlage ist ein kontinuierlicher Transport des Substrats von der Vorgrube in den Fermenter optimal. Da dies in der Praxis einer Biogasanlage technisch noch nicht umsetzbar ist, ist ein quasikontinuierlicher Substratstrom aus der Vorgrube die heutige Praxis. Von der Vorgrube aus wird hierbei mehrmals täglich eine gewisse Dosis an Substrat in den Gärprozess integriert. Dies geschieht in der Regel über elektrisch angetriebene Pumpen. Je nach Art und Feuchtigkeitsgehalt des Substrats werden fast ausnahmslos Kreisel- oder Verdrängerpumpen verwendet.
