Eisenhydroxid und Eisenchlorid sind die beiden am häufigsten genutzten Zusatzstoffe, um den Schwefelwasserstoff aus dem Biogas zu entfernen. Beide haben Vor- und Nachteile. Der patente Schwefelwasserstoff-Binder F vereint die Vorteile von beiden.
Der Einsatz von eisenhaltigen Produkten ist mittlerweile Stand der Technik. Wichtig ist dabei, dass Sie die Luftentschwefelung auf das Nötigste reduzieren. Ziel ist es weniger als 1% Luft in den gasführenden Raum einzublasen: Bei einer 500 kW Biogasanlage also maximal 2,5m³ Luft pro Stunde. Wenn Sie die Luft dabei über das Gärrestlager eingeblasen, machen Sie alles richtig. Denn dadurch werden die schwefelliebenden Bakterien im gasbildenden Fermenter und Nachgärer nicht mehr gefördert und gleichzeitig wird der Aktivkohlefilter optimal mit Sauerstoff versorgt.
Eisenhydroxid
Zwei Formen von Eisenhydroxid sind erhältlich:
- Die erdfeuchte Ware wird mit einem LKW lose angeliefert. Diese hat normalerweise einen Eisenghalt zwischen 7 und 10% in der Frischmasse. Da die Lkw-Ware schon mit Wasser befeuchtet ist (Hydratation), ist die Reaktion ein wenig schneller als bei der getrockneten Ware.
- Die getrocknete und aufbereitete Ware gibt es in fermentierbaren Säcken mit einem Eisengehalt üblicherweise zwischen 40 und 60% in der Frischmasse. Die Zugabe von Lösungsvermittler, zum Beispiel Zeolith, kann die Reaktionsgeschwindigkeit der getrockneten Ware ebenfalls weiter steigern.
Eisenchlorid
Eisenchlorid ist flüssig und hat einen Eisengehalt zwischen 8-13,5% (Augen auf beim Preisvergleich).
Der große Nachteil ist, dass es sehr korrosiv und ein Gefahrstoff ist. Die Vorteile sind die extrem schnelle Wirkung und die Möglichkeit es gleichmäßig mit einer Pumpe in die Biogasanlage einzubringen.
Optimal geeignet ist es für Abfallanlagen und Gülleanlagen ohne Feststoffdosierer. Auch bei Anlagen die das Biogas direkt zum BHKW führen hat es seine Berechtigung.
Die Wirkungsweise der Entschwefelung von Biogas
Das dreiwertige Eisenhydroxid reagiert im ersten Schritt am besten mit Sulfiden zu zweiwertigem Eisen und elementaren Schwefel.
![](https://energieplusagrar.de/wp-content/uploads/2021/03/2021-03-25-Reduktion-von-Eisenhydroxid-1024x576.jpg)
Die hauptsächliche Entschwefelung ist bei Eisenhydroxid und Eisenchlorid weitgehend gleich:
![Die Sulfide reagieren mit Eisen zu Eisensulfid. Eisensulfid ist schwer wasserlöslich.](https://energieplusagrar.de/wp-content/uploads/2021/03/2021-03-24-Ausfaellen-von-Eisensulfid-1024x576.jpg)
Eisenhydroxid und -chlorid funktioniert immer, denn die Reaktion ist eine chemische: Es gibt nur zwei Gründe warum der Schwefelwasserstoffgehalt im Gas nicht wie gewünscht sinkt:
- Die Bakterien haben einen subakuten Spurenelementmangel. Nach der Zugabe von Eisen sind mehr Spurenelemente verfügbar und die Stoffwechselleistung der Bakterien nimmt zu, leider auch die der schwefelliebenden Bakterien. Dadurch steigt der Schwefelwasserstoffgehalt zunächst im Gas an.
- Die Qualität des Eisenhydroxides ist schlecht. Eisenhydroxid sollte frisch sein und eine sehr amorphe Struktur haben. Je älter das Eisen wird, umso mehr oxidiert das Hydroxid zu Eisenoxid, das deutlich langsamer reagiert.
Mit amorpher Struktur ist das Metallgitter gemeint. Je gleichmäßiger (kristalliner) die Struktur ist umso schwerer kann das Sulfid-Ion mit dem Eisen reagieren. Amorphe Strukturen entstehen, wenn andere Metallionen in das Gitter eingebaut werden. Deshalb ist ein niedriger Eisengehalt einem hohen vorzuziehen. Produkte mit einem Eisengehalt von 60% sind technisch hergestellt Eisenhydroxide die sehr gleichmäßiges Metallgitter besitzen. Produkte über 60% Eisen enthalten eine große Menge Eisenoxid.
Schwefelwasserstoff-Binder F
Der Schwefelwasserstoff Binder F kombiniert die Vorteile von beiden Eisenarten, deshalb nennen wir es das einzig patente Eisen:
- Es ist kein Gefahrstoff und kann deshalb problemlos wie Eisenhydroxid gelagert werden.
- Es ist nicht korrosiv und greift deshalb die Technik der Biogasanlage nicht an.
- Es ist nicht giftig, ist also kein Gefahr bei der Anwendung.
- Es ist flüssig, wie Eisenchlorid. Leicht zu automatisieren und das Schleppen der Säcke heben entfällt.
- Es verteilt sich schnell und gleichmäßig im Fermenter, nichts sinkt zu Boden.
Schwefelwasserstoff-Binder F liefert das wichtige Spurenelement
Eisen kommt im Fermenter recht häufig vor, trotzdem ist es oft limitierend für die Bakterien, weil es nicht bioverfügbar ist. Denn Bakterien können Eisen nicht einfach so aufnehmen: Es muss im Wasser gelöst sein. Eisensulfid ist deshalb für die Bakterien nicht mehr verwertbar, wird aber in einer Fermenteranalyse mit gemessen.
Außerdem muss das Eisen dreiwertig sein, wie im Eisenhydroxid. Denn die Bakterien geben Siderophore in das Substrat ab, um das Eisen aufzunehmen. Die Siderophore haben eine hohe Affinität zu dreiwertigem Eisen, jedoch nicht zu zweiwertigem Eisen, wie im Eisenchlorid.
Ist das Eisen mit den Siderophoren verbunden, dann kann es erst durch die Membran der Zelle transportiert werden und in den Enzymen sein Wirkung tun.
Schwefelwasserstoff-Binder F enthält dreiwertiges Eisen in solchen Siderophoren und sichert deshalb die Eisenversorgung der Bakterien zuverlässig. Dadurch steigert die Umsetzung der Organik zu Methan und damit die Leistung der Biogasanlage.