Das Umpumpen von Flüssigkeit aus dem Nachgärer oder Gärproduktlager in den Fermenter hat auf vielen Biogasanlagen Tradition. Dabei ist es oft gar nicht notwendig und bindet nur unnötig Zeit und kostet Geld.
Das Substrat, welches für eine Biogasanlage geeignet ist, besteht aus einer großen Menge kohlenstoffreichen Bestandteilen, wie Zucker, Stärke, Rohfaser, Rohfett und Rohproteine. Daneben enthält es auch Bestandteile wie:
- Stickstoff in Form von Ammonium-Stickstoff oder Ammoniak. Ammonium-Stickstoff ist für die Hydrolyse-Bakterien wichtig, da diese das bakterieneigene Eiweiß überwiegend aus Ammonium-Stickstoff synthetisieren.
- Mengenelemente, von besonderem Interesse sind da die essentiellen Mengenelemente wie Phosphor, Eisen, Natrium, Magnesium,…
- Spurenelemente, dort liegt das Augenmerk besonders auf den erstlimitierenden Spurenelemente: Kobalt, Selen, Molybdän und Nickel.
- Wasser, das Lebenselexier für die Bakterien. Deshalb ist es wichtig, dass den Bakterien ausreichend freies Wasser zur Verfügung steht. Am besten wäre eine isotonische Lösung, damit die Bakterien den osmotischen Druck in der Zelle ohne großen Energieaufwand aufrechterhalten können.
Bei dem Weg des Substrates durch die Biogasanlage wird der Kohlenstoff zu Methan umgewandelt und verlässt sozusagen mit dem Biogas das Substrat. Dadurch erhöht sich natürlich der Gehalt an den zurückbleibenden Bestandteile bis zum Gärproduktlager: Der Stickstoff, die Mengenelemente, die Spurenelemente und das Wasser nehmen zu.
Rezirkulieren hat einen guten Ruf.
Wenn die Biogasanlage Probleme macht, weil der Fermenter dickflüssig wird oder gefühlsmäßig wenig oder gar schlechtes Gas produziert, dann wird häufig die Pumpe angeschaltet oder das Güllefass aktiviert, um vom Nachgärer oder Gärproduktlager große Mengen Substrat in den Fermenter zu pumpen. Denn erfahrungsgemäß läuft dann die Biogasanlage wieder; bis zum nächsten Mal.
Warum ist das so? Ein dickflüssiger Fermenter, wenig Gas oder ein schlechter Methangehalt sind Symptome für eine gehemmte Biologie. Der häufigste Grund dafür ist ein Mangel an bakterienverfügbaren Spurenelementen. Durch das Rezirkulieren werden größere Mengen Spurenelemente wieder von hinten nach vorne gepumpt und die Symptome kurzfristig behoben. Daduch hat das Rezirkulieren über die Jahre einen so guten Ruf bekommen, der jedoch bei genauer Betrachtung zweifelhaft ist. Denn berechnet man die Energiebilanz einer so gefahren Biogasanlage, dann zeigt sich, dass der Eigenstrom- und der Substratverbrauch deutlich über dem Verbrauch einer Biogasanlage liegt, die ohne Rezirkulieren auskommt, weil Sie bakterienverfügbare Spurenelemente einsetzt.
Beim Rezirkulieren gilt: So wenig wie möglich und so viel wie nötig.
Biogasanlagen die Gülle einsetzen brauchen nicht zu rezirkulieren. Wenn Sie rezirkulieren, damit Ihre Biogasanlage gefühlt besser läuft, dann stimmt etwas mit der Biologie nicht und diese Anlagen verbrennen unnötig viel Geld.
Biogasanlagen die keine Gülle einsetzen, sollten möglichst wenig rezirkulieren, denn mit jedem Kubikmeter Rezirkulat wird die Verweilzeit kürzer und damit die Ausgasung der Subtrates schlechter. Ein Beispiel für eine 500kW Biogasanlage mit 3000m³ beheiztem Raum:
| Maissilage | Rezirkulat | Verweilzeit | erwartete kW |
| 25 t | 5 t | 100 Tage | 500 |
| 25 t | 15 t | 75 Tage | 450 |
An dem Beispiel wird deutlich, dass eine Biogasanlage, durch das Rezirkulieren aus dem Gärproduktlager von 10 t pro Tag, 25 Tage Verweilzeit einbüßt. Das hat zur Folge, dass diese Anlage gut 2,7 t Maissilage pro Tag mehr Substrat verbraucht, um die gleiche Leistung zu erreichen. Damit hat diese Anlage gut 50.000 € höhere Substratkosten als die Vergleichsanlage.
Die Voraussetzung, um die Rezirkulatmenge zu reduzieren, ist eine gut abbauende Biologie. Denn je schneller der Abbau des Substrates ist, umso dünnflüssiger wird der Fermenter, weil:
- Die Cellulose und Hemicellulose schnell zu Zucker abgebaut wird. Dadurch kann Sie nicht mehr quellen.
- Bei dem Abbau des Substrates selbst Wasser gebildet wird, die Wassermenge also automatisch zunimmt.
Deshalb ist es extrem wichtig die Bakterien ausreichend mit den erstlimitierenden Spurenelemente zu versorgen. Wichtig ist, dass diese Spurenelemente im Fermenter bakterienverfügbar sind, deshalb dürfen diese Spurenelementmischungen kein EDTA als Komplexbildner enthalten.
P.S.: Sie erkennen gut funktionierende Spurenelementmischungen an folgendem Zeichen:
