Aktivkohle ist ein leistungsstarkes Adsorptionsmittel, das in vielen Industriezweigen eingesetzt wird, um Schadstoffe aus Gas- und Flüssigkeitsströmen zu entfernen. In Biogasanlagen wird sie häufig verwendet, um Geruchsstoffe aus dem Biogasstrom zu entfernen, bevor dieser in den Gasmotor geleitet wird. Die Aktivkohle kann entweder in Granulatform oder in Form von Pellets vorliegen und ist am effektivsten, wenn sie frisch ist.
Was ist Aktivkohle und wofür wird sie verwendet?
Aktivkohle ist eine Art von Kohlenstoff, der mit Sauerstoff behandelt wurde, um Millionen von winzigen Poren zwischen den Kohlenstoffatomen zu öffnen. Dadurch entsteht eine viel größere Oberfläche, die mehr Giftstoffe und Chemikalien absorbieren kann als normale Kohle.
Wie Aktivkohle hergestellt wird
Aktivkohle wird normalerweise aus Holzkohle hergestellt. Holzkohle wird durch die Verbrennung von Holz oder anderen organischen Stoffen in einer sauerstofffreien Umgebung hergestellt. Dieser Prozess entfernt Wasser und andere Verunreinigungen und hinterlässt eine poröse, schwarze Substanz
Die verschiedenen Arten von Aktivkohle
Es gibt zwei Hauptarten von Aktivkohle: körnige Aktivkohle (GAC) und pulverförmige Aktivkohle (PAC). GAC besteht aus größeren Holzkohlestücken, die in der Regel effektiver bei der Adsorption von Giftstoffen und Chemikalien sind. PAC wird hergestellt durch das Mahlen von Holzkohle zu einem Pulver, wodurch sie kleinere Giftstoffe und Chemikalien besser absorbieren kann.
Aktivkohle im Heimgebrauch
Aktivkohle wird traditionell zur Behandlung von Vergiftungen und Überdosierungen verwendet, aber sie kann auch andere Krankheiten wie Verdauungsstörungen, Blähungen und Durchfall zu behandeln. Er kann auch verwendet werden, um die Zähne aufzuhellen, den Körper zu entgiften und Akne zu behandeln
Aktivkohle in Biogasanlagen
Der Einsatz von Aktivkohle in Biogasanlagen ist eine effektive Methode zur Dekontaminierung des Biogases und zum Schutz der nachgeschalteten Anlagen. Außerdem kann sie dazu beitragen, die Methanproduktion insgesamt zu erhöhen
Aktivkohle kann verwendet werden, um eine Vielzahl von organischen Verbindungen aus dem Gasstrom zu entfernen, darunter
- VOCs (flüchtige organische Verbindungen)
- H2S (Schwefelwasserstoff)
- NH3 (Ammoniak)
- Mercaptane
- TCE (Trichlorethylen)
- PCE (Tetrachlorethylen)
- MTBE (tertiäres Methylbenzol
- BTEX (Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol)
- PAHs (polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe)
- TCA (Trichloressigsäure)
Prozess in der Biogasanlage
Die Bakterien bauen die Kohlenhydrate, Fette und Proteine im organischen Ausgangsmaterial unter anoxischen Bedingungen in einem mehrstufigen Prozess ab. Dies sind natürliche, bakterielle Prozesse in Abwesenheit von Sauerstoff. Es bilden sich Alkohole, Kohlendioxid, Wasserstoff und organische Säuren. Die Alkohole und organischen Säuren werden in einem weiteren Schritt zu Wasserstoff und Essigsäure abgebaut. Die Endprodukte des Prozesses in der Biogasanlage sind Methan, Kohlendioxid und Wasser.
Der Prozess der anaeroben Vergärung in einer Biogasanlage kann in vier Hauptschritte unterteilt werden:
1. Hydrolyse: Die komplexen organischen Moleküle im Ausgangsmaterial werden durch von den Bakterien produzierte Enzyme in einfachere Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren aufgespalten
2. Acidogenese: Die Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren werden durch säurebildende Bakterien weiter zu Kohlendioxid, Wasserstoff, Ammoniak und organischen Säuren abgebaut
3. Acetogenese: Der Wasserstoff und die organischen Säuren werden von methanogenen Bakterien in Methan und Kohlendioxid umgewandelt
4. Methanogenese: Methan und Kohlendioxid werden von methanogenen Bakterien produziert
Die Endprodukte des Prozesses in der Biogasanlage sind Methan, Kohlendioxid und Wasser.
Die Verwendung der Ausgangsstoffe für den Fermentationsprozess ist einer der Faktoren, die die Zusammensetzung des endgültigen Biogases bestimmen. Der andere Faktor ist die Art der im Fermenter vorhandenen Bakterien. Die beiden Hauptgruppen von Bakterien, die an der anaeroben Vergärung beteiligt sind, sind säureproduzierende Bakterien und methanogene Bakterien.
Säureproduzierende Bakterien
Die Hauptfunktion der säurebildenden Bakterien besteht darin, komplexe organische Moleküle in einfachere Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren aufzuspalten. Diese einfacheren Moleküle werden dann von methanogenen Bakterien in Kohlendioxid, Wasserstoff, Ammoniak und organische Säuren umgewandelt. Einige Beispiele für säureproduzierende Bakterien sind Clostridium, Enterobacter und Klebsiella.
Methanogene Bakterien
Die Hauptfunktion der methanogenen Bakterien besteht darin, Wasserstoff und organische Säuren in Methan und Kohlendioxid umzuwandeln. Einige Beispiele für methanogene Bakterien sind Methanosarcina und Methanobacterium.
Die Zusammensetzung des endgültigen Biogases hängt von der Art des verwendeten Ausgangsmaterials und dem Verhältnis von säureproduzierenden Bakterien zu methanogenen Bakterien im Fermenter ab.
Aktivkohle kann mehrfach regeneriert und wiederverwendet werden. Beim Einsatz in einer Biogasanlage ist es wichtig, die Aktivkohle regelmäßig zu überwachen, um sicherzustellen, dass sie optimal arbeitet.
