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Biogas Quiz

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Quiz on Biogas Quiz, created by Tom Rüther on 04/07/2017.
Tom Rüther
Quiz by Tom Rüther, updated more than 1 year ago
Tom Rüther
Created by Tom Rüther almost 7 years ago
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Resource summary

Question 1

Question
Welche Einsatzstoffgruppen (NawaRos/Reststoffe) sind generell für Biogasanlagen geeignet und welche weniger? An welchen Produktionsstandorten fallen diese an? (1.1)
Answer
  • 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.

Question 2

Question
Aus welchen grundlegenden Bestandteilen besteht Biomasse und inwiefern tragen diese quantitativ und qualitativ zur Biogasbildung bei ? (1.3)
Answer
  • 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

Question 3

Question
Welche Zwischenprodukte werden von den jeweiligen Bakteriengruppen im anaeroben Abbauprozess gebildet? und wie ist deren jeweilige Wachstumsgeschwindigkeit? (1.6)
Answer
  • 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

Question 4

Question
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)
Answer
  • 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

Question 5

Question
Wie kann bei Methanbakterien den speziellen Eigenschaften bezüglich Stoffwechsel, Wachstumsgeschwindigkeit und den Ansprüchen an das Umgebungsmilieu bei der Biogasgewinnung Rechnung getragen werden?
Answer
  • 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

Question 6

Question
Welche Prozesse beeinflusst eine Durchmischung des Fermenters, z.B. durch Rührer, Umwälzpumpen, im Bioreaktor? (2.1)
Answer
  • Die Leitfähigkeit
  • Der Dichteunterschied
  • Die Entwicklung einer Sedimentation
  • Die Schwimmschichten
  • Den Wassergehalt

Question 7

Question
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Biogas-/Methanausbeute im Biogasprozess und mit welchen Temperaturen wird der Biogasreaktor gefahren? (2.2)
Answer
  • 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.

Question 8

Question
In welcher Weise könne Ammoniak bzw. Carbonate als Puffer bei einer erhöhten Säurebildung im Biogasprozess wirken?(2.4)
Answer
  • 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

Question 9

Question
Welche internen und externen Hemmstoffe gibt es im Biogasprozess? Welchen Einfluss hat dabei der pH-Wert?(2.5)
Answer
  • 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

Question 10

Question
Was versteht man unter Verweilzeit bzw. (Faul-) Raumbelastung beim Biogasprozess und in welchem Zusammenhang stehen diese beiden Parameter(2.6)
Answer
  • 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

Question 11

Question
Wozu werden Spurenelemente im Biogasprozess benötigt und wann und in welchem Umfang müssen Spurenelemente zugeführt werden?(2.7)
Answer
  • 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.

Question 12

Question
Was ist der pH-Wert und welchen Einfluss hat er auf den Ablauf des Biogasprozesses ?
Answer
  • 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.

Question 13

Question
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)
Answer
  • 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

Question 14

Question
Welche wesentlichen Unterschiede gibt es bei der Gewinnung von Biogas aus Biomüll im Vergleich mit Biogas aus landwirtschaftlichen Biogasanalgen?(3.4)
Answer
  • 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

Question 15

Question
Welche Auswirkungen haben hohe Proteinanteile im Substrat auf die Emission und Gärrestverwertung?(3.5)
Answer
  • 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

Question 16

Question
Mit welchen generellen Techniken kann Biogas in elektrischen Strom umgewandelt werden?Welche wesentlichen Eigenschaften müssen dabei beachtet werden ? (4.2)
Answer
  • Gas- und Dampfturbinenprozess
  • Brennstoffzelle
  • Raketenmotor
  • Gas-Otto-Motor
  • Zündstrahl-Motor

Question 17

Question
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)
Answer
  • Gas-Otto-Motor
  • Zündstrahlmotor
  • Stirling-Motor
  • Mikrogasturbine
  • Brennstoffzelle

Question 18

Question
Welche Stoffe im Abgas von BHKW-Motoren unterliegen Emissionsgrenzwerten und wie können diese eingehalten werden? (4.6)
Answer
  • 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

Question 19

Question
Nach welchen physikalischen Prinzipien arbeiten Trocknungsverfahren für Biogas?(5.1)
Answer
  • 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

Question 20

Question
Auf welche Weise wird bei biologischen (internen und externen) Entschwefelungsverfahren Schwefel entfernt und was sind deren Kennzeichen? (5.2)
Answer
  • 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

Question 21

Question
Auf welche Weise wird bei chemischen Entschwefelungsverfahren Schwefel entfernt und was sind deren Kennzeichen?(5.3)
Answer
  • Zugabe von Eisenhydroxid in den Gärprozess
  • Luft wird eingeblasen
  • Abtrennung von Schwefelwasserstoff in einer Zentrifuge
  • Geringe Investitionskosten
  • Aufheizung auf über 90 °C

Question 22

Question
Was bewirkt die Druckerhöhung bei Gasaufbereitungsverfahren zur Methananreicherung?(5.4)
Answer
  • 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

Question 23

Question
Was kennzeichnet die Druckwechseladsorption zur Methananreicherung im Vergleich zur Druckwasserwäsche(5.5)
Answer
  • Trockenes Verfahren ohne Anfall von Abwasser
  • Hohe Anlagenregulierbarkeit
  • Vorherige Entschweflung und Trocknung notwendig
  • Prozess findet unter Zugabe von Wasser statt
  • Parallel geschaltete Absorber

Question 24

Question
Mit welchen Membrantypen werden Membranverfahren zur Methananreicherung durchgeführt? (2 von 5 richtigen Antworten)(5.6)
Answer
  • PES
  • PSA
  • Celluloseacetat
  • Monoethanolamin
  • Aktivkohle
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