Nassfermentation
Die Nassfermentation (auch Nassgärung genannt) ist das mit Abstand am weitesten verbreitete Verfahren zur Biogasherstellung in Deutschland. Sie ist günstiger, schneller und leichter automatisierbar als die Trockenfermentation. Der Grund für die weite Verbreitung besteht darin, dass die meisten Biogasanlagen auf landwirtschaftlichen Höfen errichtet werden und vorrangig mit Schweine- oder Rindergülle betrieben werden – die optimalen Voraussetzungen für eine Nassfermentation.
Wie der Begriff Nassfermentation bereits andeutet, besitzt das Substrat bei diesem Verfahren zur Biogasherstellung einen hohen Wasseranteil. Dadurch wird es rühr- und fließfähig und ist relativ leicht zu handhaben. Damit sich die einzelnen Inhaltsstoffe nicht voneinander trennen, muss das nasse Substrat während dem Fermentationsprozess in regelmäßigen Abständen durchgemischt werden. Das Verfahren der Nassfermentation bedeutet jedoch nicht, dass ausschließlich Gülle als Substrat für die Biogasherstellung verwendet wird. Auch bei der Nassfermentation werden in der Regel neben dem Grundstoff Gülle Feststoffe als Substrate wie z.B. Biomüll, Pflanzenschnitt, Mais- oder Grassilage hinzugegeben. Es ist lediglich darauf zu achten, dass das Gesamtsubstrat immer einen ausreichenden Wasseranteil aufweist. Dieser kann jedoch auch durch die Zugabe von Wasser in den Fermenter entsprechend reguliert beziehungsweise erhöht werden.
Grundsätzlich unterscheidet man bei Biogasanlagen mit Nassfermentation zwischen so genannten Speicheranlagen und Durchflussanlagen. Speicheranlagen sind dabei wesentlich günstiger in der Herstellung und sehr einfach im Betrieb. Sie sind jedoch heute zunehmend weniger im Einsatz, da sie keine kontinuierliche Produktion von Biogas gewährleisten. Dies ist deshalb nicht möglich, weil bei einer Speicheranlage der Fermenter auch gleichzeitig das Gärrückstandslager darstellt. Das Substrat verbleibt also so lange im Fermenter, bis es vollständig ausgefault ist. Danach muss der Fermenter geöffnet werden und die Gärrückstände können zur weiteren Verwendung entnommen werden. Erst nach diesem Schritt kann der Fermenter wieder mit neuem Substrat gefüllt und die Biogasproduktion kann wieder gestartet werden. Da die der Biogasanlage angeschlossenen Geräte wie zum Beispiel Blockheizkraftwerke aber darauf angewiesen sind, dass kontinuierlich Biogas produziert wird, bietet sich eine solche Speicheranlage heute in der Regel nicht mehr an. Der größte Teil der heute im Bereich Nassfermentation eingesetzten Anlagentypen sind so genannte Durchflussanlagen. Sie besitzen mehrere Stationen, durch die das Substrat automatisch fließt. Somit kann sichergestellt werden, dass das Biogas in einer Durchflussanlage kontinuierlich, das heißt ohne Unterbrechungen, produziert werden kann. Zu diesem Zweck besitzt eine Durchflussanlage, welche nach dem Prinzip der Nassfermentation arbeitet, neben dem eigentlichen Fermenter noch zusätzlich ein Gärrückstandslager, in das das ausgefaulte Substrat automatisch gepumpt werden kann. In einer speziellen Vorgrube wird ständig neues Nasssubstrat bereitgehalten, so dass jedes Mal, wenn der Fermenter automatisch geleert wird, neues Substrat nachgefüllt werden kann.
Wichtig bei der Nassfermentation ist, dass das Substrat immer gut durchgemischt wird, so dass sich die einzelnen Inhaltsstoffe nicht voneinander trennen und so die Biogasproduktion behindern können. Dies wird dadurch erreicht, dass im Fermenter ein- oder mehrere Rührwerke eingebaut sind, die manuell oder automatisch gesteuert in regelmäßigen Abständen das Substrat durchmischen. Bei der Trockenfermentation sind diese Einrichtungen nicht notwendig.