Projektbeschreibung

Aufgabenbeschreibung:
Verbesserung der Prozeßsicherheit von Biogasanlagen durch eine frühzeitige Erkennung und Vermeidung von Fehlgärungen Propionsäurebildung stellt in Biogasanlagen ein häufig zu beobachtendes Problem dar, das den Anlagenbetrieb stark beeinträchtigt. Deshalb soll zunächst die an der Propionsäurebildung und -abbau beteiligte mikrobielle Flora in Biogasanlagen isoliert, identifiziert und charakterisiert werden. Auf der Basis der gewonnen Isolate wer¬den Starterkulturen zum Abbau von Propionsäure entwickelt. Potentiell geeignete Mikroorganismen werden im Labor- und halbtechnischen Maßstab optimiert. Aus¬gewählte Kulturen werden dann in laufenden Biogasanlagen unter realen Bedingun¬gen getestet. Parallel erfolgt die Entwicklung von Schnelldetektionsmethoden zur Identifizierung und Quantifizierung ausgewählter Leitorganismen. Entwicklung von marktfähigen Starterkulturen zum Propionsäureabbau sowie Kits zur Früherkennung von Fehlgärungen. Erstellung von Publikationen für die Betreiber von Biogasanlagen und den Beratungsservice. Patentierung von Verfahren entsprechend der bisherigen Praxis der Universität Mainz.

Ergebnisdarstellung:
Die im Rahmen des Projektes erzielten Ergebnisse erbrachten wesentliche neue Erkenntnisse über die mikrobiellen Interaktionen und Zusammensetzung der Mikroorganismen, welche an der Bildung und dem Abbau von organischen Säuren im Biogasprozess beteiligt sind. Im Rahmen von umfangreichen Anreicherungs- und Kultivierungsansätzen konnten stabile syntrophe Mischkul-turen zum Abbau von Propionsäure aus Praxisanlagen gewonnen werden. Mittels spezieller Wachstumsmedien ließen sich die Kulturen stabilisieren und dauerhaft kultivieren. Im Rahmen verschiedener Experimente im Labormaßstab konnte ein effektiver Propionsäureabbau durch die gewonnenen Konsortien nachgewiesen werden. Parallel hierzu erfolgte die Isolierung und Cha-rakterisierung verschiedener hydrogenotropher, methylotropher und acetoclastischer Methanbak-terien, deren Aktivität für den syntrophen Propionsäureabbau von entscheidender Bedeutung ist. Hierbei konnten Reinkulturen der methanogenen Gattungen Methanosarcina, Methanomethylo-vorans und Methanbacterium gewonnen werden. Daneben konnten Methanbakterien der Gat-tungen Methanoculleus und Methanosaeta in stabilen Anreicherungskulturen identifiziert werden. Zur Zeit werden Versuche zum Einsatz dieser Mischkulturen als Starterkulturen zum Abbau von Propionsäure in Biogasanlagen von halbtechnischen bis technischen Maßstab durchgeführt.