Biogas composition from agricultural sources and organic fraction of municipal solid waste

s paper presents an overview of biogas compositions originating from agriculture and the organicfraction of municipal solid waste. An intensive data compilation was performed from literature, plantdata from an EU project (Waste2Watts) and from sampling campaigns at 5 different anaerobic digestersin Switzerland. Besides reporting the major components of biogas i.e. methane and carbon dioxide, theconcentration of minor components such as nitrogen and oxygen, as well as trace amounts of sulfurcompounds (H2S, mercaptans, sulfides, etc.), silicon compounds (siloxanes, silanes), ammonia, haloge-nated compounds, and other volatile organic compounds (VOCs) are reported. These trace compoundscan present a significant challenge to the energetic use of biogas, specifically in the use of novel, high-efficient processes such as high temperature fuel cells or catalytic fuel upgrading units. H2S and othersulfur compounds are the major concern, as they are abundantly found in agriculture biogas; unlikesilicon compounds, which are generally exist in low or undetectable levels

Towards a standardization of biomethane potential tests

Production of biogas from different organic materials is a most interesting source of renewable energy. The biomethane potential (BMP) of these materials has to be determined to get insight in design parameters for anaerobic digesters. Although several norms and guidelines for BMP tests exist, inter-laboratory tests regularly show high variability of BMPs for the same substrate. A workshop was held in June 2015, in Leysin, Switzerland, with over 40 attendees from 30 laboratories around the world, to agree on common solutions to the conundrum of inconsistent BMP test results. This paper presents the consensus of the intense roundtable discussions and cross-comparison of methodologies used in respective laboratories. Compulsory elements for the validation of BMP results were defined. They include the minimal number of replicates, the request to carry out blank and positive control assays, a criterion for the test duration, details on BMP calculation, and last but not least criteria for rejection of the BMP tests. Finally, recommendations on items that strongly influence the outcome of BMP tests such as inoculum characteristics, substrate preparation, test setup, and data analysis are presented to increase the probability of obtaining validated and reproducible results.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Biomassenutzung in der Schweizerischen Landwirtschaft

Im Rahmen der Bestrebungen des Bundesamtes für Umwelt BAFU, entlang der gesamten Lebensmittelkette eine verlässliche und einheitliche Datenbasis zu schaffen, wurden in der vorliegenden Studie die Biomasseflüsse aus der Schweizer Landwirtschaft (ohne Holz) betrachtet. Gemäss vorliegender Abschätzung entstehen in der Schweizer Landwirtschaft etwa 70 kt TS/a an lebensmittelfähigen Verlusten, wovon 55 kt TS/a als vermeidbar eingestuft werden. Dies entspricht knapp 5% der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion. In Bezug auf die Erhebung der essbaren Biomassen, die als Ernterückstände und als Ernteausschüsse anfallen, besteht weiterer Handlungsbedarf. Ebenso ist es angezeigt, konkrete Massnahmen zur Reduktion landwirtschaftlicher Lebensmittelverluste zu erarbeiten und deren Verhältnismässigkeit zu bewerten

Lebensmittelabfälle in Schweizer Grüngut

Es wurden bereits umfangreiche Erhebungen zu Lebensmittelabfällen in der Landwirtschaft, der Lebensmittelverarbeitung, der Gastronomie und im Gross und Detailhandel durchgeführt. Auf Ebene des privaten Konsums besteht noch eine Datenlücke. Während im Zehnjahresrhythmus die Zusammensetzung des Kehrichts inklusive der darin enthaltenen Lebensmittelabfälle untersucht wird, fehlen Informationen zu Lebensmittelabfällen im separat gesammelten kommunalen Grüngut. Ziel dieser Studie ist es, erste Grundlagendaten in diesem Bereich zu sammeln und die Vermeidbarkeit dieser Lebensmittelabfälle zu beurteilen. Hierzu wurden zwei Erhebungskampagnen von Grüngut aus kommunaler Separatsammlung in ausgewählten Gemeinden der Deutschschweiz zwischen Januar und April 2018 durchgeführt. Es wurde dabei nach den Gemeindekategorien städtisch, periurban und ländlich unterschieden. Die Kategorisierung des Grünguts folgte der Kategorisierung der biogenen Abfälle der Erhebung der Kehrichtzusammensetzung 2012 (BAFU, 2012) mit den Kategorien Gartenabfälle, Fleisch/Fisch (noch geniessbar), Andere Nahrungsmittel (noch geniessbar) und Rüstabfälle. Fleisch/Fisch (noch geniessbar) und Andere Nahrungsmittel (noch geniessbar) wurden dabei als vermeidbare Lebensmittelabfälle angesehen, Rüstabfälle als unvermeidbare. Basierend auf den erhobenen Daten wurde eine Abschätzung der jährlich in der Schweiz anfallenden Mengen Lebensmittelabfälle und vermeidbare Lebensmittelabfälle pro Gemeindekategorie und Einwohnerzahl getroffen. Diese Studie ermöglicht eine Charakterisierung des Grünguts ausgewählter Gemeinden zu bestimmten Zeitpunkten und gibt wichtige Anhaltspunkte, in welchem Rahmen sich die Anteile der verschiedenen Fraktionen pro Gemeindekategorie befinden. Aufgrund der geringen Stichprobenzahl sollten die Ergebnisse jedoch mit Bedacht interpretiert werden. Nicht einbezogen wurden beispielsweise regionale Unterschiede. Jahreszeitliche Unterschiede wurden durch die Analyse im Zeitraum Ende Winter/Anfang Frühling teilweise berücksichtigt

Decentralized DHW production from exhaust air in the bathroom prewall

In urban multifamily houses, decentralized DHW systems using gas or electric boilers are still widely used. Their replacement with renewable energy sources is difficult and generally needs centralized DHW systems with a circulation system that ensures comfort and hygiene at the price of elevated heat losses. A consortium of three academic and one industry partner developed a decentralized DHW system, which uses the residual heat from the exhaust air of a controlled ventilation unit as energy source for a micro heat pump. The entire system, including ventilation unit, heat pump, and storage tank fits into the bathroom prewall and produces hot water for one apartment. This contribution gives an overview of the system and focusses on the development of the flat storage tank that fits into the prewall space of less than 30 cm width

Wenig Luft bring viel Biogas

Bei der anaeroben Vergärung von faserreicher Biomasse zur Produktion von Biogas erweist sich die Hydrolyse von komplexen organischen Substanzen wie Grüngut, Stroh oder Hofdünger oftmals als der geschwindigkeitsbestimmende Teilschritt. Speziell der Abbau von Cellulose und Lignocellulose ist unter anaeroben Bedingungen erschwert [1]. Ursache ist der starke Zusammenhalt zwischen den Verbindungen innerhalb der Pflanzenstruktur, die eine effektive Barriere gegenüber einem hydrolytischen oder enzymatischen Abbau bilden [2]. Durch eine Vorbehandlung des Substrates lassen sich diese komplexen biochemischen Strukturen aufbrechen. Mittels vorgeschalteter biologischer Hydrolyse kann die stabile Lignozellulosestruktur effizienter aufgeschlossen und dem anaeroben mikrobiologischen Abbau bis zum Biomethan zugänglich gemacht werden. Zur Vorbehandlung von Biomasse existiert eine Vielzahl von Verfahren und Technologien, die eine Verbesserung der anaeroben Abbaubarkeit anstreben. Sie lassen sich in physikalische, chemische und biologische Verfahren unterteilen (Fig. 1). Biologische Verfahren besitzen gegenüber den physikalischen und chemischen Verfahren oft eine Reihe von Vorteilen, aber auch einige Nachteile

Origin, Spread and Demography of the Mycobacterium tuberculosis Complex

The evolutionary timing and spread of the Mycobacterium tuberculosis complex (MTBC), one of the most successful groups of bacterial pathogens, remains largely unknown. Here, using mycobacterial tandem repeat sequences as genetic markers, we show that the MTBC consists of two independent clades, one composed exclusively of M. tuberculosis lineages from humans and the other composed of both animal and human isolates. The latter also likely derived from a human pathogenic lineage, supporting the hypothesis of an original human host. Using Bayesian statistics and experimental data on the variability of the mycobacterial markers in infected patients, we estimated the age of the MTBC at 40,000 years, coinciding with the expansion of ‘‘modern’ ’ human populations out of Africa. Furthermore, coalescence analysis revealed a strong and recent demographic expansion in almost all M. tuberculosis lineages, which coincides with the human population explosion over the last two centuries. These findings thus unveil the dynamic dimension of the associatio

Towards a standardization of biomethane potential tests

ABSTRACT Production of biogas from different organic materials is a most interesting source of renewable energy. The biomethane potential (BMP) of these materials has to be determined to get insight in design parameters for anaerobic digesters. Although several norms and guidelines for BMP tests exist, inter-laboratory tests regularly show high variability of BMPs for the same substrate. A workshop was held in June 2015, in Leysin, Switzerland, with over 40 attendees from 30 laboratories around the world, to agree on common solutions to the conundrum of inconsistent BMP test results. This paper presents the consensus of the intense roundtable discussions and cross-comparison of methodologies used in respective laboratories. Compulsory elements for the validation of BMP results were defined. They include the minimal number of replicates, the request to carry out blank and positive control assays, a criterion for the test duration, details on BMP calculation, and last but not least criteria for rejection of the BMP tests. Finally, recommendations on items that strongly influence the outcome of BMP tests such as inoculum characteristics, substrate preparation, test setup, and data analysis are presented to increase the probability of obtaining validated and reproducible results