In sowohl Feststoff- als auch Flüssigabfallbehandlungsanlagen (Biomethanisierungsanlagen) und Kläranlagen wird ein Gas erzeugt, das ein Gemisch aus Methan, Kohlendioxid und anderen Verunreinigungen ist, genannt Biogas. Da der Methangehalt von Biogas etwa 50-70 % beträgt und es aufgrund seines hohen Schadstoffpotenzials (es ist eines der wichtigsten Treibhausgase) nicht in die Atmosphäre freigesetzt werden darf, macht sein hoher Heizwert es interessant, es zur Erzeugung elektrischer Energie (Kraft-Wärme-Kopplung) zu nutzen. Somit ermöglichen die Produktion und Wiederverwendung von Biogas diesen Anlagentypen, zunehmend energieautark zu werden.
Eines der größten Hindernisse bei der Nutzung von Biogas zur Stromerzeugung ist jedoch die Art der Begleitverunreinigungen. Schwefelwasserstoff (H2S) ist eine der Substanzen, die am häufigsten und in großen Mengen Biogas verunreinigen. Es handelt sich um eine korrosive Verbindung, die sowohl die Bauwerke der Anlagen, in denen es erzeugt wird, als auch die für die Stromerzeugung zuständigen Geräte angreift. Seine Konzentration im Biogas kann zwischen 1.000 und 20.000 ppmv (Teile pro Million Volumen) variieren, während für die Nutzung in Kraft-Wärme-Kopplungssystemen die H2S-Konzentration nicht höher als etwa 400 oder 500 ppmv sein darf.
Die bisher verwendeten Entschwefelungstechniken basieren auf der chemischen Oxidation von Schwefelwasserstoff in in Reihe geschalteten Waschtürmen (Scrubbern). In der ersten Stufe wird eine saure Lösung (H2SO4) zur Neutralisation eingesetzt, anschließend erfolgt in der zweiten Stufe die chemische Oxidation mit einer alkalischen Lösung aus NaClO und NaOH. Diese Option führt zu einem hohen Reagenzienverbrauch und bringt technische Schwierigkeiten aufgrund der Anwesenheit anderer chemischer Spezies (Karbonatisierung durch CO2) mit sich.
Die Alternative zur herkömmlichen Lösung ist die Entfernung von H2S durch einen vollständig biologischen Prozess. Es werden Perkolationsfilter eingesetzt, auf deren Füllmaterialoberfläche sich ein Biofilm aus schwefeloxidierenden Bakterien bildet, also Mikroorganismen, die auf die Oxidation reduzierter Schwefelverbindungen spezialisiert sind und daraus die für ihr Wachstum notwendige Energie gewinnen. Diese Bioreaktoren ermöglichen die Entfernung von H2S bei extrem niedrigen Betriebskosten, ohne den Einsatz chemischer Reagenzien (wirtschaftliche, sicherheitstechnische und ökologische Vorteile), und bieten eine hohe und nachhaltige Entfernungseffizienz. Obwohl der Prozess biologisch ist, haben sich diese Systeme als sehr stabil erwiesen, sie arbeiten über lange Zeiträume und passen sich an die Variabilität der zu behandelnden Schadstoffbelastung an. Für den Start des Perkolationsbiofilters ist die effektivste und einfachste Option, ihn mit einem Mischwasser aus dem biologischen Reaktor einer kommunalen Kläranlage zu inokulieren. Innerhalb relativ kurzer Zeit erfolgt eine Selektion von Mikroorganismen zugunsten der Schwefeloxidierer, und eine hohe Entfernungseffizienz kann innerhalb einer Woche nach der Inokulation erreicht werden, stets abhängig von den zu behandelnden Belastungen.
Die Investitionskosten eines biologischen Entschwefelungsprozesses sind im Vergleich zum chemischen System leicht zugunsten des Ersteren niedriger. Wo der Unterschied jedoch sehr deutlich wird, sind die Betriebskosten, da keine chemischen Reagenzien verwendet werden und kaum Abfall anfällt. Dieser Faktor macht es wirtschaftlich sinnvoll, traditionelle chemische Systeme in biologische umzuwandeln.