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In der ersten Projektphase wurden die Eigenschaften von 42 Gärrestproben aus 19 unterschiedlichen Biogasanlagen im Labormaßstab untersucht und miteinander verglichen. Dabei zeigte sich, dass die Fluideigenschaften und Membranfiltrationsleistungen unterschiedlicher Gärreste sehr stark variieren. Die Unterschiede konnten nicht auf das Fütterungsregime der Biogasanlagen zurückgeführt werden. Es zeigte sich, dass der Membranflux deutlich von der Viskosität des Gärrest-Zentrats und von der Konzentration organischer Makromoleküle abhängig ist. Darauf aufbauend wurden verschiedene verfahrenstechnische Ansätze zur Effizienzsteigerung der Ultrafiltrationsstufe, dem energieintensivsten Prozessschritt der membrangestützten Gärrestaufbereitung, untersucht. Thematisch gliedern sie sich nach biologischen, chemischen, mechanischen und thermischen Verfahren zur Veränderung der Fluideigenschaften. Bei den biologischen Verfahren wurden enzymatische und aerobe Verfahren getestet. Die Zugabe von Enzymen zeigte mitunter erhebliche Verbesserungen in Membranfluss und Fließverhalten, ist jedoch kostenintensiv und muss stets an die spezifische Substratzufuhr der Biogasanlage angepasst werden. Das aerob biologische Verfahren ergab eine Abnahme organischer Makromoleküle, eine ausreichende Steigerung der Flussleistung konnte jedoch nicht festgestellt werden. Bei den chemischen Verfahren hat sich besonders die oxidative Behandlung des Gärrestzentrats als zielführend erwiesen. Die erzielten Fluxsteigerungen lagen je nach verwendetem Gärrest im Bereich von Faktor zwei bis fünf. Ursächlich hierfür ist eine erheblich reduzierte Fluidviskosität, die bereits bei geringen Zugabemengen von Oxidationsmitteln erzielt werden konnte. Enzymatische und hochthermische Verfahren (HTC) zeigten ebenfalls eine deutliche Effizienzsteigerung der Ultrafiltration, stellen sich im Gesamtverfahren allerdings noch nicht wirtschaftlich dar. Die mechanisch verbesserte Separation durch Flockungsmittel und pH-Einstellung bestätigte die industriell bereits gemachten Erfahrungen, führen aber zu hohen Chemikalienverbräuchen und Betriebskosten. Die pH-Einstellung durch Ansäuerung zeigte sehr gute Verbesserungen der Fluxleistung, die auf die Ladungsverschiebung der Proteine unterhalb ihres isoelektrischen Punktes zurückgeführt werden konnten.