AT368549B - Verfahren zur biologischen verarbeitung eines festkoerper- fluessigkeitsgemisches und reaktor zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

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 und Stroh und kontinuierliche Erzeugung einer Lösung mit diskontinuierlicher Entsorgung der Festkörperfraktion an der tiefsten Stelle des Reaktors, bei dem das Festkörper/Flüssigkeitsgemisch in einem schwach geneigten, länglichen zylindrischen Behälter, unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eingebracht und etwa an der höchsten Stelle abgezogen und der Festkörperanteil mit der Bakterien-,   Schimmelpilz- bzw.   Hefekultur zumindest teilweise durch die Schräglage des Reaktors in diesem zurückgehalten sowie das erzeugte Gas an der höchsten Stelle abgezogen wird, sowie einen Reaktor zur Durchführung des Verfahrens, der schräg,

   insbesondere mit einem Neigungswinkel von 5 bis 45  zur Horizontalen angeordnet ist und einen Einlass für das zu behandelnde Festkörper/Flüssigkeitsgemisch und einen Auslass für das behandelte Gemisch aufweist. 



   Aus der PCT Veröffentlichung WO 80/01286 ist ein Faulgasreaktor bekanntgeworden, der etwa   450 schräg   zur Horizontalen angeordnet ist und bei dem das zu behandelnde Gut etwa in halber Höhe des Reaktors eingebracht wird. Im Reaktor erfolgt die Gasgewinnung. Die Flüssigkeit wird in drei Phasen abgezogen, oben die Klarlösung, etwa in Mitte eine dickstoffarme und am Boden eine dickstoffreiche Fraktion. Später werden diese Fraktionen geregelt zusammen mit dem frischen Gut über eine Art Umlaufleitung wieder dem Reaktorinhalt beigemischt. Dieses Verfahren führt somit die Homogenisierung des frischen Gutes ausserhalb des Reaktors durch und ist auf ein pumpbares flüssiges Gut angewiesen, wo die Schwimmschlammbildung nur ein untergeordnetes Problem aufwirft. 



  Für feststoffreiche Flüssigkeiten, wie z. B. Flüssigmist, werden gemäss Abb. 13 der KTBL-Schrift 229 Seite 36 liegende oder schwach geneigte Reaktoren mit einfachem Rührwerk oder Förderschnecken vorgesehen, bei welchen der Faulschlamm am tiefsten Punkt zusammen mit der Flüssigkeit ausgetragen wird. Dies hat den wesentlichen Nachteil, dass die abbauenden oder faulenden Schlämme als Wirksubstanz ständig ausgetragen werden, so dass eine Wirkstoffverdünnung eintritt. 



   Die Erfindung erlaubt eine Feststoffanreicherung im Reaktor auf den günstigsten Wert und somit die Aufrechterhaltung eines Schlammbettes, durch welches die frische Flüssigkeit hindurch geleitet wird. Durch ständiges Rühren wird die Schwimmschlammdecke an ihrer Entstehung gehindert. Bei langen Reaktoren bilden sich biologisch unterschiedlich wirkende Zonen aus, die von der frischen Flüssigkeit der Reihe nach durchwandert werden, wodurch der biologische Abbau optimiert wird. 



   Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die Aufenthaltsdauer der biologisch wirksamen, abzubauenden Feststoffe und der Bakterien-, Schimmelpilz- oder Hefekulturen, sowie den Durchsatz des zu behandelnden Festkörper-, Flüssigkeitsgemisches, je Volumenseinheit des Reaktors zu erhöhen. 



   Die erfindungsgemässe Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Reaktorinhalt während der Reaktionszeit, insbesondere mit 2 bis 3 Umdr/min, gerührt bzw. der Reaktor gedreht, wird und dass das Festkörper/Flüssigkeitsgemisch etwa an der tiefsten Stelle des Reaktors eingebracht und entsprechend der vorgelegten Reaktionszeit durch die bewegte Bakterien-,   Schimmelpilz- bzw.   Hefekultur geführt wird. 



   Der erfindungsgemässe Reaktor zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor ein Rührwerk über seine gesamte Länge aufweist und dass der Einlass für das zu behandelnde Gemisch im Bereich der tiefsten Stelle und der Auslass für das behandelte Gemisch im Bereich der höchsten Stelle des Reaktors vorgesehen ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren bzw. der erfindungsgemässe Reaktor vermeidet durch seine Ausführung die Schwimmschlammbildung infolge Auftriebswirkung des Gases, indem kontinuierlich oder intermittierend die Zusammenballung der Festkörperfraktion durch ein Rührwerk verhindert wird. Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich für den anaeroben Betrieb. Es sind sowohl bakterielle Gärungen, wie   z. B.   die Methangärung, als auch Hefegärungen, wie z. B. Alkohol und Biomasseprodukte in diesem Reaktortyp möglich. Der Reaktor kann ferner als erste oder zweite Stufe bzw. als Vorstufe zur Erhöhung des Festkörperanteiles bzw. der Hefe-,   Schimmelpilz- oder   Bakterienkonzentration im Reaktor   verwenet   werden. In diesem Sinne wird der Reaktor zur Sedimentationstufe. 



   Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt. 

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   Die Zeichnung zeigt einen schräg liegenden Reaktor --1--, der bis zur Flüssigkeitsmarke - mit einem Festkörper/Flüssigkeitsgemisch gefüllt ist. Dieses Gemisch wird durch den Flüssig-   keitseinlass --3-- etwa   an der tiefsten Stelle des Reaktors in diesen eingebracht. Der Abzug des behandelten Gemisches erfolgt über den Auslass --4--, der höhenmässig über dem   Einlass --3-- ange-   ordnet ist. Zwischen dem Ein- und Auslass findet eine Festkörperkonzentration statt. Zur Vermeidung von Schwimmschlammbildung ist ein   Rührwerk --5-- über   die gesamte Länge des Reaktors vorgesehen, durch welches auch der Festkörperanteil in der Flüssigkeit in Schwebe gehalten und dadurch einer biologischen Behandlung zugänglich gemacht wird.

   Zur Vermeidung einer zu grossen Festkörperkonzentration ist ein   Festkörperauslass --7-- im   Flüssigkeitsraum vorgesehen, der je nach Betriebsart kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben wird. Der längliche   Reaktor --1-- ist   schräg zur Horizontalen --2-- angeordnet.

   Dies bewirkt, dass die Gasblasen längs der obersten Erzeugenden des zylinderförmigen Reaktors gesammelt werden und zum grössten Teil, längs dieser in den Gasraum --8-- oberhalb der   Flüssigkeitsmarke     Reaktors-l-wandern.   Für die Betätigung des   Rührwerkes --5-- ist   ein   Getriebemotor --9-- vorgesehen.   Zur Vermeidung von bewegten Bauteilen im Reaktor kann auch der ganze Reaktor ähnlich einem Drehrohrofen, drehbar gelagert werden, wobei zur Durchmischung des Reaktorinhaltes auf der Innenseite des Reaktormantels entsprechende Schaufeln vorgesehen sind. 



   Zur Begasung des Reaktorinhaltes wird ein Teil desselben kontinuierlich entnommen, einer   Begasungseinrichtung --10-- zugeführt   und von dieser über eine Pumpe --11-- in den Reaktor --1-rückgeführt. Hiebei wird eine Durchmischung erreicht und die Lebensbedingungen für die biologische Umwandlung verbessert. Als Gas kann Sauerstoff oder Luft bei Hefen und für Bakterien- oder Schimmelpilze artspezifische Gase, wie   z. B. COz,   N oder Rauchgas, verwendet werden. Die Gaszufuhr wird durch das Drosselventil --12-- gesteuert. Sollen in dem Reaktor auch aerobe Prozesse durchgeführt werden, so kann auch in der Welle des Rührwerkes oder längs der am tiefsten liegenden Erzeugenden des Reaktors eine nicht dargestellte Belüftungsleitung verlegt werden, über welche der notwendige Sauerstoff in den Reaktor eingebracht wird.

   Als   Festkörper/Flüssigkeitsgemisch   kann jedes biologische, faulfähige Abfallmaterial, wie z. B. Gülle, Stroh, Brennereischlempe und auch Industrieabfälle   z. B.   aus Schlächtereien, verwendet werden. 



   Beispiel : Zur anaeroben Behandlung von Schweinegülle einer Schweinemästerei wurde ein unter 50 zur Horizontalen geneigter Behälter mit 2 m3 Inhalt verwendet, der nach seiner Füllung über die ganze Länge mit 2 Umdr/min gerührt wurde. Nach 14 Tagen erreicht die Bakterienkultur die notwendige Konzentration und es konnte stündlich   0,12 mus   Faulgas erzeugt werden, wobei anfallende Gülle von täglich 0,2 m3 mit 3,5% Trockensubstanz als Frischgut in den Reaktor eingebracht und die entsprechende ausgegorene Flüssigkeit nach einer Verweilzeit von 10 Tagen abgezogen wird. 



  Die ausgegorene Flüssigkeit ist ein hochwertiger Dünger, das Faulgas ist Methan mit einem Reinheitsgrad von 70 bis 80% und deckt zumindest teilweise den Energiebedarf der Schweinemästerei.   PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur biologischen Verarbeitung eines Festkörper/Flüssigkeitsgemisches, insbesondere zur Faulgaserzeugung aus biologischem Abfallmaterial, wie z. B. Gülle und Stroh, und kontinuierliche Erzeugung einer Lösung mit diskontinuierlicher Entsorgung der schlammförmigen Festkörperfraktion an der tiefsten Stelle des Reaktors, bei dem das Festkörper/Flüssigkeitsgemisch in einem schwach geneigten, länglichen zylindrischen Behälter, unterhalb des Flüssigkeitsspiegels eingebracht und etwa an der höchsten Stelle abgezogen und der Festkörperanteil mit der Bakterien-, Schimmelpilz-bzw.

   Hefekultur zumindest teilweise durch die Schräglage des Reaktors in diesem zurückgehalten sowie das erzeugte Gas an der höchsten Stelle abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktorinhalt während der Reaktionszeit, insbesondere mit 2 bis 3 Umdr/min, gerührt bzw. der Reaktor gedreht, wird und dass das Festkörper/Flüssigkeitsgemisch etwa an der tiefsten Stelle des Reaktors eingebracht und entsprechend der vorgelegten Reaktionszeit durch die bewegte Bakterien-,   Schimmelpilz- bzw.   Hefekultur geführt wird. 
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Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 3> sondere mit einem Neigungswinkel von 5 bis 450 zur Horizontalen angeordnet ist und einen Einlass für das zu behandelnde Festkörper/Flüssigkeitsgemisch und einen Auslass für das behandelte Gemisch aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Reaktor (1) ein Rührwerk (5) über seine gesamte Länge aufweist und dass der Einlass (3) für das zu behandelnde Gemisch im Bereich der tiefsten und der Auslass (4) für das behandelte Gemisch im Bereich der höchsten Stelle des Reaktors vorgesehen ist.