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Die Erfindung betrifft einen Reaktionsbehälter zur Biogaserzeugung durch Fermentation bzw.
Vergärung organischer Substanzen, mit einer zentrierten, flexiblen Deckfolie, die einen volumenvariablen Biogasraum begrenzt und an deren höchstem Punkt ein Biogasentnahmeanschluss ausgebildet ist.
Bekannte Reaktionsbehalter zur Biogaserzeugung weisen einen festen Boden und eine das flüssige Gärsubstrat umschliessende feste Umfangswand auf, die von einer den Gasraum nach aussen abschliessenden flexiblen Deckfolie überdeckt sind. Beispiele dafür zeigen die EP-A 521 302 A2, die EP-A 350 455 A1 oder das DE 298 12 023 U1. Die Behälter sind aus Beton oder Stahl und werden entweder am Ort gefertigt oder in aufwendigen Transporten dorthin verbracht. Diese massive Fundamente erforderliche Konstruktion ist für die Erzeugung von Biogas nicht notwendig, sondern nur für die Beibehaltung der höchsten Position des Biogasentnahmeanschlusses in der Mitte der flexiblen Deckfolie erforderlich.
Aus der WO 98/28402/A1 ist eine Biogasfermenteranlage bekannt geworden, bei der der Behälter pyramidenförmig oder kegelförmig ist und die Wand aus einer wärmeisolierenden Doppelfolie besteht. Der Behälter weist am tiefsten Punkt einen Anschluss für ein Abflussrohr auf und Ist In eine entsprechende Grube im Erdboden eingesetzt. Die Stabilität der Deckfolie wird durch eine mittlere Tragsäule erreicht, die auf einem mittigen Betonfundament ruht.
Die Erfindung hat es sich nun zur Aufgabe gestellt, bei einem Reaktionsbehälter der eingangs genannten Art die Zentrierung des Biogasentnahmeanschlusses und seine Beibehaltung am höchsten Punkt ohne starre Einbauten und tragende Konstruktionen sicherzustellen, sodass Transport und Aufstellung weiter vereinfacht werden.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Biogasentnahmeanschluss innerhalb eines im Mittelbereich der Deckfolie angeordneten luft-oder gasgefüllten flexiblen Ringkörpers angeordnet ist.
Der den Biogasentnahmeanschluss aufweisende Bereich ist somit durch den Ringkörper nicht nur als höchster Punkt definiert, sondern nimmt diese Position ein, sobald der aufgeblasene Ringkörper montiert bzw. ein flacher Ringkorper entsprechend aufgeblasen ist, da auch bei einem geringen Vorrat an Biogas zumindest der Umgebungsbereich des höchsten Punktes gestrafft ist. Weiters wird dadurch der Umgebungsbereich des hochsten Punktes auch dann, wenn die Deckfolie auf dem Gärsubstrat aufliegt, da kein bzw. noch kein Biogas vorhanden ist, im Abstand zur Oberfiäche des Gärsubstrats gehalten, sodass das entstehende Biogas sich In diesem Bereich sammelt, und dort die Aufwölbung der Deckfolie beginnt.
Da der Reaktionsbehälter somit keine versteifenden Einbauten oder tragende Konstruktionen benötigt, kann in bevorzugter Ausführung auch Wand und Boden des Behälters aus gas-und flüssigkeitsdichten, biologisch bestandigen Folien oder Geweben gebildet sein, wodurch der Reaktionsbehälter auf den Erdboden aufgelegt, in eine Mulde oder Grube eingesetzt, aber auch schwimmend In einem Bassin oder einem Gewässer angeordnet werden kann.
Auch die Form des Reaktionsbehälters ist unterschiedlich wählbar und der Behälter kann beispielsweise in Art eines Kissens oder Ballons ausgebildet sein Ein besonderer weiterer Vorteil liegt dabei darin, dass der ein geringes Gewicht aufweisende Behälter für den Transport zu einem Paket mit kleineren Dimensionen zusammengelegt oder-gefaltet, und am Einsatzort rasch und problemlos entfaltet und aufgestellt werden kann Der Reaktionsbehälter eignet sich daher auch zur Ergänzung und Erweiterung bestehender Biogaserzeugungsantagen, usw.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass in der Deckfolie der Anschluss für die Befülleitung sowie eine verschliessbare Einstiegsluke vorgesehen sind.
Existiert aufgrund der Aufstellungsgegebenheiten, z. B. in einer Mulde oder Grube oder schwimmend in einem Gewasser auch ein tiefster Punkt des Behälters, so kann dort ein Entnah- meanschluss für das vergorene Substrat vorgesehen sein. Ist ein derartiger tiefster Punkt nicht vorhanden, da der Behälter kissenartig auf einem waagrechten Boden liegt, so kann weiters auch der Anschluss für zumindest eine Saugleitung in der Deckfolie vorgesehen sein, von dem aus sich ein innerer Saugschlauch zum Boden erstreckt.
Um starre Konstruktionen als Träger für Rührwerke od. dgl. auch dann zu erübrigen, wenn eine Umwälzung des Gärsubstrats erfolgen soll, sieht eine weitere bevorzugte Ausführung vor, dass in der Deckfolie zwei Verbindungsanschlüsse für einen als Misch- und Umwälzkorper fungierenden flexiblen Schlauch vorgesehen sind, dessen spezifisches Gewicht veränderbar ist Dies kann
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beispielsweise durch alternierende Füllung und Entleerung des Schlauches mit Luft oder Gas erfolgen, sodass der Schlauch aufgrund des Auftriebs nach oben wandert oder nach unten sinkt, wodurch eine schonende und langsame Durchmischung stattfindet. Weiters kann das das spezifische Gewicht des Misch- bzw. Umw lzkörpers ändernde Medium auch für die Beheizung des Substrates verwendet werden.
Ebenso kann beispielsweise ein zweiter Schlauch oder ein flexibles Rohr zusätzlich ins GÅarsubstrat eingetaucht werden, der bzw. das von einem Heizmedium durchströmt wird, wobei auch diese Verbindungsanschlüsse vorzugsweise in der Deckfolie vorgesehen sind.
Wenn die Behälterwand und der Behälterboden aus zwei flüssigkeitsdichten Folien bzw. Geweben gebildet ist, so kann in einer zweiten Ausführung zwischen den beiden Folien oder Geweben eine Leckerkennung vorgesehen sein. Biologisch beständige Folien oder Gewebe bestehen beispielsweise aus einem mit Hypalone (chlorsulfoniertes Polyethylen) beschichtetem Trevirao (Polyethylenterephthalat), PVC-beschichtetem Gewebe, EPDM-beschichtetem Polyestergewebe, od. dgl. Der Behälter kann mit oder ohne Wärmeisolierung ausgeführt sein.
Nachstehend wird nun die Erfindung an Hand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es zeigen :
Flg. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführung eines schwimmenden Reaktionsbehäl- ters,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine zweite Ausführung eines Reaktionsbehalters mit einer Umwälz- oder Mischeinrichtung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Mlsch- bzw. Umwälzkörper nach der Linie X-X von Flg. 2, dessen spezifisches Gewicht geringer als das der Flussigkeit ist, und
Fig. 4 einen Querschnitt durch den Misch- bzw. Umwéílzkärper nach Fig. 3, dessen spezifi- sches Gewicht vergrössert worden ist.
Ein Biogasreaktor weist einen Behälter 1 auf, dessen mit zu vergärenden, organischen Substanzen gefüllter Unterteil einen Boden und Seitenwände aus zwei gas- und flüssigkeitsdichten Folien bzw. Geweben 24 gebildet ist. Zwischen den beiden Folien bzw. Geweben 24 ist vorzugsweise eine Isolierung 23 angeordnet Durch anaerobe Vergärung entstehendes Biogas sammelt sich oberhalb der Substanz 2 im Gasraum 4, der von einer gas- und flüssigkeitsdichten, insbesondere durch eine Luftpolsterfolie gebildeten flexiblen Deckfolie 22 abgedeckt ist, die mit den Folien 24 rundum dichtend verbunden, insbesondere verschweisst ist. Im Mittelbereich der Deckfolie 22 ist an ihrer Innenseite ein luft- oder gasgefüllter Ringkörper 25 vorgesehen, innerhalb dessen ein sperrbarer Biogasentnahmeanschluss 12 ausgebildet ist.
Der Ringkörper 25 ist mit einem Füll- bzw.
Entleerungsanschluss 27 versehen, der durch die Deckfolie 22 nach aussen ragt. Der luftgefüllte, unter Druck stehende Ringkörper 25 strafft und versteift den Mittelbereich der Deckfolie 22, wodurch der Biogasentnahmeanschluss 12 seine Position am höchsten Punkt des Behälters 1 auch bei Druckschwankungen und geringem Gasvolumen beibehält Eine tragende Konstruktion erübngt sich daher.
In der Deckfolie 22 sind eine mit einem Verschluss versehene Einstiegsöffnung 21 und ein Befülleitungsanschluss 14 für die zu vergärende organische Substanz vorgesehen.
In der Ausführung nach Fig. 1 ist in der Deckfolie 22 der Anschluss für eine Entnahmeleitung 13 vorgesehen, der mit einem inneren Ansaugschlauchstück verbunden ist, der etwa bis zur Mitte des Behälterbodens reicht. Die Ausführung nach Fig. 1 zeigt einen kissenartigen Behälter 1, bei dem alle Öffnungen in der Deckfolie 22 ausgebildet sind. Der Behälter 1 kann daher auch in einem Gewässer 30 schwimmend angeordnet und über nicht gezeigte Ankertaue am Boden des Gewässers gehalten sein.
In der Ausführung nach Fig. 2 ist der Behälter 1 in eine Mulde im festen Erdreich 20 eingelegt, und weist eine in den Boden des Behälters 1 eingesetzte Entnahmeleitung 13 auf, die unterhalb des Behälters zu einer nicht gezeigten Pumpe geführt ist. Diese befindet sich beispielsweise seitlich neben dem Behälter in einem Pumpenraum. Zwischen den beiden Folien 24 endet ein Rohr 26, durch das die Dichtheit der inneren Folie überwacht werden kann, da zwischen die Folien 24 eindringende Flüssigkeit durch das Rohr 26 nach aussen abfliessen kann.
In der Ausführung nach Fig. 2 ist in den Behälter 1 eine Misch- oder Umwéílzeinnchtung 3 eingesetzt, die aus einem flexiblen Schlauch 5 oder einem flexiblen Rohr gebildet sein kann. Die
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das Mischen bewirkende Bewegung des Schlauches 5 im Gärsubstrat 2 wird durch alternierendes Füllen und Entleeren des Schlauches mit einem Medium, insbesondere mit Luft, Gas, Dampf od. dgl. erzielt, wodurch das spezifische Gewicht der Misch- oder Umwälzeinrichtung niederer oder höher als das des Gärsubstrates wird. Die Enden des Schlauches 5 weisen Verbindungsanschlüsse 6 auf, die ebenfalls in der Deckfolie 22 angeordnet sind, und sind mit entsprechenden Absperreinrichtungen 11 versehen. Eine nicht näher gezeigte Füll- bzw.
Entleerungseinrichtung 10 füllt den Schlauch 5, der aufgrund seines grösseren Gewichtes in seinem leeren Zustand in einer Schlaufe, Windungen od. dgl. zu Boden sinkt mit Druckluft- oder gas, wodurch sich spezifisches Gewicht verringert.