BE1016254A3

BE1016254A3 - Werkwijze en inrichting voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materieel.

Info

Publication number: BE1016254A3
Application number: BE2004/0527A
Authority: BE
Original assignee: Organic Waste Systems Nv
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2006-06-06

Abstract

Werkwijze voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal door anaërobe fermentatie waarbij het te verwerken organisch materiaal in één of meer fermentoren (1-4) wordt voorzien en waarbij het door de fermenatie geproduceerde biogas wordt opgevangen en afgevoerd, daardoor gekenmerkt dat minstens twee fermentoren (1-4) worden voorzien en dat op geregelde tijdstippen, elk van de fermentoren (1-4) volledig, of nagenoeg volledig, wordt geledigd en dat het overgrote deel van de betreffende inhoud wordt overgebracht naar één of meer lege of gedeeltelijk lege fermentoren (1-4).

Description


  Werkwijze en inrichting voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal.

  
De huidige uitvinding heeft betrekking op een.werkwijze voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal.

  
Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor anaërobe fermentatie van biologisch afbreekbare organische materialen van allerhande aard, zoals organische fracties uit huishoudelijk afval, uit industriële processen, veilingsoverschotten, marktafval, slib, mest of energiegewassen voor de productie van hernieuwbare energie.

  
Het te verwerken organisch materiaal kan bijvoorbeeld afkomstig zijn van huishoudelijk afval dat naast het tuin- en keukenafval ook glas, metaal, plastiek, stenen, zand, textiel en zowat alle mogelijke afvalfracties kan bevatten. Het organisch materiaal kan eveneens afkomstig zijn van de selectieve inzameling van de organische fractie van huishoudelijk afval, tuinafval en van ophaling van industriële organische afvalstromen.

  
Bij organisch materiaal afkomstig uit huishoudelijk afval of gelijkaardige afvalstromen, worden de nietafbreekbare fracties gedeeltelijk van het organisch afval gescheiden door het toepassen van verschillende mechanische voorbehandelingstechnieken waarbij zogenaamde brekers, zeven, ballistische scheiders, magneten en andere scheidingsapparaten worden aangewend.

  
Het materiaal dat gedeeltelijk is ontdaan van nietafbreekbare componenten en de grote stukken organisch afval worden, indien nodig, verkleind zodat de organische massa verpompt kan worden en in een anaërobe fermentor door middel van een vergistingsproces behandeld kan worden. Sommige scheidingsprocessen voegen bovendien water toe om het organisch afbreekbaar materiaal nog meer te scheiden van het niet-afbreekbare materiaal, met het oog op het bekomen van een nog meer verpompbaar en mengbaar gezuiverde organische afvalstroom.

  
Anaërobe fermentatie van organisch materiaal dient te gebeuren in de aanwezigheid van voldoende water zodanig dat de anaërobe micro-organismen goed kunnen functioneren. De droge massa in anaërobe fermentoren kan hierbij minder dan 15% (watergehalte groter dan
85%) bedragen voor de zogenaamde "natte" systemen en variëren van 15% tot circa 45% (watergehalte om en bij of kleiner dan 55%) voor de zogenaamde "droge" systemen.

  
Ten gevolge van de aard van het proces, de bouw en vorm van de fermentoren, hetzij verticaal, horizontaal, silo- of eivormig of voorzien van een andere vorm en opbouw, en afhankelijk van het watergehalte, kunnen zich verschillende bezinkings- en drijfverschijnselen of fasescheidingsverschijnselen voordoen. 

  
Door het verschil in densiteit van de componenten alsook door het steeds opstijgende biogas en de omzetting van droge organische stof vormen zich, vooral bij stilstaande fermentatie, verschillende lagen waarbij de zwaardere componenten zich eerder gaan concentreren in een zwaardere bezinkingslaag, terwijl de lichtere componenten geconcentreerd worden in een drijflaag die zich langzaam boven de gistende massa gaat vormen, terwijl zich tussen de voornoemde bezinkingslaag en de drijflaag een meer waterige laag vormt.

  
Dit probleem van fasescheiding wordt gebruikelijk voorkomen door het organisch materiaal tijdens de anaërobe vergisting in de fermentor mechanisch of door gasinjectie te mengen.

  
Volgens een andere gebruikelijke techniek worden grote hoeveelheden van de vergiste massa uit de fermentor geëxtraheerd om aldaar te worden gemengd met vers organisch materiaal. Bij deze techniek wordt meestal een hoge verticale silo als vergistingsvat aangewend om een vlotte verwijdering van het uitgegiste materiaal door de druk van het materiaal zelf te verkrijgen.

  
Sommige fermentoren zijn voorzien van schraapmechanismen op de bodem met het oog op het verwijderen van zand en andere zware bestanddelen die zich op de bodem vastzetten.

  
Een ander probleem dat zich vooral voordoet bij natte anaërobe vergisting is de vorming van een drijflaag, waarbij lichte materialen zoals hout, kunststof, kurk en dergelijke meer aan de oppervlakte van de gistende massa gaan drijven.

  
Het voorkomen van fasescheiding of het vormen van drogere en nattere lagen in de fermentor is één van de grootste uitdagingen bij vergistingssystemen omdat veel biologisch afbreekbaar materiaal niet in zuivere vorm beschikbaar is, maar vermengd met zand, kunststof, glas, steen, grond, houterig materiaal en dergelijke dient verwerkt te worden.

  
Het probleem is in het bij zonder moeilij k in het geval dat het organisch materiaal afkomstig is van huishoudelijk afval of gelijkaardig industrieel afval gezien de samenstelling ervan.

  
Bij zulk afval hebben sommige fracties in het bijzonder de neiging zich af te scheiden op de bodem van de fermentor en aldus veroorzaken ze problemen bij het mengen in de anaërobe fermentor of bij de extractie van de vergiste massa.

  
Meer in het bijzonder hebben de zwaardere materialen de neiging zich in een zone onderaan de reactor te accumuleren, te midden van organisch gistende massa, vezels, hout en dergelijke meer.

  
Fasescheiding kan zich ook voordoen door ophoping in minder goed gemengde hoeken binnenin de fermentor waardoor dode zones optreden door een langzame aangroei van zware of drijvende massa die dan uiteindelij k niet meer door de menger kan bewogen worden.

  
Het is bekend dat dergelijke lagen en dode zones, naast de voornoemde bemoeilijkte extractie, ook de nuttige ruimte of de capaciteit van een fermentor kunnen doen afnemen tot zelfs minder dan de helft van de ontwerpcapaciteit.

  
De mate waarin fasescheiding plaatsvindt, is sterk afhankelijk van het te verwerken organisch materiaal, de graad en het type van verontreiniging, het droge stofgehalte in de fermentor, de voorzieningen in de fermentor om fasescheiding te voorkomen, alsook het concept van de fermentor en dergelijke meer. Dit wil zeggen dat fasescheiding een probleem van beperking van de capaciteit kan vormen na één of meerdere jaren, maanden, dagen of uren, naargelang 'de snelheid waarmee zich een drijf- en bezinkingslaag vormt. Bij sommige werkwijzen, zoals het vergisten bij hoge droge stofgehaltes, en bij een gepast fermentorconcept, kan een fasescheiding volledig voorkomen worden of in die mate voorkomen worden dat er geen negatief effect op de beschikbare verwerkingscapaciteit kan waargenomen worden.

   Bij natte fermentatiesystemen kunnen fasescheidingsfenomenen optreden binnen enkele uren, bij droge fermentatiesystemen duurt dit eerder dagen en maanden.

  
De huidige uitvinding heeft tot doel aan het voornoemde probleem van fasescheiding en aan andere nadelen een oplossing te bieden. 

  
Eén van de andere nadelen betreft de relatief grote hoogte van gebruikelijke silo's die in sommige regio's beperkt kan zijn.

  
Hiertoe betreft de uitvinding een werkwijze voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal door anaërobe fermentatie waarbij het te verwerken organisch materiaal in één of meer fermentoren wordt voorzien en waarbij het door de fermentatie geproduceerde biogas wordt opgevangen en afgevoerd, daardoor gekenmerkt dat minstens twee fermentoren worden voorzien en dat op geregelde tijdstippen, elk van de fermentoren volledig, of nagenoeg volledig, wordt geledigd en dat het overgrote deel van de betreffende inhoud wordt overgebracht naar één of meer lege of gedeeltelijk lege fermentoren.

  
Een voordeel van deze werkwijze is dat eventueel aanwezig zand of zware deeltjes de kans niet.krijgen te accumuleren en een vaste bezinkingslaag te vormen zodat er een dode zone gevormd wordt en dat meer in het algemeen fasescheiding voorkomen wordt. Bovendien kan de geledigde fermentor geïnspecteerd worden, hetzij met meetapparatuur, hetzij visueel zodat eventuele fasescheidingsproblemen of andere extractieproblemen kunnen worden vastgesteld en de fermentor zonodig verder geledigd of gespoeld kan worden.

  
Volgens een bijzondere toepassing wordt een lege of gedeeltelijk lege fermentor bekomen door de gistende massa uit één of meer fermentoren te verwijderen en af te voeren of op te slaan. Deze fermentor kan vervolgens geïnspecteerd en gereinigd worden, en gedurende een periode van lage aanvoer, bijvoorbeeld tijdens de winterperiode, kunnen de overige fermentoren opeenvolgend geledigd, geïnspecteerd en eventueel gereinigd worden door de respectievelijke inhoud telkens in de laatst geledigde fermentor over te brengen.

  
Het voordeel is dat alle fermentoren ten volle gebruikt worden en dat het verwerkingsvolume van de inrichting overeenstemt met het samengetelde volume van de fermentoren die voorzien worden.

  
Volgens een andere voorkeurdragende toepassing wordt een lege of gedeeltelijk lege fermentor bekomen door een lege of gedeeltelijk lege fermentor te voorzien naast de actieve, met gistende massa gevulde fermentoren.

  
Het voordeel is dat de gistende massa in een fermentor zonder veel moeite kan worden verwijderd, meer bepaald door ze eenvoudig over te brengen naar een lege fermentor.

  
Volgens een bijzondere toepassing kan de lege of gedeeltelijk lege fermentor tijdens piekbelastingen worden aangewend als actieve fermentor en tijdelijk gevuld worden met gistende massa.

  
Hierdoor worden de voordelen van de twee voorgaande voorkeurdragende toepassingen optimaal gecombineerd. 

  
Hierbij wordt bij voorkeur een fractie van de inhoud van de fermentor die geledigd wordt, afgevoerd, terwijl het overgrote deel van de betreffende inhoud vermengd wordt met een hoeveelheid vers organisch materiaal, waarbij het aldus bekomen mengsel in een lege fermentor wordt overgebracht.

  
Door deze frequente voeding wordt de microbiologische activiteit op het gewenste niveau gehouden.

  
Bij voorkeur worden voorzieningen getroffen om het organisch materiaal dat anaëroob gefermenteerd wordt op een temperatuur te houden tussen 30[deg.]C en 65[deg.]C.

  
De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het verwezenlijken van de werkwijze volgens de uitvinding.

  
De inrichting voor het anaëroob vergisten van organisch materiaal bestaat volgens de uitvinding in hoofdzaak uit één of meer fermentoren met een totaal volume dat overeenstemt met het gewenste verwerkingsvolume van de inrichting; en uit één of meer extra fermentoren waarvan het totaal volume overeenstemt met het volume van één of een veelvoud van de eerstgenoemde fermentoren.

  
Bij voorkeur staan de fermentoren via leidingen, schroeven, transportbanden of dergelijke in verbinding met een pompinstallatie, en in het geval van bepaalde droge systemen met een meng- en pompinstallatie.

  
Bij voorkeur bestaat de inrichting uit meer dan twee fermentoren, omdat het gebruik van meerdere kleine fermentoren ten opzichte van grotere fermentoren in kleiner aantal het voordeel biedt dat minder leegstaande capaciteit dient te worden voorzien en dat de fermentoren beperkter zijn in afmetingen waarbij vooral de beperktere hoogte een vaak gewenst resultaat is omwille van de beperktere landschapsvervuiling.

  
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm zijn de fermentoren van de inrichting geïntegreerd uitgevoerd.

  
Dit biedt het voordeel dat de bouwkost verlaagd wordt en dat het thermisch verlies beperkt wordt dankzij de zijwanden van de fermentoren die tegen elkaar aanleunen.

  
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, twee voorkeurdragende toepassingen beschreven van de werkwijze volgens de uitvinding voor het verwerken van organisch materiaal, en tevens een inrichting voor het verwezenlijken van de werkwijze volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:
figuren 1 tot 10 schematisch de werkwijze volgens de uitvinding voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal weergeven; figuren 11 tot 19 schematisch een andere voorkeurdragende toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal weergeven; figuur 20 schematisch en in een bovenaanzicht een inrichting volgens de uitvinding weergeeft voor het verwerken van biologisch afbreekbaar organisch materiaal;

   figuur 21 een doorsnede weergeeft volgens lijn XXI-XXI in figuur 20.

  
In de figuren 1 tot 10 wordt de werkwijze volgens de uitvinding verduidelijkt aan de hand van vier schematisch weergegeven fermentoren A, B, C en D.

  
Iedere opeenvolgende figuur 1 tot 10 geeft per dag in twee momentopnamen de situatie van de fermentoren weer. De eerste lijn geeft meer bepaald de situatie van de fermentoren weer vóór de lediging en het overbrengen van één van de fermentoren; de tweede lijn geeft de situatie van de fermentoren weer na de lediging en het overbrengen van één van de fermentoren.

  
Volgens de betreffende werkwijze wordt elke operationele dag één fermentor geledigd en wordt een kleine fractie van de betreffende vergiste massa afgevoerd.

  
Het resterende en overgrote gedeelte van de vergiste massa wordt vermengd met een hoeveelheid vers organisch materiaal en wordt in een lege beschikbare fermentor voorzien. 

  
De situatie na zulke overbrenging wordt telkens weergegeven in de tweede rij van elke figuur 1 tot 10.

  
Uitgaande van de drie gevulde fermentoren B, C en D, respectievelijk gevuld met mengsels BB, CC en DD bestaande uit een mengeling van vergiste massa en biologisch afbreekbaar organisch materiaal, al dan niet voorzien van extra water, stoom en/of toeslagstoffen, en eventueel verwarmd bij de aanvang of zelfs tijdens de fermentatie, wordt op dag één, in dit geval een maandag of de eerste operationele werkdag van een gebruikelijke vijfdaagse werkweek, fermentor B leeggemaakt.

  
Van de betreffende massa anaëroob gefermenteerd organisch materiaal BB wordt een fractie afgevoerd en de overblijvende massa wordt vervolgens aangevuld en vermengd met vers organisch materiaal.

  
Het aldus bekomen mengsel BB' wordt voorzien in silo A, zoals weergegeven in de tweede momentopname van de eerste dag. Het mengsel BB' vangt zijn eerste dag aan in fermentor A.

  
Het proces wordt hier semi-continu uitgevoerd, maar kan evengoed continu of in batch worden uitgevoerd.

  
Tijdens de fermentatie wordt het geproduceerde biogas afgevoerd.

  
Fermentor B is leeg en wordt op die wij ze beschikbaar gemaakt voor inspectie, hetzij met behulp van meetapparatuur, hetzij visueel. Desgevallend kan fermentor B worden gereinigd.

  
Op dag twee, in dit geval een dinsdag, wordt uitgegaan van dezelfde situatie zoals die werd achtergelaten op dag één na het ledigen van fermentor B en het vullen van fermentor A.

  
Volledig gelijkaardig als op de eerste dag wordt op de tweede dag, zoals weergegeven in figuur 2, fermentor C geledigd en het overgrote deel van de inhoud CC ervan wordt vermengd met vers organisch materiaal. Het bekomen mengsel CC' wordt vervolgens in fermentor B geplaatst.

  
Op het moment dat fermentor B gevuld is, vangt dit mengsel CC' zijn eerste dag aan in fermentor B, en vangt mengsel BB' zijn tweede dag aan in fermentor A.

  
Op gelij kaardige wij ze wordt de derde dag de inhoud DD van fermentor D gevoed en de gemengde massa DD' wordt overgebracht naar fermentor C.

  
Massa BB' vat zijn derde dag aan in fermentor A, massa CC' vat zijn tweede dag aan in fermentor B en massa DD' vat zijn eerste dag aan in fermentor C.

  
Op de vierde dag wordt, zoals weergegeven in figuur 4, het mengsel BB', dat zich dan nagenoeg drie dagen in fermentor A bevindt, naar fermentor D overgebracht, waarbij ook hier een fractie wordt afgevoerd en waarbij de resterende massa vermengd wordt met vers organisch materiaal zodat een voor de tweede maal gevoed mengsel BB" bekomen wordt dat zijn eerste dag in fermentor D aanvat.

  
Mengsel CC' vat zijn derde dag aan in fermentor B en mengsel DD' vat zijn tweede dag aan in fermentor C.

  
Op dag vijf, in dit voorbeeld een vrijdag, wordt, zoals weergegeven in figuur 5, het mengsel CC' dat zich nagenoeg drie dagen in fermentor B bevindt op gelijkaardige wijze overgebracht en gevoed en het bekomen mengsel CC" wordt in fermentor A voorzien.

  
Mengsel CC" vat zijn eerste dag aan in fermentor A, terwijl het mengsel DD' zijn derde dag aanvat in fermentor B en mengsel BB" zijn tweede dag aanvat in fermentor C.

  
Dagen zes en zeven komen in het gegeven voorbeeld overeen met de weekenddagen zaterdag en zondag waarop in dit voorbeeld niet gewerkt wordt en worden weergegeven in de figuren 6 en 7.

  
De situatie bij het aanvatten van dag 8, de maandag van de tweede week, stemt, zoals weergegeven in figuur 8, bijgevolg overeen met de situatie van de vijfde dag, met dit verschil dat het mengsel CC" zich bij het aanvangen van de achtste dag zo goed als drie dagen in fermentor A bevindt en dat mengsel BB" zich dan vier dagen in fermentor D bevindt. 

  
Het mengsel DD' bevindt zich nu vijf dagen in fermentor C en wordt op dag 8 gedeeltelijk afgevoerd en de resterende massa wordt vermengd met vers organisch materiaal en het aldus bekomen mengsel DD" wordt overgeheveld naar fermentor B, zoals weergegeven in figuur 8.

  
Uit de weergave van de volgende twee dagen, meer bepaald dag 9 en dag 10, overeenkomstig figuren 9 en
10, blijkt dat in een vijfdaagse werkweek en met vier fermentoren, een mengsel maximaal vijf dagen in één fermentor verblijft alvorens te worden overgebracht naar een andere fermentor.

  
Verlofdagen of andere niet-operationele dagen kunnen deze maximale verblijfsperiode enigszins verlengen, doch het is ook duidelijk dat een mengsel niet langdurig in eenzelfde fermentor verblijft zodat .fasescheiding en aanzetting tegen de bodem voorkomen wordt of tenminste sterk gereduceerd wordt.

  
De werkwijze kan ook toegepast worden op basis van andere werkingsuren van de installatie, zoals zes of zeven dagen per week, bij één of meerdere ploegensystemen, één of meerdere ledigingen van een fermentor per jaar, per maand of per dag. Op het moment dat een fermentor leeg komt te staan, wordt dan tijdens de niet-operationele periode een evaluatie gemaakt van het niet-geëxtraheerde materiaal en kan tijdens deze periode ingegrepen worden om een zich vormende bezinkingslaag of dode zone in de fermentor te verwijderen. 

  
Bovendien is het duidelij k dat de beschreven werkwij ze volgens de uitvinding het voordeel biedt dat een geledigde fermentor telkens geïnspecteerd kan worden.

  
Dit kan bijvoorbeeld gebeuren door de fermentor te wegen, door ultrasoon de inwendige ruimte te inspecteren of door een visuele inspectie uit te voeren.

  
Of al dan niet materiaal in de fermentor is achtergebleven kan ook vastgesteld worden door het overgebrachte materiaal uit de betreffende fermentor te wegen of door het verpompte volume ervan te registreren en te vergelijken met de verwachte hoeveelheid materiaal in de betreffende fermentor.

  
Het is duidelijk dat talrijke andere meetmethoden kunnen worden aangewend en de beschrijving van bovenstaande voorbeelden is geenszins beperkend bedoeld.

  
We merken op dat het biogas dat tijdens de fermentatie wordt geproduceerd, wordt opgevangen en afgevoerd.

  
In de figuur 11 tot 19 wordt, op gelijkaardige wijze als in de figuren 1 tot 10, de werkwijze volgens de uitvinding verduidelijkt aan de hand van vijf schematisch weergegeven fermentoren A, B, C, D en E.

  
In dit tweede weergegeven voorbeeld worden per werkdag twee fermentoren overgeheveld waarbij een overheveling 4 uur of met andere woorden een halve werkdag in beslag neemt. Bij een overheveling wordt telkens, op gelijkaardige wijze als in voorgaand voorbeeld, een fractie van de gefermenteerde massa afgevoerd, terwijl het overgrote deel wordt aangevuld en vermengd met vers organisch materiaal.

  
In dit tweede voorbeeld wordt tevens een vijfdaagse werkweek gehanteerd en volgens deze werkwijze verblijft een mengsel maximaal 92 uur of 3 dagen en 20 uur in eenzelfde fermentor.

  
Een ander voordeel van het gebruiken van meerdere kleine fermentoren ten opzichte van grotere fermentoren in kleiner aantal, is dat minder leegstaande capaciteit dient te worden voorzien en dat de fermentoren beperkter zijn in afmetingen waarbij vooral de beperktere hoogte een vaak gewenst resultaat is omwille van de beperktere landschapsvervuiling.

  
De uitvinding betreft tevens een inrichting voor het verwezenlijken van de werkwijze volgens de uitvinding.

  
In de figuren 20 en 21 wordt een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding weergegeven, respectievelijk in bovenaanzicht en in doorsnede.

  
De inrichting bestaat in hoofdzaak uit vier fermentoren 1, 2, 3 en 4 overeenstemmend met de fermentoren A, B, C en D van de figuren 1 tot 10 met elk een vierkante dwarsdoorsnede en zodanig onderling en tegen elkaar geordend dat ze ook gezamenlijk een vierkante omtrek vormen.

  
Elk van de fermentoren 1, 2, 3 en 4 is opgebouwd uit vier opstaande zijwanden 5 die onderaan vanaf een zekere hoogte naar elkaar toe evolueren zodat een omgekeerd piramidevormige bodem 6 wordt gevormd.

  
Bij andere uitvoeringsvormen kunnen natuurlijk ook ronde fermentoren met conische uitlaat gebruikt worden, of kunnen de fermentoren niet alleen vierkant maar ook rechthoekig of op eender welke wijze geordend worden.

  
Ter plaatse van het diepst gelegen punt is elke bodem 6 voorzien van een opening 7 waarop telkens een extractieleiding 8 is aangesloten die naar een meng- en pompinstallatie 9 voert.

  
Met de meng- en pompinstallatie 9 is tevens een substraatleiding 10 verbonden voor het aanvoeren van vers organisch materiaal 11.

  
Verder is de meng- en pompinstallatie 9 voorzien van vier voedingsleidingen 12 die elk respectievelijk naar een fermentor 1, 2, 3 en 4 voeren.

  
De meng- en pompinstallatie 9 is tenslotte ook voorzien van een afvoerleiding 13.

  
De vier fermentoren 1, 2, 3 en 4 zijn in deze uitvoeringsvorm met behulp van poten 14 vrij gesteund in de hoogte aangebracht op de betonnen funderingsplaat
15.

  
De aanleunende zijwanden 5 van de fermentoren 1, 2, 3 en 4 zijn in deze uitvoeringvorm geïntegreerd uitgevoerd, of met andere woorden is één gepaste wand 5 voorzien tussen de fermentoren 1, 2, 3 en 4.

  
De zijwanden 5 aan de buitenzijde van de inrichting reiken hoger dan de aanleunende zijwanden 5 van de fermentoren en in aansluiting met deze uitwendige zijwanden 5 van de fermentoren 1, 2, 3 en 4 is de inrichting bovenaan voorzien van een dakelement 16.

  
De aanleunende zijwanden 5 kunnen eventueel ook tot dezelfde hoogte reiken als de zijwanden 5 aan de buitenzijde van de inrichting, waarbij in dat geval eventueel openingen worden voorzien tussen de verschillende fermentoren.

  
Dit dakelement is voorzien van, enerzijds, afsluitbare kijkgaten 17 boven elk van de fermentoren 1, 2, 3 en 4, en, anderzijds, van een gasleiding 18 voor de afvoer van biogas.

  
Daarnaast is de inrichting voorzien van ander meet- en regelapparatuur noodzakelijk voor een efficiënte en veilige procesvoering.

  
De werking van de inrichting volgens de uitvinding is eenvoudig en als volgt. 

  
Uitgaande van een lege fermentor 1, en gevulde fermentoren 2, 3 en 4 voorzien van gefermenteerd materiaal 19 kan, door een gepaste sturing van de mengen pompinstallatie 9 en van de niet weergegeven kleppen, het gefermenteerde materiaal 19 bijvoorbeeld uit fermentor 2 gepompt worden, waarbij, tijdens het verpompen, hetzij een fractie van het materiaal wordt afgevoerd via afvoerleiding 13, hetzij een hoeveelheid vers organisch materaal 11 wordt aangevoerd via substraatleiding 10.

  
Deze hoeveelheid vers organisch materiaal 11 wordt vermengd met het gefermenteerde materiaal 19 in de meng- en pompinstallatie 9 en het bekomen mengsel wordt via leiding 12 naar fermentor 1 gepompt.

  
Zoals hierboven uiteengezet en verduidelijkt in de figuren 1 tot 10, kan vervolgens, bijvoorbeeld de daaropvolgende dag, de inhoud van de fermentor 3 verpompt worden naar fermentor 2, en kan de dag daarna de inhoud van fermentor 4 verpompt worden naar fermentor 3.

  
Telkens wordt een fractie van het gefermenteerde materiaal 19 afgevoerd en wordt de overblijvende massa gevoed en vermengd met vers organisch materiaal 11.

  
Op die wijze wordt de microbiologische activiteit onderhouden. De maximale verblijftijd bij een normaal vijfdaags werkweekritme bedraagt op die wijze 5 dagen. 

  
Door het systematisch en regelmatig overpompen van het gefermenteerde materiaal 19 voorkomt men fasescheiding en het aanzetten van bezonken zware bestanddelen, zoals zand, glas, stenen, metalen, eventueel vermengd met biomassa en vezels.

  
Desgevallend is de inrichting voorzien van toevoerflenzen 20 waarlangs gefermenteerde massa kan gepompt worden, bijvoorbeeld met een toevoer in elk van de schuine wanden 5 die de omgekeerde piramide vormen, of regelmatig verdeeld in de extractie kegel in het geval van ronde fermentoren.

  
Het is duidelijk dat naast de voornoemde fractie, tevens geselecteerde fracties van de inhoud van een te ledigen fermentor kunnen worden afgevoerd voor specifieke behandeling.

  
Zo kan het eventueel neergezette en eerder vaste materiaal op de bodem, of een eventuele drijflaag worden afgevoerd voor speciale behandeling.

  
Met het oog op het ontwateren van de inhoud van een fermentor kan een eventueel onderaan in de fermentor opgestapelde waterfractie worden afgevoerd en gecentrifugeerd worden waarna de droge materie terug bij het deels gefermenteerde of te verwerken organisch materiaal wordt gevoegd.

  
Het is duidelijk dat een inrichting volgens de uitvinding minstens twee fermentoren telt, maar gezien het feit dat de hoeveelheid organisch materiaal in verwerking overeenstemt met het volume van de gevulde fermentoren en dus maximaal overeen kan stemmen met het samengeteld volume van de op één na geïnstalleerde fermentoren, is het vaak gunstiger de inrichting te voorzien van meer dan twee fermentoren.

  
Anders gesteld, bestaat de inrichting volgens de uitvinding uit één of meer fermentoren met een totaal volume dat overeenstemt met het gewenste verwerkingsvolume van de inrichting, en daarnaast uit één of meer extra fermentoren waarvan het totaal volume overeenstemt met het volume van één of een veelvoud van de eerstgenoemde fermentoren.

  
Het is duidelijk dat de inrichting volgens de uitvinding, naast de voornoemde fermentoren 1-4, kan voorzien worden van een bijkomende fermentor waarin de gistende massa op verhoogde temperatuur kan gepasteuriseerd worden.

  
In de hierboven besproken inrichting waren de fermentoren samengebouwd en zelfs geïntegreerd opgebouwd, doch het is duidelijk dat de fermentoren ook los en onafhankelijk van elkaar kunnen worden opgebouwd of als compartimenten van één fermentor kunnen worden opgebouwd.

  
Zulke compartimenten kunnen volledig van elkaar gescheiden gebouwd zijn, ook in de bovenliggende gedeelten ter plaatse van de gasfase. Eventueel is één compartiment voorzien van verwarmingsmiddelen die de gefermenteerde massa op hoge temperaturen brengt, zodat zulk compartiment geschikt is voor pasteurisatie en bij voorkeur volledig van de andere compartimenten gescheiden kan worden.

  
De bodem 6 kan geïntegreerd worden uitgevoerd met de funderingsplaat 15 die onder de inrichting is voorzien.

  
De voedingsleidingen 12 kunnen desgevallend ook tot het bovenaan gelegen gedeelte van een fermentor 1, 2, 3 of 4 worden geleid, bijvoorbeeld via de wand 5.

  
De voedingsleidingen 12 en/of de extractieleidingen 8 kunnen eventueel ook vervangen worden door schroeven of transportbanden of andere overbrengsystemen.

  
Het is duidelijk dat de meng- en pompinstallatie 9 tevens een eenvoudige pomp kan zijn. Bij natte systemen volstaat het eenvoudig overpompen voor de menging van het gefermenteerd materiaal met het vers organisch materiaal 11, en kan zelfs een deel van de inhoud van de te ledigen fermentor via communicerende vaten overgeheveld worden.

  
We merken tenslotte op dat voornoemde fermentoren bij voorkeur voorzien zijn van overdrukkleppen, barstpanelen en middelen om de inhoud op gepaste temperatuur te houden, tussen 30[deg.]C-65[deg.]C. Indien gewenst, kunnen er op elk van de compartimenten voorzieningen getroffen worden om extra te mengen door middel van mengelaars, gasinjectie of andere systemen. 

  
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven werkwijze, doch kan volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies.

1. Werkwijze voor het verwerken van biologisch

afbreekbaar organisch materiaal door anaërobe fermentatie waarbij het te verwerken organisch materiaal in één of meer fermentoren (1-4) wordt voorzien en waarbij het door de fermentatie geproduceerde biogas wordt opgevangen en afgevoerd, daardoor gekenmerkt dat minstens twee fermentoren (1-4) worden voorzien en dat op geregelde tijdstippen, elk van de fermentoren (1-4) volledig, of nagenoeg volledig, wordt geledigd en dat het overgrote deel van de betreffende inhoud wordt overgebracht naar één of meer lege of gedeeltelijk lege fermentoren (1-4).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt

dat een lege of gedeeltelijk lege fermentor (1-4) wordt bekomen door de gistende massa uit één van de één of meer fermentoren (1-4) te verwijderen en af te voeren of op te slaan en desgevallend in een later stadium geheel of gedeeltelijk opnieuw in een lege, geïnspecteerde en gereinigde fermentor (1-4) te voorzien.

3. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt

dat een lege of gedeeltelijk lege fermentor (1-4) wordt bekomen door een lege of gedeeltelijk lege fermentor (1-4) te voorzien naast de actieve, met gistende massa gevulde fermentoren (1-4). 4. Werkwijze 'volgens conclusie 1 of 3, daardoor

gekenmerkt dat de lege of gedeeltelijk lege fermentor (1-4) tijdens piekbelastingen wordt aangewend als actieve fermentor (1-4) en tijdelijk wordt gevuld met gistende massa.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt

dat ze erin bestaat de lege, of gedeeltelijk lege, fermentor (1-4), nadat de gistende massa eruit werd verwijderd, te inspecteren en te reinigen en, gedurende een periode van lage aanvoer, zoals bijvoorbeeld tijdens de winterperiode, de overige fermentoren (1-4) opeenvolgend te ledigen, te inspecteren en eventueel te reinigen door de respectievelijke inhoud telkens in de laatst geledigde fermentor (1-4) over te brengen.

6. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies,

daardoor gekenmerkt dat naast de voornoemde fermentoren (1-4), een bijkomende fermentor wordt voorzien waarin de gistende massa op verhoogde temperatuur kan gepasteuriseerd worden.

7. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt

dat een fractie van de inhoud van de fermentor (1-4) die geledigd wordt, wordt afgevoerd, terwijl het resterende deel van de betreffende inhoud vermengd wordt met een hoeveelheid vers organisch materiaal en dat het aldus bekomen mengsel in een lege fermentor (1-4) wordt overgebracht.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de hoeveelheid van toegevoegd vers organisch materiaal hoofdzakelijk overeenstemt met de fractie van het afgevoerde gefermenteerde materiaal en het geproduceerde biogas.

9. Werkwijze volgens één of meer van de conclusies 7

tot 8, daardoor gekenmerkt dat het vermengen van het gedeelte van het gefermenteerde organisch materiaal dat wordt overgebracht naar een lege fermentor (1-4) met een hoeveelheid vers organisch materiaal (11) tijdens het overbrengen, bijvoorbeeld tijdens het overpompen en in dit geval bij voorkeur ter plaatse van een meng- en pompinrichting (9) wordt uitgevoerd.

10. Werkwijze volgens één of meer van voorgaande

conclusies, daardoor gekenmerkt dat een geledigde fermentor (1-4) wordt geïnspecteerd, al dan niet met behulp van meetinstrumenten of door visuele inspectie, en desgevallend wordt een geledigde fermentor gereinigd.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, daardoor

gekenmerkt dat tijdens het overbrengen van de inhoud van een fermentor (1-4), de massa of het volume van de overgebrachte inhoud wordt gemeten en vergeleken met de verwachte hoeveelheid materie in de geledigde fermentor (1-4).

12. Werkwijze volgens één of meer van voorgaande

conclusies, daardoor gekenmerkt dat minstens elke operationele dag of werkdag één of meer fermentoren (1-4) worden geledigd.

13. Werkwijze volgens één of meer van voorgaande

conclusies, daardoor gekenmerkt dat elke fermentor (1-4) minstens jaarlijks, en bij voorkeur minstens maandelijks, wekelijks of zelfs dagelijks, volledig, of nagenoeg volledig, wordt geledigd.

14. Werkwijze volgens één of meer van voorgaande

conclusies, daardoor gekenmerkt dat de ledige of bijna ledige fermentor (1-4) met water wordt gespoeld met het oog op het verwijderen van achterblijvend materiaal.

15. Werkwijze volgens één of meer van voorgaande

conclusies, daardoor gekenmerkt dat de ledige of bijna ledige fermentor (1-4) onderaan met uitgegiste materie wordt geagiteerd, bijvoorbeeld door injectie van zulke uitgegiste materie of met gas, met het oog op het losmaken en verwijderen van achterblijvend materiaal .

16. Werkwijze volgens één of meer van voorgaande

conclusies, daardoor gekenmerkt dat bepaalde fracties van de inhoud van een te ledigen fermentor (1-4) op selectieve wijze worden afgevoerd voor specifieke behandeling.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, daardoor

gekenmerkt dat het neergezette en eerder vaste materiaal op de bodem wordt afgevoerd voor speciale behandeling. 18. Werkwijze volgens conclusie 16, daardoor

gekenmerkt dat de drijflaag wordt afgevoerd voor speciale behandeling.

19. Werkwijze volgens conclusie 16, daardoor

.gekenmerkt dat, met het oog op het ontwateren van de inhoud van een fermentor (1-4), de onderaan in de fermentor (1-4) opgestapelde waterige fractie wordt afgevoerd en wordt gecentrifugeerd waarna de gecentrifugeerde koek terug bij het gefermenteerde of te verwerken organisch materiaal wordt gevoegd.

20. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt

dat het nodige volume voor de anaërobe fermentatie van het organisch materiaal voorzien wordt door één fermentor (1-4) die bestaat uit 2 of meer compartimenten, waarin de fermentatie apart van de andere compartimenten kan plaatsvinden.

21. Inrichting voor het verwezenlijken van de

werkwijze volgens de uitvinding voor het verwerken van organisch materiaal, zoals opgeëist in één of meer van voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat ze in hoofdzaak bestaat uit één of meer fermentoren (2-4) met een totaal volume dat overeenstemt met het gewenste verwerkingsvolume van de inrichting; en uit één of meer extra fermentoren

(1) waarvan het totaal volume overeenstemt met het volume van één of een veelvoud van de eerstgenoemde fermentoren (2-4) . 22. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat de één of meer fermentoren (2-4) waarvan het totaal volume overeenstemt met het gewenste verwerkingsvolume van de inrichting elk van hetzelfde volume zijn voorzien, en dat voorzien wordt in één extra fermentor (1) waarvan het volume overeenstemt met het volume van elk van de eerstgenoemde fermentoren (2-3).

23. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat elk van de voornoemde fermentoren (1-

4) voorzien zijn van extractiesystemen, bijvoorbeeld extractieleidingen (8) of extractieschroeven en voedingssystemen, bijvoorbeeld voedingsleidingen

(12) of schroeven, die in verbinding staan met een meng- en pompinrichting (9).

24. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat ze bestaat uit één fermentor die is opgedeeld in compartimenten waarin de fermentatie apart van de andere compartimenten kan plaatsvinden

25. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat de verschillende fermentoren (1-4) geïntegreerd zijn uitgevoerd.

26. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat de fermentoren (1-4) voorzien zijn van kijkgaten (17).

27. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor gekenmerkt dat de fermentoren (1-4) voorzien zijn van reinigingselementen, bijvoorbeeld sproeikoppen.

28. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat ze voorzien is van toevoerflenzen

(20) waarlangs gefermenteerde massa kan gepompt worden, bijvoorbeeld met een toevoer in elk van de schuine wanden die de omgekeerde piramide vormen, of regelmatig verdeeld in de extractie kegel in het geval van ronde fermentoren.

29. Inrichting volgens conclusie 21, daardoor

gekenmerkt dat ze voorzien is van een bodem (6) die geïntegreerd is uitgevoerd met een funderingsplaat

(15) die onder de inrichting is voorzien.

30. Inrichting volgens conclusie 24, daardoor

gekenmerkt dat de compartimenten volledig van elkaar zijn gescheiden, ook in de bovenliggende gedeelten ter plaatse van de gasfase.

31. Inrichting volgens conclusie 21 of 24, daardoor

gekenmerkt dat de inrichting voorzien is van een extra fermentor of compartiment dat voorzien is van verwarmingsmiddelen die de gefermenteerde massa op temperaturen brengt, geschikt voor pasteurisatie.