DE10157347B4 - Process and apparatus for decomposing organic substances - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zum Abbau organischer Substanzen (6), wobei die organischen Substanzen
(6) durch eine Zufuhröffnung
(2) in einen Reaktor (1) eingebracht, mittels einer anaerobe Bakterien
enthaltenden Behandlungsflüssigkeit
(5) zumindest teilweise hydrolysiert und die gebildeten Abbauprodukte
anschließend
wieder aus dem Reaktor (1) entnommen werden, wobei
die organischen
Substanzen (6) im Reaktor (1) schwimmend von der Zufuhröffnung (2)
bis zu einer entfernt davon angeordneten und im Wesentlichen auf
demselben horizontalen Niveau befindlichen Entnahmeöffnung (3)
transportiert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
die
Behandlungsflüssigkeit
(5) durch einen weiteren Reaktor (11) geführt, im weiteren Reaktor (11)
unter anaeroben Bedingungen vergoren, im Reaktor (1) und/oder im
weiteren Reaktor (11) gebildetes Biogas abgezogen und einer Biogasverwertungsvorrichtung
(BHKW) zugeführt
wird.Process for the decomposition of organic substances (6), wherein the organic substances (6) introduced through a feed opening (2) in a reactor (1), at least partially hydrolyzed by means of an anaerobic bacteria treatment liquid (5) and then the degradation products again from the Reactor (1) are removed, wherein
the organic substances (6) in the reactor (1) are transported in a floating manner from the supply opening (2) to a removal opening (3) arranged away from it and located substantially at the same horizontal level,
characterized in that
the treatment liquid (5) is passed through a further reactor (11), fermented in the further reactor (11) under anaerobic conditions, withdrawn in the reactor (1) and / or in the further reactor (11) formed biogas and a biogas utilization device (CHP) is supplied ,
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau organischer Substanzen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The The invention relates to a method for decomposing organic substances According to the preamble of claim 1. It further relates to a device for execution this procedure.
Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet des Abbaus organischer Substanzen, z.B. Gartenabfälle, Festmist, Silage, Essensreste, Bioabfälle, organische Abfälle, nachwachsende Rohstoffe.The This invention relates generally to the field of organic substance degradation, e.g. Garden waste, Solid manure, silage, leftovers, biowaste, organic waste, renewable Raw materials.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE-OS 197 19 323 A1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden die organischen Substanzen diskontinuierlich durch eine Öffnung einem Tunnelfermenter zugeführt bzw. davon entnommen.One generic method is known from DE-OS 197 19 323 A1. In the known method The organic substances are discontinuously through an opening one Tunnelfermenter supplied or taken from it.
Das bekannte Verfahren erlaubt nachteiligerweise keine kontinuierliche Behandlung der organischen Substanzen. Die Zufuhr und die Entnahme der organischen Substanzen bzw. daraus hergestellten Abbauprodukte verursacht einen hohen Kosten- und Zeitaufwand. Ferner ist es erforderlich, die organischen Substanzen vor deren Zufuhr in den Tunnelfermenter zu zerkleinern. Auch das ist kosten- und zeitaufwendig. Schließlich sind die Ausbeute und die Zusammensetzung des gewonnenen Biogases nicht konstant.The known method disadvantageously does not allow continuous Treatment of organic substances. The feed and the removal the organic substances or degradation products derived therefrom causes a high cost and time. It is also necessary the organic substances before they are fed into the tunnel fermenter to crush. This too is costly and time consuming. Finally are the yield and the composition of the recovered biogas are not constant.
Aus
der
Aus
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Aus
der
Aus
der
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein möglichst einfach und kostengünstig durchführbares Verfahren zum Abbau organischer Substanzen angegeben werden. Das Verfahren soll nach einem weiteren Ziel der Erfindung zumindest quasikontinuierlich durchführbar sein. Schließlich soll eine zur Durchführung eines Verfahrens geeignete, möglichst einfach aufgebaute Vorrichtung angegeben werden.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. It should in particular be as simple and inexpensive feasible Process for the decomposition of organic substances can be specified. The Method should according to another object of the invention, at least quasi-continuous feasible be. After all should one be carried out a method suitable, if possible simply constructed device can be specified.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 12 und 14 bis 24.These The object is solved by the features of claims 1 and 13. Advantageous embodiments result from the features of claims 2 to 12 and 14 to 24.
Nach der verfahrensseitigen Maßgabe der Erfindung ist vorgesehen, daß die organischen Substanzen im Reaktor schwimmend von der Zufuhröffnung bis zu einer entfernt davon angeordne ten und im wesentlichen auf dem selben horizontalen Niveau befindlichen Entnahmeöffnung transportiert werden.To the procedural stipulation The invention provides that the organic substances floating in the reactor from the feed opening to one of which order and essentially on the same horizontal Level removal opening be transported.
Der schwimmende Transport der organischen Substanzen von der Zufuhröffnung zur Entnahmeöffnung kann besonders einfach und kostengünstig durchgeführt werden. Eine zumindest quasi-kontinuierliche Verfahrensführung wird ermöglicht. Eine aufwändige Zerkleinerung der organischen Substanzen ist nicht mehr erforderlich. Das vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich durch eine konstante Ausbeute an Biogas mit gleichbleibender Zusammensetzung aus.Of the floating transport of organic substances from the feed port to the removal opening can be carried out particularly easily and inexpensively. An at least quasi-continuous process management is made possible. A complex Crushing of organic substances is no longer necessary. The proposed method is characterized by a constant Yield of biogas with constant composition.
Die Behandlungsflüssigkeit enthält anaerobe Bakterien. Es kann sich dabei um hydrolysierende Bakterien handeln. Die Beaufschlagung der organischen Substanzen mit der Behandlungsflüssigkeit kann auch eine Versäuerung und im weiteren eine Umwandlung in Biogas bewirken.The treatment liquid contains anaerobic bacteria. It can be hydrolyzing bacteria act. The loading of the organic substances with the treatment liquid can also an acidification and cause a conversion into biogas in the further.
Die Behandlungsflüssigkeit wird im weiteren Reaktor unter anaeroben Bedingungen vergoren. Die Kombination mit dem weiteren Reaktor bietet eine besonders hohe Prozeßstabilität. Im Vergleich zum Naßvergärungsverfahren ist es erfindungsgemäß möglich, den Reaktor mit einem besonders hohen Anteil an organischen Substanzen zu beaufschlagen. Der Hauptanteil der Biogasproduktion findet im nachgeschalteten weiteren Reaktor statt. Wegen der Trennung des Reaktors und des weiteren Reaktors kann eine besonders ausfallsichere Biogasproduktion erreicht werden. Eine Überladung des weiteren Reaktors mit einem zu hohen Anteil an organischen Substanzen kann beispielsweise durch Regelung der Menge an Behandlungsflüssigkeit sicher vermieden werden.The treatment liquid is fermented in the further reactor under anaerobic conditions. The combination with the other reactor offers a particularly high process stability. Compared to the wet fermentation process is it possible according to the invention Reactor with a particularly high content of organic substances to act on. The main part of biogas production takes place in downstream further reactor instead. Because of the separation of the Reactor and the other reactor can be a particularly fail-safe Biogas production can be achieved. An overload of the other reactor For example, with too high an amount of organic substances be reliably avoided by controlling the amount of treatment liquid.
Im Reaktor und/oder im weiteren Reaktor gebildetes Biogas wird abgezogen und einer Biogasverwertungseinrichtung zugeführt.in the Reactor and / or formed in the further reactor biogas is withdrawn and fed to a biogas utilization device.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die organischen Substanzen schwimmend in oder auf der Behandlungsflüssigkeit transportiert. Das vereinfacht die Verfahrensführung erheblich. Die organischen Substanzen werden zweckmäßigerweise quasi-kontinuierlich durch den Reaktor transportiert. Der Transport kann z.B. mit einer in der Nähe der Zufuhröffnung vorgesehenen Schnecke erfolgen.To In an advantageous embodiment, the organic substances transported floating in or on the treatment liquid. The simplifies the process management considerably. The organic substances are expediently transported quasi-continuously through the reactor. The transport can e.g. with a near the supply port provided screw.
Vorteilhafterweise werden in den organischen Substanzen enthaltene eine höhere Dichte als die Behandlungsflüssigkeit aufweisende Störstoffe mittels einer am Boden des Reaktors vorgesehenen Abzugsvorrichtung abgeführt. Die Abzugsvorrichtung kann im einfachsten Fall nach Art eines verschließbaren Abflusses ausgeführt sein, der an einer tiefsten Stelle des Bodens des Reaktors vorgesehen ist. Sie kann auch eine weitere Schnecke zum Abführen der Störstoffe aufweisen. Bei den Störstoffen handelt es sich meist um Sand, Steine und andere Reststoffe.advantageously, become a higher density contained in the organic substances as the treatment liquid containing impurities by means of discharged at the bottom of the reactor discharge device. The In the simplest case, the extraction device can be designed in the manner of a closable drain accomplished be provided at a lowest point of the bottom of the reactor is. It can also have a further screw for removing the impurities. Both impurities These are mostly sand, stones and other residues.
Nach einem besonders vorteilhaften Ausgestaltungsmerkmal werden die organischen Substanzen weitgehend unzerkleinert bzw. grob zerkleinert dem Reaktor zugeführt. Das spart Kosten- und Zeitaufwand. Die Behandlungsflüssigkeit wird zweckmäßigerweise auf eine Temperatur von 20°C bis 65°C erwärmt. Die Erwärmung bewirkt einen besonders effektiven Abbau der organischen Substanzen.To a particularly advantageous embodiment feature, the organic Substances largely uncrushed or coarsely crushed the reactor fed. This saves costs and time. The treatment liquid is expediently to a temperature of 20 ° C heated to 65 ° C. The warming causes a particularly effective degradation of organic substances.
Die organischen Substanzen werden zweckmäßigerweise während des Transports durch den Reaktor mit Behandlungsflüssigkeit beregnet. Zum Beregnen kann die Behandlungsflüssigkeit im Kreislauf geführt werden. Das erhöht weiter die Effizienz des Verfahrens.The Organic substances are expediently during the Irrigates transport through the reactor with treatment liquid. To sprinkle can the treatment liquid circulated become. That increases continue the efficiency of the process.
Die Behandlungsflüssigkeit kann auch im Kreislauf durch den weiteren Reaktor geführt werden. Es ist zweckmäßig, in der Behandlungsflüssigkeit enthaltene Feststoffanteile vor dem Eintritt in den weiteren Reaktor abzutrennen.The treatment liquid can also be circulated through the other reactor. It is appropriate in the treatment liquid contained solids before entering the other reactor separate.
Die Behandlungsflüssigkeit wird im weiteren Reaktor zweckmäßigerweise mit anaeroben, vorzugsweise mit aceto- und/oder methanogenen, Bakterien in Kontakt gebracht.The treatment liquid is expediently in the further reactor with anaerobic, preferably with aceto and / or methanogenic, bacteria brought into contact.
Als weiterer Reaktor kann ein anaerober Hochleistungsreaktor, z.B. ein Festbettumlaufreaktor oder ein UASB-(= Upflow Anareobic Sludge Blanket) Reaktor, verwendet werden.When another reactor may be an anaerobic high performance reactor, e.g. one Fixed bed circulation reactor or a UASB (= Upflow Anareobic Sludge Blanket) reactor, be used.
Zur
Lösung
der Aufgabe ist ferner vorgesehen eine Vorrichtung zum Abbau organischer
Substanzen, wobei zwischen einer Zufuhröffnung zum Zuführen der
organischen Substanzen und einer entfernt davon angeordneten und
im wesentlichen auf dem selben horizontalen Niveau befindlichen
Entnahmeöffnung
für zumindest
teilweise abgebaute organische Substanzen ein Reaktorbecken zur
Aufnahme einer Flüssigkeit
vorgesehen ist, so daß die organischen
Substanzen schwimmend von der Zufuhr- zur Entnahmeöffnung transportierbar
sind und wobei zum anaeroben Vergären der Behandlungsflüssigkeit
ein über
eine Leitung (
Die vorgeschlagene Vorrichtung ist besonders einfach aufgebaut. Sie kann zumindest quasi-kontinuierlich betrieben wer den. Eine Kombination mit weiteren Reaktoren ist ohne weiteres möglich.The proposed device is particularly simple. she can at least quasi-continuously operated who the. A combination with further reactors is readily possible.
Zweckmäßigerweise ist zum Zuführen der organischen Substanzen eine erste Schnecke vorgesehen. Dabei kann es sich um eine Stopfschnecke handeln. Zum Abführen der behandelten organischen Substanzen kann im Reaktor eine zweite Schnecke vorgesehen sein. Die zweite Schnecke erstreckt sich zweckmäßigerweise bis zur Entnahmeöffnung. Am Boden des Reaktorbeckens kann eine Abzugsvorrichtung für eine höhere Dichte als die Behandlungsflüssigkeit aufweisende Störstoffe vorgesehen sein. Die Abzugsvorrichtung kann eine dritte Schnecke aufweisen.Conveniently, is for feeding the organic substances provided a first screw. there it can be a plug screw. To remove the treated organic substances in the reactor, a second screw be provided. The second screw expediently extends to the removal opening. At the bottom of the reactor pool, a haul-off device for a higher density as the treatment liquid containing impurities be provided. The extraction device may be a third screw exhibit.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist eine Beregnungseinrichtung zum Beregnen von in oder auf der Behandlungsflüssigkeit schwimmenden organischen Substanzen mit der Behandlungsflüssigkeit vorgesehen. Dazu kann eine Leitung zum Zuführen von Behandlungsflüssigkeit vom Reaktorbecken zur Beregnungseinrichtung vorgesehen sein. In die Leitung kann ein Wärmetauscher eingeschaltet sein. Das ermöglicht auf einfache Weise eine Erwärmung der Behandlungsflüssigkeit.To a further embodiment is a sprinkler for Sprinkling of organic or floating in or on the treatment liquid Provided substances with the treatment liquid. This can be a conduit for feeding treatment liquid be provided from the reactor pool to sprinkler. In the pipe can be a heat exchanger to be on. This allows in a simple way a heating of the Treatment liquid.
Vorteilhafterweise ist eine Einrichtung zum Führen der Behandlungsflüssigkeit im Kreislauf durch den weiteren Reaktor vorgesehen. Bestandteil der Einrichtung zum Führen kann die Leitung sein. Der weitere Reaktor ist in die Leitung eingeschaltet. Die Beregnungseinrichtung von Behandlungsflüssigkeit gespeist, welche im wesentlichen aus dem weiteren Reaktor entnommen ist. Stromabwärts des weiteren Reaktors kann eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen aus der Behandlungsflüssigkeit in die Leitung eingeschaltet sein. Bei dem weiteren Reaktor kann es sich um einen anaeroben Hochlei stungsreaktor, vorzugsweise um einen Festbettumlaufreaktor oder einen UASB-Reaktor, handeln.advantageously, is a facility for guiding the treatment liquid provided in the circuit through the other reactor. Part of the Device for guiding can be the lead. The other reactor is switched on in the line. The Sprinkler powered by treatment liquid, which in essentially taken from the other reactor. Downstream of the Another reactor may be a device for separating solids from the treatment liquid be turned on in the line. In the other reactor can it is an anaerobic Hochlei stungsreaktor, preferably to a fixed bed recycle reactor or a UASB reactor.
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die
einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ein Reaktor
Mit
Die
Funktion der Vorrichtung ist folgende:
In den Aufgabetrichter
In the hopper
Zur
Speisung der Beregnungseinrichtung
- 11
- Reaktorreactor
- 22
- Zufuhröffnungsupply port
- 33
- Entnahmeöffnungremoval opening
- 44
- Reaktorbeckenreactor pool
- 55
- Behandlungsflüssigkeittreatment liquid
- 66
- organische Substanzenorganic substances
- 77
- erste Schneckefirst slug
- 88th
- Aufgabetrichterhopper
- 99
- zweite Schneckesecond slug
- 1010
- Leitungmanagement
- 1111
- weiterer ReaktorAnother reactor
- 1212
- Beregnungseinrichtungirrigation equipment
- 1313
- Siebscree
- 1414
- Wärmetauscherheat exchangers
- 1515
- BypaßBypass
- 1616
- weitere LeitungFurther management
- BHKWCHP
- BlockheizkraftwerkCHP
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