DE102008042461B3

DE102008042461B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas

Info

Publication number: DE102008042461B3
Application number: DE200810042461
Authority: DE
Inventors: Burkhard Fassauer; Hannelore Friedrich; Robert Maas; Ralf Eichstätter
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2008-09-29
Filing date: 2008-09-29
Publication date: 2010-04-01
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: EP2344649A2; WO2010034685A3; WO2010034685A2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energieerzeugung und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, wie sie beispielsweise in einer Biogaserzeugungsanlage eingesetzt werden können. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mit dem die Biogasausbeute von Biogaserzeugungsanlagen gesteigert wird. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem der aus einem Fermenter stammende Gärrest I einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird und nachfolgend die Flüssigphase von Gärrest einem Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen unterworfen und die entstehenden Produkte entweder dem oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem weiteren Fermenter zugeführt werden. Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung, bestehend aus Biogaserzeugungsanlage, mindestens einer Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung von Gärresten einer Biogaserzeugungsanlage und einer Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete der Biochemie und der Energieerzeugung und betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas, wie sie beispielsweise in einer Biogaserzeugungsanlage eingesetzt zur Erhöhung der Biogasquantität beitragen können.
Landwirtschaftliche Biogasanlagen geraten durch steigende Rohstoffpreise für die Substrate in wirtschaftliche Schwierigkeiten. Verfahren und Vorrichtungen, bei denen die Effizienz des Fermentationsprozesses derart gesteigert wird, dass mehr Biogas entsteht und die Qualität des erhaltenen Biogases verbessert wird, werden daher gesucht. Eine Verbesserung des Biogases bedeutet eine Steigerung des Anteiles an Methan und eine Verringerung an Kohlendioxid und von nachteiligen Spurenstoffen, wie z. B. Schwefelwasserstoff. Ziel jeder Entwicklung auf diesem Gebiet ist daher die Verbesserung des Fermentationsprozesses und der nachfolgenden Verfahrensschritte.
Es ist bereits bekannt, dass aus Gärresten von Biogasanlagen gelöste Gase, wie Ammoniak oder Kohlendioxid, aus der Flüssigkeit durch Ultraschall entfernt werden und diese durch weitere Behandlungsschritte zu Düngemittel umgewandelt werden können.
So ist nach DE 10 2006 015 496 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Stickstoffdünger aus biogenen Stoffen bekannt, wobei der Gärrest aus Biogasanlagen in einem Entgasungsbehälter mit Ultraschall beaufschlagt wird. Dadurch werden die in der Biogasanlage entstehenden Gase Ammoniak und Kohlendioxid entfernt. Als zweite Möglichkeit zur Anwendung von Ultraschall wird die Umsetzung von Ammoniakgas mit CaSO₄ in wässriger Lösung oder Suspension angeführt. Dabei wird die Umsetzung durch die Schaffung neuer Oberflächen am Feststoff und eine effiziente Durchmischung beschleunigt.
Weiterhin ist aus DE 102 05 950 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Behandlung von ammonium-, phosphat- und kaliumhaltigen Flüssigkeiten bekannt. Dabei werden in einem mehrstufigen Verfahren aus Abwässern die Feststoffe mechanisch abgetrennt, eine Feinfiltration durchgeführt, die Fällung von Ammonium und Phosphor realisiert, die organischen Reststoffe unter aeroben Bedingungen biologisch abgebaut und die im Abwasser noch vorhandenen organischen Verbindungen und Salze abgetrennt. Diese Lösung bringt Vorteile für die Gewinnung von Dünger aus Gärrest, da eine Abtrennung der Flüssigkeit von partikulären Substanzen und Feststoffen erfolgt, wodurch die folgenden Verfahrensschritte in einer nahezu partikelfreien Flüssigkeit durchgeführt werden können.
Nachteilig an dieser Verfahrensweise ist jedoch, dass die im Gärrest gelösten und ungelösten Gase nicht vollständig der weiteren Verwertung zu Dünger zugänglich gemacht werden können. Ein weiterer Nachteil besteht in der hohen organischen Fracht in der Flüssigphase des Gärrestes, die Werte zwischen 60 und 80% annehmen kann. Die vorhandene organische Fracht ist weitestgehend nicht abgebaut und muss entsorgt werden. Dabei geht das in dieser Fraktion vorhandene Gaspotential verloren.
Nachteilig bei den Lösungen des Standes der Technik ist, dass in allen bekannten Verfahren und Vorrichtungen die vorhandenen Potentiale für die Erzeugung von Biogas nicht in einem gesteigerten Umfang ausgenutzt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Angabe eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas, mit dem die Biogasausbeute von Biogaserzeugungsanlagen gesteigert wird.
Die Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas wird der aus einer Biogaserzeugungsanlage mit mindestens einem Fermenter stammende Gärrest I einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen, nachfolgend die Flüssigphase von Gärrest I

– einem Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen unterworfen und die entstehenden Produkte entweder dem oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem weiteren Fermenter zugeführt werden, wobei im Falle der Zuführung zu einem weiteren Fermenter der dort entstehende Gärrest II dem Hydrolyseverfahrensschritt und/oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem Endlager zugeführt werden, oder
– einem weiteren Fermenter zugeleitet wird, der neben der Fermentation auch ein Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen realisiert, und der entstehende Gärrest II dem Hydrolyseverfahrensschritt und/oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem Endlager zugeführt werden, oder
– einem weiteren Fermenter zugeführt wird und der entstehende Gärrest II mindestens teilweise einem Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen unterworfen wird, und die Verfahrensprodukte dem weiteren Fermenter und/oder dem Hydrolyseverfahrensschritt und/oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem Endlager zugeführt werden.

Vorteilhafterweise werden als biogene Stoffe nachwachsende Rohstoffe, Klärschlämme, landwirtschaftliche Abwässer, Deponieabwässer, Abwässer aus Abfallbehandlungsanlagen, biogene Rest- oder Abfallstoffe aus der Lebensmittelindustrie und/oder der Landwirtschaft eingesetzt.
Ebenfalls vorteilhafterweise wird der Gärrest I einer mechanischen Fest-Flüssig-Trennung unterzogen, wobei noch vorteilhafterweise der Gärrest I in einer Schneckenpresse, Siebbandpresse, Dekantierzentrifuge, Membranfilterpresse, Kammerfilterpresse, Schwingsieb einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird, oder noch vorteilhafterweise mit einem Schwingsieb ein Trenngrad zwischen 30 μm und 3 mm, vorzugsweise 1 mm, realisiert wird.
Weiterhin vorteilhafterweise wird die Flüssigphase einer mechanischen Zerkleinerung und/oder einer Ultraschallbehandlung unterworfen, wobei noch vorteilhafterweise die mechanische Zerkleinerung durch ein Rotor-Stator-System, vorteilhafterweise Scherspalthomogenisatoren, durchgeführt wird, und noch vorteilhafterweise beim Rotor-Stator-System eine Umfangsgeschwindigkeit des Rotors zwischen 10 und 50 m/s realisiert wird, oder die Ultraschallbehandlung mit einer Frequenz zwischen 16 und 1000 kHz durchgeführt wird.
Und auch vorteilhafterweise werden die Produkte des Verfahrensschrittes zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen einem weiteren, von der Biogaserzeugunganlage separaten, Fermenter zugeführt, wobei noch vorteilhafterweise die Produkte in dem separaten Fermenter innerhalb von 6 h bis 5 Tagen in dem Fermenter einem biologischen Abbau unter anaeroben Bedingungen unterzogen werden, oder noch vorteilhafterweise die Produkte nach dem weiteren Fermenter dem Hydrolyseverfahrensschritt der Biogaserzeugungsanlage zugeführt werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Dickstoffe aus der Fest-Flüssig-Trennung einem Endlager zugeführt werden.
Auch vorteilhaft ist es, wenn Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigphasen zwischen 0.005 m/s bis 2 m/s realisiert werden.
Und ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren kontinuierlich betrieben wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas besteht aus einer Biogaserzeugungsanlage, mindestens einer Vorrichtung zur Fest-Flüssigtrennung von Gärresten einer Biogaserzeugungsanlage und einer Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen.
Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung eine Schneckenpresse, Siebbandpresse, Dekantierzentrifuge, Membranfilterpresse, Kammerfilterpresse, Schwingsieb.
Ebenfalls vorteilhafterweise ist die Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen eine mechanische Zerkleinerungsvorrichtung und/oder eine Ultraschallvorrichtung, wobei noch vorteilhafterweise die mechanische Zerkleinerungsvorrichtung Scherspalthomogenisatoren oder Rührwerkskugelmühlen sind, oder noch vorteilhafterweise die Ultraschallvorrichtung aus Sonotroden mit einer Leistung von 100 W bis 50 kW besteht.
Weiterhin vorteilhafterweise ist ein weiterer, von der Biogaserzeugunganlage separater, Fermenter vorhanden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen in Reihe mit dem weiteren Fermenter angeordnet ist, oder in dem weiteren Fermenter angeordnet ist, oder nach dem weiteren Fermenter angeordnet ist, wobei vorteilhafterweise im Falle der Anordnung der Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen nach dem weiteren Fermenter die Produkte der Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen wieder vollständig dem weiteren Fermenter zugeführt sind.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird es möglich, das in den Gärresten von Fermentern von Biogaserzeugungsanlagen noch vorhandene Biogaspotential zugänglich zu machen und damit die Biogasausbeute einer Biogaserzeugungsanlage um mindestens 7–10% zu steigern. Diese Steigerung ist signifikant, wodurch die Effektivität einer solchen Biogaserzeugungsanlage weiter gesteigert wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Gärreste, die nach der Fermentation von biogenen Stoffen in Biogaserzeugungsanlagen entstehen (Gärrest I), einer weiteren Biogasnutzung zugeführt. Durch die nachfolgende Fest-Flüssig-Trennung werden die Feststoffe und Grobpartikel (im Wesentlichen mit einem Durchmesser von ≥ 1 mm) aus dem Gärrest I entfernt. Das kann beispielsweise mit Schneckenpressen, Siebbandpressen, Dekantierzentrifugen, Membranfilterpressen, Kammerfilterpressen oder Schwingsieben realisiert werden.
Der bei der Fest-Flüssig-Trennung entstehende Feststoff ist sehr nährstoffhaltig und kann als Feldrandmiete ausgebracht werden.
Die Flüssigphase nach der Fest-Flüssig-Trennung enthält aber auch noch Feststoff in Form von Partikeln, Fasern, Schwebteilchen, Mikroorganismen, Biomasse usw.. Diese Flüssigphase wird dann entweder einer Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen oder einem weiteren Fermenter zugeführt, wobei der Fermenter selbst die Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen enthalten kann oder der Gärrest II, der nach der Fermentation der Flüssigphase von Gärrest I im weiteren Fermenter entsteht, ganz oder teilweise einer Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen zugeführt werden kann. Im letzteren Falle ist es vorteilhaft, wenn der in der Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen behandelte Gärrest II möglichst vollständig wieder dem weiteren Fermenter zugeführt wird.
Die Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen kann dabei vorteilhafterweise ein Scherspalthomogenisator und/oder eine Ultraschallanlage und/oder eine Rührwerkskugelmühle sein.
Die Behandlung der Flüssigphase von Gärrest I in einem weiteren Fermenter, der eine Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen enthält, kann nicht mit einem Scherspalthomogenisator oder einer Rührwerkskugelmühle realisiert werden.
Mit dieser Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen werden die in der Flüssigphase enthaltenen Feststoffe weiter aufgeschlossen, indem ihre Oberfläche vergrößert und gleichzeitig das in der Flüssigkeit gelöste Gas in den gasförmigen Zustand überführt wird. Das Gas wird aus dieser Vorrichtung ausgetragen, gereinigt und der Biogasverwertung zugeführt, oder auch zusammen mit den aufgeschlossenen Feststoffen wieder einer Fermentation zugeführt.
Die Zuführung des Gärrestes I zu einem weiteren, von der Biogaserzeugungsanlage separaten, Fermenter führt zu einem weiteren biologischen Abbau der vorhandenen biogenen Stoffe und hat den Vorteil, dass dieser weitere Fermenter wesentlich kleiner ausgeführt werden kann und/oder dass die Verweilzeiten der Flüssigphase in diesem weiteren Fermenter wesentlich geringer, beispielsweise nur 12 h bis 2 Tage sind.
Wenn die weitere Behandlung Flüssigphase von Gärrest I in einem weiteren, separaten Fermenter unter anaeroben Bedingungen durchgeführt wird, dann wird das entstandene Biogas der Biogasverwertung zugeleitet, und die weiteren Produkte, ein zweiter Gärrest (Gärrest II), entweder einem Endlager und/oder dem Hydrolyseverfahrensschritt oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage zugeführt.
Dabei ist von besonderem Vorteil, dass der Gärrest II anaerob stabilisiert ist. Die Zuführung des Gärrestes II zu dem Hydrolyseverfahrensschritt der Biogaserzeugungsanlage hat den Vorteil, dass die in dem Gärrest II noch enthaltenen biogenen Stoffe wieder dem Gesamtprozess zugeführt und zur Biogaserzeugung genutzt werden können.
Die Zuführung des Gärrestes II zu dem Hydrolyseverfahrensschritt hat weiterhin den Vorteil, dass Anmaischwasser für die biogenen Reststoffe eingespart werden kann. Damit wird der Gesamtprozess noch effizienter.
Teile des Gärrestes II des weiteren Fermenters können auch direkt einem Endlager zugeleitet werden, da dieser Gärrest II auch sehr nährstoffhaltig ist und als Feldrandmiete ausgebracht werden kann oder als Dünger genutzt werden kann oder dessen Nährstoffe als Magnesiumammoniumphosphat (MAP) genutzt werden können.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine wirtschaftliche und umweltgerechte Aufbereitung der Gärreste von Fermentern von Biogaserzeugungsanlagen erreicht und gleichzeitig die Gasausbeute gesteigert.
Nachfolgend wird die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Dabei zeigt
1 den schematischen Aufbau und Verfahrensablauf der erfindungsgemäßen Lösung
Beispiel 1 (1)
Der aus biogenen Stoffen landwirtschaftlicher Abwässer 1 in einer Biogaserzeugungsanlage mit einem Fermenter 2 erzeugte Gärrest I 3 wird zu einem Schwingsieb 4 mit einer Maschenweite von 1 mm gepumpt. Der nach dem Schwingsieb 4 entstandene Dickstoff 5 wird zu einer Feldrandmiete überführt. Die Flüssigphase 6 nach dem Schwingsieb 4 wird in einem Rohrreaktor 7 mit einer Ultraschallsonotrode gepumpt und strömt mit 0,1 m/s in den Rohrreaktor 7. Die Ultraschallsonotrode arbeitet mit einer Frequenz von 25 kHz. Die Flüssigphase ist dem Ultraschall 7 s ausgesetzt. Dabei wird in der Flüssigphase gelöstes Biogas in die Gasphase überführt aus dem Rohrreaktor dem gesamten Volumen an Biogas zugeleitet. Nach dem Durchströmen des Rohrreaktors wird die so behandelte Flüssigphase in einen weiteren Fermenter 8 gepumpt und verbleibt dort für 1 Tag. Während dieser Zeit werden die vorhandenen biogenen Stoffe in Biogas 10 umgewandelt und ein zusätzlicher Anteil von 10% bezogen auf das gesamte bisher entstandene Biogasvolumen hergestellt, das ebenfalls die Gesamtbiogasausbeute steigert. Der verbleibende Gärrest II 9 wird dem Hydrolyseverfahrensschritt der Biogaserzeugungsanlage zugeleitet. Das erzeugte Biogas wird in einem Blockheizkraftwerk verwertet.
Beispiel 2
Der aus biogenen Stoffen einer Kläranlage 1 in einer Biogaserzeugungsanlage mit einem Fermenter (Faulturm) 2 erzeugte Gärrest I 3 wird zu einer Dekantierzentrifuge 4 gepumpt. Der nach der Dekantierzentrifuge 4 entstandene Dickstoff 5 wird als Dünger weiterverwendet. Die Flüssigphase 6 nach der Dekantierzentrifuge 4 wird in einen Inline Scherspalthomogenisator, der sich im Rohrreaktor 7 befindet, gepumpt und strömt mit 0,2 m/s in den Rohrreaktor 7. Der Inline Scherspalthomogenisator arbeitet mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 23 m/s. Die Flüssigphase ist dem Inline Scherspalthomogenisator 4 s ausgesetzt. Dabei wird in der Flüssigphase gelöstes Biogas in die Gasphase überführt aus dem Rohrreaktor der Gesamtbiogasausbeute zugeleitet. Nach dem Durchströmen des Rohrreaktors wird die so behandelte Flüssigphase in einen weiteren Fermenter 8 gepumpt und verbleibt dort für 1 Tag. Während dieser Zeit werden die vorhandenen biogenen Stoffe in Biogas 10 aus Kohlendioxid, Methan und in Spuren Ammoniak umgewandelt und ein zusätzlicher Anteil von 8% bezogen auf das gesamte bisher entstandene Biogasvolumen hergestellt, das ebenfalls die Gesamtbiogasausbeute steigert. Der verbleibende Gärrest II 9 wird dem Fermenter (Faulturm) der Biogaserzeugungsanlage zugeleitet.
Beispiel 3
Der aus biogenen Stoffen aus Deponieabwässern 1 in einer Biogaserzeugungsanlage mit einem Fermenter 2 erzeugte Gärrest I 3 wird gemäß Beispiel 2 zu einer Membranfilterpresse 4 gepumpt, dort einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen und in einen Rohrreaktor 7 gepumpt, der zuerst einen inline Scherspalthomogenisator mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 10 m/s und nachfolgend eine Ultraschallsonotrode mit einer Frequenz von 30 kHz enthält, und in dem Rohrreaktor für 5 s verweilt. Dabei wird das in der Flüssigphase gelöste Biogas in die Gasphase überführt, aus dem Rohrreaktor der Gesamtbiogasausbeute zugeleitet und ein zusätzlicher Anteil von 10% bezogen auf das gesamte bisher entstandene Biogasvolumen hergestellt, und die verbleibende Flüssigphase wird dem Fermenter 2 der Biogaserzeugungsanlage zur weiteren Biogaserzeugung zugeleitet.

1: Biogene Stoffe
2: Fermenter
3: Gärrest I
4: Fest-Flüssig-Trennung
5: Dickstoff
6: Flüssige Phase (Prozesswasser)
7: Rohrreaktor mit Ultraschallsonotrode oder Scherspalthomogenisator
8: Weiterer Fermenter
9: Gärrest II
10: Biogas

Claims

Verfahren zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas, bei dem der aus einer Biogaserzeugungsanlage mit mindestens einem Fermenter stammende Gärrest I einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird, nachfolgend die Flüssigphase von Gärrest I – einem Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen unterworfen und die entstehenden Produkte entweder dem oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem weiteren Fermenter zugeführt werden, wobei im Falle der Zuführung zu einem weiteren Fermenter der dort entstehende Gärrest II dem Hydrolyseverfahrensschritt und/oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem Endlager zugeführt werden, oder – einem weiteren Fermenter zugeleitet wird, der neben der Fermentation auch ein Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen realisiert, und der entstehende Gärrest II dem Hydrolyseverfahrensschritt und/oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem Endlager zugeführt werden, oder – einem weiteren Fermenter zugeführt wird und der entstehende Gärrest II mindestens teilweise einem Verfahren zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen unterworfen wird, und die Verfahrensprodukte dem weiteren Fermenter und/oder dem Hydrolyseverfahrensschritt und/oder den Fermentern der Biogaserzeugungsanlage und/oder einem Endlager zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als biogene Stoffe nachwachsende Rohstoffe, Klärschlämme, landwirtschaftliche Abwässer, Deponieabwässer, Abwässer aus Abfallbehandlungsanlagen, biogene Rest- oder Abfallstoffe aus der Lebensmittelindustrie und/oder der Landwirtschaft eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Gärrest I einer mechanischen Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Gärrest I in einer Schneckenpresse, Siebbandpresse, Dekantierzentrifuge, Membranfilterpresse, Kammerfilterpresse, Schwingsieb einer Fest-Flüssig-Trennung unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem mit einem Schwingsieb ein Trenngrad zwischen 30 μm und 3 mm, vorzugsweise 1 mm, realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigphase einer mechanischen Zerkleinerung und/oder einer Ultraschallbehandlung unterworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die mechanische Zerkleinerung durch ein Rotor-Stator-System, vorteilhafterweise Scherspalthomogenisatoren, durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem beim Rotor-Stator-System eine Umfangsgeschwindigkeit des Rotors zwischen 10 und 50 m/s realisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Ultraschallbehandlung mit einer Frequenz zwischen 16 und 1000 kHz durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Produkte des Verfahrensschrittes zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen einem weiteren, von der Biogaserzeugunganlage separaten, Fermenter zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Produkte in dem separaten Fermenter innerhalb von 6 h bis 5 Tagen in dem Fermenter einem biologischen Abbau unter anaeroben Bedingungen unterzogen werden.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Produkte nach dem weiteren Fermenter dem Hydrolyseverfahrensschritt der Biogaserzeugungsanlage zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Dickstoffe aus der Fest-Flüssig-Trennung einem Endlager zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigphasen zwischen 0.005 m/s bis 2 m/s realisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verfahren kontinuierlich betrieben wird.
Vorrichtung zur Behandlung biogener Stoffe zur Erzeugung von Biogas, bestehend aus Biogaserzeugungsanlage, mindestens einer Vorrichtung zur Fest-Flüssigtrennung von Gärresten einer Biogaserzeugungsanlage und einer Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Vorrichtung zur Fest-Flüssig-Trennung eine Schneckenpresse, Siebbandpresse, Dekantierzentrifuge, Membranfilterpresse, Kammerfilterpresse, Schwingsieb ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen eine mechanische Zerkleinerungsvorrichtung und/oder eine Ultraschallvorrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die mechanische Zerkleinerungsvorrichtung Scherspalthomogenisatoren oder Rührwerkskugelmühlen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, bei der die Ultraschallvorrichtung aus Sonotroden mit einer Leistung von 100 W bis 50 kW besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der ein weiterer, von der Biogaserzeugunganlage separater, Fermenter vorhanden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen in Reihe mit dem weiteren Fermenter angeordnet ist, oder in dem weiteren Fermenter angeordnet ist, oder nach dem weiteren Fermenter angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der im Falle der Anordnung der Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen nach dem weiteren Fermenter die Produkte der Vorrichtung zur Vergrößerung der Feststoffoberfläche und zur Entfernung von gelösten Gasen wieder vollständig dem weiteren Fermenter zugeführt sind.