DE102009024536A1 - Efficient operation of a biomass fermentation plant, comprises fermenting a fermentation substrate in a biogas plant and subsequently energetically utilizing the obtained biogases in a combined heat and power unit - Google Patents
Efficient operation of a biomass fermentation plant, comprises fermenting a fermentation substrate in a biogas plant and subsequently energetically utilizing the obtained biogases in a combined heat and power unit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009024536A1 DE102009024536A1 DE102009024536A DE102009024536A DE102009024536A1 DE 102009024536 A1 DE102009024536 A1 DE 102009024536A1 DE 102009024536 A DE102009024536 A DE 102009024536A DE 102009024536 A DE102009024536 A DE 102009024536A DE 102009024536 A1 DE102009024536 A1 DE 102009024536A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- biomass
- bioreactor
- fermentation
- plant
- biogas plant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P5/00—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons
- C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
- C12P5/023—Methane
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M43/00—Combinations of bioreactors or fermenters with other apparatus
- C12M43/08—Bioreactors or fermenters combined with devices or plants for production of electricity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum effizienten Betrieb von Biomasse-Vergärungsanlagen durch Verwertung der anfallenden Gärrückstände und den verbesserten Aufschluss der Gärsubstrate.The The invention relates to a method for the efficient operation of biomass fermentation plants Utilization of accumulating digestate and the improved digestion of the fermentation substrates.
Als Inputmaterial dienen pflanzliche und/oder tierische Stoffe, vorzugsweise wässrige Gärreste und Gärsubstrate, die zum Teil mit Schleimanteilen belastet sind und hohe Stickstoff- und Phosphatbelastungen aufweisen.When Input material serve herbal and / or animal substances, preferably aqueous fermentation residues and fermentation substrates, the are partially contaminated with slime particles and high nitrogen and phosphate loads.
Das Endprodukt ist eine Biomasse, die weitestgehend frei von pathogen wirkenden Mikroorganismen ist. Sie weist gegenüber dem Ausgangsmaterial reduzierte Ammonium- und Phosphatgehalte auf und verfügt über hohe Proteingehalte.The The end product is a biomass that is largely free of pathogens acting microorganisms. She points opposite to the Starting material reduced ammonium and phosphate contents on and has high protein content.
Das durch Phasentrennung entstehende Retentat wird zur Effizientsteigerung des Biogasreaktors oder zur Verbesserung des Substrataufschlusses eingesetzt.The By phase separation resulting retentate is used to increase efficiency the biogas reactor or to improve the substrate digestion used.
Somit wird erreicht, dass das Gesamtverfahren effizienter wird.Consequently it is achieved that the overall process becomes more efficient.
Rückstandswässer (Permeat) sind einleitefähig oder als Dünger in der Landwirtschaft verwendbar.residue water (Permeate) are dischargeable or fertilizer in suitable for agriculture.
Gärrückstände fallen vorwiegend in Vergärungsverfahren der Landwirtschaft, der Lebensmittelindustrie und der Abfallwirtschaft in großen Mengen an, wobei eine rückstandsfreie Verwertung bisher nicht gegeben ist.digestate fall predominantly in agricultural fermentation processes, the food industry and waste management in large Quantities, with a residue-free recovery not yet given is.
Stand der TechnikState of the art
In Anbetracht stetig steigender Energiepreise, der endlichen Verfügbarkeit fossiler Energieträger und der zunehmenden Knappheit von Rohstoffen sowie der Forderung nach Ressourcenschonung und Klimaschutz gewinnt die Nutzung regenerativer Energiequellen stetig an ökonomischer, ökologischer und gesellschaftspolitischer Relevanz.In Considering steadily rising energy prices, the finite availability fossil fuels and the increasing scarcity of Raw materials and the demand for resource conservation and climate protection the use of regenerative energy sources is steadily gaining in economic, ecological and socio-political relevance.
Die Energieerzeugung aus Biomasse nimmt dabei insofern eine energiepolitische Sonderstellung ein, als dass sie im Gegensatz zur Nutzung von Wind- und Sonnenenergie grundlastfähig ist.The Energy production from biomass thus takes an energy policy Special status, as opposed to the use of wind energy and solar energy is baseload.
Die Vergärung landwirtschaftlicher Produkte, Abfallstoffe sowie nachwachsender Rohstoffe mit dem Ziel der Erzeugung von Biogas und dessen direkte Nutzung zur Energieerzeugung in Blockheizkraftwerken, Brennstoffzellen und dgl. bzw. zur Substitution fossiler Rohstoffe, beispielsweise durch Aufbereitung zu Biomethan und Einspeisung in das Erdgasnetz, gewinnt daher zunehmend an Bedeutung.The Fermentation of agricultural products, waste materials as well renewable raw materials with the aim of producing biogas and its direct use for energy production in combined heat and power plants, Fuel cells and the like or for the substitution of fossil raw materials, for example, by treatment to biomethane and feed in The natural gas network is therefore becoming increasingly important.
Die begrenzte Verfügbarkeit von geeigneten Einsatzstoffen, insbesondere auch vor dem Hintergrund der Konkurrenz zwischen Nahrungsgüter- und Energiewirtschaft, bedingt die Notwendigkeit der stetigen Optimierung der Prozesse, nämlich der Maximierung des Gasertrages und der Steigerung des Methananteils, sowie der Erweiterung der Palette möglicher Einsatzstoffe. Die Zunahme der Anlagenzahl sowie insbesondere der Anlagengröße und -leistung und deren Konzentration an bestimmten Standorten stellt die Branche zudem vor neue Herausforderungen im Hinblick auf die Nutzung bzw. Entsorgung der anfallenden Abprodukte.The limited availability of suitable starting materials, especially against the background of competition between food commodity and energy industry, requires the need for continuous optimization of the processes, namely the maximization of the gas yield and the increase in methane content, as well as the expansion of the range of possible Feedstocks. The increase in the number of plants and in particular the Plant size and performance and their concentration At certain locations, the industry also faces new challenges with regard to the use or disposal of the resulting waste products.
Die Entsorgung der bei der Biogaserzeugung anfallenden Gärreste erfolgt bei dezentralen landwirtschaftlichen Biogasanlagen traditionell durch Ausbringen auf die Anbauflächen der Umgebung. Die Nährstoffgehalte sowie die vorliegenden Bindungsformen, die eine hohe Pflanzenverfügbarkeit gewährleisten, prädestinieren die Gärreste für eine derartige Anwendung. Nähr- und Kohlenstoffkreislauf werden dadurch nahezu geschlossen. Allerdings hat diese Vorgehensweise ökologische und zunehmend auch ökonomische Nachteile.The Disposal of fermentation residues from biogas production is traditional for decentralized agricultural biogas plants by spreading on the cultivated areas of the environment. The Nutrient contents as well as the present binding forms, which ensure high plant availability, predestine the digestate for such Application. Nutrient and carbon cycle are thereby almost closed. However, this approach has ecological and increasingly also economic disadvantages.
So wird bereits seit mehreren Jahren die Problematik der vermehrten Ammoniak-Emission diskutiert. Der durch den Abbau der organischen Säuren während des Gärprozesses bedingte Anstieg des pH-Wertes führt zu einer Verschiebung des Gleichgewichtes vom gelösten Ammonium-Stickstoff hin zum Ammoniak, der als Gas entweicht.So has been multiplying the problem of several years already Ammonia emission discussed. The by the degradation of the organic Acids caused during the fermentation process Increasing the pH leads to a shift in the equilibrium from dissolved ammonium nitrogen to ammonia, the escapes as gas.
Besagten Emissionen, muss mit speziellen Ausbringtechniken entgegengewirkt werden. Des Weiteren muss eine entsprechende Düngebedarfsermittlung erfolgen, die eine bedarfsgerechte Ausbringung der Nährstoffe sicherstellt und die Belastung von Gewässern durch den Austrag von Nährstoffen verhindert.said Emissions must be counteracted with special application techniques become. Furthermore, a corresponding fertilizer needs determination take place, the need-based application of nutrients ensures and the pollution of waters by the Preventing discharge of nutrients.
Als zusätzlich problematisch gilt der Eintrag unerwünschter Stoffe. Zu nennen sind dabei insbesondere Schwermetalle, häufig Kupfer und Zink, sowie infektiöse Keime, wie Salmonellen, Clostridien, phytopathogene Viren, oder auch keimfähige Unkrautsamen.When additionally problematic is the entry of unwanted Substances. In particular, heavy metals are common Copper and zinc, as well as infectious germs, such as salmonella, Clostridia, phytopathogenic viruses, or even germinable Weed seeds.
Die zeitliche Anpassung der Ausbringung an den Bedarf der landwirtschaftlichen Kulturen und die vorgeschriebene Reduktion der Emission von Klimagasen bedingt eine Lagerung der Gärreste, wobei eine Lagerkapazität von mindestens 6 Monaten empfohlen wird.The Temporal adjustment of the application to the needs of the agricultural sector Cultures and the prescribed reduction of greenhouse gas emissions requires a storage of digestate, with a storage capacity of at least 6 months is recommended.
In dem Zusammenhang ist besonders zu beachten, dass unbehandelte Gärreste häufig zu mehr als 90% aus Wasser bestehen.In In the context is particularly important to note that untreated fermentation residues often more than 90% water.
Erhebliche Probleme aus den vorgenannten Einschränkungen und Randbedingungen ergeben sich daher insbesondere für die zunehmende Anzahl größerer, industrieller Biogasanlagen.substantial Problems from the aforementioned restrictions and boundary conditions therefore arise in particular for the increasing number of larger, industrial biogas plants.
Einem Teil dieser Problematiken wird durch die Gärrestaufbereitung begegnet. Ziele sind die Reduzierung der Mengen und damit der Lagerungs- und Ausbringungskosten, weiterhin die Reduzierung der Umweltbelastungen, nämlich der Freisetzung klimarelevanter Gase etc., sowie die Abtrennung von Nährstoffen einschließlich deren Überführung in eine transport- und verkaufsfähige Form.a Part of these problems is the digestate treatment encountered. The goals are to reduce the quantities and thus the storage and application costs, continue to reduce the environmental impact, namely the release of climate-relevant gases, etc., as well including the separation of nutrients their transfer into a transportable and salable Shape.
Typischerweise einzeln oder auch in Kombination eingesetzte Verfahren sind die mechanische Separation, thermische Verfahren (Trocknung, Eindampfen) und Verfahren zur Behandlung flüssiger Phasen (Membranverfahren, aerobe Abwasserbehandlung).typically, individually or in combination used methods are the mechanical separation, thermal processes (drying, evaporation) and method for the treatment of liquid phases (membrane method, aerobic wastewater treatment).
Die genannten Verfahren sind mit teils aufwendiger Technik verbunden und können erhebliche Investitions- und Betriebskosten verursachen. Zudem führen einige der Verfahren, beispielsweise der Einsatz getrockneter Gärreste als Ersatzbrennstoff, zum Entzug von Roh- und Nährstoffen aus dem Stoffkreislauf.The These methods are associated with some expensive technology and can generate significant investment and operating costs cause. In addition, some of the procedures lead, for example the use of dried fermentation residues as substitute fuel, for Withdrawal of raw materials and nutrients from the material cycle.
In
einem Verfahren zur Aufbereitung organischer Reststoffe aus Biogasanlagen
nach
In
einem weiteren Verfahren zur Konversion von Biomasse zu Biogas in
anaeroben Fermentern nach
In
einem Verfahren zur Umwandlung von hochbelasteten stickstoffhaltigen
Wässern aus Vergärungsanlagen in protein- und
fetthaltige Biomasse auf mikrobieller Basis nach
Dieses der Erfindung am nächsten liegende Verfahren soll in Würdigung des übrigen relevanten Standes der Technik weiterentwickelt werden, und zwar mit Blick auf die Effizienzverbesserung der genannten Vergärungsverfahren in den einzelnen Industriezweigen und der Landwirtschaft. Die in den verschiedenen Vergärungsprozessen anfallenden ammoniumhaltigen Reststoffe sollen einer sinnvollen Verwertung zugeführt werden. Die problembehaftete Entsorgung, beispielsweise durch Deponieren, Verdünnen, Strippen oder Verbrennen, würde damit weitestgehend entfallen.This The invention closest to the invention is in appreciation the rest of the relevant prior art further developed with a view to improving the efficiency of the above-mentioned Fermentation processes in each industry and agriculture. The in the different fermentation processes accumulating ammonium-containing residues are intended for meaningful recovery be supplied. The problematic disposal, for example by landfilling, diluting, stripping or burning, would be largely eliminated.
Aufgabenstellungtask
Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur aeroben Behandlung von stark ammoniumhaltigen Gärrückständen und Gärsubstraten unter Einsatz von Mikroorganismenpopulationen, die auf Grund ihrer Fähigkeit, Ammonium bei zusätzlicher Gabe von externen Kohlenstoffquellen geeignet sind, heterotroph zu assimilieren. Wesentliche Ziele sind die Verkürzung der Gesamtprozesses, die Erhöhung des Methangehaltes im Biogas und die Reduzierung der Gärsubstratmenge.task The invention is the development of a method for aerobic treatment of strongly ammonium-containing fermentation residues and fermentation substrates using microorganism populations, the due to their ability to add ammonium at additional Administration of external carbon sources are heterotrophic to assimilate. The main goals are shortening the overall process, increasing the methane content in the Biogas and the reduction of fermentation substrate amount.
Die Gärrückstände bzw. Gärsubstrate weisen hohe Restkohlenstoffgehalte auf und/oder sie sind durch ihre problematische Zusammensetzung und Konsistenz gekennzeichnet, zum Beispiel durch einen hohen Wasseranteil, einen hohem Anteil an kolloidal gelösten Stoffen oder hohe Gehalte an Restgasen bzw. strippbaren Verbindungen, vor allem Ammoniak.The Fermentation residues or fermentation substrates have high residual carbon contents and / or they are by their problematic composition and consistency characterized, for Example by a high water content, a high proportion of colloidal dissolved substances or high levels of residual gases or strippbaren Compounds, especially ammonia.
Somit sollen biogene Reststoffe, die im Überschuss anfallen und/oder nicht oder kaum sinnvoll anderweitig verwertet werden können, verarbeitbar sein. Es handelt sich beispielsweise um Reststoffe aus der Lebensmittelverarbeitung, der Futtermittelherstellung oder der Herstellung alternativer Kraftstoffe.Consequently biogenic residues, which are produced in excess and / or can not be used otherwise, or barely meaningfully, be processable. These are, for example, residues food processing, feed production or the Production of alternative fuels.
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Die erfinderische Aufgabe ist mit den im Patentanspruch 1 angegeben Merkmalen gelöst worden. Die untergeordneten Ansprüche enthalten zweckmäßige Ausgestaltungen.The inventive task is specified with the in claim 1 Characteristics have been solved. The subordinate claims contain expedient embodiments.
Bekannte Verfahren zur Vergärung von Gärsubstrat beinhalten üblicherweise die apparativen Bestandteile Mischbehandlung und Hydrolyse, Vergärung in Biogasanlagen und energetische Nutzung des Biogases, zum Beispiel in einem Blockheizkraftwerk.Known Methods of fermentation of fermentation substrate usually include the technical components mixing treatment and hydrolysis, fermentation in biogas plants and energetic use of biogas, for example in a combined heat and power plant.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, das eine Kohlenstoffquelle beinhaltende Gärsubstrat, weiterhin Luftsauerstoff und Mikroorganismen unter Hinzufügung von Wärme, einem ersten Bioreaktor zur aeroben Behandlung und Hydrolyse zuzuführen. Als Kohlenstoffquelle eignen sich Reststoffe aus der Lebensmittel- bzw. Futtermittelherstellung, weiterhin solche aus landwirtschaftlichen Betrieben, von Produzenten alternativer Kraftstoffe, von Abfallentsorgern etc..According to the invention proposed, the carbon source-containing fermentation substrate, further Atmospheric oxygen and microorganisms with the addition of Heat, a first bioreactor for aerobic treatment and To supply hydrolysis. As a carbon source are suitable Residues from the food or feed production, such from farms, from producers of alternative Fuels, from waste collectors etc ..
Wärme wird sinnvollerweise vom Blockheizkraftwerk oder einer Brennstoffzelle zur Verfügung gestellt wird.warmth makes sense from the cogeneration plant or a fuel cell is made available.
Durch die stattfindende Hydrolysereaktionen erhöht sich der Protein- und Fettgehalt des Gärsubstrats. Das gewonnene vorbehandelte Gärsubstrat gärt anschließend in einer Biogasanlage, und zwar im ein- oder zweistufigen Verfahren unter beschleunigter und erhöhter Methangasbildung.By the hydrolysis reactions taking place increase the protein and fat content of the fermentation substrate. The recovered pretreated Fermentation substrate then fermented in a Biogas plant, in one or two stages under accelerated and increased methane gas formation.
Das entstehende Biogas wird in der Regel einem Blockheizkraftwerk oder einer Brennstoffzelle zugeführt und dort in Elektroenergie und Wärme umgewandelt, wobei die Wärme, wie bereits erwähnt, dem ersten Bioreaktor zugeführt wird. Weiterhin steht sie nachgeschalteten Verfahrensschritten zur Verfügung.The biogas is usually a cogeneration plant or fed to a fuel cell and there in electrical energy and heat, with the heat, as already mentioned, is supplied to the first bioreactor. Furthermore, it is available downstream process steps.
In der Biogasanlage bleibt ein Gärrest zurück, der Schleimbestandteile, Stickstoff- und Phosphatanteile in relativ hohen Dosen und pathogen wirkende Mikroorganismen enthält.In the biogas plant remains a fermentation residue, the Mucus components, nitrogen and phosphate in relative high doses and pathogenic microorganisms.
Nach dem Ausschleusen aus der Biogasanlage wird dieser Gärrest einem weiteren nachgeschalteten zweiten Bioreaktor zur aeroben Behandlung als Inputmaterial zugeführt und dort unter Wärmeeinwirkung weiterverarbeitet. Die Wärme stammt aus dem Blockheizkraftwerk bzw. der Brennstoffzelle.To the discharge from the biogas plant is this digestate another downstream second bioreactor for aerobic treatment fed as input material and there under the action of heat further processed. The heat comes from the combined heat and power plant or the fuel cell.
Weiterhin werden Luftsauerstoff und eine Kohlenstoffquelle als Zuschlagkomponenten zugesetzt. Die Kohlenstoffquellen können die gleichen wie im Hauptverfahren sein.Farther are atmospheric oxygen and a carbon source as aggregate components added. The carbon sources can be the same as in the Be the main method.
Durch die Zuschlagstoffe bilden sich unter aeroben Bedingungen verstärkt probiotisch und weitestgehend antitoxisch wirkende Mikroorganismen. Diese neutralisieren die ursprünglich enthaltenen pathogen wirkenden Mikroorganismen. Weiterhin lösen sich die Schleimanteile auf. Das genannte Inputmaterial wird bei Abbau von Ammonium und Phosphat in eine protein- und fetthaltige Biomasse umgewandelt.By the aggregates form reinforced under aerobic conditions probiotic and largely antitoxic acting microorganisms. These neutralize the originally contained pathogens Microorganisms. Furthermore, the mucus components dissolve on. The mentioned input material is used in the decomposition of ammonium and Phosphate converted into proteinaceous and fatty biomass.
Diese Biomasse wird in einem weiteren Verfahrensschritt einer Biomasseabtrennung unterzogen. Geeignete Mittel dafür sind die Mikrofiltration, Sedimentation und Elektrokoagulation. Das bei der Mikrofiltration entstehende Permeat wird anschließend wieder dem zweiten Bioreaktor zugeführt oder ausgeschleust.These Biomass is in a further step of biomass separation subjected. Suitable means for this are microfiltration, sedimentation and electrocoagulation. The result of microfiltration Permeate is then returned to the second bioreactor fed or discharged.
Weitere Produkte aus der Biomasseabtrennung sind eine wässrige Restphase und eine stark bakterienhaltige Biomasse. Während die wässrige Restphase in Abhängigkeit von ihrer Zusammensetzung und ihrem Nährstoffgehalt in Vorfluter einleitbar ist oder von landwirtschaftlichen Betrieben genutzt werden kann, steht die Biomasse als Eingangsstoff dem ersten Bioreaktor und/oder der Biogasanlage zur Verfügung.Further Products from the biomass separation are an aqueous Residual phase and a strong bacterial biomass. While the aqueous residual phase depending on their Composition and its nutrient content in receiving waters can be introduced or used by agricultural enterprises can, is the biomass as input material of the first bioreactor and / or the biogas plant available.
Die Bakterienbiomasse kann in einem Separator oder einem Dekanter weiter aufkonzentriert werden. Die dabei entstehende Flüssigphase wird wie die wässrige Restphase aus der Biomasseabtrennung verwendet. Die aufkonzentrierte Bakterienbiomasse dient als Eingangsmaterial für die Biogasanlage.The Bacterial biomass can continue in a separator or decanter be concentrated. The resulting liquid phase becomes like the aqueous residual phase from the biomass separation used. The concentrated bacterial biomass serves as input material for the biogas plant.
Die erfindungsgemäß gewonnene Bakterienbiomasse und die aufkonzentrierte Bakterienbiomasse verbessern somit die Ausgangsbedingungen für die Reaktionen im ersten Bioreaktor und in der Biogasanlage. Die Effizienz des Gesamtprozesses erhöht sich merklich.The According to the invention obtained bacterial biomass and the concentrated bacterial biomass thus improve the initial conditions for the reactions in the first bioreactor and in the biogas plant. The efficiency of the overall process increases noticeably.
Ausführungsbeispielembodiment
Die
Erfindung wird nachfolgend an Hand eines Blockschaltbildes (
Die
Gärsubstrate
Durch
einen intensiven Mischprozess und die stattfindenden Hydrolysereaktionen
erhöht sich der Protein- und Fettgehalt der Mischung. Den
Bioreaktor B verlässt ein vorbehandeltes Gärsubstrat
Gemeinsam
mit dem bereits erwähnten Gärsubstrat
Das
entstehende Biogas
In
der Biogasanlage A bleibt ein Gärrest
Im Bioreaktor D bilden sich unter aeroben Bedingungen verstärkt probiotisch und antitoxisch wirkende Mikroorganismen. Diese neutralisieren die ursprünglich enthaltenen pathogen wirkenden Mikroorganismen weitestgehend. Weiterhin lösen sich die Schleimanteile auf.in the Bioreactor D form reinforced under aerobic conditions probiotic and anti-toxic microorganisms. Neutralize these the originally contained pathogenic microorganisms much as possible. Furthermore, the mucus components dissolve on.
Den Bioreaktor D verlässt eine protein- und fetthaltige Biomasse.The Bioreactor D leaves a proteinaceous and fatty biomass.
Es
schließt sich eine weitere Verarbeitungsstufe an, nämlich
eine Biomasseabtrennung E. Dafür sind die Mikrofiltration,
Sedimentation und Elektrokoagulation nutzbar. Das bei der Mikrofiltration
entstehende Permeat
Weitere
Produkte aus der Biomasseabtrennung E sind eine wässrige
Restphase
Optional
kann die Biomasse
- 11
- Gärsubstrat,fermentation substrate,
- 22
- Luftsauerstoff,Atmospheric oxygen,
- 33
- Wärmeenergie,Thermal energy,
- 44
- vorbehandeltes Gärsubstrat,pretreated fermentation substrate,
- 55
- Biogas,biogas,
- 66
- Gärrest,digestate
- 77
- biogene Reststoffe,biogenic Residues,
- 88th
- Permeat,permeate
- 99
- wässrige Restphase,aqueous Residual phase,
- 1010
- Biomasse,biomass,
- 1111
- Flüssigphase,Liquid phase,
- 1212
- aufkonzentrierte Bakterienbiomasse,concentrated Bacterial biomass,
- AA
- Biogasanlage,Biogas plant,
- BB
- Bioreaktor,bioreactor
- CC
- Blockheizkraftwerk,CHP,
- DD
- Bioreaktor,bioreactor
- Ee
- Biomasseabtrennung,Biomass separation,
- FF
- Aufkonzentration.Concentration.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 102007004892 [0022] - DE 102007004892 [0022]
- - DE 102007037202 [0023] - DE 102007037202 [0023]
- - DE 102008045214 [0024] - DE 102008045214 [0024]
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009024536A DE102009024536A1 (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Efficient operation of a biomass fermentation plant, comprises fermenting a fermentation substrate in a biogas plant and subsequently energetically utilizing the obtained biogases in a combined heat and power unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102009024536A DE102009024536A1 (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Efficient operation of a biomass fermentation plant, comprises fermenting a fermentation substrate in a biogas plant and subsequently energetically utilizing the obtained biogases in a combined heat and power unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009024536A1 true DE102009024536A1 (en) | 2010-12-16 |
Family
ID=43069747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102009024536A Withdrawn DE102009024536A1 (en) | 2009-06-10 | 2009-06-10 | Efficient operation of a biomass fermentation plant, comprises fermenting a fermentation substrate in a biogas plant and subsequently energetically utilizing the obtained biogases in a combined heat and power unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102009024536A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011018912A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Technische Universität Braunschweig Carolo-Wilhelmina | Process for biogas production and biogas plant |
WO2013001368A2 (en) | 2011-06-26 | 2013-01-03 | Wabio Technologie Gmbh | Method for the preparation of organic fertilizers having a high nutrient concentration, and arrangement for carrying out said method |
DE102012012878A1 (en) | 2012-06-28 | 2014-01-02 | WABIO Technologie GmbH Entwicklungszentrum Neukirchen | Obtaining organic fertilizer, comprises e.g. withdrawing a liquid phase of ammonium and hydrogen sulfide dissolved in an expeller, and dissolving resulting gaseous nitrogen and sulfur compounds in the downstream of fume scrubbers |
DE102014212827A1 (en) | 2014-07-02 | 2016-01-07 | TIEBECK GmbH & Co. KG | Method and device for mechanical ammonia stripping in a biogas plant - "Mechanical stripping" |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007004892A1 (en) | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Reinhart von Dr.-Ing. Nordenskjöld | Process and device for the treatment of organic residues from biogas plants |
DE102007037202A1 (en) | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for the conversion of biomass to biogas in anaerobic fermenters |
DE102008045214A1 (en) | 2007-11-10 | 2009-05-14 | Leipziger Technologie Service Gmbh | Conversion of highly charged nitrogen containing water into protein- and fat containing biomass, comprises converting energy depleted water with high nitrogen concentration into protein containing biomass by aerobic assimilation |
-
2009
- 2009-06-10 DE DE102009024536A patent/DE102009024536A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007004892A1 (en) | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Reinhart von Dr.-Ing. Nordenskjöld | Process and device for the treatment of organic residues from biogas plants |
DE102007037202A1 (en) | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Process for the conversion of biomass to biogas in anaerobic fermenters |
DE102008045214A1 (en) | 2007-11-10 | 2009-05-14 | Leipziger Technologie Service Gmbh | Conversion of highly charged nitrogen containing water into protein- and fat containing biomass, comprises converting energy depleted water with high nitrogen concentration into protein containing biomass by aerobic assimilation |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011018912A1 (en) * | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Technische Universität Braunschweig Carolo-Wilhelmina | Process for biogas production and biogas plant |
WO2013001368A2 (en) | 2011-06-26 | 2013-01-03 | Wabio Technologie Gmbh | Method for the preparation of organic fertilizers having a high nutrient concentration, and arrangement for carrying out said method |
DE102012012878A1 (en) | 2012-06-28 | 2014-01-02 | WABIO Technologie GmbH Entwicklungszentrum Neukirchen | Obtaining organic fertilizer, comprises e.g. withdrawing a liquid phase of ammonium and hydrogen sulfide dissolved in an expeller, and dissolving resulting gaseous nitrogen and sulfur compounds in the downstream of fume scrubbers |
DE102014212827A1 (en) | 2014-07-02 | 2016-01-07 | TIEBECK GmbH & Co. KG | Method and device for mechanical ammonia stripping in a biogas plant - "Mechanical stripping" |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1929024B1 (en) | Process for the production of biogas employing a substrate having a high solids and high nitrogen content | |
EP1473279A1 (en) | Apparatus and process for the anaerobic digestion of biomass and production of biogas | |
DE102016014103B4 (en) | Process for the recycling of industrial and agricultural biomass and biogenic waste | |
EP2183374A2 (en) | Method for the conversion of biomass from renewable raw materials in anaerobic fermenters | |
EP1931607A1 (en) | Method and device for producing fertilizer shaped bodies from fermentation remnants from biogas plants | |
DE102009051588A1 (en) | Algae culture methods | |
DE102011108462A1 (en) | Process for the production of biogas from predominantly animal excreta | |
US11884565B2 (en) | Process for the production of bio-oil and biogas from biomass | |
DE102005012367A1 (en) | Two-stage fermentation process and assembly to generate hydrogen and methane from biological residues | |
DE19721280C2 (en) | Method and device for the photobiological separation of gas mixtures containing carbon dioxide and methane | |
Marafon et al. | Use of sugarcane vinasse to biogas, bioenergy, and biofertilizer production | |
EP2352835A1 (en) | Clostridium sporospaeroides for the treatment of biomass | |
DE102012109821A1 (en) | Producing biogas, by providing a solid fermenter for fermenting organic solids and a liquid fermenter, adding percolate to percolation of organic solids in solid and liquid fermenters, applying percolate on organic solids in solid fermeter | |
DE102017000576A1 (en) | Biological process and plant for the production of methane | |
DE102009024536A1 (en) | Efficient operation of a biomass fermentation plant, comprises fermenting a fermentation substrate in a biogas plant and subsequently energetically utilizing the obtained biogases in a combined heat and power unit | |
WO2011145316A1 (en) | Organic waste resource recovery method using duckweed | |
DE102014001912A1 (en) | Process for the material and energetic utilization of biogenic residues of bioethanol recovery plants and arrangement for carrying out the process | |
DE10020832B4 (en) | Process for generating energy from organic waste | |
WO2017121422A1 (en) | Process for material and energy recovery of liquid and finely divided residues from palm oil extraction | |
DE102018009592A1 (en) | Process for resource optimization of biological wastewater treatment | |
WO2010100224A1 (en) | Method and device for sustainably producing energy and at least one base material | |
DE102006035213B4 (en) | Apparatus and method for the combined production of hydrogen and methane by fermentation of biological input materials | |
EP3066205B1 (en) | Process for producing biogas comprising a reduction of ammonium concentration by anammox | |
DE102005050927A1 (en) | Production of biogas in aqueous medium comprises fermenting a basic material, adding additive for the growth of the microorganism, purifying and submitting the process water to volume reduction, and recirculating the process water | |
EP2090660A1 (en) | Process for the preparation of biogas involving the addition of Carbokalk |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: WERNER KRAFT, DE Representative=s name: WERNER KRAFT, 04600 ALTENBURG, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: LTS LEIPZIGER TECHNOLOGIE SERVICE GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: LTS LEIPZIGER TECHNOLOGIE SERVICE GMBH, 04316 LEIPZIG, DE Effective date: 20120328 |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: KRAFT, WERNER, DIPL.-ING. (FH), DE Effective date: 20120328 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140101 |