DE102016105937B4 - Injection of liquid organic biomass for solid-state fermentation - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter, in welchem auf die stapelbare Biomasse Perkolat aufgebracht wird, um in einem Vergärprozess Biogas zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die stapelbare Biomasse zusätzlich Flüssigbiomasse aufgebracht wird.Process for the production of biogas in a solid-state fermenter in which percolate is applied to the stackable biomass in order to produce biogas in a fermentation process, characterized in that liquid biomass is additionally applied to the stackable biomass.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas aus organischen Feststoffen, bevorzugt aus stapelbarer Biomasse.The present invention relates to a method and a device for producing biogas from organic solids, preferably from stackable biomass.

Stand der TechnikState of the art

Es ist bekannt, organische Feststoffe und insbesondere stapelbare Biomasse in so genannten Feststofffermentern (garagenartige Fermenterboxen) zu vergären, um hieraus Biogas zu gewinnen.It is known to ferment organic solids and in particular stackable biomass in so-called solid fermenters (garage-like fermenter boxes) in order to obtain biogas therefrom.

Das Biogas wird nachfolgend üblicherweise zur Wärmeerzeugung und/oder über Blockheizkraftwerke zur gekoppelten Strom- und Wärmegewinnung verwertet. Nach einer Aufreinigung kann das Biogas auch als Biomethan vertrieben werden und kann beispielsweise in das Erdgasnetz eingespeist oder zum Betrieb von Fahrzeugen verwendet werden.Subsequently, the biogas is usually used for heat generation and / or combined heat and power plants for the coupled generation of electricity and heat. After purification, the biogas can also be sold as biomethane and can for example be fed into the natural gas grid or used for the operation of vehicles.

In der bekannten Feststofffermentation werden die organischen Feststoffe in einen Feststofffermenter eingebracht und dann periodisch mit einem Perkolatstrom beaufschlagt. Das durch die stapelbare Biomasse gebildete Feststoffbett hindurchgerieselte Perkolat wird üblicherweise am Boden des Feststofffermenters gesammelt, in einem Kreislauf geführt und dann wieder über der stapelbaren Biomasse in dem jeweiligen oder einem anderen Feststofffermenter verrieselt. Der Perkolatstrom wird von der Decke des Feststofffermenters aus auf die Biomasse aufgebracht, um den Gärprozess zu starten und danach in Gang zu halten.In the known solid-state fermentation, the organic solids are introduced into a solid-fermenter and then periodically charged with a percolate stream. The percolate drizzled through the solid bed formed by the stackable biomass is usually collected at the bottom of the solid-fermentor, circulated, and then trickled over the stackable biomass in the respective or another solid-fermentor. The percolate stream is applied to the biomass from the top of the solids fermenter to start the fermentation process and then keep it going.

Der Feststofffermenter ist üblicherweise garagenartig ausgebildet und weist gasdichte Wände, Decke und Boden auf, welche häufig aus Beton gegossen sind, sowie ein gasdichtes Tor. Auf diese Weise wird eine anaerobe Vergärung der Biomasse möglich. Das Biogas wird üblicherweise über entsprechende Leitungsvorrichtungen aus den Feststofffermentern abgezogen. Durch das Tor kann der Feststofffermenter mit den organischen Feststoffen beladen werden.The Feststofffermenter is usually designed like a garage and has gas-tight walls, ceiling and floor, which are often poured concrete, and a gas-tight gate. In this way, anaerobic digestion of the biomass is possible. The biogas is usually withdrawn via corresponding line devices from the solid fermenters. Through the gate, the solid fermenter can be loaded with the organic solids.

Nachdem der Vergärprozess einer Beladung eines Feststofffermenters mit organischen Feststoffen abgeschlossen ist, also ungefähr nach 3-5 Wochen, wird der Gärrest durch das Tor aus dem entsprechenden Feststofffermenter ausgetragen.After the fermentation process of loading a solids fermenter with organic solids is completed, ie after about 3-5 weeks, the digestate is discharged through the gate from the corresponding Feststofffermenter.

In den bekannten Verfahren werden die organischen Feststoffe in einem anaeroben Milieu im Feststofffermenter vergoren, wobei die entsprechend benötigten Mikroorganismen unter anderem mittels des aufgerieselten Perkolats zugeführt werden. Die organischen Feststoffe werden entsprechend durch das Perkolat „geimpft“. Im Feststofffermenter werden die organischen Feststoffe dann unter Bildung von Biogas vergoren.In the known methods, the organic solids are fermented in an anaerobic environment in the solid fermenter, wherein the correspondingly required microorganisms are supplied inter alia by means of the drizzled percolate. The organic solids are correspondingly "inoculated" by the percolate. In the solid fermenter, the organic solids are then fermented to form biogas.

Entsprechend kann der herkömmliche Vergärungsprozess in die folgenden vier Stufen unterteilt werden: In der ersten Stufe, der Hydrolyse, werden die in der organischen Biomasse vorhandenen Biomoleküle durch Reaktion mit Wasser in Bruchstücke gespalten, wobei Wasserstoff und CO2 freigesetzt wird. In der zweiten Stufe, der Acidogenese, werden die bei der Hydrolyse entstandenen Bruchstücke einerseits in niedere Fettsäuren und/oder Karbonsäuren wie z.B. Buttersäure oder Propionsäure, andererseits in niedere Alkohole wie z.B. Ethanol, umgesetzt. In der dritten Stufe, der Acetogenese, werden die während der Hydrolyse und Acidogenese gebildeten niederen Fettsäuren und/oder Karbonsäuren sowie die niederen Alkohole durch acetogene Mikroorganismen primär zu Essigsäure, beziehungsweise zu dessen gelöstem Salz, dem Acetat, umgesetzt. In der vierten Stufe, der Methanogenese, wird auf der einen Seite Essigsäure durch Essigsäure-spaltende Methanbildner in Methan und Kohlenstoffdioxid umgewandelt und auf der anderen Seite entsteht Methan aus Wasserstoff und CO2 durch eine andere Gruppe von Methanbildnern. Das aus diesem Prozess entstehende Biogas setzt sich zum großen Teil aus Methan zusammen. Es handelt sich entsprechend um ein energiereiches Gas, welches unter den anoxischen Bedingungen aus den organischen Feststoffen durch Vergärung entsteht.Accordingly, the conventional fermentation process can be divided into the following four stages: In the first stage, hydrolysis, the biomolecules present in the organic biomass are broken into fragments by reaction with water, releasing hydrogen and CO 2 . In the second step, acidogenesis, the fragments formed in the hydrolysis are reacted on the one hand into lower fatty acids and / or carboxylic acids such as butyric acid or propionic acid, on the other hand into lower alcohols such as ethanol. In the third stage, acetogenesis, the lower fatty acids and / or carboxylic acids formed during the hydrolysis and acidogenesis and the lower alcohols are converted by acetogenic microorganisms primarily to acetic acid, or to its dissolved salt, the acetate. In the fourth stage, methanogenesis, on the one hand, acetic acid is converted to methane and carbon dioxide by acetic acid-splitting methanogens, and on the other hand methane of hydrogen and CO 2 is produced by another group of methanogens. The biogas resulting from this process is largely made up of methane. Accordingly, it is a high-energy gas, which is formed under the anoxic conditions from the organic solids by fermentation.

Aus der DE 10 2005 029 306 B4 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Feststofffermenteranlage sowie eine Vorrichtung hierzu bekannt. Gemäß der Lehre dieses Dokuments wird der Perkolatstrom für jeden vorgesehenen Feststofffermenter so gesteuert, dass die in den Feststofffermentern entstehende Säure mit dem Perkolatstrom so weit ausgeschwemmt wird, dass keine Versäuerung der in dem Feststofffermenter gelagerten Biomasse eintritt und gleichzeitig der Perkolatstrom eine solche Beladung an Mikroorganismen aufweist, dass er zum Starten der Fermentation in einem neu angesetzten Feststofffermenter einsetzbar ist. Dabei wird sowohl den aktiven Feststofffermentern als auch einem kontinuierlich arbeitenden Regenerationsfermenter für das Perkolat, welcher als Perkolatbehälter dient, Biogas entnommen.From the DE 10 2005 029 306 B4 a method for operating a Feststofffermenteranlage and a device for this purpose is known. According to the teaching of this document, the percolate flow for each intended solid fermenter is controlled so that the acid formed in the solid fermenters is flushed out with the percolate stream so that no acidification of the biomass stored in the solid fermenter occurs and at the same time the percolate flow has such a loading of microorganisms in that it can be used for starting the fermentation in a newly prepared solid-fermenter. In this case, biogas is taken from both the active solids fermenter and a continuously operating regeneration fermenter for the percolate, which serves as a percolate container.

Aus der WO 02/06439 A2 ist ein Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse und eine Biogasanlage zum Erzeugen von thermischer, elektrischer oder mechanischer Energie aus Biomasse mit einem entsprechenden Bioreaktor bekannt. In dieser Anmeldung wird beschrieben, dass die aus den als Boxenfermenter ausgebildeten Biogasreaktoren austretende Sickersäfte bezüglich ihres pH-Werts, ihres Nährstoffgehaltes und anderer wichtiger Parameter vermessen werden. Den Sickersäften werden dann Zusatzstoffe beigefügt und die derart aufbereiteten Sickersäfte werden als Perkolat verwendet.From the WO 02/06439 A2 For example, a bioreactor for methanization of biomass and a biogas plant for generating thermal, electrical or mechanical energy from biomass with a corresponding bioreactor is known. In this application, it is described that the leaking from the formed as a pit fermenter biogas reactors seepage with respect to their pH, their Nutrient content and other important parameters. Additives are then added to the seepage fluids and the seepage fluids processed in this way are used as percolate.

Der Ablauf der verschiedenen Phasen in der Biogasproduktion hat zur Folge, dass die Erzeugung von Biogas gerade am Anfang beziehungsweise nach einer Neubefüllung des Fermenters mit stapelbarer Biomasse eine gewisse Anlaufzeit benötigt, um einen für eine weitere Anwendung ausreichenden Biogasstrom beziehungsweise Methanstrom bereitzustellen. Während dieser Phase steigt die Gasproduktion nur langsam und der Methangehalt ist gering. Weiterhin nimmt die Biogasproduktionsrate am Ende der Fermentierung unter anderem durch die erfolgte Zersetzung in der Regel ab, wobei der Methangehalt jedoch oft hoch ist.The sequence of the various phases in the biogas production has the consequence that the production of biogas just at the beginning or after a refilling of the fermenter with stackable biomass requires a certain start-up time to provide sufficient for a further application biogas stream or methane stream. During this phase, the gas production increases only slowly and the methane content is low. Furthermore, the biogas production rate at the end of the fermentation usually decreases, inter alia, due to the decomposition, but the methane content is often high.

Entsprechend nimmt der Verlauf der Biogasproduktion in etwa den Verlauf einer Gaußschen Normalverteilung (Glockenkurve) an. Während der Anfangs- und Endphasen ist die geringe Produktion und Qualität von Biogas für weitere Verwertung beziehungsweise Anwendung oft unzureichend und beeinträchtigt die Qualität des Biogasstromes der gesamten Biogasanlage, welche üblicherweise mehrere zusammengeschaltete Fermenterboxen aufweist, die jeweils in unterschiedlichen Phasen des Vergärvorgangs betrieben werden. Entsprechend wird das in den betreffenden Feststofffermentern in den Anfangs- und Endphasen erzeugte Biogas oft als Schwachgas in die Atmosphäre abgelassen oder über einen Fackel mit Stützgas verbrannt. Folglich kann durch den ineffizienten Ablauf eine unerwünschte Ausfallzeit des Feststofffermenters entstehen, welche mit hohen Kosten verbunden sein kann.Correspondingly, the course of biogas production approximates the course of a Gaussian normal distribution (bell curve). During the initial and final phases, the low production and quality of biogas for further utilization or application is often insufficient and affects the quality of the biogas stream of the entire biogas plant, which usually has several interconnected fermenter boxes, which are each operated in different stages of the fermentation process. Accordingly, the biogas produced in the respective solid fermenters in the initial and final phases is often discharged as a lean gas into the atmosphere or burned by a torch with supporting gas. Consequently, due to the inefficient process, an undesirable downtime of the solid-fermenter can occur, which can be associated with high costs.

Weiterhin stellt sich bei herkömmlichen Verfahren und Fermentern das Problem, dass diese nicht nur für eine bestimmte Menge, sondern auch eine bestimmte Art von Biomasse vorgesehen sind. Beispielsweise wird in Feststofffermentern ausschließlich stapelbare Biomasse verwertet, wobei Flüssigfermentern bevorzugt Flüssigbiomasse, beziehungsweise Biomasse mit einem hohen Abbaugrad (z.B. Maissilage und Speisereste) zugeführt wird. Für Flüssigbiomasse ist zudem eine dauerhafte Vermischung mit großem Volumen von unter anderem Perkolat (beziehungsweise flüssigem Gärmedium eines Flüssigfermenters) erforderlich, um eine ausreichende Effizienz der Biogaserzeugung zu gewährleisten. Entsprechend werden beide Verfahren (Flüssigfermentation und Feststofffermentation) getrennt voneinander und in entsprechenden spezialisierten Fermentern durchgeführt. Wenn allerdings nur eine geringe Menge Flüssigbiomasse vorhanden ist, ist der Aufwand zur Bereitstellung eines eigenen Flüssigfermenters zu hoch. Folglich wird in solchen Fällen die vorhandene Flüssigbiomasse schlicht entsorgt oder auf Agrarflächen verteilt.Furthermore, in conventional processes and fermenters there is the problem that they are not only intended for a certain amount, but also a certain type of biomass. For example, in solid fermenters exclusively stackable biomass is utilized, with liquid fermenters preferably being supplied to liquid biomass or biomass having a high degree of degradation (for example corn silage and food particles). For liquid biomass is also a permanent mixing with large volume of, inter alia percolate (or liquid fermentation medium of a liquid fermenter) required to ensure sufficient efficiency of biogas production. Accordingly, both processes (liquid fermentation and solid-state fermentation) are carried out separately and in dedicated specialized fermenters. However, if only a small amount of liquid biomass is present, the cost of providing its own liquid fermenter is too high. Consequently, in such cases, the existing liquid biomass is simply disposed of or distributed to agricultural land.

Aus beiden Verfahren können sich somit eine geringe Effizienz der Biogaserzeugung und gleichzeitig eine hohe Umweltbelastung ergeben. Entsprechend besteht ein Bedarf, die Verwertung von Biomasse effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten, insbesondere um Schwankungen des Biogasvolumens und/oder Methangehalts auszugleichen und einen relativ konstanten Biogasvolumenstrom bei relativ konstantem Methangehalt zu gewährleisten.Both methods can thus result in a low efficiency of biogas production and at the same time a high environmental impact. Accordingly, there is a need to make the utilization of biomass more efficient and environmentally friendly, in particular to compensate for fluctuations in the biogas volume and / or methane content and to ensure a relatively constant biogas volume flow at relatively constant methane content.

Die DE 10 2013 102 642 A1 zeigt ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas, wobei eine Feststofffermenterkammer zur Vergärung stapelbarer Biomasse vorgesehen ist, wobei Perkolat wiederholt auf die stapelbare Biomasse in der Feststofffermenterkammer aufgebracht wird und das Perkolat aus dem Gärsubstrat einer Flüssigfermentationsanlage erzeugt wird.The DE 10 2013 102 642 A1 shows a method for the production of biogas, wherein a solid fermenter chamber is provided for the fermentation of stackable biomass, wherein percolate is repeatedly applied to the stackable biomass in the solid fermentation chamber and the percolate is produced from the fermentation substrate of a Flüssigfermentationsanlage.

Die DE 10 2012 109 821 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Biogas, wobei mindestens ein Feststofffermenter zur Vergärung organischer Stoffe und mindestens ein Perkolattank vorgesehen ist, wobei Perkolat aus dem Feststofffermenter abgeführt, dem Perkolattank zugeführt und aus diesem wieder in den Feststofffermenter geleitet wird.The DE 10 2012 109 821 A1 shows a method and apparatus for generating biogas, wherein at least one solid fermenter for the fermentation of organic matter and at least one percolate tank is provided, wherein percolate is discharged from the solid fermenter, fed to the percolate tank and recycled from this into the solid fermenter.

Durch die Internetseiten „https://web.archive.org/web/20160319005350/http://www.renergon.ch/rsdupgrade-feststoff-fermentation“ sowie „https://web.archive.org/web/2016Q319003230/http://www.renergon.ch/vorteile-biogas-rsdtechnologie-renergon“ ist offenbart, eine bestehende Flüssigfermentationsanlage durch einen separat wirkenden Feststofffermenter zu erweitern.Through the websites "https://web.archive.org/web/20160319005350/http://www.renergon.ch/rsdupgrade-feststoff-fermentation" and "https://web.archive.org/web/2016Q319003230/ http://www.renergon.ch/vorteile-biogas-rsdtechnologie-renergon "is disclosed to extend an existing liquid fermentation plant by a separately acting solid-fermenter.

Ferner ist bekannt, zum Erzeugen von Biogas eine Kombination aus diskontinuierlicher Feststofffermentation und separat dazu bereitgestellter kontinuierlicher Flüssigfermentation zu nutzen gemäß der Internetseite „https://web.archive.org/web/20160319005015/http://www.renergon.ch/rsdmini-solids-liquids“.It is also known to use a combination of discontinuous solid-state fermentation and separately provided continuous liquid fermentation for the production of biogas according to the website "https://web.archive.org/web/20160319005015/http://www.renergon.ch/rsdmini -solids-liquids ".

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Gasausbeute in einem Feststofffermenter weiter zu optimieren, um die Anlagenkapazitäten und die zu vergärende Biomasse optimal ausnutzen zu können.Based on the known state of the art, it is an object of the present invention to further optimize the gas yield in a solid-fermenter in order to be able to optimally utilize the plant capacities and the biomass to be fermented.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a method for producing biogas in a solid-fermenter having the features of claim 1. Advantageous developments emerge from the subclaims.

Entsprechend wird ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter vorgeschlagen, in welchem auf stapelbare Biomasse Perkolat aufgebracht wird, um in einem Vergärprozess Biogas zu erzeugen, wobei auf die stapelbare Biomasse zusätzlich Flüssigbiomasse aufgebracht wird.Accordingly, a method for producing biogas in a solid fermenter is proposed in which percolate is applied to stackable biomass in order to produce biogas in a fermentation process, wherein liquid biomass is additionally applied to the stackable biomass.

Die in einen Feststofffermenter einbringbare stapelbare Biomasse kann sehr unterschiedliche Trockensubstanzgehalte aufweisen. Flüssigkeiten beziehungsweise freies Wasser werden aufgrund der Befüllmethode (Radlader) nicht in den Feststofffermenter eingebracht. Insbesondere weist die stapelbare Biomasse organische, faserreiche Feststoffe auf, wobei die Zusammensetzung, die Porosität, der Energiegehalt sowie der Faseranteil üblicherweise von Beladung zu Beladung variieren können. Die stapelbare Biomasse weist jedoch eine derartige Struktur auf, dass diese sich stapeln und verformen lässt.The stackable biomass that can be introduced into a solid-phase fermenter can have very different dry substance contents. Liquids or free water are not introduced into the solid-fermenter due to the filling method (wheel loader). In particular, the stackable biomass organic, high-fiber solids, wherein the composition, the porosity, the energy content and the fiber content can usually vary from load to load. However, the stackable biomass has such a structure that it can be stacked and deformed.

Die Flüssigbiomasse kann eine feststoffarme, bevorzugt energiereiche und/oder homogene Flüssigkeit sein. Üblicherweise besteht die Flüssigbiomasse jedoch aus einer Emulsion, Dispersion und/oder Suspension, welche in der Regel eine höhere Viskosität als Wasser und insbesondere eine gelartige Struktur aufweist. Die Flüssigbiomasse kann dabei auch Teile und/oder Partikel eines Feststoffs aufweisen, welche beispielsweise durch Zerkleinern, Zerstückeln und/oder Häckseln von Biomasse entstehen und der Flüssigbiomasse beigemischt und auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden. Bevorzugt wird Flüssigbiomasse aufgebracht, die flüssige, organische und/oder viskose Reststoffe aufweist. Entsprechend kann die Flüssigbiomasse Flüssigkeiten verschiedener Art enthalten, beispielsweise aus der verarbeitenden Industrie, Landwirtschaft oder Gastronomie. Insbesondere kann die Flüssigbiomasse ölhaltige Abwässer, wie z.B. POME (Palm Oil Mill Effluent) der Palmölindustrie, Frittieröl oder andere herkömmliche Öle aus dem Gastronomiebereich sowie Glycerin (Reststoff der Biodieselproduktion) aufweisen.The liquid biomass may be a low-solids, preferably high-energy and / or homogeneous liquid. Usually, however, the liquid biomass consists of an emulsion, dispersion and / or suspension, which generally has a higher viscosity than water and in particular a gel-like structure. The liquid biomass may also comprise parts and / or particles of a solid, which are produced, for example, by comminution, dismemberment and / or chopping biomass and admixed with the liquid biomass and applied to the stackable biomass. Preferably, liquid biomass is applied which has liquid, organic and / or viscous residues. Accordingly, the liquid biomass may contain liquids of various kinds, for example from the processing industry, agriculture or gastronomy. In particular, the liquid biomass may contain oily effluents, e.g. Palm oil mill effluent (POME) of the palm oil industry, frying oil or other conventional oils from the gastronomy sector as well as glycerine (residue of biodiesel production).

Bevorzugt wird auf das Feststoffbett derjenigen Fermenterbox(en) Flüssigbiomasse aufgebracht, deren Biomasse bereits ca. 1 Woche in den Fermentationsprozess eingebunden war. Nach dieser Zeit sind Biofilme auf der strukturreichen Biomasse im Fermenter gebildet worden, wobei für die Ausbildung reifer/aktiver Biofilme üblicherweise 5-7 Tage vergehen. Durch die Ausbildung der Biofilme auf der strukturreichen Biomasse ist ein großes Volumen an stoffwechselaktiven Mikroorganismen auf dem Feststoffbett vorhanden, die in Biofilmen organisiert sind und die aufgrund der Verteilung auf dem Feststoffbett gleichzeitig eine große Oberfläche aufweisen. Hieraus ergeben sich Synergieeffekte bei der Vergärung von faserreichem Material und energiereicher flüssiger Biomasse. Dies hat auch eine positive Wirkung auf den Abbaugrad des faserreichen Materials, da die Mikroorganismen mehr schnell verfügbare Energie erhalten, wodurch deren Wachstum und die Stoffwechselrate steigt und damit der Abbau von Fasermaterial gefördert wird.Preference is given to the solid bed of those fermenter (s) liquid biomass applied whose biomass was already involved about 1 week in the fermentation process. After this time, biofilms have been formed on the structurally rich biomass in the fermenter, whereby 5-7 days usually pass for the formation of mature / active biofilms. Due to the formation of the biofilms on the structurally rich biomass, a large volume of metabolically active microorganisms is present on the solid bed, which are organized in biofilms and which simultaneously have a large surface area due to the distribution on the solid bed. This results in synergy effects in the fermentation of high-fiber material and high-energy liquid biomass. This also has a positive effect on the degree of degradation of the fiber-rich material as the microorganisms receive more readily available energy, thereby increasing their growth and metabolic rate, thereby promoting the degradation of fibrous material.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse kontinuierlich, zyklisch und/oder pulsierend und/oder über einen Zeitraum zwischen 1/24 beziehungsweise einer Stunde und 7 Tagen, bevorzugt zwischen 2 und 5 Tagen, besonders bevorzugt 3 Tage, erfolgen kann.Furthermore, it is provided that the application of the liquid biomass can be carried out continuously, cyclically and / or pulsatingly and / or over a period of between 1/24 or one hour and 7 days, preferably between 2 and 5 days, particularly preferably 3 days.

Das Aufbringen der Flüssigbiomasse kann jedoch auch direkt am Anfang beziehungsweise nach dem Befüllen des Feststofffermenters mit stapelbaren Biomasse erfolgen. Entsprechend wird die Flüssigbiomasse auf einmal von oben auf die stapelbare Biomasse aufgebracht, wobei die Flüssigbiomasse langsam nach unten in die stapelbare Biomasse eindringt beziehungsweise einsickert. Diese Aufbringungsweise hat unter anderem den Vorteil, dass diesbezüglich keine weiteren Regelungen oder Vorrichtungen erforderlich sind.However, the application of the liquid biomass can also be carried out directly at the beginning or after the filling of the solid fermenter with stackable biomass. Accordingly, the liquid biomass is applied at once from above onto the stackable biomass, wherein the liquid biomass slowly penetrates down into the stackable biomass or infiltrates. This application method has, inter alia, the advantage that in this regard no further regulations or devices are required.

Ein kontinuierliches, zyklisches und/oder pulsierendes Aufbringen hat jedoch unter anderem den Vorteil, dass die stapelbare Biomasse bereits durch einen ersten Aufbringungsvorgang eingeweicht wird und somit eine verbesserte Verteilung und Versorgung in den unterschiedlichen Schichten mit energiereicher Flüssigbiomasse auch in weiteren Aufbringungsvorgängen gewährleistet wird. However, a continuous, cyclic and / or pulsating application has, inter alia, the advantage that the stackable biomass is already soaked through a first application process and thus an improved distribution and supply in the different layers with high-energy liquid biomass is ensured even in further application processes.

Beispielsweise kann ein kontinuierliches Aufbringen bei einem niedrigen Volumenstrom der Flüssigbiomasse vorgesehen sein, wodurch, im Gegensatz zu einem einmaligen Aufbringen, einerseits die Struktur der stapelbaren Biomasse besser erhalten bleibt und, andererseits, auch die oberen Schichten der stapelbaren Biomasse kontinuierlich mit energiereicher Flüssigbiomasse versorgt werden.For example, a continuous application may be provided at a low volume flow of liquid biomass, which, in contrast to a single application, on the one hand better preserves the structure of the stackable biomass and, on the other hand, also continuously supplies the upper layers of the stackable biomass with high-energy liquid biomass.

Ein zyklisches beziehungsweise periodisches Aufbringen hat zudem unter anderem den Vorteil, dass eine vorgesehene Einwirkzeit eingehalten werden kann und ermöglicht eine bessere Mischung der Flüssigbiomasse mit den entstandenen Abbauprodukten, biologischen Faktoren und dem Perkolat. Die Flüssigbiomasse kann dabei auch mit einem variablen Volumenstrom aufgebracht werden. Ebenfalls kann die Flüssigbiomasse in verschiedenen Phasen aufgebracht werden, um das Abflachen der Biogasproduktion, beispielsweise nach einer bestimmten Verweilzeit (Ende des Vergärprozesses), zu vermeiden, oder die Biogasproduktion eines bereits sehr produktiven Feststofffermenters zu steigern. Ein pulsierendes Aufbringen kann weiterhin sowohl kontinuierlich als auch zyklisch erfolgen. Insbesondere kann die Dauer und die Menge beim pulsierenden Aufbringen derart eingestellt werden, dass diese beispielsweise an das Wachstum und/oder die Stoffwechselrate der Mikroorganismen oder den Abbaugrad der stapelbaren Biomasse angepasst wird.A cyclic or periodic application has, inter alia, the advantage that an intended exposure time can be maintained and allows a better mixing of the liquid biomass with the resulting degradation products, biological factors and the percolate. The liquid biomass can also be applied with a variable volume flow. Likewise, the liquid biomass can be applied in different phases in order to avoid flattening of the biogas production, for example after a certain residence time (end of the fermentation process), or to increase the biogas production of an already very productive solid fermenter. One pulsating application can continue to be both continuous and cyclic. In particular, the duration and the amount during the pulsating application can be adjusted such that it is adapted, for example, to the growth and / or the metabolic rate of the microorganisms or the degree of degradation of the stackable biomass.

Bevorzugt erfolgt das Aufbringen der Flüssigbiomasse über einen Zeitraum zwischen einer Stunde und 7 Tagen, bevorzugt zwischen 2 und 5 Tagen, besonders bevorzugt 3 Tage. Das oben beschriebene zyklische oder pulsierende Aufbringen kann dabei beispielsweise auch in Minutentakt oder Stundentakt vorgesehen sein. Im Gegensatz zu einem einmaligen Aufbringen hat das Aufbringen über einen vorgesehenen Zeitraum unter anderem den Vorteil, dass eine Austrocknung und insbesondere das Entstehen von Phasen mit energiearmer Flüssigbiomasse verhindert werden.The application of the liquid biomass preferably takes place over a period of between one hour and 7 days, preferably between 2 and 5 days, particularly preferably 3 days. The cyclic or pulsating application described above can also be provided, for example, in minute intervals or hourly intervals. In contrast to a single application has the application over a period of time, inter alia, the advantage that dehydration and in particular the emergence of phases are prevented with low-energy liquid biomass.

Das Aufbringen der Flüssigbiomasse kann ebenfalls zeitlich getrennt vom Perkolat erfolgen. Beispielsweise kann über einen vorgesehen Zeitraum nur Flüssigbiomasse und über einen unterschiedlichen Zeitraum nur Perkolat auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden. Diese unterschiedlichen Zeiträume können entweder aufeinander folgend beziehungsweise unmittelbar anschließend oder zeitlich beabstandet sein.The application of the liquid biomass can also take place separately from the percolate. For example, only liquid biomass and, for a different period of time, only percolate can be applied to the stackable biomass over a given period of time. These different time periods can either be consecutive or immediately adjacent or temporally spaced.

Um die Wirkung der Flüssigbiomasse zu fördern, ist ein Perkolatablauf und/oder Perkolatrücklauf des Feststofffermenters bevorzugt während des Aufbringens und/oder nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse geschlossen. Entsprechend kann sowohl die Flüssigbiomasse als auch das Perkolat im Feststofffermenter länger verweilen um dort weitestgehend zu Biogas umgesetzt zu werden. Der Perkolatkreislauf ist folglich zumindest während des Aufbringens und bevorzugt nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse unterbrochen beziehungsweise geschlossen.In order to promote the effect of the liquid biomass, a percolate discharge and / or percolate return of the solid fermenter is preferably closed during the application and / or after the application of the liquid biomass. Accordingly, both the liquid biomass and the percolate in the solid-fermenter can stay longer in order to be converted into biogas as far as possible. The percolate cycle is consequently interrupted or closed at least during the application and preferably after the application of the liquid biomass.

Dies hat unter anderem den Vorteil, dass sich die Flüssigkeit, insbesondere die Flüssigbiomasse und die Sickersäfte, unten im Feststofffermenter sammeln, sodass diese länger mit der stapelbaren Biomasse reagieren und besser in die stapelbare Biomasse eindringen können. Außerdem bilden sich aufgrund der Übermenge an energiereicher Biomasse Säuren, welche den pH-Wert senken und eine saure Hydrolyse der in dem Feststofffermenter vorhandenen stapelbaren Biomasse bewirken. Folglich werden durch die saure, feucht-heiße Umgebung beispielsweise auch schwer verdaubare Pflanzenfasern wie Lignocellulosen angegriffen. Durch eine solche chemisch biologische Vorbehandlung kann nicht nur eine gegebenenfalls erforderliche mechanische Aufbereitungstechnik umgangen, sondern auch die Erzeugung von Biogas während einer ersten Phase beziehungsweise nach dem Befüllen des Feststofffermenters verbessert werden.This has the advantage, inter alia, that the liquid, in particular the liquid biomass and the seepage liquors, collect at the bottom in the solid-fermenter, so that they can react longer with the stackable biomass and penetrate better into the stackable biomass. In addition, due to the excess amount of energy-rich biomass acids, which reduce the pH and cause acid hydrolysis of existing in the solid-fermenter stackable biomass. Consequently, the acidic, hot-humid environment also attacks, for example, difficult-to-digest plant fibers such as lignocelluloses. By means of such a chemically biological pretreatment not only an optionally required mechanical treatment technology can be bypassed, but also the production of biogas during a first phase or after the filling of the solid-fermenter can be improved.

Bevorzugt ist nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse eine Verweildauer der aufgebrachten Flüssigbiomasse im Feststofffermenter zwischen 1 und 7 Tagen, bevorzugt zwischen 2 und 5 Tagen, besonders bevorzugt 3 Tage, vorgesehen. Die Verweildauer wird dabei bevorzugt anhand der Qualität, besonders bevorzugt anhand des Biogasvolumens, des Biogasvolumenstroms, des Methangasgehalts und/oder des Restgasgehalts des erzeugten Biogases vorgegeben.Preferably, after the application of the liquid biomass, a residence time of the applied liquid biomass in the solid-state fermenter is between 1 and 7 days, preferably between 2 and 5 days, particularly preferably 3 days. The residence time is preferably predetermined based on the quality, particularly preferably on the basis of the biogas volume, the biogas volume flow, the methane gas content and / or the residual gas content of the biogas produced.

Die vorgesehene Verweildauer hat unter anderem den Vorteil, dass die Zersetzung beziehungsweise Fermentierung der stapelbaren Biomasse durch eine längere Wechselwirkung mit dem Perkolat und der Flüssigbiomasse gefördert wird. Entsprechend findet eine chemisch biologische Vorbehandlung im Feststofffermenter ohne eine sonst erforderliche externe Lagerung und/oder mechanische Aufbereitungstechnik statt. Der dadurch verbesserte und beschleunigte Vergärprozess erhöht somit insbesondere am Anfang des Vergärprozesses beziehungsweise nach einer Neubefüllung des Feststofffermenters die Effizienz und insbesondere die Biogaserzeugung des Feststofffermenters. Die vorgesehene Verweildauer der Flüssigbiomasse unterstützt beziehungsweise erleichtert das Bilden einer oben beschriebenen sauren, feucht-heißen Umgebung. Eine saure Hydrolyse ist in herkömmlichen Verfahren und Feststofffermentern nicht nur nicht vorgesehen, sondern wird auch explizit durch Ausschwemmen mit einem Perkolatstrom vermieden. Vielmehr liegt der Schwerpunkt in herkömmlichen Verfahren auf einer kontinuierlichen Perkolierung fester Biomasse. Eine solche saure Hydrolyse hat jedoch den besonderen Vorteil, dass sowohl am Anfang als auch am Ende des Vergärprozesses eine hohe Qualität und ein hoher Volumenstrom des erzeugten Biogases gewährleistet werden.The intended residence time has, inter alia, the advantage that the decomposition or fermentation of the stackable biomass is promoted by a longer interaction with the percolate and the liquid biomass. Accordingly, a chemical biological pretreatment takes place in the solid-fermenter without an otherwise required external storage and / or mechanical treatment technology. The thus improved and accelerated fermentation process thus increases the efficiency and in particular the biogas production of the solid fermenter, especially at the beginning of the fermentation process or after a refilling of the solid fermenter. The intended residence time of the liquid biomass supports or facilitates the formation of an acidic, moist-hot environment described above. Acid hydrolysis is not only not intended in conventional processes and solid-state fermenters, but is also avoided explicitly by flushing with a percolate stream. Rather, the focus in conventional methods is on a continuous percolation of solid biomass. However, such an acidic hydrolysis has the particular advantage that both at the beginning and at the end of the fermentation process a high quality and a high volume flow of the biogas produced are ensured.

Entsprechend kann die Flüssigbiomasse am Anfang des Vergärprozess auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden. Eine Aufbringung der Flüssigbiomasse während einer Anfangsphase beziehungsweise nach einer Neubefüllung des Feststofffermenters mit stapelbaren Biomasse hat unter anderem den Vorteil, dass die Biogaserzeugung durch die unmittelbare Versorgung mit energiereicher Flüssigbiomasse und die Verweildauer der Flüssigbiomasse eine saure Hydrolyse gefördert wird beziehungsweise der Feststofffermenter schneller anspricht. Entsprechend werden beispielsweise sowohl das erzeugte Biogasvolumen als auch der Methangehalt auch in einer Anfangsphase erhöht.Accordingly, the liquid biomass can be applied to the stackable biomass at the beginning of the fermentation process. An application of the liquid biomass during an initial phase or after refilling the solid fermenter with stackable biomass has the advantage, inter alia, that the biogas production is promoted by the immediate supply of high-energy liquid biomass and the residence time of the liquid biomass acid hydrolysis or the solids fermenter responds faster. Accordingly, for example, both the biogas volume produced and the methane content are increased even in an initial phase.

Das Aufbringen der Flüssigbiomasse kann weiterhin nach einer Anfangsphase beziehungsweise am Ende einer Anlaufphase vorgesehen sein, wobei die stapelbare Biomasse bevorzugt in der Anfangsphase perkoliert wird. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die Anhaftung der Flüssigbiomasse an die stapelbare Biomasse und das Eindringen der Flüssigbiomasse in die stapelbare Biomasse beim Aufbringen der Flüssigbiomasse verbessert wird. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass die stapelbare Biomasse bereits in den Vergärprozess eingebunden ist und sich entsprechend reife und/oder aktive Biofilme auf strukturreicher Biomasse im angelaufenen Feststofffermenter gebildet haben. Folglich wird für die Flüssigbiomasse ein großes Volumen an stoffwechselaktivem Mikroorganismen-Fesstofftbett bereitgestellt. So kann durch die Steigerung der Biogasproduktion in z.B. einer Fermenterbox der geringe Gasertrag einer anderen Fermenterbox (welche sich z.B. am Anfang oder Ende des Prozesses befindet) kompensiert werden. Damit kann ein konstanter Ertrag an Biogas über die gesamte Anlage hinweg erreicht werden. The application of the liquid biomass can furthermore be provided after an initial phase or at the end of a start-up phase, wherein the stackable biomass is preferably percolated in the initial phase. This has, inter alia, the advantage that the adhesion of the liquid biomass to the stackable biomass and the penetration of the liquid biomass into the stackable biomass during the application of the liquid biomass is improved. Furthermore, this has the advantage that the stackable biomass is already involved in the fermentation process and correspondingly mature and / or active biofilms have formed on structurally rich biomass in the started Feststofffermenter. Consequently, a large volume of metabolically active microorganism solids bed is provided to the liquid biomass. Thus, by increasing the biogas production in, for example, a fermenter box, the low gas yield of another fermenter box (which is, for example, at the beginning or end of the process) can be compensated. This allows a constant yield of biogas to be achieved over the entire plant.

Wahlweise kann das Aufbringen auch zu einem anderen Zeitpunkt oder zu mehreren Zeitpunkten des Vergärprozesses vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Aufbringen der Flüssigbiomasse phasenweise und/oder am Ende des Vergärprozesses erfolgen, um beispielsweise ein Stabilisieren oder Reduzieren der Biogaserzeugung zu verhindern.Optionally, the application may also be provided at a different time or at several points in time of the fermentation process. For example, the application of the liquid biomass may take place in phases and / or at the end of the fermentation process in order to prevent, for example, stabilization or reduction of biogas production.

Das Aufbringen der Flüssigbiomasse, insbesondere bei einer vorgesehenen Verweildauer der Flüssigbiomasse, bewirkt somit, dass ein großes Gasvolumen bei hohem Methangehalt gewährleistet wird und die eingesetzte Biomasse aufgrund des hohen Abbaugrads innerhalb der vorgesehenen Vergärzeit fast vollständig umgesetzt wird, sodass nahezu keine ungenutzten Gärreste zurückbleiben. Ebenfalls kann durch das Aufbringen beziehungsweise Einspeisen der Flüssigbiomasse die Verweilzeit der im Feststofffermenter vorhandenen Biomasse derart verlängert werden, dass ein Stabilisieren oder Reduzieren der Biogaserzeugung verhindert und die Effizienz und Ausbeute des Feststofffermenters beziehungsweise der Biogasanlage gesteigert wird.The application of the liquid biomass, in particular at a designated residence time of the liquid biomass, thus causing a large volume of gas is ensured at high methane content and the biomass used is almost completely implemented within the intended fermentation due to the high degree of degradation, leaving almost no unused digestate. Likewise, the residence time of the biomass present in the solid-fermenter can be prolonged by applying or feeding in the liquid biomass in such a way that stabilization or reduction of the biogas production is prevented and the efficiency and yield of the solid-fermenter or of the biogas plant is increased.

Um beispielsweise eine kontinuierliche Gasausbeute der Biogasanlage zu gewährleisten, wird das Aufbringen der Flüssigbiomasse, bevorzugt die Dauer, Frequenz, Dosierung und/oder Art des Aufbringens, anhand der Qualität, bevorzugt anhand des Biogasvolumens, des Biogasvolumenstroms, des Methangasgehalts und/oder des Restgasgehalts des erzeugten Biogases, geregelt.To ensure, for example, a continuous gas yield of the biogas plant, the application of the liquid biomass, preferably the duration, frequency, dosage and / or type of application, based on the quality, preferably based on the biogas volume, the biogas volume flow, the methane gas content and / or the residual gas content of generated biogas, regulated.

Dadurch, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse anhand der Qualität des erzeugten Biogases geregelt wird, kann der Ertrag an verwertbarem Biogas optimiert werden. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Steuerungen, welche die Betriebsparameter eines Feststofffermenters anhand vorgegebener, weitgehend starrer Muster steuern, kann über die vorgeschlagene Regelung und den damit einhergehenden Rückkopplungsmechanismus erreicht werden, dass zu jedem gegebenen Zeitpunkt beziehungsweise in jedem gegebenen Zeitabschnitt der Feststofffermenter in einem optimierten Bereich betrieben wird.The fact that the application of the liquid biomass is regulated by the quality of the biogas produced, the yield of usable biogas can be optimized. In contrast to the controls known from the prior art, which control the operating parameters of a solid fermenter based on predetermined, largely rigid pattern, can be achieved via the proposed scheme and the associated feedback mechanism that at any given time or in any given period of the solid fermenter operated in an optimized area.

Unter der Qualität des erzeugten Biogases werden das erzeugte Biogasvolumen, der erzeugte Biogasvolumenstrom, der Methangasgehalt und/oder der Restgasanteil in dem erzeugten Biogas verstanden. Andere Parameter in dem erzeugten Biogas können ebenfalls als Regelgröße zur Regelung des Aufbringens der Flüssigbiomasse hinzugezogen werden, so wie beispielsweise die Variation des Biogasvolumenstroms oder des Methangasgehalts.The quality of the biogas produced is understood to mean the volume of biogas produced, the biogas volume flow generated, the methane gas content and / or the residual gas content in the biogas produced. Other parameters in the biogas produced can also be used as a controlled variable for controlling the application of the liquid biomass, such as, for example, the variation of the biogas volume flow or the methane gas content.

Über eine Regelung der erzeugten Biogasqualität, beispielweise auf einen vorgegebenen Methangasanteil hin, kann über einen längeren Zeitraum hinweg eine konstante Ausbeute an Methangas erreicht werden, wodurch die nachfolgende Verwertung vereinfacht wird. Beispielsweise wird die Verbrennung in einem nachgeschalteten Blockheizkraftwerk (BHKW) vereinfacht, wenn ein konstanter Methangasanteil im zugeführten Biogas vorliegt.By controlling the biogas quality produced, for example, to a given proportion of methane gas, over a longer period of time, a constant yield of methane gas can be achieved, whereby the subsequent recovery is simplified. For example, the combustion in a downstream cogeneration plant (CHP) is simplified if there is a constant proportion of methane gas in the supplied biogas.

In der Startphase beziehungsweise Anfangsphase eines Feststofffermenters, beispielsweise direkt nach dem Schließen des gasdichten Tores, kann über die Regelung ein schneller Beginn des Vergärprozesses erreicht werden, da die Qualität des abgezogenen Biogases als Regelgröße verwendet wird. Entsprechend kann das Aufbringen der Flüssigbiomasse in der Startphase des Vergärprozesses so geregelt werden, dass das abgezogene Biogas einem vorgegebenen Qualitätsverlauf folgt. Insbesondere können beispielsweise die Frequenz, die Menge und/oder die Dauer des Aufbringens so geregelt werden, dass die Vergärung der Biomasse auch in einer Anfangsphase optimiert wird. Betriebsparameter des Feststofffermenters können zudem entsprechend gewählt werden, um beispielsweise eine saure Hydrolyse und einen thermophilen Betrieb nicht nur zu ermöglichen sondern bevorzugt zu fördern.In the start phase or initial phase of a solid fermenter, for example, directly after closing the gas-tight door, a quick start of the fermentation process can be achieved via the scheme, since the quality of the withdrawn biogas is used as a controlled variable. Accordingly, the application of the liquid biomass in the starting phase of the fermentation process can be regulated so that the withdrawn biogas follows a predetermined quality course. In particular, for example, the frequency, the amount and / or the duration of the application can be regulated so that the fermentation of the biomass is optimized even in an initial phase. Operating parameters of the solid fermenter can also be selected accordingly, for example, not only to allow acid hydrolysis and thermophilic operation but preferably to promote.

Damit kann auch in der Startphase des Vergärungsprozesses unmittelbar auf unterschiedliche Beladungen des Feststofffermenters eingegangen werden, ohne dass die spezifische Zusammensetzung der Beladung bekannt sein muss. Üblicherweise variiert die in einen Feststofffermenter einbringbare stapelbare Biomasse von Beladung zu Beladung bezüglich ihrer Zusammensetzung, ihrer Porosität, ihres Energiegehalts, ihres Faseranteils sowie ihres Feuchtegehalts. Über die weitgehend starren Steuermuster des Standes der Technik kann diesen unterschiedlichen Gegebenheiten nicht Rechnung getragen werden.Thus, even in the starting phase of the fermentation process can be addressed directly to different loads of the solid fermenter without the specific composition of the load must be known. Usually, the stackable biomass that can be introduced into a solid-fermenter varies from load to load in terms of its composition, its porosity, its energy content, its fiber content and its moisture content. About the largely rigid Control pattern of the prior art can not be taken into account these different circumstances.

Durch die vorgeschlagene Regelung, welche als Regelgröße die Gasqualität verwendet, wird dies jedoch berücksichtigt. Entsprechend wird der Vergärprozess der Gesamtanlage durch das geregelte Aufbringen der Flüssigbiomasse (in einen oder mehrere Feststofffermenter) und die Variation der Betriebsparameter in einem derart optimierten Bereich betrieben, dass das abgezogene Biogas einem vorgegebenen Soll-Verlauf der Regelgröße folgt und kann unabhängig von der jeweiligen Beladung des Feststofffermenters die Gasausbeute optimiert werden.However, this is taken into account by the proposed regulation, which uses gas quality as a controlled variable. Accordingly, the fermentation process of the entire plant is operated by the controlled application of the liquid biomass (in one or more solid fermenter) and the variation of the operating parameters in such an optimized range that the withdrawn biogas follows a predetermined desired course of the controlled variable and can be independent of the respective load the solid fermenter, the gas yield can be optimized.

Weiterhin handelt es sich bei der Vergärung von stapelbarer Biomasse in einem Feststofffermenter um einen biologischen Prozess, welcher nicht vollständig vorhersagbar und entsprechend nicht über ein starres Steuermuster optimal ausbeutbar ist. Über die vorgeschlagene Regelung können auch diese Abweichungen im Vergärprozess, welche von Feststofffermenter zu Feststofffermenter in einer Biogasanlage unterschiedlich sein können, sowie welche von Beladung von Beladung variieren können, berücksichtigt werden, und es wird dennoch stets ein optimierter Vergärprozess erreicht.Furthermore, the fermentation of stackable biomass in a solids fermenter is a biological process which is not fully predictable and accordingly not optimally exploitable via a rigid control pattern. The proposed regulation can also take into account these deviations in the fermentation process, which may vary from solid-fermenter to solid-fermenter in a biogas plant, and which may vary from loading to loading, and nevertheless an optimized fermentation process is always achieved.

Damit wird als Regelgröße die Biogasqualität verwendet, also beispielsweise das erzeugte Biogasvolumen beziehungsweise der Biogasvolumenstrom, der Methangasgehalt und/oder der Restgasgehalt, und die Soll-Regelgröße wird über eine Führgröße entlang des optimalen dynamischen Verlaufs des Vergärvorganges geführt.Thus, the biogas quality is used as a control variable, so for example, the generated biogas volume or the biogas volume flow, the methane gas content and / or the residual gas content, and the target controlled variable is guided via a guide along the optimal dynamic course of Vergärvorganges.

Die Führgröße kann entweder für einen gegebenen Feststofffermenter vorgegeben sein, oder aber aufgrund weiterer Parameter, wie beispielsweise der Zusammensetzung der jeweils in den Feststofffermenter eingebrachten Biomasse, der bisherigen Verweildauer, der Menge der eingebrachten Biomasse und/oder des aktuellen Vergärzustandes gebildet werden, um hier eine weitere Optimierung des Vergärvorganges durchzuführen.The lead size can either be predefined for a given solid-fermenter or else be formed on the basis of further parameters, such as the composition of the biomass introduced into the solid-fermenter, the previous residence time, the amount of introduced biomass and / or the current fermentation state to carry out further optimization of the fermentation process.

Auf diese Weise kann weiterhin im Zusammenspiel mit den anderen Feststofffermentern einer Biogasanlage eine gleichbleibende Biogasqualität erreicht werden, da die einzelnen Feststofffermenter einem vorgegebenen Verlauf in der Biogasqualität folgen und entsprechend das aus allen aktiven Feststofffermentern zusammen gemischte Biogas im Zeitverlauf stets eine gleichbleibende Qualität aufweisen kann.In this way, a constant biogas quality can continue to be achieved in interaction with the other solid fermenters of a biogas plant, since the individual solid fermenters follow a predetermined course in the biogas quality and accordingly the biogas mixed together from all active solid fermenters over time can always have a consistent quality.

Beispielsweise kann die aufzubringende Menge der Flüssigbiomasse in einem Feststofffermenter anhand der Qualität des erzeugten Biogases angepasst werden, um in einer Anfangsphase oder Endphase des Vergärprozesses in einem der Feststofffermenter die dann auftretende geringe Methanproduktion zu kompensieren. Entsprechend kann durch weiteres Aufbringen der Flüssigbiomasse die Biogasproduktion in der gesamten Anlage stabilisiert werden. Ebenfalls kann nach einer Anfangsphase beziehungsweise Anlaufphase Flüssigbiomasse aufgebracht werden, um beispielsweise mit einer kurzfristigen höheren Biogaserzeugung im jeweiligen Feststofffermenter einen Ausfall der Biogaserzeugung eines anderen Feststofffermenters, beispielsweise während einer Neubefüllung, zu kompensieren.For example, the amount of liquid biomass to be applied in a solids fermenter can be adjusted on the basis of the quality of the biogas produced in order to compensate for the low methane production then occurring in one of the solids fermenters in an initial phase or final phase of the fermentation process. Accordingly, by further application of the liquid biomass biogas production in the entire system can be stabilized. Likewise, after an initial phase or start-up phase, liquid biomass can be applied in order, for example, to compensate for a failure of the biogas production of another solid fermenter, for example during refilling, with a short-term higher biogas production in the respective solid fermenter.

Die in einem Aufbringungsvorgang aufgebrachte Flüssigbiomasse entspricht bevorzugt zwischen 0,1 und 20 Prozent, bevorzugt zwischen 1 und 10 Prozent der Masse der stapelbaren Biomasse.The liquid biomass applied in an application process preferably corresponds to between 0.1 and 20 percent, preferably between 1 and 10 percent of the mass of the stackable biomass.

Die Masse beziehungsweise Menge der Flüssigbiomasse stellt insbesondere eine Obergrenze für eine vorgegebene Zeiteinheit dar, welche, je nach Erfordernis und Ausgestaltung der Biogasanlage, zwischen einem Tag und einem Jahr beziehungsweise 365 Tagen variierbar ist. Bevorzugt entspricht die Obergrenze der Menge der in einem Aufbringungsvorgang aufgebrachten Flüssigbiomasse ein Jahr.The mass or quantity of the liquid biomass, in particular, represents an upper limit for a given time unit, which, depending on the requirement and configuration of the biogas plant, can be varied between one day and one year or 365 days. Preferably, the upper limit of the amount of liquid biomass applied in an application process is one year.

Die Struktur des Feststoffbettes im Feststofffermenter dient als Matrix für die Vergärung und den Abbau der Flüssigbiomasse.The structure of the solid bed in the solid fermenter serves as a matrix for the fermentation and degradation of the liquid biomass.

Um den Vergärprozess und die Biogaserzeugung zu fördern, wird die stapelbare Biomasse vor und/oder nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse bevorzugt perkoliert.In order to promote the fermentation process and biogas production, the stackable biomass is preferably percolated before and / or after application of the liquid biomass.

Ein Perkolieren der stapelbaren Biomasse vor dem Aufbringen der Flüssigbiomasse hat unter anderem den Vorteil, dass das vor dem Aufbringen der Flüssigbiomasse und durch das Perkolieren bereitgestellte große Volumen an stoffwechselaktivem Mikroorganismen-Feststoffbett beziehungsweise die Biofilme beim Aufbringen der Flüssigbiomasse unmittelbar mit energiereicher Flüssigbiomasse versorgt werden. Die saure Hydrolyse und/oder der Vergärprozess werden mithin gefördert.One of the advantages of percolating the stackable biomass before applying the liquid biomass is that the large volume of metabolically active microorganism solid bed or biofilms provided before the application of the liquid biomass and percolation is directly supplied with high-energy liquid biomass when the liquid biomass is applied. The acidic hydrolysis and / or the fermentation process are thus promoted.

Der Vorteil des Perkolierens der stapelbaren Biomasse nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse liegt unter anderem darin, dass der Vergärprozess und die Biogaserzeugung weiterhin gesteigert werden. Die im Feststofffermenter vorhandene Flüssigkeit wird dabei zunächst abgelassen und bevorzugt über einen Perkolatrücklauf in den bereits vorhandenen Perkolatkreislauf geführt. Die Flüssigbiomasse hat sich dabei bereits zersetzt, sodass lediglich Restanteile dem Perkolatkreislauf zugeführt werden, welche sich dann in dem vorgesehenen Perkolattank zersetzen können, ohne dass sich eine Schicht im Perkolattank anreichern wird.The advantage of percolating the stackable biomass after the application of the liquid biomass is, inter alia, that the fermentation process and the biogas production are further increased. The liquid present in the solid-fermenter is first discharged and preferably passed through a percolate return into the already existing percolate circulation. The liquid biomass has already decomposed, so that only residual proportions are fed to the percolate circulation, which is then in the proposed percolate tank can decompose without a layer in the percolate tank will accumulate.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das Perkolieren, wie das Aufbringen der Flüssigbiomasse, kontinuierlich, zyklisch und/oder pulsierend erfolgen kann. Beispielsweise kann das Perkolieren phasenweise erfolgen, um eine dauerhafte Versorgung mit aktivem Perkolat zu gewährleisten und den Vergärprozess zu fördern.It is further provided that the percolation, such as the application of the liquid biomass, can be continuous, cyclic and / or pulsating. For example, percolation can be phased to ensure a sustained supply of active percolate and to promote the fermentation process.

Darüber hinaus kann auch die Zusammensetzung des Perkolats, welches zur Berieselung der stapelbaren Biomasse in dem Feststofffermenter vorgesehen ist, variieren, beispielsweise bezüglich seiner Beladung mit Mikroorganismen, welche schlussendlich zur Ausbildung der das Biogas erzeugenden Biofilme in der Biomasse führt.In addition, the composition of the percolate, which is provided for sprinkling the stackable biomass in the Feststofffermenter vary, for example, with respect to its loading with microorganisms, which ultimately leads to the formation of the biogas-producing biofilms in the biomass.

Um das Aufbringen der Flüssigbiomasse zu vereinfachen, kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Flüssigbiomasse dem Perkolat beigemengt wird. Die Flüssigbiomasse wird dabei bevorzugt in einer vorgegebenen Menge beigemengt, welche zwischen 0,1 und 20 Prozent, bevorzugt zwischen 1 und 10 Prozent der stapelbaren Biomasse, entspricht.In order to simplify the application of the liquid biomass, it may further be provided that the liquid biomass is added to the percolate. The liquid biomass is preferably added in a predetermined amount which corresponds to between 0.1 and 20 percent, preferably between 1 and 10 percent of the stackable biomass.

Durch das Beimengen der Flüssigbiomasse in das Perkolat können bestehende Leitungen und Aufbringungsvorrichtungen genutzt und das Einspeisen vereinfacht werden. Auf kostenintensive Zusatzinstallationen, Modifikationen und/oder Komponenten kann somit verzichtet werden. Bevorzugt wird die Flüssigbiomasse stromaufwärts der Perkolatzufuhr beziehungsweise zwischen einem Perkolattank und einer Einspeisungsanordnung des Feststofffermenters dem Perkolat beigemengt. Dies hat einerseits den Vorteil, dass keine separaten Leitungen erforderlich sind beziehungsweise darauf großteils verzichtet werden kann, andererseits, dass die Flüssigbiomasse bereits vor dem Aufbringen auf die stapelbare Biomasse mit dem Perkolat gemischt und eine gleichmäßige Verteilung und gegebenenfalls eine weitere Verflüssigung der Flüssigbiomasse gewährleistet werden. Die Menge der Flüssigbiomasse entspricht, wie oben bereits beschrieben, bevorzugt einer Menge für eine vorgegebene Zeiteinheit oder für einen Vergärvorgang.By incorporating the liquid biomass into the percolate, existing conduits and applicators can be used and feeding can be simplified. Costly additional installations, modifications and / or components can thus be dispensed with. Preferably, the liquid biomass is added to the percolate upstream of the percolate feed or between a percolate tank and a feed arrangement of the solid fermenter. This has the advantage on the one hand that no separate lines are required or can largely be dispensed with, on the other hand that the liquid biomass already mixed before application to the stackable biomass with the percolate and a uniform distribution and optionally further liquefaction of the liquid biomass are guaranteed. The amount of liquid biomass, as described above, preferably corresponds to an amount for a given time unit or for a fermentation process.

In einer besonders bevorzugten Variante werden das Aufbringen der Flüssigbiomasse und/oder der Vergärprozess anhand mindestens eines Betriebsparameters des Feststofffermenters geregelt. Als direkt zugängliche Betriebsparameter sind dabei insbesondere die Feststofffermentertemperatur, die Menge des aufgebrachten Perkolats, der Druck, die Gasmischung, der partielle Gasdruck, die Menge, der pH-Wert, die Zusammensetzung, die bisherige Verweildauer und/oder der Vergärzustand der in dem Feststofffermenter aufgenommenen Biomasse geeignet. Ebenfalls sind andere direkt zugängliche Parameter, welche als Stellgrößen in der vorgeschlagenen Regelung verwendet werden können, denkbar.In a particularly preferred variant, the application of the liquid biomass and / or the fermentation process are regulated by means of at least one operating parameter of the solid fermenter. As directly accessible operating parameters are in particular the solid-fermenter temperature, the amount of applied percolate, the pressure, the gas mixture, the partial gas pressure, the amount, the pH, the composition, the previous residence time and / or the fermentation state of the recorded in the solid fermenter Biomass suitable. Likewise, other directly accessible parameters which can be used as manipulated variables in the proposed regulation are conceivable.

Um den Vergärprozess, insbesondere den thermophilen Betrieb des Feststofffermenters, zu fördern, wird ein Lagertank und/oder ein Einspeisetank der Flüssigbiomasse bevorzugt temperiert. Dies kann insbesondere durch eine jeweilige Anordnung in einer Feststofffermenteranlage und/oder an einem Blockheizkraftwerk erfolgen. Beispielsweise kann die Wärme eines Blockheizkraftwerks oder die Wärme eines benachbarten Feststofffermenters oder einer externen Heizquelle wie beispielsweise Solarthermie oder Prozessabwärme zur Temperierung genutzt werden, um einen Lagertank beziehungsweise Einspeisetank zu temperieren und eine erforderliche und/oder vorgegebene Fließfähigkeit der Flüssigbiomasse zu gewährleisten.In order to promote the fermentation process, in particular the thermophilic operation of the solid fermenter, a storage tank and / or a feed tank of the liquid biomass is preferably tempered. This can be done in particular by a respective arrangement in a Feststofffermenteranlage and / or at a combined heat and power plant. For example, the heat of a combined heat and power plant or the heat of an adjacent solid fermenter or an external heat source such as solar thermal or process heat for temperature control can be used to temper a storage tank or feed tank and to ensure a required and / or predetermined flowability of the liquid biomass.

Falls mehrere Feststofffermenter in einer Biogasanlage vorhanden sind, kann in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weiterhin vorgesehen sein, dass für jeden Feststofffermenter in einer Biogasanlage die Regelung des Aufbringens der Flüssigbiomasse und/oder des Vergärprozesses separat und unabhängig von den anderen Feststofffermentern durchgeführt wird. Bevorzugt werden dabei mindestens zwei Feststofffermenter gleichzeitig aufgrund der Qualität des miteinander vermischten Gasstroms aller Biogasströme geregelt.If a plurality of solid fermenters are present in a biogas plant, it can further be provided in a further preferred embodiment of the method that the regulation of the application of the liquid biomass and / or the fermentation process is carried out separately and independently of the other solid fermenters for each solid fermenter in a biogas plant. At least two solids fermenters are preferably simultaneously controlled on the basis of the quality of the mixed gas stream of all biogas streams.

Die Regelung des jeweiligen Vergärprozesses anhand der Qualität des erzeugten Biogases findet für jeden individuellen Feststofffermenter einer Biogasanlage separat statt. Entsprechend kann der Verlauf einer jeweiligen Vergärung innerhalb eines Feststofffermenters für zwei Feststofffermenter innerhalb einer Biogasanlage vollkommen unterschiedlich verlaufen, abhängig davon, mit welchem Biomassenmix die jeweiligen Feststofffermenter beladen wurden, und welche anderen äußeren Parameter in den jeweiligen Vergärprozess eingreifen. Die beiden unterschiedlichen Verläufe der Vergärung in den jeweiligen Feststofffermentern führen jedoch in beiden Fällen zu einer Optimierung der Ausbeute an Biogas und insbesondere zu einer Optimierung der Ausbeute an Methan in dem jeweiligen Vergärungsprozess, so dass nach Abschluss des Vergärprozesses die bestmögliche Biogasproduktion erreicht wurde.The regulation of the respective fermentation process based on the quality of the biogas produced takes place separately for each individual solid fermenter of a biogas plant. Accordingly, the course of a respective fermentation within a solid fermenter for two solids fermenter within a biogas plant run completely different, depending on which biomass mix the respective solid fermenter were loaded, and which other external parameters intervene in the respective fermentation process. However, the two different courses of fermentation in the respective solid fermenters lead in both cases to an optimization of the yield of biogas and in particular to an optimization of the yield of methane in the respective fermentation process, so that after completion of the fermentation process the best possible biogas production was achieved.

Ebenfalls kann die aufzubringende Menge der Flüssigbiomasse in einem Feststofffermenter anhand der Qualität des erzeugten Biogases angepasst werden, um eine Verringerung der Methanproduktion, z. B. in einer Anfangsphase oder Endphase des Vergärprozesses, während einer Neubefüllung oder durch eine geringere Menge der eingeführten stapelbaren Biomasse, in einem anderen Feststofffermenter zu kompensieren. Bevorzugt wird dabei der Gesamtgasverlauf über die Gesamtanlage beziehungsweise Biogasanlage detektiert, wobei die Flüssigbiomasse in den jeweiligen Feststofffermentern per Rückkopplung entsprechend aufgebracht beziehungsweise eingespeist wird. Entsprechend können durch weiteres Aufbringen der Flüssigbiomasse die Biogasproduktion in der gesamten Anlage stabilisiert, gegebenenfalls optimiert und ein kontinuierlicher Volumenstrom des erzeugten Biogases gewährleistet werden. So kann der aus einer Biogasanlage ausgestoßene Biogasertrag bezüglich der Qualität des Biogases geregelt werden, um entsprechend aus dem Wechselspiel der individuellen Feststofffermenter eine konstante Biogasqualität zu erreichen.Also, the amount of liquid biomass to be applied in a solids fermenter can be adjusted based on the quality of biogas produced to reduce methane production, e.g. In an initial phase or final phase of the fermentation process, during refilling or by a lesser amount of the introduced stackable biomass, in another Compensate solid fermenter. Preference is given to the total gas flow over the entire system or biogas plant is detected, wherein the liquid biomass is applied in accordance with the respective solids fermenters by feedback or fed. Accordingly, further application of the liquid biomass stabilizes the biogas production in the entire plant, optionally optimizing it and ensuring a continuous volume flow of the biogas produced. Thus, the biogas yield emitted from a biogas plant can be regulated with regard to the quality of the biogas in order to achieve a constant biogas quality from the interplay of the individual solid-matter fermenters.

Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas mit den Merkmalen des Anspruchs 13 vorgeschlagen. Entsprechend umfasst die Vorrichtung mindestens einen Feststofffermenter zur Aufnahme stapelbarer Biomasse, wobei die stapelbare Biomasse von einem Perkolatstrom durchströmbar ist, um in einem Vergärprozess Biogas zu erzeugen. Erfindungsgemäß ist eine Regelung zur Regelung des Vergärprozesses vorgesehen, welche eingerichtet ist, um zusätzlich Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse aufzubringen.Furthermore, a device for generating biogas with the features of claim 13 is proposed. Accordingly, the device comprises at least one solid-matter fermenter for receiving stackable biomass, wherein the stackable biomass can be flowed through by a percolate stream in order to produce biogas in a fermentation process. According to the invention, a regulation for regulating the fermentation process is provided, which is set up to additionally apply liquid biomass to the stackable biomass.

Bevorzugt ist dabei zumindest ein von einem Perkolatbehälter separater Flüssigbiomassebehälter, Flüssigbiomassebehälterteil, Lagertank und/oder Einspeisetank der Flüssigbiomasse vorgesehen, wobei die Regelung eingerichtet ist, um Flüssigbiomasse dem Perkolat beizumengen, bevorzugt stromaufwärts der Perkolatzufuhr.In this case, at least one liquid biomass container, liquid biomass container part, storage tank and / or feed tank of the liquid biomass is preferably provided, wherein the control is set up to add liquid biomass to the percolate, preferably upstream of the percolate supply.

Ein Flüssigbiomassebehälter oder Lagertank kann dabei einen Sensor aufweisen, um den Füllstand zu kontrollieren. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass beispielsweise die vorhandene Menge der Flüssigbiomasse auch bei unregelmäßigen Anlieferungen und/oder Mengen erfasst werden kann.A Flüssigbiomassebehälter or storage tank can have a sensor to control the level. This has, inter alia, the advantage that, for example, the amount of liquid biomass present can be detected even in the case of irregular deliveries and / or quantities.

Die Flüssigbiomasse kann auch in Fässern oder ähnlichen Behältern gelagert werden. Dies kann insbesondere bei regelmäßiger Anlieferung vorteilhaft sein, wobei die Fässer bevorzugt unmittelbar für den jeweiligen Fermenter eingesetzt beziehungsweise verwendet werden können. Entsprechend weisen die Fässer bevorzugt vorgegebene Standarddimensionen auf, sodass diese stapelbar sind, diese ohne weitere Modifikationen einsetzbar sind und die Menge der vorhandenen Flüssigbiomasse unmittelbar aus der Zahl der Fässer hervorgeht.The liquid biomass can also be stored in barrels or similar containers. This can be advantageous in particular with regular delivery, wherein the barrels can preferably be used or used directly for the respective fermenter. Accordingly, the barrels preferably have predetermined standard dimensions, so that they are stackable, they can be used without further modifications and the amount of liquid biomass present emerges directly from the number of barrels.

Um die Fließfähigkeit der Flüssigbiomasse zu gewährleisten, kann weiterhin eine Heizvorrichtung oder Heizanordnung vorgesehen sein, sodass die Flüssigbiomasse beispielsweise auch bei niedrigen Temperaturen unmittelbar eingespeist werden kann. Hierzu kann auch eine bereits vorhandene Temperierung eines Perkolattanks verwendet werden. Bevorzugt wird die Flüssigbiomasse durch eine Anordnung des Flüssigbiomassebehälters temperiert, beispielsweise durch Nutzung der Abwärme eines Blockheizkraftwerks.In order to ensure the fluidity of the liquid biomass, a heating device or heating arrangement can furthermore be provided, so that the liquid biomass can be fed in, for example, even at low temperatures. For this purpose, an already existing temperature of a percolate tank can be used. Preferably, the liquid biomass is tempered by an arrangement of the liquid biomass container, for example by utilizing the waste heat of a combined heat and power plant.

Für das Aufbringen beziehungsweise die Einspeisung der Flüssigbiomasse können weiterhin eine oder mehre Pumpen vorgesehen sein. Bevorzugt werden dazu Schlauchquetschpumpen und Drehkolbenpumpen verwendet. Während beispielsweise eine Schlauchquetschpumpe bevorzugt verwendet wird, um die Flüssigkeit in die Perkolatleitung zu fördern, kann eine Drehkolbenpumpe auf der Saugseite die im Feststofffermenter vorhandene Flüssigkeit abpumpen und in den Perkolatbehälter und/oder Perkolatkreislauf fördern. Sowohl Schlauchquetschpumpen als auch Drehkolbenpumpen, gegebenenfalls mit einer Drosselfunktion, sind in herkömmlichen Feststofffermentern oft bereits vorhanden, sodass weitere Zusatzinstallationen für das Aufbringen von Flüssigbiomasse nicht benötigt werden.For the application or the feeding of the liquid biomass, one or more pumps can furthermore be provided. To this end, peristaltic pumps and rotary lobe pumps are preferably used. For example, while a peristaltic squeeze pump is preferably used to deliver the liquid to the percolate line, a rotary lobe pump on the suction side may pump off the liquid present in the solids fermenter and convey it to the percolate tank and / or percolate loop. Both peristaltic pumps and rotary lobe pumps, optionally with a throttling function, are often already present in conventional solid fermenters, so that further additional installations for the application of liquid biomass are not required.

Die Regelung beziehungsweise Steuerung kann weiterhin insbesondere das Aufbringen der Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse regeln. Beispielsweise können ein Dosierventil und/oder eine Pumpenzuführung vorgesehen sein, welche mit der Regelung in Verbindung stehen. Insbesondere kann der Feststofffermenter einen Füllstanddetektor aufweisen, beispielsweise einen Drucksensor oder eine Drucksonde, um die Menge der im Feststofffermenter vorhandenen Flüssigkeit zu erfassen und das Aufbringen der Flüssigbiomasse über die Regelung zu regeln.The regulation or control can furthermore regulate in particular the application of the liquid biomass to the stackable biomass. For example, a metering valve and / or a pump supply may be provided, which are in communication with the control. In particular, the Feststofffermenter may have a level detector, such as a pressure sensor or a pressure probe to detect the amount of liquid present in the solid fermenter and to regulate the application of liquid biomass on the scheme.

Durch das Aufbringen der Flüssigbiomasse kann entsprechend eine längere Verweildauer der Biomasse in dem Feststofffermenter vorgesehen sein, sodass bei einer Neubefüllung entsprechend eine größere Menge stapelbarer Biomasse in den Feststofffermenter eingeführt werden kann. Um dies zu berücksichtigen, kann bei der Anlagendimensionierung bevorzugt ein Puffer vorgesehen sein.By applying the liquid biomass, a longer residence time of the biomass in the solid-fermenter can correspondingly be provided, so that a corresponding amount of stackable biomass can be introduced into the solid-fermenter during refilling. In order to take this into account, a buffer may preferably be provided during plant dimensioning.

Um eine verbesserte Verteilung der Flüssigbiomasse bereitzustellen, kann die Regelung dazu eingerichtet sein, um Flüssigbiomasse mittels einer mit dem Perkolat gemeinsamen Ausgabeanordnung, bevorzugt zumindest einer Sprühdüse und/oder einem Dosierventil, auf die stapelbare Biomasse aufzubringen. Das Aufbringen erfolgt bevorzugt durch Verteilen, Vernebeln oder Verregnen. Als Ausgabeanordnung kann beispielsweise ein Vernebler, eine Brause oder lediglich ein Leitungsabfluss vorgesehen sein.In order to provide an improved distribution of the liquid biomass, the control can be set up to apply liquid biomass to the stackable biomass by means of a dispensing arrangement common to the percolate, preferably at least one spray nozzle and / or one metering valve. The application is preferably carried out by spreading, misting or raining. As a dispensing arrangement, for example, a nebulizer, a shower or just a line drain can be provided.

Zur Bestimmung der Qualität des aus einem Feststofffermenter abgezogenen Biogases, der Feststofffermentertemperatur, des Drucks, der Gasmischung, des partiellen Gasdrucks, des Vergärzustands oder des pH-Werts der in dem Feststofffermenter aufgenommenen Biomasse kann weiterhin zumindest ein Sensor vorgesehen sein, welcher die Regelung des Vergärprozesses und/oder des Aufbringens der Flüssigbiomasse regelt.For the determination of the quality of biogas withdrawn from a solid - fermenter, Furthermore, at least one sensor which regulates the regulation of the fermentation process and / or the application of the liquid biomass may be provided at least one of the solid fermenter temperature, the pressure, the gas mixture, the partial gas pressure, the fermentation state or the pH of the biomass received in the solids fermenter.

Bevorzugt ist ein Sensor zur Bestimmung der Qualität des aus einem Feststofffermenter abgezogenen Biogases vorgesehen, welche die Regelung des Aufbringens der Flüssigbiomasse regelt. Beispielsweise kann der Sensor als ein Gassensor ausgebildet sein, um einen oder mehrere Gasanteile, das Gasvolumen und/oder die Erzeugungsrate zu bestimmen. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass ein partieller oder ein Gesamtdruck gemessen wird. Zusätzlich oder alternativ zu einem Gassensor können auch die Temperatur und/oder der pH Wert der im Feststofffermenter vorhandenen Flüssigkeit mittels eines entsprechenden Sensors bestimmt werden. Die Messungen können manuell erfolgen, werden jedoch bevorzugt automatisch, insbesondere zyklisch, erfasst. Folglich können die Messwerte als Rückkopplung verwendet werden, um das Aufbringen der Flüssigbiomasse und/oder den Vergärprozess direkt oder über eine Regelung zu regeln.Preferably, a sensor is provided for determining the quality of the withdrawn from a solid fermenter biogas, which regulates the regulation of the application of the liquid biomass. For example, the sensor may be designed as a gas sensor in order to determine one or more gas fractions, the gas volume and / or the generation rate. It can also be provided that a partial or a total pressure is measured. In addition or as an alternative to a gas sensor, the temperature and / or the pH of the liquid present in the solid-fermenter can also be determined by means of a corresponding sensor. The measurements can be done manually, but are preferably detected automatically, in particular cyclically. Consequently, the measurements can be used as feedback to control the application of the liquid biomass and / or the fermentation process directly or via a control.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Regelung auf die Temperatur im Fermenter über die Perkolattemperatur, die Heiztemperatur des Perkolats, die Perkolationsdauer, die Perkolationsfrequenz, die Menge des aufgebrachten Perkolats und/oder den pH-Wert des Perkolats als Stellgröße wirkt, und/oder wobei die Regelung eingerichtet ist, um den Vergärprozess, die Beaufschlagung der Biomasse mit Perkolat, die Perkolationsdauer, die aufgebrachte Perkolatmenge und/oder die Perkolationsfrequenz anhand der Qualität, bevorzugt anhand des Biogasvolumens, des Biogasvolumenstroms, des Methangasgehalts und/oder des Restgasgehalts des erzeugten Biogases zu regeln, und der Parameter bevorzugt als Regelgröße dient.Furthermore, it can be provided that the control acts on the temperature in the fermenter on the percolate temperature, the heating temperature of the percolate, percolation time, percolation frequency, the amount of applied percolate and / or the pH of the percolate as a control variable, and / or the scheme is set up to the fermentation process, the biomass with percolate, the percolation, the amount of percolate and / or percolation frequency based on the quality, preferably based on the biogas volume, the biogas volume flow, the methane gas content and / or the residual gas content of the biogas produced regulate, and the parameter preferably serves as a controlled variable.

Figurenlistelist of figures

Bevorzugte weitere Ausführungsformen und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert.

  • 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas mittels des beschriebenen Verfahrens;
  • 2 zeigt schematisch den Regelkreislauf in einer Biogasanlage; und
  • 3A bis 3G zeigen schematisch Aufbringungsverläufe der Flüssigbiomasse und der Perkolierung.
Preferred further embodiments and aspects of the present invention are explained in more detail by the following description of the figures.
  • 1 schematically shows a device for generating biogas by means of the described method;
  • 2 schematically shows the control circuit in a biogas plant; and
  • 3A to 3G show schematically application curves of liquid biomass and percolation.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of preferred embodiments

Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen in der Beschreibung zu vermeiden.In the following, preferred embodiments will be described with reference to the figures. In this case, identical, similar or equivalent elements in the different figures are denoted by identical reference numerals and a repeated description of these elements is partially omitted in order to avoid redundancies in the description.

In 1 ist eine Biogasanlage 1 zur Durchführung des Verfahrens zur Erzeugung von Biogas gezeigt.In 1 is a biogas plant 1 to carry out the process for the production of biogas shown.

Ein erster Feststofffermenter 20 und ein zweiter Feststofffermenter 22 sind exemplarisch in der Biogasanlage 1 vorgesehen, in welchen jeweils stapelbare Biomasse zur Vergärung aufgenommen werden kann. Üblicherweise sind in einer Biogasanlage 1 eine größere Anzahl an Feststofffermentern vorgesehen, beispielsweise 3 bis 12. Die Feststofffermenter 20, 22 sind in bekannter Weise aufgebaut und weisen insbesondere gasdichte Wände, Böden und Decken auf, sowie ein gasdicht verschließendes Tor, durch welches der jeweilige Feststofffermenter 20, 22 mit organischen Feststoffen beschickt wird und durch welches hindurch der Gärrest nach Abschluss des Fermentationsvorganges wieder ausgeräumt beziehungsweise ausgetragen wird.A first solid fermenter 20 and a second solid-fermenter 22 are exemplary in the biogas plant 1 provided, in each of which stackable biomass can be included for fermentation. Usually in a biogas plant 1 a larger number of solid fermenters provided, for example, 3 to 12. The Feststofffermenter 20 . 22 are constructed in a known manner and have in particular gas-tight walls, floors and ceilings, as well as a gas-tight closing gate, through which the respective Feststofffermenter 20 . 22 is charged with organic solids and through which the fermentation residue is cleared out or discharged after completion of the fermentation process.

Weiterhin ist ein Perkolattank 3 vorgesehen, in welchem Perkolat aufgenommen werden kann und welcher entsprechend als Perkolatspeicher dient. Das Perkolat wird über in den Feststofffermentern angeordnete Perkolatdüsen 44, 46 auf die Biomasse aufgebracht.Furthermore, a percolate tank 3 provided in which percolate can be added and which serves as Perkolatspeicher accordingly. The percolate is passed over percolate nozzles arranged in the solids fermenters 44 . 46 applied to the biomass.

Aus dem Perkolattank 3 wird über die Perkolatleitung beziehungsweise Perkolatzufuhr 42 Perkolat so in die jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 geleitet, dass es über die an der Decke der Feststofffermenter 20, 22 vorgesehenen Perkolatdüsen 44, 46 auf die organischen Feststoffe, welche innerhalb der Feststofffermenter 20, 22 angeordnet sind, aufgerieselt werden kann. Das Perkolat sammelt sich am Boden der Feststofffermenter 20, 22, nachdem es die organischen Feststoffe durchlaufen hat. Daher sind im Bodenbereich der Feststofffermenter 20, 22 entsprechende Perkolatleitungen beziehungsweise Abfuhrleitungen 40 vorgesehen, die mit dem Perkolattank 3 verbunden sind, so dass das auf dem Boden der jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 gesammelte Perkolat über die Perkolatleitung 40 zurück in den Perkolattank 3 geleitet werden kann.From the percolate tank 3 is via the Perkolatleitung or Perkolatzufuhr 42 Percolate so in the respective Feststofffermenter 20 . 22 passed that over it to the ceiling of the solid-fermenter 20 . 22 provided percolate nozzles 44 . 46 on the organic solids, which are within the Feststofffermenter 20 . 22 are arranged, can be drizzled. The percolate collects at the bottom of the solid fermenter 20 . 22 after it has passed through the organic solids. Therefore, in the bottom area of the solid fermenter 20 . 22 corresponding Perkolatleitungen or discharge lines 40 provided with the percolate tank 3 are connected, so that on the bottom of the respective Feststofffermenter 20 , 22 collected percolate over the percolate line 40 back to the percolate tank 3 can be directed.

Entsprechend wird ein Perkolatkreislauf ausgebildet, wobei das Perkolat aus dem Perkolattank 3 über die Perkolatleitung 42 und die Perkolatdüsen 44, 46 in die Feststofffermenter 20, 22 eingerieselt wird, und nach dem Durchlaufen des organischen Feststoffes am Boden der Feststofffermenter 20, 22 eingesammelt wird und über die Perkolatleitung 40 wieder dem Perkolattank 3 zugeführt wird.Accordingly, a Perkolatkreislauf is formed, the percolate from the Perkolattank 3 over the percolate line 42 and the percolate nozzles 44 . 46 into the solids fermenter 20 . 22 is sprinkled, and after passing through the organic solid at the bottom of the Feststofffermenter 20 . 22 is collected and via the percolate line 40 again the percolate tank 3 is supplied.

Weiterhin sind Biogasleitungen 50 und 52 vorgesehen, mittels welchen das in den Feststofffermentern 20, 22 erzeugte Biogas abgezogen werden kann. Zusätzlich ist eine Biogasleitung 53 vorgesehen, mittels welcher das im Perkolattank 3 entstehende Biogas abgeleitet werden kann.Furthermore, there are biogas pipes 50 and 52 provided by means of which in the Feststofffermentern 20 . 22 produced biogas can be deducted. In addition, a biogas line 53 provided by means of which in the percolate tank 3 resulting biogas can be derived.

Zusätzliches Perkolatvolumen entsteht beispielsweise im Vergärungsprozess dadurch, dass bei der Vergärung Wasser produziert wird (zuvor gebundenes Kapillar- beziehungsweise Zellwasser, das durch die Zersetzung der Strukturen frei wird). Weiterhin werden über feuchte organische Feststoffe Zusatzvolumina an Wasser in den Perkolatkreislauf eingetragen.For example, additional percolate volume is produced in the fermentation process by producing water during fermentation (previously bound capillary or cell water released by the decomposition of the structures). Furthermore, additional volumes of water are introduced into the percolate circulation via moist organic solids.

Das über die Biogasleitungen 50, 52, 53 abgeleitete Biogas wird nachfolgend entweder direkt in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) in Strom und Wärme umgewandelt, oder aber es wird aufgereinigt und entsprechend als Biomethan in den Verkehr gebracht. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass das erzeugte Kohlenstoffdioxid getrennt und/oder gespeichert wird, welches beispielsweise für weitere Anwendungen wie Kühlung, Brandschutz und/oder zur Steigerung von anaeroben Bedingungen und entsprechender Fermentierung verwendet werden kann.The about the biogas pipes 50 . 52 . 53 derived biogas is subsequently converted either directly in a combined heat and power plant (CHP) into electricity and heat, or it is purified and placed accordingly as biomethane in the market. It can also be provided that the generated carbon dioxide is separated and / or stored, which can be used, for example, for further applications such as cooling, fire protection and / or for increasing anaerobic conditions and corresponding fermentation.

Die chemischen, physikalischen und/oder biologischen Eigenschaften des Perkolats im Perkolattank 3 werden mittels eines entsprechenden Sensors 7 gemessen. Der Sensor 7 kann beispielsweise den pH-Wert, die Temperatur, den FOS/TAC-Wert, und andere, für die Vergärung wesentliche Parameter messen.The chemical, physical and / or biological properties of the percolate in the percolate tank 3 be by means of a corresponding sensor 7 measured. The sensor 7 For example, it can measure pH, temperature, FOS / TAC, and other parameters essential to fermentation.

In der schematischen Darstellung der 1 sind in den Biogasleitungen 50, 52, welche das in den jeweiligen Feststofffermentern 20, 22 erzeugte Biogas austragen, Sensoren 80, 82 vorgesehen, welche die Qualität des erzeugten Biogases messen. Hier werden zum einen Volumensensoren eingesetzt, mittels welchen die gesamte, in einem bestimmten Feststofffermenter erzeugte Biogasmenge beziehungsweise der Volumenstrom bestimmt werden kann. Zum anderen können hier beispielsweise Sensoren 80, 82 eingesetzt werden, mittels welchen der Methangasanteil in dem erzeugten Biogas gemessen werden kann, oder aber es kann ein Restgasanteil bestimmt werden.In the schematic representation of 1 are in the biogas lines 50 . 52 , which in the respective Feststofffermentern 20 . 22 produce generated biogas, sensors 80 . 82 provided, which measure the quality of the biogas produced. Here, on the one hand, volume sensors are used by means of which the total amount of biogas produced in a specific solid-fermenter or the volume flow can be determined. On the other hand, for example, sensors 80 . 82 can be used, by means of which the methane gas fraction can be measured in the biogas produced, or it can be a residual gas content can be determined.

Auf der Grundlage der Messwerte der Biogasqualität kann entsprechend über eine entsprechende Regelung 84 beispielsweise die Perkolierung der jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 geregelt werden. Hierzu können von der Regelung 84 entsprechend Ventile 48, 49 in den Perkolatleitungen 42 so angesteuert werden, dass über die Perkolatdüsen 44, 46 die vorbestimmte Perkolatmenge auf die Biomasse in dem jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 aufgebracht wird.On the basis of the measured values of the biogas quality can accordingly over a corresponding regulation 84 For example, the percolation of the respective Feststofffermenter 20 . 22 be managed. This can be done by the scheme 84 according to valves 48 . 49 be controlled in the Perkolatleitungen 42 so that over the Perkolatdüsen 44 . 46 the predetermined percolate amount to the biomass in the respective Feststofffermenter 20 . 22 is applied.

Weiterhin ist ein Flüssigbiomassebehälter 9 vorgesehen. Um Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse aufzubringen, kann entsprechend Flüssigbiomasse aus dem Flüssigbiomassebehälter 9 über ein Ventil 47 in die bestehende Perkolatleitung 42 eingespeist werden. Das Ventil 47 und somit das Einspeisen der Flüssigbiomasse werden von der Regelung 84 geregelt. Während in 1 lediglich ein Flüssigbiomassebehälter 9 und ein Ventil 47 nach dem Perkolatbehälter 3 und vor der Abzweigung der Leitung 42 gezeigt sind, können jedoch auch mehrere Flüssigbiomassebehälter und unterschiedliche Anordnungen, beispielsweise nach der Abzweigung der Leitung 42, vorgesehen sein. Die Flüssigbiomassebehälter können entsprechend entweder stromaufwärts oder stromabwärts des Ventils 47 angeordnet sein und jeweils über ein Ventil in den jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 und die entsprechenden Düsen 44, 46 eingekoppelt werden. Statt einer Abzweigung der Leitung 42 können auch separate und/oder mehrere Leitungen 42 vorgesehen sein.Furthermore, a liquid biomass container 9 intended. In order to apply liquid biomass to the stackable biomass, liquid biomass from the liquid biomass container can accordingly 9 via a valve 47 into the existing percolate line 42 be fed. The valve 47 and thus the feeding of the liquid biomass are from the scheme 84 regulated. While in 1 only a liquid biomass container 9 and a valve 47 after the percolate container 3 and before the diversion of the line 42 However, it is also possible for a plurality of liquid biomass containers and different arrangements, for example after the branching of the line, to be shown 42 , be provided. The liquid biomass containers may be located either upstream or downstream of the valve 47 be arranged and in each case via a valve in the respective Feststofffermenter 20 . 22 and the corresponding nozzles 44 . 46 be coupled. Instead of a diversion of the line 42 can also separate and / or multiple lines 42 be provided.

Ähnlich wie für den Perkolatbehälter 3 ist für den Flüssigbiomassebehälter 9 zumindest ein Sensor 71 vorgesehen, der den Füllstand detektiert und als Rückkopplung für die Regelung 84 verwendet wird. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass Parameter wie Temperatur, pH Wert, Volumen und/oder Menge der Flüssigbiomasse von dem zumindest einen Sensor 71 erfasst werden.Similar to the percolate container 3 is for the liquid biomass container 9 at least one sensor 71 provided, which detects the level and as feedback for the scheme 84 is used. It can also be provided that parameters such as temperature, pH value, volume and / or amount of the liquid biomass of the at least one sensor 71 be recorded.

Um die im Feststofffermenter 20, 22 vorhandene Flüssigkeit zu detektieren, ist in dem jeweiligen Feststofffermenter 20,22 zumindest ein Sensor 72, 73, insbesondere ein Füllstanddetektor oder Drucksonde, vorgesehen, welcher als Rückkopplung für die Regelung 84 verwendet wird. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass Parameter wie Temperatur, pH Wert, und/oder chemische Zusammensetzung der Biomasse und/oder des Perkolats von dem zumindest einen Sensor 72, 73 erfasst werden.To the in the solid fermenter 20 . 22 to detect existing liquid is in the respective solid fermenter 20,22 at least one sensor 72 . 73 , In particular, a level detector or pressure probe, provided which as a feedback for the control 84 is used. It can also be provided that parameters such as temperature, pH value, and / or chemical composition of the biomass and / or the percolate of the at least one sensor 72 . 73 be recorded.

Folglich kann die Regelung 84 das Aufbringen der Flüssigbiomasse für den jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 regeln, beispielsweise auf der Grundlage der Messwerte der Biogasqualität oder der Verweildauer. Hierzu können von der Regelung 84 entsprechend das Ventil 47 und die für den jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 entsprechenden Ventile 48, 49 in den Perkolatleitungen 42 so angesteuert werden, dass die Flüssigbiomasse dem Perkolat beigemengt wird und über die Perkolatdüsen 44, 46 die vorbestimmte Perkolatmenge und Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse in dem jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 aufgebracht wird.Consequently, the scheme can 84 the application of the liquid biomass for the respective solid fermenter 20 . 22 governed, for example, on the basis of the measured values of the biogas quality or the residence time. This can be done by the scheme 84 corresponding to the valve 47 and for the respective Feststofffermenter 20 . 22 corresponding valves 48 . 49 in the percolate lines 42 be controlled so that the liquid biomass is added to the percolate and the percolate nozzles 44 . 46 the predetermined amount of percolate and liquid biomass on the stackable biomass in the respective Feststofffermenter 20 . 22 is applied.

Als Regelgröße in der Regelung wird dann der entsprechende Messwert des Sensors 72, 73, 80, 82, 86 verwendet und mit einem vorgegebenen Sollwert der Regelgröße verglichen. Über eine entsprechende Anpassung eines oder mehrerer Betriebsparameter des Feststofffermenters 20, 22, welche als Stellgröße dienen, wird die Regelgröße wieder auf den Sollwert zurückgeführt. Wenn entsprechend beispielsweise ein Abfall in der Biogasproduktion und/oder im Methangasgehalt an einem Sensor 80, 82, 86 detektiert wird, wird das Aufbringen der Flüssigbiomasse, insbesondere die Menge und die Frequenz, in dem jeweiligen Feststofffermenter entsprechend über die Ventile 47, 48, 49 so angepasst, dass die Biogasproduktion wieder auf den vorgegebenen Sollwert angehoben wird.As a control variable in the control then the corresponding measured value of the sensor 72 . 73 . 80 , 82, 86 used and compared with a predetermined setpoint of the controlled variable. By way of a corresponding adaptation of one or more operating parameters of the solid-matter fermenter 20 . 22 , which serve as manipulated variable, the controlled variable is returned to the setpoint. If, for example, a drop in biogas production and / or in the methane gas content at a sensor 80 . 82 . 86 is detected, the application of the liquid biomass, in particular the amount and the frequency in the respective Feststofffermenter according to the valves 47, 48, 49 adjusted so that the biogas production is raised again to the predetermined setpoint.

Da der Vergärprozess und damit die Biogasausbeute unterschiedliche Phasen durchläuft, muss auch der Sollwert der Regelgröße über den Vergärprozess hinweg angepasst werden, um eine optimale Ausnutzung der vorgehaltenen Anlagenkapazitäten und der eingesetzten Biomasse zu erreichen. Entsprechend wird eine Führungsgröße auf Grundlage des Zeitverlaufs und bevorzugt unter Berücksichtigung der Zusammensetzung der Biomasse bestimmt. Die Führungsgröße bestimmt entsprechend den Verlauf des Sollwerts der Regelgröße. Beispielsweise steigt die Biogasausbeute zu Beginn des Vergärprozesses erst langsam an, was durch einen entsprechenden Verlauf der Führungsgröße abgebildet werden kann.Since the fermentation process and thus the biogas yield goes through different phases, the setpoint of the controlled variable must also be adjusted over the fermentation process in order to achieve optimum utilization of the plant capacities and the biomass used. Accordingly, a reference variable is determined on the basis of the time course and preferably taking into account the composition of the biomass. The reference variable determines the course of the setpoint of the controlled variable accordingly. For example, the biogas yield increases slowly at the beginning of the fermentation process, which can be illustrated by a corresponding course of the reference variable.

Zu Beginn des Vergärprozesses, wenn die noch trockene Biomasse zunächst angeimpft werden muss, kann beispielsweise über eine Messung der Gasqualität und eine sich daraus ergebende Aufbringungsregelung der Flüssigbiomasse ein optimiertes Startverhalten des jeweiligen Feststofffermenters 20, 22 erreicht werden. So kann es zu Beginn des Vergärprozesses sinnvoll sein, in kürzeren Intervallen zu Perkolieren, bei einer entsprechend angepassten Perkolatmenge, um eine gute Durchfeuchtung der frisch in den Fermenter eingebrachten Biomasse zu erreichen. Daraufhin kann Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden, um den Vergärprozess und die Biogaserzeugung weiter zu fördern. Aufgrund des dann ansteigenden Methangasgehaltes in dem erzeugten Biogas können beispielsweise sowohl die Frequenz des Aufbringens als auch die Verweildauer der Flüssigbiomasse geregelt werden. Der Zeitpunkt, wann dies geschieht, um eine optimale Biogasausbeute zu erhalten, kann über die Messung der Gasqualität bestimmt werden.At the beginning of the fermentation process, when the still dry biomass must first be inoculated, for example, by measuring the gas quality and the resulting application control of the liquid biomass, an optimized starting behavior of the respective solid fermenter 20 . 22 be achieved. Thus, it may be useful at the beginning of the fermentation process to percolate at shorter intervals, with a correspondingly adjusted percolate amount, in order to achieve good moisture penetration of the freshly introduced into the fermenter biomass. Subsequently, liquid biomass can be applied to the stackable biomass to further promote the fermentation process and biogas production. Due to the then increasing methane gas content in the biogas produced, for example, both the frequency of application and the residence time of the liquid biomass can be regulated. The time when this happens to obtain an optimal biogas yield can be determined by measuring the gas quality.

Es hat sich gezeigt, dass die Regelung des Vergärprozesses über die eigentlich interessierende Regelgröße, nämlich die Methanausbeute, eine Vielzahl anderer Steuermechanismen überflüssig macht. Andere Betriebsparameter wie beispielsweise der pH Wert oder die Temperatur der im Feststofffermenter 20, 22 vorhandenen Flüssigkeit können jedoch auch für die Regelung 84 verwendet werden.It has been shown that the regulation of the fermentation process over the actually relevant control variable, namely the methane yield, makes a multiplicity of other control mechanisms superfluous. Other operating parameters such as the pH value or the temperature of the solid fermenter 20 . 22 However, existing liquid can also be used for the control 84 be used.

Die von der Regelung 84 ausgegebene Steuergröße in Form der jeweiligen Veränderung der Betriebsparameter des Feststofffermenters 20, 22 führt entsprechend zu einer Regelung der Gasqualität. Das Aufbringen der Flüssigbiomasse auf die in einer oder beiden der Feststofffermentern 20, 22 angeordneten stapelbaren Biomasse wird dann entsprechend für eine vorgegebene Zeitdauer ausgelöst, bis die Regelgröße, also die Biogasqualität, wieder der Soll Regelgröße, also der gewünschten Biogasqualität, entspricht. Dies kann nicht nur während einer Startphase beziehungsweise Anlaufphase, sondern auch im weiteren Verlauf des Vergärprozesses geschehen, um eine verringerte Biogasausbeute in einem Feststofffermenter 20, 22 zu kompensieren.The of the scheme 84 output control variable in the form of the respective change in the operating parameters of the solid fermenter 20 . 22 leads accordingly to a regulation of the gas quality. Applying the liquid biomass to that in one or both of the solid fermenters 20 . 22 arranged stackable biomass is then triggered accordingly for a predetermined period of time until the controlled variable, so the biogas quality, again the target control variable, ie the desired biogas quality corresponds. This can happen not only during a start phase or start-up phase, but also in the further course of the fermentation process, to a reduced biogas yield in a Feststofffermenter 20 . 22 to compensate.

In einer Weiterbildung oder einer Variante wird die Biogasqualität über einen Sensor 86 bestimmt, welcher in einem Leitungsabschnitt angeordnet ist, in welchem die Biogasströme aus allen Feststofffermentern 20, 22 bereits miteinander vermischt sind. Dieser Sensor 86 misst entsprechend die Qualität des Biogases, welches schlussendlich aus der Biogasanlage 1 ausgegeben wird, beispielsweise, um es in einem Blockheizkraftwerk zu verwenden, oder welches der Weiterverarbeitung oder Aufbereitung zur Einspeisung in ein Gasnetz zugeführt wird. Die Regelung 84 kann entsprechend auch die Qualität des gesamten erzeugten Biogases als Regelgröße verwenden und die Betriebsparameter für die einzelnen Feststofffermenter 20, 22 so als Steuergrößen verwenden, dass eine möglichst gleichmäßige Biogasqualität aus der Biogasanlage 1 ausgegeben wird. Hierzu berücksichtigt die Regelung 84 auch die unterschiedlichen Vergärzustände und Verweildauer der Flüssigbiomasse in den individuellen Feststofffermentern 20, 22 und gibt entsprechend die Führungsgröße für den individuellen Feststofffermenter 20, 22 so vor, dass eine optimale Gasausbeute bei gleichzeitig gleichmäßiger Gasqualität erreicht wird.In a further development or a variant, the biogas quality via a sensor 86 determines which is arranged in a line section in which the biogas streams from all Feststofffermentern 20 . 22 already mixed together. This sensor 86 Measures accordingly the quality of the biogas, which finally from the biogas plant 1 is output, for example, to use it in a combined heat and power plant, or which is supplied to the further processing or treatment for feeding into a gas network. The regulation 84 can also use the quality of the entire generated biogas as a controlled variable and the operating parameters for the individual solid fermenters 20 . 22 use as control variables that the most uniform biogas quality from the biogas plant 1 is issued. The regulation takes this into account 84 also the different fermentation states and residence time of the liquid biomass in the individual solid fermenters 20 . 22 and accordingly gives the reference variable for the individual solid fermenter 20 . 22 so that an optimal gas yield is achieved while maintaining uniform gas quality.

In 2 ist schematisch noch einmal der Regelkreislauf gezeigt. Die beiden Feststofffermenter 20, 22 produzieren Biogas, dessen Qualität über die Sensoren 80, 82 gemessen wird. Hierbei werden besonders das erzeugte Biogasvolumen, der Methangasgehalt sowie möglicherweise der Gehalt an bestimmten Restgasen im Biogasstrom bestimmt. Die auf diese Weise erhaltenen Messwerte werden einer zentralen Regelung 84 zugeführt. Über die zentrale Regelung 84 wird dann die Zufuhr von Flüssigbiomasse und Perkolat über Ventile 47, 48, 49 in die jeweiligen Feststofffermenter 20, 22 geregelt. Beispielsweise werden über die Regelung 84 die Frequenz, die Menge und/oder die Dauer des Aufbringens der Flüssigbiomasse auf das in den Feststofffermenter 20, 22 angeordnete Feststoffbett individuell für jeden Feststofffermenter separat geregelt, sodass in jedem Feststofffermenter 20, 22 die Vergärung der Biomasse auch in einer Anfangsphase optimiert wird. Betriebsparameter des Feststofffermenters können zudem entsprechend gewählt werden, um beispielsweise eine saure Hydrolyse und einen thermophilen Betrieb nicht nur zu ermöglichen sondern bevorzugt zu fördern.In 2 is shown schematically again the control loop. The two solids fermenters 20, 22 produce biogas, its quality via the sensors 80 . 82 is measured. In particular, the generated biogas volume, the methane gas content and possibly the content of certain residual gases in the biogas stream are determined. The measured values obtained in this way become a central control 84 fed. About the central regulation 84 then the supply of Liquid biomass and percolate via valves 47 . 48 . 49 into the respective solids fermenters 20 . 22 regulated. For example, about the scheme 84 the frequency, amount and / or duration of application of the liquid biomass to the solid bed disposed in the solids fermenter 20,22 are individually controlled separately for each solid fermenter so that in each solid fermenter 20 . 22 the fermentation of the biomass is also optimized in an initial phase. Operating parameters of the solid fermenter can also be selected accordingly, for example, not only to allow acid hydrolysis and thermophilic operation but preferably to promote.

Die Regelung 84 kann dabei zusätzlich noch mit Eingaben von Benutzern, welche beispielsweise über eine Tastatur 74 durchgeführt werden, über bestimmte Besonderheiten der jeweiligen Biomassebeladung in dem individuellen Feststofffermenter 20, 22 informiert werden. Beispielsweise kann auf eine bestimmte Substratzusammensetzung, beispielsweise auch eine Einzelsubstratzusammensetzung, hingewiesen werden, welche möglicherweise ein verändertes Regelverhalten erfordern würde. Besonders bevorzugt kann auf diese Weise der Verlauf der Führungsgröße angepasst werden.The regulation 84 can additionally with inputs from users, which for example via a keyboard 74 be carried out on certain peculiarities of the respective biomass loading in the individual solid fermenter 20 . 22 be informed. For example, reference may be made to a particular substrate composition, for example a single substrate composition, which possibly would require a changed control behavior. Particularly preferably, the course of the reference variable can be adjusted in this way.

Über eine Datenbank 76 können entsprechende weitere Parameter abgefragt werden, welche für den jeweiligen individuellen Vergärprozess von Bedeutung sein können.About a database 76 appropriate additional parameters can be queried, which may be of importance for the respective individual fermentation process.

Das eigentliche Aufbringen der Flüssigbiomasse wird jedoch über die Messung der Qualität des erzeugten Biogases, den detektierten Füllstand, den Vergärzustand und/oder die Verweildauer der Flüssigbiomasse und/oder stapelbaren Biomasse geregelt.However, the actual application of the liquid biomass is controlled by measuring the quality of the biogas produced, the detected fill level, the fermentation state and / or the residence time of the liquid biomass and / or stackable biomass.

In 3A bis 3G sind schematisch beispielhafte Aufbringungsverläufe der Flüssigbiomasse und der Perkolierung gezeigt. In allen Figuren sind der Perkolierungsablauf (Y-Achse, oben, durchgezogene Linie) und der Aufbringungsablauf der Flüssigbiomasse (Y-Achse, unten, gestrichelte Linie) über Zeit (X-Achse) gezeigt.In 3A to 3G schematically exemplary application processes of liquid biomass and percolation are shown. In all the figures, the percolation process (Y-axis, top, solid line) and the application process of the liquid biomass (Y-axis, bottom, dashed line) over time (X-axis) are shown.

Wie in 3A dargestellt, wird die stapelbare Biomasse während einer ersten Phase I beziehungsweise einer Anfangsphase zunächst nur perkoliert. Am Ende dieser ersten Phase I wird zudem Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse aufgebracht. Die Menge, Frequenz und/oder Dosierung der aufgebrachten Flüssigbiomasse werden dabei bevorzugt anhand einer bestimmten Biogasqualität, der Menge der stapelbaren Biomasse und/oder des Perkolats geregelt. Obwohl der Perkolatkreislauf beziehungsweise der Perkolatablauf während der ersten Phase I bevorzugt geöffnet ist, wird dieser während des Aufbringens der Flüssigbiomasse bevorzugt geschlossen, sodass sich die Flüssigbiomasse und das Perkolat im Feststofffermenter sammeln beziehungsweise stauen. Entsprechend ist in einer zweiten Phase II eine Verweildauer der Flüssigbiomasse und des Perkolats vorgesehen, sodass sich aufgrund der Übermenge an energiereicher Biomasse Säuren bilden, welche den pH-Wert senken und eine saure Hydrolyse der in dem Feststofffermenter vorhandenen stapelbaren Biomasse bewirken. In einer dritten Phase III wird der Perkolatablauf beziehungsweise der Perkolatkreislauf wieder geöffnet, sodass die angesammelte Flüssigkeit wieder abgeführt und einem Perkolatbehälter zugeführt wird. Entsprechend wird die stapelbare Biomasse während dieser dritten Phase III wieder perkoliert, um den Vergärprozess und die Biogaserzeugung zu fördern.As in 3A shown, the stackable biomass is initially only percolated during a first phase I or an initial phase. At the end of this first phase I, liquid biomass is also applied to the stackable biomass. The amount, frequency and / or dosage of the applied liquid biomass are preferably regulated on the basis of a specific biogas quality, the amount of stackable biomass and / or the percolate. Although the percolate cycle or the percolate outlet is preferably opened during the first phase I, it is preferably closed during the application of the liquid biomass, so that the liquid biomass and the percolate accumulate or accumulate in the solid fermenter. Accordingly, a residence time of the liquid biomass and the percolate is provided in a second phase II, so that form due to the excess amount of energy-rich biomass acids, which lower the pH and cause acidic hydrolysis of existing in the solid fermenter stackable biomass. In a third phase III, the percolate discharge or the percolate cycle is reopened, so that the accumulated liquid is discharged again and fed to a percolate container. Accordingly, the stackable biomass is percolated again during this third phase III to promote the fermentation process and biogas production.

Das Aufbringen der Flüssigbiomasse kann jedoch auch direkt am Anfang beziehungsweise nach einer Neubefüllung und gleichzeitig mit der ersten Beaufschlagung des Perkolats erfolgen, wie in 3B in der ersten Phase I gezeigt. Die Frequenz des Aufbringens und insbesondere die Menge der Flüssigbiomasse können jedoch von der Perkolierung unabhängig sein, sodass die Flüssigbiomasse beispielsweise nur jeden zweiten, dritten oder weiteren Aufbringungsvorgang des Perkolats dem Perkolat beigemengt wird. Die durchgezogene Linie und die gestrichelte Linie deuten lediglich eine Phase des Aufbringens an, stellen aber nicht zwingend eine kontinuierliche Beaufschlagung dar und können somit auch ein zyklisches und/oder pulsierendes Aufbringen darstellen.However, the application of the liquid biomass can also be carried out directly at the beginning or after refilling and simultaneously with the first application of the percolate, as in 3B shown in the first phase I. However, the frequency of application, and especially the amount of liquid biomass, may be independent of percolation, such that the liquid biomass, for example, is added to the percolate only every other, third, or further application process of the percolate. The solid line and the dashed line indicate only a phase of application, but do not necessarily constitute a continuous application and thus can also represent a cyclic and / or pulsating application.

In 3C verlaufen der Ablauf der Perkolierung und des Aufbringens der Flüssigbiomasse ähnlich wie in 3A. Am Ende des Vergärprozesses wird während der dritten Phase III erneut Flüssigbiomasse aufgebracht, um beispielsweise eine Stabilisierung oder Reduzierung der Biogaserzeugung zu verhindern und einen kontinuierlichen Volumenstrom zu gewährleisten. Während dieser Phase kann der Perkolatablauf, ähnlich wie in der ersten Phase I, geschlossen sein. Eine kontinuierliche Perkolierung beziehungsweise ein offener Perkolatkreislauf wird jedoch bevorzugt. Entsprechend können, im Vergleich zur ersten Phase I, die Menge der Flüssigbiomasse reduziert werden und eine stärkere Vernebelung vorgesehen sein, sodass nach dem durchsickern keine Flüssigbiomasse oder lediglich Restanteile dem Perkolatkreislauf zugeführt werden und sich keine Schicht im Perkolattank anreichern wird.In 3C The course of percolation and the application of liquid biomass are similar to those in 3A , At the end of the fermentation process, liquid biomass is re-applied during the third phase III in order, for example, to prevent stabilization or reduction of biogas production and to ensure a continuous volume flow. During this phase, the percolate drain can be closed, similar to the first phase I. However, a continuous percolation or an open percolate cycle is preferred. Accordingly, compared to the first phase I, the amount of liquid biomass can be reduced and a stronger nebulization be provided so that after leakage no liquid biomass or only residual components are fed to the percolate cycle and no layer will accumulate in the percolate tank.

Ebenfalls können ein oder weitere Aufbringungsvorgänge der Flüssigbiomasse vorgesehen sein, wie in 3D gezeigt. Üblicherweise verläuft die Biogaserzeugung zwischen der ersten beziehungsweise zweiten phase I, II und dem Ende der dritten Phase III vorwiegend kontinuierlich oder stationär. Eine zwischenzeitliche Verringerung der Biogaserzeugung im jeweiligen Feststofffermenter oder in einem anderen Feststofffermenter, beispielsweise nach einer Neubefüllung oder während des Austragens der Gärreste, kann jedoch während der dritten Phase III durch ein weiteres Aufbringen von energiereicher Flüssigbiomasse kompensiert werden, sodass ein kontinuierlicher Volumenstrom und eine entsprechende Biogasqualität gewährleistet wird. Entsprechend wird die Effizienz beispielsweise eines in der Biogasanlage vorhandenen Blockheizkraftwerks erhöht und das Ausfallrisiko minimiert.Also, one or more application processes of the liquid biomass may be provided as in 3D shown. Usually, the generation of biogas between the first or second phase I, II and the end of the third phase III is predominantly continuous or stationary. However, an intermediate reduction in biogas production in the particular solid-fermenter or in another solid-fermenter, for example after a refilling or during the discharge of the fermentation residues, can be compensated during the third phase III by a further application of high-energy liquid biomass, so that a continuous volume flow and a corresponding biogas quality is guaranteed. Accordingly, the efficiency of, for example, a cogeneration plant existing in the biogas plant is increased and minimizes the risk of failure.

3E zeigt wie die Flüssigbiomasse auch getrennt beziehungsweise separat vom Perkolat auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden kann. Zunächst wird die stapelbare Biomasse, ähnlich wie in 3A, in einer ersten Phase I perkoliert. Die Flüssigbiomasse wird jedoch nicht am Ende dieser ersten Phase I, sondern nach der ersten Phase beziehungsweise darauffolgend auf die stapelbare Biomasse aufgebracht. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die Flüssigbiomasse in die bestehende Perkolatleitung eingespeist wird, die Flüssigbiomasse kann jedoch auch mittels einer separaten Zufuhrleitung in den Feststofffermenter eingebracht und auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden. Während der Perkolatkreislauf beziehungsweise der Perkolatablauf der ersten Phase I bevorzugt geöffnet ist, wird dieser während des Aufbringens der Flüssigbiomasse, bevorzugt geschlossen, ist in einer zweiten Phase II eine Verweildauer der Flüssigbiomasse und des Perkolats vorgesehen und wird die stapelbare Biomasse während der dritten Phase III wieder perkoliert, um den Vergärprozess und die Biogaserzeugung zu fördern, ähnlich wie in beispielsweise 3A. 3E shows how the liquid biomass can also be applied separately or separately from the percolate on the stackable biomass. First, the stackable biomass, similar to in 3A , in a first phase I percolated. However, the liquid biomass is not applied at the end of this first phase I, but after the first phase or subsequently to the stackable biomass. It may be provided that the liquid biomass is fed into the existing Perkolatleitung, but the liquid biomass can also be introduced by means of a separate supply line in the Feststofffermenter and applied to the stackable biomass. While the percolate cycle or the percolate outlet of the first phase I is preferably opened, this is preferably closed during the application of the liquid biomass, a residence time of the liquid biomass and the percolate is provided in a second phase II and the stackable biomass during the third phase III again percolated to promote the fermentation process and biogas production, similar to for example 3A ,

3F unterscheidet sich von 3E, indem das Aufbringen der Flüssigbiomasse nicht unmittelbar nach der ersten Phase I, sondern zeitverzögert erfolgt. 3F differs from 3E in that the application of the liquid biomass does not take place immediately after the first phase I but with a time delay.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse getrennt beziehungsweise separat vom Perkolat und vor der ersten Phase I beziehungsweise vor der ersten Perkolierung auf die stapelbare Biomasse aufgebracht werden kann, wie in 3G gezeigt.Furthermore, it can be provided that the application of the liquid biomass can be applied separately or separately from the percolate and before the first phase I or before the first percolation onto the stackable biomass, as in US Pat 3G shown.

Soweit anwendbar können alle einzelnen Merkmale, die in den einzelnen Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.As far as applicable, all the individual features illustrated in the individual embodiments can be combined and / or exchanged without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Biogasanlagebiogas plant
2020
erster Feststofffermenterfirst solid fermenter
2222
zweiter Feststofffermentersecond solids fermenter
33
PerkolattankPerkolattank
4040
PerkolatzufuhrPerkolatzufuhr
4242
PerkolatleitungPerkolatleitung
4444
Perkolatdüse des ersten FeststofffermentersPerkolatdüse the first solid fermenter
4646
Perkolatdüse des zweiten FeststofffermentersPerkolatdüse the second solid fermenter
4747
Ventil zur Einspeisung von FlüssigbiomasseValve for feeding liquid biomass
4848
Perkolatventil des ersten FeststofffermentersPercolate valve of the first solid fermenter
4949
Perkolatventil des zweiten FeststofffermentersPercolate valve of the second solidified fermenter
5050
Biogasleitung des ersten FeststofffermentersBiogas line of the first solids fermenter
5252
Biogasleitung des zweiten FeststofffermentersBiogas line of the second solids fermenter
5353
Biogasleitung des PerkolattanksBiogas line of percolate tank
77
Sensor des PerkolattanksSensor of percolate tank
7171
Sensor des FlüssigbiomassebehältersSensor of the liquid biomass container
7272
Füllstandsensor des ersten FeststofffermentersLevel sensor of the first solids fermenter
7373
Füllstandsensor des zweiten FeststofffermentersLevel sensor of the second solids fermenter
7474
Tastaturkeyboard
7676
DatenbankDatabase
8080
Gassensor des ersten FeststofffermentersGas sensor of the first solid fermenter
8282
Gassensor des zweiten FeststofffermentersGas sensor of the second solid fermenter
8484
Regelungregulation
8686
Gassensor der BiogasanlageGas sensor of the biogas plant
99
FlüssigbiomassebehälterLiquid biomass tank

Claims (17)

Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter, in welchem auf die stapelbare Biomasse Perkolat aufgebracht wird, um in einem Vergärprozess Biogas zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass auf die stapelbare Biomasse zusätzlich Flüssigbiomasse aufgebracht wird.Process for the production of biogas in a solid-state fermenter in which percolate is applied to the stackable biomass in order to produce biogas in a fermentation process, characterized in that liquid biomass is additionally applied to the stackable biomass. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse kontinuierlich, zyklisch und/oder pulsierend erfolgt, und/oder wobei das Aufbringen der Flüssigbiomasse bevorzugt über einen Zeitraum zwischen 1/24 und 7 Tagen, bevorzugt zwischen 2 und 5 Tagen, besonders bevorzugt 3 Tage, erfolgt.Process for the production of biogas in a solid fermenter according to Claim 1 , by characterized in that the application of the liquid biomass is carried out continuously, cyclically and / or pulsating, and / or wherein the application of the liquid biomass preferably over a period between 1/24 and 7 days, preferably between 2 and 5 days, particularly preferably 3 days. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse zeitgleich oder zeitlich getrennt vom Perkolat erfolgt.Process for the production of biogas in a solid fermenter according to Claim 1 or 2 , characterized in that the application of the liquid biomass takes place at the same time or separated from the percolate. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststofffermenter, bevorzugt ein Perkolatablauf und/oder ein Perkolatkreislauf des Feststofffermenters, während des Aufbringens und/oder nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse geschlossen ist.Process for the production of biogas in a solid-fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the solid-fermenter, preferably a percolate discharge and / or a percolate cycle of the solid-fermenter, is closed during the application and / or after the application of the liquid biomass. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse eine Verweildauer der aufgebrachten Flüssigbiomasse im Feststofffermenter zwischen 1 und 7 Tagen, bevorzugt zwischen 2 und 5 Tagen, besonders bevorzugt 3 Tage, vorgesehen ist, wobei die Verweildauer bevorzugt anhand der Qualität, besonders bevorzugt anhand des Biogasvolumens, des Biogasvolumenstroms, des Methangasgehalts und/oder des Restgasgehalts des erzeugten Biogases, vorgegeben wird.Process for the production of biogas in a solid fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that, after application of the liquid biomass, a residence time of the applied liquid biomass in the solid fermenter between 1 and 7 days, preferably between 2 and 5 days, particularly preferably 3 days provided is, wherein the residence time is preferably based on the quality, more preferably based on the biogas volume, the biogas volume flow, the methane gas content and / or the residual gas content of the biogas produced, is specified. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse, bevorzugt die Dauer, Frequenz, Dosierung und/oder Art des Aufbringens, anhand der Qualität, bevorzugt anhand des Biogasvolumens, des Biogasvolumenstroms, des Methangasgehalts und/oder des Restgasgehalts des erzeugten Biogases, geregelt wird.A method for producing biogas in a solid fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the application of the liquid biomass, preferably the duration, frequency, dosage and / or type of application, based on the quality, preferably based on the biogas volume, the biogas volume flow, the Methane gas content and / or the residual gas content of the biogas produced, is regulated. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in einem Aufbringungsvorgang aufgebrachte Flüssigbiomasse zwischen 0,1 und 20 Prozent, bevorzugt zwischen 1 und 10 Prozent der stapelbaren Biomasse, entspricht.A method for producing biogas in a solid-fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid biomass applied in an application process corresponds to between 0.1 and 20 percent, preferably between 1 and 10 percent of the stackable biomass. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stapelbare Biomasse vor und/oder nach dem Aufbringen der Flüssigbiomasse perkoliert wird.Method for producing biogas in a solid-fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the stackable biomass is percolated before and / or after the application of the liquid biomass. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigbiomasse dem Perkolat beigemengt wird, bevorzugt in vorgegebener Menge, welche zwischen 0,1 und 20 Prozent, bevorzugt zwischen 1 und 10 Prozent der stapelbaren Biomasse, entspricht.A method for producing biogas in a solid fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid biomass is added to the percolate, preferably in a predetermined amount, which corresponds to between 0.1 and 20 percent, preferably between 1 and 10 percent of the stackable biomass , Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Flüssigbiomasse und/oder der Vergärprozess anhand mindestens eines Betriebsparameters des Feststofffermenters, bevorzugt anhand der Feststofffermentertemperatur, der Menge des aufgebrachten Perkolats, des Drucks, der Gasmischung, des partiellen Gasdrucks, der Menge, des pH-Werts, der Zusammensetzung, der bisherigen Verweildauer und/oder des Vergärzustands der in dem Feststofffermenter aufgenommenen Biomasse, geregelt wird.Method for producing biogas in a solid-fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the application of the liquid biomass and / or the fermentation process based on at least one operating parameter of the solid fermenter, preferably based on the Feststofffermentertemperatur, the amount of applied percolate, the pressure, the gas mixture , the partial gas pressure, the amount, the pH, the composition, the previous residence time and / or the fermentation state of the biomass received in the solid-fermenter. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststofffermenter, ein Lagertank und/oder ein Einspeisetank der Flüssigbiomasse temperiert wird, bevorzugt durch eine Anordnung in einer Feststofffermenteranlage und/oder an einem Blockheizkraftwerk.A method for producing biogas in a solid fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that the Feststofffermenter, a storage tank and / or a feed tank of the liquid biomass is heated, preferably by an arrangement in a Feststofffermenteranlage and / or at a combined heat and power plant. Verfahren zur Erzeugung von Biogas in einem Feststofffermenter gemäß einem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Feststofffermenter in einer Biogasanlage die Regelung des Aufbringens der Flüssigbiomasse und/oder des Vergärprozesses separat und unabhängig von den anderen Feststofffermentern durchgeführt wird, wobei bevorzugt mindestens zwei Feststofffermenter gleichzeitig aufgrund der Qualität des miteinander vermischten Gasstroms aller Biogasströme geregelt werden.Process for the production of biogas in a solid fermenter according to one of the preceding claims, characterized in that for each solid fermenter in a biogas plant, the regulation of applying the liquid biomass and / or the fermentation process is carried out separately and independently of the other solid fermenters, wherein preferably at least two solids fermenter be regulated simultaneously due to the quality of the mixed gas flow of all biogas streams. Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas, umfassend mindestens einen Feststofffermenter zur Aufnahme stapelbarer Biomasse, wobei die stapelbare Biomasse von einem Perkolatstrom durchströmbar ist, um in einem Vergärprozess Biogas zu erzeugen, wobei der mindestens eine Feststofffermenter über mindestens eine Perkolatleitung mit mindestens einem Perkolatbehälter zum Erzeugen des Perkolatstroms verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein von dem Perkolatbehälter separater Flüssigbiomassebehälter, Flüssigbiomassebehälterteil, Lagertank und/oder Einspeisetank einer Flüssigbiomasse vorgesehen ist, wobei der separate Flüssigbiomassebehälter, Flüssigbiomassebehälterteil, Lagertank und/oder Einspeisetank mit mindestens einer Perkolatleitung in Kommunikation steht, und wobei eine Regelung zur Regelung des Vergärprozesses vorgesehen ist, welche eingerichtet ist, um zusätzlich Flüssigbiomasse auf die stapelbare Biomasse aufzubringen, wobei die Regelung eingerichtet ist, um Flüssigbiomasse aus dem Flüssigbiomassebehälter, Flüssigbiomassebehälterteil, Lagertank und/oder Einspeisetank dem Perkolat beizumengen.Apparatus for generating biogas, comprising at least one solid fermenter for receiving stackable biomass, wherein the stackable biomass is flowed through by a Perkolatstrom to produce biogas in a fermentation process, wherein the at least one solid fermenter via at least one Perkolatleitung with at least one Perkolatbehälter for generating the Perkolatstroms is connected, characterized in that at least one separate from the percolate container Flüssigbiomassebehälter, Flüssigbiomassebehälterteil, storage tank and / or feed tank of a liquid biomass is provided, wherein the separate Flüssigbiomassebehälter, Flüssigbiomassebehälterteil, storage tank and / or feed tank with at least one Perkolatleitung in Communication, and wherein a regulation is provided for controlling the fermentation process, which is arranged to additionally apply liquid biomass to the stackable biomass, the control is set to the liquid biomass from the liquid biomass container, liquid biomass container part, storage tank and / or feed tank to the percolate. Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung eingerichtet ist, um Flüssigbiomasse dem Perkolat stromaufwärts der Perkolatzufuhr beizumengen.Apparatus for producing biogas according to Claim 13 characterized in that the control is arranged to add liquid biomass to the percolate upstream of the percolate feed. Vorrichtung gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung eingerichtet ist, um Flüssigbiomasse mittels einer mit dem Perkolat gemeinsamen Ausgabeanordnung, bevorzugt einer Sprühdüse und/oder einem Dosierventil, auf die stapelbare Biomasse aufzubringen, bevorzugt zu verteilen, vernebeln oder verregnen.Device according to Claim 13 or 14 , characterized in that the control is set up to apply liquid biomass to the stackable biomass by means of a dispensing arrangement common to the percolate, preferably a spray nozzle and / or a metering valve, preferably to distribute, atomise or sprinkle it. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Sensor zur Bestimmung der Qualität des aus einem Feststofffermenter oder der Gesamtanlage abgezogenen Biogases, der Feststofffermentertemperatur, des Drucks, der Gasmischung, des partiellen Gasdrucks, des Vergärzustands oder des pH-Werts der in dem Feststofffermenter aufgenommenen Biomasse vorgesehen ist und die Regelung des Vergärprozesses und/oder des Aufbringens der Flüssigbiomasse regelt.Device according to one of the Claims 13 to 15 characterized in that at least one sensor is provided for determining the quality of biogas withdrawn from a solid fermentor or the overall plant, the solid-fermenter temperature, pressure, gas mixture, partial gas pressure, fermentation state or pH of the biomass received in the solid-fermentor, and regulating the fermentation process and / or the application of liquid biomass. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung auf die Temperatur im Fermenter über die Perkolattemperatur, die Heiztemperatur des Perkolats, die Perkolationsdauer, die Perkolationsfrequenz, die Menge des aufgebrachten Perkolats und/oder den pH-Wert des Perkolats als Stellgröße wirkt, und/oder wobei die Regelung eingerichtet ist, um den Vergärprozess, die Beaufschlagung der Biomasse mit Perkolat, die Perkolationsdauer, die aufgebrachte Perkolatmenge und/oder die Perkolationsfrequenz anhand der Qualität, bevorzugt anhand des Biogasvolumens, des Biogasvolumenstroms, des Methangasgehalts und/oder des Restgasgehalts des erzeugten Biogases zu regeln, und der Parameter bevorzugt als Regelgröße dient.Device according to one of the Claims 13 to 16 , characterized in that the control of the temperature in the fermenter on the percolate temperature, the heating temperature of the percolate, the percolation time, the Percolation frequency, the amount of applied percolate and / or the pH of the percolate acts as a manipulated variable, and / or wherein the Regulation is set to regulate the fermentation process, the exposure to biomass with percolate, the percolation time, the amount of percolate and / or percolation frequency based on the quality, preferably based on the biogas volume, the biogas volume flow, the methane gas content and / or the residual gas content of the generated biogas , and the parameter is preferably used as a controlled variable.
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