DE102017109733B4 - Method for operating a bioreactor system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Bioreaktoranlage, umfassend die Verfahrensschritte- Zuführen von Substrat zu einem anaerob betriebenen ersten Bioreaktor,- Abziehen von Gärrest aus dem ersten Bioreaktor,- Separieren von nicht abgebauten Feststoffen aus den Gärresten zur Gewinnung einer wässrigen ersten Phase,- Zuführen der wässrigen ersten Phase zu einem aerob betriebenen zweiten Bioreaktor,- Zuführen von dem zweiten Bioreaktor entnommene, durch die aerobe Behandlung entstandene Biomasse enthaltende zweite Phase zu einer Absetzeinrichtung,- mittelbares oder unmittelbares Zuführen von der Absetzeinrichtung entnommenem überstehenden Wasser zu dem zweiten Bioreaktor und- mittelbares oder unmittelbares Zuführen von der Absetzeinrichtung entnommenem Sediment zu dem ersten Bioreaktor, wobei - Einleiten von Sauerstoff in den zweiten Bioreaktor in Abhängigkeit vom Redoxwert in dem zweiten Bioreaktor derart erfolgt, dass bei einem Redoxwert Rim Bioreaktor die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet und bei einem Redoxwert RSauerstoff zugeführt wird und die Differenz zwischen dem Redoxwert Rund dem Redoxwert Rbeträgt R- R≥ | 100 mV | und/oder Verhältnis von dem ersten Bioreaktor zugeführten Substrat zu dem ersten Bioreaktor zugeführten der Absetzeinrichtung entnommenem Sediment und/oder gefiltertem Sediment sich verhält wie 10:1 bis 4:1.A method for operating a bioreactor system comprising the steps of supplying substrate to an anaerobically operated first bioreactor, removing digestate from the first bioreactor, separating undecomposed solids from the digestates to obtain an aqueous first phase, supplying the aqueous first Phase to an aerobically operated second bioreactor, - second phase taken from the second bioreactor, resulting from the aerobic treatment containing biomass to a settling device, - indirectly or directly supplied from the settler supernatant removed water to the second bioreactor and- indirect or direct feeding sediment taken from the settler to the first bioreactor, wherein - introduction of oxygen into the second bioreactor in response to the redox value in the second bioreactor is such that at a redox value Rim bioreactor off the oxygen supply and at a redox value RS oxygen is supplied and the difference between the redox value and the redox value R is R - R≥ | 100 mV | and / or ratio of sediment fed to the first bioreactor to the first bioreactor, sediment removed from the settler, and / or filtered sediment is from 10: 1 to 4: 1.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Bioreaktoranlage.The invention relates to a method for operating a bioreactor system.

Bei Abwasserreinigungsprozessen werden Klärschlämme, d.h. Feststoff-Flüssigkeits-Gemische, die mit Abwasser in eine Kläranlage gespült werden, und gelöste Verbindungen, die von Mikroorganismen in der gebildeten Biomasse gebunden werden, in Faultürmen behandelt und in Faulgas umgewandelt.In sewage treatment processes, sewage sludge, i. Solid-liquid mixtures, which are rinsed with wastewater in a sewage treatment plant, and dissolved compounds that are bound by microorganisms in the biomass formed, treated in digestion towers and converted into digester gas.

In Biogasanlagen werden Bioabfälle wie Speisereste, überlagerte Lebensmittel, Schlachthofabfälle und nachwachsende Rohstoffe in Biogas umgewandelt.In biogas plants, biowaste such as leftovers, overlying foodstuffs, slaughterhouse waste and renewable raw materials are converted into biogas.

Ein Bioreaktor ist ein Behälter, in dem bestimmte Mikroorganismen, Zellen oder kleine Pflanzen unter möglichst optimalen Bedingungen kultiviert werden. Der Betrieb eines Bioreaktors ist eine Anwendung der Biotechnologie, die biologische Prozesse in technischen Einrichtungen nutzt bzw. nutzbar macht.A bioreactor is a container in which certain microorganisms, cells or small plants are cultivated under optimal conditions. Operation of a bioreactor is an application of biotechnology that utilizes biological processes in engineering facilities.

Ein wichtiger Faktor für das Betreiben eines Bioreaktors ist insbesondere die Zusammensetzung des Nährmediums, auch Nährlösung, Nährmedium oder Substrat genannt.An important factor for the operation of a bioreactor is in particular the composition of the nutrient medium, also called nutrient solution, nutrient medium or substrate.

Sehr große Bioreaktoren finden sich in Kläranlagen mit biologischen Prozessstufen. Dabei wird beim Belebtschlamm-Verfahren zunächst ein aerober Schritt durchgeführt, in dem gelöste Verbindungen von Mikroorganismen in Form der gebildeten Biomasse gebunden werden. Die Biomasse kann im Faulturm zu methanreichem Klärgas, auch Faulgas genannt, vergoren werden.Very large bioreactors can be found in sewage treatment plants with biological process stages. In the activated sludge process, an aerobic step is first carried out, in which dissolved compounds of microorganisms are bound in the form of the biomass formed. The biomass can be fermented in the digester to methane-rich sewage gas, also called fermentation gas.

Bioreaktoren von Biogasanlagen werden häufig als Fermenter bezeichnet. Dabei wird die eingesetzte Biomasse in einem anaeroben Prozess in mehreren Schritten zu Biogas und Gärrest abgebaut.Bioreactors of biogas plants are often referred to as fermenters. The used biomass is degraded in an anaerobic process in several steps to biogas and digestate.

Eine Biogasanlage dient der Erzeugung von Biogas durch Vergärung von Biomasse. In landwirtschaftlichen Biogasanlagen werden meist tierische Exkremente und Energiepflanzen als Substrat, also Nährmedium eingesetzt. In nichtlandwirtschaftlichen Anlagen wird Material aus der Biotonne verwendet. Als Nebenprodukt wird ein als Gärrest bezeichneter Dünger produziert. Bei den meisten Biogasanlagen wird das entstandene Gas entweder vor Ort in einem Blockheizkraftwerk zur Strom- und Wärmeerzeugung benutzt oder nach einer Gasaufbereitung in das Erdgasnetz eingespeist.A biogas plant is used to produce biogas by fermenting biomass. In agricultural biogas plants mostly animal excrements and energy crops are used as substrate, ie nutrient medium. In non-agricultural facilities, material from the bio-waste bin is used. As by-product, a fertilizer called fermentation residue is produced. In most biogas plants, the resulting gas is either used locally in a combined heat and power plant to generate electricity and heat or fed into the gas network after gas treatment.

Bei gut abbaubaren Substraten wird ein großer Teil der Trockensubstanz in Biogas umgesetzt. Es bleibt ein wässriges Gemisch aus schwer abbaubaren organischem Material, wie Lignin und Zellulose, sowie aus organischen Stoffen wie z.B. Sand oder anderen mineralischen Stoffen, der sogenannte Gärrest zurück. Dieser wird meistens als landwirtschaftlicher Dünger verwendet, da dieser sämtliche Normsubstrate enthaltenden Spurenelemente, Stickstoff, Phosphor und Schwefel enthält. Die verbleibende wässrige Fraktion kann in ihrer Masse gegebenenfalls durch eine aerobe Nachbehandlung verringert werden.In well-degradable substrates, a large part of the dry matter is converted into biogas. There remains an aqueous mixture of poorly degradable organic material, such as lignin and cellulose, as well as organics, e.g. Sand or other mineral substances, the so-called digestate back. This is mostly used as an agricultural fertilizer, as it contains all standard substrates containing trace elements, nitrogen, phosphorus and sulfur. The remaining aqueous fraction may optionally be reduced in mass by an aerobic post-treatment.

Durch verschärfte gesetzgeberische Maßnahmen ist eine Düngung mit den wässrigen Gärresten, die auch als Biogasgülle bezeichnet werden können, nur noch in einigen Monaten im Jahr möglich, so dass erhöhte Lagerkapazitäten für eine Biogasanlage erforderlich sind. Auch führt die Emission von Ammoniak und eventuell Lachgas zu dem Zwang, Gegenmaßnahmen zu ergreifen.Due to tightened legislative measures fertilization with the aqueous fermentation residues, which can also be referred to as biogas manure, only in a few months a year possible, so that increased storage capacity for a biogas plant are required. Also, the emission of ammonia and possibly nitrous oxide leads to the necessity to take countermeasures.

Um die anfallende Gärrestmenge zu verringern, erfolgen vorzugsweise maschinelle Eingriffe, um die anfallende Biogasgülle zu reduzieren. Mittels Separatoren wie Zentrifugen, Schneckenpressen oder entsprechenden Geräten kann der Trockenmassegehalt TS von 4 % bis 6 % auf bis zu 30 % erhöht werden. In der Festphase verbleibt ein stark verringerter Anteil an Ammonium (NH4 +) zurück. Mehr als die Hälfte des Ammoniums befindet sich jedoch in dem abgetrennten Prozesswasser, also Filtrat. Durch die Auftrennung in zwei Fraktionen ist zwar ein Teil der Probleme gelöst, d. h. die Lagerkapazität und der Ammoniumgehalt werden verringert. Allerdings ist das Problem auf die wässrige Phase verschoben.In order to reduce the amount of fermentation residue, it is preferable to carry out mechanical interventions in order to reduce the biogas slurry produced. Using separators such as centrifuges, screw presses or appropriate equipment, the dry matter content TS can be increased from 4% to 6% up to 30%. In the solid phase, a greatly reduced proportion of ammonium (NH 4 + ) remains behind. However, more than half of the ammonium is in the separated process water, ie filtrate. By separating into two fractions, although a part of the problems is solved, ie the storage capacity and the ammonium content are reduced. However, the problem has shifted to the aqueous phase.

Die technischen Verfahren nach dem Stand der Technik nutzen zur Gaserzeugung ein einfaches Durchlaufsystem mit homogen durchmischten Reaktoren und für die Schlamm- und Gärrestbehandlung chemisch-physikalische Verfahren zur Feststoff-Flüssigkeitstrennung.The state-of-the-art technical processes use a simple flow-through system with homogeneously mixed reactors for producing gas, and chemical-physical processes for solid-liquid separation for sludge and digestate treatment.

Die erzielbaren Umsatzraten der in die Bioreaktoren eingebrachten organischen Stoffe unterliegen einer technischen Faulgrenze. Aufgrund vieler Schwankungen in Zusammensetzungen, Konzentrationen oder ähnlichem werden Gasausbeuten von 60 % bis 80 % bezogen auf die eingebrachten organischen Stoffe festgestellt.The achievable conversion rates of the organic substances introduced into the bioreactors are subject to a technical digging limit. Due to many variations in compositions, concentrations or the like, gas yields of 60% to 80% based on the organic substances introduced are found.

Die Schlamm- und Gärrestmengen werden in vielen Fällen ohne weitere Behandlung auf landwirtschaftlichen Flächen ausgebracht.The quantities of sludge and digestate are in many cases applied to agricultural land without further treatment.

Die Behandlung mit Aggregaten zur Feststoff-Flüssigkeits-Trennung bewirkt eine Volumenreduktion ohne Veränderung der Störstoffmengen.The treatment with solids-liquid separation aggregates causes a volume reduction without changing the amounts of contaminants.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bioreaktoranlage zur Erzeugung von Gas derart zu betreiben, dass der Anfall zu entsorgender Substanzen minimiert wird, gleichzeitig ein energetisch günstiges Betreiben der Bioreaktoranlage bei gleichzeitiger hoher Gasausbeute möglich ist. Lagerkapazitäten sollen verringert werden. Auch ist der Anteil an Ammonium (NH4 +) zu reduzieren. The present invention has for its object to operate a bioreactor system for generating gas such that the accumulation of substances to be disposed of is minimized, at the same time an energetically favorable operation of the bioreactor system while high gas yield is possible. Storage capacities should be reduced. Also, the proportion of ammonium (NH 4 + ) is to be reduced.

Zur Lösung einer oder mehrerer zuvor genannter Aspekte sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, ein

  • Verfahren zum Betreiben einer ersten Bioreaktoranlage, umfassend die Verfahrensschritte:
    • - Zuführen von Substrat zu einem anaerob betriebenen ersten Bioreaktor,
    • - Abziehen von Gärrest aus dem ersten Bioreaktor,
    • - Separieren von nicht abgebauten Feststoffen aus den Gärresten zur Gewinnung einer wässrigen ersten Phase,
    • - Zuführen der wässrigen ersten Phase zur einem aerob betriebenen zweiten Bioreaktor,
    • - Zuführen von dem zweiten Bioreaktor entnommener durch die aerobe Behandlung entstandene Biomasse enthaltender wässriger zweiter Phase zu einer Absetzeinreichtung,
    • - mittelbares oder unmittelbares Zuführen von der Absetzeinrichtung entnommenem überstehenden Wasser zu dem zweiten Bioreaktor,
    • - mittelbares oder unmittelbares Zuführen von der Absetzeinrichtung entnommenem Sediment zu dem ersten Bioreaktor,
  • wobei Einleiten von Sauerstoff in den zweiten Bioreaktor in Abhängigkeit vom Redoxwert in den zweiten Bioreaktor derart erfolgt, dass bei einem Redoxwert R1 im Bioreaktor die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet und bei einem Redoxwert R2 Sauerstoff zugeführt wird und die Differenz zwischen dem Redoxwert R1 und dem Redoxwert R2 beträgt R1 - R2 ≥ | 100 mV | und/oder das Verhältnis von dem ersten Bioreaktor zugeführten Substrat zu dem ersten Bioreaktor zugeführten der Absetzeinrichtung entnommenem Sediment und/oder gefiltertem Sediment sich verhält wie 10:1 bis 4:1.
To solve one or more of the aforementioned aspects, the invention essentially provides a
  • Method for operating a first bioreactor system, comprising the method steps:
    • Supplying substrate to an anaerobically operated first bioreactor,
    • Withdrawing digestate from the first bioreactor,
    • Separating undecomposed solids from the digestate to obtain an aqueous first phase,
    • Supplying the aqueous first phase to an aerobically operated second bioreactor,
    • Feeding a biomass-containing aqueous phase containing biomass from the second bioreactor to a settling unit,
    • direct or indirect supply of supernatant taken from the settler to the second bioreactor,
    • indirectly or directly feeding sediment taken from the settler to the first bioreactor,
  • wherein introduction of oxygen into the second bioreactor in dependence on the redox value in the second bioreactor is such that at a redox value R 1 in the bioreactor, the oxygen supply is turned off and oxygen is supplied at a redox value R 2 and the difference between the redox value R 1 and the redox value R 2 is R 1 - R 2 ≥ | 100 mV | and / or the ratio of sediment taken from the first bioreactor to the first bioreactor to the sediment removed from the settler and / or filtered sediment is from 10: 1 to 4: 1.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass Sediment des Absetzbeckens einem Filter zugeführt wird und dass dem Filter entnommener filtrierter Schlamm dem ersten Bioreaktor zugeführt wird. Insbesondere wird dem ersten Bioreaktor sowohl unmittelbar dem Absetzbecken entnommenes Sediment als auch filtrierter Schlamm zugefügt.In this case, provision is made in particular for sediment from the settling tank to be fed to a filter and for filtered sludge taken from the filter to be supplied to the first bioreactor. In particular, both the sediment immediately removed from the sedimentation basin and the filtered sludge are added to the first bioreactor.

Erfindungsgemäß weist die Bioreaktoranlage zwei Kreisläufe auf, wobei in einem ersten Kreislauf Sediment und/oder filtrierter Schlamm dem ersten Bioreaktor und in einem zweiten Kreislauf überstehendes Wasser des Absetzbeckens und/oder Filtrat des Filters dem zweiten Bioreaktor zugeführt werden.According to the invention, the bioreactor has two cycles, wherein in a first cycle sediment and / or filtered sludge the first bioreactor and in a second cycle supernatant water of the settling tank and / or filtrate of the filter are fed to the second bioreactor.

Dabei sollte das Verhältnis von dem ersten Reaktor zugeführtem Substrat zu dem aufkonzentrierten Schlamm nach der Sedimentation und Filtration 10:1 bis 4:1 betragen, d.h., dass bei einer Kläranlage dem ersten Bioreaktor 10 bis 4 Teile Klärschlamm und 1 Teil der aus dem ersten Bioreaktor kommenden und über die Sedimentation und Filtration aufkonzentrierten suspendierten Feststoffe zugeführt werden.The ratio of substrate fed to the first reactor to the concentrated sludge after sedimentation and filtration should be 10: 1 to 4: 1, that is to say that in a sewage treatment plant the first bioreactor 10 to 4 Parts sewage sludge and 1 Part of the coming from the first bioreactor and concentrated on the sedimentation and filtration suspended solids are supplied.

Im zweiten Kreislauf sollte das Verhältnis der dem zweiten Bioreaktor zugeführten wässrigen ersten Phase zu dem Absetzbecken entnommenem überstehenden Wasser und des im Filter gewonnen Filtrats 1:1 bis 1:7 betragen.In the second cycle, the ratio of the aqueous first phase fed to the second bioreactor to the supernatant removed from the settling tank and the filtrate recovered in the filter should be from 1: 1 to 1: 7.

Erfindungsgemäß werden aufkonzentrierte dem ersten Reaktor entnommene suspendierte Feststoffe quasi als Kosubstrat dem ersten Bioreaktor wieder zugeführt, so dass das dem ersten Bioreaktor zuzuführende Substrat - also bei einer Kläranlage den abzubauenden Klärschlamm bzw. bei einer Biogasanlage die abzubauenden Bioabfälle bzw. nachwachsenden Rohstoffe - verringert werden kann. Ungeachtet dessen wird die Menge des erzeugten Gases nicht verringert. Wird demgegenüber dem ersten Bioreaktor im Vergleich zum Stand der Technik die gleiche Menge an Substrat zugeführt, so erhöht sich der Ertrag des Gases.According to the invention, concentrated suspended solids taken from the first reactor are fed back into the first bioreactor quasi as co-substrate, so that the sewage sludge to be degraded in a sewage treatment plant or the biowaste or renewable raw materials to be degraded in a biogas plant can be reduced , Regardless, the amount of gas generated is not reduced. If, in contrast to the prior art, the same amount of substrate is supplied to the first bioreactor, then the yield of the gas increases.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden weniger Gärreste z.B. auf Freiflächen ausgebracht, so dass die Stickstoffbelastung reduziert wird und sich somit eine bessere Humusbilanz ergibt. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass weniger Platz für die Gärrestelagerung erforderlich ist. Eine Verringerung der Geruchsbelästigung durch Gärreste geht einher. Dabei zeigt sich der Vorteil, dass aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre sowohl das Sediment als auch der gefilterte Schlamm - gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung - vollständig dem ersten Bioreaktor wieder zugeführt werden. Zu entsorgende Substanz ist folglich ausschließlich diejenige, die in dem dem ersten Bioreaktor nachgeschalteten Separator separiert wird.By the method according to the invention less fermentation residues, e.g. Applied on open spaces, so that the nitrogen load is reduced and thus results in a better humus balance. Furthermore, there is the advantage that less space for the fermentation storage is required. A reduction of the odor nuisance by digestate is accompanied. This shows the advantage that due to the teaching of the invention, both the sediment and the filtered sludge - possibly after an intermediate storage - completely fed back to the first bioreactor. Consequently, the substance to be disposed of is exclusively that which is separated in the separator connected downstream of the first bioreactor.

Erfindungsgemäß erfolgt eine weitgehende Umwandlung der organischen Stoffe des Substrats in methanreiches Gas. Es ist bekannt, dass der Methangehalt im Gas in Abhängigkeit vom Oxidationsgrad der Substratinhalte steht. So entsteht aus Kohlenhydraten (Zucker, Stärke) ein Gas mit 50 Vol.-% bis 52 Vol.-% Methan, aus fetthaltigen Substraten ein Gas mit 65 Vol.-% bis 68 Vol.-% Methan. Die dem ersten Biorektor entnommenen Gärreste enthalten Mikroorganismen, nicht in Gas umgewandelte Feststoffe und gelöste Stoffe. Die nicht umgewandelten Feststoffe werden separiert. Erfindungsgemäß wird sodann die dem Separator entnommene wässrige erste Phase dem zweiten Bioreaktor zugeführt. Hierdurch wird u. a der Ammonium-Ammoniak-Gehalt reduziert, der für eine hohe Umsatzrate schädlich ist.According to the invention, a substantial conversion of the organic substances of the substrate into methane-rich gas takes place. It is known that the methane content in the gas is dependent on the degree of oxidation of the substrate contents. Thus, from carbohydrates (sugar, starch) a gas with 50 vol .-% to 52 vol .-% methane, from fatty substrates a gas with 65 vol.% to 68 vol.% methane. The fermentation residues taken from the first bioreactor contain microorganisms, non-gasified solids and dissolved substances. The unconverted solids are separated. According to the invention, the aqueous first phase removed from the separator is then fed to the second bioreactor. This will u. a reduces the ammonium ammonia content, which is detrimental to a high turnover rate.

Die in der wässrigen ersten Phase enthaltenden gelösten Stoffe werden im zweiten Bioreaktor biologisch behandelt, um Biomasse zu gewinnen. Zur Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen kann Luft oder Reinsauerstoff in den zweiten Bioreaktor eingeleitet werden. Vorteilhaft ist dabei, dass eine schnelle Entfernung der bereits vorhandenen organischen Feststoffe aus dem zweiten Bioreaktor durch den zweiten Kreislauf, also das Zuführen des überstehenden Wassers des Absetzbeckens und des Filtrats des Filters ermöglicht wird, so dass infolgedessen der Sauerstoffverbrauch reduziert und der Oxidationsgrad der Feststoffe niedrig gehalten werden kann. Gleichzeitig wird eine schnelle und bessere Umwandlung der gelösten Stoffe, insbesondere Ammonium/Ammoniak erreicht.The solutes contained in the aqueous first phase are biologically treated in the second bioreactor to recover biomass. To oxygenate the microorganisms, air or pure oxygen can be introduced into the second bioreactor. It is advantageous that a rapid removal of the already existing organic solids from the second bioreactor through the second cycle, so supplying the supernatant water of the settling tank and the filtrate of the filter is made possible, so that consequently reduces the oxygen consumption and the degree of oxidation of the solids low can be held. At the same time a rapid and better conversion of the dissolved substances, in particular ammonium / ammonia is achieved.

Um dies zu ermöglichen, ist insbesondere vorgesehen, dass die Umwandlung der gelösten organischen Inhaltsstoffe sowie von Ammonium/Ammoniak in niedrigeren als bisherigen Redoxbereichen stattfindet.In order to make this possible, it is provided in particular that the conversion of the dissolved organic ingredients and of ammonium / ammonia takes place in lower than previous Redoxbereichen.

Damit die Gaserzeugung im ersten Bioreaktor durch eine große Menge an Ammonium nicht gehemmt wird, ist erfindungsgemäß der erste Kreislauf vorgesehen, d.h., dass die von dem ersten Bioreaktor kommenden suspendierten Feststoffe mit dem dem zweiten Bioreaktor zugeführten von dem Absetzbecken stammenden überstehenden Wasser bzw. dem Filtrat des nachgeschalteten Filters behandelt werden und nach der Aufkonzentration der suspendierten Feststoffe durch die Sedimentation bzw. Filtration erneut dem ersten Bioreaktor zugeführt werden. Hierdurch kann der Anteil an Ammonium in dem ersten Bioreaktor reduziert und somit die Gaserzeugung positiv beeinflusst werden.In order that the gas generation in the first bioreactor is not inhibited by a large amount of ammonium, according to the invention the first cycle is provided, that is, the suspended solids coming from the first bioreactor with the supernatant water or filtrate from the settling tank fed to the second bioreactor of the downstream filter and after the concentration of the suspended solids by the sedimentation or filtration are fed again to the first bioreactor. As a result, the proportion of ammonium in the first bioreactor can be reduced and thus the gas production can be positively influenced.

Damit die Trockensubstanzkonzentration im zweiten Bioreaktor beeinflusst, d.h. gesteuert werden kann und hierdurch gleichzeitig die Konzentration der Sauerstoffzufuhr und somit die Oxidation der organischen Stoffe und damit die Selbsterwärmung gesteuert werden kann, wird dem zweiten Bioreaktor im erforderlichen Umfang überstehendes Wasser des Absetzbeckens bzw. Filtrat des Filters zugeführt. Beträgt z. B. die organische Trockensubstanz (TS) der dem Separator entnommenen wässrigen ersten Phase 20 kg/m3 organische TS und ist der Wert auf 10 kg/m3 org. TS einzustellen, so beträgt das Verhältnis von der wässrigen ersten Phase zum zugeführten überstehendem Wasser/Filtrat 1:1.Thus, the dry matter concentration in the second bioreactor influenced, ie can be controlled and thereby simultaneously the concentration of oxygen supply and thus the oxidation of the organic matter and thus the self-heating can be controlled, the second bioreactor to the extent necessary supernatant water of the settling tank or filtrate of the filter fed. Is z. B. the organic dry matter (TS) of the separator removed aqueous first phase 20 kg / m 3 organic TS and is the value of 10 kg / m 3 org. TS, the ratio of the aqueous first phase to the supplied supernatant water / filtrate is 1: 1.

Durch die Einstellung der TS-Konzentration erfolgt eine Temperatursteuerung, die eine Bedingung für die Einhaltung optimaler Vermehrungsraten der gewünschten Organismen ist, insbesondere die Erhaltung der Aktivität der Methanbaktieren.By adjusting the TS concentration, a temperature control that is a condition for the maintenance of optimal growth rates of the desired organisms, in particular the maintenance of the activity of Methanbaktieren.

Ebenso wichtig ist die Kultivierung und Erhaltung der Organismen, die gelöste organische Stoffe und den Störstoff Ammonium umwandeln. Wichtig hierfür sind Temperatur und TS-Gehalt im zweiten Bioreaktor. Diesbezügliche Parameter können durch den zweiten Kreislauf sowie die zugeführte Sauerstoffmenge gesteuert werden.Equally important is the cultivation and conservation of organisms that convert dissolved organic matter and the contaminant ammonium. Important for this are temperature and TS content in the second bioreactor. Such parameters may be controlled by the second circuit as well as the amount of oxygen supplied.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die zugeführte Sauerstoffmenge in Abhängigkeit von dem Redoxwert im zweiten Bioreaktor erfolgt. Der Redoxwert sollte zwischen 0 mV und -600 mV, insbesondere im Bereich zwischen -50 mV und -450 mV liegen.In particular, it is provided that the supplied amount of oxygen takes place as a function of the redox value in the second bioreactor. The redox value should be between 0 mV and -600 mV, in particular in the range between -50 mV and -450 mV.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Betreiben einer Bioreaktoranlage vorgesehen, wobei in einem Bioreaktor, wie Belebungsbecken, die Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit vom Redoxwert des in in dem Bioreaktor befindlichen Mediums bzw. Suspension gesteuert bzw. geregelt wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einem Redoxwert R1 die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet und bei einem Redoxwert R2 Sauerstoff zugeführt wird, wobei R1 > R2, insbesondere R1 ≥ -50mV und/oder R2 ≤ -400mV ist. In Weiterbildung ist vorgesehen, dass R1 - R2 ≥ | 200 mV |, besonders bevorzugt R1 - R2 ≥ | 300 mV |, ist.According to the invention, a method for operating a bioreactor system is provided, wherein in a bioreactor, such as aeration tank, the oxygen supply is controlled or regulated as a function of the redox value of the medium or suspension present in the bioreactor. In particular, it is provided that in the case of a redox value R 1, the oxygen supply is switched off and oxygen is supplied at a redox value R 2 , where R 1 > R 2 , in particular R 1 ≥ -50mV and / or R 2 ≤ -400mV. In a further development, it is provided that R 1 - R 2 ≥ | 200 mV |, more preferably R 1 - R 2 ≥ | 300 mV |, is.

Ferner zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Sauerstoffzufuhr ergänzend bzw. überlagert von der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration im zweiten Bioreaktor geregelt bzw. gesteuert wird.Furthermore, the invention is characterized in that the oxygen supply is regulated or controlled in addition to or superimposed on the actual oxygen concentration in the second bioreactor.

Insbesondere ist vorgesehen, dass bei einer Sauerstoffzufuhr die Menge pro Zeiteinheit konstant ist wie z.B. bei einem Inhalt von 1.000 m3 im Bioreaktor z.B. 50 - 90 m3/h.In particular, it is provided that in an oxygen supply, the amount per unit time is constant, such as at a content of 1,000 m 3 in the bioreactor eg 50 - 90 m 3 / h.

Um kostengünstig zu arbeiten, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass die Differenz zwischen dem temperaturabhängigen Sättigungswert an Sauerstoff in dem Belebungsbecken und dem Istwert nicht kleiner als 5 mg/L, vorzugsweise nicht kleiner als 10 mg/L, besonders bevorzugt nicht kleiner als 15 mg/L ist. Wird die Differenz unterschritten, wird die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet.In order to work cost-effectively, a further development of the invention provides that the difference between the temperature-dependent saturation value of oxygen in the aeration tank and the actual value is not less than 5 mg / L, preferably not less than 10 mg / L, particularly preferably not less than 15 mg / L is. If the difference is undershot, the oxygen supply is switched off.

Eine Steuerung bzw. Regelung der Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit vom Redoxwert kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung aufgehoben werden, wenn festgestellt wird, dass eine gewünschte Temperaturerhöhung des im Bioreaktor befindlichen Mediums nicht erfolgt, also die zur Temperaturerhöhung erforderliche Energiefreisetzung durch Oxidation organischer Bestandteile nicht im hinreichenden Umfang erfolgt. In diesem Fall wird unabhängig vom Redoxwert die Sauerstoffzufuhr aufrechterhalten, gegebenenfalls auch erhöht. Ist die gewünschte Temperatur erreicht bzw. wird diese festgestellt, erfolgt die Regelung der Sauerstoffzufuhr grundsätzlich in Abhängigkeit vom Redoxwert, wie zuvor erläutert worden ist.A control or regulation of the oxygen supply depending on the redox value can be repealed according to a further proposal of the invention, if it is determined that a desired increase in temperature of the im Bioreactor medium is not carried out, so the necessary to increase the temperature energy release by oxidation of organic components is not carried out to a sufficient extent. In this case, regardless of the redox value, the oxygen supply is maintained, possibly also increased. If the desired temperature is reached or this is detected, the control of the oxygen supply is basically a function of the redox value, as previously explained.

Die Erfindung sieht vor, dass die Temperaturregelung im zweiten Bioreaktor in Abhängigkeit von zugeführter Reinsauerstoffmenge erfolgt, wobei die Menge des Reinsauerstoffs betragen sollte 20 NL/m3*h bis 150 NL/m3*h (NL = Normliter, h = Stunde, m3 = Kubikmeter Belebungsbeckeninhalt). Bevorzugterweise ist der mit Wert 50 NL/ m3*h bis 70 NL/ m3*h anzugeben.The invention provides that the temperature control in the second bioreactor is carried out as a function of supplied pure oxygen, the amount of pure oxygen should be 20 NL / m 3 * h to 150 NL / m 3 * h (NL = standard liters, h = hour, m 3 = cubic meters of activated sludge tank content). Preferably, the value is 50 NL / m 3 * h to 70 NL / m 3 * h.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Sediment bzw. der filtrierte Schlamm, der im ersten Kreislauf dem ersten Bioreaktor wieder zugeführt wird, vor Zuführung in den ersten Bioreaktor gelagert wird, vorzugsweise bis sich ein Redoxwert < -2 mV, vorzugsweise im Bereich zwischen -450 mV und -600 mV ergibt.Furthermore, the invention is characterized in that the sediment or the filtered sludge, which is fed back to the first bioreactor in the first cycle, is stored prior to feeding into the first bioreactor, preferably until a redox value <-2 mV, preferably in the Range between -450 mV and -600 mV results.

In Weiterbildung ist vorgesehen, dass der rezuzirkulierende gefilterte Schlamm bzw. das Sediment oder eine Mischung dieser, jeweils oder insgesamt Rezi-Schlamm genannt, einer Nachentwässerung durch Lagerung auf wasserdurchlässigem Grund oder einem Entwässerungscontainer über einen Zeitraum zwischen 1 Tag und 30 Tagen, insbesondere von 7 Tagen, unterzogen wird.In a further development it is provided that the recirculated filtered sludge or the sediment or a mixture of these, in each case or collectively called Rezi sludge, a post-drainage by storage on water-permeable ground or a drainage container over a period between 1 day and 30 Days, especially of 7 Days, is subjected.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre besteht die Möglichkeit, dass in Abhängigkeit von dem Bedarf an Gas der nachentwässerte Rezi-Schlamm zugeführt wird. Auch kann eine Abhängigkeit in Abhängigkeit vom TOC-Gehalt (TOC = totaler organischer Kohlenstoff) erfolgen.Due to the teachings of the present invention, it is possible that, depending on the need for gas, the post-dewatered recycle slurry is supplied. Also, a dependence depending on the TOC content (TOC = total organic carbon) take place.

Die Erfindung zeichnet sich jedoch durch weitere Maßnahmen aus.However, the invention is characterized by further measures.

Insbesondere ist vorgesehen, dass dem ersten Bioreaktor filtrierter Schlamm mit einem TS-Gehalt mehr als 5%, insbesondere zwischen 10 % und 15 % zugeführt wird.In particular, it is provided that filtered sludge having a TS content of more than 5%, in particular between 10% and 15%, is fed to the first bioreactor.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass dem ersten Bioreaktor im Absetzbecken angefallenes Sediment mit einem Trockengehalt zwischen 3 % ≤ TS ≤ 10 %, insbesondere 4 % ≤ TS ≤ 8 %, zugeführt wird.The invention is also distinguished by the fact that sediment accumulated in the settling tank is fed to the first bioreactor at a dry content of between 3% ≦ TS ≦ 10%, in particular 4% ≦ TS ≦ 8%.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in einer biologischen Stufe der NH4 +-Gehalt durch speziell konditionierte Mikroorganismen in mehreren Schritten zu elementarem Stickstoff umgewandelt, so dass eine umweltgerechte Lösung der Stickstoffentfernung sichergestellt ist. Zudem stellen die Mikroorganismen durch ihren Stickstoffumsatz sicher, dass CSB, TOC und andere Parameter so stark reduziert werden, dass das gereinigte Wasser optisch klar anfällt.The inventive method of the NH 4 + content is converted by specially conditioned microorganisms in several steps to elemental nitrogen in a biological stage, so that an environmentally friendly solution to the nitrogen removal is ensured. In addition, the nitrogen content of microorganisms ensures that COD, TOC and other parameters are reduced to such an extent that the purified water is optically clear.

Messungen haben ergeben, dass der TOC-Gehalt auf 100 bis 200 mg/l reduziert wird. Vor der biologischen Behandlung nach Verlassen des ersten Bioreaktors beträgt der Anteil in etwa 3000 mg/l. Bezüglich des CSB-Gehalts konnte eine Reduzierung von 10.000 mg/l auf 250 bis 500 mg/l erreicht werden.Measurements have shown that the TOC content is reduced to 100 to 200 mg / l. Before the biological treatment after leaving the first bioreactor, the proportion is about 3000 mg / l. With regard to the COD content, a reduction of 10,000 mg / l to 250 to 500 mg / l could be achieved.

Zur Weiterbildung ist vorgesehen, dass zur Feststoffsedimentation feinster Partikel einer Größe zwischen 1 µm und 50 µm in der Absetzeinrichtung mit in dieser vorhandenem Sediment und über diesem überstehendem Fluid in das überstehende Fluid zumindest ein die Sedimentation beeinflussendes Hilfsmittel zugegeben wird, wobei als Hilfsmittel zumindest eine Substanz aus der Gruppe Metallsalz, insbesondere Aluminium- und/oder Eisensalz wie Chloride oder Sulfate, und/oder Polymere wie kationische und/oder anionische Polyacrylamidderivate und/oder als Hilfsmittel eine Mischung bestehend aus oder enthaltend mittelbasisches Aluminiumhydroxidchlorid und/oder hochbasisches Aluminiumhydroxidchlorid und/oder kationische und/oder anionische Stärkederivate verwendet wird.For further development, it is provided that for the sedimentation of very fine particles of a size between 1 .mu.m and 50 .mu.m in the sedimentation device with at least one adjuvant influencing the sedimentation is added in this existing sediment and above this protruding fluid in the supernatant fluid, wherein at least one substance from the group metal salt, in particular aluminum and / or iron salt such as chlorides or sulfates, and / or polymers such as cationic and / or anionic polyacrylamide derivatives and / or as auxiliaries a mixture consisting of or containing aluminum hydroxide and / or highly basic aluminum hydroxide chloride and / or cationic aluminum hydroxide and / or anionic starch derivatives.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass als Hilfsmittel eine Mischung bestehend aus oder enthaltend Aluminiumhydroxidchlorid und/oder Polyaluminiumchlorid und/oder kationische und/oder anionische Stärkederivate verwendet wird.It should also be emphasized that a mixture consisting of or containing aluminum hydroxide chloride and / or polyaluminum chloride and / or cationic and / or anionic starch derivatives is used as auxiliaries.

Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass Aluminiumhydroxidchlorid mit einer Basizität zwischen 35 % und 45 % und einem Gewichtsanteil in der Mischung von mehr als 40 Gew.- %, insbesondere zwischen 40 Gew.-% und 95 Gew.-%, und/oder hochbasisches Aluminiumhydroxidchlorid einer Basizität größer 80 % und einem Gewichtsanteil in der Mischung zwischen 0 Gew.-% und 40 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% und 10 Gew.-% und/oder kationische und/oder anionische Stärkederivate mit einem Gewichtsanteil in der Mischung zwischen 0 Gew.-% und 30 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, verwendet wird.In particular, the invention provides that aluminum hydroxide chloride having a basicity between 35% and 45% and a weight fraction in the mixture of more than 40% by weight, in particular between 40% by weight and 95% by weight, and / or highly basic Aluminum hydroxide chloride having a basicity greater than 80% and a weight proportion in the mixture of between 0 wt .-% and 40 wt .-%, in particular 5 wt .-% and 10 wt .-% and / or cationic and / or anionic starch derivatives having a weight fraction in the mixture between 0 wt .-% and 30 wt .-%, in particular 5 wt .-% to 10 wt .-%, is used.

Insbesondere ist vorgesehen, dass als Hilfsmittel eine Mischung verwendet wird, die Aluminiumhydroxidchlorid enthält. Ergänzend können anionische und/oder kationische, gegebenenfalls anionische und kationische Stärkederivate verwendet werden. Bezüglich des Aluminiumhydroxidchlorids ist anzumerken, dass dieses eine Basizität zwischen 35 % und 45 % aufweisen sollte. Der Gewichtsanteil in der Mischung sollte mehr als 40 Gew.-% betragen, wobei Werte zwischen 40 Gew.-% und 95 Gew.-% zu bevorzugen sind. Das hochbasische Aluminiumhydroxidchlorid sollte eine Basizität größer 80 % aufweisen, wobei der Gewichtsanteil in der Mischung zwischen 0 Gew.-% und 40 Gew.-%, insbesondere zwischen 5 Gew.-% und 10 Gew.-%, liegen sollte. Sofern kationische und/oder anionische Stärkederivate in der Mischung enthalten sind, sollte der Gewichtsanteil zwischen 0 Gew.-% und 30 Gew.-%, bevorzugterweise zwischen 5 Gew.-% und 10 Gew.-%, liegen.In particular, it is provided that a mixture containing aluminum hydroxide chloride is used as auxiliary. In addition, anionic and / or cationic, optionally anionic and cationic starch derivatives can be used. With regard to the aluminum hydroxide chloride, it should be noted that this has a basicity between 35 should be% and 45%. The proportion by weight in the mixture should be more than 40% by weight, with values between 40% by weight and 95% by weight being preferred. The highly basic aluminum hydroxide chloride should have a basicity greater than 80%, wherein the proportion by weight in the mixture between 0 wt .-% and 40 wt .-%, in particular between 5 wt .-% and 10 wt .-%, should be. If cationic and / or anionic starch derivatives are present in the mixture, the proportion by weight should be between 0% by weight and 30% by weight, preferably between 5% by weight and 10% by weight.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken these features - alone and / or in combination - but also from the following description of a drawing to be taken preferred embodiment.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Biogasanlage näher erläutert, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Vielmehr gilt die erfindungsgemäße Lehre gleichermaßen für Kläranlagen.The invention will be explained in more detail below with reference to a biogas plant without this being intended to limit it. Rather, the teaching of the invention applies equally to sewage treatment plants.

Die einzige Fig. ist eine Prinzipdarstellung einer Biogasanlage zu entnehmen, bei der eine erfindungsgemäße Gärreste-Aufbereitung erfolgt. Die Anlage umfasst einen als Fermenter 10 bezeichneten ersten Bioreaktor, dem zur Biogaserzeugung über eine Leitung 12 Rohstoffe (Input-Material) zugeführt werden, die auch als Substrate oder Nährmedien zu bezeichnen sind. Ferner können über eine Leitung 14 Additive beigegeben werden, um den mikrobiellen Abbau (Vergärung) des eingesetzten Substrats zu beeinflussen. Dem Fermenter 10 kann ein Nachgärer 11 nachgeordnet werden. Insoweit wird jedoch auf hinlänglich bekannte Einrichtungen von Biogasanlagen verwiesen.The only Fig. Is a schematic representation of a biogas plant to refer, in which a fermentation residues preparation according to the invention takes place. The plant includes one as a fermenter 10 designated first bioreactor, the biogas production via a pipe 12 Raw materials (input material) are supplied, which are also referred to as substrates or culture media. Furthermore, via a line 14 Additives are added to influence the microbial degradation (fermentation) of the substrate used. The fermenter 10 can be a post-fermenter 11 be subordinated. In that regard, however, reference is made to well-known facilities of biogas plants.

In dem Fermenter 10 wird das Biogas aus biologischem Rohstoff unter Ausschluss von Sauerstoff erzeugt. Dabei kann der Fermenter 10 mit einer kontinuierlichen Vergärung betrieben werden, d. h., dass den Prozessen in regelmäßigen Abständen Substrat zugeführt und Biogas sowie Gärrest entnommen wird.In the fermenter 10 the biogas is produced from biological raw material with the exclusion of oxygen. In this case, the fermenter 10 be operated with a continuous fermentation, ie, that the processes supplied at regular intervals substrate and biogas and digestate is removed.

Der Gärrest wird sodann einem Separator 16 zugeführt, bei dem es sich z. B. um eine Zentrifuge oder eine Schneckenpresse handeln kann. Mittels des Separators 16 werden aus dem Gärrest die Substanzen abgeschieden, die nicht vergärbar sind. Hierbei handelt es sich um feste Stoffe, wie Stroh oder Holz, die vor allem Zellulose und Lignozellulose enthalten.The digestate is then a separator 16 supplied, in which it is z. B. may be a centrifuge or a screw press. By means of the separator 16 the substances that are not fermentable are separated from the digestate. These are solid substances, such as straw or wood, which mainly contain cellulose and lignocellulose.

Die eine wässrige erste Phase bildende flüssige Fraktion (Fugat) wird über eine Leitung 18 einem ersten Behältnis 20 wie Belebungsbecken als zweiter Bioreaktor zugeführt, in dem ein ein- oder mehrstufiger aerober Prozess durchgeführt wird, um einen weiteren Abbau zu erreichen. Über eine Leitung 19 kann die in dem Belebungsbecken 20 homogenisierte Flüssigkeit einer Einrichtung 21 zum Trennen Feststoff Flüssigkeit wie Absetzbecken, Schrägklärer und / oder Schrägfilter 35 zugeführt werden, um entwässerten Schlamm, der einen Trockengehalt im Bereich zwischen 8 % und 25 % aufweisen kann, über eine Leitung 22 dem Fermenter 10 zuzuführen.The an aqueous first phase forming liquid fraction (Fugat) is via a conduit 18 a first container 20 as activated sludge tank as a second bioreactor, in which a single or multi-stage aerobic process is carried out in order to achieve a further degradation. About a line 19 Can that be in the aeration tank 20 homogenized liquid of a device 21 for separating solid liquid such as sedimentation tank, oblique clarifier and / or inclined filter 35 be fed to a dewatered sludge, which may have a solids content in the range between 8% and 25%, via a conduit 22 the fermenter 10 supply.

Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dem Belebungsbecken 20 - also dem zweiten Bioreaktor -, in dem die aerobe Behandlung erfolgt, eine Absetzeinrichtung wie Absetzbecken wie Schrägklärer 21 nachgeschaltet ist. Die in dem Belebungsbecken 20 anfallende Suspension als wässrige zweite Phase wird dem Absetzbecken 21 zugeführt, so dass sich Feststoffe abscheiden und Wasser übersteht. Dieses überstehende Wasser kann dem Belebungsbecken 20 über eine Leitung 32 zugeführt werden, wobei das Verhältnis von der dem Belebungsbecken 20 zugeführten wässrigen Fraktion zu dem zugeführten überstehenden Wasser aus dem Absetzbecken 21 sich verhält wie 1:1 bis 1:7, insbesondere in etwa 1 : 5 verhalten sollte, ohne dass die entsprechenden Zahlenwerte einschränkend zu verstehen sind. Durch das Zuführen des Wassers in das Belebungsbecken 20 werden die in der wässrigen Fraktion nicht gelösten Stoffe, also Trockenstoffe, nur wenig oxidiert.The invention is characterized in particular by the fact that the aeration tank 20 - So the second bioreactor - in which the aerobic treatment takes place, a settling device such as settling tanks such as diagonal clarifier 21 is downstream. The in the aeration tank 20 resulting suspension as an aqueous second phase is the sedimentation tank 21 fed so that precipitate solids and water. This supernatant water can the aeration tank 20 over a line 32 be fed, the ratio of the aeration tank 20 supplied aqueous fraction to the supplied supernatant water from the settling tank 21 behaves as 1: 1 to 1: 7, in particular should behave in about 1: 5, without the corresponding numerical values are limiting. By feeding the water into the aeration tank 20 the substances not dissolved in the aqueous fraction, ie dry substances, are only slightly oxidized.

Gleichzeitig kann der organische Trockensubstanzanteil in dem zweiten Bioreaktor, also in dem Belebungsbecken 20, eingestellt werden. Dies führt wiederum dazu, dass eine Temperatursteuerung ermöglicht wird. Hierdurch können optimale Vermehrungsraten der gewünschten Organismen erreicht werden. Auch die Kultivierung und Erhaltung der Organismen, um die gelösten organischen Stoffe und den Störstoff Ammonium umzuwandeln, kann beeinflusst werden. Ferner kann ein Einleiten von Sauerstoff in Abhängigkeit vom Redoxwert in dem Belebungsbecken 20 erfolgen. Dabei sollte der Redoxwert derart eingestellt werden, dass dieser < 0 bis -600 mV, insbesondere im Bereich zwischen -50 mV und -450 mV liegt.At the same time, the organic dry matter content in the second bioreactor, ie in the aeration tank 20 to be discontinued. This in turn means that a temperature control is enabled. As a result, optimal propagation rates of the desired organisms can be achieved. Also, the cultivation and maintenance of the organisms to convert the dissolved organic matter and the impurity ammonium can be influenced. Furthermore, an introduction of oxygen depending on the redox value in the aeration tank 20 respectively. The redox value should be set such that it is <0 to -600 mV, in particular in the range between -50 mV and -450 mV.

Die Temperaturregelung kann auch durch die zugeführte Menge an Reinsauerstoff erfolgen, wobei Werte von 20 NL/m3*h (20 Normliter pro Kubikmeter und Stunde) bis 250 NL/m3*h, insbesondere im Bereich zwischen 50 NL/m3*h und 70 NL/m3*h zu nennen sind.The temperature control can also be carried out by the supplied amount of pure oxygen, with values of 20 NL / m 3 * h (20 standard liters per cubic meter and hour) to 250 NL / m 3 * h, in particular in the range between 50 NL / m 3 * h and 70 NL / m 3 * h.

Der Sauerstoff selbst sollte intermittierend eingeleitet werden. Insbesondere wird Sauerstoff eingeleitet, wenn sich der Redoxwert der in dem Bioreaktor vorhandenen Suspension innerhalb eines vorher festgelegten Bereichs befindet. Bei Erreichen eines ersten Grenzwertes wird die Sauerstoffzufuhr eingeschaltet. Bei Erreichen eines zweiten Grenzwertes des Redoxwertes wird die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet. Wird der erste Grenzwert wieder erreicht, erfolgt ein erneutes Zuführen von Sauerstoff etc.The oxygen itself should be introduced intermittently. In particular, oxygen is introduced when the redox value of the suspension present in the bioreactor within a previously defined area. When a first limit value is reached, the oxygen supply is switched on. When a second limit value of the redox value is reached, the oxygen supply is switched off. If the first limit value is reached again, oxygen is supplied again, etc.

Es besteht auch die Möglichkeit, dass überstehende Wasser aus den Absetzbecken 21 über die Leitung 32, 34 unmittelbar zum Beispiel zum Versickern in einem Untergrund, zum Verregnen, zum Einleiten in eine Kläranlage oder in ein Gewässer abgeführt werden.There is also the possibility that supernatant water from the settling tanks 21 over the line 32 . 34 be drained directly, for example, for infiltration in a subsoil, for rainfall, for discharge into a sewage treatment plant or into a body of water.

Um in dem Absetzbecken 21 feinste Partikel abzuscheiden, vorzugsweise Partikel einer Größe zwischen 1 µm und 50 µm, wird dem Absetzbecken 21 ein die Sedimentation beeinflussendes Hilfsmittel zugegeben, und zwar gegebenenfalls in verschiedenen Höhen des Absetzbeckens 21, das z. B. eine zylinderförmige Geometrie aufweisen kann. Das Hilfsmittel wird im Absetzbecken 21 dem überstehendem Fluid 23 zugeführt. Durch die Pfeile 26 soll angedeutet werden, dass das Hilfsmittel in verschiedenen Höhen des überstehenden Wassers 23 in das Absetzbecken 21 eingeleitet werden kann. Somit ist eine gute Durchmischung möglich.To be in the settling tank 21 The finest particles deposit, preferably particles of a size between 1 .mu.m and 50 .mu.m, the settling tank 21 a sedimentation-influencing adjuvant is added, optionally at different heights of the settling tank 21 , the Z. B. may have a cylindrical geometry. The remedy will be in the settling tank 21 the protruding fluid 23 fed. Through the arrows 26 it should be suggested that the aid is at different heights of the supernatant water 23 in the settling tank 21 can be initiated. Thus, a good mixing is possible.

Das Sediment 28 kann über eine Leitung 30 dem Fermenter 10 wieder zugeführt werden. Erwähntermaßen kann über die Leitung 32 das überstehende Wasser 23 dem Belebungsbecken 20 zugeführt wird. Alternativ besteht die Möglichkeit, das überstehende Wasser 23 unmittelbar abzuleiten (Pfeil 34).The sediment 28 can over a line 30 the fermenter 10 be fed again. Mentioned may be over the line 32 the supernatant water 23 the aeration tank 20 is supplied. Alternatively, there is the possibility of the supernatant water 23 immediately deduce (arrow 34 ).

Das Sediment kann des Weiteren der im Ausführungsbeispiel als Schrägfilter 35 ausgebildeten Filtereinrichtung zugeführt werden, in der eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung erfolgt. Der dabei anfallende Schlamm wird bzw. kann über die Leitung 22 dem Fermenter 10 zugeführt werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Sediment unmittelbar über die Leitung 30 dem Fermenter 10 zugeführt wird.Furthermore, the sediment may be the inclined filter in the exemplary embodiment 35 trained filter device are fed, in which a solid-liquid separation takes place. The resulting sludge is or can over the line 22 the fermenter 10 be supplied. However, there is also the possibility that the sediment is directly over the pipe 30 the fermenter 10 is supplied.

Über die Zuleitung 26 bzw. Zuleitungen 26 wird erwähntermaßen das Hilfsmittel dem überstehenden Fluid 23 zugeführt. Hierbei handelt es sich insbesondere um ein Metallsalz, wie insbesondere Aluminium und/oder Eisenchlorid oder Sulfat. Auch Polymere wie kationische oder anionische Polyacrylamidderivate können verwendet werden. Eine Mischung dieser Substanzen ist gleichfalls möglich.About the supply line 26 or supply lines 26 is mentioned the auxiliary to the supernatant fluid 23 fed. This is in particular a metal salt, in particular aluminum and / or iron chloride or sulfate. Polymers such as cationic or anionic polyacrylamide derivatives can also be used. A mixture of these substances is also possible.

Das oder mehrere unterschiedliche Flockungshilfsmittel wird/werden von einem Behältnis 27 oder mehreren Behältnissen über die Leitung 29 oder mehrere Leitungen an die Zuleitung 26 oder Zuleitungen abgegeben. Dabei kann dem oder den Hilfsmitteln über eine Leitung 31 Klarwasser von der im Ausführungsbeispiel als Schrägfilter 35 ausgebildeten Einrichtung zugeführt werden, in der eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung erfolgt. Dabei ist das Verhältnis von Klarwasser und Hilfsmittel bevorzugterweise entsprechend nachstehender Angaben gewählt.The one or more different flocculants is / are from a container 27 or more containers over the line 29 or several lines to the supply line 26 or supply lines. In this case, the one or more aids via a line 31 Clear water from the embodiment in the form of an oblique filter 35 trained device are supplied, in which a solid-liquid separation takes place. The ratio of clear water and auxiliaries is preferably chosen according to the following information.

Bevorzugterweise wird als Hilfsmittel eine Mischung aus Aluminiumhydroxidchlorid und Polyaluminiumchlorid verwendet, wobei gegebenenfalls kationische und/oder anionische Stärkederivate zugesetzt sein können. Das Aluminiumhydroxidchlorid sollte eine Basizität zwischen 35 % und 45 % und das Polyaluminiumchlorid eine Basizität von mehr als 80 % aufweisen. Der Gewichtsanteil in der Mischung von Aluminiumhydroxidchlorid sollte mehr als 40 Gew.-%, insbesondere im Bereich zwischen 40 Gew.-% und 95 Gew.-%, und der des Polyaluminiumchlorids zwischen 0 Gew.-% und 40 Gew.-%, insbesondere im Bereich zwischen 5 Gew.-% und 10 Gew.-%, liegen. Der Gewichtsanteil der kationischen und/oder anionischen Stärkederivate sollte 0 Gew.-% bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, betragen.As auxiliaries, a mixture of aluminum hydroxide chloride and polyaluminum chloride is preferably used, it being possible for cationic and / or anionic starch derivatives to be added if appropriate. The aluminum hydroxide chloride should have a basicity between 35% and 45% and the polyaluminium chloride should have a basicity of more than 80%. The proportion by weight in the mixture of aluminum hydroxide chloride should be more than 40% by weight, in particular in the range between 40% by weight and 95% by weight, and that of the polyaluminum chloride between 0% by weight and 40% by weight, in particular in the range between 5 wt .-% and 10 wt .-%, are. The proportion by weight of the cationic and / or anionic starch derivatives should be from 0% by weight to 30% by weight, in particular from 5% by weight to 10% by weight.

Durch die Hilfsmittel werden erwähntermaßen feinste Partikel im Absetzbecken 21 abgeschieden.As a result of the aids, the finest particles in the settling tank are mentioned 21 deposited.

Die erfindungsgemäße Lehre ermöglicht, dass der in dem Fugat enthaltende NH4 +-Anteil durch speziell konditionierte Mikroorganismen in dem zweiten Bioreaktor 20 zu elementarem Stickstoff umgewandelt werden. Die Mikroorganismen stellen durch ihren Stickstoff-Umsatz des Weiteren sicher, dass CSB, TOC und andere Parameter so stark reduziert werden, dass gereinigtes Wasser über eine Leitung 24 abgeführt werden kann. The teaching according to the invention makes it possible for the NH 4 + fraction contained in the fugate to be replaced by specially conditioned microorganisms in the second bioreactor 20 be converted to elemental nitrogen. The microorganisms also ensure by their nitrogen turnover that COD, TOC and other parameters are reduced so much that purified water is delivered via one pipe 24 can be dissipated.

Das Wasser kann im Untergrund versickert oder verregnet, in eine Kläranlage oder im günstigsten Fall sogar direkt in ein Oberflächengewässer eingeleitet werden.The water can be seeped into the ground or rain, be discharged into a sewage treatment plant or in the best case even directly into a surface water.

Das dem Fermenter 10 entnommene Biogas wird über eine Leitung 33 einem Blockheizkraftwerk 36 zugeführt, mittels dessen Strom und Wärme erzeugt werden.The fermenter 10 taken biogas is over a line 33 a combined heat and power plant 36 fed, by means of which electricity and heat are generated.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre bedarf es dann, wenn im Vergleich zu bekannten Anlagen eine gleiche Menge an Strom und Wärme erzeugt werden soll, weniger Substrat, das über die Leitung 12 dem Fermenter 10 zugeführt wird. Wird die gleiche Menge wie bei bekannten Anlagen zugegeben, so ist eine höhere CH4-Menge erzielbar, also ein höherer Gewinn an Strom und Wärme.Due to the teaching of the invention, it is necessary if compared to known systems, an equal amount of electricity and heat to be generated, less substrate, via the line 12 the fermenter 10 is supplied. If the same amount is added as in known systems, then a higher amount of CH 4 can be achieved, ie a higher gain in electricity and heat.

Unabhängig wird davon durch das Rückführen des Schlamms der CH4-Gehalt im Biogas erhöht.Regardless of this, the return of the sludge increases the CH 4 content in the biogas.

Wie der Verfahrensablauf gemäß der Fig. verdeutlicht, besteht die Möglichkeit, dass vor der biologischen Stufe in dem Behältnis 20 ein Lager 25 vorgesehen ist, in dem zunächst die wässrige Fraktion 18 gesammelt wird, um sodann dem biologischen Abbau in dem Behältnis 20 unterzogen zu werden. Dabei können über einen Anschluss 28 Additive zugegeben werden, um den biologischen Abbau zu beschleunigen. As the process sequence illustrated in FIG., It is possible that before the biological stage in the container 20 a warehouse 25 is provided, in which first the aqueous fraction 18 is collected, then the biodegradation in the container 20 to be subjected to. It can via a connection 28 Additives are added to accelerate biodegradation.

Ferner ergibt sich aus der Zeichnung, dass von einem Tank 17 Sauerstoff in das Belebungsbecken 20 eingetragen werden kann.It also follows from the drawing that of a tank 17 Oxygen in the aeration tank 20 can be entered.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to a preferred embodiment.

Gemäß der erfindungsgemäßen Lehre werden dem Fermenter 10 über eine Leitung 12 Substrate zugeführt. Beispielsweise werden 100 m3 Substrat und 20 m3 rezirkulierter (Rezi-)Schlamm, der sich aus dem Sediment und dem filtrierten Schlamm zusammensetzt, über die Leitung 22 dem Fermenter 10 zugeführt. Bei einer Verweilzeit von ca. 70 Tagen in dem Fermenter 10 - gleichwenn von einem kontinuierlichen Prozess zu sprechen ist, also fortwährend Substrat zugeführt und Gärrest abgezogen wird - beträgt der Ammoniumgehalt des Substrats 6 kg/m3. Nach dem Separator 16 beläuft sich die Gesamtmenge auf ca. 100 m3. Die Differenz ergibt sich aus dem durch den Separator 16 zurückgehaltenen Feststoff und mitgenommener Flüssigkeit. Die Ammoniummenge des Rezi-Schlamms beträgt 0,5 kg/ m3.. Somit ergibt sich in etwa eine Gesamtmenge an Ammonium von ca. 490 kg/100 m3. Diese Konzentration ist dem Grunde nach auch diejenige, die nach dem Separator 16 messbar ist. Die gleiche Konzentration findet sich jedoch auch im Fermenter 10, und zwar aufgrund der hohen Verweilzeit des Substrats in dem Fermenter 10 (ca. 70 Tage).According to the teaching of the invention, the fermenter 10 over a line 12 Substrate fed. For example, 100 m 3 of substrate and 20 m 3 of recirculated (reci-) sludge composed of the sediment and the filtered sludge are passed over the line 22 the fermenter 10 fed. At a residence time of about 70 days in the fermenter 10 - Whilst it is to speak of a continuous process, that is continuously supplied substrate and digestate is subtracted - the ammonium content of the substrate is 6 kg / m 3 . After the separator 16 the total amount amounts to approx. 100 m 3 . The difference results from that through the separator 16 retained solid and entrained liquid. The amount of the ammonium-Rezi sludge is 0.5 kg / m 3. This results in about a total amount of ammonium of about 490 kg / 100 m 3 . This concentration is basically the one after the separator 16 is measurable. However, the same concentration is also found in the fermenter 10 because of the high residence time of the substrate in the fermenter 10 (about 70 days).

Durch die Reduzierung des Ammoniumgehalts ergibt sich eine höhere Gasausbeute im Vergleich zu einem Betrieb, bei dem ausschließlich Substrat dem Fermenter zugeführt wird.By reducing the ammonium content results in a higher gas yield compared to an operation in which only substrate is fed to the fermenter.

Im Separator 16 werden die nicht abbaubaren Feststoffe wie Lignin, Zellulose, Sand oder andere minerale Stoffe separiert. Auch ein gewisser Flüssigkeitsanteil wird mit abgetrennt. Diese Anteile allein sind zu entsorgen, da der bei den nachfolgenden Prozessschritten anfallender Schlamm bzw. anfallendes Sediment, also der sogenannte Rezi-Schlamm vollständig dem Fermenter 10 wieder zugeführt wird.In the separator 16 The non-degradable solids such as lignin, cellulose, sand or other minerals are separated. Also, a certain amount of liquid is separated with. These parts alone are to be disposed of, since the sludge or sediment arising in the subsequent process steps, that is to say the so-called Rezi sludge, is completely discharged to the fermenter 10 is fed again.

Die nach dem Separator 16 anfallende wässrige erste Phase wird sodann dem zweiten Bioreaktor zugeführt, der als Belebungsbecken 20 ausgebildet sein kann. In dem Belebungsbecken 20 mündet erfindungsgemäß der zweite Kreislauf, ein Wasserkreislauf, der das von dem Schrägklärer 21 und dem Schrägfilter 35 anfallende Wasser dem Belegungsbecken 20 wieder zuführt, und zwar in einem gewünschten Verhältnis zu der über die Leitung 18 dem Belebungsbecken 20 zuzuführenden wässrigen ersten Phase, um einen gewünschten organischen Trockensubstanzgehalt in dem Belebungsbecken 20 einzustellen. Hierdurch wird die Temperatur in dem Belebungsbecken 20 mit geregelt, wodurch die Vermehrungsrate der gewünschten Organismen beeinflusst wird. Zusätzlich erfolgt eine Temperaturregelung durch Zufuhr von Luft bzw. Sauerstoff (Sauerstofftank 17), wobei die Menge in Abhängigkeit von dem Redoxwert in dem Belebungsbecken 20 eingestellt wird. Der Sauerstoff sollte intermittierend eingeleitet werden, wobei der Redoxwert zwischen insbesondere -50 mV und -450 mV liegen sollte.The after the separator 16 resulting aqueous first phase is then fed to the second bioreactor, which serves as aeration tank 20 can be trained. In the aeration tank 20 flows according to the invention the second cycle, a water cycle, that of the oblique clearer 21 and the oblique filter 35 accumulating water the occupation basin 20 returns, in a desired ratio to that over the line 18 the aeration tank 20 aqueous first phase to be supplied to a desired organic dry matter content in the aeration tank 20 adjust. As a result, the temperature in the aeration tank 20 with regulated, whereby the multiplication rate of the desired organisms is influenced. In addition, a temperature control by supplying air or oxygen (oxygen tank 17 ), the amount depending on the redox value in the aeration tank 20 is set. The oxygen should be introduced intermittently, the redox value should be between -50 mV and -450 mV in particular.

Das in einem zweiten Kreislauf geführte rückzuführende und von dem Absetzbecken 21 und dem Schrägfilter 35 stammende Wasser ist als rezirkuliertes oder Rezi-Wasser zu bezeichnen.The recycled in a second cycle and the settling tank 21 and the oblique filter 35 originating water is to be called recirculated or Rezi water.

Der erste und der zweite Kreislauf stellen zusammen einen eigenerfinderischen Vorschlag dar.The first and the second cycle together constitute a self-inventive suggestion.

Im zweiten Bioreaktor 20 kann die Verweilzeit der von dem Separator 16 über die Leitung 18 zuzuführenden Feststoffe in der wässrigen ersten Phase durch Rezirkulation von Rezi-Wasser erheblich reduziert werden.In the second bioreactor 20 may be the residence time of the separator 16 over the line 18 be fed significantly reduced in the aqueous first phase by recirculation of Rezi-water.

Wird z.B. dem zweiten Bioreaktor, also im Ausführungsbeispiel dem Belebungsbecken 20, ausschließlich wässrige erste Phase in einer Menge von 100 m3 pro Tag zugeführt und beträgt das Fassungsvolumen des Belebungsbeckens 20 1.000 m3, so beträgt die Verweilzeit 10 Tage (1.000 m3 / 100m3 / d = 10d). Wird jedoch entsprechend der erfindungsgemäßen Lehre über den zweiten Kreislauf ReZi-Wasser dem Belebungsbecken 20 zugeführt, z.B. im Verhältnis von 4 : 1 (400 m3 ReZi-Wasser pro Tag / 100 m3 wässrige erste Phase pro Tag), so reduziert sich die Verweilzeit der Feststoffe auf 2 Tage (1.000 m3 / 500 m3 / d = 2d).For example, the second bioreactor, so in the embodiment of the aeration tank 20 , fed exclusively aqueous first phase in an amount of 100 m 3 per day and is the capacity of the volume of the aeration tank 20 1,000 m 3 , the residence time is 10 Days (1,000 m 3 / 100m 3 / d = 10d). However, according to the teaching of the invention via the second circuit ReZi water the aeration tank 20 supplied, for example in the ratio of 4: 1 (400 m 3 REZI-water per day / 100 m 3 aqueous first phase per day), then the residence time of the solids is reduced to 2 days (1,000 m 3/500 m 3 / d = 2d).

Eine Durchmischung in dem Bioreaktor 20 kann durch einen „Bananenrührer“ erfolgen.A mixing in the bioreactor 20 can be done by a "banana stirrer".

Der Sauerstoff sollte in Form von reinem Sauerstoff feinblasig über Matten eingeleitet werden.The oxygen should be introduced via mats in the form of pure oxygen fine bubbles.

Die Suspension aus dem Belebungsbecken 20 als wässrige zweite Phase wird sodann der im Ausführungsbeispiel als Schrägklärer ausgebildeten Absetzeinrichtung 21 zugeführt, in dem sich Feststoffe als Sediment abscheiden. Wie zuvor erläutert, können Hilfsmittel in die zweite wässrige Phase eingeleitet werden. Das Sediment kann sodann unmittelbar dem Fermenter 10 oder über den Schrägfilter 35 in Form von gefiltertem Schlamm dem Fermenter 10 zugeführt werden.The suspension from the aeration tank 20 as aqueous second phase is then formed in the embodiment as a diagonal clarifier settling 21 fed in which precipitate solids as sediment. As previously discussed, adjuvants may be introduced into the second aqueous phase. The sediment can then directly to the fermenter 10 or over the slanted filter 35 in the form of filtered sludge the fermenter 10 be supplied.

Vor Zuleiten des Rezi-Schlamms, der erwähntermaßen eine Mischung aus Sediment und gefilterten Sediment sein kann, ist bevorzugterweise vorgesehen, dass der gefilterte Schlamm gelagert wird, um den Trockengehalt zu erhöhen. Hierzu wird der Schlamm auf wasserdurchlässigem Grund oder in Entwässerungscontainern, z.B. über einen Zeitraum von 1 bis 30 Tagen gelagert. Es kann auch nach Entwässerung eine weitere Lagerung erfolgen, um die dem ersten Bioreaktor 10 zuzuführende Schlammmenge in Abhängigkeit von dessen TOC-Gehalt festzulegen.Prior to supplying the Rezi slurry, which may be mentioned to be a mixture of sediment and filtered sediment, it is preferred that the filtered slurry be stored to increase the solids content. For this purpose, the sludge is stored on water-permeable ground or in drainage containers, for example over a period of 1 to 30 days. It can also be done after draining another storage to that of the first bioreactor 10 to determine the amount of sludge to be supplied depending on its TOC content.

Durch die erfindungsgemäße Lehre ergibt sich eine erhebliche Anzahl von Vorteilen. Dadurch, dass dem Fermenter 10 nicht nur Substrat, sondern auch Rezi-Schlamm zugeführt wird, reduziert sich der Ammoniumgehalt und somit ergibt sich eine Erhöhung der Methangasausbeute im Vergleich zu Anlagen, in dem ein Rezi-Schlamm nicht eingesetzt wird.The teaching of the invention results in a significant number of advantages. By doing that, the fermenter 10 not only substrate, but also Rezi sludge is fed, the ammonium content is reduced and thus results in an increase in methane gas yield compared to plants in which a Rezi sludge is not used.

Durch die Einleitung des Rezi-Wassers, also Klarwassers, das bei der Sedimentation und der Filterung anfällt, kann der Trockensubstanzgehalt im zweiten Bioreaktor und damit die Temperatur und wiederum davon abhängig die Verweilzeit eingestellt werden.By introducing the Rezi-water, so clear water, which is obtained in the sedimentation and filtering, the dry matter content in the second bioreactor and thus the temperature and in turn dependent on the residence time can be adjusted.

Durch die Einleitung von Sauerstoff kann auch der Redoxwert gesteuert bzw. geregelt werden mit der Folge, dass die Umsetzung der gelösten Bestandteile in der wässrigen ersten Phase in Biomasse und die Umwandlung des Ammoniums optimiert wird.By introducing oxygen, the redox value can also be controlled, with the result that the conversion of the dissolved constituents in the aqueous first phase into biomass and the conversion of the ammonium is optimized.

Der Redoxwert des Rezi-Schlamms kann in Abhängigkeit von der Lagerung eingestellt werden, wodurch wiederum die Entstehung des Methans beeinflussbar ist.The redox value of the Rezi sludge can be adjusted depending on the storage, which in turn can be influenced by the formation of methane.

Als einziger Feststoff, der bei der Substratbehandlung anfällt und zu entsorgen ist, ist derjenige, der im Separator 16 abgeschieden wird.The only solid which is obtained in the substrate treatment and is to be disposed of is that which is in the separator 16 is deposited.

Es konnte festgestellt werden, dass bei einer 30 Tage andauernden Lagerung des Rezi-Schlamms die Trockensubstanz bis 80 % betragen kann. In Abhängigkeit von dem TOC-Gehalt des Rezi-Schlamms kann der Redoxwert des dem Fermenter 10 zuzuführenden Rezi-Schlamms eingestellt werden.It was found that the dry substance can be up to 80% if the Rezi sludge is stored for 30 days. Depending on the TOC content of the Rezi sludge, the redox value of the fermenter 10 be set to be supplied Rezi mud.

Gelöste Stoffe der wässrigen ersten Phase werden im zweiten Bioreaktor in Biomasse umgewandelt und können zur Methanproduktion verwendet werden.Dissolved substances of the aqueous first phase are converted into biomass in the second bioreactor and can be used for methane production.

Dadurch, dass abgesehen von den separierten Feststoffen anfallender Schlamm bzw. Sediment im Kreislauf geführt wird, ergibt sich der Vorteil, dass der Einsatz an Spurenmetallen, sofern diese benötigt werden, minimiert wird.The fact that, apart from the separated solids sludge or sediment resulting is recycled, there is the advantage that the use of trace metals, if they are needed, is minimized.

Claims (26)

Verfahren zum Betreiben einer Bioreaktoranlage, umfassend die Verfahrensschritte - Zuführen von Substrat zu einem anaerob betriebenen ersten Bioreaktor, - Abziehen von Gärrest aus dem ersten Bioreaktor, - Separieren von nicht abgebauten Feststoffen aus den Gärresten zur Gewinnung einer wässrigen ersten Phase, - Zuführen der wässrigen ersten Phase zu einem aerob betriebenen zweiten Bioreaktor, - Zuführen von dem zweiten Bioreaktor entnommene, durch die aerobe Behandlung entstandene Biomasse enthaltende zweite Phase zu einer Absetzeinrichtung, - mittelbares oder unmittelbares Zuführen von der Absetzeinrichtung entnommenem überstehenden Wasser zu dem zweiten Bioreaktor und - mittelbares oder unmittelbares Zuführen von der Absetzeinrichtung entnommenem Sediment zu dem ersten Bioreaktor, wobei - Einleiten von Sauerstoff in den zweiten Bioreaktor in Abhängigkeit vom Redoxwert in dem zweiten Bioreaktor derart erfolgt, dass bei einem Redoxwert R1 im Bioreaktor die Sauerstoffzufuhr abgeschaltet und bei einem Redoxwert R2 Sauerstoff zugeführt wird und die Differenz zwischen dem Redoxwert R1 und dem Redoxwert R2 beträgt R1 - R2 ≥ | 100 mV | und/oder Verhältnis von dem ersten Bioreaktor zugeführten Substrat zu dem ersten Bioreaktor zugeführten der Absetzeinrichtung entnommenem Sediment und/oder gefiltertem Sediment sich verhält wie 10:1 bis 4:1.Method for operating a bioreactor system, comprising the method steps - supplying substrate to an anaerobically operated first bioreactor, - removing digestate from the first bioreactor, - separating undecomposed solids from the fermentation residues to obtain an aqueous first phase, - supplying the aqueous first Phase to an aerobically operated second bioreactor, - second phase taken from the second bioreactor, resulting from the aerobic treatment containing biomass to a settling device, - indirectly or immediately supplied from the settler supernatant removed water to the second bioreactor and - direct or indirect feeding sediment taken from the settler to the first bioreactor, wherein - introduction of oxygen into the second bioreactor in response to the redox value in the second bioreactor is such that at a redox value R 1 in the bioreactor, the oxygen supply is switched off and oxygen is supplied at a redox value R 2 and the difference between the redox value R 1 and the redox value R 2 is R 1 - R 2 ≥ | 100 mV | and / or ratio of sediment fed to the first bioreactor to the first bioreactor, sediment removed from the settler, and / or filtered sediment is from 10: 1 to 4: 1. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Sediment des Absetzbeckens einem Filter zugeführt wird und dass dem Filter entnommener filtrierter Schlamm dem ersten Bioreaktor zugeführt wird.Method according to Claim 1 , characterized in that sediment of the settling tank is fed to a filter and that filtered sludge taken from the filter is supplied to the first bioreactor. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das Sediment als auch der gefilterte Schlamm gegebenenfalls nach einer Zwischenlagerung vollständig dem ersten Bioreaktor wieder zugeführt werden.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that both the sediment and the filtered sludge are optionally fed back to the first bioreactor completely, optionally after an intermediate storage. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Absetzbecken entnommenes überstehendes Wasser und/oder dem Filter entnommenes Filtrat als Klarwasser zum Versickern im Untergrund, zum Verregnen, zum Einleiten in eine Kläranlage oder zum Einleiten in ein Gewässer verwendet wird. Process according to at least one of the preceding claims, characterized in that supernatant water taken from the sedimentation tank and / or filtrate taken from the filter is used as clear water for seepage underground, for rainfall, for introduction into a sewage treatment plant or for discharge into a body of water. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der dem zweiten Bioreaktor zuzuführenden wässrigen ersten Phase zu dem zugeführten überstehenden Wasser aus dem Absetzbecken und/oder dem Filtrat auf 1:1-1:7 eingestellt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the ratio of the aqueous first phase to be supplied to the second bioreactor to the supplied supernatant water from the settling tank and / or the filtrate is adjusted to 1: 1-1: 7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Bioreaktor filtrierter Schlamm mit einem Trockengehalt von mehr als 5%, vorzugsweise 10 bis 15%, zugeführt wird.Process according to at least one of the preceding claims, characterized in that filtered sludge having a solids content of more than 5%, preferably 10 to 15%, is fed to the first bioreactor. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Bioreaktor im Absetzbecken angefallenes Sediment mit einem Trockengehalt zwischen 3% TS bis 10% TS, insbesondere 4% TS bis 8% TS, zugeführt wird.A method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the first bioreactor in sedimentation tank accumulated sediment with a dry content of between 3% TS to 10% TS, in particular 4% TS to 8% TS, is supplied. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige erste Phase vor Zuführen zu dem zweiten Bioreaktor gelagert wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the aqueous first phase is stored prior to feeding to the second bioreactor. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wässrigen ersten Phase vor Zuführen zu dem zweiten Bioreaktor zumindest ein Additiv zugegeben wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one additive is added to the aqueous first phase before being fed to the second bioreactor. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur im zweiten Bioreaktor durch Selbsterwärmung in Abhängigkeit vom Trockensubstanzgehalt im zweiten Bioreaktor geregelt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature in the second bioreactor is controlled by self-heating depending on the dry matter content in the second bioreactor. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockensubstanzgehalt im zweiten Bioreaktor durch Anteil des dem zweiten Bioreaktor zugeführten überstehenden Wassers und/oder Filtrats eingestellt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the dry matter content in the second bioreactor is adjusted by proportion of the second bioreactor supplied supernatant water and / or filtrate. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bioreaktor in seiner Temperatur durch Menge zugeführten Sauerstoffs unter Berücksichtigung vom Redoxwert im zweiten Bioreaktor eingestellt wird, wobei der Redoxwert < 0 mV, insbesondere zwischen 0 mV und -600 mV, insbesondere zwischen -50 mV und -450 mV liegt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the second bioreactor is adjusted in its temperature by amount of oxygen supplied taking into account the redox value in the second bioreactor, wherein the redox value <0 mV, in particular between 0 mV and -600 mV, in particular between -50 mV and -450 mV. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur in zweiten Bioreaktor durch Menge zugeführten Reinsauerstoffs geregelt wird, wobei die Menge vorzugsweise zwischen 20 NL/m3*h bis 105 NL/m3*h, bevorzugterweise zwischen 50 NL/m3*h und 70 NL/m3*h liegt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the temperature in the second bioreactor is controlled by the amount of pure oxygen fed in, the amount preferably being between 20 NL / m 3 * h to 105 NL / m 3 * h, preferably between 50 NL / m 3 * h and 70 NL / m 3 * h. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinsauerstoff intermittierend dem zweiten Bioreaktor derart zugeführt wird, wobei der Redoxwert in dem zweiten Bioreaktor zwischen 0 mV und -600 mV, bevorzugt zwischen < 0 mV und -450 mV liegt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the pure oxygen is intermittently fed to the second bioreactor such that the redox value in the second bioreactor is between 0 mV and -600 mV, preferably between <0 mV and -450 mV. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aus Sediment und gefiltertem Schlamm bestehende an den ersten Bioreaktor zurückzuführende Schlamm auf einen Redoxwert < -200 mV, insbesondere auf einen Wert zwischen -450 mV bis 600 mV eingestellt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sludge consisting of sediment and filtered sludge attributable to the first bioreactor is adjusted to a redox value <-200 mV, in particular to a value between -450 mV to 600 mV. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der rezuzirkulierende Schlamm einer Nachentwässerung unterzogen wird, vorzugsweise über eine Zeit zwischen 1 - 30 Tagen, bevorzugterweise über einen Zeitraum von 7 Tagen.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the recirculating sludge is subjected to post-drainage, preferably over a period of between 1 and 30 days, preferably over a period of 7 days. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachentwässerung auf wasserdurchlässigem Grund oder in zumindest einem Entwässerungscontainer durchgeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the post-drainage is carried out on water-permeable ground or in at least one dewatering container. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der nachentwässerte rezuzirkulierende Schlamm gelagert und in Abhängigkeit von in dem ersten Bioreaktor zu erzeugendem Gas diesem zugeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the post-dewatered recirculating sludge is stored and supplied to the gas to be generated in the first bioreactor depending on this. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bioreaktor zuzuführende Menge an rezuzirkulierendem Schlamm in Abhängigkeit vom TOC-Gehalt des Schlamms erfolgt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the amount of recirculating sludge to be supplied to the bioreactor is effected as a function of the TOC content of the sludge. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem überstehenden Wasser in der Absetzeinrichtung ein Additiv bzw. Flockungshilfsmittel zuzugeben wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an additive or flocculation aid is added to the supernatant water in the settling device. Verfahren nach zumindest Anspruch 1 zur Feststoffsedimentation feinster Partikel einer Größe zwischen 1 µm und 50 µm in der Absetzeinrichtung mit in dieser vorhandenem Sediment und über diesem überstehendem Fluid, dadurch gekennzeichnet, dass in das überstehende Fluid zumindest ein die Sedimentation beeinflussendes Hilfsmittel zugegeben wird, wobei als Hilfsmittel zumindest eine Substanz aus der Gruppe Metallsalz, insbesondere Aluminium- und/oder Eisensalz wie Chloride oder Sulfate, und/oder Polymere wie kationische und/oder anionische Polyacrylamidderivate und/oder als Hilfsmittel eine Mischung bestehend aus oder enthaltend mittelbasisches Aluminiumhydroxidchlorid und/oder hochbasisches Aluminiumhydroxidchlorid und/oder kationische und/oder anionische Stärkederivate verwendet wird.Method according to at least Claim 1 for the sedimentation of very fine particles of a size between 1 .mu.m and 50 .mu.m in the sedimentation device with sediment present in this sediment and fluid overlying it, characterized in that at least one auxiliary agent influencing the sedimentation is added to the supernatant fluid, at least one substance being used as auxiliary agent the group metal salt, in particular aluminum and / or iron salt such as chlorides or sulfates, and / or polymers such as cationic and / or anionic polyacrylamide derivatives and / or as auxiliaries a mixture consisting of or containing medium-basic aluminum hydroxide chloride and / or highly basic aluminum hydroxide chloride and / or cationic and / or anionic starch derivatives is used. Verfahren nach zumindest Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen Höhen der Absetzeinrichtung, insbesondere zylinderförmiger Geometrie, das Hilfsmittel dem überstehenden Fluid zugeführt wird.Method according to at least Claim 21 , characterized in that at different heights of the settling device, in particular cylindrical geometry, the aid is supplied to the supernatant fluid. Verfahren nach zumindest Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass Aluminiumhydroxidchlorid mit einer Basizität zwischen 35 % und 45 % und einem Gewichtsanteil in der Mischung von mehr als 40 Gew.-%, insbesondere zwischen 40 Gew.-% und 95 Gew.-%, und /oder Aluminiumhydroxidchlorid einer Basizität größer 80 % und einem Gewichtsanteil in der Mischung zwischen 0 Gew.- % und 40 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% und 10 Gew.-%, und/oder kationische und/oder anionische Stärkederivate mit einem Gewichtsanteil in der Mischung zwischen 0 Gew.-% und 30 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-% bis 10 Gew.-%, verwendet wird.Method according to at least Claim 22 , characterized in that aluminum hydroxide chloride having a basicity between 35% and 45% and a weight proportion in the mixture of more than 40 wt .-%, in particular between 40 wt .-% and 95 wt .-%, and / or aluminum hydroxide of a basicity greater than 80% and a weight proportion in the mixture of between 0% by weight and 40% by weight, in particular 5% by weight and 10% by weight, and / or cationic and / or anionic starch derivatives having a proportion by weight in the mixture between 0 wt .-% and 30 wt .-%, in particular 5 wt .-% to 10 wt .-%, is used. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Redoxwert R1 ≥ -50mV und/oder der Redoxwert R2 ≤ -400mV ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the redox value R 1 ≥ -50mV and / or the redox value R 2 ≤ -400mV. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Redoxwert R1 und dem Redoxwert R2 beträgt R1 - R2 ≥ | 200 mV |, bevorzugterweise R1 - R2 ≥ | 300 mV |.Method according to Claim 1 , characterized in that the difference between the redox value R 1 and the redox value R 2 is R 1 - R 2 ≥ | 200 mV |, preferably R 1 - R 2 ≥ | 300 mV |. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffzufuhr ergänzend von der tatsächlichen Sauerstoffkonzentration in dem Bioreaktor gesteuert wird, wobei insbesondere die Sauerstoffzufuhr dann unterbrochen wird, wenn Differenz zwischen Sättigungswert der Sauerstoffkonzentration und Istwert der Sauerstoffkonzentration 5 mg/L, vorzugsweise 10 mg/L, insbesondere 15 mg/L beträgt.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the oxygen supply is additionally controlled by the actual oxygen concentration in the bioreactor, wherein in particular the oxygen supply is interrupted when the difference between the saturation value of the oxygen concentration and the actual value of the oxygen concentration is 5 mg / L, preferably 10 mg / L, in particular 15 mg / L.
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