DE19756485A1

DE19756485A1 - Faulbehälter mit Rührwerk und Verfahren zum Betreiben eines Rührwerks in einem Faulbehälter

Info

Publication number: DE19756485A1
Application number: DE19756485A
Authority: DE
Inventors: Xaver Lipp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2017-12-19
Also published as: DE19756485C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Faulbehälter mit einem Rührwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Rührwerks in einem Faulbehälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Derartige Faulbehälter sind aus dem Einsatz in landwirtschaftlichen Biogasanlagen und kommunalen Kläranlagen bekannt. In dem Faulbehälter verweilen organische Abfallstoffe im Durchschnitt für mehrere Tage bei einer Temperatur, die über der Atmosphärentemperatur liegt und beispielsweise etwa 35°C beträgt. In dem Faulbehälter ist ein Rührwerk vorgesehen, das unter anderem zur Verteilung von über einen Füllstutzen eingeleiteten Abfallstoffen dient. Das Rührwerk wird in zeitlichen Abständen betrieben, damit ein optimaler Temperaturausgleich im Faulbehälter erfolgt und damit die neu eingeleiteten Abfallstoffe gleichmäßig im Faulbehälter verteilt werden. Das Rührwerk dient darüber hinaus dazu, die im Faulbehälter enthaltenen Bakterien gleichmäßig mit Nährstoffen zu versorgen, die Bildung von Schichten zu verhindern, insbesondere die sich fortwährend bildenden Schwimm- und Sinkschichten zu zerstören, und die Gasbläschen freizusetzen, die in tieferen Schichten an Schlammteilchen gebunden sind. Durch den Gärprozeß im Faulbehälter erfolgt eine Gasabscheidung, wobei das entstehende Biogas in einem Speicherbehälter gespeichert werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Faulbehälter mit einem Rührwerk sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Rührwerks in einem Faulbehälter bereitzustellen, die eine bessere Durchmischung der Abfallstoffe im Faulbehälter bereitstellen und damit die Effizienz des Faulbehälters erhöhen. Dabei soll insbesondere durch eine verbesserte Durchmischung der Abfallstoffe die Gasabscheidung verbessert werden.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen offenbarte Vorrichtung und das Verfahren gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Die Aufgabe ist bei einem Faulbehälter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß das Rührwerk in einem unterhalb des Füllstutzens angeordneten Rührrohr untergebracht ist, und daß die verlängerte horizontale Projektion der Rührachse den Umfang des Faulbehälters sekantenförmig schneidet.

Bei dem Faulbehälter handelt es sich in der Regel um einen zylindrischen, geschlossenen Raum mit einer kreisrunden Bodenfläche. Das Rührwerk besteht neben der Antriebsachse auch aus einer oder mehreren Rührschaufeln bzw. aus einer Rührschraube. Über den Füllstutzen werden neue Abfallstoffe in den Faulbehälter eingegeben. Das Rührrohr verläuft in der Regel senkrecht und erstreckt sich bis zu einem Abstand von 0,2 m bis 1 m unterhalb der Füllhöhe.

Das Rührwerk ist in der Regel in einem abgewinkelten, horizontalen Abschnitt des Rührrohres angeordnet, wobei die Rührachse mittig und achsenparallel zu dem horizontalen Abschnitt des Rührrohres verläuft. Erfindungsgemäß ist dabei die Rührachse des Rührwerks nicht auf den Mittelpunkt des Faulbehälters gerichtet, sondern die verlängerte Rührachse schneidet den Umfang des Faulbehälters sekantenförmig.

Dies hat den Vorteil, daß dadurch eine Drehrührbewegung der Abfallstoffe in dem Faulbehälter erreicht wird. Dies führt zu einer besonders guten Durchmischung der Abfallstoffe und dadurch zu einer erhöhten Effizienz des Faulbehälters hinsichtlich der Gasentwicklung. Die Anordnung des Rührrohres unterhalb des Füllstutzens hat den Vorteil, daß dadurch neu eingefülltes Material unmittelbar in das Rührrohr angesaugt wird und damit besonders wirksam mit den im Faulbehälter befindlichen Abfallstoffen vermischt wird. Insbesondere wird durch diese erfindungsgemäße Anordnung des Rührrohres unterhalb des Füllstutzens die Ausbildung von Schwimmschichten durch neu eingeleitete Abfallstoffe wirksam vermieden.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß durch die Einhaltung eines gewissen Abstandes des Rührwerks vom Boden des Faulbehälters sich am Boden des Faulbehälters ein Bodensatz von ausgefaulten Abfallstoffen bilden kann, der durch die Rührbewegung nicht erneut aufgewirbelt wird. Dadurch wird eine unerwünschte Durchmischung der noch gasaktiven Abfallstoffe mit dem nicht mehr gasaktiven Bodensatz im Faulbehälter wirksam vermieden. Letztlich wird hierdurch weiterhin die Effizienz der Gasbildung im Faulbehälter erhöht.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß dem Anspruch 3 hat den Vorteil, daß durch die dreieckförmige oder teilelliptische Ausbildung des Querschnittes des Rührrohres keine Behinderung der gewünschten Drehbewegung der Abfallstoffe durch das am Umfang des Faulbehälters angebrachte Rührrohr erfolgt, so daß die Rührdrehbewegung der Abfallstoffe besonders wirksam erfolgt. Alternativ zu einem dreieckförmig oder teilelliptischen Querschnitt kommt auch ein vieleckförmiger Querschnitt in Frage, der so ausgestaltet ist, daß er eine gleichmäßige Rührdrehbewegung nicht behindert.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß dem Anspruch 4 hat den Vorteil, daß durch die Höhenverstellung des Rührwerks in verschiedenen Höhen innerhalb des Faulbehälters gerührt werden kann, was zu einer besseren Durchmischung der Abfallstoffe und damit zu einer höheren Effizienz der Gasbildung führt. Die Höhenverstellung kann dabei entweder manuell oder motorisch erfolgen.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß dem Anspruch 5 hat den Vorteil, daß durch eine Verkippung der Antriebsachse aus der Horizontalen nicht nur eine horizontale Rührdrehbewegung der Abfallstoffe bewirkt wird, sondern darüber hinaus auch eine Durchmischung der Abfallstoffe in vertikaler Richtung erfolgt. Der Winkel zwischen der Antriebsachse und der Horizontalen beträgt dabei vorzugsweise zwischen 5° und 45°.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil, daß durch die nach außen geführte Antriebsachse die Motoreneinheit außerhalb des Faulbehälters angeordnet ist, was insbesondere hinsichtlich von Wartungsarbeiten an dem Motor von Vorteil ist. Darüber hinaus können durch das Vorsehen einer Getriebeverbindung verschiedene Über- bzw. Untersetzungsverhältnisse und damit verschiedene Drehzahlen des Rührwerks realisiert werden. Die Getriebeverbindung kann dabei auch über eine Zahnradverbindung erfolgen, vorzugsweise wird jedoch eine Ketten- oder Riemenverbindung vorgesehen. Darüber hinaus kann eine Kupplung, beispielsweise auch eine Rutschkupplung, vorgesehen sein.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß dem Anspruch 7 hat den Vorteil, daß durch die Ausführung der Antriebsachse außerhalb des Faulbehälters als Zapfwelle zusätzlich zum Antrieb durch den Elektromotor ein Antrieb durch einen Verbrennungsmotor, beispielsweise durch einen Traktor, möglich ist. Dieses Rühren mittels eines Verbrennungsmotors erlaubt höhere Rührleistungen, beispielsweise zum Zwecke einer besonders gründlichen Durchmischung der Abfallstoffe in dem Faulbehälter oder zu Reinigungszwecken.

Die zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Betreiben eines Rührwerks in einem Faulbehälter gemäß dem Anspruch 8 gelöst. Durch das Rühren des Inhalts des Faulbehälters, während neues Abfallmaterial über den Einfüllstutzen in den Faulbehälter eingefüllt wird, wird eine gleichmäßige Durchmischung von neuen und bereits im Faulbehälter vorhandenen Abfallstoffen erreicht. Dadurch wird eine Homogenisierung der im Faulbehälter befindlichen Abfallstoffe erzielt und damit letztlich die Effizienz der Gasbildung erhöht.

Die besondere Ausführungsart der Erfindung gemäß dem Anspruch 9 hat den Vorteil, daß durch das Rühren in umgekehrter Drehrichtung die Strömungsrichtung im Rührrohr umgedreht wird und dadurch das Rührrohr gereinigt wird, insbesondere wird dadurch Fasermaterial, das sich an dem Ende des Saugrohrs, das im Normalbetrieb die Ansaugseite des Rührrohres bildet, abgesetzt hat, gelöst und abgespült.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben wird. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Faulbehälters im Querschnitt;

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Faulbehälter der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Faulbehälters 1. Im dargestellten Beispiel bildet der Faulbehälter 1 einen Biogasreaktor mit integrierter Gasspeicherhaube 2. Der Faulbehälter 1 bildet einen zylindrischen, geschlossenen Raum mit kreisrunder Bodenfläche 20 und ist mit einem Dach 6 versehen. Umfänglich weist der Faulbehälter 1 eine Isolierung 3, eine Wandheizung 4 sowie eine Verkleidung 5 auf. Über den Füllstutzen 7 erfolgt der Zulauf von frischen Substraten bzw. von frischen Abfallstoffen.

Der Ablauf 8 weist einen integrierten Notablauf auf. Über den absperrbaren Anschluß 9 erfolgt die Entleerung des Faulbehälters 1. Der Faulbehälter 1 weist darüber hinaus ein Mannloch 10 auf. Eine Vorrichtung 11 sorgt für eine Über- und Unterdrucksicherung der Gasspeicherhaube 2.

Am Umfang 21 des Faulbehälters 1 ist ein Rührwerk 22 mit einer Antriebsachse 23 angeordnet, die von einem Antrieb 13 zur Homogenisierung der im Faulbehälter 1 befindlichen Abfallstoffe antreibbar ist. Der Antrieb 13 wird von einem Elektromotor gebildet, der über eine Getriebeverbindung, bestehend aus Kettenrädern und einer Antriebskette, mit der Antriebsachse 23 gekoppelt ist. Das Rührwerk 22 besteht aus einer mehrschaufligen Rührschraube.

Das Rührwerk 22 befindet sich in einem horizontalen Abschnitt des in seiner Längserstreckung vertikal angeordneten Rührrohres 12, das am Umfang 21 des Faulbehälters 1 angeordnet ist. Das Rührrohr 12 erstreckt sich dabei bis zu einem Abstand von 0,2 m bis 1 m unterhalb der Füllhöhe der Abfallstoffe im Faulbehälter 1. Die lichte Weite bzw. der Durchmesser des Rührrohres 12 beträgt zwischen 0,5 m und 1,5 m.

Die Antriebsachse 23 verläuft horizontal, kann jedoch in einer alternativen Ausführungsform auch gegenüber der Horizontalen um einen Winkel zwischen 0° und 90°, vorzugsweise um einem Winkel zwischen 5° und 45°, verkippt sein. Die Verkippung kann einstellbar sein.

Das Rührrohr 12 steht auf der Bodenfläche 20 des Faulbehälters 1 auf, es kann jedoch auch von der Bodenfläche 20 beabstandet enden. Das Rührwerk 22 ist vom Boden des Faulbehälters beabstandet, beispielsweise weist es einen Abstand zwischen 0,5 m und 1 m vom Boden 20 des Faulbehälters 1 auf.

Der Faulbehälter 1 weist darüber hinaus eine Gasinhaltsanzeige 15 sowie einen Anschluß 16 zur Gasentnahme auf. Weiterhin ist ein Anschluß 17 für eine Entschwefelung und ein Anschluß 18 zur Temperaturmessung der im Faulbehälter 1 befindlichen Abfallstoffe vorgesehen.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Faulbehälter 1 der Fig. 1. Die verlängerte horizontale Projektion 24 der Antriebsachse schneidet den Umfang 21 des Faulbehälters 1 sekantenförmig. Die Rührachse 23 ist daher nicht auf den Mittelpunkt 25 des Faulbehälters 1 gerichtet. Das Rührrohr 12 ist dreieckförmig ausgebildet, wobei zwei Schenkel des Dreiecks einen rechten Winkel bilden und die Hypotenuse durch einen Abschnitt des Umfangs 21 des Faulbehälters 1 gebildet wird. Das Rührwerk 22 ist in einem horizontalen Abschnitt des Rührrohres 12 untergebracht. Das Rührrohr 12 ist unmittelbar unter dem Füllstutzen 7 angeordnet.

Claims

1. Faulbehälter (1) mit einer runden Bodenfläche (20), einem Füllstutzen (7) und einem am Umfang (21) des Faulbehälters (1) angebrachten Rührwerk (22) mit einer Antriebsachse (23), dadurch gekennzeichnet,
daß das Rührwerk (22) in einem unterhalb des Füllstutzens (7) angeordneten Rührrohr (12) untergebracht ist und
daß die verlängerte horizontale Projektion (24) der Rührachse (23) den Umfang (21) sekantenförmig schneidet.

2. Faulbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (22) vom Boden (20) des Faulbehälters (1) beabstandet ist.

3. Faulbehälter (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührrohr (12) einen dreieckförmigen oder teilelliptischen Querschnitt aufweist.

4. Faulbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (22) in der Höhe innerhalb des Füllbehälters (1) mit einem Seil- oder Kettenzug verstellbar ist.

5. Faulbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (23) mit der Horizontalachse einen Winkel von 0° bis 90° bildet.

6. Faulbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (23) nach außerhalb des Faulbehälters (1) geführt ist und über eine Getriebeverbindung mit einem Elektromotor (13) antreibbar ist.

7. Faulbehälter (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (23) außerhalb des Faulbehälters (1) als Zapfwelle (26) ausgeführt ist.

8. Verfahren zum Betreiben eines Rührwerks (22) in einem Faulbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit dem Schritt:
Rühren des Inhalts des Faulbehälters (1) in zeitlichen Abständen, gekennzeichnet durch den Schritt:
Rühren des Inhalts während Material über den Einfüllstutzen (7) in den Faulbehälter (1) eingefüllt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:
Rühren in umgekehrter Drehrichtung zur Reinigung des Rührrohres (12) in Zeitabständen von einem Tag bis eine Woche.