DE2621524C3

DE2621524C3 - Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben Aufbereitung von Abfall

Info

Publication number: DE2621524C3
Application number: DE2621524A
Authority: DE
Inventors: Ryooichi Haga; Masahiko Ishida; Youji Odawara
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1980-01-31
Also published as: US4067801A; FR2324581A1; DE2621524B2; FR2324581B1; DE2621524A1; GB1539441A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anaeroben Aufbereitung von Abfall, der organischen Materialien mit relativ hohem Molekulargewicht enthält, und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

In lüngster Zeit werden mit zunehmender Anwendung von Vorrichtungen zur Sekundärbehandlung von Abwasser und Abfällen der Viehzuchtindustrie große Mengen von Überschußabfall als Nebenprodukte gebildet. Weiterhin fallen erhebliche Mengen von Hausmüll an. Demzufolge ist es von Bedeutung, den biochemischen Abfall oder Müll mit hohem Wirkungsgrad und ohne eine Umweltverschmutzung zu verursachen, zu behandeln. Der biochemische Abfall wird bislang durch Verbrennen, durch Rückgewinnung oder durch Ablagern in das Meer beseitigt. Es ist jedoch bekannt, daß durch diese Besti'gungsformen eine sekundäre Umweltverschmutzung verursacht wird. Aufgrund von verschärften Bestimmungen hinsichtlich der Rückgewinnung bzw. Wiederverwendung und des Verbringens in das Meer hat sich das Verbrennungsverfahren weitgehend durchgesetzt. Dieses Verfahren ist jedoch von vcrsi hiedenen Problemen begleitet, wie der Behandlung des Rauchs, dem schic hten Geruch und den bei der Verbrennung gebildeten Aschen.

Biochemischer Abfall, wie Belebtschlamm ist bereits durch anaerobe Stabilisierungsverfahren behandelt worden. I-.s ist bekannt, daß die anaeroben Stabilisierungsverfahren eine Reaktionsfolge umfassen, die zwei Hauptreaktionen einschließt. Genauer umfassen sie eine »Säure-Fermentation«, bei der die Molekulargewichte der organischen Substanzen in dem Abfall durch anaerobe Säure-Fermentations Bakterien (Säurebildner oder Fäulnisbakterien) vermindert und die organischen Substanzen in flüchtige organische Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure umgewandelt werden, und eine »Methan-Fermentation«, bei der die in dieser Weise gebildeten Säuren durch Methan-Fermentations-Bakterien (Methanbildner oder methafibildende Bakterien) in Methangas umgewandelt werden.

Bei der üblichen Durchführung der anaeroben Stabilisierungsveffahfen laufen beide Phasen, nämlich die Säure*Fermentation Und die Methan-Fermentation, in der gleichen physikalischen und chemischen Umgebung ab, wobei die Wirksamkeit des Verfahrens und die Steuerungsanforderungen durch die Empfindlichkeit

und die kinetischen Eigenschaften der die Geschwindigkeit bedingenden Phase bestimmt wird. Demzufolge ist im allgemeinen eine lange Behandlungsdauer von 30 bis 50 Tagen erforderlich, um die anaeroben Stabilisierungsverfahren vollständig ablaufen zu lassen. Die anaeroben Stabilisierungsverfahren oder -prozesse wurden in jüngster Zeit in bezug auf die Verhütung der Umweltverschmutzung und die Energieeinsparung untersucht, jnd es wurden erhebliche Forschungsanstrengungen unternommen, um den fatalen Nachteil dieser Verfahren zu verbessern, d. h. den geringen Wirkungsgrad der Behandlung.

In jüngster Zeit konnte als Ergebnis von Modellabfälle verwendenden Experimenten gezeigt werden, daß die obengenannten Fermentationsphasen von einander \% getrennt werden können und daß die Behandiungszeit des in dieser Weise geschaffenen zweiphasigen, anaeroben Stabilisierungsverfahrens unter optimalen Bedingungen im Vergleich zu den herkömmlichen Verfahren erheblich verkürzt werden kann, wozu auf _ίι »Developments in Anaerobic Treatment Processes« (F. G. Po h land und S. Ghosh, Biotechnoi. & Bioeng. Symp. Nr. 2 (1971) 85- 106) verwiesen sei. Bei diesem Zweiphasenverfahren wird der durch die Säure-Fermentation behandelte Abfall mit Hilfe gewisser r. Fettstoff- Flüssigkeits-Trenneinheiten in eine die organischen Säuren enthaltende überstehende Flüssigkeit und Abfallschlamm getrennt. Die überstehende Flüssigkeit wird in die Methan-Fermentationsstufe überführt und dort mit Methanbildnern behandelt. so

Der nach der Säurefermentation abgetrennte Abfallschlamm wird zwar teilweise in die Säurefermentationsstufe zurückgeführt, jedoch der restliche Anteil des Abfallschlamms wird aus dem Behandlungssystem abgezogen und verworfen. η

Durch dieses bekannte Zweiphasen-Behandlungssystem kann zwar insgesamt der Wirkungsgrad der Behandlung verbessert werden, die Gasausbeute ist jedoch im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren um 10 bis J0% vermindert und daher unbefriedigend. Es *n hat sich gezeigt, daß diese Verminderung der Gasausbeute dadurch zustandekommt, daß e:n Teil des Abfallschlamms, einschließlich der als Nebenprodukt gebildeten Zellen der Säurebildner, nach der Säurefer mentation aus dem System abgezogen wird. 4ϊ

Bei der anaeroben Behandlung von biochemischem Abiall ist es von Bedeutung, den Wirkungsgrad der Behandlung /u verbessern; im Hinblick auf das erhebliche Bedürfnis der Energieeinsparung ist es jedoch auch wünschenswert, die Gasausbeute zu -.n steigern, so daß man die als Nebenprodukte bei dem Abbau gebildeten Gase als Wärmequelle und Energiequelle für die Behandlungseinrichtungen verwenden und die überschüssigen Gase in wirksamer Weise anderen Zwecken zufuhren kann. Da die Zellen der Säurebildner , flüchtige organische Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure und n-Buttersäure und typische schlecbtriechende Bestandteile, wie H^S. enthalten, ist es nicht ratsam, die die Zellen enthaltenden Abfallschlämme nach der Säure- Fermentation aus dem System abzuziehen. mi

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes" Verfahren und eine dafür geeignete Vorrichtung zur anaeroben Behandlung von biochemischem Abfall anzugeben, wodurch ein hoher Wirkungsgrad der Behandlung erreicht, eine hohe Gasproduktivitat erzielt und sekundäre Umweltverschmutzungen vermieden werden kört ,len.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur anaeroben Aufbereitung von Abfall, der organische Materia'ien mit relativ hohem Molekulargewicht enthält, bei dem man

1) in einer ersten Stufe den Abfall anaerob mit Säurebildnern digeriert, um die organischen Materialien mit hohem Molekulargewicht in organische Materialien mit niederem Molekulargewicht und die organischen Materialien mit niederem Molekulargewicht in flüchtige organische Säuren umzuwandeln;

2) in einer zweiten Stufe den in der ersten Stufe anfallenden Abfall im wesentlichen in einen flüssigen ersten Anteil, der flüchtige organische Säuren und Zellen der Säurebildner enthält, und einen zweiten aus im wesentlichen nicht abgebauten Abfallfeststoffen bestehenden Anteil auftrennt;

3) in einer dritten Stufe den in der zweiten Stufe abgetrennten ersten Anteil anaerob mit Methanbilchiern digeriert, um Methan und Kohlendioxidgas zu bilden;

4) in einer vierten Stufe den bei der Methanfermentation in Stufe 3 anfallenden Abfall in einen flüssigen dritten Anteil, der abgezogen wird und einen die Zellen der Methanbildner enthaltenden vierten Anteil trennt.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem flüssigen ersten Anteil der zweiten Stufe vor dessen Einleitung in die dritte Sufe die Zellen der Säurebildner abtrennt und zumindest teilweise in die erste Stufe zurückführt und den zweiten aus im wesentlichen nicht abgebauten Abfallfeststoffen bestehenden Anteil der zweiten Stufe einer Methanfermenta tion unterzieht.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einem Säurereaktor, in dem der Abfall anaerob mn Säurebildnern digeriert wird, um die org mischen Materialien mit hohem Molekulargewicht in organische Materialien mit geringem Molekulargewicht und die c j ganischen Materialien mit geringem Molekularge wicht in flüchtige organische Säuren umzuwandeln mit einer ersten Trenneinrichtung, in der der in dem Säurereaktor anfallende Abfall im wesentlichen in einen ersten, die flüchtigen organischen Säuren und Zellen der Säurebildner enthaltenden flüssigen Anteil und einen zweiten im wesentlichen nicht abgebaute Abfallstoffe enthaltenden Anteil aufgetrennt wird, mit einem Methanreaktor, in der der in der ersten Trenneinrichtung erhaltene, erste flüssige Anteil mit Methanbildnern unter Bildung von Methan und Kohlendioxidgas digeriert wird, einer zweiten Trenneinrichtung, in der dc ir dem Methanreaktor anfallende Abfall in einen flüssigen dritten Anteil und einen die Zellen der Methanbildner erhaltenden vierten Anteil aufgetrennt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß dem Methanreakto¹" eine Einrichtung vorgeschaltet ist, in der aus dem in der ersten Trenneinrichtung erhaltenen ersten flüssigen Anteil Zellen der Säurebildner ausgeschieden werden, daß Leitungen für die Rückführung der abgeschiedenen Zellen der Säurebildner in den Säurereaktor vorgesehen und die in der ersten Trenneinrichtung ausgeschiedenen, nicht abgebauten Abfallfeststoffe einem Methanreaktor zuführbar sind.

Dabei wird der öiochemische Abfall, der beispielsweise Belebtschlamm sein kann_t einem anaeroben Fermentationsverfahren unterworfen, das zwei Phasen, nämlich eine Säure-Fermentation und eine Methan-Fermenta-

tion einschließt. Beide Phasen werden in getrennten Reaktoren durchgeführt, wobei der bei der Säure-Fermentation anfallende, die Säurebildner enthaltende Abfallschlamm erneut dem anaefoben Fermentationsverfahren zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird der Abfall nach der Säure-Fermentation in einen flüssigen Abstrom, der der Methan-Fermentation zugeführt wird, und einen Abfallschlamm aufgetrennt. Der Abfallschlamm, der eine sekundäre Umweltverschmutzung verursachen kann. wird erneut, ohne aus dem System abgezogen zu werden, dem anaeroben Fermenlationsverfahren unterworfen.

Um den Wirkungsgrad des Verfahrens zu steigern, werden die Zellen der Säurebildner nach der Stufe der Säuregärung von dem Abfall abgetrennt.

Es ist außerdem vorteilhaft, den Abfallschlamm im Kreislauf einer weiteren Fermentation zuzuführen, um die Wirksamkeit des Fermentationsverfahrens zu erhöhen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Abfall, der organische Materialien mit relativ hohem Molekulargewicht enthält, vor der Säurefermentation einer Vorbehandlung unterworfen, bei der der pH-Wert des Abfalls mit Säure auf einen Wert von weniger als 3,5 eingestellt wird, der Abfall dann während einer bestimmten Dauer auf eine Temperatur von 60 bis 200°C erhitzt und schließlich mit Alkali neutralisiert wird.

Bei der praktischen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird biochemisches Abwasser, das Belebtschlamm, Fäkalien, Abwasser, Abwasser von Alkoholdestillarionsverfahren oder konzentriertes Abwasser, das bei der Nahrungsmittelherstellung anfällt, einschließt, für die Säure-Fermentation in einen Säurereaktor eingeführt, in dem der Abfall mit Säure-Fermentations-Bakterien in Berührung kommt und während mehrerer Tage bei einer vorgeschriebenen Temperatur unter anaeroben Bedindungen gehalten wird. Während der Säure-Fermentation werden makromolekulare Substanzen in Substanzen mit niedrigem ivioiekuiargewicht umgewandelt und weiter zu flüchtigen organischen Säuren zersetzt. Vorzugsweise wird der Abfall bei einer Temperatur von 30 bis 50° C und bei einem pH-Wert von 3 bis 7 behandelt. Diese Temperatur- und pH-Bedindungen werden in Abhängigkeit von der Art des Abfalls und der eingesetzten Bakterien ausgewählt In besonders bevorzugter Weise stellt man den pH-Wert während der Säure-Fermentation durch Zugabe eines Neutralisationsmittels, wie NaOH, KOH, Na₂CO₃, Ca(OH)₂ und CaCO₃, auf einen geeigneten Wert ein. Das Rühren und die Temperatursteuerung erfolgen unter Anwendung von für anaerobe Stabilisierungsverfahren üblichen Methoden, beispielsweise durch Bewegen mit Hilfe von Gas, durch mechanisches Bewegen, durch Anwendung eines Wärmeaustauschers oder durch Anwendung eines direkten Dampfblasverfahrens. Als Säurebildner werden Säure-Fermentations-Bakterien der genera Clostridum, Escherichia, Bacillus und Staphylococcus einge- so setzt. Im allgemeinen werden gleichzeitig zwei oder mehrere Bakterienarten verwendet, obwohl man als Säurebildner auch eine einzige Bakterienart verwenden kann. Nachdem die Säure-Fermentation beendet ist, wind der Abfall in eine Trenneinrichtung eingeführt, in £5 der der Abfall mit Hilfe einer Feststoff-Flüssigkeit-Trennungsmethode, beispielsweise durch Sedimentation, durch Zentrifugieren bei niedriger Geschwindigkeit oder durch Filtrieren, in einen im wesentlichen flüssigen eisten Anteil und einen im wesentlichen aus nicht abgebauten Abfallfeststoffen bestehenden Anteil aufgetrennt wird; Für die Erfindung ist es nun wesentlich, daß aus dem flüssigen ersten Anteil die Zellen der Säurebildner abgetrennt Werden und entweder ganz öder teilweise in die erste Stufe der Säuregäruhg ztirückgefühkrt werden. Der zweite Anteil, der im wesentlichen aus nicht abgebauten Abfallfeslstoffen besteht, wird dann der zweiten Fermentatiönsstufe, d. h. der Methanfermentation, unterworfen, in der die flüchtigen Säuren in gasförmiges Methan und gasförmiges Kohlendioxid umgewandelt werden. Zur Durchführung dieser Methan-Fermentation ist es bevorzugt, die überstehende Flüssigkeit unter einer anaeroben Atmosphäre und unter entsprechendem Rühren und unter Einstellung des pH-Wertes auf einen Wert von 7 bis 8 auf 30 bis 50°C zu erhitzen. Das Erhitzen und das Rühren kann unier Anwendung der Methoden durchgeführt werden, die für die Säure-Fermentation angegeben sind. Die Einstellung des pH-Wertes erfolgt durch Zugabe einer Mineralsäure oder einer organischen Säure. Als Methanbildner kann man irgendwelche bekannten Methan-Fermentations-Bakterien einsetzen wie die Methan-Fermentations-Baktehen der genera Metanosarcina, Metanococcus und Metanobpcterium.

Das bei der Methan-Fermentation gebildete Gas enthält 60 bis 90% Methan als Hauptbestandteil und 10 bis 40% Kohlendioxid und geringe Mengen Schwefel-Wasserstoff, Stickstoff und Wasserstoff. Das während der Methan-Fermentation gebildete Gas wird mit dem während der Säure-Fermentation freigesetzten Gas vermischt und als Wärmequelle zui Temperatursteuerung des Behandlungssystems und als Energiequelle für die Bewegung des zu handelnden Materials verwendet.

Der nach der Menthan-Fermentation in dem Methanrekator anfallende Abfall wird in eine überstehende Flüssigkeit und die Abfallstoffe aufgetrennt. Die überstehende Flüssigkeit wird als Abstrom abgelassen. Die Abfallfeststoffe werden als Abfallschlamm abgezogen und einwässert uiiu uaiin als urgaiiisuiic Düngemittel verwendet. Zur weiteren Steigerung des Behandlungswirkungsgrades des Stabilisierungsverfahrens kann man einen Teil der Abfallfeststoffe in den Säurereaktor zurückführen.

Die Zeichnungen zeigen

in F i g. 1 ein diagrammartiges Fließschema zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung;

in Fig.2 ein diagrammartiges Fließschema, r"is eine weitere Ausführungsform gemäß der Erfindung verdeutlicht und

in Fig.3 anhand von Kurven die experimentellen Ergebnisse hinsichtlich der Gasproduktivität des erfindungsgemäßen Verfahrens und herkömmlicher Verfahren.

Anhand der F i g. 1 sei eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutert Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Vorbehandlung des Abfalls durchgeführt Der in dem Rohmaterialtank 11 vorhandene Abfall wird vor der Durchführung der Säure-Fermentation über eine Leitung 101 in einen Vorbehandlungsbehälter 12 überführt, in dem der Abfall bei einem pH-Wert von 1,0 bis 3,0 unter Erhitzen mit Hilfe der Heizeinrichtung 13 vorbehandelt wird.

Der übliche biochemische Abfall, der belebten Schlamm enthält, ist eine Art von hydrophilem Kolloid, das einem hydratisiertem Gel sehr ähnlich ist, eine

Feststoffkönzentration Von etwa 5% besitzt und in Form einer Aufschlämmung oder einer Paste Vorliegt. Daher sind für das Digerieren erhebliche Rühfkräfte erforderlich; Selbst im Fall eines solchen biochemischen Abfalls werden bei der Durchführung der Wärmebehandlung Unter sauren¹ Bedingungen die makromolekuiifpsi Komponenten modifiziert und teilweise zersetzt, wodurch die Viskosität des Abfalls vermindert wird, so daß die sich ansehließenderi Äbbäuprozesse erleichtert und sowohl der Wirkungsgrad des Abbaus als auch die Gasausbeute erheblich gesteigert werden können. Bei dieser Vorbehandlung werden gute Effekte bei einem pH-Wert von weniger als 3,5 erzielt. Je niedriger der pH-Wert in dem Vorbehandlungsbehälter gehalten wird, um so größer ist die Wirkung der Vorbehandlung. Vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt aus gesehen ist es jedoch bevorzugt, die Vorbehandlung bei einem pH-Wert von 1.0 bis 3.0 durchzuführen. Für das Ansäuern kann man nicht nur Mineralsäuren, wie Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure, sondern auch organische Säuren, wie Essigsäure und Zitronensäure mit Erfolg einsetzen. Aus wirtschaftlichen Gründen sind jedoch Schwefelsäure und Chlorwasserstoffsäure bevorzugt. Weiterhin sind stark konzentrierte Säuren vorzuziehen, da hierdurch die Schwierigkeiten vermieden werden, die bei der Anwendung verdünnter Säuren auftreten. Die zugesetzte Säuremenge schwankt erheblich in Abhängigkeit von der Art und dem Feststoffgehalt der Rohmaterialien und der Art und der Konzentration der eingesetzten Säuren. Im allgemeinen kann man, um die oben angegebenen bevorzugten pH-Bedingungen zu erreichen, beispielsweise 35%ige Chlorwasserstoffsäure in einer Menge von 0,1 bis i Gew.-%, auf das Gewicht des Materials bezogen, einsetzen.

Die Verminderung der Viskosität kann unter neutralen Bedingungen nicht erreicht werden, es sei denn, man führt die Vorbehandlung bei einer hohen Temperatur von mehr als 150"C durch. Unter alkalischen Bedingungen wird die Viskosität eher gesteigert, und es ist notwendig, das Erhitzen während

mindestens 60⁰C durchzuführen. Wenn die Behandlung jedoch bei extrem hohen Temperaturen während längerer Zeitdauer durchgeführt wird, beispielsweise während 20 Minuten bei 17O⁰C, werden Zersetzungsprodukte gebildet, die den biologischen Abbau oder das Digerieren inhibieren. Demzufolge wird die Vorbehandlung vorzugsweise bei einer Temperatur von nicht mehr als 160⁰C und während höchstens 10 Minuten durchgeführt Zur Vereinfachung des Systems kann jedoch auf die Vorbehandlung verzichtet werden. Wenn der Abfall große Feststoffe enthält, ist es bevorzugt, ihn vor der Säure-Fermentation zu einer Aufschlämmung zu zerkleinern.

Der der Vorbehandlung unterzogene Abfall wird dann über die Leitung 102 in den Säure-Fermentations-Reaktor 21 überführt und dort unter anaeroben Bedingungen mit Säurebildnern in Kontakt gebracht Nach Beendigung der Säure-Fermentation wird der den nichtabgebauten Rückstand, die Zellen der Säurebildner und die flüchtigen organischen Säuren enthaltende Abfall über die Leitung 103 in den ersten Absetztank bzw. erste Trenneinrichtung 31 überführt, in dem der nichtabgebaute Rückstand mit Hilfe eines Feststoff-Flüssigkeits-Trennverfahrens grob von der die Zellen der Säurebildner und die flüchtigen organischen Säuren enthaltenden überstehenden Flüssigkeit abgetrennt wird. Die in dieser Weise abgetrennte überstehende Flüssigkeit wird über die Leitung 104 in den Wärmebehandlunfjsbehälter 32 überführt, in dem die Zellen der Säufebildnef mit Hilfe der Heizeinrichtung 34 erhitzt werden, um sie physiologisch zu deaktivieren" und eine Zusammenballung der Zellen zu erreichen; Zur Erzielung einer guten Zusammenballung ist es notwendig, die Wärmebehandlung während mindestens einer Minute bei einer¹ Temperatur von mindestens 7O⁰C

durchzuführen. Weiterhin kann eine gute Züsammenballung und Sedimentation dann erreicht werden, wenn bei einem pH-Wert im Bereich von 3 bis 9 gearbeitet wird und mindestens 200 ppm Ca^{2 +} , Mg²⁺ oder AP* vorhanden sind, da hierdurch die Zusammenballung und die Sedimentation sehr leicht erreicht werden können. Als Ca^{2 +}-lieferndes Mittel kann man Calciumhydroxid, Calciumchlorid, Calciumcarbonat, Calciumnitrat und organische Calciumsalze verwenden. Die zusammengeballten Zellen der Säurebiidner werden über die Leitung 105 in eine Einrichtung 33, welche einen zweiten Absetztank darstellt, überführt und dort sedimentiert. In dieser Weise werden die abgeschiedenen Zellen von der die flüchtige organische Säure enthaltenden überstehenden Flüssigkeit abgetrennt und über die Leitungen HO und 111 in den Säure-Fermentations-Reaktor 21 zurückgeführt. Weiterhin kann man die abgeschiedenen Zellen auch über die Leitungen 110 und 112 in den Vorbehandlungsbehälter 12 einführen.

Die in dem zweiten Absetztank vorliegende überstehende Flüssigkeit wird über eine Leitung 106 in den Methan-Fermentations-Reaktor 41 eingeführt, in dem sie unter anaeroben Bedingungen mit Methanbildnern zur Methan-Fermentation in Kontakt gebracht wird, v/orauf die in der überstehenden Flüssigkeit vorhanuenen flüchtigen Säuren zu Methangas und Kohlendioxidgas umgewandelt werden.

Der in dem ersten Absetztank bzw. in der ersten Trenneinrichtung 31 abgetrennte nichtabgebaute Rückstand wird über die Leitung 109 in den Methanreaktor 41 eingeführt und dort der Methan-Fermentatio" unterworfen.

n«j j« dem SäürSrS—ktOr 1\ Und d?^m Mpthanrpattnr

41 gebildete Gas wird über die Leitungen 201, 202, die Entschwefelungseinrichtung Gl und die Leitung 203 in den Gasbehälter 62 überführt. Das bei der Säure-Fermentation gebildete Gas enthält überwiegend 70 bis 90% Kohlendioxid, 1 bis 15% Wasserstoff und geringe Mengen Stickstoff und Schwefelwasserstoff. Das in dieser Weise bei der Säure-Fermentation gebildete Gas dient zum Verdünnen des einen hohen Heizwert aufweisenden, bei der anschließenden Methan-Fermentations-Stufe gebildeten Gases, das einen hohen Methangehalt hat, oder wird nach der Entschwefelung mit einem Eisen(III)-salz in die Luft abgelassen oder nach dem Verdichten einer Verwendung zugeführt

Die in dem Methanreaktor 41 gebildeten Gase enthalten 60 bis 90% Methan und 10 bis 40% Kohlendioxidgas und geringe Mengen Schwefelwasserstoff, Stickstoff und Wasserstoff.

Der in dem Methanreaktor 41 der Methan-Fermentation unterworfene Abfall wird dann über die Leitung 107 in einen dritten Absetztank 51 eingeführt, in dem der Abfall unter Anwendung eines Feststoff-Flüssigkeits-Trennverfahrens in eine überstehende Flüssigkeit und einen Abfallschlamm aufgetrennt wird. Die überstehende Flüssigkeit wird dann über die Leitung 108 aus dem Absetztank 51 abgezogen und nach der weiteren Beseitigung von biologisch abbaufähigen restlichen

Bestandteilen, wie BSB (biochemischer Sauerstoffbedarf) mit Hilfe von belebtem Schlamm, als Abwasser abgelassen. Der Abfallschlamm wird Über die Leitungen 1.13 und 114 aus dem Absetztank 51 abgezogen. Üblicherweise wird dieses Material entwässert, getrocknet und dann als Ausgangsmaterial zur Herstellung von organischen Düngemittel!! verwendet.

Vorzugswsise wird ein Teil des in dieser Weise abgetrennten Abfallschlamms im kreislauf über die Leitungen 115 und 116 zurückgeführt, Um den iö Wirkungsgrad der Methan- Fermentation zu steigern, da die Reaktionsgeschwindigkeit der Methan-Fermentalion geringer ist als die der Säure- Fermentation.

Da der in dieser Weise abgetrennte Abfallschlamm erhebliche Mengen Methanbildner enthält, wird er is vorzugsweise über die Leitungen 113, 115,118 und 117 als Ausgangsmaterial in den Vorbehandlungsbehälter 12 oder den Säurereaktor 21 zurückgeführt, um in dieser Weise die Gasausbeute des Systems zu steigern.

Zur Steigerung des Wirkungsgrades der Methan- Fermentation führt man vorzugsweise einen Teil des in dieser Weise abgetrennten Abfallschlamms im Kreislauf zurück.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Man gibt 2,5 ml 35%ige Chlorwasserstoffsäure zu 490 g belebtem Schlamm (mit einem Feststoff gehalt von 1,5% und einem Gehalt an organischen Substanzen von 6,1%), der aus einer Stadtkläranlage stammt, um in dieser Weise den pH-Wert auf 2,0 zu bringen. Der Abfall wird dann in ein Becherglas aus rostfreiem Stahl eingeführt und dort während Minuten unter Rühren auf 95°C erhitzt. Dann gibt man 2,5 ml 30%ige Natriumhydroxidlösung zu, um den pH-Wert auf 5,8 einzustellen und führt den Abfall in einen Säure-Fermentationsbehälter aus Glas mit einem Fassungsvermögen von 1 I ein und inokuliert das Material mit 10 g Kulturbrühe, die man dadurch erhalten hat, daß man den der Vorbehandlung unterworfenen Schlamm der gleichen Konzentration πΐϊί —\is Abfsü """//0""SIiSn Sä«**** ^«»■•"''«♦'»♦•^"s Bakterien inokuliert und während 4 Tagen bei 40° C anaerob gezüchtet hat. Dann wird die Säure-Fermentation unter anaeroben Bedingungen während 3 Tagen bei einer Rührgeschwindigkeit von 150 bis 200 U/min und bei 40⁰C durchgeführt, wobei der pH-Wert automatisch auf 5,8 eingestellt wird. Nach Ablauf der Säure-Fermentation wird der Abfall in einen Absetztank überführt, in dem 65 g eines Rückstandes mit einer Feststoffkonzentration von 20% abgetrennt werden. Dann gibt man 50 mg CaCl₂ zu 440 g der stark gerührten überstehenden Flüssigkeit und erhitzt das Material twährend 5 Minuten auf 100⁰C, um die Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien zusammenzuballen, die dann in einem Absetztank abgetrennt werden. Γη dieser Weise werden etwa 10 g der Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien gewonnen. Man versetzt die in dieser Weise gewonnenen Zellen der Säure-Fermentations- γ Bakterien mit Chlorwasserstoffsäure, um sie auf einen pH-Wert von 2,0 einzustellen und erhitzt sie dann während 5 Minuten auf 95° C und behandelt sie unter den gleichen Bedingungen, wie sie oben angegeben sind, unter Verwendung eines Behälters mit einem Fassungsvermögen von 100 ml. Die obige überstehende Flüssigkeit wird mit dem nichtabgebauten Rückstand vereinigt, worauf die Zellen erneut der ansäuernden Behandlung unterworfen werden, worauf die Mischung in einen Methan-Ferrri»ntatiori!)*Behälter mit einem Fassungs-Vermögen von 1 I eingeführt und mil IOg Methan-Fermentations-Bnklerien inokuliert wird, die man in der oben beschriebenen überstehenden Flüssigkeit gezüchtet hat. Die anaerobe Behandlung wird bei 40⁰C durchgeführt und täglich wird die Menge des bei dem Abbau freigesetzten Gases bestimmt

Beispiel 2

Man beschickt einen Säure-Fermentationsbehälter aus Glas mit einem Fassungsvermögen von 1 1 mit 49Og belebtem Schlamm mit einem Feststoffgehalt von 1,6% und einem Gehalt an organischen Materia-ien von 6,1 %, der aus einer Stadtkläranlage stammt, und inokuliert den belebten Schlamm mit 10 g einer Kulturbrühe, die man durch Inokulieren eines Schlamms der gleichen Konzentration wie der belebte Schlamm mit aus Abfall bzw. Müll gewonnenen Säure-Fermentations-Bakterien durch anaerobe Züchtung in 4 Tagen bei 4ö⁼C erhalten hat. Die Säure-Fermentation wird bei einer Rührgeschwindigkeit von 150 bis 200 U/min und bei einer Temperatur von 40°C während 3 Tagen durchgeführt, währenddem der pH-Wert automatisch auf 5,8 eingestellt wird. Nach Beendigung der Säure-Fermentation wird der Abfall in einen Absetztank überführt, in dem 69 g eines nichtangesäuerten bzw. nichtabgebauten Rückstands (mit einem Feststoffgehalt von 19%) abgetrennt werden. Dann versetzt man die überstehende Flüssigkeit, in der die Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien suspendiert sind, mit 50 mg CaCb und erhitzt die Mischung während 7 Minuten auf 100⁰C, um die Zellen der Säure-Fermentations- Bakterien zusammenzuballen. Die Zellen werden dann in einem Absetztank abgetrennt, so daß man etwa 11 g der Zellen erhält, die dann unter den gleichen Bedingungen, wie sie oben beschrieben wurden, in einem Behälter mit einem Fassungsvermögen von 100 ml der Säure-Fermentation unterzogen werden. Die bei der obigen Säure-Fermentation erhaltene überstehende Flüssigkeit wird mit dem nichtangesäuerten Rückstand und den erneut der Säure-Fermentation unterworfenen ZeILn der Säure-

nisch* v/or

schung in einen Methan-Fermentations-Behälter mit einem Fassungsvermögen von 1 1 eingeführt und dort mit 10 g einer Kulturbrühe von Methan-Fermentations-Bakterien in der gleichen überstehenden Flüssigkeit, wie der obenerwähnten, inokuliert wird, worauf die anaerobe Züchtung bei 40⁰C durchgeführt und die Menge des bei dem Abbau freigesetzten Gases täglich gemessen werden.

Zu Vergleichszwecken wird die anaerobe Behandlung unter Anwendung üblicher Methoden durchgeführt Die folgenden Beispiele 3 und 4 fassen die Ergebnisse der herkömmlichen Verfahren zusammen.

Beispiel 3

Man behandelt den in Beispiel 1 beschriebenen Schlamm mit der üblichen anaeroben Zweiphasenmethode. Der Abfall wird dann nach der Säure-Fermentationn bei 6000 g während 5 Minuten zentrifugiert, wonach die überstehende Flüssigkeit, aus der der Rückstand und die Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien abgetrennt worden sind, der Methan-Fermentation zugeführt wird.

Beispiel 4

Man behandelt den in Beispiel 1 beschriebenen Abfall unter Anwendung des üblichen anaeroben Stabilisie-

rüngsveffahrens, bei dem der Abfall in dem gleichen Behandliingsbehälter während der gleichen Zeitdauer behandelt wird, die für die Säure-Fermentation und die Methan-Fermentation angewandt wurden.

In der F i g. 3 sind in den Kurven A, B, C bzw. D die Ergebnisse der Beispiele 1, 2, 3 bkzw. 4 wiedergegeben. Wie aus der Fi g. 3 zu ersehen ist, ist das erfindungsgerriäße Verfahren (Kurven A und B) den herkömmlichen Verfahren (C und D) hinsichtlich der Gasprodüktivität und des Behandlungswirkungsgrades überlegen.

Weiterhin lassen die Kurven A und B erkennen, daß die Gasproduktivitivität des Beispiels 1, bei dem vor der Säure-Fermentation eine Vorbehandlung des Abfalls erfolgt, größer als diejenige des Beispiels 2 ist.

Bezugnehmend auf die Fig. 2, in der gleiche Funktionen durch gleiche Bezugsziffern angegeben sind, wird der in einem Rohmaterialtank 11 gelagerte biochemische Abfall üder die Leitung 301 in den Vorbehandiungsbehäiter 12 eingeführt. Wie bei der Erläuterung der F i g. 2 angegeben, wird der Abfall nach der Durchführung der Vorbehandlung in dem Vorbehandlungsbehälter Ί2 über die Leitung 302 zum Zwecke der Säure-Fermentation in den Säurereaktor 21 eingespeist. Der in dem Säurereaktor 21 gebildete Abfall, der den nicht angesäuerten bzw. nichtabgebauten Rückstand, die Zellen der Säurebildner und die flüchtigen organischen Säuren enthält, wird über die Leitung 303 in einen Absetztank 31 eingeführt, in dem die Zellen der Säurebildner und die flüchtigen organischen Säuren durch ein Feststoff-Flüssigkeits-Trennverfahren von dem nichtangesäuerten bzw. nichtabgebauten Rückstand abgetrennt werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Aktivität der Zellen der Säurebildner nicht beeinträchtigt wird, kann man hierzu irgendwelche Methoden anwenden, wie die Sedimentationstrennung, die Trennung durch Zentrifugieren unter Verwendung einer langsam laufenden Zentrifuge zum Aufkonzentrieren von Schlamm, und das Filtrieren. Da der nichtangesäuerte bzw. nichtabgebaute Rückstand ohne weiteres durch Stehenlassen während kurzer Zeit absedimentiert werden kann, kann

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erfolgreich durch eine Sedimentationsabtrennung erreichen.

In den Fällen, daß nur eine geringe Menge nichtangesäuerten bzw. nichtabgebauten Rückstands gebildet wird, kann man auf den Absetztank 31 verzichten.

Der in dieser Weise in dem Absetztank 31 abgetrennte nichtangesäuerte oder nichtabgebaute Rückstand kann kaum weiter angesäuert bzw. zu Säuren abgebaut werden und kann aufgrund seines schlechten Geruchs nicht direkt aus dem Behandlungssystem "'abgezogen werden, so daß er einer Methan-Fermentation unterworfen wird.

Andererseits wird die die Zellen der Säurebildner enthaltende überstehende Flüssigkeit über die Leitung 304 in eine Einrichtung35, die einen Bakterienabscheider darstellt, eingeführt, in die über die Leitung 407 und über den Boden das beim Abbau gebildete Gas aus dem Gasbehälter 62 eingeführt wird. In dem Bakterienabscheider ist eine niedrige Wand angeordnet um den Abscheider in eine erste und eine zweite Kammer aufzuteilen. In der in die erste Kammer eingeführten überstehenden Flüssigkeit werden durch die Einleitung des beim Abbau gebildeten Gases über die Leitung 407 Blasen gebildet, die die organischen Säuren enthalten und die in die zweite Kammer überströmen, wodurch die Zellen der Säurebildner abgetrennt wefden und in der ersten Kammer zurückbleiben. Dann werden die in dieser Weise abgetrennten Zellen der Säurebildner über die Leitungen 313, 315, 316 und 317 zur weiteren Säure-Fermentation in den Vorbehandluiigsbehälter 12 oder den Säurereaktor 21 eingeführt.

Wenn die Behandlung während langer Zeit kontinuierlich durchgeführt wird, werden erhebliche Mengen Säürebildner gebildet. In diesem Fall kann man die überschüssigen abgetrennten Säurebildner direkt in den Methanreaktor 41 einführen.

Der in die zweite Kammer übergeströmte Abstrom, der die organischen Säuren enthält, und aus dem die Zellen der Säurebildner entfernt worden sind, wird über die Leitung 305 in den Methanreaktor 41 eingeführt, in dem die organischen Säuren unter der Einwirkung der Methanbildner zu Methan und Kohlendioxidgas abgebaut werden.

Der in dem Meihanreaktor4i der iviethan-Fermentation unterworfene Abfall wird dann über die Leitung 306 in einen Absetztank 51 eingeführt, in dem der Abfall durch eine Feststoff-Flüssigkeits-Trennmethode in eine überstehende Flüssigkeit und einen Abfallschlamm aufgetrennt wird.

Die die Methanbildner enthaltende überstehende Flüssigkeit wird dann über die Leitung 307 in den Bakterienabscheider 52 eingeführt, der ebenso aufgebaut ist wie der erste Bakterienabscheider der Einrichtung 35. Die überstehende Flüssigkeit wird dann mit Hilfe des Blasen-Trennungsverfahrens in den die Methanbildner enthaltenden Abfallschlamm und den Abfallstrom aufgetrennt. Der Abfallstrom wird über die Leitung 308 abgezogen, während der die Zellen der Methanbildner enthaltende Abfallschlamm teilweise über die Leitungen 318 und 319 abgezogen und teilweise über die Leitungen 318 und 320 im Kreislauf in den Methanreaktor 41 zur Methan-Fermentation zurückgeführt wird.

Der in dieser Weile in dem Absetztank 51 abgetrennte Abfallschlamm, der nur geringfügig nach Abfall oder Ammoniak stinkt, wird über die Leitung 322

getrocknet und kann dann als organisches Düngemittel verwendet werden.

Bei dieser Ausführungsform wird zusätzlich zu dem Methanreaktor 41 ein Methanreaktor 36 verwendet, der ausschließlich zur Methan-Fermentation des nichtangesäuerten Rückstandes des Abesetztanks 31 und der Zellen der Säurebildner in dem ersten Bakterienabscheider verwendet wird.

Der nichtangesäuerte oder nichtabgebaute Rückstand in dem Absetztank 31 kann direkt dem Methan-Fermentations-Reaktor 41 zugeführt werden, wird jedoch, falls er eine hohe Feststoffkonzentration aufweist, vorzugsweise in dem zusätzlich zu dem Methanreaktor 41 vorgesehenen Methanreaktor 36 behandelt, um die für das Rühren des in dem Reaktor 41 vorhandenen Materials erforderlliche Energie zu vermindern. Der über die Leitung 309 zugeführte nichtangesäuerte bzw. nichtabgebaute Rückstand und die über die Leitung 314 zugeführten Zellen der Säurebildner werden mit dem die Zellen der Methanbildner enthaltenden und über die Leitung 321 eingeführten Abfallschlamm vermischt, worauf die Mischung in Gegenwart der Methanbildner anaerob behandelt wird. Der in dem Reaktor 36 der Methan-Fermentation unterworfene Abfall wird dann über die Leitung 310 in den Absetztank 37 überführt. Die in

dieser Weise in dem Absetztank 37 abgetrennte überstehende Flüssigkeit wird über die Leitung 3t 1 in den Reaktor 36 überführt, mehrfach in dem Reaktor 36 behandeil und schließlich über die Leitung 312 als Abfallschlamm abgezogen.

Das in dem Säurereaktor 21 und den Methanreaktoren 41 und 36 gebildete Gas wird über die Leitungen 401,402,404 und 406, eine Entschwefelungseinrichtung 61 und die Leitung 409 in den Gasbehälter 62 eingeführt Das über die Leitungen 407 und 408 in die Bakterienabscheider eingeführte Gas wird mit Hilfe der Leitungen 403 und 405 wieder aufgefangen und wiederholt für das Blasen-Trennverfahren verwendet

Beispiel 5

Belebter Schlamm wird zunächst einer Wärmevorbehandlung unter sauren Bedingungen und anschließend einer anaeroben Behandlung unterzogen. Die Vorbehandlung wird in folgender Weise durchgeführt

Man versetzt 5 kg belebten Schlamms mit einem Feststoffgehalt von 3.0% und einem Gehalt an organischen Materialien von 2,1% unter Rühren und unter Einstellung des pH-Wertes auf 2,0 mit 25 ml 35%iger Chlorwasserstoffsäure. Man führt den Abfall dann in einen Heizbehälter aus rostfreiem Stahl ein. der mit einem Rührer versehen ist und beläßt ihn dort während 5 Minuten bei 95°C. Der Abfall wird dann auf 40°C abgekühlt und in einer Menge von 30 g/l/Tag in einen Säure-Fermentations-Behälter überführt, der eine effektive Kapazität von 101 besitzt und mit einem Rührer und einer Einrichtung zur automatischen Einstellung des pH-Wertes ausgerüstet ist. Die Säure-Fermentation wird kontinuierlich unter Anwendung einer Rührgeschwindigkeit von 200 U/min, einr Temperatur von 40°C, einem pH-Wert von 5,8 (der durch Zuführung einer Natriumhydroxidlösung eingestellt wird) und einer Verweilzeit von 40 Tagen durchgeführt. Als Impfbakterien verwendet man den belebten Schlamm, den man durch Ausführung der Säure-Fermentation unter Anwendung der obigen Bedingungen während mindestens 2 Wochen erhalten hat.

Der angesäuerte bzw. abgebaute Abfall wird dann in einen Absetztank mit einem effektiven Fassungsvermögen von 03 1 eingeführt und dort während 3.8 Stunden belassen, wodurch er in den nicht angesäuerten bzw. nichtabgebauten Rückstand und den flüssigen Anteil aufgetrennt wird. Die Gesamtmenge des nichtangesäuerten bzw. nichtabgebauten Rückstands wird in den weiter unten beschriebenen Methan-Fermentations-Behälter eingeführt. Die nach der Abtrennung der Flüssigkeit noch vorhandenen Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien werden unter Anwendung der folgenden Methode abgetrennt und aufkonzentriert Man führt 300 ml der Flüssigkeit zunächst in einen ersten Glaszylinder mit einem Durchmesser von 3.6 cm und einer Länge von 1 m ein. worauf man Stickstoffgas mit einer Geschwindigkeit von 3 l/min während etwa 10 Minuten unter Verwendung einer Düse mit einem Durchmesser von 0,5 mm. die am Boden des ersten Zylinders angeordnet ist. mit Hilfe einer Pumpe in die Flüssigkeit einbläst. Die in dem ersten Zylinder aufsteigenden und aus diesem überströmenden Blasen Werden in einen zweiten Glaszylinder eingeführt, der ein Fassungsvermögen von 2 I besitzt und horizontal mit Hilfe eines Glasrohres mit einem Durchmesser von 3,6 cm mit der Oberseite des ersten Glaszylinders verbunden ist In dieser Weise erhält man zusammen mit dem überströmenden Blasen in dem zweiten Glaszylinder 250 ml des angesäuerten bzw. abgebauten Abstroms. Andererseits nimmt die Konzentration der Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien in dem ersten Glaszylinder auf das 5fache, im Vergleich zu dem Zustand vor der Abtrennung mit Hilfe des Blasenver-

to fahrens zu. Die in dieser Weise erhaltene, die Zellen der Säure-Fermentations-Bakterien enthaltende Flüssigkeit wird dann mit einer Geschwindigkeit von 4 g.'I/Tag in den Säure-Fermentations-Behälter im Kreislauf zurückgeführt Die die Zellen der Säure-Fermentations-Bakte-

is rien enthaltende verbleibende Flüssigkeit wird der Vorbehandlung unterworfen und dann im Kreislauf in den Säure-Fermentations-Behälter zurückgeführt

Der angesäuerte bzw. abgebaute Abstrom aus dem zweiten Glaszylinder wird in einen Methan-Fermentations-Behälter mit einem effektiven Fassungsvermögen von 201 eingeführt in dem der Abstrom der Methan-Fermentation unterzogen wird. Der Methan-Fermentations-Behälter ist mit einem Rührer und einer Vorrichtung zur automatischen pH-Werteinstellung ausgerüstet Die Methan-Fermentation wird in dieser VoTichtung mit einer Verweilzeit von 8 Tagen bei einer Temperatur von 40^JC und einem pH-Wert von 75 (der durch Zuführ.-n einer Chlorwasserstoffsäurelösung eingestellt wird) durchgeführt. Die bei der Säure-Fermentation und der Methan-Fermentation gebildeten Gasmengen werden über die Menge der aus dem Gasbehälter übergeströmten Salzlösung bestimmt. Als Impfbakterien für die Methan-Fermentation wird ein digerierter Schlamm eingesetzt, den man dadurch erhält daß man die Methan-Fermentation kontinuierlich während mindestens 2 Wochen durchführt. Die Flüssigkeit, in der die Methan-Fermentation vollständig abgelaufen ist. wird dann in einen Absetztank mit einem effektiven Fassungsvermögen von 0,5 I eingeführt und

w dort während 3.8 Stunden belassen, wodurch die Flüssigkeit in den nichtabgebauten Rückstand und die die Zellen der Methan-Fermentations-Bakterien enthaltende Flüssigkeit aufgetrennt wird. Die Zellen der Methan-Fermentations-Bakterien in der Flüssigkeit werden unter Anwendung der gleichen Blasentrennmethode abgetrennt und aufkonzentriert, die nach der Säure-Fermentation angewandt wurde. Als Ergebnis der Blasentrennmethode erhält man 260 ml eines Abstroms. der die Zellen der Methan-Fermentations-Bakterien enthält Die Konzentration der Zellen der Methan-Fermentations Bakterien in dem Abstrom ist um etwa das 5fache größer als die Konzentration vor der Trennung mit Hilfe der Blasenmethode. Der Abstrom wird mit einer Geschwindigkeit von 4 g/l/Tag als organisches Material im Kreislauf in den Methan-Fermentations-Behälter zuriickgi-führt. Die verbliebenen Zellen werden der Vorbehandlung unterworfen und dann mit einer Geschwindigkeit von 1.0 g/l/Tag in den Säure·Fermentations-Behälter eingespeist.

Bei den obigen Untersuchungen zeigt sich, daß das Digerierverhältnis bzw. Abbauverhältnis 70,5% und die Gesamtausbeute 538 rtil pro Gramm des organischen Materials betragen und das öäs 72% Methan Und 27% Kohlendioxid enthält.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

26 Patentansprüche:

1. Verfahren zur anaeroben Aufbereitung von Abfall, der organische Materialien mit relativ hohem Molekulargewicht enthält, bei dem man

1) in einer ersten Stufe den Abfall anaerob mit Säurebiidnern digeriert, um die organischen Materialien mit hohem Molekulargewicht in organische Materialien mit niederem Molekulargewicht und die organischen Materialien mit niederem Molekulargewicht in flüchtige organische Säuren umzuwandeln;

3) in einer dritten Stufe den m der zweiten Stufe abgetrennten ersten Anteil anaerob mit Methanbildnern digeriert, um Methan und Kohlendioxidgas zu bilden;

4) in einer vierten Stufe den bei der Methanfermentation in Stufe 3 anfallenden Abfall in einen flüssigen dritten Anteil, der abgezogen wird und einen die Zellen der Methanbildner enthaltenden vierten Anteil trennt,

dadurcf gekennzeichnet, daß man aus dem flüssigen ersten Anteil der zweiten Stufe vor dessen Einleitung in die dritte Stufe die Zellen der Säurebildner abtrennt un j zumindest teilweise in die trste Stufe zurückführt und den zweiten aus im wesentlichen nicht abgebauien Abfallfeststoffen bestehenden Anteil der zweiten Stufe einer Methanfermentation unterzieht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet. daß man einen Teil des die Zellen der fciethanbildner enthaltenden, in der vierten Stufe abgetrennten vierten Anteils in die dritte Stufe lurückführt. während der restliche Anteil als Abfallschlamm abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Durchführung der •rsten Stufe den Abfall einer Vorbehandlung ■nterwirft. indem man den Abfall zur Einstellung des pH-Wertes auf einen Wert von unterhalb 3,5 mit Säure versetzt, dann während einer vorherbestimmten Zeitdauer auf eine Temperatur von 60 bis 200⁰C f rhitzt und schließlich /ur Neutralisation mit Alkali »ersetzt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ■ach einem der Ansprüche I bis 3, mit einem Säurereaktor, in dem der Abfall anaerob mit Säurebildnern digeriert wird, um die organischen !Materialien mit hohem Molekulargewicht in organi •ehe Materialien mit geringem Molekulargewicht Und die organischen Materialien mit geringem Molekulargewicht in flüchtige organische Säuren umzuwandeln, mit einer ersten Trenneinrichtung, in der der in dem Säurereaktor anfallende Abfall im wesentlichen iff einen ersten, die flüchtigen Organischen Säuren und Zellen der Säurebildner enthaltenden flüssigen Anteil und einen zweiten im wesentlichen nicht abgebaute Abfallfeststoffe enthaltenden Anteil aufgetrennt wird, mit einem Methanreaktor, in der der in der ersten Trenneinrichtung erhaltene, erste flüssige Anteil mit Methanbildnern unter Bildung von Methan und Kohlendioxidgas digeriert wird, einer zweiten Trenneinrichtung, in der der in dem Methanreaktor anfallende Abfall in einen flüssigen dritten Anteil und einen die Zellen der Methanbildner enthaltenden vierten Anteil aufgetrennt wird; dadurch gekennzeichnet, daß dem Methanreaktor (41) eine Einrichtung (33, 35)

in vorgeschaltet ist, in der aus dem in der ersten Trenneinrichtung (31) erhaltenen ersten flüssigen Anteil Zellen der Säurebildner ausgeschieden werden, daß Leitungen (z.B. 110, 315) für die Rückführung der abgeschiedenen Zellen der Säure- ·. bildner in den Säurereaktor (21) vorgesehen und die in der ersten Trenneinrichtung (31) ausgeschiedenen, nicht abgebauten Abfallfeststoffe einem Methanreaktor (41,36) zuführbar sind.