DE29500792U1 - Device for carrying out biological processes - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer anaeroben oder aeroben Hydrolyse in einer zweistufigen Feststoffvergärung von biogenen Abfällen, mit je mindestens einem Eintrag- und einem Austragsstutzen für die Zirkulationsflüssigkeit. Bei der zweistufigen Feststoffvergärung vollzieht sich die Hydrolyse und die Säurebildung getrennt von der nachfolgenden Methanisierung. Der Hauptteil des zu gewinnenden Biogases wird daher in der Methanisierungsstufe gebildet. Dadurch ist, im Gegensatz zur einstufigen Vergärung, die Möglichkeit gegeben, die beiden Schritte hinsichtlich der Prozessbedingungen zu optimieren und den jeweiligen Mikroorganismen die jeweils angepassten Abbaubedingungen zu bieten, was den Abbauprozess beschleunigt. Der Abbau kann dabei vorzugsweise unter anaeroben aber auch unter semi-aeroben bzw. aeroben Bedingungen erfolgen.The present invention relates to a device for carrying out anaerobic or aerobic hydrolysis in a two-stage solid fermentation of biogenic waste, each with at least one inlet and one outlet for the circulating liquid. In two-stage solid fermentation, the hydrolysis and acid formation take place separately from the subsequent methanation. The majority of the biogas to be obtained is therefore formed in the methanation stage. In contrast to single-stage fermentation, this makes it possible to optimize the two steps in terms of the process conditions and to offer the respective microorganisms the appropriate degradation conditions, which accelerates the degradation process. The degradation can preferably take place under anaerobic but also under semi-aerobic or aerobic conditions.
Die im Falle der Feststoffvergärung zweiphasige Vergärung lässt sich durch eine stationäre Phase, bestehend aus Feststoffen, und durch eine mobile Phase, bestehend aus Prozessflüssigkeit, charakterisieren. In einem bekanntenThe two-phase fermentation in the case of solid fermentation can be characterized by a stationary phase consisting of solids and a mobile phase consisting of process liquid. In a well-known
Verfahren wird mit einer Vorrichtung zur Durchführung der anaeroben Hydrolyse gearbeitet, welche aus einem stehenden Reaktorbehälter besteht, in dem eine mobile, flüssige Phase eine stationäre, feste Phase perkoliert, beziehungsweise durchströmt.The process involves using a device for carrying out anaerobic hydrolysis, which consists of a standing reactor vessel in which a mobile, liquid phase percolates or flows through a stationary, solid phase.
Die ersten Abbauschritte, also Hydrolyse und Säurebildung, der zweistufigen Vergärung betreffen vor allem die feste, stationäre Phase der ersten Stufe. Die mobile, flüssige Phase wird in der Folge mit organischen Säuren beladen, welche in der zweiten Stufe, einem Anaerobfilter, wie er beispielsweise aus der EP-B-205'465 bekannt ist, in Methan und Kohlendioxyd umgewandelt werden. Die somit von ihrer organischen Fracht befreite Prozessflüssigkeit der zweiten Stufe wird in die erste Phase rezirkuliert und belädt sich wieder mit den löslichen Abbauprodukten der ersten Stufe. Die Rezirkulation der flüssigen, mobilen Phase hat den Vorteil, dass, trotz Vergärung in flüssiger Phase nicht ständig neu hinzugeführtes Wasser erwärmt werden muss.The first degradation steps, i.e. hydrolysis and acid formation, of the two-stage fermentation mainly affect the solid, stationary phase of the first stage. The mobile, liquid phase is then loaded with organic acids, which are converted into methane and carbon dioxide in the second stage, an anaerobic filter, as known from EP-B-205'465, for example. The process liquid of the second stage, which has thus been freed of its organic load, is recirculated into the first phase and is again loaded with the soluble degradation products of the first stage. The recirculation of the liquid, mobile phase has the advantage that, despite fermentation in the liquid phase, new water does not have to be constantly heated.
Die Verwendung von stehenden Reaktoren und Perkolation der flüssigen Phase führt jedoch zu Kanalbildung im undurchmischten Substrat der festen Phase, so dass nicht der gesamte Reaktorinhalt gleichmässig vom Perkolationsstrom durchströmt wird. Dies hat zur Folge, dass der Abbau nicht gleichmässig und vollständig erfolgt. Daher muss eine Nachkompostierung zur Erzeugung eines qualitativ einwandfreien Komposts erfolgen. Zwar sind solche stehenden ReaktorbehälterHowever, the use of standing reactors and percolation of the liquid phase leads to the formation of channels in the unmixed substrate of the solid phase, so that the entire reactor content is not evenly flowed through by the percolation flow. This means that decomposition is not even and complete. Therefore, post-composting must be carried out to produce a high-quality compost. Although such standing reactor containers are
für die Hydrolyse äusserst preisgünstig, doch ist ihre Grosse begrenzt. Bei grosser Höhe, die bei der Perkolation an sich erwünscht ist, besteht die Gefahr einer Verdichtung im unteren Behälterbereich, so dass bei einer grossen Anlage der Stoffaustausch und folglich die Kinetik des Abbaus beeinträchtigt wird.extremely inexpensive for hydrolysis, but its size is limited. At a high height, which is desirable for percolation, there is a risk of compaction in the lower part of the container, so that in a large system the mass transfer and consequently the kinetics of degradation are impaired.
Homogene Verhältnisse im Reaktor werden erreicht, wenn man die biogenen festen Abfälle gemäss einem bekannten mesophilen Mehrstufenprozess vorerst zerkleinert und danach in einem Pulper zu einer pumpfähigen Masse benetzt und aufschliesst. Der Inhalt des Pulpers wird danach thermisch und alkalisch vorbehandelt, bevor er in den Hydrolysebehälter gelangt. Die homogenisierte, vorbehandelte Masse wird dabei vorgängig über einen fest/flüssig-Scheider geführt und der flüssige Anteil direkt der Methanisierungsstufe zugeführt, während der feste Anteil in den Hydrolysereaktor gelangt. Wegen der Homogenität der biogenen Masse kann die Hydrolyse im Reaktor gleichmässig erfolgen. Sowohl eine kontinuierliche Durchführung der Hydrolyse in einem liegenden, drehenden Behälter, als auch eine chargenweise Hydrolyse mit Umwälzung der biogenen Masse mittels Rührwerk oder Umwälzpumpe ist möglich.Homogeneous conditions in the reactor are achieved when the biogenic solid waste is first crushed according to a known mesophilic multi-stage process and then wetted and broken down in a pulper to form a pumpable mass. The contents of the pulper are then thermally and alkaline pretreated before entering the hydrolysis tank. The homogenized, pretreated mass is first passed through a solid/liquid separator and the liquid portion is fed directly to the methanation stage, while the solid portion enters the hydrolysis reactor. Due to the homogeneity of the biogenic mass, the hydrolysis can take place evenly in the reactor. Both continuous hydrolysis in a horizontal, rotating container and batch hydrolysis with circulation of the biogenic mass using a stirrer or circulation pump are possible.
Anschliessend an die Hydrolyse wird abermals eine fest/flüssig-Trennung durchgeführt und der Feststoffanteil der Kompostierung zugeleitet, während der Flüssiganteil der Methanisierung einem biologischen Filter zugeleitet wird. EinFollowing hydrolysis, a solid/liquid separation is carried out again and the solid part is sent to composting, while the liquid part is sent to a biological filter for methanation.
Anteil des biogen entlasteten Prozesswassers wird aus dem biologischen Filter wieder zum Pulper rückgeführt und somit im Verfahren belassen, während ein weiterer Anteil des Flüssiganteils in den Hydrolysereaktor zurückgeführt wird.A portion of the biogenically relieved process water is returned from the biological filter to the pulper and thus left in the process, while another portion of the liquid portion is returned to the hydrolysis reactor.
Dieses Verfahren ist anlagetechnisch aufwendig und energetisch ungünstig wegen der aufwendigen AufSchliessung des Ausgangsmaterials und der aufwendigen fest/flüssig Trennung der feinsuspendierten Feststoffe nach dem Durchlaufen des Pulpers.This process is complex in terms of plant technology and is energetically unfavorable due to the complex disintegration of the starting material and the complex solid/liquid separation of the finely suspended solids after passing through the pulper.
Es ist folglich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung einer aeroben oder anaeroben Hydrolyse in einer zweistufigen Feststoffvergärung von biogenen Abfällen zu schaffen, mit der eine biologisch, verfahrenstechnisch und energetisch verbesserte Hydrolyse erzielt werden kann, wobei die Vorrichtung einen geringeren Anlageaufwand bewirken soll gegenüber der letztbeschriebenen Anlage.It is therefore the object of the present invention to provide a device for carrying out an aerobic or anaerobic hydrolysis in a two-stage solid fermentation of biogenic waste, with which a biologically, process-technically and energetically improved hydrolysis can be achieved, whereby the device should result in a lower plant expenditure compared to the last-described plant.
Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.This object is achieved by a device of the type mentioned at the outset with the features of patent claim 1.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung lässt sich sowohl chargenweise als auch kontinuierlich oder semi-kontinuierlich beladen. Zur chargenweisen Beladung wird man die Siebtrommel vorteilhafterweise mit einer radialen Füllöffnung versehen.The device according to the invention can be loaded both batchwise and continuously or semi-continuously. For batchwise loading, the screening drum is advantageously provided with a radial filling opening.
Zur kontinuierlichen oder semi-kontinuierlichen eignet sich insbesondere eine Siebtrommel mit axialer Füllöffnung und einer an der gegenüberliegenden Seite angeordneten axialen Entladeöffnung. Mittels Steuerung der Beschickung der Siebtrommel einerseits und der Steuerung der Entladeöffnung lässt sich die Vorrichtung somit im Pfropfstrombetrieb nutzen.A sieve drum with an axial filling opening and an axial discharge opening on the opposite side is particularly suitable for continuous or semi-continuous operation. By controlling the feeding of the sieve drum on the one hand and the control of the discharge opening on the other, the device can thus be used in plug flow operation.
Während der Hydrolyse fällt aufgrund der Zerkleinerung im Verlauf des Abbaus ein Teil der Feststoffe durch die Oeffnungen in der Siebtrommel aus dieser heraus. Damit dieser Anteil dem Vergärungsprozess nicht verloren geht, ist ein Teil des Gehäuses vorteilhafterweise als Sedimentierwanne ausgebildet, die sich mindestens teilweise mittels einer Austragstüre öffnen lässt oder über einen automatischen Austragsmechanismus verfügt.During hydrolysis, part of the solids fall out of the sieve drum through the openings due to the crushing during the decomposition process. To ensure that this part is not lost in the fermentation process, part of the housing is advantageously designed as a sedimentation tank, which can be opened at least partially using a discharge door or has an automatic discharge mechanism.
Da die schwereren, nicht biogenen Anteile zuerst sedimentieren, versieht man vorteilhafterweise die Sedimentierwanne mindestens annähernd an ihrer tiefsten Stelle, mit einem Sedimentabzug.Since the heavier, non-biogenic components sediment first, it is advantageous to provide the sedimentation tank with a sediment drain at least approximately at its deepest point.
Prinzipiell kann der Sprinkler jede in der Technik bekannte Ausführungsform aufweisen. Da jedoch die Zirkulationsflüssigkeit auch noch Feststoffanteile enthält, gestaltet man bevorzugt den Sprinkler in der Form einer offenen Rinne mit seitlichen Ueberlaufsicken. Dies erlaubt eine einfache Sichtkontrolle und problemlose Reinigung ohne die Gefahr einerIn principle, the sprinkler can have any design known in technology. However, since the circulation liquid also contains solids, the sprinkler is preferably designed in the form of an open channel with lateral overflow grooves. This allows for easy visual inspection and problem-free cleaning without the risk of
Verstopfung. Eine solche Rinne kann entweder herausnehmbar in Auflagen an den Stirnwänden des Gehäuses gehalten sein oder beispielsweise an einem oberen, abnehmbaren Deckel befestigt werden. In einfachster Form lässt sich die Rinne an der Deckelunterseite aufhängen.Clogging. Such a gutter can either be removable and held in supports on the front walls of the housing or, for example, be attached to an upper, removable cover. In the simplest form, the gutter can be hung on the underside of the cover.
Aus Gründen der Reinigung ist es von Vorteil, wenn die Siebtrommel auf getriebenen Lagerrollen liegt und aus dem Gehäuse heraushebbar ist.For cleaning reasons, it is advantageous if the screening drum rests on driven bearing rollers and can be lifted out of the housing.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung gehen aus den weiteren abhängigen Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the further dependent claims and from the following description.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert. In der Zeichnung zeigt:A preferred embodiment of the invention is shown schematically in the accompanying drawing and explained using the following description. In the drawing:
Figur 1 - einen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung senkrecht zur Längsachse der Siebtrommel.Figure 1 - a vertical section through the device according to the invention perpendicular to the longitudinal axis of the screening drum.
Figur 2 - Die Anordnung der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer zweistufigen Feststoffvergärungsanlage.Figure 2 - The arrangement of the device according to the invention in a two-stage solids fermentation plant.
Anhand der Figur 1 wird die erfindungsgemässe Vorrichtung bezüglich ihrem konstruktiven Aufbau erläutert, wobeiThe device according to the invention is explained in terms of its structural design using Figure 1,
J II *&idigr; Il J,.J II *&idigr; Il J,.
verfahrensspezifische Aspekte weitgehend unberücksichtigt bleiben. Das zentrale Element der erfindungsgemässen Vorrichtung bildet eine Siebtrommel 1- Die Trommel ist in einem Gehäuse 2 liegend, und drehbar gelagert. Prinzipiell kann die Trommel um eine zentrische Antriebsachse gedreht werden oder wie im hier dargestellten Beispiel auf Antriebsrollen 30 herausnehmbar gelagert sein. Während die erste Variante eher für eine Ausführungsform geeignet ist, die chargenweise betrieben wird und eine radiale Füllöffnung 4 aufweist, wird man die Variante mit einer Siebtrommel, die auf Antriebsrollen 30 lagert insbesondere für den kontinuierlichen Betrieb verwenden. Bei einem solchen Antrieb bleiben die Stirnseiten der Siebtrommel frei, so dass beidseitig je eine axiale Füllöffnung bzw. Entladeöffnung angeordnet werden kann, ohne dass die Antriebsmittel diesbezüglich im Wege wären. Die Ausführungsform mit einer herausnehmbaren Siebtrommel 1, welche auf Antriebsrollen 30 lagert, lässt sich jedoch ohne weiteres auch kombinieren mit einer Siebtrommel, welche zur chargenweisen Beladung mit einer radialen Füllöffnung 4 versehen ist, wie dies die Figur 1 zeigt. Rein schematisch ist entsprechend ein Scharnier 5 angegeben sowie ein Griff 6, um die Füllöffnung 4 zu öffnen. Selbstverständlich wird man bei dieser Anordnung die Antriebsrollen 30 so weit seitlich versetzen, dass die Füllöffnung und entsprechend das Scharnier 5 bzw. der Griff 6 während der Drehung nicht überrollt werden. Das Gehäuse 2 ist von oben mittels einem Deckel 3 verschlossen. Unten ist das Gehäuse 2 muldenförmig gestaltet,process-specific aspects are largely ignored. The central element of the device according to the invention is a screen drum 1. The drum is located in a housing 2 and is rotatably mounted. In principle, the drum can be rotated about a central drive axis or, as in the example shown here, can be removably mounted on drive rollers 30. While the first variant is more suitable for an embodiment that is operated in batches and has a radial filling opening 4, the variant with a screen drum that is mounted on drive rollers 30 is used in particular for continuous operation. With such a drive, the front sides of the screen drum remain free, so that an axial filling opening or discharge opening can be arranged on both sides, without the drive means getting in the way in this regard. The embodiment with a removable screen drum 1, which rests on drive rollers 30, can, however, also be easily combined with a screen drum which is provided with a radial filling opening 4 for batch loading, as shown in Figure 1. Purely schematically, a hinge 5 is indicated accordingly, as well as a handle 6 to open the filling opening 4. Of course, with this arrangement, the drive rollers 30 are offset so far to the side that the filling opening and accordingly the hinge 5 or the handle 6 are not rolled over during rotation. The housing 2 is closed from above by means of a cover 3. The housing 2 is designed in the shape of a trough at the bottom,
so dass sich eine Sedimentierwanne 7 bildet. Die Sedimentierwanne 7 ist mindestens annähernd im tiefsten Bereich mit einem Sedimentabzug 9 versehen. Ueber den Sedimentabzug 9 sollen sich insbesondere die schwereren, nicht biogenen Feststoffanteile entfernen lassen. Damit man der Vorrichtung aber auch die durch die Lochung der Siebtrommel 1 austretenden biogenen Feststoffanteile entnehmen kann und innerhalb des Verfahrens weiterverwerten, ist die Sedimentierwanne 7 mit einer Austragstüre 8 versehen. Durch die Austragstüre 8 lässt sich aber auch die Siebtrommel 1 entleeren. Hierzu lässt sich beispielsweise die Füllöffnung 4 vollständig öffnen, indem man die Klappe beispielsweise aushängt und die Siebtrommel 1 so lange weiter drehen lässt, bis sie sich vollständig entleert hat.so that a sedimentation tank 7 is formed. The sedimentation tank 7 is provided with a sediment outlet 9 at least in the deepest area. The sediment outlet 9 is intended to remove the heavier, non-biogenic solids in particular. So that the biogenic solids emerging through the holes in the sieve drum 1 can also be removed from the device and reused within the process, the sedimentation tank 7 is provided with a discharge door 8. The sieve drum 1 can also be emptied through the discharge door 8. To do this, the filling opening 4 can be opened completely, for example by unhooking the flap and allowing the sieve drum 1 to continue to rotate until it is completely emptied.
Die flüssige Phase wird hier generell als Zirkulationsflüssigkeit bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich um biogen angereicherte oder biologisch weitgehend gereinigte Flüssigkeit handelt. Das Niveau der Zirkulationsflüssigkeit in der Vorrichtung lässt sich prinzipiell steuern. Wesentlich ist jedoch, dass in der Vorrichtung ein Füllstand erreicht werden kann, der so hoch ist, dass die Siebtrommel 1 mindestens mit ihrem untersten Bereich in der Zirkulationsflüssigkeit liegen kann. Im unteren Bereich des Gehäuses 2 sind mehrere Austragsstutzen 10, 10' auf verschiedenen Höhen angebracht. Auf welchem Niveau man die Zirkulationsflüssigkeit der Vorrichtung entnimmt, ist vomThe liquid phase is generally referred to here as circulation liquid, regardless of whether it is biogenically enriched or biologically largely purified liquid. The level of the circulation liquid in the device can in principle be controlled. However, it is essential that a filling level can be reached in the device that is high enough that the sieve drum 1 can lie in the circulation liquid at least with its lowest area. In the lower area of the housing 2, several discharge nozzles 10, 10' are installed at different heights. The level at which the circulation liquid is removed from the device depends on the
•••J ···· ···•••J ···· ···
jeweiligen Stand der Hydrolyse und den Ausgangsmaterialien abhängig. Die über den Austragsstutzen 10 und 10' entnommene Zirkulationsflüssigkeit gelangt mindestens teilweise über die Eintragungsstutzen 11 wieder in die Vorrichtung zurück. Ueber die Eintragsstutzen 11 kann die Zirkulationsflüssigkeit einerseits direkt in das Gehäuse 2 gepumpt werden oder gezielt so rückgeführt werden, dass die Zirkulationsflüssigkeit das Material in der Siebtrommel 1 vorwiegend von oben nach unten hindurch perkolieren muss. Um dies zu erreichen, ist über der Trommel 1 ein Sprinkler 12 angeordnet. Die Ausgestaltung des Sprinklers 12 ist im Prinzip freigestellt. Da jedoch die Zirkulationsflüssigkeit einen relativ hohen Anteil an Feststoffen enthalten kann, ist es vorteilhaft, eine Sprinklerkonstruktion zu wählen, die nicht zu Verstopfungen neigt. Ein solcher Sprinkler 12 bzw. Beriesler ist in der Figur 1 schematisch und darunter in Figur la detaillierter und in Perspektive dargestellt. Der Sprinkler besteht hier aus einer Rinne 12, die seitliche Sicken 13 aufweist. Die offene Rinne 12 erlaubt eine einfache Sichtkontrolle und lässt sich problemlos reinigen.current state of hydrolysis and the starting materials. The circulation liquid removed via the discharge nozzles 10 and 10' returns at least partially to the device via the inlet nozzles 11. The circulation liquid can be pumped directly into the housing 2 via the inlet nozzles 11 or can be returned in a targeted manner so that the circulation liquid has to percolate through the material in the sieve drum 1 predominantly from top to bottom. To achieve this, a sprinkler 12 is arranged above the drum 1. The design of the sprinkler 12 is in principle free. However, since the circulation liquid can contain a relatively high proportion of solids, it is advantageous to choose a sprinkler design that does not tend to become clogged. Such a sprinkler 12 or sprinkler is shown schematically in Figure 1 and below in Figure 1a in more detail and in perspective. The sprinkler here consists of a channel 12 with lateral grooves 13. The open channel 12 allows for easy visual inspection and is easy to clean.
Der Sprinkler 12, bzw. die Rinne lässt sich einfach herausnehmbar im Gehäuse 2 anordnen. Hierzu genügt beispielsweise an den beiden Stirnseiten des Gehäuses 2 je eine entsprechende Auflage. Die Rinne 12 kann aber auch hängend montiert sein. Auch dies kann wiederum an den Seitenwänden erfolgen oder aber an der Unterseite des DeckelsThe sprinkler 12 or the gutter can be easily removed and arranged in the housing 2. For this purpose, for example, a corresponding support on each of the two front sides of the housing 2 is sufficient. The gutter 12 can also be mounted hanging. This can also be done on the side walls or on the underside of the cover
3. Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass bei der Entfernung des Deckels automatisch auch der Sprinkler bzw. die Rinne 12 entfernt ist, so dass man freien Zugang zur Siebtrommel 1 hat.3. This solution has the particular advantage that when the cover is removed, the sprinkler or the gutter 12 is automatically removed as well, so that there is free access to the screening drum 1.
Da der hydrolytische Aufschluss, welcher in der erfindungsgemässen Vorrichtung durchgführt wird, vor allem ein biochemischer Prozess ist, müssen selbstverständlich diverse Parameter entsprechend überwacht werden. Daher können an verschiedenen Stellen innerhalb des Gehäuses Temperatursonden 14, pH-Sonden 15 und eventuell auch Druckmesser angeordnet sein, die zur Regelung oder Steuerung des Verfahrens benötigt werden. Zur Anpassung der Temperatur ist eine Heizung 16 angebracht, während die Regelung des pH-Wertes zur Hauptsache über die Zirkulationsflüssigkeit gesteuert wird. Wird die Vorrichtung kontinuierlich betrieben, so stellen selbstverständlich die Drehgeschwindigkeit, die Häufigkeit der Beschickung und Entladung der Siebtrommel 1 und die Zirkulationsrate der Flüssigkeit ebenso steuerbare Grossen dar. Da die Temperatur folglich ein wesentliches Merkmal des Verfahrens ist, ist es sinnvoll, das gesamte Gehäuse 2 mit einer Isolation zu versehen.Since the hydrolytic digestion carried out in the device according to the invention is primarily a biochemical process, various parameters must of course be monitored accordingly. Therefore, temperature probes 14, pH probes 15 and possibly also pressure gauges can be arranged at various points within the housing, which are required to regulate or control the process. A heater 16 is installed to adjust the temperature, while the pH value is mainly controlled via the circulation liquid. If the device is operated continuously, the rotation speed, the frequency of loading and unloading the sieve drum 1 and the circulation rate of the liquid are of course also controllable variables. Since the temperature is therefore an essential feature of the process, it is sensible to provide the entire housing 2 with insulation.
Die während des Betriebes entstehenden Gase werden über den Gasabzug 22 dem Gehäuse 2 entnommen. Aus sicherheitstechnischen Gründen versieht man das Gehäuse 2 sinnvollerweise mit einer Deckelabtauchung 21, in der der RandThe gases generated during operation are removed from the housing 2 via the gas outlet 22. For safety reasons, the housing 2 is provided with a cover recess 21 in which the edge
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des Deckels 3 dichtend liegt. Ein eventueller, ungewollter Ueberdruck kann sich so, ohne die Vorrichtung zu zerstören, abbauen.of the cover 3. Any unwanted excess pressure can thus be released without destroying the device.
Es ist praktisch, die gesamte Vorrichtung auf höhenverstellbaren Beinen anzuordnen, und diese auf Wägedosen 18 zu stellen. Auf diese Weise ist auch eine vollautomatische Beschickung der Vorrichtung möglich.It is practical to arrange the entire device on height-adjustable legs and place these on weighing boxes 18. In this way, fully automatic loading of the device is also possible.
In der Figur 2 ist ein Verfahrensfliessbild einer Anlage, in der die erfindungsgemässe Vorrichtung integriert ist, dargestellt. Die festen Abfälle (Substrat) gelangen in die erfindungsgemässe Vorrichtung H, welche die Hydrolysestufe darstellt, wo die abbaubaren Bestandteile durch hydrolytische und säurebildende Bakterien in niedere, organische Säuren umgewandelt werden. Mit ausgezogener Linie ist der Verlauf der Zirkulationsflüssigkeit dargestellt, während die gestrichelten Linien den Weg des Biogases zeigen. Die punktierten Linien schliesslich sollen die Kontroll- und Steuerleitungen von und zur Prozesssteuerungsanlage symbolisieren.Figure 2 shows a process flow diagram of a system in which the device according to the invention is integrated. The solid waste (substrate) enters the device H according to the invention, which represents the hydrolysis stage, where the degradable components are converted into lower organic acids by hydrolytic and acid-forming bacteria. The solid line shows the course of the circulating liquid, while the dashed lines show the path of the biogas. Finally, the dotted lines are intended to symbolize the control and monitoring lines to and from the process control system.
Mit der Zirkulationsflüssigkeit gelangen die löslichen, biogenen Anteile über eine hier zusätzliche, separate Sedimentierwanne T in einen Anaerobfilter F, wo durch methanogene Bakterien der Abbau zu den entsprechenden Gasen, bzw. Biogas stattfindet. Das Biogas wird über einen Meter M in einen Gasballon GB gefördert. In diesen gelangt auch dasThe soluble, biogenic components are transported with the circulation liquid via an additional, separate sedimentation tank T into an anaerobic filter F, where methanogenic bacteria break them down into the corresponding gases or biogas. The biogas is transported over a meter M into a gas balloon GB. The
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bereits in der Hydrolyse H anfallende Biogas.Biogas already produced in the hydrolysis H.
Die nunmehr weitgehend organisch entlastete Zirkulationsflüssigkeit wird durch eine Rezirkulationspumpe P über ein Heizgefäss G wieder zurück in die Hydrolysestufe H transportiert, wo die Zirkulationsflüssigkeit in einem neuen Umgang wieder lösliche Stoffe aufnehmen wird. Das gasdicht abgeschlossene Heizgefäss G, welches die internen Heizungen in der Hydrolysevorrichtung H und im Filter F unterstützt, dient gleichzeitig als Pufferbehälter für die Zirkulationsflüssigkeit. In den Gasleitungen wird man vorteilhafterweise vor den Gasmetern M Ausgleichsballone Zwischenschalten, um bei grösseren Flüssigkeitsentnahmen Unterdrucksituationen im Gasnetz und Vermischen der verschiedenen Gasqualitäten zu verhindern. Der Anaerobfilter F ist vorteilhafterweise dynamisch, das heisst, die Filterelemnte werden rhythmisch bewegt, um den Abbau zu intensivieren. Die hier schematisch dargestellte Anlage zeigt lediglich eine mögliche Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die hier zusätzlich angeordnete Sedimentierwanne T ausserhalb der Hydrolysevorrichtung H kann bei einer Optimierung der erfindungsgemässen Vorrichtung mit grosser Wahrscheinlichkeit entfallen. In der hier dargestellten Sedimentierwanne wurde die fest/flüssig-Trennung so durchgeführt, dass nicht nur eine Sedimentation, sondern auch eine Flotation der aufrahmenden Bestandteile erfolgen konnte. Die Abkürzungen bei der Datenerfassung bedeuten:The circulation liquid, now largely freed of organic matter, is transported by a recirculation pump P via a heating vessel G back to the hydrolysis stage H, where the circulation liquid will absorb soluble substances again in a new process. The gas-tight heating vessel G, which supports the internal heaters in the hydrolysis device H and in the filter F, also serves as a buffer tank for the circulation liquid. In the gas lines, it is advantageous to insert equalization balloons in front of the gas meters M in order to prevent negative pressure situations in the gas network and mixing of the different gas qualities when larger amounts of liquid are withdrawn. The anaerobic filter F is advantageously dynamic, i.e. the filter elements are moved rhythmically to intensify the degradation. The system shown schematically here shows only one possible application of the device according to the invention. The sedimentation tank T arranged here additionally outside the hydrolysis device H can most likely be omitted if the device according to the invention is optimized. In the sedimentation tank shown here, the solid/liquid separation was carried out in such a way that not only sedimentation but also flotation of the creaming components could take place. The abbreviations used in data collection mean:
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TRC = Temperatur-Regelung und -kontrolle
pH = pH-Online-Messung
W = Gewichtserfassung
L = Niveaukontrolle.
M = GaszählerTRC = Temperature regulation and control
pH = pH online measurement
W = Weight recording
L = level control.
M = gas meter
Obwohl die erfindungsgemässe Vorrichtung im dargestellten Beispiel als Gerät des Maschinenbaus dargestellt ist, ist selbstverständlich die erfindungsgemässe Vorrichtung auch in der Grosse des Anlagebaus realisierbar. In einem solchen Fall entspricht dem Gehäuse ein entsprechend konzipiertes Gehäuse und die Sedimentierwanne würde durch ein Setzbecken mit Austragspumpe oder Ueberlauf konzipiert.Although the device according to the invention is shown as a mechanical engineering device in the example shown, the device according to the invention can of course also be implemented on the scale of plant construction. In such a case, the housing corresponds to a correspondingly designed housing and the sedimentation tank would be designed by a settling tank with a discharge pump or overflow.
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Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00422/94A CH687824A5 (en) | 1994-02-14 | 1994-02-14 | Bioreactor for aerobic or anaerobic hydrolysis in two-stage fermentation of solid wastes |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=4186671
Family Applications (1)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037798A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-02-23 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg | Process for the fermentation of biomass |
| DE102009007902A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Uwe Köppchen | Biogas plant for producing gas from a substrate, comprises a decomposition reaction section for the decomposition of the substrate, and a methane-forming reaction section for the formation of methane from the substrate |
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1994
- 1994-02-14 CH CH00422/94A patent/CH687824A5/en not_active IP Right Cessation
-
1995
- 1995-01-19 DE DE29500792U patent/DE29500792U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004037798A1 (en) * | 2004-08-03 | 2006-02-23 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg | Process for the fermentation of biomass |
| DE102004037798B4 (en) * | 2004-08-03 | 2007-04-19 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg | Process for the fermentation of biomass |
| DE102009007902A1 (en) * | 2009-02-06 | 2010-08-12 | Uwe Köppchen | Biogas plant for producing gas from a substrate, comprises a decomposition reaction section for the decomposition of the substrate, and a methane-forming reaction section for the formation of methane from the substrate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH687824A5 (en) | 1997-02-28 |
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