DE3341027A1 - Apparatus for producing biogas and/or fertiliser - Google Patents

Apparatus for producing biogas and/or fertiliser

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DE3341027A1 DE19833341027 DE3341027A DE3341027A1 DE 3341027 A1 DE3341027 A1 DE 3341027A1 DE 19833341027 DE19833341027 DE 19833341027 DE 3341027 A DE3341027 A DE 3341027A DE 3341027 A1 DE3341027 A1 DE 3341027A1
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Abstract

An apparatus for producing biogas and/or fertiliser from organic waste is described, which is made up of a prefermentation chamber (1) which can be sealed to be gas-tight and which is provided with an inlet (4) for the organic waste and a gas outlet (5), and a secondary fermentation chamber (3) which is coupled to a prefermentation chamber (1) via a connection pipe (2) and which can be sealed to be gas-tight and which is provided with a gas outlet (13) and an overflow (21) for the degraded waste usable as fertiliser. In this case, a valve is arranged in the connection pipe (2) between the prefermentation chamber (1) and the secondary fermentation chamber (3), which valve is closed until a differential pressure of at least 1 bar between the prefermentation chamber (1) and the secondary fermentation chamber (3) is attained, so that when the valve (10) is opened, the fermentation sludge can be forced from the prefermentation chamber (1) into the secondary fermentation chamber (3) and vice versa. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur Erzeugung von Device for generating

Biogas und/oder Dünger Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas und/oder Dünger aus organischen Abfällen, bestehend aus einer gasdicht verschliessbaren, einen Einlass für die organischen Abfälle und einen Gasauslass aufweisenden Vorgärkammer und einer mit der Vorgärkammer über eine Verbindungsleitung gekoppelten,gasdicht verschliessbaren, einen Gasauslass und einen Überlauf für die abgebauten, als Dünger verwendbaren Abfälle aufweisenden Nachgärkammer. Biogas and / or fertilizer The invention relates to a device for Generation of biogas and / or fertilizer from organic waste, consisting of a gas-tight closable, an inlet for the organic waste and a gas outlet having pre-fermentation chamber and one with the pre-fermentation chamber via a connecting line coupled, gas-tight closable, a gas outlet and an overflow for the dismantled post-fermentation chamber that can be used as fertilizer.

Der erste Faulraum mit Schlammumwälzung mittels eingepresstem Methangas wurde im Jahr 1952 in den U.S.A. in Betrieb genommen.The first digester with sludge circulation using injected methane gas was commissioned in the U.S.A. in 1952.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Schlamm durch das beim Faulprozess entstehende Methangas umgewälzt.In this known device, the sludge is through the digestion process resulting methane gas is circulated.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art wird das beim Faulprozess entstehende Methangas durch spezielle Diffusoren, die auf dem Grund des Faulraums angeordnet sind, hindurchgepresst und damit eine gute Durchmischung der Bakterienflora mit dem Nahrungsmilieu erreicht.In a known device of the type mentioned above Methane gas produced during the digestion process through special diffusers on the bottom of the digester are arranged, pressed through and thus good mixing reached the bacterial flora with the food environment.

Dank dieser starken Umwälzung entsteht ei homogenes Schlammgemisch, das trotz der einfachen Faulraumform weder Ablagerungen noch eine Schwimmschlammdecke erzeugt.Thanks to this strong circulation, a homogeneous sludge mixture is created, In spite of the simple shape of the septic tank, neither deposits nor a floating sludge cover generated.

Durch das Ausschalten von toten Zonen sowie durch die gute Durchmischung wird eine hohe Gasproduktion erzielt, was in direktem Zusammenhang mit einer guten Schlanunfaulung steht.By eliminating dead zones and by good mixing a high gas production is achieved, which is directly related to a good Schlanunfaulung stands.

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das zur Umwälzung des Schlammgemisches notwendige Methangas jedoch durch spezielle Gaskompressoren in den Faulraum eingepresst.Diese speziellen Gaskompressoren stellen einen erheblichen Investitionsaufwand dar. Ausserdem sind diese Kompressoren sehr störungsanfällig und korrodieren sehr schnell. Ausserdem erfordern bekannte Vorrichtungen für die Substratführung und für ihren Betrieb meistens mehrere Pumpen und mechanische Rührwerke mit einem hohen Energiebedarf.In this known device, this is used to circulate the sludge mixture The necessary methane gas, however, is pressed into the digester by means of special gas compressors special gas compressors represent a considerable investment. In addition these compressors are very prone to failure and corrode very quickly. Besides that require known devices for the substrate guide and for their operation mostly several pumps and mechanical agitators with a high energy requirement.

Deshalb liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die wie die bekannte Vorriciitung aus einer Vorgärkammer und aus einer Nachgärkammer aufgebaut ist, bei welcher jedoch keine speziellen Kompressoren erforderlich sind, und mit welcher auch ohne Kompressoren eine sehr gute Durchmischung des Schlammgemisches ohne die Bildung von Schwimmschlammdecken oder Ablagerungen und eine hohe Gasproduktion mit verbesserter Gasqualität erreicht wird.Therefore, the present invention has for its object to be a Specify device of the type mentioned, which like the known Vorriciitung is composed of a pre-fermentation chamber and a post-fermentation chamber, but in which no special compressors are required, and with which also without compressors very good mixing of the sludge mixture without the formation of floating sludge layers or deposits and a high gas production with improved gas quality is achieved will.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in der Verbindungsleitung zwischen der Vorgärkammer und der Nachgärkammer ein Ventil angeordnet ist, das bis zum Erreichen einer Druckdifferenz zwischen der Vorgärkammer und der Nachgärkammer von mindestens 1 bar geschlossen ist, so dass bei geöffnetem Ventil der Klärschlamm von der Vorgärkammer in die Nachgärkammer und umgekehrt gedrückt werden kann. Bei einer Erwärmung der Vorgärkwwner auf ca.350C wird beispielsweise innerhalb von 1 bis 5 Tagen je nach dein Volumen des Gasraumes in der Vorgärkammer ein Überdruck von 3 bar erreicht, der mit der Zeit noch weiter zunimmt. Bleibt das in der Verbindungsleitung zwischen der Vorgärkammer und der Nachgärkammer vorhandene Ventil so lange geschlossen, bis sich in der Vorgärkammer ein Überdruck von mindestens 1 bar, vorzugsweise von 3 bar oder mehr aufgebaut iiat, und wird das Ventil erst geöffnet, wenn ein derartiger Uberdruck vorhanden ist, dann presst dieser Eigendruck das in der Vorgärkammer vorhandene Gärschlammgemisch durch die Verbindungsleitung zwischen der Vorgärkammer und der Nachgärkaminer in die Nachgärkammer hinein, wobei der Gärschlamm durchmischt und eine Schwimmschlammdeckenbildung sicher vermieden wird, ohne dass ein mechanisches Rührwerk erforderlich wäre.This object is achieved according to the invention in that in the connecting line a valve is arranged between the pre-fermentation chamber and the secondary fermentation chamber, which up to to achieve a pressure difference between the pre-fermentation chamber and the secondary fermentation chamber is closed by at least 1 bar, so that with the valve open the sewage sludge is pressed from the pre-fermentation chamber into the secondary fermentation chamber and vice versa can be. If the pre-fermentation owner is heated to around 350C, for example within 1 to 5 days depending on the volume of the gas space in the pre-fermentation chamber reaches an overpressure of 3 bar, which increases even further over time. That remains existing in the connection line between the pre-fermentation chamber and the secondary fermentation chamber Valve closed until there is an overpressure of at least 1 bar, preferably 3 bar or more built up iiat, and the valve is only opened when such an overpressure is present, then this intrinsic pressure presses the fermentation sludge mixture present in the pre-fermentation chamber through the connection line between the pre-fermentation chamber and the post-fermentation chamber into the post-fermentation chamber, wherein the fermentation sludge is mixed and a floating sludge layer is reliably avoided without the need for a mechanical agitator.

Es ist in vorteilhafter Weise auch möglich, in der Nachgärkimmer einen höheren Druck aufzubauen als in der Vorgärkammer, bzw. abwechselnd in der Vorgärkanimer bzw. in der Nachgärkammer einen höheren Druck aufzubauen, und den Gärschlainin durch diese Eigendruckdifferenz zwischen den beiden Gärkammern hin- und herudrücken und so für eine ausgezeichnete Durchmischung der Schlämme zu sorgen, ohne dass mechanische Rührwerke erforderlich wären.It is also possible in an advantageous manner to have one in the secondary fermentation room Build up higher pressure than in the pre-fermentation chamber or alternately in the pre-fermentation bin or to build up a higher pressure in the post-fermentation chamber, and the Gärschlainin through push this internal pressure difference between the two fermentation chambers back and forth and so to ensure an excellent mixing of the sludge without mechanical Agitators would be required.

Zur weiteren Verbesserung der Durchmischung des Gärschlammes in der Nachgärkammer sind bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung die Vorgärkammer und die Nachgärkammer mit voneinander getrennten Gasbehältern verbunden und ist der Gasauslass der Vorgärkammer ausserdem über ein Dreiwegventil mit einer Gasrohrleitung verbunden, die in den Boden der Nachgärkammer einmündet.Durch diese Gasrohrleitung ist es möglich, Gas mit Überdruck aus dem Gasbeh.-ilter der Vorgärkammer bzw. unmittelbar aus der Vorgärkammer in die Nachgärkammer einzuleiten und das so eingeleitete Gas ztit weiteren Durchmischung des Schlammgemisches in der Nachgärkammer zu verwenden. Dabei wird ausserdem der vorteilhafte Effekt erzielt, dass aus dem unter Druck in die Nachgärkammer eingeleiteten Gas, bedingt durch den hohen Druck und den PH-wert des Gärschlanunes in der Grössenordnung wischen 7,5 und 8,5 der Schwefelwasserstoff und das Kohlendioxid grossteils ausgewaschen werden, so dass das nach der Nachgärkainmer in einem zweiten Gasbehälter gesammelte Gas in Abhängigkeit vom Substrat nur noch grössenordnungs mässig 10 bis 20 % Kohlendioxid enthält und somit eine Qualität besitzt, welche an die von Erdgas herankommt.To further improve the mixing of the fermentation sludge in the In a preferred embodiment of the invention, secondary fermentation chambers are the pre-fermentation chambers and the secondary fermentation chamber is connected to and is connected to separate gas containers the gas outlet of the pre-fermentation chamber also via a three-way valve with a gas pipe which opens into the bottom of the post-fermentation chamber. Through this gas pipeline it is possible to take gas with overpressure from the gas container filter of the pre-fermentation chamber or directly from the pre-fermentation chamber into the Initiate secondary fermentation chamber and so Introduced gas with further mixing of the sludge mixture in the secondary fermentation chamber to use. The advantageous effect is also achieved that from the Gas introduced into the secondary fermentation chamber under pressure due to the high pressure and the pH value of the fermentation tube in the range of between 7.5 and 8.5 Most of the hydrogen sulfide and carbon dioxide are washed out so that depending on the gas collected in a second gas container after the secondary fermentation chamber of the substrate only contains 10 to 20% carbon dioxide and thus has a quality that comes close to that of natural gas.

Anstelle eines Dreiwegventiles ist es selbstverständlich auch möglich, in die Gasleitungen voneinander getrennte Ventile einzusetzen und diese manuell oder automatisch zu steuern.Instead of a three-way valve, it is of course also possible insert separate valves in the gas lines and manually or to control automatically.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Gasrohrleitung eine mit einem Ventil versehene Abzwei(3-leitung auf, die in den Boden der Vorgärkammer einmündet Mit dieser in den Boden der Vorgärkammer einmündenden Abzweigleitung ist es in einfacher Weise möglich, das in der Vorgärkammer entstehende Gas mit seinem Uberdruck im mit der Vorgärkammer verbundenen Gasbehälter zu sammeln und nach einer Ausleitung eines Teiles des Faulschlammes in die Nachgnrkammer und den dadurch in der Vorgärkammer sich ergebenden niedrigeren Druck, einen Teil des Gases aus dem Gasbehalter der Vorgärkammer in die Vorgärkammer einzupressen und dabei eine schwimmschlaummdeckenbildung oder eine Ablagerung des Faulschlammes in der Vorgärkammer in einfacher Weise zu vermeiden. Ausserdem dient auch diese Einleitung von Gas in die Vorgärkammer der ersten Vorreinigung des Gases d.h. der Auswaschung von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid.In a preferred development of the invention, the gas pipeline a valve provided with a branch (3-pipe, which goes into the bottom of the pre-fermentation chamber opens with this branch line opening into the bottom of the pre-fermentation chamber it is possible in a simple manner to use the gas produced in the pre-fermentation chamber To collect excess pressure in the gas container connected to the pre-fermentation chamber and after a Part of the digested sludge is diverted into the secondary fermentation chamber and the resulting in the lower pressure resulting from the pre-fermentation chamber, some of the gas from the Pressing the gas holder of the pre-fermentation chamber into the pre-fermentation chamber, thereby creating a floating blanket or a deposit of digested sludge in the pre-fermentation chamber in a simple manner avoid. This introduction of gas into the pre-fermentation chamber is also used first pre-cleaning of the gas, i.e. the scrubbing of hydrogen sulfide and carbon dioxide.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ventil in der Abzweigleitung derart gesteuert, dass es nur geöffnet wird, wenn der Druckunterschied zwischen der zum Gasauslass und zum Gasbehälter gerichteten Seite des Dreiwegventils einen vorgegebenen Wert übersteigt.Diese Steuerung kann manuell oder vorzugsweise vollautomatisch erfolgen. Im zuletzt genannten Fall ergibt sich ein quasi kontinuierlicher Verfahrensablauf zur Erzeugung von Biogas in Form von rclativ reinem Methan und/oder von hochwertigen, nahezu geruchlosem Dünger. Selbstverständlich kann auch in die Gasrohrleitung, welche in den Boden der Nachgärkammer einmündet, ein Ventil eingebaut sein, das wie das Ventil in der Abzweigleitung zur Vorgärkammer gesteuert wird.In a further development of the invention, the valve is in the branch line controlled in such a way that it is only opened when the pressure difference between the one to the gas outlet and the side of the three-way valve facing the gas container exceeds a predetermined value. This control can be manual or preferred take place fully automatically. In the last-mentioned case, the result is a quasi-continuous one Process sequence for the production of biogas in the form of rclatively pure methane and / or of high-quality, almost odorless fertilizer. Of course, the Gas pipeline, which opens into the bottom of the post-fermentation chamber, a valve installed which is controlled like the valve in the branch line to the pre-fermentation chamber.

Um in jedem möglichen Betriebszustand der erfindungsgemäßssen Vorrichtung in der Vorgärkammer definierte Druckverhältnisse zu erreichen, weist bei einer Weiterbildung der Erfindung der Einlass in die Vorgärkammer ein Ventil auf, das in Abhangigkeit vom Druck der Vorgärkammer geöffnet wird, wenn der Druck in der Vorgärkammer unter einen vorgegebenen Wert absinkt, wobei das in der Verbindungsleitung befindliche Ventil geschlossen ist, während das Hin iassventil geöffnet ist. Auch diese Drucksteuerung kann manuell oder vorzugsweise vollautomatisch durchgeführt werden, so dass eine quasi kontinuierliche Zuführung von frischer Biomasse und ein quasi kontinuierlicher Abbau dieser Biomasse und deren Umwandlung in Biogas in Form von Methangas und/oder hochwertigem Dünger möglich ist. Die Nachgärkammer kann gleich ausgerüstet sein wie die Vorgärkammer, d.h. ebenfalls einen Ein lass mit einem Ventil und einen absperrbaren Uberlauf für Dünger aufweisen. Damit ist es möglich, die Anlage in umgekehrter Richtung von der Nachgärkammer zur Vorgärkammer zu betreiben, bzw. den Gärschlamm zwiscehn der Vorgärkammer und der Nachgärkammer hin- und herzudrücken und dadurch Schwimmschlammdecken zu verhindern, ohne dass mechanische Rührwerke erforderlich wären, und aus dem entstehenden Biogas, d. h. Methangas Kohlendioxid tInd Schwefelwasserstoff unter Druck auszuwaschen, ohne dass dazu eigene spezielle Kompressoren crforclerl ich wären.To in every possible operating state of the device according to the invention Achieving defined pressure ratios in the pre-fermentation chamber shows in a further development the invention of the inlet into the pre-fermentation chamber on a valve that depends on by the pressure of the pre-fermentation chamber is opened when the pressure in the pre-fermentation chamber falls below drops a predetermined value, with the one in the connecting line Valve is closed while the inlet valve is open. Also this pressure control can be carried out manually or preferably fully automatically, so that a quasi-continuous supply of fresh biomass and a quasi-continuous one Degradation of this biomass and its conversion into biogas in the form of methane gas and / or high quality fertilizer is possible. The post-fermentation chamber can be equipped in the same way like the pre-fermentation chamber, i.e. also an inlet with a valve and a lockable one Have overflow for fertilizer. This makes it possible to operate the system in the opposite direction to operate from the secondary fermentation chamber to the pre-fermentation chamber, or the fermentation sludge between Push the pre-fermentation chamber and the post-fermentation chamber back and forth and thereby cover the floating sludge to prevent, without the need for mechanical agitators, and from the resulting Biogas, d. H. Methane gas carbon dioxide and hydrogen sulfide to be scrubbed under pressure, without my own special compressors being crforclerl.

Weitere Vorteile der erfindungsgemässen Vorrichtung bestehen insbesondere darin, dass durch die Einleitung des in der Vorgärkammer erzeugten Biogases in die Nachgärkammer bzw.Further advantages of the device according to the invention exist in particular that by introducing the biogas generated in the pre-fermentation chamber into the Post-fermentation chamber or

in die Vorgärkammer und in die Nachgärkammer neben einem Gasreinigunseffekt insbesondere eine Schwimmschlammdeckenbildung bzw. Ablagerungen verhindert werden, ohne dass in der Vorrichtung eigene Rührwerke oder spezielle Kompressoren erforderlich wären.in the pre-fermentation chamber and in the post-fermentation chamber in addition to a gas cleaning effect In particular, a floating sludge blanket or deposits are prevented, without the need for separate agitators or special compressors in the device would be.

Insgesamt ergibt sich also eine einfach aufgebaute Vorrichtung mit einem hohen Wirkungsgrad und einer hohen Biogas-bzw. Dünger-Ausbeute.Overall, therefore, a simply constructed device also results a high efficiency and a high biogas or. Fertilizer yield.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung eignet sich durch ihren einfachen und quasi wartungsfreien Aufbau und ihre einfache Bedienbarkeit nicht nur für Grossanlagen, sondern insbesondere auch für Kleinanlagen in lariiwirtsc!iaft liciien Betrieben.The device according to the invention is suitable because of its simple design and quasi maintenance-free construction and their ease of use not only for large systems, but especially for small systems in lariiwirtsc! iaft liciien companies.

Durch ihren einfachen und wartungsfreien Aufbau und den äusserst geringen Eigenenergiebedarf ist die erfindungsgemässe Vorrichtung insbesondere auch zum Einsatz in Entwicklungsländern geeignet. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in vorteilhafter Weise auch dazu geeignet, einer kommunalen Kläranlage vor- und/oder nachgeschaltet zu werden.Due to their simple and maintenance-free structure and the extremely small The device according to the invention is in particular also used for its own energy requirement suitable in developing countries. The device according to the invention is more advantageous Way also suitable for upstream and / or downstream of a municipal sewage treatment plant to become.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas und/oder Dünger, und Fig. 2 ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung gemäss Fig.1 in einem regenerativen Bio-Kreisprozess.Further details, features and advantages emerge from the following Description of an embodiment example shown schematically in the drawing the invention. Show it: Fig. 1 shows a device for generating of biogas and / or fertilizer, and FIG. 2 shows an application example of the device according to Fig.1 in a regenerative bio-cycle process.

Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas und/oder Dünger und besteht aus einer gasdicht vcrschliessbaren Vorgärkammer 1 und einer mit der Vorgärkammer 1 über eine Vcrbindunyslcitung gekoppelten, gasdicht verschliessbaren Nachgärkammer 3. Die Verbindungsleitung 2 kann sich in jeder belicbigen Höhe befinden. Vorzugsweise kann die beiden Kammern 1 und 3 in ihrem oberen Bereich mit ein inder verbinden, um bei geöffnetem vertil 10 Schwimmschlammdecken zu zerstören.FIG. 1 shows a device for generating biogas and / or Fertilizer and consists of a gas-tight, lockable pre-fermentation chamber 1 and a with the pre-fermentation chamber 1 via a connection coupled, gas-tight closable Post-fermentation chamber 3. The connecting line 2 can be at any height. The two chambers 1 and 3 can preferably have an inder in their upper area Connect to destroy 10 floating mud covers when the vertil is open.

Die Vorgärkammer 1 weist ausser der Verbindungsleitung 2 auf ihrer Oberseite einen Einlass 4 für die organischen Abfälle und einen Gasauslass 5 auf. Der Gasauslass 5 ist über ein Dreiwegventil 6 mit einer zu einem Gasbehälter 7 führenden Rohrleitung 8 und mit einer Gasrohrleitung 9 verbunden.The pre-fermentation chamber 1 has, in addition to the connecting line 2, on its Top an inlet 4 for the organic waste and a gas outlet 5. The gas outlet 5 is connected to a gas container 7 via a three-way valve 6 Pipeline 8 and connected to a gas pipeline 9.

Ausserdem können die Vorgärkammern 1 und die Nachgärkammer 3 je einen absperrbaren Auslass 41 für absetzbare Stoffe aufweisen.In addition, the pre-fermentation chambers 1 and the secondary fermentation chamber 3 can each have one Have shut-off outlet 41 for settable substances.

In der Verbindungsleitung 2 zwischen der Vorgärkammer 1 und der Nachgärkammer 3 ist ein Ventil 10 angeordnet, das erst geöffnet wird, wenn in der Vorgärkammer 1 ein ueberdruck von mindestens 1 bar, vorzugsweise von 3 bar oder grösser vorhanden ist. Das bedeutet, dass in einem ersten Arbeitsschritt bei geschlossenem Ventil 10 und geschlossenem Dreiwegventil 6 durch den Einlass 4, d.h. bei geöffnetem Einlassventil 11 organische Abfälle, sogenanntes Substrat, in die Vorgarkammer 1 eingefüllt wird. Die Vorgärkammer 1 weist eine nicht dargestellte Heizeinrichtung auf, welche die Vorgärkammer auf eine Temperatur um 350C aufheizt. Dabei setzt ein Faulprozess ein, der aus dem Substrat Methangas abspaltet.In the connecting line 2 between the pre-fermentation chamber 1 and the secondary fermentation chamber 3 a valve 10 is arranged, which is only opened when in the pre-fermentation chamber 1 there is an overpressure of at least 1 bar, preferably 3 bar or greater is. This means that in a first work step with the valve 10 and closed three-way valve 6 through inlet 4, i.e. with the inlet valve open 11 organic waste, so-called substrate, is filled into the pre-cooking chamber 1. The pre-fermentation chamber 1 has a heating device, not shown, which the Pre-fermentation chamber is heated to a temperature of around 350C. A rotting process sets in, which splits off methane gas from the substrate.

Nach dem Einfüllen des Substrates wird das Einlassventil 11 geschlossen, so dass die Vorgärkammer 1 gasdicht verschlossen ist und das beim Faulprozess entstehende Methangas in der Vorgärkammer 1 einen Überdruck aufbaut. Dieser Überdruck kann über das Dreiwegventil 6 in den Gasbehälter 7 und/oder durch die Gasrohrleitung 9 in die Nachgärkammer 3 eingeleitet werden.After filling in the substrate, the inlet valve 11 is closed, so that the pre-fermentation chamber 1 is sealed gas-tight and that which occurs during the digestion process Methane gas builds up an overpressure in the pre-fermentation chamber 1. This overpressure can be over the three-way valve 6 into the gas container 7 and / or through the gas pipeline 9 in the secondary fermentation chamber 3 are initiated.

Eine Einleitung in die Nachgärkammer 3 führt dazu, dass das in der Nachgärkammer 3 vorhandene Substrat durch die aufsteigenden Gasperlen intensiv durchmischt wird, so dass eine Schwimmschlammdeckenbildung oder Ablagerungen in der Nachgärkammer 3 in einfacher Weise vermieden werden und gleichzeitig das Gas einer Druckreinigung unterzogen wird, weil das sich mit dem Methangas bildende Kohlendioxidgas und der Schwefelwasserstoff unter Druck ausgewaschen werden. Dadurch nimmt in vorteilhafter Weise der Methangasanteil von üblicherweise 502 auf 80% und mehr zu. Dies bedeutet jedoch, dass das erzeugte Methangas in der erfindungsgemässen Vorrichtung eine Erdgasqualität erreicht.An introduction into the secondary fermentation chamber 3 leads to the fact that in the Post-fermentation chamber 3 existing substrate thoroughly mixed by the rising gas bubbles so that a scum layer or deposits in the secondary fermentation chamber 3 can be avoided in a simple manner and at the same time the gas of a pressure cleaning is subjected because the carbon dioxide gas formed with the methane gas and the Hydrogen sulfide can be washed out under pressure. This takes in more advantageous Assign the methane gas content from usually 502 to 80% and more. this means however, that the methane gas produced in the device according to the invention is of natural gas quality achieved.

Das in der Verbindungsleitung 2 vorhandene Ventil 10 kann manuell geöffnet werden, wenn der überdruck in der Vorgärkammer 1 mindestens 1 bar beträgt, oder es kann automatisch geöffnet werden, indem der mittels eines Druckmessers 12 gemessene Druck das Ventil 10 ansteuert. Dieser Druckmesser 12 kann auch das Einlassventil 11 automatisch steuern und das Einlassventil 11 öffnen, wenn der Druck in der Vorgärkammer 1 unter einen bestimmten Grenzwert absinkt. Ein derartiges Absinken des Druckes unter einen bestimmten Grenzwert tritt immer dann ein, wenn das Ventil 10 geöffnet ist und das in der Vorgärkammer 1 vorhandene Substrat in die Nachgärkammer gepresst wird.The existing in the connecting line 2 valve 10 can be done manually opened when the overpressure in the pre-fermentation chamber 1 is at least 1 bar, or it can be opened automatically by means of a pressure gauge 12 measured pressure controls valve 10. This pressure gauge 12 can also be the inlet valve 11 automatically control and open the inlet valve 11 when the Pressure in the pre-fermentation chamber 1 drops below a certain limit value. Such a thing The pressure drops below a certain limit value whenever the valve 10 is open and the substrate present in the pre-fermentation chamber 1 in the secondary fermentation chamber is pressed.

Der Gasanschluss 5 der Vorgärkammer 1 und der Gasanschluss 13 der Nachgärkanuner 3 sind mit voneinander getrennten Gasbehältern 7 und 14 verbunden. Dabei dient der Gasbehälter 7 in erster Linie dazu, das in der Vorgärkammer 1 erzeugte Biogas zu speichern und bei entsprechend geöffnetem Dreiwegventil 6 und geschlossenem Ventil 15 durch die Gasrohrleitung 9 in die Nachgärkanuner 3 ein und durch da in der Nachgärkammer 3 vorhandene Substrat hindurchzutreten.The gas connection 5 of the pre-fermentation chamber 1 and the gas connection 13 of the Post-fermentation canisters 3 are connected to gas containers 7 and 14 that are separate from one another. The gas container 7 is primarily used to store that produced in the pre-fermentation chamber 1 To store biogas and with the three-way valve 6 open and closed accordingly Valve 15 through the gas pipeline 9 in the Nachgärkanuner 3 and through there in the secondary fermentation chamber 3 existing substrate to pass through.

Die Gasrohrleitung 9 weist eine mit einem Ventil 15 versehene Abzweigleitung 16 auf, die in den Boden <1er Vorgärkammer 1 einmündet. Das Ventil 15 in der Abzweigleitung 16 kann derart gesteuert sein, dass es nur geöffnet wird, wenn der Druckunterschied zwischen dem Gasanschluss 5 und der Rohrleitung 8, bzw. dem Gasbehälter 7 einen vorgegebenen Wert übersteigt. Dazu ist in die Rohrleitung 8 ein Druckmesser 17 eingeschaltet und ist zwischen den Druckmessern 12 und 17 ein Differenzdruckmesser 18 eingeschaltet, welcher das Ventil 15 steuert. Diese Steurung ist durch die strichlierte Linie 19 angedeutet worden. Wenn die Druckdifferenz zwischen dem Druckbehälter 7 und in der Vorgärkammer 1 einen vorgegebenen Wert übersteigt, steuert der Differenzdruckmesser 18 das Ventil 15 derart, dass es geöffnet wird und das im Behälter 7 vorhandene Gas durch das Dreiwegventii 6 und die Gasrohrleitung 9 in die Vorgärkammer 1 und in die Nachgärkammer 3 einströmt. Dabei wird in der Vorgärkammer 1 und in der Nachgärkammer 3 für eine innige Durchmischung des Substrates gesorgt, so dass eine Schwbnmschlammdeckenb ildung bzw. Absetzungen in den Kammern 1 und 3 vermieden werden. Ausser dieser guten Durchmischung der Schlämme in den Kammern 1 und 3 erfolgt in vorteilhafter Weise gleichzeitig eine Druckwaschung des Methangascs, bei welcher Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff vom Methangas getrennt werden. Dadurch entsteht ein hochreines Methangas, das bei geöffnetem Ventil 13 im Gasbehälter 14 gesammelt wird.The gas pipeline 9 has a branch line provided with a valve 15 16, which opens into the bottom <1 pre-fermentation chamber 1. The valve 15 in the Branch line 16 can be controlled so that it is only opened when the Pressure difference between the gas connection 5 and the pipeline 8 or the gas container 7 exceeds a predetermined value. For this purpose, a pressure gauge is in the pipeline 8 17 switched on and is a differential pressure meter between the pressure gauges 12 and 17 18 switched on, which controls the valve 15. This control is indicated by the dashed line Line 19 has been indicated. When the pressure difference between the pressure vessel 7 and in the pre-fermentation chamber 1 exceeds a predetermined value, the differential pressure meter controls 18 the valve 15 in such a way that it is opened and the one present in the container 7 Gas through the Dreiwegventii 6 and the gas pipe 9 in the pre-fermentation chamber 1 and flows into the secondary fermentation chamber 3. This is done in the pre-fermentation chamber 1 and in the post-fermentation chamber 3 ensured an intimate mixing of the substrate, so that a Schwbnmschlammdeckb Formation or deposits in chambers 1 and 3 can be avoided. Except for these good ones Mixing the sludge in the Chambers 1 and 3 takes place in an advantageous manner Simultaneously pressurize the methane gas with carbon dioxide and hydrogen sulfide are separated from the methane gas. This creates a very pure Methane gas that is collected in the gas container 14 when the valve 13 is open.

Ein Auslassventil 20 ist im Überlauf 22 mit einer Uberlaufsäule 21 verbunden, so dass der Druck in der Nachgärkammer 3 einen durch die Überlauf säule 21 gegebenen Wert nicht unterschreiten kann. Durch dieses Auslassvcntil 20 und die Überlaufsäule 21 wird in vorteilhafter Weise ein Dünger gcwonnen, der fast geruchfrei ist und eine sehr gute Düngewirkung ergibt, während das Methangas im Gasbehälter 14 gesammelt oder über den Gasbehälter 14 in ein Erdgasnetz eingespeist werden kann.An outlet valve 20 is in the overflow 22 with an overflow column 21 connected, so that the pressure in the secondary fermentation chamber 3 is a column through the overflow 21 cannot fall below the given value. Through this Auslassvcntil 20 and the Overflow column 21, a fertilizer is obtained in an advantageous manner, which is almost odorless and produces a very good fertilizing effect while the methane gas is in the gas tank 14 can be collected or fed into a natural gas network via the gas tank 14.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung aus einer Vorgärkammer 1 und e einer Nachgärkammer 3 in einem regenerativ(n Bio-Kreisprozess. Die Vorgärkammer 1 ist mit einem Ein lass 4 verbunden, der durch ein Einlassventil 11 verschlossen werden kann und der sich in einen Einlass 4a zur Zuführung frischen Abfalles und in einen Einlass 4b aufzweigt, der später beschrieben wird. Die Vorgärkammer 1 und die Nachgärkammer 3 sind über eine Verbindungsleitung 2 verbunden, in der ein Ventil 10 angeordnet ist. Dieses Ventil 10 wird nur geöffnet, wenn der Druckunterschied zwischen dem Druck in der Vorgärkammer 1 und dem Druck in der Nachgärkammer 3 unabhängig von der Richtung des Druckgefälles grösser ist als 1 bar, so dass der in den Gärkammern 1 und 3 vorjiandene Gärschlamm durch diesen Eigendruck in beiden Richtungen hin-und hergedrückt werden kann. Durch diese Hin- und ilerbewegung des Gärschlammes werden Schwimmschlammdecken sowohl in der Vorgärkammer 1 als auch in der Nachgärkammer 3 sicher vermieden.Figure 2 shows a device according to the invention from a pre-fermentation chamber 1 and e of a post-fermentation chamber 3 in a regenerative (n bio-cycle process. The pre-fermentation chamber 1 is connected to an inlet 4, which is closed by an inlet valve 11 can be and which is in an inlet 4a for the supply of fresh waste and branches into an inlet 4b which will be described later. The pre-fermentation chamber 1 and the secondary fermentation chamber 3 are connected via a connecting line 2 in which a valve 10 is arranged. This valve 10 is only opened when the pressure difference between the pressure in the pre-fermentation chamber 1 and the pressure in the secondary fermentation chamber 3 independently from the direction of the pressure gradient is greater than 1 bar, so that that in the fermentation chambers 1 and 3 existing fermentation sludge due to this intrinsic pressure in both directions can be pushed. By this back and forth movement of the fermentation sludge Floating mud blankets both in the pre-fermentation chamber 1 as well as in the Post-fermentation chamber 3 safely avoided.

Die Nachgärkammer 3 weist einen Uberlauf 22 auf, der nach einem Ventil 20 in eine Uberlaufsäule 21 einmündet. Die Uberlaufsäule 21 ist über ein Ventil 23 mit einem Faulschlammdüngebehälter 24 verbunden. In den Faulschlammdüngebehälter 24 mündet eine durch ein Ventil 25 absperrbare Rohrleitung 26, die mit dem Gasbehälter 7 verbunden ist. Ausserdem mündet in den Faulschlammdüngebehälter 24 eine mit der Nachgärkammer 3 verbundene und durch ein Ventil abschliessbare Rohrleitung. Durch die Rohrleitung 26 kann der im Faulschlammdüngebehälter 24 befindliche Dünger durch die vorzugsweise wärmeisolierte ohrlcitun 27 entweder in einen 13chciltcr 28 oder bei 29 ins Freie ausgegeben werden.The secondary fermentation chamber 3 has an overflow 22 which, after a valve 20 opens into an overflow column 21. The overflow column 21 is via a valve 23 connected to a digested sludge fertilizer container 24. In the digested sludge fertilizer container 24 opens a pipe 26 which can be shut off by a valve 25 and which is connected to the gas container 7 is connected. In addition, one opens into the digested sludge fertilizer container 24 with the Post-fermentation chamber 3 connected and lockable by a valve pipeline. By the pipe 26 can carry the fertilizer in the digested sludge fertilizer container 24 through the preferably thermally insulated ear tube 27 either in a 13chciltcr 28 or at 29 can be spent outdoors.

Das in der Nachgärkammer 3 entstehende Methangas wird durch die Rohrleitung 13 geleitet und im Gasbehälter 14 gesammelt und über cille liohrlcituny 30, die ein nicht dargestelltes Ventil aufweist, in einem Gasmotor 31 verbrannt. Dabei wird das Methangas mit in einem Wärmetauscher 40 vorgewärmter Luft gemischt und verbrannt und ein mit dem Gasmotor 31 gckoppcltcr elektrischer Generator 33 angetrieben.The methane gas produced in the secondary fermentation chamber 3 is released through the pipeline 13 passed and collected in the gas container 14 and over cille liohrlcituny 30, the has a valve, not shown, burned in a gas engine 31. It will the methane gas is mixed with air preheated in a heat exchanger 40 and burned and an electric generator 33 driven by the gas engine 31.

Das bei der Verbrennung von Methangas im Gasmotor 31 entstehende Kohlendioxid wird durch eine Rohrleitung 34 in ein Wasserbecken 35 im abgeschlossenen Behälter 28 eingeblasen. In diesem Wasserbecken 35 befinden sich schnell wachsende Pflanzen, beispielsweise Algen,Wasserhyazinthen o.dgl., welche zu ihrem schnellen Wachstum neben dem Kohlendioxid, das von in normaler Luft vorhandenen 0,15 bis 0.20 auf ca. 42 angereichert ist, eine Temperatur von ca. 30 0C und Licht benötigen, das durch eine lichtdurchlässige Abdeckplatte 36 in den Behälter 28 eintreten kann. Ein Düngemittelverteiler 37, der mit dem Eigendruck der Anlage arbeitet, düngt dabei die im Wasserbecken 35 vorhandenen Pflanzen. Die im Wasserbecken 35 im Überschuss vorhandenen schnell wachsenden Pflanzen werden über eine Fördereinrichtung 38 in den Einlass 4b geschüttet und der Vorgärkammer 1 zugeführt. Auf diese Weise ergibt sich ein caeschlossener Kreislauf, in dem Methangas von Erdgasqualität ein hochwertiger Dünger, Wärme und elektrische Encrgie gewonnen werden.Ausserdem können die schnell wachsenden Pflanzen auch der Ernährung von Tieren, z.B.von Speisekarpfen u.dgl., dienen.The carbon dioxide produced when methane gas is burned in the gas engine 31 is through a pipe 34 into a water basin 35 in the closed container 28 blown in. In this water basin 35 there are fast growing plants, For example, algae, water hyacinths or the like. Which contribute to their rapid growth In addition to carbon dioxide, which increases from 0.15 to 0.20 in normal air to approx. 42 is enriched, need a temperature of about 30 0C and light that passes through a transparent cover plate 36 can enter the container 28. A fertilizer distributor 37, which works with the system's own pressure, fertilizes the water in the water basin 35 existing plants. The rapidly growing ones present in excess in the water basin 35 Plants are poured into inlet 4b via a conveyor 38 and the pre-fermentation chamber 1 is supplied. This creates a closed cycle, in the methane of natural gas quality a high quality fertilizer, heat and electrical Encrgie can be gained. In addition, the fast-growing plants can also use the Serve to feed animals, e.g. common carp and the like.

Die im Gasmotor 31 erzeugte Abwärme kann dabei nicht nllr dem Wärmetauscher 40 zugeführt werden, sondern selbstverständlich auch für iieizungszwecke in der beschriebenen Anlage bzw. für externe Heizungszweicke verwendet werden.The waste heat generated in the gas engine 31 cannot go to the heat exchanger 40, but of course also for iieizungszwecke in the described system or for external heating purposes.

Da die Wasserpflanzen im Wasserbecken 35 eine an sich bekannte Reinigungswirkung ergeben, kann bei 39 reines Wasser entnommen werden.Since the aquatic plants in the water basin 35 have a cleaning effect known per se result, pure water can be taken at 39.

Claims (10)

Ansprüche: 1. Vorrichtung zur Erzeugung von Biogas und/oder Dünger aus organischen Abfällen, bestehend aus einer gasdicht verschliessbaren, einen Einlass für die organischen Abfälle und einen Gasauslass aufweisenden, erwärrnbaren Vorgärkammer und einer mit der Vorgärkammer über eine Verbindungsleitung gekoppelten, gasdicht verschliessbaren, einen Gasanschluss und einen überlauf für die abgebauten, als Dünger verwendbaren Abfälle aufweisende, erwärmbaren Nachgärkammer, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass in der Verbindungsleitung (2) zwischen der Vorgärkammer (1) und der Nachgärkammer (3) ein Ventil (10) angeordnet ist, das bis zum Erreichen einer Druckdifferenz zwischen der Vorgärkammer (1) und der Nachgärkam mer (3) von mindestens 1 bar geschlossen ist, so dass bei geöffnetem Ventil (10) der Gärschlamm in Abhängigkeit von der Druckdifferenz von der Vorgtirkallmler (1) in die Nachgärkammer (3) oder umgekehrt gedrückt werden kann. Claims: 1. Device for generating biogas and / or fertilizer from organic waste, consisting of a gas-tight sealable, an inlet for the organic waste and a heatable pre-fermentation chamber with a gas outlet and a gas-tight one coupled to the pre-fermentation chamber via a connecting line closable, a gas connection and an overflow for the dismantled, as Post-fermentation chamber which can be heated and which can be used as fertilizer, d a d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that in the connection line (2) between the pre-fermentation chamber (1) and the secondary fermentation chamber (3) a valve (10) is arranged, which is reached until a pressure difference between the pre-fermentation chamber (1) and the Nachgärkam mer (3) of at least 1 bar is closed, so that when the valve (10) is open, the fermentation sludge depending on the pressure difference from the pre-circulator (1) to the post-fermentation chamber (3) or vice versa can be pressed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgärkammer (1) und die Nachgärkammer (3) mit voneinander getrennten Gasbehältern (7, 14) verbunden sind und der Gasauslass (5) der Vorgärkammer (1) ausserdem über ein Dreiwegventil (G) mit einer Gasrohrleitun<j (9) verbunden ist, die in den Boden der Nachgärkammer (3) einmündet.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pre-fermentation chamber (1) and the secondary fermentation chamber (3) are connected to separate gas containers (7, 14) and the gas outlet (5) of the pre-fermentation chamber (1) also via a three-way valve (G) is connected to a gas pipeline (9) which runs into the bottom of the post-fermentation chamber (3) joins. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasrohrleitung (9) eine mit einem Ventil (15) versehene Abzweigleitung (16) aufweist, die in den Boden der Vorgärkammer (1) einmündet.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the gas pipeline (9) has a branch line (16) provided with a valve (15) which is fed into the The bottom of the pre-fermentation chamber (1) opens. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gckennzeichnet, dass das Ventil (15) in der Abzweigleitung (16) derart gesteuert ist, dass es nur geöffnet wird, wen der Druckunterschied zwischen der zum Gasauslass (5) und zum Gasbehälter (7) gerichteten Seite des Dreiwegventils (5) einen vorgegebenen Wert übersteigt.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the valve (15) in the branch line (16) is controlled in such a way that it is only opened if the pressure difference between the gas outlet (5) and the gas container (7) facing side of the three-way valve (5) exceeds a predetermined value. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dudul-cIl gekennzeichnet, dass der Einlass (4) in die Vorgärkammer (1) ein Ventil (11) aufweist, das in Abhäij<j i<jkeit vom Druck in der Vorgärkammer (1) geöffnet wird, wenn der Druck in der Vorgärkammer (1) unter einen vorgeyebenen Wert absinkt und dass das in der Verbindungsleitun (2) befindliche Ventil (10) geschlossen ist, wdhrend das Einlassventil (11) geöffnet ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized by dudul-cIl, that the inlet (4) in the pre-fermentation chamber (1) has a valve (11), which in Abhäij <j The pressure in the pre-fermentation chamber (1) opens when the pressure in the Pre-fermentation chamber (1) drops below a predetermined value and that this is in the connection line (2) located valve (10) is closed, while the inlet valve (11) is open is. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachyarkaxumer (3) einen Uberlauf (22) mit einem Auslassventil (20) aufweist, der über eine Uberlaufsäule (21) mit einem Faulschlammdüngebehälter (24) oder mit einem Frischschlammbehälter verbunden ist.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the Nachyarkaxumer (3) has an overflow (22) with an outlet valve (20), the overflow column (21) with a digested sludge fertilizer container (24) or with is connected to a fresh sludge tank. 7. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgärkammer (1) wie die Nachgärkammer (3) mit einem mit einem Einlassventil (11) versehenen Einlass (4) und mit einem Überlauf (22) versehen ist, der über ein Auslassventil (20) mit einer Überlaufsäule (21) verbunden ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the pre-fermentation chamber (1) like the post-fermentation chamber (3) with one with an inlet valve (11) provided inlet (4) and with an overflow (22) is provided, which over a Outlet valve (20) is connected to an overflow column (21). 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Faulschlammdüngebehälter (24) über eine absperrbare Rohrleitung (26) mit dem Gasbehälter (7) der Vorgärkammer (1) verbunden ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the digested sludge fertilizer container (24) via a lockable pipe (26) with the gas container (7) of the pre-fermentation chamber (1) is connected. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Faulschlammdüngebehälter (24) und/oder der Frischschlammbehälter über eine Rohrleitung (27) mit einer Einrichtung (28) verbunden ist, die mit dem Einlass (4) der Vorgärkammer (1) und/oder dem Einlass (4) der Nachgärkammer (3) verbunden ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that that the digested sludge fertilizer container (24) and / or the fresh sludge container via a Pipeline (27) is connected to a device (28) which is connected to the inlet (4) the pre-fermentation chamber (1) and / or the inlet (4) of the secondary fermentation chamber (3) is connected. 10.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung (27) mit einem Auslass (29) verbunden ist,durch den das Düngemittel durch den Eigendruck in Becken, Gefässe oder auf Bodenfiächen ausgetragen wird.10.Vorrichtung according to any one of claims 1 to 9, characterized in that that the pipe (27) is connected to an outlet (29) through which the fertilizer is carried out by the intrinsic pressure in basins, vessels or on floor surfaces.
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