DE3420433A1 - Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers - Google Patents

Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers

Info

Publication number
DE3420433A1
DE3420433A1 DE19843420433 DE3420433A DE3420433A1 DE 3420433 A1 DE3420433 A1 DE 3420433A1 DE 19843420433 DE19843420433 DE 19843420433 DE 3420433 A DE3420433 A DE 3420433A DE 3420433 A1 DE3420433 A1 DE 3420433A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
biomass
fermenter
microorganisms
biogas
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19843420433
Other languages
German (de)
Inventor
Siegmund J. 8000 München Buchner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZOERNER BUCHNER JULIANE
Original Assignee
ZOERNER BUCHNER JULIANE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZOERNER BUCHNER JULIANE filed Critical ZOERNER BUCHNER JULIANE
Priority to DE19843420433 priority Critical patent/DE3420433A1/en
Publication of DE3420433A1 publication Critical patent/DE3420433A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/10—Addition or removal of substances other than water or air to or from the material during the treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00—Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/50—Treatments combining two or more different biological or biochemical treatments, e.g. anaerobic and aerobic treatment or vermicomposting and aerobic treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34—Internal compartments or partitions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/58—Reaction vessels connected in series or in parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock
    • Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

A process for the simultaneous production of biogas (CH4 and CO2) and fertilisers from organic wastes (biomass) is composed of the following steps: In a prefermenter (1) conversion of the biomass is carried out by acid-forming microorganisms to form lower organic acids, CO2 and H2. In a main fermenter (2), in which optimal growth conditions for thermophilic microorganisms prevail, these intermediate products are then essentially converted to form CH4 and CO2. Finally, complete exhaustive fermentation of the biomass is carried out in a secondary fermenter (3) at about 70 to 135 DEG C, both additional biogas and also fertiliser being formed. The residence times of the biomass in the individual fermenter vessels (1, 2, 3) are appropriately controlled with respect to optimal energy yield. To increase the operational reliability, the pH is continuously controlled. <IMAGE>

Description

Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Biogas und Düngemitteln Process for the simultaneous production of biogas and fertilizers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Biogas und Düngemitteln aus organischen Abfallstoffen (Biomasse), bei dem ein fermentativer Abbau der Biomasse mittels Bakterienstämne erfolgt. Der Abbau durch säurebildende Bakterien ist dabei vom Abbau durch methanbildende Bakterien getrennt.The invention relates to a method for the simultaneous production of biogas and fertilizers organic waste (biomass), in which a fermentative Degradation of the biomass by means of bacterial strains he follows. The breakdown by acid-forming bacteria is separated from the degradation by methane-forming bacteria.

Bei bekannten Verfahren dieser Art (DE-PS 31 02 739) wird ein einziger Reaktorraum in einen Bereich zur Säuregärung und einen Bereich zur Methanbildung getrennt, wobei die Methanbildungszone das zehnfache Volumen der Säurebildungszone hat. Die aus der Säurebildung entstehenden Zwischenprodukte sinken in dem dafür abgeteil ten Raum nach unten und gelangen durch eine offene Verbindung in die Methanbildungszone. In der Zone für die Säurebildung herrscht dabei etwa eine Temperatur von 300C, in der Zone für die Methanbildung eine Temperatur von 35°C.In known processes of this type (DE-PS 31 02 739) a single reactor space is separated into an area for acid fermentation and an area for methane formation, the methane formation zone having ten times the volume of the acid formation zone. The intermediate products resulting from the acid formation sink into the space divided for this purpose and pass through an open connection into the methane formation zone. In the zone for the formation of acid approximately to a temperature of 30 0 C, in the zone for the methane formation prevails a temperature of 35 ° C.

Hierbei tritt der Nachteil auf, daS aufgrund der volumenmäßigen Aufteilung im Verhältnis 1:10 bei kontinuierlicher Zuführung von Biomasse diese in der wärmeren, methanbildenden Zone im Durchschnitt 10 mal länger verweilen muß als in der dergegenüber kälteren Zone für die Säuregärung. Dadurch wird das VerhältnisThis has the disadvantage that due to the volume-related Division in the ratio 1:10 with continuous Feeding of biomass this in the warmer, methane-forming zone on average 10 times longer must linger than in the, on the other hand, colder zone for acid fermentation. This will make the ratio

von verwerteter Biomasse und dazu zugeführter Wärmeenergie negativ beeinflußt. Auch finden die Methan bildenden Bakterien keine optimale Temperatur vor, wodurch die Ausbeute an Biogas (CH, und CO2) beeinträchtigt wird.negatively influenced by recovered biomass and the thermal energy supplied. The methane-forming bacteria also do not find an optimal temperature, which affects the yield of biogas (CH, and CO 2 ).

Zur Vermeidung von Betriebsstörungen aufgrund Übersäuerung ist zwar eine Trennung der Säurebildung von der Methanbildung vorgesehen; aber eine Alkalisierung der gärenden Bionasse aufgrund steigenden pH-Werts, was zu einer Beeinträchtigung der Wachstumsbedingungen der Mikroorganismen führt, wird nicht verhindert.To avoid malfunctions due to acidification, a separation of the acid formation from the formation of methane provided; but an alkalization of the fermenting Bionasse due to rising pH, which leads to an impairment of the growth conditions which leads to microorganisms is not prevented.

Schließlich ist auch keine weitere Verwertung der nur teilweise abgebauten Biomasse vorgesehen.Finally, no further utilization of the partially degraded biomass is planned.

Somit liegt der Erfindung als Aufgabe die Schaffung eines Verfahrens zum Abbau von Biomasse zugrunde, das im Betrieb eine erhöhte Zuverlässigkeit sowie in Hinblick auf Wirtschaftlichkeit eine erhöhte Effizienz aufweist.The object of the invention is thus to create a method for the degradation of biomass which has increased reliability in operation and increased efficiency in terms of economy.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in je einer Kammer eines Behälters oder in je einem Behälter folgende Schritte ablaufen:According to the invention, this object is achieved by that the following steps take place in each chamber of a container or in each container:

a) In einem Vorferrnenter mit Wachstumsbedingungen für mesophile Mikroorganismen wird die Biomasse aerob oder anaerob zum niederen organischen Säuren,a) In a forwarder with growth conditions for mesophilic microorganisms, the biomass becomes aerobic or anaerobic to lower organic acids,

CO« und H2 umgesetzt.CO «and H 2 implemented.

b) In einem Hauptfermenter mit Wachstumsbedingungenb) In a main fermenter with growing conditions

für thermophile Mikroorganismen werden die Zwischenprodukte durch Anaerobier zu CH. und C0? umgewandelt.for thermophilic microorganisms, the intermediate products become CH through anaerobes. and C0 ? converted.

c) In einem Nachfermenter wird die nun weitgehend abgebaute Biomasse mittels Anaerobier bei etwa 70°-135°C restlos ausgegärt, wobei das Düngemittel sowie zusätzliches Biogas entstehen.c) The now largely dismantled in a post-fermenter Biomass completely fermented by means of anaerobes at around 70 ° -135 ° C, with the fertilizer as well as additional Biogas is created.

Wichtig ist also die Aufteilung in drei Verfahrensschritte, die räumlich getrennt durchgeführt werden. Hierdurch können unterschiedliche Fermentationstemperaturen realisiert werden, wodurch insbesondere für die methanbildenden Bakterien optimale Wachstumsbedinungen hergestellt werden.It is therefore important to divide it into three procedural steps, which are carried out spatially separately. This allows different fermentation temperatures can be realized, whereby optimal growth conditions especially for the methane-forming bacteria getting produced.

Wichtig ist weiter, daß bei kontinuierlicher Zuführung der Biomasse deren Behandlungsdauern ta, tb und te mit den aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten immer kürzer werden (ta tb te), damit der Einsatz der zur Erwärmung notwendigen Energie in optimaler Weise reduziert wird. Dies läßt sich durch Steuerung der jeweiligen Verweildauern im Vorfermenter, Hauptfermenter und Nachfermenter erreichen.It is also important that with continuous feed of the biomass always have their treatment times ta, tb and te with the successive process steps become shorter (ta tb te) so that the use of the energy required for heating is reduced in an optimal way will. This can be done by controlling the respective residence times in the pre-fermenter, main fermenter and post-fermenter reach.

Λ-Λ-

Bevor die Biomasse dem Verfahren unterworfen wird, findet folgende Vorbehandlung statt:Before the biomass is subjected to the process, the following pretreatment takes place:

Die Biomasse, das können organische Abfall stoffe tierischer wie pflanzlicher Art als Einzel rohstoffe oder in beliebiger Mischform sein, wird zerkleinert, zu einer homogenen Masse vermischt und erwärmt. Durch das Zerkleinern wird erreicht, daß die den Methan bildenden Mikroorganismen später als Ansiedlungsflache zur Verfügung stehende Außenfläche der Biomasse partikel wesentlich vergrößert und damit die Methanbildung weiter begünstigt wird.Biomass can be organic waste from animal sources such as vegetable type as individual raw materials or be in any mixed form, is crushed, mixed into a homogeneous mass and heated. By the crushing is achieved that the methane-forming microorganisms later as a settlement area The available outer surface of the biomass particles is significantly increased, and with it the formation of methane is further favored.

Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich noch weiter dahingehend verfeinern, daß die mesophile Phase für sich in zwei aufeinanderfolgende Schritte unterteilt wird:The method according to the invention can be further refined to the effect that the mesophilic phase for divided into two successive steps will:

Zuerst findet hydrolytische Spaltung der vorbehandelten Abfall stoffe (Fest- und Flüssigstoffe) statt; es handelt sich dabei um die Spaltung von Makromolekülen, z.B. Fette, durch Wasseranlagerung. Da die Fette Energiespeicher sind, wird durch die hydrolytische Spaltung die Energiegewinnung insgesamt weiter verbessert. Im zweiten Schritt werden die dann entstandenen niedermolekularen Stooffe in bekannter Weise durch acetogene Bakterien in niederorganische Säuren unter Bildung von K„ und C0„ übergeführt. Zweckmäßig finden dieseFirst there is hydrolytic cleavage of the pretreated Waste materials (solids and liquids) instead; it is the cleavage of macromolecules, e.g. Fats, due to water retention. Since the fats are energy stores, this is done by hydrolytic cleavage overall energy generation further improved. In the second step, the resulting low molecular weight Substances in a known manner by acetogenic bacteria in low organic acids with formation transferred from K "and C0". Find this useful

beiden Unterschritte räumlich getrennt und ggf. unter aeroben Bedingungen statt, wobei man noch Alkohol gewinnen kann.The two sub-steps are spatially separated and, if necessary, take place under aerobic conditions, whereby one still Alcohol can win.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt in der erhöhten Zuverlässigkeit des Betriebsablaufs. Kommt es zu einer Übersäuerung (sinkender pH-Wert) oder Alkalisierung (steigender pH-Wert) der gärenden Biomasse, dann wird deren Abbau zu Biogas empfindlich gestört. Einerseits ist dagegen erfindungsgemäß eine zuätzliche Zuführung von Biomasse vorgesehen, die dann wie ein Puffer wirkt, indem sie entweder Säureionen abgibt oder entstehende Base bindet. Andererseits kann der gärenden Biomasse auch ständig Ammoniaklösung zugeführt werden, wobei die Zuführung entsprechend dem Verlauf des pH-Werts erhöht bzw. erniedrigt wird. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn bei den einzelnen Verfahrensschritten jeweils ein pH-Meter verwendet wird, wodurch die Regulierung des pH-Werts für den Vorfermenter, Hauptfermenter und Nachfermenter jeweils individuell erfolgen kann, sofern diesen je ein Zuführventil für Ammoniak zugeordnet ist. Mithin wird erreicht, daß der pH-Wert sich stets im Bereich zwischen 6,7 und 7,5 bewegt, aufgrunddessen optimale Lebensbedingungen für die Mikroorganismen gegeben sind.A particular advantage of the invention lies in the increased reliability of the operational sequence. It comes to one Acidification (decreasing pH value) or alkalization (increasing pH value) of the fermenting biomass, then becomes their degradation to biogas is severely disturbed. On the one hand, however, according to the invention there is an additional feed provided by biomass, which then acts like a buffer by either releasing acid ions or by forming Base binds. On the other hand, ammonia solution can also be continuously added to the fermenting biomass, whereby the supply is increased or decreased according to the course of the pH value. It is special here advantageous if a pH meter is used in each of the individual process steps, whereby the Regulation of the pH value for the pre-fermenter, main fermenter and post-fermenter can be carried out individually, provided that they each have a feed valve for ammonia assigned. This ensures that the pH value is always in the range between 6.7 and 7.5, because of this, optimal living conditions for the microorganisms given are.

S-S-

-J--J-

Mit der Nachgärung im Nachfermenter wird nicht nur weiteres Biogas erzeugt, sondern die Biomasse wird auch zu biologischen Voll dünger in fester und/oder flüssiger Form verwertet, der dann insbesondere in der Landwirtschaft eingesetzt werden kann.With the secondary fermentation in the secondary fermenter, not only is additional biogas generated, but the biomass is also generated can also be used to make complete organic fertilizer in solid and / or liquid form, which is then used in particular in can be used in agriculture.

Schließlich besteht ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens noch darin, daß aufgrund der optimierten Stoffwechsel bedingungen für die Mikroorganismen, insbesondere des thermophilen Betriebs im zweiten Verfahrensschritt und der Steuerung der Verweil zeiten bei den einzelnen Verfahrensstufen auch die Durchsatzrate der Biomasse hinsichtlich Biogasausbeute und Düngemittel gewinnung optimiert ist.Finally, one advantage of the method according to the invention is that, due to the optimized Metabolic conditions for the microorganisms, in particular the thermophilic operation in the second process step and the control of the dwell times in the individual Process stages also the throughput rate of the biomass in terms of biogas yield and fertilizer production is optimized.

Im folgenden wird die Ausführung der Erfindung anhand eines Laborbeispiels und der Zeichnung einer Systemanordnung zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung näher erläutert.In the following, the implementation of the invention is based on a laboratory example and the drawing of a system arrangement for carrying out the method explained in more detail in a schematic representation.

Im Rahmen eines Laborbeispiels wird eine z.B. aus Rindergülle bestehende Biomasse wird zerkleinert, homogenisiert und als wässrige Suspension in einen Erlenmeyer-Kolben eingebracht. Dieser wird in einen Brutschrank gestellt und darin bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 50% auf ca. 30° erwärmt. Bei Erreichen dieser Temperatur wird die Suspension mit einer mesophilen Bakterienlösung geimpft. Den nun erfolgenden Gärprozeß, bei dem im wesentlichen Essigsäure, H„ und C0? sowie Alkohol entstehen, läßt man nun vier Tage andauern.As part of a laboratory example, a biomass consisting, for example, of cattle manure is crushed, homogenized and placed in an Erlenmeyer flask as an aqueous suspension. This is placed in an incubator and heated to approx. 30 ° with a relative humidity of around 50%. When this temperature is reached, the suspension is inoculated with a mesophilic bacterial solution. The fermentation process that now takes place, in which essentially acetic acid, H 2 and CO ? as soon as alcohol is produced, it is now allowed to last for four days.

Danach wird der Kolben mit einer thermophilen, Methan bildenden Bakterienlösung geimpft und im Brutschrank auf die für Methan bildende Bakterien optimale Temperatur von 550C erwärmt. Diese Temperatur wird dann für zwei Tage exakt konstant gehalten. Das dabei entstehende Biogas besteht zu etwa 60 bis 70% aus CH. und zu etwa 30 bis 40% aus CO2.The flask is then inoculated with a thermophilic, methane-forming bacterial solution and heated in the incubator to the optimum temperature of 55 ° C. for methane-forming bacteria. This temperature is then kept exactly constant for two days. The resulting biogas consists of around 60 to 70% CH. and about 30 to 40% CO 2 .

Danach wird zur restlichen Ausgärung der Biomasse der Kolben auf eine Temperatur im Bereich zwischen 70 bis 135°C erhitzt. Nach etwa einem Tag ist die Biomasse unter Bildung von weiterem Biogas nun vollständig ausgegoren; sie läßt sich beispielsweise als hochwertigerAfter that, the flask is brought to a temperature in the range between for the remainder of the fermentation of the biomass Heated between 70 and 135 ° C. After about a day, the biomass is now completely fermented with the formation of further biogas; it can be used, for example, as a higher quality

Blumendünger verwenden.Use flower fertilizer.

Wesentlich ist, daß bei jedem Verfahrensschritt durch mehr oder weniger starkes Zuführen einer Ammoniaklösung der pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 7,5 gehalten wird.It is essential that an ammonia solution is fed in more or less strongly in each process step the pH is kept in the range of 6.5 to 7.5.

In der Fig. ist dargestellt, wie im Rahmen einer wirtschaftlichen Nutzung das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann:The figure shows how the method according to the invention is used within the framework of an economic use can be carried out:

Dem Vorfermenter 1, dem Hauptfermenter 2 und dem Nachfermenter 3 werden über Leitungen 4 etwa 20 ltr. Biomasse pro Stunde zugeführt. Die Steuerung der Verweil zeiten der Biomasse in den einzelnen Fermenterbehältern erfolgt über deren Volumina, wobei das Volumen des Vorfermenters 1 etwa 400 cbm, das des Hauptfermenters 2 etwa 200 cbm und das des Nachfermenters 3 etwa 100 cbm beträgt. Der pH-Wert in den einzelnen Fermentern 1, 2 , 3 wird mit je einem pH-Meter 5 gemessen, welche ihrerseits je ein Ventil 6 steuern. Dementsprechend wird den einzelnen Fermentern mehr oder weniger Ammoniaklösung aus einemBehälter 7 zugeführt.The pre-fermenter 1, the main fermenter 2 and the post-fermenter 3 are about 20 ltr. Biomass supplied per hour. The control of the dwell times the biomass in the individual fermenter containers takes place via their volumes, whereby the volume of the pre-fermenter 1 is about 400 cbm, that of the main fermenter 2 is about 200 cbm and that of the secondary fermenter 3 is about 100 cbm. The pH value in the individual fermenters 1, 2, 3 is each measured with a pH meter 5, which in turn each control a valve 6. Accordingly, the individual More or less ammonia solution from a container 7 is supplied to fermenters.

Die restlos augegärte Biomasse gelangt durch den am Nachfermenter 3 angebrachten Auslaß 8 in den Sammelbehälter 9. Darin wird dieser Wärme entzogen und überThe completely fermented biomass passes through the outlet 8 attached to the post-fermenter 3 into the collecting container 9. In this heat is withdrawn and over

-A--A-

ein Wärmetransportsystem 10 dem Verfahrenskreislauf wieder zugeführt. Die im Sammelbehälter 9 abgekühlte Biomasse gelangt dann in eine Zentrifuge 11 wo an den Auslassen 12 hochwertiger flüssiger Dünger und am Auslaß 13 fester Dünger entnommen werden kann.a heat transport system 10 to the process cycle fed back. The cooled in the collecting container 9 Biomass then enters a centrifuge 11 where to the Outlet 12 high quality liquid fertilizer and solid fertilizer at outlet 13 can be removed.

Claims (9)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Biogas (CH. und CO«) und Düngemitteln aus organischen Abfallstoffen (Biomasse), bei dem ein fermentativer Abbau der Biomasse mittels Mikroorganismen erfolgt, wobei der Abbau durch säurebildende Mikroorganismen von Abbau durch Methan bildende Mikroorganismen getrennt ist,
dadurch gekennzeichnet,1. Process for the simultaneous production of biogas (CH. And CO «) and fertilizers from organic waste materials (biomass), in which fermentative degradation of the biomass takes place by means of microorganisms, the degradation by acid-forming microorganisms being separated from degradation by methane-forming microorganisms,
characterized, daß in je einer Kammer eines Behälters oder in je einem Behälter folgende Schritte ablaufen:that the following steps take place in each chamber of a container or in each container: a) In einem Vorfermenter (1) mit Wachstumsbedingungen für mesophile Mikroorganismen wird die Biomasse aerob oder anaerob zu niederen organischen Säuren, Co? und H? umgesetzt.a) In a pre-fermenter (1) with growth conditions for mesophilic microorganisms, the biomass is aerobically or anaerobically to lower organic acids, Co ? and H ? implemented. b) In einem Hauptfermenter (2) mit Wachstumsbedingungen für thermophile Mikroorganismen werden die Zwischenprodukte durch Anaerobier zu CH. und C0?umgewandelt.b) In a main fermenter (2) with growth conditions for thermophilic microorganisms, the intermediate products are converted into CH by anaerobes. and C0 ? converted. c) In einem Nachfermenter (3) wird die nun weitgehend abgebaute Biomasse mittels Anaerobier bie etwa 70 bis 135°C restlos ausgegärt, wobei das Düngemittel sowie zusätzliches Biogs entstehen»c) In a post-fermenter (3) the is now largely degraded biomass by means of anaerobes at about 70 to 135 ° C completely fermented, with the fertilizer as well as additional biogs are created » 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,2. The method according to claim 1,
characterized, daß die zu den Schritten a) bis c) gehörigen Verweildauern ta, tb und te der kontinuierlich zugeführten Biomasse mit ihren genannten Bildfolgen abnehmen.that the dwell times ta, tb and te belonging to steps a) to c) of the continuously supplied Decrease biomass with the image sequences mentioned. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that daß zu dessen Beginn die Biomasse homogenisiert wird.that at the beginning of the biomass is homogenized. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that daß in einer ersten Kammer des Vorfermenters (1) die Biomasse unter Wärmeeinwirkung durch Hydrolyse in niedermolekulare Stoffe, und dann in einer zweiten Kammer des Vorfermenters (1) diese durch säurebildende Mikroorganismen in niedere Fettsäuren, Alkohole, CCL und H? überführt werden.that in a first chamber of the pre-fermenter (1) the biomass under the action of heat by hydrolysis into low molecular weight substances, and then in a second chamber of the pre-fermenter (1) this by acid-forming microorganisms into lower fatty acids, alcohols, CCL and H ? be convicted. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that daß entsprechend der Abweichung des pH-Werts der gärenden Biomasse von seinem neutralen Bereich zusätzliche als Säure- /Base-Puffer wirkende Biomasse zugeführt wird.that according to the deviation of the pH of the fermenting biomass from its neutral range additional acting as acid / base buffer biomass is supplied. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gärenden Biomasse NH3 Lösung zugeführt wird, wobei die Zuführung bei sinkendem pH-Wert erhöht und bei steigendem pH-Wert erniedrigt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the fermenting biomass NH 3 solution is fed, the feed being increased with decreasing pH and decreased with increasing pH. 7. Verfahren nach Anpsruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierungen der NH--Lösung für den Vorfermenter (1), den Hauptfermenter (2) und den Nachfermenter (3) von einander unabhängig erfolgen.7. The method according to claim 6, characterized in that that the dosages of the NH solution for the pre-fermenter (1), the main fermenter (2) and the post-fermenter (3) be done independently of each other. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem entstandenen Düngemittel Wärme entzogen und dem Verfahrenskreislauf wieder zugeführt wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that heat is extracted from the resulting fertilizer and fed back into the process cycle. 9. Verfahren.nach einem der Anspürche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das entstandene Düngemittel mittels Zentrifuge (11) oder dergleichen in Fest- und Flüssigstoffe getrennt wird.9. Procedure according to one of claims 1 to 8, characterized in that the resulting fertilizer by means of a centrifuge (11) or the like in solids and liquids is separated.
DE19843420433 1984-06-01 1984-06-01 Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers Ceased DE3420433A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843420433 DE3420433A1 (en) 1984-06-01 1984-06-01 Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19843420433 DE3420433A1 (en) 1984-06-01 1984-06-01 Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3420433A1 true DE3420433A1 (en) 1985-12-05

Family

ID=6237370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843420433 Ceased DE3420433A1 (en) 1984-06-01 1984-06-01 Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3420433A1 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3627253A1 (en) * 1986-08-12 1988-02-25 Linde Ag Process for the biological treatment of substrates containing organic substances
DE3821028C1 (en) * 1988-06-22 1989-10-26 Ralf 4019 Monheim De Iwan Process for treating organic domestic refuse and refuse of similar composition
DE3920539C1 (en) * 1989-06-22 1990-11-08 Envicon Luft- Und Wassertechnik Gmbh & Co Kg, 4220 Dinslaken, De Nutrient and fertiliser compsn. prodn. - by aerobic thermophilic fermentation of liq. manures and aerobic mesophilic fermentation
DE4120808A1 (en) * 1991-06-24 1993-01-14 Recycling Energie Abfall REPROCESSING OF WASTE FOR ANAEROBIC PLANNING OF ORGANIC BIOGENIC COMPONENTS OF WASTE, ESPECIALLY OF BIOMUELL, WET WASTE, RESIDUAL WASTE AND COMMERCIAL WASTE
DE4124880A1 (en) * 1991-07-26 1993-01-28 Herhof Umwelttechnik Gmbh Fermentative hydrolysis of organic waste by microorganisms - in aerobic first stage followed by anaerobic stage
EP0647605A1 (en) * 1993-09-29 1995-04-12 LINDE-KCA-Dresden GmbH Process of treating biologically decomposable materials
WO1997043432A1 (en) * 1996-05-13 1997-11-20 Biomass Recycling Ltd. An improvement in the treatment of wastes
DE10106312A1 (en) * 2001-02-12 2002-08-29 Aquatec Gmbh Inst Fuer Wassera Methane gas generator regulation involves variation of operating parameter in relation to optimization target parameter
WO2005017091A1 (en) 2003-07-17 2005-02-24 Michael Hanel Biogas fermentation installation
DE102004009587A1 (en) * 2004-02-25 2005-09-15 Söll Gmbh Biogas reactor with biomass and microorganism feed and fermentation process giving gas useful e.g. in heating and generating plant, use archaebacteria and prokaryotic bacteria also used in immobilized form for removing toxic heavy metals
DE102006012130A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Strecker, Michael, Dr. Process and apparatus for the production of biogas
WO2011036675A3 (en) * 2009-09-22 2011-12-08 Maithilee Dinesh Chandratre System and method for biological treatment of biodegradable waste including biodegradable municipal solid waste
CN103724088A (en) * 2012-10-10 2014-04-16 天津市北方园林生态科学技术研究所 Plant foliar fertilizer prepared from biogas slurry
WO2018064993A1 (en) * 2016-10-09 2018-04-12 Archea New Energy Gmbh Multi-chamber system for generating biogas

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT347876B (en) * 1974-07-05 1979-01-25 Sterling Drug Inc METHOD FOR TREATING RAW WASTEWATER SLUDGE BY COMBINED THERMAL AND BIOLOGICAL TREATMENT
DE2621524B2 (en) * 1975-05-14 1979-05-17 Hitachi, Ltd., Tokio Method and device for the anaerobic treatment of waste
GB2105318A (en) * 1981-07-15 1983-03-23 British Oxygen Co Ltd Treatment of aqueous waste material
DE3243103A1 (en) * 1982-11-22 1984-05-24 Adolf H. 7322 Donzdorf Borst Process for producing biogas and apparatus for carrying out the process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT347876B (en) * 1974-07-05 1979-01-25 Sterling Drug Inc METHOD FOR TREATING RAW WASTEWATER SLUDGE BY COMBINED THERMAL AND BIOLOGICAL TREATMENT
DE2621524B2 (en) * 1975-05-14 1979-05-17 Hitachi, Ltd., Tokio Method and device for the anaerobic treatment of waste
GB2105318A (en) * 1981-07-15 1983-03-23 British Oxygen Co Ltd Treatment of aqueous waste material
DE3243103A1 (en) * 1982-11-22 1984-05-24 Adolf H. 7322 Donzdorf Borst Process for producing biogas and apparatus for carrying out the process

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z.: "gwf-Wasser-Abwasser", 6/82, S.296-302 *
DE-Z.: "WvB", 11/83, S.486-492 *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3627253A1 (en) * 1986-08-12 1988-02-25 Linde Ag Process for the biological treatment of substrates containing organic substances
DE3821028C1 (en) * 1988-06-22 1989-10-26 Ralf 4019 Monheim De Iwan Process for treating organic domestic refuse and refuse of similar composition
DE3920539C1 (en) * 1989-06-22 1990-11-08 Envicon Luft- Und Wassertechnik Gmbh & Co Kg, 4220 Dinslaken, De Nutrient and fertiliser compsn. prodn. - by aerobic thermophilic fermentation of liq. manures and aerobic mesophilic fermentation
DE4120808A1 (en) * 1991-06-24 1993-01-14 Recycling Energie Abfall REPROCESSING OF WASTE FOR ANAEROBIC PLANNING OF ORGANIC BIOGENIC COMPONENTS OF WASTE, ESPECIALLY OF BIOMUELL, WET WASTE, RESIDUAL WASTE AND COMMERCIAL WASTE
US5377917A (en) * 1991-06-24 1995-01-03 Rea Gesellschaft Fur Recycling Von Energie Und Abfall Mbh Processing waste materials for anaerobic digestion of the biogenic-organic constituents
DE4124880A1 (en) * 1991-07-26 1993-01-28 Herhof Umwelttechnik Gmbh Fermentative hydrolysis of organic waste by microorganisms - in aerobic first stage followed by anaerobic stage
DE4124880C3 (en) * 1991-07-26 2002-11-21 Herhof Umwelttechnik Gmbh Process for composting organic waste
EP0647605A1 (en) * 1993-09-29 1995-04-12 LINDE-KCA-Dresden GmbH Process of treating biologically decomposable materials
WO1997043432A1 (en) * 1996-05-13 1997-11-20 Biomass Recycling Ltd. An improvement in the treatment of wastes
DE10106312B4 (en) * 2001-02-12 2008-10-09 Uwe Heinemann Regulatory procedure for methane gas production
DE10106312A1 (en) * 2001-02-12 2002-08-29 Aquatec Gmbh Inst Fuer Wassera Methane gas generator regulation involves variation of operating parameter in relation to optimization target parameter
WO2005017091A1 (en) 2003-07-17 2005-02-24 Michael Hanel Biogas fermentation installation
DE102004009587A1 (en) * 2004-02-25 2005-09-15 Söll Gmbh Biogas reactor with biomass and microorganism feed and fermentation process giving gas useful e.g. in heating and generating plant, use archaebacteria and prokaryotic bacteria also used in immobilized form for removing toxic heavy metals
DE102006012130A1 (en) * 2006-03-16 2007-09-20 Strecker, Michael, Dr. Process and apparatus for the production of biogas
DE102006012130B4 (en) * 2006-03-16 2017-01-12 Rusitec Gmbh Process and apparatus for the production of biogas
WO2011036675A3 (en) * 2009-09-22 2011-12-08 Maithilee Dinesh Chandratre System and method for biological treatment of biodegradable waste including biodegradable municipal solid waste
US20120131969A1 (en) * 2009-09-22 2012-05-31 Maithilee Dinesh Chandratre System and method for biological treatment of biodegradable waste including biodegradable3 municipal solid waste
JP2013505130A (en) * 2009-09-22 2013-02-14 ディネシュ チャンドラトレ，マイシリー Biological treatment methods and systems for biodegradable waste, including biodegradable municipal waste
US8852312B2 (en) 2009-09-22 2014-10-07 Maithilee Dinesh Chandratre System and method for biological treatment of biodegradable waste including biodegradable municipal solid waste
CN102574172B (en) * 2009-09-22 2015-09-02 麦希利·迪尼施·钱德拉特里 Comprise the system and method for the biological treatment of the biodegradable waste of biodegradable MSW
CN103724088A (en) * 2012-10-10 2014-04-16 天津市北方园林生态科学技术研究所 Plant foliar fertilizer prepared from biogas slurry
WO2018064993A1 (en) * 2016-10-09 2018-04-12 Archea New Energy Gmbh Multi-chamber system for generating biogas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2346997B1 (en) Method for producing methane from process water and biogenic material
DE102016014103B4 (en) Process for the recycling of industrial and agricultural biomass and biogenic waste
DE3420433A1 (en) Process for the simultaneous production of biogas and fertilisers
EP3574080B1 (en) Device and method for creating biogas
DE102008015609A1 (en) Producing biogas e.g. methane gas during a multi-step process from solid biomass e.g. solid dung, comprises carrying out a hydrolysis process and an acidification process and then a methane formation process in a spatially separated manner
DE19532359C2 (en) Process for the production of biogas from solid biomass
DE102009009985A1 (en) Method for concentrating microorganisms in aqueous substrate in wet fermentation process in two- or multi-stage biogas plant, comprises supplying aqueous substrate with microorganisms in a reactor container of the plant
DE102005012367A1 (en) Two-stage fermentation process and assembly to generate hydrogen and methane from biological residues
DE102007063090A1 (en) Method and device for fermenting fluid plant raw materials as substrate for the production of hydrogen-containing biogas in special hydrogen fermenter, comprise controlling the fermenter over measuring variables of pH value and temperature
EP2982740A1 (en) Method for generating methane
EP3219783A1 (en) Installation and method for the use of biomaterial
DE102014011479A1 (en) New process for the fermentation of biogenic energy sources
EP0974643A1 (en) Procédé et installation pour la dégradation anaérobique de déchets organiques avec production de biogaz
EP3066205B1 (en) Process for producing biogas comprising a reduction of ammonium concentration by anammox
DE102011054298A1 (en) Methane production unit comprises fermenter with enclosed inner volume having surface for immobilized microorganisms, where inner volume is connected with environment by e.g. substrate gas inlet, synthesis gas outlet and supply line
DE3534605C2 (en)
DE102010033442A1 (en) Concentration of microorganisms in aqueous substrates for biogas plants, by adding substrate with microorganisms contained in vessel with hydrolysis and fermentation of substrate and transferring fermented substrate into separation module
DE102016000070A1 (en) Method and apparatus for methanation of carbon dioxide and hydrogen by means of an anaerobic bioreactive permeable wall
EP1676819B1 (en) An environmentally compatible process for the treatment of organic sludge and a waste water treatment plant
DE3042883A1 (en) Biomass conversion to methane and manure - in two reactors in series with specified different temp. levels
EP3017052B1 (en) Method for initializing the fermentation process in biogas plants
DE8512410U1 (en) Device in a recycling plant for the simultaneous production of biogas and fertilizer from organic waste
WO2012146355A1 (en) Process for biogas production and biogas plant
DE10144538A1 (en) Production of compost and methane comprises fermenting a mixture of farmyard slurry, a cellulase-enriched liquid and a fermented material containing cellulose-degrading biological agents
EP4043544A1 (en) Method and device for reusing organic material

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection