DE3427976A1 - Process and apparatus for the anaerobic treatment of substrates containing organic substances for generating biogas - Google Patents

Process and apparatus for the anaerobic treatment of substrates containing organic substances for generating biogas

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Abstract

The organic substances are biologically degraded and converted into biogas in a two-stage fermentation process. The apparatus is a combined reactor having a first reactor chamber for hydrolysis development and acid formation, which is freely connected to a second reactor chamber for the methane formation. The volume ratios between the first and second reactor chamber are 1:2 to 1:20, preferably 1:10. A continuous reduction of the hydrogen partial pressure, and thus pH adjustment, is undertaken via an annular gap in the free connection in the first reactor, in order to develop an elevated acetic acid content and an optimal distribution of more readily degradable metabolic products. A higher degree of degradation at short residence times is achieved and the methane content in the biogas is increased. <IMAGE>

Description

Verfahren und Vorrichtung zur anaeroben Behandlung Method and device for anaerobic treatment

von Substraten mit organischen Stoffen zur Erzeugung von Biogas Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anaeroben Behandlung von organischen Substraten zur Erzeugung von Biogas gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß Oberbegriff des Anspruchs 3. of substrates with organic substances for the production of biogas Die The invention relates to a method for the anaerobic treatment of organic substrates for generating biogas according to the preamble of claim 1 and a device to carry out this method according to the preamble of claim 3.

Seit der Energiekrise 1973 wurde ein Umdenkprozeß in der Industrie und Landwirtschaft eingeleitet, da die Energieversorgung für viele betriebe zu einer Rentabilitätsfrage wurde.Since the energy crisis in 1973 there has been a rethinking process in the industry and agriculture initiated, since the energy supply for many companies becomes one Profitability issue became.

Durch neue Technologien wie Wärmerückgewinnung, Energievertund, Mikroelektronik, Einsatz von wärmedämmenden Baustoffen usw. konnten bereits substantielle Energien eingespart werden. Als alternative Energiequellen wie Brd- und Sonnenwärme stehen insbesondere für die hier beschriebene Erfindung Abfallprodukte in landwirtschaftlichen und industriellen Betrieben zur Diskussion. Diese Abfallprodukte fallen als sogenannte Biosubstrate in Form von flüssigen Exkrementen von Tieren -auch Gülle genannt- in landwirtschaftlichen Betrieben, landwirtschaftlichen Brennereien und Schlachthöfen an, wobei die pflanzlichen Substrate und Biomassen als Schlempe bzw. Abwasser mit organisch hoher Schmutzfracht sowie als Gemüseabfälle in gewerblichen Brennereien, Konserven- und liebensmittelfabriken anfallen.Thanks to new technologies such as heat recovery, energy consumption, microelectronics, Use of heat-insulating building materials etc. could already generate substantial energies can be saved. As alternative energy sources such as steam and solar heat are available especially for the invention described here waste products in agricultural and industrial companies for discussion. These waste products fall as so-called Organic substrates in the form of liquid excrement from animals - also called slurry - in farms, agricultural distilleries and slaughterhouses on, with the plant substrates and biomasses as stillage or wastewater organically high pollution load as well as vegetable waste in commercial distilleries, Canning and food factories incurred.

In den Betrieben, wo der Flüssigmist von Tieren bzw. Abwasser mit einem hohen Anteil an organischer Schmutzfracht zur Verfügung steht, ist die Möglichkeit gegeben, eine Biogasanlage zu erstellen, um einen entsprechenden Anteil zur Verbrauchsdeckung von Heizöl, Erdgas und elektrischer Energie zu leisten.In the companies where the liquid manure from animals or sewage with a high proportion of organic pollution is available, is the possibility given to create a biogas plant in order to cover a corresponding share of consumption of heating oil, natural gas and electrical energy.

Es handelt sich hier um eine Bio-Energieanlage, also eine Anlage, die Methangas aus den vorgenannten Substraten erzeugt, das sowohl in einem Wasser- oder Dampfkessel als auch in einem Ottomotor, der einen Drehstromgenerator antreibt, verbrannt werden kann.This is a bio-energy system, i.e. a system the methane gas generated from the aforementioned substrates, which is both in a water or steam boiler as well as in a gasoline engine that drives a three-phase generator, can be burned.

Es ist bekannt, daß Bakterien abbaufähige organische Substanzen, also Kohlehydrate, Proteine und Fette sowohl unter Sauerstoffabschluß als auch bei Vorhandensein von Sauerstoff zerlegen bzw.It is known that bacteria are degradable organic substances, ie Carbohydrates, proteins and fats both in the absence of oxygen and in their presence decompose or

abbauen können. Vorliegend handelt es sich um einen Prozeß, der bei völliger Dunkelheit und Sauerstoffabschluß in einem Substrat stattfindet; man spricht hier auch von einer anaeroben Fermentation.can break down. In the present case, it is a process that involves complete darkness and exclusion of oxygen takes place in a substrate; one speaks here also from anaerobic fermentation.

Es steht der mesophile Temperaturbereich 32 - 38 0C zur Diskussion, wobei der thermophile Temperaturbereich 53 - 58 0C vorwiegend bei Substraten mit gefährlichen pathogenen Keimen infrage kommt. An der Biomethanisierung der organischen Substanzen, die in vier Phasen abläuft, sind nach den derzeitigen Erkenntnissen drei verschiedene Bakteriengruppen beteiligt. In der hydrolytischen und säurebildenden Prozeßphase werden von den fakultativen anaeroben Bakterien mit fermentativer bzw. acidogener Charakteristik die organisch hochmolekularen Verbindungen mit Hilfe von Enzymen zu niedermolekularen Verbindungen wie Aminosäuren, Glycerin und Fettsäuren hydrolysiert, wobei in einer weiteren Phase aus den Hydrolyseprodukten Essig-, Butter-, Propion-, Valerian-, Capron-, Ameisen- und Milchsäure sowie Ethanol, Wasserstoff, Kohlendioxyd, Ammoniak und Schwefelwasserstoff produziert werden.The mesophilic temperature range 32 - 38 0C is up for discussion, whereby the thermophilic temperature range 53 - 58 0C predominantly with substrates dangerous pathogenic germs come into question. In the biomethanization of the organic Substances that run in four phases, are according to the current knowledge three different groups of bacteria are involved. In the hydrolytic and acid-forming The process phase is carried out by the facultative anaerobic bacteria with fermentative resp. acidogenic characteristics the organic high molecular weight compounds with the help of Enzymes to low molecular weight compounds such as amino acids, glycerine and fatty acids hydrolyzed, whereby in a further phase from the hydrolysis products vinegar, butter, Propionic, valeric, caproic, formic and lactic acid as well as ethanol, hydrogen, Carbon dioxide, ammonia and hydrogen sulfide are produced.

Die Zusammensetzung dieser Stoffwechselprodukte wird allerdings in entsprechendem Maße durch den Wasserstoffpartialdruck beeinflußt. Während bei einem niedrigen 112Druck bzw. einer mittleren Raumbelastung mehr Propionsäure gebildet wird, entsteht bei einem hohen H2-Druck bei mittlerer Raumbelastung mehr Valeriansäure.The composition of these metabolic products is, however, in influenced accordingly by the hydrogen partial pressure. While with one low pressure or a medium volume load, more propionic acid was formed more valeric acid is produced at a high H2 pressure with a medium volume load.

Darüber hinaus wirkt ein hoher Wasserstoffpartialdruck als Inhibitor bei der Katalisierung von Essigsäure.In addition, a high partial pressure of hydrogen acts as an inhibitor in the catalization of acetic acid.

Die essigsäure- und wasserstoffbildende Prozeßphase wird von den obligaten anaeroben Bakterienstämmen, jedoch mit acetogener Charakteristik, übernommen, wobei von dieser Gruppe die langkettigen Fettsäuren, organischen Säuren, Alkohole und Aromaten zu Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxyd abgebaut werden.The acetic acid and hydrogen forming process phase is of the obligatory anaerobic bacterial strains, but with acetogenic characteristics, taken over, whereby from this group the long-chain fatty acids, organic acids, alcohols and Aromatics are broken down into acetic acid, hydrogen and carbon dioxide.

Das Ausgangsprodukt für die Methanbakterien -es handelt sich auch hier um die obligaten Anaerobier- welche eine methanogene Charakteristik aufweisen, sind in erster Linie Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxyd, die in letzter Instanz zu Methangas (CH4) und Kohlendioxyd (C02) umgewandelt werden. Es ist hierbei interessant, daß die Methanbakterien zum Wachstum ein Redoxpotential von330 m Volt benötigen, sowie in einer räumlich engen Symbiose mit den acetogenen Bakterien leben, ph-Wert-empfindlich sind und keine schwankenden Substrattemperaturen vertragen.The starting product for the methane bacteria - it is also here about the obligatory anaerobes, which have a methanogenic characteristic, are primarily acetic acid, hydrogen and carbon dioxide, which are the last resort converted to methane gas (CH4) and carbon dioxide (C02). It is interesting here that the methane bacteria need a redox potential of 330 m volts to grow, as well as living in a spatially close symbiosis with the acetogenic bacteria, pH-sensitive and cannot tolerate fluctuating substrate temperatures.

Darüber hinaus ist diese Bebensgemeinschaft besonders empfindlich gegen einwirkende Scherkräfte, z.B. durch Rührwerke. Auch die Anwesenheit von gelöstem Sauerstoff ist für die Methanbakterien teilweise tödlich.In addition, this community of earthquakes is particularly sensitive Against acting shear forces, e.g. by agitators. Also the presence of dissolved Oxygen is sometimes fatal for methane bacteria.

Da der H2 - Partialdruck im Substrat niedrig sein soll, müssen Kopplungsreaktionen stattfinden, wie z.B. Since the H2 partial pressure in the substrate should be low, coupling reactions must take place, such as

Gesamtreaktion: NAD = Nicotinamidadenindinucleotid E = Freie Energie (KJ/Mol).Overall reaction: NAD = nicotinamide adenine dinucleotide E = free energy (KJ / mol).

Ein besonderer Aspekt für die Reduzierung des Wasserstoffpartialdruckes sind die in den Methanbakterien gefundenen Coenzyme, insbesondere NAD, welche mittels eines chemieosmotischen Stoffwechselprozesses für den Abbau des H2-Druckes sorgen.A special aspect for the reduction of the hydrogen partial pressure are the coenzymes found in methane bacteria, especially NAD, which by means of a chemical-osmotic metabolic process to reduce the H2 pressure.

Durch eine Reduzierung des H2-Druckes erfolgt auch ein entsprechender Einfluß auf die freie Energie, d.h., daß mit abnehmende H2-Partialdruck sich die Umsetzung von organischen Verbindungen von einem endergonen zu einem exergonen Prozeßablauf ändert.A corresponding reduction in the H2 pressure also takes place Influence on the free energy, i.e. that with decreasing H2 partial pressure the Conversion of organic compounds from an endergonic to an exergonic process flow changes.

Da es sich bei den ersten Prozeßphasen um einen sogenannten sauren biologischen Prozeßablauf handelt und die Methanbakterien ihre Lebenstätigkeit nur in einem schwach alkalischen Medium entfalten können, ist es daher von Bedeutung, daß die einzelnen Prozeßphasen in einem sogenannten Gleichgewicht stehen. Sollten sich nämlich die organischen Säuren anhäufen, was auch an dem gemessenen ph-Wert festgestellt werden kann, so ist dies ein Zeichen dafür, daß aus irgendeinem Grund die Abbautätigkeit der säureproduzierenden Bakterien die der säureverbrauchenden Bakterien überwiegt und damit das Gleichgewicht gestört ist, d.h., daß die Methanbakterien gelähmt werden und damit der Faulprozeß umkippt, soweit nicht entsprechende Gegenmaßnahmen zur Unterstützung der letzten Prozeßphase getroffen werden.Since the first phase of the process is a so-called acidic biological process and the methane bacteria only their vital activity can unfold in a weakly alkaline medium, it is therefore important that the individual process phases are in a so-called equilibrium. Should namely, the organic acids accumulate, which is also due to the measured pH value can be determined, this is a sign that for some reason the degradation activity of the acid-producing bacteria that of the acid-consuming bacteria Bacteria predominate and the equilibrium is disturbed, i.e. the methane bacteria are paralyzed and thus the putrefaction will overturn, unless appropriate countermeasures are taken to support the final phase of the process.

Sind die organischen Stoffe im Substrat mit einem entsprechenden Abbaugrad biomethanisiert, ist die technische Faulgrenze erreicht, d.h., daß das Substrat abgeschlammt bzw. ausgetragen wird. Das abgeschlammte Substrat -auch Faulschlamm genannt- ist fast geruchlos, weitgehend hygienisiert, hat einen entsprechenden Nährstoffreichtum und kann als Dünger weiter verwendet werden.Are the organic substances in the substrate with a corresponding degree of degradation biomethanized, the technical silt limit has been reached, i.e. the substrate is sludgeed or discharged. The silted substrate - also digested sludge called- is almost odorless, largely sanitized, has a corresponding richness in nutrients and can be used as fertilizer.

Nach den bisherigen Gesichtspunkten hat sich für den Bau von Biogasanlagen in erster Linie der sogenannte Durchlaufreaktor -auch Anflow-Reaktor genannt- herauskristallisiert. Dieser Reaktor arbeitet einstufig, wobei das Substrat durchgemischt wird.According to the previous points of view has been used for the construction of biogas plants primarily the so-called continuous reactor - also called an inflow reactor - crystallized out. This reactor works in one stage, with the substrate being mixed.

In diesem Reaktor laufen alle vier geschilderten bio-technologischen Phasen in einem Raum unter gleichen physikalischen Bedingungen ab. Es ist verständlich, daß bei diesem Verfahren keine optimalen Lebensbedingungen für die einzelnen Bakterienstämme vorhanden sind. Darüber hinaus besteht die Gefahr, daß der Reaktor sauer wird, d.h., der ph-Wert sinkt auf einen für die Methanbakterien nicht mehr zulässigen Wert unter 7 herab, da eine Überproduktion an Säuren vorliegt.All four bio-technological ones described run in this reactor Phases in a room under the same physical conditions. It's understandable, that with this method there are no optimal living conditions for the individual bacterial strains available. In addition, there is a risk that the reactor angry , i.e. the pH value sinks to a level that is no longer permissible for the methane bacteria Value below 7, as there is an overproduction of acids.

Auch durch den Eintrag an toxischen Stoffen wie Sulfonamide, Kupfer-, Zink- und Chromverbindungen usw. sowie des Sauerstoffinhibitors wird die Stoffwechselproduktion der entsprechenden Abbauphase gestört. Eine weitere Störung der Stoffwechselproduktion kann bei einem biologischen Abbau von Substraten, z.B. Schlempe mit hohen Sulfatanteilen, auftreten, da die Sulfatverbindung zu Schwefelwasserstoff reduziert wird und damit der gebildete H2S-Gehalt den Prozeßablauf wesentlich beeinträchtigen kann.Also through the entry of toxic substances such as sulfonamides, copper, Zinc and chromium compounds etc. as well as the oxygen inhibitor becomes metabolic production the corresponding degradation phase disturbed. Another disruption of metabolic production can be used in the case of biological degradation of substrates, e.g. vinasse with high sulphate content, occur as the sulfate compound is reduced to hydrogen sulfide and thus the formed H2S content can significantly impair the process flow.

Bei einer Abtötung oder Lähmung von Methanbakterien,also einer Störung der acetogenen-methanogenen Phase, wird weniger Wasserstoff abgebaut, d.h., der 112 - Partialdruck steigt. Da dieser als Inhibitor für die acetogenen Bakterien wirkt, muß damit gerechnet werden, daß die Stoffwechselproduktion -insbesondere von Essigsäure- dieser Bakterien zum Erliegen kommt sowie durch die H2-Anreicherung stärker reduzierte Produkte gebildet werden.When methane bacteria are killed or paralyzed, i.e. a disorder the acetogenic-methanogenic phase, less hydrogen is broken down, i.e. the 112 - partial pressure increases. As this acts as an inhibitor for the acetogenic bacteria works, it must be expected that the metabolic production -in particular by acetic acid - this bacteria comes to a standstill as well as by the H2 accumulation more reduced products are formed.

Bei einem biologischen Abbau von Schlempe muß mit einem Schwefelwasserstoffgehalt im Biogas von ca. 2,5% gerechnet werden, das bedeutet, daß dieses Brenngas in einem Ottomotor ohne vorherige Elimination des H2S-Anteiles nicht verbrannt werden kann.In the case of a biological decomposition of stillage, it must have a hydrogen sulfide content in biogas of approx. 2.5% are expected, that means that this fuel gas in one Otto engine cannot be burned without prior elimination of the H2S component.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß bei relativ großen Verweilzeiten des Substrates nur wirtschaftliche Gasausbeuten von etwa 1 - 2 m3/d Biogas pro m3 Faulraum bzw. niedrige Abbaugrade der organischen Substanzen möglich sind.Another disadvantage is that with relatively long residence times of the substrate only economical gas yields of about 1 - 2 m3 / d biogas per m3 Digestion room or low degrees of degradation of the organic substances are possible.

Der Heizwert des Biogases beträgt bei einem Einstufenreaktor, der nach neuzeitlichen Verfahrenstechniken normale Substrate anaerob behandelt, 7 KWh/4 bei einer Gaszusammensetzung von 70% Methan (CH4), 29,7% Kohlendioxyd (C02) und 0,3% Schwefelwasserstoff (K2S), Aufgrund der vorgenannten Erkenntnisse ist schon vorgeschlagen worden, eine biotechnologische Trennung in die Hydrolyse- und Säurephase sowie in die Methanbildungsphase vorzusehen, um für die entsprechenden Bakterienkulturen optimale Lebensbedingungen zu schaffen, vgl. DE-OS 31 02 739.The calorific value of the biogas in a single-stage reactor is Normal substrates treated anaerobically according to modern process technology, 7 KWh / 4 with a gas composition of 70% methane (CH4), 29.7% carbon dioxide (C02) and 0.3% hydrogen sulfide (K2S), Based on the aforementioned findings has already been proposed, a biotechnological separation into the hydrolysis and acid phase as well as in the methanation phase to provide for the corresponding To create optimal living conditions for bacterial cultures, see DE-OS 31 02 739.

Es ist dabei von Bedeutung, daß die Säure- bzw. Methanbildungsphase nicht in zwei getrennt aufgestellten Reaktoren abläuft, da bei dieser Systemlösung die Bildung von Essigsäure durch den H2 - Partialdruck beeinflußt wird, sondern daß die Hydrolyse- und Säurephase sich in einem kombinierten Reaktor abspielt. In diesem Zweistufen-Reaktor wird durch die anwesenden Methanbakterien der Wasserstoffpartialdruck im Säurereaktor entsprechend reduziert und damit der ph-Wert entsprechend eingestellt, wobei gleichzeitig mehr Essigsäure sowie eine optimale Zusammensetzung an besser abbaubaren Stoffwechselprodukten wie Essig-, Butter-,Capronsäure und Ethanol gebildet wird. Die Reduzierung des H2 - Partialdruckes findet bei dieser Verfahrenstechnik inform einer Kopplungsreaktion -die auch als Stoffaustausch bezeichnet werden ksnn- durch Methanbakterien bzw. den universellen Wasserstoffträger NAD sowie anderer Coenzyme statt. Bei dieser Kopplungsreaktion ist der Diffusionsstrom von Wasserstoffmolekeln und Elektronen durch den Ringspalt maßgebend.It is important that the acid or methane formation phase does not take place in two separately installed reactors, as this system solution the formation of acetic acid is influenced by the H2 partial pressure, but rather that the hydrolysis and acid phase takes place in a combined reactor. In This two-stage reactor is the hydrogen partial pressure due to the methane bacteria present correspondingly reduced in the acid reactor and thus the pH value adjusted accordingly, while at the same time more acetic acid as well as an optimal composition to better degradable metabolic products such as acetic, butyric, caproic acid and ethanol are formed will. The reduction of the H2 partial pressure takes place in this process technology in the form of a coupling reaction -which are also referred to as mass transfer ksnn- by methane bacteria or the universal hydrogen carrier NAD and others Coenzymes instead. In this coupling reaction, the diffusion flow is of hydrogen molecules and electrons through the annular gap are decisive.

Ein weiterer konstruktiver Punkt ist die Aufteilung der Fermentationsräume I und II, also der Säure- bzw. Methanbildungsphase mit einem Volumenverhältnis von vorzugsweise 1 : 10.Another constructive point is the division of the fermentation rooms I and II, i.e. the acid or methane formation phase with a volume ratio of preferably 1:10.

Es ist bekannt, daß in einer Versäuerungsstufe, je nach Milieubedingungen des Substrats, erheblich mehr Bakterien -bedingt durch die kurz Generaüonszeitmder fakultativen Anaerobier- vorhanden sind, als in einem Methanreaktor. Durch diese Erkenntnis liegt ein unterschiedliches Produktionsverhältnis zwischen Säure- und Methanbakterien vor bzw. ist eine Raumbelastung des Hydrolyse- und Versäuerungs-Reaktors um mehr als das Zehnfache eines EinstuSenreaktors möglich, ohne daß eine wesentliche Minderung der erzeugten Stoffwechselprodukte bzw. Abbaugrade in der Stufe I auftritt. Darüber hinaus kann bei einer hohen Raumbelastung mit ph-Wert-Einstellung eine weitgehende Stabilität der produzierten Stoffwechselprodukte erwartet werden. Auch die Zusammensetzung und Verteilung der produzierten Stoffwechselprodukte wie Essig-, Butter-, Valerian-, Capron-, Ameisen- und Milchsäure sowie Ethanol, Wasserstoff und Kohlendioxyd, kann in der Fermentationsstufe I bei der mesophilen Temperatur von 3000 im ph-Wertbereich von 5 bis 6 unter Anwendung des geschilderten Verfahrens sowie der fixierten Raumaufteilung und hohen Raumbelastung der Hydrolyse-und Versäuerungsstufe als optimal erwartet werden. Bei einem ph-Wert von 5 - 6 ist mit einer max. Wachstumsrate der s#urebildenden Bakterien zu rechnen.It is known that in an acidification stage, depending on the environmental conditions of the substrate, considerably more bacteria -due to the short generation times facultative anaerobes are present than in a methane reactor. Through this Realization lies a different production ratio between acid and Methane bacteria before or is a space pollution of the hydrolysis and acidification reactor by more than ten times that of a single-stage reactor possible without a substantial Reduction of the generated Metabolic products or degrees of degradation in level I occurs. In addition, with a high volume load with ph-value adjustment an extensive stability of the metabolic products produced can be expected. Also the composition and distribution of the metabolic products produced such as Acetic, butyric, valeric, caproic, formic and lactic acid as well as ethanol, hydrogen and carbon dioxide, can in the fermentation stage I at the mesophilic temperature from 3000 in the pH range from 5 to 6 using the method described as well as the fixed room layout and high volume loading of the hydrolysis and acidification stage are expected to be optimal. With a pH value of 5 - 6 there is a maximum growth rate of acid-forming bacteria to be expected.

Die im Säurereaktor individuell produzierten Stoffwechselprodukte lassen sich im Methanreaktor schneller und besser in das Endprodukt Methangas und Kohlendioxyd umwandeln, wobei die wasserstoffverwertenden Methanbakterien ihre volle Leistungsfähigkeit in der Fermentationsstufe II entfalten können. Bei diesem Verfahren sind die Stoffwechselleistungen der einzelnen Abbauphasen wesentlich höher als in einem Einstufenreaktor bzw. wird durch die geringere Kohlenstoff-Investition in die Bakterienkultur mehr Methan synthetisiert.The metabolic products individually produced in the acid reactor can be converted faster and better into the end product methane gas and in the methane reactor Convert carbon dioxide, whereby the hydrogen-utilizing methane bacteria give their full potential Be able to develop efficiency in fermentation stage II. In this procedure the metabolic performance of the individual breakdown phases is significantly higher than in a single-stage reactor or is due to the lower carbon investment in the bacterial culture synthesized more methane.

Darüber hinaus findet durch die verfahrenstechnische Prozeßführung im Methanreaktor eine vermehrte Adaption der symbiotischen Population von CO2 verarbeitenden methanogenen Bakterienstämmen statt, d.h., daß die Bildung von Essigsäure in der Fermentationsstufe II gemäß nachstehender Gleichung erfolgt. In addition, the process control in the methane reactor increases the adaptation of the symbiotic population of CO2-processing methanogenic bacterial strains, ie the formation of acetic acid in fermentation stage II takes place according to the following equation.

Durch diese Konsequenz wird der C02-Partialdruck herabgesetzt und damit eine höhere Acetatumsetzung zu Methangas möglich. As a result of this, the C02 partial pressure is reduced and thus a higher conversion of acetate to methane gas is possible.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß ein hoher Abbaugrad bei kurzen Verweilzeiten sowie ein größerer Anteil an Methanjynthetisiert wird.The object of the present invention is now to provide a method and a device of the type mentioned at the beginning to enhance, that a high degree of degradation with short residence times and a larger proportion of methane are synthesized will.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 und vorrichtungsmäßig durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 4 gelöst.This task is procedurally carried out by the characteristics in the indicator of claim 1 and in terms of device by the features in the characterizing part of the claim 4 solved.

Durch die erfindungsgernäße Ausbildung findet eine kontinuierliche verbesserte Reduzierung des Wasserstoff-Partialdruckes über den Ringspalt bzw. der abgesetzten Produkte im ersten Reaktorraum statt, wobei durch die vorgesehene mechanische Umwälzung nach dem Kreisprinzip sich in der Hydrolyse- und Versäuerungsstufe ein gleichmäßiger Wasserstoff-Partialdruck aufbaut. Durch die Erfindung wird ein erhöhter Anteil an Essigsäure produziert und die weniger erwünschte Produktion von Propion- und Valeriansäure weltgehend verhindert. Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Zweistufenverfahren können die Verweilzeiten der Substrate in dem kombinierten Reaktor mit Biogasleistungen (CH4 + C02) von 3-6 m3/d pro m3 Faulraum verringert werden. Es wird ein hoher Abbaugrad der organischen Substanzen erreicht. Das produzierte Biogas ist fast völlig frei von dem unerwünschten Anteil an Schwefelwasserstoff.Due to the training according to the invention, a continuous one takes place improved reduction of the hydrogen partial pressure over the annular gap or the deposited products take place in the first reactor space, whereby by the provided mechanical Circulation according to the circular principle takes place in the hydrolysis and acidification stage constant hydrogen partial pressure builds up. The invention increases Proportion of acetic acid and the less desirable production of propionic and valeric acid prevented world-wide. In the two-stage process designed according to the invention can determine the residence times of the substrates in the combined reactor with biogas outputs (CH4 + C02) can be reduced by 3-6 m3 / d per m3 digester. There will be a high degree of degradation of organic substances achieved. The biogas produced is almost completely free of the undesirable amount of hydrogen sulfide.

Der erfindungsgemäße Zweistufenreaktor ist äußerst betriebssicher, wobei auch toxische Stoffe in Grenzen eintragbar und abbaubar sind.The two-stage reactor according to the invention is extremely reliable, Toxic substances can also be introduced and degraded within limits.

Die mit der Erfindung erzielbaren Ergebnisse können noch weiter verbessert werden durch Überlagerung der hydraulischen Umwälzung mit einer weiteren Umwälzung durch thermische Zirkulation, wie dies in Anspruch 5 und 5 angegeben ist.The results that can be achieved with the invention can be improved even further are achieved by superimposing the hydraulic circulation with a further circulation by thermal circulation as indicated in claims 5 and 5.

Vorteilhafte zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 5 bis 27 angegeben.Advantageous expedient developments of the device according to the invention are specified in the subclaims 5 to 27.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen hydraulischen Umwälzung und thermischen Zirkulation im zweiten Reaktorraum findet eine Reduzierung des Wasserstoff-Partialdruckes, insbesondere im Sedi- mentationsbereich des ersten Reaktorraumes über den Ringspalt zwischen dem kegelförmigen Boden und dem Mischinjektor durch eine Wasserstoff-Zehrung von Methanbakterien sowie durch die Diffusion von Wasserstoffmolekeln in den Fermentationsraum 2 statt. Durch diese Verfahrenstechnik wird eine geringere Nenge von Propion- und Valeriansäure gebildet und gleichzeitig ein erhöhter Anteil an Essigsäure sowie besser abbaubaren Stoffwechselprodukten mit einer optimalen Mengenverteilung produziert. Für die optimale Bildung der Produktpalette wie Essig-, Butter- und Capronsäure sowie Ethanol und Methanol bzw. Wasserstoff ist nach Beendigung der Beschickungsphase der am stillstehenden Substrat im Sedimentationsbereich (Grenzschichtfläche des Ringspaltes 11) des Reaktorraumes 1 vorbeiströmende Substratstrom aus dem Reaktorraum 2 maßgebend.In the hydraulic and thermal circulation provided according to the invention Circulation in the second reactor space results in a reduction of the hydrogen partial pressure, especially in sedi- mentation area of the first reactor room through the annular gap between the conical bottom and the mixer injector a hydrogen consumption of methane bacteria as well as through the diffusion of hydrogen molecules in the fermentation chamber 2 instead. This process technology results in a lower A small amount of propionic and valeric acid formed and at the same time an increased proportion of acetic acid as well as more easily degradable metabolic products with an optimal Volume distribution produced. For the optimal formation of the product range such as vinegar, Butyric acid and caproic acid as well as ethanol and methanol or hydrogen is after completion the charging phase of the stationary substrate in the sedimentation area (boundary layer surface of the annular gap 11) of the reactor space 1, the substrate stream flowing past from the reactor space 2 decisive.

Bei der Beschickung des ersten Reaktorraumes strömen die produzierten Stoffwechselprodukte der ersten Fermentationsstufe durch den Ringspalt, werden mit Belebtschlamm der zweiten Fermentationsstufe des zweiten Reaktorraumes im Mischinjektor substratschonend, d.h. ohne Einwirkung von Scherkräften, durchmischt und über die von der zylindrischen Wand umschlossene zylindrische Kammer in den zweiten Reaktorraum im Kreise mit Rückvermischung gefördert, wodurch eine ausgezeichnete Verteilung der Stoffwechselprodukte für einen hochgradigen Abbau erreicht wird.When the first reactor room is charged, the ones produced flow Metabolic products of the first fermentation stage through the annular gap are with Activated sludge from the second fermentation stage of the second reactor space in the mixer injector Gentle on the substrate, i.e. without the effect of shear forces, mixed and over the cylindrical chamber enclosed by the cylindrical wall into the second reactor space promoted in a circle with backmixing, resulting in excellent distribution the metabolic products for a high degree of degradation is achieved.

Die Strahlpumpe mit seitlich offener Düsenmischkammer saugt über den Wärmeaustauscher, der in seiner Doppelfunktion auch als Leitrohr dient, Substrat von unten aus dem ersten Fermentationsraum an, wobei das Verhältnis von Belebtschlamm zum eingespeisten frischen Substrat mindestens 3 : 1 beträgt. Die Substratumwälzung erfolgt im Kreis mit Rückmischung. Gleichzeitig wird durch den Flüssigkeitsstrahl der Strahlpumpe eine eventuell gebildete Schwimmdecke aufgebrochen und aufgelöst. Darüber hinaus werden während der hydraulischen Umwälzung die im seitlichen Kegelboden sedimentierten Stoffwechselprodukte unwesentlich gestört bzw.The jet pump with the nozzle mixing chamber open at the side sucks over the Heat exchanger, which also serves as a guide tube in its double function, substrate from the bottom of the first fermentation room, the ratio of activated sludge to the fresh substrate fed in is at least 3: 1. The substrate upheaval takes place in a circle with backmixing. At the same time, the liquid jet the jet pump, any floating cover that may have formed, was broken up and dissolved. In addition, during the hydraulic circulation, those in the side of the cone bottom sedimented metabolic products are insignificantly disturbed or

aufgewirbelt. Der Wärmeaustauscher bewirkt eine zusätzliche Umwälzung des Substrates durch Konvektion.whirled up. The heat exchanger causes additional circulation of the substrate by convection.

Die doppelwandig ausgeführte Zylinderwand 8 hat zusätzlich die Funktion einer Wärmedämmung, insbesondere durch das im Zwischenraum eingeschlossene Biogas. Durch die Wärmedämmung wird erreicht, daß in den Reaktorräumen mit unterschiedlichen Substrattemperaturen gefahren werden kann.The double-walled cylinder wall 8 also has the function thermal insulation, in particular through the biogas enclosed in the space. The thermal insulation ensures that in the reactor rooms with different Substrate temperatures can be driven.

3 Bei Biogas-Reaktoren mit einem Inhalt unter 300 m befindet sich der erste Reaktorraum in der Mitte des zweiten Reaktorraumes. 3 For biogas reactors with a volume of less than 300 m is the first reactor space in the middle of the second reactor space.

Bei Biogas-Reaktoren mit einem Inhalt größer als 300 m3 werden normalerweise mehrere einzelne Reaktorräume für den ersten Fermentationsprozeß eingesetzt.In the case of biogas reactors with a volume greater than 300 m3, several individual reactor rooms used for the first fermentation process.

Durch den hochgezogenen Kegelboden des ersten Reaktorraumes können sich keine Sedimentationsschichten bilden. Die in den Reaktorraum 1 geförderten und nicht abbaubaren Stoffe rutschen auf dem Kegel in den zweiten Reaktorraum und können von dort abgeschlammt bzw. ausgetragen werden.Through the raised conical floor of the first reactor room you can no sedimentation layers form. The promoted in the reactor room 1 and non-degradable substances slip on the cone into the second reactor space and can be removed or discharged from there.

Durch das vorgesehene Doppel-U-Rohr zum Austragen der biologisch abgebauten Substanzen aus dem zweiten Reaktorraum ergibt sich die Möglichkeit einer Druckgas-Speicherung in Abhängigkeit von der U-Rohrschenkelhöhe.Through the provided double U-tube for discharging the biologically degraded Substances from the second reactor chamber have the option of storing compressed gas depending on the U-pipe leg height.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert werden.The invention is to be described in more detail below with reference to the accompanying drawing explained.

Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Biogas-Reaktor, Fig. 2 schematisch einen Horizontalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Biogas-Reaktor mit mehreren Reaktorräumen für den ersten Fermentationsprozeß, Fig. 3 schematisch die Ausbildung der bei den Biogas-Reaktoren nach Fig. 1 und 2 vorgesehenen Wärmetauschern und Fig. 4 eine bevorzugte Ausbildung eines beim erfindungsgemaßen Biogasreaktors vorgesehenen Mischinjektors. It shows: FIG. 1 a section through one designed according to the invention Biogas reactor, FIG. 2 schematically shows a horizontal section through one according to the invention Biogas reactor with several reactor rooms for the first fermentation process, Fig. 3 schematically shows the design of the biogas reactors according to FIGS. 1 and 2 Heat exchangers and FIG. 4 shows a preferred embodiment of one according to the invention Biogas reactor provided mixing injector.

Die Zeichnung zeigt einen kombinierten Biogas-Reaktor mit einem ersten Reaktorraum 1 und einem zweiten Reaktorraum 2. Im ersten Reaktorraum, der innerhalb des zweiten Reaktorraumes angeordnet ist, findet ein erster Fermentationsproze (Hydrolyse- und Säurebildung) und im zweiten Reaktorraum ein zweiter Fermentationsprozeß (Methanbildung) statt.The drawing shows a combined biogas reactor with a first Reactor space 1 and a second reactor space 2. In the first reactor space, the inside of the second reactor space, a first fermentation process (hydrolysis and acid formation) and in the second reactor room a second fermentation process (methane formation) instead of.

Der erste Reaktorraum 1 weist einen hochgezogenen Boden mit kegelförmiger Bodenfläche 19 auf und wird gebildet von einem doppelwandigen Zylinder 8, zwischen dessen Wänden ein ringzylindrischer Zwischenraum 40 gebildet ist. Der Zylinder 8 endet oberhalb des kegelförmigen Bodens 19, so daß zwischen Zylinder 8 und Boden 19 ein Ringspalt 11 gebildet wird, über den der erste Reaktorraum 1 mit dem zweiten Reaktorraum 2 in offener Verbindung steht. Das untere Teil des doppelwandigen Zylinders 8 ist als Mischinjektor 10 ausgebildet.The first reactor space 1 has a raised floor with a conical shape Floor surface 19 and is formed by a double-walled cylinder 8 between the walls of which an annular cylindrical gap 40 is formed. The cylinder 8 ends above the conical bottom 19, so that between the cylinder 8 and the bottom 19 an annular gap 11 is formed, through which the first reactor chamber 1 with the second Reactor space 2 is in open communication. The lower part of the double-walled cylinder 8 is designed as a mixing injector 10.

Die Zylinderwand 8 wird von einem weiteren Zylinder 9 beabstandet umgeben, so daß eine zylindrische Ringkammer 44 gebildet wird, die als Überlaufkammer ausgebildet ist und beabstandet zum Boden des zweiten Reaktorraumes 2 endet, so da£ ein weiterer Ringspalt 46 gebildet wird, der wie auch der Ringspalt 11 in eine Injektionsmischkammer 45 führt, die begrenzt wird vom Kegelboden 19, der zylindrischen Wand 9 sowie vom Mischinjektor 10. Über den Zwischenraum 40 kann Biogas unter Druck mittels eines Gasverdichters 5 dem Mischinjektor zugeführt werden. DerSaugstutzen des Gasverdichters 5 ist an einen Biogasraum 42 des Reaktorraumes 2 angeschlossen und der Druckstutzen des Gasverdichters ist mit dem Zwischenraum 40 des Doppelwandzylinders 8 verbunden.The cylinder wall 8 is spaced apart from a further cylinder 9 surrounded so that a cylindrical annular chamber 44 is formed, which as an overflow chamber is formed and ends at a distance from the bottom of the second reactor space 2, so because £ a further annular gap 46 is formed, which like the annular gap 11 in a Injection mixing chamber 45 leads, which is limited by the cone bottom 19, the cylindrical Wall 9 and the mixing injector 10. Biogas can be pressurized via the intermediate space 40 be fed to the mixer injector by means of a gas compressor 5. The suction nozzle of the gas compressor 5 is connected to a biogas space 42 of the reactor space 2 and the pressure port of the gas compressor is with the space 40 of the double-walled cylinder 8 connected.

Das untere Ende des Zylinders 9 ist als Wärmetauscher 12 ausgebildet. Mit Hilfe des Mischinjektors 10 wird eine hydraulische Kreisumwälzung des Substrates im Reaktorraum 2 hervorgerufen, wie diedurch die Linie 48 angedeutet ist. Eine weitere thermische Zirkulation des Substrates wird durch den Wärmetauscher 12 hervorgerufen. Diese thermische Zirkulation überlagert die hydraulische Umwälzung.The lower end of the cylinder 9 is designed as a heat exchanger 12. With the aid of the mixing injector 10, the substrate is hydraulically circulated caused in the reactor space 2, as indicated by the line 48. Another thermal circulation of the substrate is brought about by the heat exchanger 12. This thermal circulation is superimposed on the hydraulic circulation.

Im Reaktorraum 1 ist oberhalb des Kegelbodens 19 zentral eine Strahlpumpe 7 mit seitlich offener Düsenmischkammer angeordnet, die das Substrat im Reaktorraum 1 von unten ansaugt und nach oben pumpt. Die Strahlpumpe 7 ist umgeben von der Wendel eines rohrförmigen Wärmetauschers 6, der damit als Leitrohr wirkt, wie auch die ringförmige Zwischenkammer 44, wodurch eine hydraulische Kreisumwälzung des Substrates im Reaktorraum 1 bewirkt wird, wie dies durch die Linien So angedeutet ist. Diese hydraulische Umwälzung wird überlagert von einer thermischen Zirkulation, die hervorgerufen wird durch den Wärmetauscher 6.A jet pump is centrally located in the reactor space 1 above the conical bottom 19 7 arranged with a laterally open nozzle mixing chamber, which the substrate in the reactor space 1 sucks in from below and pumps upwards. The jet pump 7 is surrounded by the helix a tubular heat exchanger 6, which thus acts as a guide tube, as well as the annular intermediate chamber 44, whereby a hydraulic circulation of the substrate is effected in the reactor space 1, as indicated by the lines So. These hydraulic circulation is superimposed by a thermal circulation that is produced is through the heat exchanger 6.

Die Vorlauf- und Rücklaufanschlüsse der Wärmetauscher 12 und 6 sind mit den Bezugszeichen 15 und 20 bzw. 16 und 18 bezeichnet.The flow and return connections of the heat exchangers 12 and 6 are denoted by the reference numerals 15 and 20 and 16 and 18, respectively.

Die gewendelten Wärmetauscherrohre 23 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff (beispielsweise Polypropylen) (Fig. 3). Als Stützkonstruktion dienen jeweils zwei einzelne U-förmige Rohre 24, die gleichzeitig Verteilerrohre für den Vorlauf und den Rücklauf bilden. Die Rohre werden mittels justierbarer Rohrbuchsen 26 durch die Reaktorwand geführt. Mit dem Bezugszeichen 25 ist ein Entlüftungsventil bezeichnet. Die im Fermentationsraum 2 biologisch abgebauten Substanzen sammeln sich in dem umlaufenden trichterförmigen Boden 29.The coiled heat exchanger tubes 23 are preferably made of plastic (e.g. polypropylene) (Fig. 3). Two each serve as a support structure individual U-shaped pipes 24, which are at the same time distribution pipes for the flow and form the return. The tubes are threaded through adjustable tube bushings 26 out the reactor wall. The reference numeral 25 denotes a vent valve. The substances biodegraded in the fermentation chamber 2 collect in the circumferential funnel-shaped bottom 29.

Im Reaktorraum 2 sind noch zwei Austragstutzen 13 und 14 angeordnet, die wahlweise über ein Drei-Wegeventil 21 mit einem Doppel-U-Rohr 22 verbindbar sind zum Austragen biologisch abgebauter Substrate. Austragstutzen 13 befindet sich in Bodennähe und der Austragstutzen 14 etwa in halber Höhe des Reaktorraumes 2. Der erste U-Rohr-Schenkel 28 ist über eine Leitung 30 mit dem Biogasraum 42 verbunden.Two discharge nozzles 13 and 14 are also arranged in the reactor chamber 2, which can optionally be connected to a double U-tube 22 via a three-way valve 21 are for discharging biodegraded substrates. Discharge nozzle 13 is located near the floor and the discharge nozzle 14 approximately halfway up the reactor space 2. The first U-tube leg 28 is connected to the biogas space 42 via a line 30.

Das im Reaktorraum 2 entstehende Biogas CH4 + C02 ist über ein Absperrorgan 3 und das im Reaktorraum 1 entstehende saure Biogas C02 + H2S ist über ein differenzdruckgeregeltes Überströmventil 4 ableitbar.The biogas CH4 + C02 produced in reactor space 2 is via a shut-off device 3 and the acidic biogas C02 + H2S produced in the reactor room 1 is controlled by a differential pressure Overflow valve 4 can be diverted.

Bei Reaktoren mit einem Inhalt von weniger als 300 m3 wird ein einziger Reaktorraum für den ersten Fermentationsprozeß verwendet, der zentral im Reaktorraum 2 für den zweiten Fermentationsprozeß angeordnet ist, vgl. Fig. 1. Bei Reaktoren mit einem Inhalt von mehr als 300 m3 werden mehrere, beispielsweise drei einzelne Reaktorräume 32, 34, 36 für den ersten Fermentationsprozeß verwendet, die gleichmäßig verteilt im Reaktorraum 2 für den zweiten Fermentationsprozeß angeordnet sind, vgl. Fig. 2, wobei der Wirkungsbereich der einzelnen Reaktorräume so eingestellt wird, daß er bei 3 Reaktorräumen einen Aktionsradius aufweist, der etwa 25% des Gesamtdurchmessers des Reaktors 2 ausmacht.In the case of reactors with a capacity of less than 300 m3, only one Reactor room used for the first fermentation process, which is centrally located in the reactor room 2 is arranged for the second fermentation process, see Fig. 1. In reactors with a content of more than 300 m3, several, for example three individual ones Reactor spaces 32, 34, 36 used for the first fermentation process, which are uniform are arranged distributed in the reactor space 2 for the second fermentation process, cf. Fig. 2, the effective range of the individual reactor rooms being set so that with 3 reactor rooms it has a radius of action which is about 25% of the total diameter of reactor 2 makes up.

Der in der Zeichnung dargestellte Zweistufen-Reaktor ist in einem Raumverhältnis des ersten Reaktorraumes 1 für die Säurebildungsphase zum zweiten Reaktorraum 2 für die Methanbildungsphase von etwa 1 : 10 gebaut.The two-stage reactor shown in the drawing is in one Space ratio of the first reactor space 1 for the acid formation phase to the second Reactor space 2 built for the methane formation phase of about 1:10.

Der in der Zeichnung dargestellte Biogas-Reaktor arbeitet wie folgt. Der erste Reaktorraum 1 wird mit dem zu behandelnden Substrat über einen Absperrschieber 17 beschickt. Mit Hilfe der Strahlpumpe 7 wird das Substrat hydraulisch umgewälzt, wobei ein Verhältnis von Belebtschlamm zum eingespeisten frischen Substrat von mindestens 3 : 1 eingestellt wird. Die Beschickung erfolgt dabei über eine externe Pumpe, die nicht dargestellt ist. Diese Pumpe ist mit dem Absperrschieber 17 sowie der Strahlpumpe 7 verbunden. Während der Beschickung, die quasi-kontinuierlich erfolgt, wird mittels der Strahlpumpe 7, die an der Düsenmischkammer mit seitlichen Schlitzen versehen ist, Belebtschlamm angesaugt und mit dem eingespeisten Substrat gemischt. Dabei strömt während des Beschickungsvorganges Belebtschlamm von unten in den Wärmetauscher ständig nach. Nach der Beschickung des Reaktorraumes 1 wird durch den eingetretenen Temperaturabfall der Wärmetauscher 6 in Betrieb genommen, um die vorgesehene optimale Temperatur von ca. 30 0C einzustellen und konstant zu halten.The biogas reactor shown in the drawing works as follows. The first reactor space 1 is connected to the substrate to be treated via a gate valve 17 loaded. With the help of the jet pump 7, the substrate is circulated hydraulically, wherein a ratio of activated sludge to fresh substrate fed in of at least 3: 1 is set. The charging takes place via an external pump that is not shown. This pump is with the gate valve 17 as well as the jet pump 7 connected. During the loading, which takes place quasi-continuously, is carried out by means of of the jet pump 7, which are provided with lateral slots on the nozzle mixing chamber activated sludge is sucked in and mixed with the fed substrate. Included activated sludge flows into the heat exchanger from below during the charging process constantly after. After loading the reactor space 1 is entered by the Temperature drop of the heat exchanger 6 put into operation to the intended optimum Set a temperature of approx. 30 0C and keep it constant.

Durch die Einschaltung des Wärmetauschers findet, wie bereits erwähnt, eine weitere Umwälzung inform einer thermischen Zirkulation des Substrates statt.By switching on the heat exchanger takes place, as already mentioned, a further circulation takes place in the form of a thermal circulation of the substrate.

Während der Beschickung des Reaktorraumes 1 werden die im Kegelbodenbereich 19 angesammelten Stoffwechselprodukte über den Ringspalt 11 in die Injektionsmischkammer 45 gefördert und mit Belebtschlamm aus dem Reaktorraum 2 gemischt und mit Hilfe des Mischinjektors über die Zwischenringkammer 44 in den Reaktorraum 2 gefördert und durch gleichzeitige Kreisumwälzung entsprechend verteilt. Gleichzeitig erfolgt durch den Temperaturabfall im Reaktorraum 2, der mit einer optimalen Temperatur von ca. 35 0C betrieben wird, die Einschaltung des Wärmetauschers 12.During the loading of the reactor space 1, the in the cone bottom area 19 accumulated metabolic products through the annular gap 11 into the injection mixing chamber 45 promoted and mixed with activated sludge from the reactor room 2 and with the help of the mixing injector conveyed into the reactor space 2 via the intermediate ring chamber 44 and distributed accordingly by simultaneous circular circulation. Takes place at the same time by the temperature drop in the reactor chamber 2, which is at an optimal temperature is operated from approx. 35 0C, the activation of the heat exchanger 12.

Auch im Reaktorraum 2 findet nach Abschaltung des Gasverdichters 5 bzw. des Mischinjektors 10 eine thermische Umwälzung über den Zwischenraum 44 durch die Wirkung des Wärmetauschers 12 statt.After the gas compressor 5 has been switched off, the reactor space 2 also takes place or of the mixing injector 10 through a thermal circulation via the intermediate space 44 the effect of the heat exchanger 12 takes place.

Eine Anordnung aus Gasverdichter 5, ringförmigem Zwischenraum 40 als Leitrohr, Mischinjektor 10 und ringförmige Zwischenkammer 44 als weiteres Leitrohr wird auch als Mammutpumpe bezeichnet.An arrangement of gas compressor 5, annular space 40 as Guide tube, mixing injector 10 and annular intermediate chamber 44 as a further guide tube is also known as a mammoth pump.

Durch die hydraulische und thermische Umwälzung des Substrates im Reaktorraum 2 wird über den Ringspalt 11 eine Reduktion des Wasserstoff-Partialdruckes im Sedimentationsbereich des Reaktorraumes 1 vorgenommen. Das im Reaktorraum 2 erzeugte Biogas (CH4 + CO2) wird über das Absperrorgan 3 entnommen und den Verbrauchern zugeführt. Das im Reaktorraum 1 erzeugte saure Biogas (002 + H2S) kann über das Regelventil 4 abgelassen werden.Due to the hydraulic and thermal circulation of the substrate in the Reactor space 2 is a reduction of the hydrogen partial pressure via the annular gap 11 made in the sedimentation area of the reactor chamber 1. That generated in the reactor space 2 Biogas (CH4 + CO2) is withdrawn via shut-off device 3 and fed to the consumers. The acidic biogas (002 + H2S) generated in the reactor room 1 can be controlled via the control valve 4 can be drained.

Nach entsprechendem biologischen Abbau der organischen Substanzen; sammeln sich diese im trichterförmigen Boden 29 bzw. wird der Faulschlamm aus dem Reaktorraum 2 über den Austragstutzen 13 oder 14 gemäß der in den Reaktorraum 1 eingespeisten frischen Substratmenge ausgetragen. Der ausgetragene Faulschlamm fließt durch das Doppel-U-Rohr 22, das gleichzeitig als Siphon für eine Druckgasspeicherung dient, durch den Anschluß an den Biogasraum 42 mit Hilfe der Verbindungsleitung 30.After appropriate biological degradation of the organic substances; These collect in the funnel-shaped bottom 29 or the digested sludge is from the Reactor space 2 via the discharge nozzle 13 or 14 according to the procedure in the reactor space 1 fed in fresh substrate amount discharged. The discharged digested sludge flows through the double U-pipe 22, which doubles as a siphon for pressurized gas storage serves, through the connection to the biogas room 42 with the help of the connecting line 30th

Zur Erzielung eines günstigen Reaktorwirkungsgrades bei möglichst geringem Materialverbrauch wird ein Verhältnis zwischen Höhe und Durchmesser des Reaktors von etwa 2 : 1 gewählt. To achieve a favorable reactor efficiency at as possible low material consumption is a ratio between the height and diameter of the Reactor of about 2: 1 chosen.

Weiter kann der Ringspalt 11 mit Hilfe der Vorrichtung 27 nachträglich in der Höhe eingestellt werden.Furthermore, the annular gap 11 can be made later with the aid of the device 27 can be adjusted in height.

Um bei verschiedenen Reaktorbelastungen -unter Berücksichtigung der im Fermentationsraum 2 mit Druck gespeicherten Gasmengeein konstantes Faulraumvolumen zu erzielen, wird durch eine Differenzdruckregelung, welche zwischen Fermentationsraum l und Fermentationsraum 2 erfolgt, das im Fermentationsraum l produzierte überschüssige Biogas (Co2 + H2S) durch das Überströmventil 4 abgelassen.To with different reactor loads - taking into account the a constant digester volume stored in the fermentation chamber 2 with the amount of gas stored under pressure to achieve is achieved by a differential pressure control, which between fermentation room l and fermentation chamber 2 takes place, the excess produced in fermentation chamber l Biogas (Co2 + H2S) drained through the overflow valve 4.

Für Sonderfälle kann die Ablassleitung des Überströmventiles 4 mit der Entnahmeleitung 3 zusammengeschaltet werden. In diesem Fall muß je nach Substratart das Gas über eine Gaswaschvorrichtung bzw. Entschwefelungsanlage gereinigt werden.For special cases, the drain line of the overflow valve 4 can be used with the extraction line 3 are interconnected. In this case, depending on the type of substrate the gas can be cleaned using a gas scrubbing device or desulphurisation system.

Wie schon oben erwähnt, ist der untere Teil des doppelwandigen Zylinders 8 als Mischinjektor 10 ausgebildet. über diesen Mischinjektor wird Biogas unter Druck in den Reaktorraum 2 eingeblasen, und zwar über in den Reaktorraum führende Löcher 60.As mentioned above, the lower part is the double-walled cylinder 8 designed as a mixing injector 10. Via this mixer injector, biogas is under Pressure is blown into the reactor space 2, namely via leading into the reactor space Holes 60.

Der Mischinjektor wird gebildet durch den unteren Teil der inneren Wandung des Zylinders 8, einen unter einem Winkel zu dieser inneren Wandung nach oben in den Reaktorraum 2 zeigenden umlaufenden Boden 62 und durch ein von der äußeren Wand des Zylinders 8 unter einem Winkel nach außen in den Reaktorraum zeigendes umlaufendes Teil 64, das mit dem Boden 62 verbunden ist. Die Löcher 60 sind in diesem Teil 64 nahe der Verbindungsstelle mit dem Boden 62 ausgebildet. Der Winkel zwischen dem Boden 62 und der Innenwand des Zylinders 8 beträgt etwa 460 und der Winkel zwischen der Außenwandverlängerung des Zylinders 8 und dem Teil 64 etwa 180. Durch diese Ausbildung wird ein im Querschnitt etwa dreieckförmiger ringförmiger Ringraum im unteren Teil des doppelwandigen Zylinders 8 als Mischinjektor gebildet. Die Löcher 60 sind umfangsmäßig verteilt angeordnet. Es können meh- rere Lochreihen mit zueinander versetzt angeordneten Löchern vorgesehen werden. In der Zeichnung ( Fig. 4) sind zwei Lochreihen schematisch angedeutet. Die Löcher weisen vorzugsweise einen Durchmesser von etwa 4 mm auf. Vom unteren spitzwinklig zulaufenden Ende 66 des Mischinjektors sind mehrere Entwässerungsrohre 68 nach oben geführt, die im Boden 62 münden und etwa in Höhe der Löcher 60 enden, vorzugsweise mit geringem Abstand zu den Löchern. The mixing injector is formed by the lower part of the inner Wall of the cylinder 8, one at an angle to this inner wall at the top in the reactor space 2 pointing circumferential floor 62 and through one of the outer Wall of the cylinder 8 pointing outwards into the reactor space at an angle circumferential part 64 which is connected to the bottom 62. The holes 60 are in this Part 64 is formed near the junction with the floor 62. The angle between the bottom 62 and the inner wall of the cylinder 8 is about 460 and the angle between the outer wall extension of the cylinder 8 and the part 64 about 180. Through this Training is an approximately triangular cross-section annular annular space in the formed lower part of the double-walled cylinder 8 as a mixer injector. The holes 60 are arranged distributed around the circumference. There can be several rere rows of holes be provided with mutually offset holes. In the drawing (Fig. 4) two rows of holes are indicated schematically. The holes preferably have a diameter of about 4 mm. From the lower end 66 which tapers at an acute angle of the mixer injector several drainage pipes 68 are guided upwards, which in the Bottom 62 open and end approximately at the level of the holes 60, preferably with a small amount Distance to the holes.

Claims (33)

ANSPRÜCHE 1. Verfahren zur-anaeroben Behandlung von Substraten mit organischen Stoffen, insbesondere mit einem hohen Anteil an hochmolekularen organischen Stoffen wie Proteinen, Kohlehydraten und F#etten, zur Erzeugung von Biogas, bei dem in einem im ersten Reaktorraum stattfindenden Fermentationsprozeß die Substrate durch fermentative und säurebildende Bakterien vorzugsweise in Essigsäure, Wasserstoff und Kohlendioxyd überführt werden und dann die entstehenden Produkte über eine offene Verbindung in einen zweiten Reaktorraum gelangen und dort durch acetogene und methanogene Bakterien in einem zweiten Fermentationsprozeß in Biogas (Methan und Kohlendioxyd) umgewandelt werden, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das zu behandelnde, jeweils eingespeiste, frische Substrat zusammen mit Belebtschlamm im ersten Reaktorraum nach dem Kreisprinzip mit Rückvermischung umgewälzt wird und daß die im ersten Fermentationsprozeß entstandenen Produkte mit Belebtschlamm des zweiten Fermentationsprozesses vermischt und ebenfalls nach dem Kreisprinzip mit Rückvermischung umgewälzt werden. CLAIMS 1. Process for the anaerobic treatment of substrates with organic substances, especially with a high proportion of high molecular weight organic substances Substances such as proteins, carbohydrates and fats contribute to the production of biogas the substrates in a fermentation process taking place in the first reactor chamber by fermentative and acid-forming bacteria, preferably in acetic acid, hydrogen and carbon dioxide are transferred and then the resulting products via an open Compound get into a second reactor room and there by acetogenic and methanogenic Bacteria in a second fermentation process in biogas (methane and carbon dioxide) be converted, d a d u r c h e -k e n n n n z e i c h n e t that the to be treated, Fresh substrate fed in together with activated sludge in the first reactor room is circulated according to the circular principle with back mixing and that in the first fermentation process resulting products mixed with activated sludge from the second fermentation process and are also circulated according to the circular principle with back mixing. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Verhältnis von frischem Substrat zu Belebtschlamm wenigstens 1 : 3 beträgt.2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the ratio of fresh substrate to activated sludge is at least 1: 3 is. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Umwälzung eine weitere Umwälzung durch thermische Zirkulation überlagert wird und/oder folgt.3. The method of claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the circulation is superimposed by a further circulation by thermal circulation will and / or follow. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Bioreaktor, der einen ersten Reaktorraum aufweist für die Überführung der Stoffwechselprodukte aus einem organischen Substrat, in erster Linie in Essig-, Butter- und Capronsäure sowie Wasserstoff und ohlendioxyd und mit einem zweiten Reaktorraum zur Umwandlung der im ersten Reaktorraum entstandenen Produkte in Biogas (Methan und Kohlendioxyd), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im ersten Reaktorraum (1) und/oder im zweiten Reaktorraum (2) eine Einrichtung zur mechanischen bzw. hydraulischen Umwälzung vorgesehen ist.4. Device for performing the method according to one of the preceding Claims with a bioreactor which has a first reactor space for the transfer the metabolic products from an organic substrate, primarily in vinegar, Butyric acid and caproic acid as well as hydrogen and carbon dioxide and with a second Reactor room for converting the products created in the first reactor room into biogas (Methane and carbon dioxide), d u r c h e k e nn n n e i c h n e t that in the first Reactor space (1) and / or in the second reactor space (2) a device for mechanical or hydraulic circulation is provided. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß weiterhin im ersten Reaktorraum (1) und/oder im zweiten Reaktorraum (2) eine Einrichtung zur thermischen Umwälzung der in den Reaktorräumen befindlichen Substanzen vorgesehen ist zur Erzielung höherer Umwälzleistungen.5. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that still in the first reactor space (1) and / or in the second reactor space (2) a device for the thermal circulation of those located in the reactor rooms Substances is intended to achieve higher circulation rates. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der erste Reaktorraum (i) mit einer doppelwandigen Zylinderwand (8) ausgebildet ist, über deren Zwischenraum (40) Biogas unter Druck von oben zuführbar ist und deren unteres Ende als Mischinjektor (10) ausgebildet ist für die Durchmischung der im Reaktorraum (1) erzeugten Produkte mit Belebtschlamm des zweiten Reaktorraumes (2) und zur Förderung der Mischung in den zweiten Reaktorraum.6. Apparatus according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the first reactor space (i) with a double-walled cylinder wall (8) is formed, via the intermediate space (40) biogas can be supplied under pressure from above and the lower end of which is designed as a mixing injector (10) for thorough mixing the products produced in the reactor space (1) with activated sludge from the second reactor space (2) and for conveying the mixture into the second reactor space. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Förderung der Mischung über eine als Überlaufkammer ausgebildete ringförmige zylindrische Kammer erfolgt, die von der Zylinderwand (8) und einer diese beabstandet umgebenden zylindrischen Wand (9) gebildet wird, die mit Abstand oberhalb des Bodens des Reaktorraumes (2) endet.7. Apparatus according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c That means that the mixture is conveyed via an overflow chamber annular cylindrical chamber is carried out by the cylinder wall (8) and a this spaced surrounding cylindrical wall (9) is formed, which is spaced ends above the bottom of the reactor space (2). 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Reaktorraum (1) einen hochgezogenen Boden mit kegelförmiger Bodenfläche (19) aufweist, daß zwischen dem unteren Ende der Zylinderwand (8) und dem kegelförmigen Boden (19) ein Ringspalt (11) gebildet ist, über den die im Reaktorraum (1) erzeugten Produkte in eine Injektionsmischkammer (45) gelangen, die begrenzt wird vom kegelförmigen Boden (19), dem unteren Teil der zylindrischen Wand (9) und dem Mischinjektor (10).8. Apparatus according to claim 6 or 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the first reactor space (1) has a raised floor with a conical shape Has bottom surface (19) that between the lower end of the cylinder wall (8) and the conical bottom (19) an annular gap (11) is formed through which the in the reactor space (1) The products produced arrive in an injection mixing chamber (45) which is limited is from the conical bottom (19), the lower part of the cylindrical wall (9) and the mixing injector (10). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im ersten Reaktorraum (1) zur kreisförmigen Substratumwälzung eine Strahlpumpe (7) angeordnet ist, die eine seitlich offene Düsenmischkammer aufweist.9. Device according to one of claims 6 to 8, d a d u r c h g e It is not indicated that in the first reactor space (1) for the circular substrate circulation a jet pump (7) is arranged, which has a laterally open nozzle mixing chamber. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Strahlpumpe (7) innerhalb eines senkrecht angeordneten rohrförmigen Wärmetauschers (6) angeordnet ist.10. The device according to claim 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the jet pump (7) within a vertically arranged tubular Heat exchanger (6) is arranged. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Wärmetauscher U-förmige Vorlauf- und Rücklaufrohre (24) aufweist, die als Stützkonstruktion, Verteilerrohre und Entlüftungsrohre dienen und zwischen denen eine Rohrwendel (23) angeordnet ist.11. The device according to claim 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the heat exchanger has U-shaped flow and return pipes (24), which serve as a support structure, manifold pipes and ventilation pipes and between which a coiled tubing (23) is arranged. 12. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der untere Teil der zylindrischen Wand (9) durch einen Wärmetauscher (12) gebildet wird.12. The device according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the lower part of the cylindrical wall (9) through a heat exchanger (12) is formed. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der zweite Reaktorraum (2) den ersten Reaktorraum (1) ringförmig umgibt.13. Device according to one of claims 4 to 12, d a d u r c h g It is not noted that the second reactor space (2) is the first reactor space (1) ring-shaped. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der erste Reaktorraum (1) aus mehreren einzelnen zylindrischen Reaktorteilräumen besteht, die innerhalb des zweiten Reaktorraumes (2) angeordnet sind.14. Device according to one of claims 4 to 13, d a d u r c h g It is noted that the first reactor chamber (1) consists of several individual there is cylindrical partial reactor spaces that are located within the second reactor space (2) are arranged. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß drei gleiche, einzelne zylindrische Reaktorteilräume (32, 34, 36) vorgesehen sind.15. The apparatus of claim 14, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that three identical, individual cylindrical reactor sub-spaces (32, 34, 36) are provided. 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die einzelnen zylindrischen Reaktorteilräume so aufgeteilt sind, daß der Wirkungsbereich jedes Reaktorteilraumes einen Radius aufweist, der etwa 25% des Durchmessers des zweiten Reaktorraumes (2) ausmacht.16. The apparatus of claim 15, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the individual cylindrical reactor sub-spaces are divided in such a way that that the effective area of each reactor compartment has a radius that is approximately 25% of the diameter of the second reactor space (2). 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Reaktorraum (1) mit seiner Zylinderwand (8) und gegebenenfalls der zylindrischen Wand (9) als Einsatz ausgebildet und zusammen mit den Wärmeaustauschern (6 und 12) nach oben herausziehbar ist.17. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n n e i c h n e t that the reactor space (1) with its cylinder wall (8) and optionally the cylindrical wall (9) formed as an insert and together with the heat exchangers (6 and 12) can be pulled out upwards. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das biologisch abgebaute Substrat über einen Austragstutzen (13) in Bodennähe oder einen Austragstutzen (14) im mittleren Bereich des zweiten Reaktorraumes (2) ausgetragen wird.18. Device according to one of claims 4 to 17, d a d u r c h g It is not noted that the biologically degraded substrate is via a discharge nozzle (13) near the floor or a discharge nozzle (14) in the middle area of the second Reactor space (2) is discharged. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das biologisch abgebaute Substrat über ein Doppel-U-Rohr (22) ausgetragen wird, dessen erster Schenkel (28) zur Erzielung einer Druckgasspeicherung im Biogasraum in Abhängigkeit von der Höhe des Schenkels über eine Leitung (30) mit dem Biogasraum (42) des zweiten Reaktorraumes (2) verbunden ist.19. Device according to one of claims 4 to 18, d a d u r c h g It is not noted that the biodegraded substrate is via a double U-tube (22) is discharged, the first leg (28) of which to achieve compressed gas storage in the biogas room depending on the height of the leg via a pipe (30) is connected to the biogas space (42) of the second reactor space (2). 20. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß das Biogas mit Hilfe eines Gasverdichters (5) zugeführt wird, dessen Druckstutzen an den Zwischenraum (40) und dessen Saugstutzen an den Biogasraum (42) des Reaktorraumes (2) angeschlossen ist.20. The device according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the biogas is supplied with the help of a gas compressor (5), whose Pressure connection to the intermediate space (40) and its suction connection to the biogas space (42) of the reactor room (2) is connected. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 20, d a durch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verhältnis des Volumens des ersten Reaktorraumes (1) zum Volumen des zweiten Reaktorraumes (2) 1:2 bis 1:20, jedoch vorzugsweise 1 : 10 beträgt.21. Device according to one of claims 4 to 20, d a through g e k It is noted that the ratio of the volume of the first reactor space (1) to the volume of the second reactor space (2) 1: 2 to 1:20, but preferably Is 1:10. 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 21, d a durch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Temperatur im Reaktorraum (2) auf etwa 350 Celsius und im Reaktorraum (1) auf etwa 300 Celsius eingestellt wird.22. Device according to one of claims 4 to 21, d a through g e k It is noted that the temperature in the reactor space (2) is about 350 Celsius and is set to about 300 Celsius in the reactor space (1). 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Temperaturen mit Hilfe der Wärmeaustauscher (6 und 12) eingestellt werden, wobei die Temperatur mit Hilfe von Sensoren überwacht wird.23. The device according to claim 22, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the temperatures are set using the heat exchangers (6 and 12) the temperature is monitored with the help of sensors. 24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Anwendung bei Batch-Prozessen in Brauereien, Brennereien und in der pharmazeutischen Industrie.24. Device according to one of the preceding claims, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h Use in batch processes in breweries and distilleries and in the pharmaceutical industry. 25. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verhältnis Höhe:Durchmesser des Biogasreaktors etwa 2 : 1 beträgt.25. Device according to one of the preceding claims, d a -d u Noted that the ratio of height: diameter of the biogas reactor is about 2: 1. 26. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Ringspalt (11) durch eine Vorrichtung (27), die mit dem Reaktorraum (1 und 2) verbunden ist, in der Höhe eingestellt werden kann.26. The device according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the annular gap (11) through a device (27) connected to the reactor space (1 and 2) is connected, can be adjusted in height. 27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Boden im Reaktorraum (2) inform einer umlaufenden Trichterpitze (29) ausgebildet ist.27. Device according to one of claims 6 to 14, d a -d u r c h it is not noted that the floor in the reactor space (2) is in the form of a circumferential Funnel tip (29) is formed. 28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 26, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß durch ein Überströmventil (4) gleiche Gasdrücke im Reaktorraum 1 und Reaktorraum 2 eingeregelt werden.28. Device according to one of claims 4 to 26, d a -d u r c h it is noted that the same gas pressures are achieved through an overflow valve (4) be regulated in reactor space 1 and reactor space 2. 29. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 8, d a d u r c h ge k e n n z e i c h n e t , daß der Mischinjektor (10) durch das untere Teil der zylindrischen Innenwand des doppelwandigen Zylinders (8), durch einen unter einem spitzen Winkel vom Ende der zylindrischen Innenwand nach oben in den Reaktorraum 2 zeigenden umlaufenden Boden (62) und ein unter einem spitzen Winkel von der zylindrischen Außenwand des Zylinders (8) nach unten in den Reaktorraum 2 zeigendes umlaufendes Teil (64) gebildet wird, das mit dem Boden (62) verbunden ist und in dem umlaufend mehrere Löcher (60) ausgebildet sind.29. The apparatus of claim 6 or 8, d a d u r c h ge k e n n z e i c h n e t that the mixing injector (10) through the lower part of the cylindrical Inner wall of the double-walled cylinder (8), through an at an acute angle from the end of the cylindrical inner wall upwards into the reactor chamber 2 pointing circumferential Bottom (62) and one at an acute angle from the cylindrical outer wall of the The circumferential part (64) pointing downwards into the reactor chamber 2 is formed in the cylinder (8) which is connected to the bottom (62) and in which several holes (60) are trained. 30. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Löcher (60) kurz oberhalb der Verbindungsstelle des Teiles (64) mit dem Boden (62) angeordnet sind.30. The device according to claim 29, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the holes (60) just above the junction of the part (64) are arranged with the bottom (62). 31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere beabstandete Lochreihen mit versetzt zueinander angeordneten Löchern vorgesehen sind.31. The device according to claim 29 or 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that several spaced rows of holes with offset to one another arranged holes are provided. 32. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß im spitzwinklig zulaufenden Ende (66) des Mischinjektors (10) mehrere Entwässerungsrohre (68) angeordnet sind, die im Boden (62) münden, außerhalb des Bodens (62) nach oben geführt sind und in der Höhe der Löcher (60) enden.32. Apparatus according to claim 29, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that in the acute-angled end (66) of the mixing injector (10) several Drainage pipes (68) are arranged which open into the ground (62), outside the Bottom (62) are guided upwards and end at the level of the holes (60). 33. Vorrichtung nach Anspruch 29, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Winkel zwischen dem Boden (62) und der zylindrischen Innenwand des Zylinders (8) etwa 460 beträgt und der Winkel zwischen der Verlängerung der zylindrischen Außenwand des Zylinders (8) und dem Teil (64) etwa 180.33. Apparatus according to claim 29, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the angle between the bottom (62) and the cylindrical inner wall of the cylinder (8) is about 460 and the angle between the extension of the cylindrical outer wall of the cylinder (8) and the part (64) about 180.
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