DE69510679T2 - Verfahren und anlage zur anaeroben zersetzung von festen organischen abfaellstoffen - Google Patents
Verfahren und anlage zur anaeroben zersetzung von festen organischen abfaellstoffenInfo
- Publication number
- DE69510679T2 DE69510679T2 DE69510679T DE69510679T DE69510679T2 DE 69510679 T2 DE69510679 T2 DE 69510679T2 DE 69510679 T DE69510679 T DE 69510679T DE 69510679 T DE69510679 T DE 69510679T DE 69510679 T2 DE69510679 T2 DE 69510679T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- floating layer
- reactor
- liquid
- methane
- layer
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 title description 2
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 80
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 34
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 21
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005325 percolation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 8
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 3
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 3
- 239000010921 garden waste Substances 0.000 description 3
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 3
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002361 compost Substances 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
- C12M29/06—Nozzles; Sprayers; Spargers; Diffusers
-
- 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
- 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
- C12M27/00—Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
- C12M27/06—Stirrer or mobile mixing elements with horizontal or inclined stirrer shaft or axis
-
- 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
- C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
-
- 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
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur anaeroben Fermentation fester organischer Substanzen in einem Reaktortank, in dem sich ein Gemisch aus den festen organischen Substanzen und einer anaeroben Flüssigkeit befindet, wobei eine auf einer methanerzeugenden Flüssigkeit schwimmende Materialschicht von einem Eintragsende zu einem Austragsende des Reaktortanks bewegt wird, in der methanerzeugenden Flüssigkeit unter der schwimmenden Schicht eine methanbildende Reaktion induziert wird, und wobei eine Flüssigkeit in und/oder auf die schwimmende Schicht gesprüht wird.
- Ein solches Verfahren ist in der US-A-4334997 beschrieben.
- Feste Abfallsubstanzen oder -stoffe können u. a. aus Gemüse-, Frucht-, Gartenabfällen, Haushaltsabfällen und organischen Industrieabfällen bestehen.
- Für die Abwasserreinigung und Düngerverarbeitung wurden für Jahrzehnte Fermentationsprozesse verwendet. Fermentation führt zur Erzeugung von Biogas und zur Stabilisierung von Abfall oder Schlamm. Fermentationsprozesse werden jedoch zunehmend auch zur Verarbeitung von Agrarindustrie- und Haushaltsabfällen (z. B. von Gemüse-, Frucht- und Gartenabfällen) verwendet.
- Wenn ein vollständiger Mischreaktor oder ein Idealströmungsreaktor verwendet wird, sind die Verweilzeiten des zu fermentierenden Abfalls und der Biomasse (methanerzeugender Schlamm) gleich. Die Wachstumsrate methanerzeugender Bakterien ist jedoch relativ gering, so daß die Verweilzeit der Biomasse und damit des zu fermentierenden Materials relativ lang sein muß (20 bis 30 Tage). Deshalb sind relativ lange Reaktortanks erforderlich. Obwohl Systeme bekannt sind, in denen die Verweilzeiten des Fermentierungsmaterials und der methanerzeugenden Biomasse verschieden sind, werden dabei normalerweise mehrere Reaktoren mit komplizierten Trennsystemen dazwischen verwendet. Dies führt zu hohen Herstellungs- und Betriebskosten.
- In dem Verfahren gemäß der vorstehend erwähnten US- Patentschrift wird die schwimmende Schicht bewegt und unabhängig von der methanerzeugenden Flüssigkeitszone entzogen oder abgeleitet. D. h., die Verweilzeiten der schwimmenden Schicht und des methanerzeugenden Schlamms müssen nicht gleich sein. Die auf die schwimmende Schicht aufgesprühte Flüssigkeit besteht aus desoxygeniertem Wasser, das lediglich eine Transportfunktion für die schwimmende Schicht erfüllt. Die Flüssigkeit muß kräftig oder stark auf die schwimmende Schicht gespritzt werden, wodurch auch ein Mischeffekt erreicht wird und feste Teile der schwimmenden Schicht in die methanerzeugende Flüssigkeit gespritzt werden, was für die Dicke der schwimmenden Schicht nachteilig ist. Es wird jedoch nicht versucht, die Komponenten der schwimmenden Schicht zu fermentieren. Die schwimmende Schicht wird lediglich als störend betrachtet und daher so dünn wie möglich gehalten. Die schwimmende Schicht wird so schnell wie möglich vom Reaktortank abgeleitet.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gesteuerte oder kontrollierte Fermentationsreaktion in der schwimmenden Schicht zu erzeugen.
- Zu diesem Zweck ist das in der Einleitung erwähnte Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die in und/oder auf die schwimmende Schicht gesprühte Flüssigkeit von der methanerzeugenden Zone unter der schwimmenden Schicht extrahiert wird, um die Fermentation in der schwimmenden Schicht zu induzieren und außerdem saure Fermentationsprodukte durch Perkolieren oder Filtration von der schwimmenden Schicht zu entfernen und zur methanerzeugenden Zone unter der schwimmenden Schicht zu treiben oder zu bewegen, und dadurch, daß die schwimmende Schicht auf kontrollierte Weise so bewegt wird, daß die Fermentationsreaktion in der schwimmenden Schicht stattfinden kann.
- Feste Abfallstoffe und anaerober Schlamm könnten außerhalb des Reaktors vermischt werden, es ist jedoch bevorzugt, daß dieser Mischvorgang in einem Mischbereich des Reaktors ausgeführt wird.
- Während des Vermischens muß abgesunkenes schweres Material periodisch entfernt werden.
- Der anaerobe Schlamm muß auf die gewünschte Temperatur gebracht werden, um geeignete Fermentationsleistungswerte zu erhalten. Im Fall mesophiler Bakterien bedeutet dies, daß eine Temperatur zwischen etwa 30 und etwa 40ºC erreicht werden muß, während im Fall thermophiler Bakterien eine Temperatur zwischen etwa 55 und etwa 65ºC vorteilhaft ist.
- Erfindungsgemäß wird durch spontane Flotation des leichten festen Materials und durch Absinken der Biomasse eine Trennung zwischen den beiden Materialien erreicht, und beide Materialien werden unabhängig voneinander in der ihnen zugeordneten Zeit geeignet fermentiert. Es ist wesentlich, daß Flüssigkeit von der methanerzeugenden Zone in und/oder auf die schwimmende Schicht gesprüht wird, so daß eine Fermentation in der schwimmenden Schicht erreicht wird.
- Das in der methanerzeugenden Zone gebildete Biogas strömt nach oben und bewegt sich in Form von Blasen durch die schwimmende Schicht, wodurch einerseits die Flotation verstärkt wird und andererseits der Mischprozeß stattfindet und die schwimmende Schicht aufbricht. Der Mischprozeß kann intensiviert oder verstärkt werden, wenn die von der methanerzeugenden Zone entzogene Flüssigkeit auch zum Verbessern der Aufnahme des festen Materials und des Mischprozesses verwendet wird.
- Die 1 bis 2 Meter dicke schwimmende Schicht wird bis zu einem bestimmten Grad aufbrechen, und der Inhalt des Reaktors wird besser vermischt, wenn das gebildete Biogas mindestens teilweise wieder in Umlauf gebracht wird, indem es an verschiedenen Stellen in den unteren Teil des Reaktors eingeleitet wird.
- Die Verweilzeit des Fementierungsmaterials in der schwimmenden Schicht im Reaktor beträgt etwa 5 Tage. Während dieser Zeit bewegt sich die schwimmende Schicht unter Verwendung mechanischer Vorrichtungen zum Austragsende des Reaktors.
- Am Austragsende des Reaktors wird die schwimmende Schicht unter eine Ablenkplatte oder Wand gedrückt, die einen Teil eines Geruchsverschlusses bzw. eines Wasserabschlusses bildet, oder wird durch einen anderen Mechanismus entfernt. Die Ablenkplatte oder Wand kann eingestellt werden, um die Dicke der schwimmenden Schicht zu regulieren.
- Die Erfindung betrifft auch einen Reaktor zum Ausführen des vorstehenden Verfahrens mit einem Reaktortank mit einem Eintragsende für ein Gemisch aus festen Abfallstoffen und anaerober Flüssigkeit und einem Austragsende für eine auf der methanerzeugenden Flüssigkeit schwimmende Schicht, einer Einrichtung zum Bewegen der schwimmenden Schicht vom Eintragsende zum Austragsende und Einrichtungen zum Sprühen einer Flüssigkeit in und/oder auf die schwimmende Schicht und einer Einrichtung zum Austragen der schwimmenden Schicht über den Geruchsverschluß bzw. den Wasserabschluß am Austragsende aus dem Reaktor, unabhängig von der Flüssigkeit und dem sich unter der schwimmenden Schicht befindenden Schlamm.
- Ein solcher Reaktor ist auch gemäß der US-A-4334997 bekannt.
- Um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, sind die Einrichtungen zum Sprühen von Flüssigkeit in und/oder auf die schwimmende Schicht mit Leitungen verbunden, die Flüssigkeit von der methanerzeugenden Zone unter der schwimmenden Schicht extrahieren können.
- In diesem Fall können Einrichtungen zum Ableiten des im Reaktor gebildeten Biogases vorgesehen sein, die an verschiedenen Stellen am Boden des Reaktors angeordnet sind.
- Die Einrichtung zum Bewegen der schwimmenden Schicht kann aus einer hydraulisch bewegten Schaufel bestehen, die eine Schwenkbewegung in die Vorwärtsrichtung der schwimmenden Schicht ausführen kann und während der Schwenkbewegung eine nach unten gerichtete Translationsbewegung in der schwimmenden Schicht ausführen kann, wobei sie, wenn sie näherungsweise eine vertikale Position erreicht hat, sich nach oben zu einer Position außerhalb der schwimmenden Schicht bewegen kann und schließlich zur Anfangsposition zurückschwenken kann. Eine Schaufel könnte auch mechanisch bewegt werden und einem parallelogrammförmigen Weg folgen: zunächst schräg nach vorne, dann in Richtung des Austragsendes des Reaktors, daraufhin schräg zurück nach oben und schließlich in Richtung des Eintragsendes des Reaktors.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figur ausführlicher beschrieben, die eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Reaktors zeigt.
- Die Figur zeigt einen Reaktortank 1, der oben geschlossen ist und aus einem Mischteil 2 und einem Fermentationsteil 3 besteht.
- Eine Zufuhr- oder Beschickungstransporteinrichtung 4 zum Zuführen fester organischer Abfallstoffe, z. B. Gemüse-, Frucht- und Gartenabfall, endet an ihrem Entladeende über einem rotierenden Trommelsieb 5, das sehr grobes Material, z. B. Äste, Autoreifen und Betonblöcke, vom für die Fermentation vorgesehenen Abfallmaterial trennt, das durch das das Sieb passierende Material gebildet wird. Die sehr groben Abfallstoffe fallen auf einen Sammelbereich 6, und das das Sieb passierende Material fällt über eine Einlaßöffnung 7, die ähnlich wie ein Geruchsverschluß oder Wasserabschluß konstruiert ist, in den Mischteil 2. In diesem Teil sinken Stein, Glas, Keramikmaterial, Metall und Grobsand auf den Boden, und die zu fermentierenden, neu eintreffenden Komponenten und methanerzeugende Biomasse im Reaktor werden vermischt. Dann wird das Gemisch im Mischteil durch Heiz-/Mischeinheiten 8 auf eine Temperatur zwischen 25 und 70ºC, vorzugsweise zwischen 30 und 40ºC (mesophil) oder zwi schen 55 und 65ºC (thermophil), erwärmt. Die Heiz-/Mischeinheiten bestehen aus doppelwandigen vertikalen Düsen, in deren Hohlraum heißes Wasser strömt. Von Zeit zu Zeit wird das Material, das abgesunken ist und auf dem Boden des Mischteils liegt, durch einen Greiferkran 9 entfernt.
- Im Fermentationsteil 3 finden die eigentlichen biologischen Umsetzungen statt, wobei aufgrund des Aufsteigens von faserförmigem Material und der Flotation, das/die durch aufsteigende Biogasblasen verursacht wird, eine schwimmende Schicht 10 mit einer Dicke von 1 bis 2 Metern gebildet wird. Die Schicht wird durch hydraulisch angetriebene Schaufeln 11 in Richtung des Austragsendes 14 des Reaktors gedrückt, wobei das Austragsende als Geruchsverschluß oder Wasserabschluß ausgebildet ist. Vor dem Austragsende ist eine Ablenkplatte bzw. eine Wand 13 und ein Plunger 12 zum Drücken des fermentierten Materials der schwimmenden Schicht 10 unter die Ablenkplatte oder Wand 13 zum Geruchsverschluß oder Wasserverschluß 14 hin angeordnet, so daß das Material auf einen Abladebereich fallen kann. Die Schaufeln 11 können in Vorwärtsrichtung der schwimmenden Schicht schwenken und gleichzeitig eine nach unten gerichtete Translationsbewegung ausführen. Wenn die Schaufeln eine vertikale Position erreicht haben, bewegen sie sich nach oben und schwenken zur Ausgangsposition hin.
- Währen des etwa 5-tätigen Transports des Materials in der schwimmenden Schicht vom Einlaß 7 zum Auslaß 12 wird organisches Material hydrolysiert und angesäuert, während sich in der schwimmenden Schicht außerdem Methan bildet. Bei einem pH-Wert zwischen 6 und 7 werden feste Substanzen, z. B. Stärke und Protein, biologisch in gelöste Substanzen umgesetzt, z. B. in Zucker, Essigsäure und Aminosäuren. Die Säuerungsprodukte müssen nicht gesammelt werden, weil im Fall einer hochgradig sauren schwimmenden Schicht der biologische Zersetzungsprozeß unterbrochen wird. Das Ableiten von Säuerungsprodukten von der schwimmenden Schicht zur sich darunter befindenden methanerzeugenden Zone findet durch Perkolieren einer Pufferflüssigkeit durch die schwimmende Schicht statt, wobei die Pufferflüssigkeit durch Leitungen 16 und Siebe 17 von der methanerzeugenden Zone abgezogen oder abgesaugt wird und über Leitungen 18 und Sprühköpfe 19 in und/oder auf die schwimmende Schicht gesprüht wird. Das Abziehen oder Absaugen von Flüssigkeit trägt auch zur Fermentation in der schwimmenden Schicht bei.
- Die gelösten Säuerungsprodukte werden in der methanerzeugenden Biomasse unter der schwimmenden Schicht 10 in Biogas umgesetzt. Das Biogas strömt nach oben und verläßt den Reaktor über die Leitung 20, nachdem es die schwimmende Schicht in Form von Blasen durchdrungen hat, wodurch die schwimmende Schicht zusätzlich vermischt und gelockert wird. Dadurch bilden sich keine Kruste, keine Totpunkte und keine Toträume.
- Das Biogas strömt über die Leitung 20 zu einem Behälter oder Tank 21, in dem Schaum getrennt wird. Von dort strömt das Gas über eine Ableitleitung 22 beispielsweise zu einem Generator. Eine Abzweigleitung 23 der Leitung 22 trägt einen Teil des Biogases, nachdem es einen Kompressor 24 durchlaufen hat, zu mehreren Leitungen 27, die sich in den untersten Teil des Reaktors öffnen. Durch das zusätzliche Biogas wird der Mischvorgang in der methanerzeugenden Zone intensiviert und die schwimmende Schicht besser gelockert.
- Die von der methanerzeugenden Zone über die Leitung 16 abgezogene oder abgesaugte Flüssigkeit kann außer zum Perkolieren durch die schwimmende Schicht auch zum Verbessern der Zufuhr und des Vermischens des fermentierten Materials (vergl. Leitung 25) und zum Besprühen des durch den Kran 9 gesammelten Materials (vergl. Leitung 26) verwendet werden.
- Der Säuregrad in der schwimmenden Schicht wird bei einem pH-Wert zwischen 6 und 7, und derjenige des methanerzeugenden Schlamms bei einem pH-Wert zwischen 7 und 8 liegen.
- Der wichtigste Vorteil des beschriebenen Reaktors und des beschriebenen Verfahrens ist, daß die Verweilzeiten der schwimmenden Schicht und der methanerzeugenden Zone ohne Verwendung einer komplizierten Vorrichtung verschieden sein können. Die Verweilzeit des Materials in der schwimmenden Schicht beträgt etwa 5 Tage, und die Verweilzeit des Materials in der methanerzeugenden Zone beträgt in Abhängigkeit vom Trockenmassenanteil (der normalerweise geringer ist als 7%) beispielsweise 20 Tage. Außerdem wird die Fermentation in der schwimmenden Schicht selbst verbessert.
- Das ausgegebene fermentierte Material kann beispielsweise zu Kompost verarbeitet werden.
- Der von der methanerzeugenden Zone abgeleitete Schlamm kann in einer Zentrifuge getrennt werden, wodurch einerseits Wasser und andererseits eine feste Substanz und Methanbakterien erhalten werden.
Claims (9)
1. Verfahren zur anaeroben Fermentation von festen
organischen Stoffen in einem Reaktortank (1), in
dem sich ein Gemisch aus den festen organischen
Stoffen und einer anaeroben Flüssigkeit befindet,
bei dem man eine auf einer anaeroben
methanerzeugenden Flüssigkeit schwimmende Materialschicht
(10) von einem Eintragsende (7) zu einem
Austragsende (14) des Reaktortanks bewegt und in der unter
der schwimmenden Schicht (10) liegenden anaeroben
methanerzeugenden Flüssigkeit eine
Methanbildungsreaktion induziert und Flüssigkeit in und/oder auf
die schwimmende Schicht (10) sprüht, dadurch
gekennzeichnet, daß man die in und/oder auf die
schwimmende Schicht gesprühte Flüssigkeit zur
Induktion von Fermentation in der schwimmenden
Schicht, zur Abtrennung von sauren
Fermentationsprodukten aus der schwimmenden Schicht mittels
Perkolation und zum Hineintreiben in die unter der
schwimmenden Schicht liegende anaerobe
methanerzeugende Zone aus der unter der
schwimmenden Schicht (10) liegenden anaeroben
methanerzeugenden Zone abzieht und daß man die
schwimmende Schicht (10) in kontrollierter Weise
so bewegt, daß die Fermentationsreaktion in der
schwimmenden Schicht stattfinden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man den festen Abfall und die anaerobe
methanerzeugende Flüssigkeit in einer Mischzone (2) des
Reaktors vermischt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man beim Mischen abgesunkenes
schweres Material von Zeit zu Zeit entfernt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man Flüssigkeit aus
der anaeroben methanerzeugenden Zone auch zur
Verbesserung der Aufnahme von festem Material und
des Mischens verwendet.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Methan
zumindest teilweise zurückführt, indem man es an
verschiedenen Stellen in den unteren Teil des
Reaktors (1) einspritzt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß man die schwimmende
Schicht (10) unter Verwendung von mechanischen
Einrichtungen (11) zum Austragsende (14) des
Reaktors bewegt.
7. Reaktor zur Durchführung des Verfahren nach einem
der vorhergehenden Ansprüche mit einem Reaktortank
(1) mir einem Eintragsende (7) für ein Gemisch aus
festem Abfall und anaerober methanerzeugender
Flüssigkeit und einem Austragsende (14) für eine
auf der anaeroben methanerzeugenden Flüssigkeit
schwimmende Schicht (10), Einrichtungen (11) zur
Bewegung der schwimmenden Schicht vom Eintragsende
(7) zum Austragsende (14) und Einrichtungen (19)
zum Sprühen von Flüssigkeit in und/oder auf die
schwimmende Schicht und Einrichtungen (12, 13) zum
Austragen der schwimmenden Schicht aus dem Reaktor
über einen Wasserabschluß (14) am Austragsende
unabhängig von der unter der schwimmenden Schicht
liegenden Flüssigkeit und Aufschlämmung, dadurch
gekennzeichnet, daß Einrichtungen (19) zum Sprühen
von Flüssigkeit in und/oder auf die schwimmende
Schicht mit Zuführungen (18) verbunden sind,
welche die Flüssigkeit aus der unter der
schwimmenden Schicht (10) liegenden anaeroben
methanerzeugenden Zone abziehen körnen.
8. Reaktor nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch
Einrichtungen (27) zum Austragen des im Reaktor
gebildeten Methans und zum Eintragen des Methans
an verschiedenen Stellen am Boden des Reaktors.
9. Reaktor nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet
durch mechanische Einrichtungen (1) zur Bewegung
einer im Reaktor (1) gebildeten schwimmenden
Schicht (10) in kontrollierter Weise zum
Austragsende (14) des Reaktors.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL9401454A NL9401454A (nl) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | Werkwijze en inrichting voor de anaerobe vergisting van vaste organische afvalstoffen. |
| PCT/NL1995/000284 WO1996007726A1 (en) | 1994-09-07 | 1995-08-25 | Method and device for anaerobic fermentation of solid organic waste substances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69510679D1 DE69510679D1 (de) | 1999-08-12 |
| DE69510679T2 true DE69510679T2 (de) | 2000-03-23 |
Family
ID=19864622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69510679T Expired - Fee Related DE69510679T2 (de) | 1994-09-07 | 1995-08-25 | Verfahren und anlage zur anaeroben zersetzung von festen organischen abfaellstoffen |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5773526A (de) |
| EP (1) | EP0779920B1 (de) |
| JP (1) | JPH10504967A (de) |
| CN (1) | CN1080759C (de) |
| AU (1) | AU3232095A (de) |
| BR (1) | BR9508893A (de) |
| DE (1) | DE69510679T2 (de) |
| MX (1) | MX9701739A (de) |
| NL (1) | NL9401454A (de) |
| TW (1) | TW270107B (de) |
| WO (1) | WO1996007726A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10157347A1 (de) * | 2001-11-22 | 2003-06-12 | Atz Evus | Verfahren und Vorrichtung zum Abbau organischer Substanzen |
| DE102022108306A1 (de) | 2022-04-06 | 2023-10-12 | Thöni Industriebetriebe Gmbh | Mehrstöckiges Austragssystem für einen Pfropfenstromfermenter |
Families Citing this family (48)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2778411B1 (fr) * | 1998-05-07 | 2002-04-12 | Seguin Moreau Et Cie | Dispositif d'assistance au pigeage et procede de pigeage |
| DE29902143U1 (de) * | 1999-02-09 | 1999-05-27 | Hoffmann, Manfred, Prof. Dr., 91746 Weidenbach | Vorrichtung zur Methanisierung von Substraten unterschiedlicher Konsistenz in einem kontinuierlich bzw. semikontinuierlich arbeitenden Gleitschicht-Fermenter |
| US6852225B1 (en) * | 1999-04-20 | 2005-02-08 | The Regents Of The University Of California | Method and apparatus to establish and optimize sedimentation and methane fermentation in primary wastewater ponds |
| WO2002015945A1 (en) | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Green Farm Energy A/S | Concept for slurry separation and biogas production |
| WO2002034680A1 (en) | 2000-10-25 | 2002-05-02 | The Regents Of The University Of California | Reclaiming water and usable brine concentrate from domestic sewage |
| DE10110861A1 (de) * | 2001-03-07 | 2002-09-12 | Hans-Hermann Jacobs | Anlage zur Erzeugung von Biogas unter Verwendung von schüttbaren Agrarprodukten |
| US6555359B2 (en) * | 2001-09-25 | 2003-04-29 | Anaerobics, Inc. | Process for the anaerobic treatment of flowable and nonflowable organic waste |
| WO2003043939A2 (en) * | 2001-11-16 | 2003-05-30 | Ch2M Hill, Inc. | Method and apparatus for the treatment of particulate biodegradable organic waste |
| US7097762B1 (en) | 2002-03-29 | 2006-08-29 | Icm, Inc. | Modular waste water treatment system |
| MY143253A (en) * | 2002-08-01 | 2011-04-15 | Gfe Patent As | Method and device for stripping ammonia from liquids |
| DE10310750A1 (de) * | 2003-03-12 | 2004-09-30 | Farmatic Biotech Energy Ag | Verfahren zur Behandlung von Restmüll und dabei eingesetzter Inertstoffabscheider |
| CA2530641C (en) * | 2003-06-24 | 2017-02-28 | Hofer Bioreact Gmbh | Semisterile culturing of microbial mixed populations for the preparation of enzyme and metabolite mixtures |
| GB2408736B (en) * | 2003-12-05 | 2007-02-21 | Christopher Paul Reynell | Process and apparatus for treating solid waste |
| WO2005113118A2 (en) * | 2004-05-13 | 2005-12-01 | Ambiofuels Ltd. | Fuel and by-products from fermentation still bottoms |
| DE102004025318A1 (de) * | 2004-05-19 | 2005-12-08 | Rudolf Hartmann | Verfahren und Vergärungsanlage zum anaeroben Vergären von biogenem Abfall |
| EP1681274A3 (de) * | 2005-01-17 | 2006-09-06 | Orgaworld B.V. | Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Fermentationsprozesses in einem Reaktor |
| NL1028048C2 (nl) * | 2005-01-17 | 2006-07-18 | Orgaworld B V | Inrichting voor het in een reactor uitvoeren van een vergisting. |
| US7396453B1 (en) * | 2005-04-19 | 2008-07-08 | Procorp Enterprises, Llc | Hydraulically integrated solids/liquid separation system for wastewater treatment |
| US7569146B2 (en) * | 2005-05-12 | 2009-08-04 | Nouveau Inc. | By-products from fermentation still bottoms |
| US7344643B2 (en) * | 2005-06-30 | 2008-03-18 | Siemens Water Technologies Holding Corp. | Process to enhance phosphorus removal for activated sludge wastewater treatment systems |
| CN101300196A (zh) * | 2005-09-02 | 2008-11-05 | 西门子水处理技术公司 | 从低产废水处理工艺中筛分惰性固体 |
| DE102005057979A1 (de) * | 2005-12-05 | 2007-06-06 | Linde-Kca-Dresden Gmbh | Fermentationseinrichtung und Verfahren zur Gewinnung von Biogas |
| DE202006002757U1 (de) * | 2006-02-21 | 2007-06-28 | Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg | Bioreaktor zur Methanisierung von Biomasse mit hohem Feststoffanteil |
| US7520990B2 (en) * | 2006-02-28 | 2009-04-21 | Icm, Inc. | Anaerobic wastewater treatment system and method |
| US7473364B2 (en) * | 2006-03-07 | 2009-01-06 | Siemens Water Technologies Corp. | Multivalent metal ion management for low sludge processes |
| US20080190844A1 (en) * | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Richard Alan Haase | Methods, processes and apparatus for biological purification of a gas, liquid or solid; and hydrocarbon fuel from said processes |
| WO2008115777A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Ch2M Hill, Inc. | Treatment of particulate biodegradable organic waste by thermal hydrolysis using condensate recycle |
| GB2455335A (en) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | United Utilities Plc | Dewatering of Sludge by Fermentation |
| US8894856B2 (en) | 2008-03-28 | 2014-11-25 | Evoqua Water Technologies Llc | Hybrid aerobic and anaerobic wastewater and sludge treatment systems and methods |
| WO2009120384A2 (en) | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Siemens Water Technologies Corp. | Hybrid aerobic and anaerobic wastewater and sludge treatment systems and methods |
| US8153006B1 (en) | 2008-06-05 | 2012-04-10 | Procorp Enterprises, Llc | Anaerobic treatment process for ethanol production |
| CN102137985B (zh) | 2008-07-02 | 2014-10-01 | 西里斯能源公司 | 优化含碳岩层的现场生物转化的方法 |
| DE102008038262B4 (de) | 2008-08-14 | 2012-12-27 | Stefan Sauter | Verfahren und Vorrichtung zur Vergärung von Biomasse |
| WO2011068931A1 (en) | 2009-12-03 | 2011-06-09 | Siemens Industry, Inc. | Systems and methods for nutrient removal in biological treatment systems |
| AU2010332294C1 (en) * | 2009-12-18 | 2015-06-18 | Ciris Energy, Inc. | Biogasification of coal to methane and other useful products |
| WO2011133738A1 (en) | 2010-04-21 | 2011-10-27 | Siemens Pte. Ltd. | Methods and systems for treating wastewater |
| US9359236B2 (en) | 2010-08-18 | 2016-06-07 | Evoqua Water Technologies Llc | Enhanced biosorption of wastewater organics using dissolved air flotation with solids recycle |
| WO2012024279A1 (en) | 2010-08-18 | 2012-02-23 | Siemens Industry, Inc. | Contact-stabilization/prime-float hybrid |
| CN101935139B (zh) * | 2010-09-21 | 2011-11-16 | 同济大学 | 一种城市污泥干法厌氧发酵产沼气的方法 |
| CN102154372B (zh) * | 2010-12-20 | 2013-07-31 | 昆明理工大学 | 利用射流搅拌技术发酵生产沼气的方法 |
| US8329455B2 (en) | 2011-07-08 | 2012-12-11 | Aikan North America, Inc. | Systems and methods for digestion of solid waste |
| PL227404B1 (pl) * | 2011-08-04 | 2017-11-30 | Andrzej Chmielewski | Sposób i układ transportu i mieszania zawiesiny biomasy w hydrolizerze i w fermentorze |
| CH705866A2 (de) * | 2011-11-28 | 2013-05-31 | Pdx Technologies Ag | Verfahren für die behandlung von biologisch abbaubaren abfallströmen. |
| CN102616930B (zh) * | 2012-04-19 | 2014-06-25 | 徐富 | 沼气气浮式厌氧反应器 |
| WO2014182533A1 (en) | 2013-05-06 | 2014-11-13 | Erdogan Argun O | Wastewater biosorption with dissolved air flotation |
| US20170058300A1 (en) * | 2015-08-27 | 2017-03-02 | Valicor, Inc. | Methods for the digestion of soluble components isolated from the spent grains of a fermentation process |
| PL424367A1 (pl) * | 2018-01-24 | 2019-07-29 | Egti Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Sposób przetwarzania biomasy i odpadów organicznych |
| CN118460631B (zh) * | 2024-07-12 | 2024-09-13 | 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 | 一种强化农业废弃物厌氧发酵产甲烷的方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3981803A (en) * | 1971-11-11 | 1976-09-21 | Coulthard J L | Method and apparatus for anaerobic fermentation |
| FR2490624A1 (fr) * | 1980-09-24 | 1982-03-26 | Armor Entr Metallurg | Appareil de traitement de dechets biochimiques |
| US4334997A (en) * | 1981-02-06 | 1982-06-15 | Peterson Richard E | Anaerobic digester technology |
| US4372856A (en) * | 1981-03-30 | 1983-02-08 | Morrison Jon R | Process and system for anaerobic treatment of waste |
| BE888670A (nl) * | 1981-05-05 | 1981-08-28 | Ekselse Konstruktie Werken P V | Werkwijze en inrichting voor de produktie van brandbaar gas uit vloeibaar mest |
| US4735724A (en) * | 1986-07-30 | 1988-04-05 | Gas Research Institute | Solids concentrating anaerobic digestion process and apparatus |
| GB8710438D0 (en) * | 1987-05-01 | 1987-06-03 | Henrikson Sa | Digestion of refuse |
| US4826600A (en) * | 1987-06-24 | 1989-05-02 | Amoco Corporation | Process for treatment of wastewater |
| US5228995A (en) * | 1992-04-23 | 1993-07-20 | Stover Enos L | Biochemically enhanced hybrid anaerobic reactor |
| US5514278A (en) * | 1993-04-12 | 1996-05-07 | Khudenko; Boris M. | Counterflow microbiological processes |
-
1994
- 1994-09-07 NL NL9401454A patent/NL9401454A/nl not_active Application Discontinuation
- 1994-11-08 TW TW83110321A patent/TW270107B/zh active
-
1995
- 1995-08-25 BR BR9508893A patent/BR9508893A/pt not_active IP Right Cessation
- 1995-08-25 DE DE69510679T patent/DE69510679T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-25 AU AU32320/95A patent/AU3232095A/en not_active Abandoned
- 1995-08-25 CN CN95194941A patent/CN1080759C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-08-25 MX MX9701739A patent/MX9701739A/es unknown
- 1995-08-25 JP JP50939096A patent/JPH10504967A/ja active Pending
- 1995-08-25 EP EP19950928639 patent/EP0779920B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-25 WO PCT/NL1995/000284 patent/WO1996007726A1/en active IP Right Grant
- 1995-08-25 US US08/809,041 patent/US5773526A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10157347A1 (de) * | 2001-11-22 | 2003-06-12 | Atz Evus | Verfahren und Vorrichtung zum Abbau organischer Substanzen |
| DE10157347B4 (de) * | 2001-11-22 | 2006-02-02 | Applikations- Und Technikzentrum Für Energieverfahrens-, Umwelt- Und Strömungstechnik (Atz-Evus) | Verfahren und Vorrichtung zum Abbau organischer Substanzen |
| DE102022108306A1 (de) | 2022-04-06 | 2023-10-12 | Thöni Industriebetriebe Gmbh | Mehrstöckiges Austragssystem für einen Pfropfenstromfermenter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MX9701739A (es) | 1997-12-31 |
| DE69510679D1 (de) | 1999-08-12 |
| BR9508893A (pt) | 1997-11-18 |
| EP0779920B1 (de) | 1999-07-07 |
| TW270107B (en) | 1996-02-11 |
| CN1158635A (zh) | 1997-09-03 |
| CN1080759C (zh) | 2002-03-13 |
| JPH10504967A (ja) | 1998-05-19 |
| AU3232095A (en) | 1996-03-27 |
| EP0779920A1 (de) | 1997-06-25 |
| WO1996007726A1 (en) | 1996-03-14 |
| US5773526A (en) | 1998-06-30 |
| NL9401454A (nl) | 1996-04-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69510679T2 (de) | Verfahren und anlage zur anaeroben zersetzung von festen organischen abfaellstoffen | |
| EP0698005B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur kompostierung und nassvergärung von biologischen abfällen | |
| EP0520172B1 (de) | Aufbereitung von Stoffgemischen, insbesondere von Biomüll, Nassmüll, Restmüll und Gewerbeabfällen, für die anaerobe Vergärung der darin enthaltenen biogen-organischen Bestandteile der Stoffe | |
| DE2800666A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von mikrobiologisch abbaufaehigem brei, dickstoff o.dgl. schlamm | |
| WO2005118147A9 (de) | Stofflöser, reaktor für hydrolyse und/oder nassrotte und abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen stofflöser und reaktor | |
| DE2535756A1 (de) | Behaelter mit vorrichtungen zur erzeugung von methangas und aus organischen abfaellen | |
| EP0335825B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur zweistufigen anaeroben Aufbereitung flüssiger Substrate | |
| DE2944584A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur herstellung von biogas | |
| DE19624268A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung organischer Abfälle | |
| DE102005026027A1 (de) | Stofflöser, Reaktor für Hydrolyse und/oder Nassrotte und Abfallaufbereitungsanlage mit einem derartigen Stofflöser und Reaktor | |
| EP2928845A2 (de) | Verfahren und einrichtung zur trennung der dickphase von der dünnphase bei schwebkörper enthaltenden flüssigkeiten | |
| DE102010010091A1 (de) | Bioliquid-Verfahren | |
| DE4019389C2 (de) | ||
| EP0773914B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von organischen bio-reststoffen | |
| DE3539875A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen enzymhaltiger biomasse aus zuckerruebenschnitzeln | |
| DE3814442A1 (de) | Digerierkammer | |
| EP0752459B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen einer hydrophoben flüssigen Fraktion aus einer wässrigen Suspension | |
| EP0044948A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Gas aus insbesondere landwirtschaftlichen Abfallstoffen | |
| DE19547320A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von ammoniakfreiem und sterilem Vollwertdünger aus biologischen Reststoffen | |
| DE19612010A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Vorbehandlung von biogenen Reststoffen für die anaerobe Verarbeitung | |
| EP2465918B1 (de) | Biomassetrockenfermenter mit kontinuierlicher Beschickung und Entnahme | |
| DE3603792A1 (de) | Mehrstufiges verfahren zur stoffumwandlung mittels katalysatoren und reaktor zu dessen durchfuehrung | |
| EP0555792A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Düngemittels aus Traubentrester | |
| CH657150A5 (en) | Biogas reactor | |
| DE69116232T2 (de) | Verfahren und Anlage zur anaeroben Gärung |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |