EP2954038A1 - Substrataufschluss für biogasanlagen in einem anmisch- und kombihydrolysebehälter - Google Patents

Substrataufschluss für biogasanlagen in einem anmisch- und kombihydrolysebehälter

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EP2954038A1
EP2954038A1 EP13820741.0A EP13820741A EP2954038A1 EP 2954038 A1 EP2954038 A1 EP 2954038A1 EP 13820741 A EP13820741 A EP 13820741A EP 2954038 A1 EP2954038 A1 EP 2954038A1
Authority
EP
European Patent Office
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biomass
pump
hydrolysis
gas
chamber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13820741.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Rossow
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Planungsbuero Rossow - Gesellschaft fur Erneuerbare Energien Mbh
Original Assignee
Planungsbuero Rossow - Gesellschaft fur Erneuerbare Energien Mbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Planungsbuero Rossow - Gesellschaft fur Erneuerbare Energien Mbh filed Critical Planungsbuero Rossow - Gesellschaft fur Erneuerbare Energien Mbh
Publication of EP2954038A1 publication Critical patent/EP2954038A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C12P5/02—Preparation of hydrocarbons or halogenated hydrocarbons acyclic
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for optimizing the acceptance, treatment and hydrolysis of organic substrate for the loading of Biogasfermentem or other processes of processing or conversion of organic substances, in which specifically necessary, technological or biological procedures in one Mixing and Kombihydrolyse sacrificeer be summarized.
  • an additional ultrasound treatment can be carried out.
  • the document DE 31 00 324 contains a device for converting biomass into energy by means of a gas-tight anaerobic fermentation chamber, which is filled via a feed line with biomass and has a gas outlet.
  • the document DE 195 38 579 describes a plant for biogas production from organic materials in a gas-tight reactor with manure inlet and outlet and biogas removal, agitator for mixing and apparatus for substrate heating.
  • a fermenter for the production of biogas from organic material comprising the fermentation chamber for receiving fermentation material, provided with filling device, gas storage with gas sampling device, stirring device, calming space with overflow edge,
  • the latter document also refers to the different stages of the fermentation process.
  • the hydrolysis phase carbohydrates are degraded to simple sugars, proteins to amino acids and fats to fatty acids.
  • This is followed by an acid phase to form organic acids and lower alcohols, a phase of acetic acid formation and only then the phase of methane formation (methanogenesis).
  • methanogenesis phase of methane formation
  • pre-pits were used for the initiation of hydrolysis. These were more than just a storage for the substrate. There excrements such as manure and manure, renewable raw materials, cofermentate, possibly biowaste and industrial and agricultural residues were effectively prepared for optimal fermentation in the fermenter or methane formation already initiated to some extent.
  • the dispensers are provided with mixing screws, push rod or scraper chains promotion and can thus fulfill the functions accept, storing, loosening, crushing, mixing, portioning or dosing for further processing.
  • WO 2006/124781 describes a multi-stage fermenter having at least three associated chambers which are sequentially passed through an organic waste substrate (e.g., wastewater purification sludge) in a sequence of upflow and downflow.
  • the hydrolysis step is part of the fermenter, while any mechanical pretreatment of the organic substrates takes place outside the fermenter.
  • the document DE 3810250 deals as the previously mentioned with a
  • Method for producing biogas from biomass also uses a device with a sequence of vertical countersink and stand walls for subdivision into three (or more) chambers. Also in this case, a series of upflow and downflow of the liquid is generated. The behavior of the liquid is supported by the injection of biogas.
  • An explicit hydrolysis chamber is not named according to the invention.
  • a device for stirring, homogenizing and dispensing of viscous media is described, characterized in that special cutting pumps are used in a pump sump.
  • manure and solid manure are to be treated in such a way that these substances can be removed from pits.
  • the fermenter made public in the publication DE 102009021015 serves to produce biogas from biomass according to the principle of solid methamation.
  • the percolation process described there dispenses with an explicit device for hydrolysis.
  • the solid is sprayed with separated liquid but not stirred.
  • the dry fermenter described in the published patent application DE 102006047828 is likewise operated in the percolation process and has no internals or agitators.
  • the biomass is discharged via an inclined plane in the direction of discharge.
  • a separate chamber for hydrolysis processes is not part of the process.
  • a variant of an aerobic hydrolysis device as part of an anaerobic digestion process is also shown in the published patent application US 2010/0032370.
  • the open hydrolysis chamber is structurally connected directly to the fermenter chamber, so that the substrate mixture located in the hydrolysis chamber passes directly via overflow via a sinking wall into the fermenter chamber. Hydrolysis gas that forms emerges from the chamber unused.
  • the device described contains a plurality of successive standing and lowering walls between inlet and outlet. These are designed as flow plates, cause a change of upflow and downflow and thus form different reaction zones. A mixed and
  • Processing zone is not planned, also no explicitly named hydrolysis chamber.
  • the invention has for its object to simplify the process of accepting, processing and hydrolysis of organic substrate for the feeding of biogas digesters essential, to combine and to complete so far in several institutions in only one container.
  • a preferably elongated, lying container is used. It consists of concrete, steel, plastic or other suitable materials or material mixtures. For the inner walls, acid resistance must be ensured.
  • the container can be placed sunk. If it is carried out at ground level, it is provided with a starting ramp on one side or must be supplied with input by means of a lifting charging technology.
  • the container is as in Figure 1 as a floor plan and in Figure 2 as a section in
  • Biomass feed chamber has an elongated odor-inhibiting or gas-tight closable opening (3).
  • the container can also be filled via a Ein Albanyschacht. This fills the Biomass feed chamber (1) with fresh substrate.
  • the hydrolysis phase begins and is sustainably assisted by removing biologically active liquid preferably from the fermenter or from an external source by means of a feed pump (5) and from a dispensing system (6) installed in the chamber to the surface of the
  • Fresh material is abandoned.
  • the flushing liquid moistens the substrate jet-shaped.
  • Already wetted material is microbiologically and enzymatically active and is repeatedly soaked in fresh liquid medium, thus optimizing the hydrolysis processes.
  • the liquid level increases, and all voids around and within the introduced substrate are filled. From a programmed fill level, it is possible to additionally treat the substrate by supporting the mixing by periodic use by means of an agitator (7) and successively by one
  • the pump chamber is connected by a sloping bottom (8) or a shoulder, via which the transfer of the mashed substrate takes place, with the feed chamber.
  • An optionally height adjustable mobile lowering (9) ensures the retention of solid mass and causes mainly a gas side separation of both chambers.
  • a cutting pump (10) or a pipe leading to this pump is installed; the associated pump sump extends deeper than the rest of the container bottom, and the diving room is constantly filled with liquid.
  • Feed pump the biomass feed chamber are flushed with recirculation liquid under necessary pressure via a flushing port (11) and cleared. Overall, the pump room is used to store further processable substrate, the separation of the freshly introduced and still floating
  • the inventive method and apparatus of the invention allow a combined feed, mixing, dosing and hydrolysis of biomass for use in a biogas plant or other biomass processing plants and processes in a single container. With the breakdown of this container in one
  • Biomassebeschickungsraum and a pump chamber wherein the subdivision is effected by the arrangement of a lowering wall and whereby in the liquid-filled state, a complete separation of both chambers.
  • Both container chambers are insulated and the pump chamber is preferably lowered by the obliquely downwardly extending container bottom relative to the loading space, so that the two chambers are gas-tight separable from each other.
  • the delivered organic material is directly from the
  • Delivery vehicle the delivery device / device in the loading chamber of
  • the biomass used is supplied by supplying biologically active liquid material, for example recirculate from advanced fermentation process steps (eg from the fermenter) by means of a pump, added via a pipe system of the charged biomass and thus mixed at the same time, suspended, mashed and the hydrolysis sustainable optimized. Beyond the hydrolysis, a homogenization and this is supported by:
  • the pump room is used for storing further processable substrate, the demand-based continuous feeding of the downstream system and the provision of a reserve for hydrolysis bacteria.
  • the gas spaces of both chambers can either be separated gas side or connected as needed and fed the biogas either by means of the natural gas pressure from the gas formation phase in the central gas network of the biogas plant or, if necessary, by fan in the liquid zone of feed or
  • an ultrasound module is integrated into the treatment and hydrolysis system for further optimization of the substance digestion.
  • This ultrasound module is in the simultaneously filed German patent application with the file number
  • the ultrasound module comprises the following elements:
  • the ultrasound module promotes the medium to be disintegrated from the mixing and Kombihydrolyse instructer via pipe-like elements with an integrated
  • Conveyor It is mounted on or in the mixing and combi hydrolysis tank.
  • the liquid is conveyed via shut-off pipe elements, volume flow measuring devices and devices for receiving sensors and transducers and the conveyor in preferably vertical flow centric on integrated in the pipes sonotrodes.
  • the sonotrodes are coupled with matching reflectors, which are located at a suitable distance parallel to the probe centric in the media stream.
  • the system is designed so that the medium to be disintegrated from the mixing and Kombihydrolyse constituer is promoted to the disintegration probes.
  • the flow is one or more stages. Between the stages of disintegration, the effects of the individual can be achieved via integrated measuring sockets and sensors
  • Disintegration nozzle are determined. These may be the viscosity and or the
  • the system can activate further stages via the delivery device (preferably a pump) it is possible to increase the intensity (lower flow rate), reduce the intensity or cause backwashing.
  • the delivery device preferably a pump
  • the frequency and the number of sonotrodes can be adapted to the amount and intensity of the disintegration.
  • the integrated conveyor or devices may perform an opposite direction of flow, e.g. backflushings
  • the conveyor may adapt the capacity to the needs / requirements (e.g., speed control).
  • the system is capable of being controlled by a system controller based on
  • Volume measuring device and the communication with a possibly existing subordinate control or the own control the effects and the function increase.
  • this ultrasound module is able to measure the effect of the sound directly through the integrated control, the intensity through
  • volume flow control and or change the flow direction (different passage of the liquid to be treated over different number of sonotrodes) and adapt to the needs.
  • the self-cleaning of the system is by reversing or changing the flow direction and the possibility of increasing the volume flow as the
  • Anrohrinstallation (ie both sonotrodes integrated directly in the flow of liquid to be treated as well as on the pipe outer wall or in the pipe outer wall) can be equipped.
  • the waveform according to the invention of the pipe guide of the ultrasound system on the one hand serves the hydraulic optimization of the system and on the other hand ensures the achievement of a compact design taking into account the space required for all components to be integrated.
  • the system can different number of sonotrodes or
  • the system can be installed on or in the mixing and Kombihydrolyse actuallyer, as a bypass system or as an inline system.
  • Combihydrolysis tank with the ultrasonic module are u.a. in that the
  • the ultrasound module does not need a building-like enclosure, but it is sufficient for piping installations usual measures for insulation and weather protection.
  • FIG. 2 shows a side view of the ultrasound module (14).
  • the ultrasound module is attached to the outside of the container inner wall.
  • FIG. 2 shows a plan view of the ultrasound module. It can be seen that the ultrasound treatment takes place directly in the substrate line - so no extra container is necessary - and the sonotrodes are either in or outside the substrate lines. Also visible are the measuring and flushing nozzles and the valves (pipe shut-off elements) as well as the pump (conveyor).
  • Ultrasonic treatment can be switched on.
  • the waveform of the ultrasound module according to the invention is particularly clearly shown in FIG. List of reference numerals for the combined hydrolysis device

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung der Annahme, Aufbereitung, Hydrolyse, Desintegration, Methananreicherung von organischen Stoffen für die Beschickung von Biogasfermentern oder anderen Prozessen der Verarbeitung oder Umsetzung von organischen Substanzen, sowie zur Viskositätsverbesserung, bei welchen spezifisch notwendige, technologische bzw. biologische Prozeduren in einem Anmaisch- und Kombihydrolysebehälter zusammengefasst werden. Die Vorrichtung umfasst eine oder mehrere Senkwände zur Trennung des Gasraums im oberen Teil des Behälters, wovon eine Senkwand den Gasraum der Behälteröffnung vom übrigen Behälter abtrennt und optional eine weitere, deren unteres Ende sich ständig oberhalb des tiefsten Flüssigkeitsniveaus befindet, den Gasraum der Pumpenkammer vom übrigen Behälter. Die Vorrichtung umfasst optional ein Ultraschallmodul zur Behandlung eines Rezirkulats aus einer fortgeschrittenen Vergärungsstufe bzw. aus der Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Gaseinspeisesystem in den unteren Zonen von Beschickungs- und/oder Pumpenkammer für im Prozess entstehende oder extern zugeführte wasserstoffhaltige Gase zur Anregung der Methanbildung durch wasserstoffoxidierende Archaeen.

Description

SUBSTRATAUFSCHLUSS FÜR BIOGASANLAGEN IN EINEM ANMISCH- UND KOMBIHYDROLYSEBEHÄLTER
Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung der Annahme, Aufbereitung und Hydrolyse von organischem Substrat für die Beschickung von Biogasfermentem oder anderen Prozessen der Verarbeitung oder Umsetzung von organischen Substanzen, bei welchen spezifisch notwendige, technologische bzw. biologische Prozeduren in einem Anmisch- und Kombihydrolysebehälter zusammengefasst werden. Optional kann zusätzlich eine Ultraschallbehandlung durchgeführt werden.
Stand der Technik
[0002] Die Begrenztheit und Verknappung konventioneller Energieträger bedingt
Anstrengungen zur Nutzung von Alternativen. In diesem Zusammen stehen erneuerbarer Energien zunehmend im Mittelpunkt. Dazu gehört auch die Biogaserzeugung durch
Vergärung organischer Biomasse und tierischer Ausscheidungen in Biogasanlagen und eine weitere energetische Verwertung. Da die Gestellung und Betreibung dieser Anlagen ohne öffentliche Förderung meist nicht kostendeckend bewerkstelligt werden kann und die Sensibilisierung hinsichtlich von Umweltaspekten zunimmt, befindet sich die Problematik im Fokus des gesellschaftlichen Diskurses. Schritte zur technischen und betriebswirtschaftlichen Optimierung derartiger Anlagen sowie zum ressourcenschonenden und umweltverträglichen Verbrauch sind daher geboten.
[0003] Verfahren zur Vergärung von Exkrementen tierischer Herkunft, organischen
Substraten oder eigens angebauten nachwachsenden Rohstoffen im Fermenter oder Reaktor zur Generierung von Biogas mit der Absicht der nachfolgenden energetischen Verwertung sind schon länger in Anwendung. Die Druckschrift DE 31 00 324 enthält eine Vorrichtung zur Umsetzung von Biomasse in Energie mittels einem gasdicht anaeroben Gärraum, der über eine Zuführungsleitung mit Biomasse befüllt wird und über einen Gasauslass verfügt.
[0004] Auch die Druckschrift DE 195 38 579 beschreibt eine Anlage zur Biogasgewinnung aus organischen Stoffen in einem gasdichten Reaktor mit Gülleein- und -auslauf sowie Biogasabführung, Rührwerk zur Durchmischung und Vorrichtung zur Substraterwärmung. [0005] In der Schrift DE 102005 054 323 finden sich ebenfalls umfangreiche Ansprüche einen Fermenter zur Erzeugung von Biogas aus organischem Material betreffend, aufweisend den Gärraum zur Aufnahme von Gärmaterial, versehen mit Einfülleinrichtung, Gasspeicher mit Gasentnahmeeinrichtung, Rühreinrichtung, Beruhigungsraum mit Überlaufkante,
Pumpeinrichtung u.a.m.
[0006] Letztgenannte Schrift verweist auch auf die verschiedenen Phasen des Gärprozesses. Im ersten Schritt, der Hydrolyse-Phase, werden Kohlenhydrate zu Einfachzuckern, Proteine zu Aminosäuren und Fette zu Fettsäuren abgebaut. Es schließen sich eine Säurebildungsphase zu organischen Säuren und niederen Alkoholen, eine Phase der Essigsäurebildung und erst dann die Phase der Methanbildung (Methanogenese) an. Die Unterscheidung dieser Phasen ist bei der praktischen Umsetzung der Biogastechnologie technisch und biologisch insofern von großer Bedeutung, da jeweils spezifische Stämme von Mikroorganismen aktiv sind, welche - was die Verträglichkeit und optimalen Bedingungen ihres Wirkens angeht - durchaus spezielle Milieus hinsichtlich Säurestatus, Temperatur oder aerober Sensibilität benötigen bzw. bevorzugen.
[0007] Um die Gasausbeute zu erhöhen und dessen Produktion zu verstetigen, wurde daher auf dem Weg der Weiterentwicklung von Biogasanlagen dazu übergegangen, die
Hydrolysephase zur stofflichen Substratumsetzung räumlich von den anderen Phasen zu separieren. So wird im Dokument WO 2011 138 426 ein Verfahren und eine Anlage zur zwei- oder mehrstufigen Biogasgewinnung in einer Hydrolyse- und einer Methanstufe öffentlich gemacht.
[0008] Anfänglich wurden für die Einleitung der Hydrolyse Vorgruben genutzt. Damit waren diese mehr als nur ein Lager für das Substrat. Dort wurden Exkremente wie Gülle und Mist, nachwachsende Rohstoffe, Kofermentate, gegebenenfalls Bioabfall sowie industrielle und landwirtschaftliche Reststoffe effektiv vorbereitet auf eine optimale Vergärung im Fermenter bzw. die Methanbildung bereits in einem gewissen Umfang eingeleitet.
[0009] Da die Vorgruben zumeist offen waren, konnten energetische Verluste entstehen und bestanden vor allem erhebliche Belastungen durch Geruchs- und Gasemissionen. Die weitere Entwicklung ging deshalb hin zum Einsatz von eigenen, den Fermentern vorgeschalteten Hydrolysebehältern. Vom Grundsatz sind diese - geschlossen, gasdicht, mit Rührwerk und seltener mit Heizung versehen - aufgebaut wie Fermenter.
[0010] Bevor das Substrat in den Hydrolysebehälter gelangen kann, ist es aufzubereiten. Gegenwärtiger Stand der Technik ist häufig, hierfür Annahmedosierer zu nutzen. Diese können meist eine Tagesration an Substrat lagern. Gegebenenfalls sind bestimmte Substratarten, z.B. Festmist um spätere Probleme der Weiterbeförderung und
Homogenisierung zu vermeiden, vorher zusätzlich mittels Shredder, Extruder oder
Hammermühle aufzubereiten.
[0011] Die Dosierer sind mit Mischschnecken, Schubstangen- oder Kratzerkettenförderung versehen und können damit den Funktionen Annehmen, Bevorraten, Lockern, Zerkleinern, Mischen, Portionieren bzw. Dosieren für die weitere Verarbeitung nachkommen.
Von der Austragsstelle des Dosierers kann das Gärgut mittels Förderschnecken weiter zum Hydrolysebehälter gefördert werden.
[0012] Aktuell wird diese Aufgabe aber auch gelegentlich mittels in Entwicklung befindlicher Verflüssigung des Substrats durch Rezirkulation von Fermenterinhalt kraft Pumpen gelöst. Über Absperr- und Steuerungsvorrichtungen ist der Transport der flüssigen Medien in allen erwünschten Mengen und Richtungen möglich.
[0013] In der Druckschrift WO 2006/124781 wird ein mehrstufiger Fermenter mit mindestens drei verbundenen Kammern beschrieben, die nacheinander von einem organischen Abfall- Substrat (z.B. Schlamm aus der Abwasserreinigung) in einer Abfolge von Auf- und Abstrom durchlaufen werden. Die Hydrolysestufe ist Bestandteil des Fermenters, während eine etwaige mechanische Vorbehandlung der organischen Substrate außerhalb des Fermenters stattfindet.
[0014] In der Druckschrift US3054602 wird ein - dem oben genannten ähnlich -segmentierter Fermenter beschrieben, allerdings zur aeroben bakterielle Abwasserbehandlung ohne Bildung von nutzbarem Biogas. Es findet in einer Abfolge von Auf- und Abströmung eine Hydrolyse unter Sauerstoffatmosphäre statt, gefolgt von weiteren belüfteten (und damit aeroben) Abbauprozessen.
[0015] Die Druckschrift DE 3810250 befasst sich wie die vorher erwähnte mit einem
Verfahren und einer Vorrichtung für die Aufbereitung flüssiger Substrate mit hoher organischer Belastung. Hier finden unter anaeroben Bedingungen Hydrolyse und
Methanbildung im Auf- und Abstrom in einem gemeinsamen, durch eine Abfolge vertikaler Senk- und Standwände unterteilten, Fermenter statt.
[0016] Das in der Druckschrift WO 2008/099227 beschriebene zweistufige anaerobe
Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus Biomasse bedient sich ebenfalls einer Vorrichtung mit einer Abfolge vertikaler Senk- und Standwänden zur Unterteilung in drei (oder mehr) Kammern. Auch in diesem Fall wird eine Folge von Auf- und Abstrom der Flüssigkeit erzeugt. Unterstützt wird das Verhalten der Flüssigkeit durch Einblasen von Biogas. Eine explizite Hydrolysekammer wird nicht erfindungsgemäß benannt. [0017] In der Auslegeschrift DE 1301599 wird eine Vorrichtung zum Rühren, Homogenisieren und Ausbringen von dickflüssigen Medien beschrieben, gekennzeichnet dadurch, dass spezielle Schneidpumpen in einem Pumpensumpf eingesetzt werden. Hiermit soll insbesondere Gülle und Festmist so aufbereitet werden, dass diese Stoffe aus Gruben entnommen werden können.
[0018] Der in der Druckschrift DE 102009021015 öffentlich gemachte Fermenter dient der Erzeugung von Biogas aus Biomasse nach dem Prinzip der Feststoffmethamsierung. Das dort beschriebene Perkolationsverfahren verzichtet auf eine explizite Vorrichtung zur Hydrolyse. Der Feststoff wird mit separierter Flüssigkeit besprüht, aber nicht gerührt.
[0019] Der in der Offenlegungsschrift DE 102006047828 beschriebene Trockenfermenter wird ebenfalls im Perkolationsverfahren betrieben und verfügt über keine Einbauten oder Rührwerke. Die Biomasse wird über eine schräge Ebene in Richtung Austrag abgeführt. Eine separate Kammer für Hydrolyseprozesse ist nicht Bestandteil des Verfahrens.
[0020] Eine Variante einer aeroben Hydrolysevorrichtung als Bestandteil eines anaeroben Vergärungsverfahrens wird auch in der Offenlegungsschrift US 2010/0032370 dargestellt. Die offene Hydrolysekammer ist baulich direkt mit der Fermenterkammer verbunden, so dass das in der Hydrolysekammer befindliche Substratgemisch unmittelbar per Überlauf über eine Senkwand in die Fermenterkammer gelangt. Entstehendes Hydrolysegas tritt ungenutzt aus der Kammer aus.
[0021] Zur biologischen Abwasserbehandlung wird in der Patentschrift US 4325823 ein Verfahren mit räumlich getrennter Aerob/Anaerob-Zonen beschrieben. Während in der ersten Kammer der Vorrichtung nur gemischt wird, erfolgt der Abbau der organischen Fracht des Abwassers in der zweiten Kammer. Feststoffe können nicht eingebracht werden. Es findet keine gezielte Gasbildung oder -nutzung statt.
[0022] In der Druckschrift DE 102010010294 wird ein Verfahren zur anaeroben
Fermentation eines fließ fähigen Substrats beschrieben. Die beschriebene Vorrichtung enthält eine Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Stand- und Senkwänden zwischen Zulauf und Ablauf. Diese sind als Strömungsbleche ausgelegt, verursachen einen Wechsel von Auf- und Abstrom und bilden dadurch verschiedene Reaktionszonen. Eine Misch- und
Aufbereitungszone ist nicht vorgesehen, auch keine explizit benannte Hydrolysekammer. Aufgabe der Erfindung
[0023] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Prozess der Annahme, Aufbereitung und Hydrolyse von organischem Substrat für die Beschickung von Biogasfermentern wesentlich zu vereinfachen, zu kombinieren und statt bisher in mehreren Einrichtungen in nur einem Behälter zu absolvieren.
Lösung der Aufgabe
[0024] Die Aufgabe wurde gemäß den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.
[0025] Erfindungsgemäß werden bisher getrennt ausgeführte spezifisch notwendige technologische bzw. biologische sowie physikalische Prozeduren in einem Anmisch-, Beschickungs-, Dosier-, Desintegrations- und Kombihydrolysebehälter zusammengefasst und das energetische Potenzial der eingesetzten Input-Materialien optimal erschlossen. Der Aufwand wird so auf ein notwendiges Minimum reduziert, um den Betrieb von
Biogasanlagen kostengünstiger zu machen und darüber hinaus die laufende Betreibung betriebswirtschaftlich effektiver zu gestalten.
[0026] Dazu wird ein vorzugsweise länglicher, liegender Behälter genutzt. Er besteht aus Beton, Stahl, Kunststoff bzw. anderen geeigneten Materialien bzw. Materialgemischen. Für die Innenwände ist Säurebeständigkeit abzusichern.
[0027] Der Behälter kann versenkt aufgestellt werden. Wird er ebenerdig ausgeführt, ist er an einer Seite mit einer Anfahrrampe versehen oder muss er durch Hub-Ladetechnik mit Input beschickt werden.
[0028] Der Behälter ist wie in Figur 1 als Grundriss und in Figur 2 als Schnitt im
Wesentlichen in eine Biomassebeschickungskammer (1) und eine Pumpenkammer (2) unterteilt. Beide Kammern sind isoliert und beheizbar. Der obere Abschluss der
Biomassebeschickungskammer weist eine längliche geruchshemmend oder gasdicht verschließbare Öffnung (3) auf.
[0029] Über diese Öffnung erfolgt die Beschickung mit Biomasse, indem Flurfördergeräte wie z.B. Radlader oder Kippfahrzeuge dieses Material von einer Fahrfläche neben dem Behälter bzw. von der Rampe aus durch die Behälteröffnung einfüllen. Gegebenenfalls kann der Behälter auch über einen Einspülschacht befüllt werden. Dadurch füllt sich die Biomassebeschickungskammer (1) mit frischem Substrat. Die Hydrolysephase beginnt und wird nachhaltig dadurch unterstützt, indem mittels Zuführpumpe (5) vorzugsweise aus dem Fermenter oder aber aus einer externen Quelle biologisch aktive Flüssigkeit entnommen und aus einem in der Kammer installierten Einspülsystem (6) auf die Oberfläche des
Frischmaterials aufgegeben wird. Die Einspülflüssigkeit durchfeuchtet das Substrat strahlförmig. Bereits benetztes Material ist mikrobiologisch und enzymatisch aktiv und wird immer wieder durch frisches flüssiges Medium getränkt und die Hydrolyseprozesse somit optimiert. Der Flüssigkeitspiegel steigt dabei an, und es werden sämtliche Leerräume um und innerhalb des eingebrachten Substrates ausgefüllt. Ab einem programmierten Füllstand kann dazu übergegangen werden, das Substrat zusätzlich zu behandeln, indem durch periodischen Einsatz per Rührwerk (7) die Durchmischung unterstützt wird und sukzessive eine
Homogenisierung erfolgt. Bei Erreichen eines Maximalwertes wird die Flüssigkeitszufuhr eingestellt.
[0030] Die Pumpenkammer ist durch einen Schrägboden (8) oder einen Absatz, über den der Übertritt des angemaischten Substrats erfolgt, mit der Beschickungskammer verbunden. Eine optional in der Höhe mobil verstellbare Senkwand (9) sorgt für die Zurückhaltung von Festmasse und bewirkt vor allem eine gasseitige Abtrennung beider Kammern. Am Grund der Pumpenkammer ist eine Schneidpumpe (10) oder eine Leitung, die zu dieser Pumpe führt, installiert; der zugehörige Pumpensumpf reicht tiefer als der übrige Behälterboden, und der Tauchraum ist ständig mit Flüssigkeit gefüllt.
[0031] Hat das im Behälter angemischte und weitgehend schon homogene Material hinsichtlich der Hydrolyse den erforderlichen Reifezustand erreicht, wird unter Einsatz dieser Pumpe das vorbehandelte Substrat schubweise in den Pumpenraum gesaugt und durch die Schneidwirkung der Pumpe in der Konsistenz noch weiter verfeinert, homogenisiert und anschließend den weiteren Vergärungsstufen im Fermenter zugeführt. Andernfalls kann das Material aus dem Pumpenraum zunächst ein- oder mehrfach im Kreislauf im
Beschickungsraum eingesetzt und anschließend erneut einer Zerkleinerung und
Homogenisierung im Pumpenraum zugeführt werden.
[0032] Um Verstopfungen und eventuell aufgetretene, unerwünschte Substratverklumpungen oder -Verkrustungen zu beseitigen und generell den Transport abgesetzten Materials von der Biomassebeschickungskammer in die Pumpenkammer zu unterstützen, kann mit der
Zuführpumpe die Biomassebeschickungskammer mit Rezirkulationsflüssigkeit unter notwendigem Druck über einen Spülanschluss (11) gespült und beräumt werden. [0033] Insgesamt dient der Pumpenraum zur Speicherung weiter verarbeitungsfähigen Substrats, der Abtrennung von den frisch eingebrachten und noch aufschwimmenden
Substraten, der bedarfsgerechten kontinuierlichen Beschickung der nachgeschalteten Anlage und der Bereitstellung eines Reservates für Hydrolysebakterien.
[0034] Das in den beiden Kammern - welche wahlweise gasseitig getrennt oder aber bedarfsgerecht verbunden sind - entstehende Biogas wird über Abzüge (12) entweder vermittels des natürlichen Gasdruckes aus der Gasbildungsphase in das zentrale Gasnetz der Biogasanlage eingespeist, gezielt in die untere Flüssigzone der Beschickungskammer oder bedarfsweise in die Pumpenkammer eingespeist.
[0035] Die bisherige Steuerung der Gasproduktion im Fermenter über die relativ genaue, aber indirekte mittels Wiegesystem überwachte Dosierung der Biomasse über Beschickebehälter/ -geräte wird jetzt durch die direkte Steuerung der Zugabe von Hydro lysiergut über
Volumenstrommessgeräte (13) im Abgleich mit der aktuellen Gasproduktion aus der
Biogasanlage gelöst.
[0036] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglichen eine kombinierte Beschickung, Anmischung, Dosierung und Hydrolyse von Biomasse zum Einsatz in einer Biogasanlage oder anderen Biomasse verarbeitenden Anlagen und Prozessen in einem einzigen Behälter. Mit der Aufgliederung diese Behälters in einen
Biomassebeschickungsraum und einen Pumpenraum, wobei die Untergliederung durch die Anordnung einer Senkwand bewirkt wird und wodurch im flüssigkeitsgefüllten Zustand eine vollständige Abtrennung beider Kammern besteht. Beide Behälterkammern sind isoliert und der Pumpenraum ist durch den schräg nach unten verlaufenden Behälterboden relativ zum Beschickungsraum vorzugsweise abgesenkt, so dass die beiden Kammern gasdicht voneinander separierbar sind. Das angelieferte organische Material wird direkt vom
Lieferfahrzeug, der Liefereinrichtung/- Vorrichtung in die Beschickungskammer des
Kombibehälters gegeben. Die eingesetzte Biomasse wird durch Zuführung biologisch aktiven flüssigen Materials, zum Beispiel Rezirkulat aus fortgeschritteneren Prozessstufen der Vergärung (z.B. aus dem Fermenter), mittels Pumpe bereitgestellt, über ein Rohrsystem der beschickten Biomasse zugesetzt und diese damit zugleich angemischt, aufgeschwemmt, gemaischt und die Hydrolyse nachhaltig optimiert. [0037] Über die Hydrolyse hinaus erfolgt eine Homogenisierung und diese wird unterstützt durch:
eingespülte externe Flüssigkeit,
Durchmischung des Substrates in der Beschickungskammer mit Behälterinhalt aus der Pumpenkammer,
ein- oder mehrmalige Aufbereitung des Materials mit der Schneidpumpe im
Pumpenraum,
Einsatz von mechanischen Rührwerken,
wahlweisen Einsatz von Ultraschall,
- wahlweise Einspeisung des Hydrolysegases oder anderer wasserstoffhaltiger Gase in die unteren flüssigkeitsgefüllten Zonen der Beschickungskammer bzw. der
Pumpenkammer.
[0038] Im Sumpf der Pumpenkammer werden Störstoffe abgeschieden. Insgesamt dient der Pumpenraum zur Speicherung weiter verarbeitungsfähigen Substrats, der bedarfsgerechten kontinuierlichen Beschickung der nachgeschalteten Anlage und der Bereitstellung eines Reservates für Hydrolysebakterien.
[0039] Die Gasräume beider Kammern können wahlweise gasseitig getrennt oder aber bedarfsgerecht verbunden werden und die Biogasmengen entweder vermittels des natürlichen Gasdruckes aus der Gasbildungsphase in das zentrale Gasnetz der Biogasanlage eingespeist oder bedarfsweise per Ventilator in die Flüssigkeitszone von Beschickungs- oder
Pumpenkammer zurückgeführt werden. Die Dosierung des Biomassegemischs aus dem Kombibehälter in den nachfolgenden Prozess wird in Abhängigkeit von der aktuellen
Gasbildung im System über Volumenstromsteuerung vorgenommen. Die Behälteröffnung in der Decke des Anmisch- und Kombihydrolysebehälter ist außerhalb der Beschickungszeiten mit einer geruchshemmenden oder gasdichten Klappe verschlossen und die Befüllung erfolgt gegebenenfalls über einen Einspülschacht.
[0040] Optional wird zur weiteren Optimierung des Stoffaufschlusses ein Ultraschall-Modul in das Aufbereitungs- und Hydrolysesystem integriert. Dieses Ultraschall-Modul ist in der zeitgleich hinterlegten deutschen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen
DE 102013225322.2 ausführlich beschrieben worden und eignet sich für die Behandlung von beliebigen Flüssigkeiten. In einer speziellen Ausführungsform findet es auch Anwendung in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Anmisch- und Kombihydrolysebehälter. Erfindungsgemäß wird ein mehrstufiges selbstregulierendes Ultraschall-Desintegrations- System bereitgestellt, welches nicht zwischen bzw. nicht extern in einem separaten Behälter installiert ist, sondern kompakt die notwendigen Bauteile und erforderlichen Elemente in einem System zum Direkt-An- oder Einbau am Anmisch- und Kombihydrolysebehälter vereint, ohne eine separate Gebäude- oder Containerplatzierung zu benötigen.
[0041] Das Ultraschall-Modul umfasst folgende Elemente:
• System aus Rohrleitungen, die in Teilbereichen auch quadratisch oder rechteckig sein können
• Rohrleitungselementen, Rohrleitungsabsperrelementen, Messeinrichtungen
• Prüfstutzen mit Einrichtungen zum Prüfen, Messen und Rückspülen
• Sonotroden und integrierten Reflektoren, Flüssigkeitsförder- und
• Rückspüleinrichtung, Halterungen und Durchführ- bzw. Anschlusseinrichtungen
• mindestens eine reversible Pumpe mit Drehzahlregulierung
[0042] Das Ultraschall-Modul fördert das zu desintegrierende Medium aus dem Anmisch- und Kombihydrolysebehälter über rohrleitungsartige Elemente mit einer integrierten
Fördereinrichtung. Es ist am oder im Anmisch- und Kombihydrolysebehälter montiert. Die Flüssigkeit wird über Absperrorgane Rohrleitungselemente, Volumenstrom- Messeinrichtungen und Einrichtungen zur Aufnahme von Sensoren und Messwertaufnehmern sowie die Fördereinrichtung in vorzugsweise senkrechter Anströmung zentrisch auf in den Rohrleitungen integrierte Sonotroden gefördert.
[0043] Die Sonotroden werden mit passenden Reflektoren gekoppelt, welche sich in geeignetem Abstand parallel zur Sonde zentrisch im Medienstrom befinden.
[0044] Das System ist so gestaltet, dass das zu desintegrierende Medium aus dem Anmisch- und Kombihydrolysebehälter zu den Desintegrationssonden gefördert wird.
[0045] Die Anströmung erfolgt ein- oder mehrstufig. Zwischen den Stufen der Desintegration können über integrierte Mess-Stutzen und Messaufnehmer die Effekte der einzelnen
Desintegrationsstutzen ermittelt werden. Dazu können die Viskosität und oder die
Temperatur, elektrische Leistungsaufnahme der Sonotroden und der Fördereinrichtung gemessen werden. In Abhängigkeit der Mess- bzw. Auswertungsergebnisse kann das System weitere Stufen über die Fördereinrichtung (vorzugsweise eine Pumpe) aktivieren, dadurch ist es möglich, die Intensität zu erhöhen (geringere Strömungsgeschwindigkeit), die Intensität zu verringern oder eine Rückspülung zu veranlassen.
[0046] Die Stufigkeit und die Anzahl der Sonotroden kann der Menge und der Intensität der Desintegration angepasst werden. Die integrierte Fördereinrichtung oder Einrichtungen können eine gegenläufige Förderstromrichtung ausüben, um z.B. Rückspülungen
durchzuführen. Im Bedarfsfall kann sich die Fördereinrichtung die Förderleistung den Bedürfnissen/Erfordernissen anpassen ( z.B. Drehzahlregelung).
[0047] Die Ansaug- und Ausspülöffnungen werden vor gegenseitiger Beeinflussung durch strömungsleitende Einrichtungen bzw. systemräumliche Anordnung abgesichert.
[0048] Das System ist in der Lage, durch eine Systemsteuerung auf Basis der
Kommunikation zwischen den Stell- und Schließelementen, der Fördereinrichtung den Messelementen und den damit verbundenen Auswertungselementen, der
Volumenmesseinrichtung und der Kommunikation mit einer eventuell vorhandenen untergeordneten Steuerung oder der eigenen Steuerung die Effekte und die Funktion erhöhen.
[0049] Es ist sogar möglich, diese Anlage - mit Ausnahme der Fördereinrichtung - innerhalb des Flüssigkeitsbehälters zu installieren. Alle o.g. Bauteile und erforderlichen Elemente sind in einem System zum Direkt- An-bzw. Einbau am Anmisch- und Kombihydrolysebehälter vereint, es ist keine separate Gebäude- oder Containerplatzierung notwendig.
[0050] Durch seine Gestaltung ist dieses Ultraschall-Modul durch die integrierte Steuerung in der Lage, die Wirkung der Beschallung direkt zu messen, die Intensität durch
Volumenstromregelung und oder die Strömungsrichtungsänderung (unterschiedliche Passage der zu behandelnden Flüssigkeit über unterschiedliche Anzahl von Sonotroden) zu verändern und dem Bedarf anzupassen.
[0051] Auch die Selbstreinigung des Systems ist durch die Umkehr bzw. Änderung der Fließrichtung und die Möglichkeit der Volumenstromerhöhung wie der
Fleißgeschwindigkeitserhöhung im Verhältnis 1 : 10 möglich und kann regelmäßig
prophylaktisch in das Beschallungsprogramm eingefügt werden.
[0052] Das System ist mit allen handelsüblichen Sonotroden für Inrohr- oder
Anrohrinstallation (also sowohl Sonotroden direkt im Volumenstrom der zu behandelnden Flüssigkeit als auch an der Rohraußenwand oder in die Rohraußenwand integriert) ausrüstbar. [0053] Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Wellenform der Rohrführung des Ultraschallsystems einerseits der hydraulischen Optimierung des Systems dient und andererseits der Erzielung einer kompakten Bauform unter Beachtung des Platzbedarfes für alle zu integrierenden Bauteile gewährleistet. Durch Variation der Anzahl der„Wellen" kann das System unterschiedliche Anzahl von Sonotroden bzw.
Beschallungsbereiche beinhalten und somit für unterschiedliche Beschallungsleistungen ausgelegt und gebaut werden.
[0054] Das System kann an- bzw. in den Anmisch- und Kombihydrolysebehälter installiert werden, auch als Bypass System oder als Inlinesystem.
[0055] Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kombination des Anmisch- und
Kombihydrolysebehälters mit dem Ultraschall-Modul liegen u.a. darin, dass die
Investitionskosten für ein Ultraschall-Modul um ca. 50% gesenkt werden gegenüber derzeit etwa Kosten in Höhe von ca. 200T€. Darüber hinaus werden durch dieses System die Betriebskosten ebenso erheblich gesenkt, da die direkte Anbindung an den Anmisch- und Kombihydrolysebehälter die Förderwege um ein Vielfaches verringern, und außerdem strömungsgünstig und verstopfungssicher installiert werden können.
[0056] Das Ultraschall-Modul braucht darüber hinaus keine gebäudeähnliche Umhüllung, sondern es reichen die für Rohrleitungsinstallationen üblichen Maßnahmen für Isolierung und Witterungschutz .
[0057] Die Figur 2 zeigt eine Seitenansicht des Ultraschall-Moduls (14). In diesem Beispiel ist das Ultraschall-Modulan der Außenseite der Behälterinnenwand befestigt. Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf das Ultraschall-Modul. Es ist zu erkennen, dass die Ultraschallbehandlung direkt in der Substratleitung erfolgt - also kein Extra-Behälter notwendig ist - und die Sonotroden sich entweder in oder außerhalb der Substratleitungen befinden. Ebenfalls zu erkennen sind die Mess- und Spülstutzen und die Schieber (Rohrleitungsabsperrelemente) sowie die Pumpe (Fördereinrichtung).
[0058] In Figur 3 ist auch dargestellt, dass bei Bedarf eine zweite Stufe zur
Ultraschallbehandlung zugeschaltet werden kann. Besonders deutlich zeigt sich in Figur 2 die erfindungsgemäße Wellenform des Ultraschall-Moduls. Bezugszeichenliste für die Kombihydrolysevorrichtung
1 Biomassebeschickungskammer
2 Pumpenkammer
3 Behälteröffnung
4 Senkwand
5 Zuführpumpe
6 Einspülsystem
7 Rührwerk
8 Schrägboden bzw. Absatz
9 Senkwand
10 Schneidpumpe
11 Spülanschluss
12 Gasabzug
13 Volumenstrommessgerät
14 Ultraschallmodul
15 Einspeisung von Hydrolyse- und Wasserstoffgas Bezugszeichenliste für das Ultraschallmodul (14):
1 Behälterwand
2 Gärsubstrat
3 Substratleitung
4 Schieber
5 reversible Pumpe mit Drehzahlregulierung
6 Sonotrode
7 Mess- und Spülstutzen
8 Stütze

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur kombinierten Beschickung, Anmischung, Dosierung, Hydrolyse,
Desintegration, Methananreicherung von Biomasse sowie zur Viskositätsverbesserung zum Einsatz in einer Biogasanlage oder anderen Biomasse verarbeitenden Anlagen und Prozessen, umfassend einen Behälter mit einem Schrägboden (8) bzw. senkrechten Absatz und
a) einer seitlich dazu versetzten inneren Senkwand (9), die zur Gastrennung der beiden Behälterteile dient und dadurch gekennzeichnet ist, dass sich das untere Ende der Senkwand (9) jederzeit oberhalb des untersten Flüssigkeitsniveaus befindet und so zwei ständig gasseitig getrennte Kammern (1 und 2), eine
Biomassebeschickungskammer (1) und eine Pumpenkammer (2), vorliegen und / oder
b) einer Senkwand (4), dadurch gekennzeichnet, dass sich ihr unteres Ende jederzeit oberhalb des untersten Flüssigkeitsniveaus befindet und damit den Bereich der Behälteröffnung (3) vom Gasraum des übrigen Behälters abtrennt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich über ein im oberen Bereich des Beschickungskammer installiertes Einspülsystem (6) zur
Durchfeuchtung eines sich in der Biomassebeschickungskammer (1) befindenden Frischmaterials aufweist und dass sie zusätzlich ein oder mehrere Rührwerke (7), einen Spülanschluss (11), mindestens einen Gasabzug (12) und eine Gasrückführung für eine Einspeisung (15) in die Pumpenkammer und/oder Beschickungskammer enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Biomassebeschickungskammer (1) zusätzlich eine geruchshemmend oder gasdicht verschließbare Öffnung (3) als oberen Abschluss aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Grund der Pumpenkammer eine Schneidpumpe (10) installiert ist und der zugehörige
Pumpensumpf tiefer reicht als der übrige Behälterboden. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein mehrstufiges selbstregulierendes Ultraschallmodul (14) zur
Desintegration rezirkulierter Substratflüssigkeit aufweist.
Vorrichtung mit Ultraschallmodul (14) nach Anspruch 5, wobei das Ultraschallmodul (14) folgende Elemente umfasst:
a) mindestens eine Substratleitung
b) mindestens eine Fördereinrichtung
c) ein oder mehrere Sonotroden
d) Einrichtungen zum Prüfen oder Messen von Parametern der Flüssigkeit, e) Einrichtungen zum Anschluss an einen Behälter,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sonotroden innerhalb der Substratleitung oder an der Außenseite der Substratleitung befinden.
Vorrichtung mit Ultraschallmodul (14) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, dass beim Ultraschallmodul (14) die Substratleitungen wellenförmig angeordnet sind und als Fördereinrichtung eine reversible Pumpe mit
Drehzahlregulierung dient.
Vorrichtung mit Ultraschallmodul (14) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ultraschallmodul (14) neben den Sonotroden noch
Reflektoren vorhanden sind und dass es eine Steuerungseinheit enthält, die anhand gemessener Parameter die Pumpe steuert.
Verfahren zur kombinierten Beschickung, Anmischung, Dosierung, Hydrolyse, Desintegration, Methananreicherung von Biomasse sowie zur Viskositätsverbesserung in einer Biogasanlage oder anderen Biomasse verarbeitenden Anlagen und Prozessen mittels der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Beschickung der Biomassebeschickungskammer (1) über die Öffnung (3) mit Biomasse direkt vom Lieferfahrzeug, der Liefereinrichtung/-vorrichtung, so dass das frische Substrat direkt in die im Behälter vorhandene Flüssigkeit gespült wird b) Einspülen der frischen Substrate mit biologisch aktiver Flüssigkeit aus einer
externen Quelle, aus der Pumpenkammer (2) , dem Fermenter der Anlage oder mit einer sonstigen Flüssigkeit über das Einspülsystem (6), wobei eine Hydrolyse der Biomasse beginnt und der Flüssigkeitsspiegel sich bis zum obersten Level füllt c) Durchmischung und beginnende Homogenisierung der Biomasse mittels der
Rührtechnik (7)
d) Ein- oder mehrfache Überführung des durchmischten Materials in den
Pumpenraum (2) mittels der Schneidpumpe (10), wobei eine Aufbereitung durch Zerkleinerung und weitere Homogenisierung stattfindet
e) Ableitung des sich bildenden Hydrolysegases und erneute Einspeisung in die
Pumpen- und/oder Beschickungskammer zur Anregung der Methanbildung durch Förderung der Lebensbedingungen der wasserstoffoxidierenden Archaeen, wahlweise auch durch Zuführung wasserstoffhaltiger Gase aus externer Quelle. f) Überführung des Materials aus dem Pumpenraum in den Fermenter.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierung des
Biomassegemischs aus dem Behälter in einen nachfolgenden Prozess in Abhängigkeit von der aktuellen Gasbildung im System über Volumenstromsteuerung vorgenommen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenraum (2) als ein Reservat für Hydrolysebakterien dient.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
eingesetzte Biomasse durch Zuführung eines biologisch aktiven flüssigen Materials, vorzugsweise Rezirkulat, aus einer fortgeschritteneren Prozessstufe der Vergärung, mittels Pumpe (5) bereitgestellt, über ein Einspülsystem (6) der beschickten Biomasse zugesetzt und diese damit zugleich angemischt, aufgeschwemmt, gemaischt und die Hydrolyse nachhaltig optimiert wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in die Gasrückführung auch wasserstoffhaltiges Gas aus externer Quelle eingespeist werden kann.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Erhöhung des stofflichen Aufschlusses im Hydrolyseprozess eine Ultraschallbehandlung eines biologisch aktiven flüssigen Materials, vorzugsweise Rezirkulat, aus einer fortgeschritteneren Prozessstufen der Vergärung erfolgt und dass der durch Ultraschall behandelte Stoffstrom danach erneut den Hydrolyseprozessen nach Anspruch 9 ausgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass a) die Ultraschall-Behandlung innerhalb der Substratleitung gemäß Anspruch 6 erfolgt und b) die Messung der Parameter der Flüssigkeit innerhalb der Substratleitung an Mess- Stutzen erfolgt und c) anhand der gemessenen Parameter die Steuerung der Pumpe erfolgt, wobei die Intensität erhöht oder verringert wird oder eine Rückspülung veranlasst wird.
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