NL1033083C1 - Meet- en regelsysteem ten behoeve van de besturing van de gas- of vloeistofstroom door scheidingsmembranen aangedreven door autogeneratieve biologisch opgewekte groene druk. - Google Patents

Description

Beschrijving

Korte aanduiding: meet- en regelsysteem ten behoeve van de besturing van de gas- of vloeistofstroom door scheidingsmembranen aangedreven door autogeneratieve biologisch opgewekte groene druk.

De uitvinding betreft een meet- en regelsysteem ten behoeve van de besturing van een hoge druk 5 membraanbioreactor. Het is een apparaat of installatie waarmee organisch afval en huishoudelijk of industrieel afvalwater kan worden gezuiverd, en waarbij biogas vrij komt en waarbij schoon water wordt geproduceerd.

Het apparaat bestaat uit een vat of tank waarin een waterige suspensie van micro-organismen (het slib) aanwezig is, welke verantwoordelijk zijn voor een biologisch omzettingproces. Dit biologische omzettingsproces behelst de anaërobe omzetting van organisch materiaal in methaan, andere biogassen en kooldioxide.

10 Het geproduceerde biogas wordt gezuiverd van ongewenste componenten zoals water, waterstofsulfide en kooldioxide door toepassing van een gasmembraan. De inhoud van het vat wordt gemengd door een menginstallatie. Het behandelde water-slibmengsel wordt van elkaar gescheiden door middel van een slibmembraan, zoals in een membraanbioreactor. Door deze scheiding wordt de biologisch actieve massa in het vat gehouden, terwijl het schone water wordt afgescheiden. Normale waterzuiveringsprocessen spelen zich af bij 15 atmosferische druk (0 Bar).

Nieuw aan het apparaat is dat het een drukketel bevat (het vat of de tank). Deze drukketel is bestand tegen een druk tot 100 Bar. Het zuiveringsproces vindt plaats in deze drukketel. De micro-organismen in de drukketel produceren biogas waardoor de druk autogeneratief oploopt. Deze druk noemen wij ‘groene druk", een nieuwe biologische vorm van energie. Het apparaat bevat een bacterieculture die onder hoge druk is opgekweekt en die 20 bestand is tegen hoge druk. Door de oplopende druk in het gesloten vat zal de oplosbaarheid van kooldioxide in de waterfase toenemen, waardoor er minder kooldioxide in het biogas terecht komt. Het geproduceerde biogas heeft daardoor een uitzonderlijk hoog methaangehalte van 90 i 95 volume %. In het vat is dus een tweefasensysteem aanwezig, enerzijds de gasfase bestaande uit biogas en anderzijds de vloeistoffase bestaande uit het water-slibmengsel. Door de autogeneratief oplopende druk ontstaat een drijvende kracht 25 waarmee geproduceerd biogas door een gasmembraan wordt geperst. Doel is methaan te scheiden van ongewenste componenten. Hier is geen externe energiebron bij nodig zoals bij conventionele gaszuiveringsprocessen. Tevens ontstaat door de hoge druk een drijvende kracht waardoor het water-slibmengsel door het vloeistofinembraan wordt geperst. Doel is het schone water te scheiden van het slib. Hierbij is geen externe energiebron en geen pomp meer nodig, zoals bij conventionele membraanbioreactoren. Indien de 30 druk hoger oploopt dan 73 Bar bij een temperatuur boven de 31 ‘C ontstaat in het water-slibmengsel superkritisch CO2, dat deel uitmaakt van de vloeibare fase.

In de uitgaande leiding (lage druk zijde) van zowel de gasafvoer als de afvoer van het slib-watermengsel wordt een afsluiter aangebracht die de uitgaande stroom blokkeert aangestuurd door een druksensor die de druk in de drukketel registreert. Als de druk lager wordt door het uitstromen van gas en/of waterslibmengsel zorgt het meet-35 en regelsysteem ervoor dat de uitgaande stromen worden verminderd. Als de druk door de biologische drukopbouw weer toeneemt worden de afsluiters weer open gezet. Het doel hiervan is het systeem op een vooraf ingestelde waarde van voldoende hoge druk te houden.

ί 1033083

Claims (1)

1. • Het apparaat bevat een drukvat met als kenmerk dat het vat bestand is tegen een interne overdruk tot 100 atmosfeer. Het apparaat bevat een drukmeter, een pH-meter, een thermometer, een regeling om de temperatuur te beheersen en een menginstallatie. In het apparaat wordt door middel van 5 biogasproductie ‘groene’ druk opgebouwd. Deze drukopbouw wordt geregistreerd door de drukmeter. De ‘groene druk’ wordt direct of indirect gebruikt om een membraanscheidingsproces voor de gasfase en/of de waterfase aan te drijven, met als doel ongewenste componenten uit de gasfase of de waterfase te verwijderen. Hiertoe wordt een regelaar gebruikt die gas doorlaat door het gasmembraan indien de druk in het vat hoger wordt dan een bepaalde instelbare waarde, en die de uitstroming van gas 10 verhindert als de druk lager wordt dan een bepaalde instelbare waarde. Tevens wordt hierbij een regelaar gebruikt die waterslibmengsel doorlaat door het slibmembraan en/of het zoutmembraan indien de druk in het vat hoger wordt dan een bepaalde instelbare waarde, en die de uitstroming van waterslibmengsel verhindert als de druk lager wordt dan een bepaalde instelbare waarde. • Het kooldioxidegehalte van het geproduceerde gas is hoger dan bij biogasproductie bij atmosferische 15 druk door de extra oplosbaarheid van kooldioxide in de waterfase bij hoge druk. De vloeistoffase bevat bij een temperatuur van 31 ‘C en een druk van 73 Bar of hoger ook superkritisch CO2. De vloeistoffase is verzadigd met kooldioxide. Het bij drukvertaging uittredende kooldioxide wordt gebruikt om vervuiling van de membranen te bestrijden. Hiertoe wordt een regelaar gebruik die de afsluiter in de uitgaande vloeistofleiding dicht zet op het moment dat de vervuiling op het membraan toeneemt boven een 20 bepaald niveau. | i „ U 3 3 0 8 3