NL8002122A - Gistreservoir met organen voor de continue of intermitterende uitrotting van organische stoffen. - Google Patents

Description

' N/29.578-dV/f.

Gistreservoir met organen voor de continue of intermitterende uitrotting van organische stoffen.

De uitvinding heeft betrekking op een gistreservoir met organen voor de continue of intermitterende uitrotting van organische stoffen, bestaande uit een warmte-geïsoleerd reservoir (rottingsruimte), waarin toevoerleidin-5 gen voor het inlaten van vers materiaal en afvoerleidingen voor het afvoeren van het uitgerotte materiaal uitmonden en waarin organen voor het verwarmen en circuleren van het rot-tingsmateriaal zijn aangebracht.

Een dergelijk gistreservoir dient voor het vor-10 men van methaangas uit organische stoffen, zoals stalmest, stro, faecaliën, groenmateriaal en huishoudelijk, tuin- en landbouwafval en afval uit de levensmiddelenindustrie.

Voorts wordt met het uit het gistreservoir afgevoerde, uitgerotte materiaal een uit hygiënisch oogpunt goede, een 15 geringe reukafgevende en stikstofrijke natuurlijke mest verkregen.

Praktische proeven met gehomogeniseerde, vezelrijk rottingsmateriaal hebben aangetoond, dat dit materiaal ook met verdergaande uitrotting niet, zoals bijvoorbeeld 20 gemeentelijk klaarslib, zinkt, maar opstijgt. Hierdoor kan het continu in bedrijf zijnde rottingsreservoir alleen met rottingsmateriaal met een gering soortelijk gewicht werken, als ook drijvend materiaal kan worden afgevoerd. Aangezien echter bij het opstellen van een biogas-installatie niet 25 vast staat of in het betreffende geval alleen drijvend, alleen zinkend, of ook zowel opstijgend als zinkend materiaal voor het rottingsproces wordt aangeboden, moet voor de storingsvrije, gerichte slibafvoer van beide alternatieven een mogelijkheid worden verschaft.

30 De uitvinding beoogt een gistreservoir van de in de aanhef genoemde soort zodanig uit te voeren, dat zowel drijvend rottingsmateriaal als zinkend rottingsmateriaal kan worden verwerkt. Het gistreservoir volgens de uitvinding i dient voorts universeel toepasbaar te zijn, met een hoog 35 rendement te werken en transporteerbaar te zijn.

Volgens de uitvinding heeft het gistreservoir : hiertoe het kenmerk, dat voor de alternatieve afvoer van drij- 800 2 1 22 . ’ -2- vend of van opstijgend rottingsmateriaal behalve de slibaf-voer op de reservoirbodem ook ter hoogte van de bovengrens van het rottingsmateriaal een slibafvoer is aangebracht.

Een belangrijk kenmerk van de onderhavige 5 uitvinding is derhalve, dat behalve een slibafvoer voor het afvoeren van het uitgerotte materiaal van de reservoirbodem een tweede slibafvoer is aangebracht voor het afvoeren van het in het gistreservoir drijvende uitgerotte materiaal, zodat het reservoir universeel kan worden toegepast.

10 De afvoerleidingen van de aan de bodemzijde gelegen en van de aan de bovenzijde gelegen slibafvoer worden in het bovenaangelegen derde gedeelte van het reservoir zijwaarts door de reservoirwand naar buiten gevoerd, waar zij in een stuwvat uitmonden..

15 Dit stuwvat dient in de eerste plaats als gasafsluiting óf gasslot en moet steeds tot boven de bovenzijde van de hierin uitkomende afvoerleidingen met vloeistof zijn gevuld. Het stuwvat kan aan de buitenwand van het reservoir zijn bevestigd of in de directe nabijheid vrij 20 zijn opgesteld. Vanuit het stuwvat loopt een afvoerleiding naar.de gierput. Het stuwvat als gasafsluiting komt derhalve : overeen met een sifon, welke uiteraard ook op andere wijze kan zijn uitgevoerd en door middel van flenzen aan de buitenmantel is bevestigd.

25 Teneinde de bovengrens van het rottingsma teriaal ook bij verschillende gasdrukken op dezelfde hoogte te kunnen houden steekt de in het stuwvat uitmondende afvoerleiding, die naar de gierput loopt, zo ver boven de bodem van het stuwvat uit, dat met een hieroverheen geschoven 30 buisstuk (verschuifbare mof} de overlooprand naar wens kan worden ingesteld.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van ; de uitvinding woaidt de slibafvoer op de reservoirbodem gevormd door een met de open zijde op de reservoirbodem staande 35 slibgeleidingskegel met zijdelingse openingen, waarin een in hoofdzaak vertikaal opstaande afvoerleiding uitmondt, waarvan : het andere uiteinde beneden de bovengrens van het rottingsmateriaal in een stuwvat uitmondt.

Volgens de uitvinding wordt de voor het 40 1 drijvende rottingsmateriaal bestemde slibafvoer ter hoogte 800 2 1 22 -3- van de bovengrens van het rottingsmateriaal gevormd door een met de afvoerkant ter hoogte van deze bovengrens aangebrachte trechter, welke uitkomt op een afvoerleiding, waarvan het andere einde beneden de bovengrens van het rottingsmateriaal in 5 een stuwvat uitmondt. De onder- en bovenafvoerleiding monden derhalve beide uit in het stuwvat, waar deze afvoerleidingen naar keuze door een schuif kunnen worden afgesloten. De schuif kan bijvoorbeeld vertikaal beweegbaar zijn, in welk geval de af te sluiten openingen van de afvoerleidingen vertikaal boven 10 elkaar liggen.

Volgens de uitvinding kan de schuif ook horizontaal verschuifbaar zijn aangebracht, in welk geval de openingen van de afvoerleidingen horizontaal naast elkaar zijn gelegen.

15 Volgens de uitvinding kan de slibafvoer op de reservoirbodem en ter hoogte van de bovengrens van het rottingsmateriaal daardoor worden gevormd, dat een doorgaande buis met zijdelingse openingen in het gebied van de reservoirbodem en van de bovengrens van het rottingsmateriaal vanaf de 20 reservoirbodem tot voorbij de top van het gasklokdeksel is gevoerd, waarbij beneden het gasklokdeksel openingen voor de gasuittrede zijn aangebracht, terwijl de buis buiten het gasklokdeksel gasdicht is afgesloten en doordat beneden de bovengrens van het rottingsmateriaal een althans nagenoeg horizon-25 taal verlopende buis op de doorgaande buis aansluit, waarvan de andere opening uitmondt in een stuwvat. Op deze wijze wordt een bijzonder eenvoudige constructie van de onder- en boven-slibafvoer verkregen, aangezien in hoofdzaak slechts een vertikaal opstaande buis met een zijwaartse aftakking in het 30 reservoir moet worden aangebracht.

Het verdient de voorkeur als in het gist-reservoir een mangat voor de installatie en een eventuele reparatie is aangebracht, dat in het gasklokdeksel nabij de reservoiinwand kan zijn aangebracht, opdat de bedieningsman 35 bij het binnentreden van het reservoir de bovenste slibafvoer-:trechter kan passeren. Het is echter ook mogelijk het mangat ;in de reservoirwand aan te brengen. Hiermee wordt het voordeel bereikt, dat het gehele reservoirdeksel in het gebied van de gasvoorraadruimte gasdicht gelast is en geen losneembare ver-40 binding bezit. Bovendien kan men de dompelpomp op de installa- 800 2 1 22 -4- tieplaats gemakkelijk monteren, hetgeen voor het transport gunstig is. Voorts kan de pomp zonder problemen en zonder gevaar bij mogelijke storingen van buitenaf worden omgewisseld, nadat de inhoud van het reservoir tot de montagehoogte is afge-5 tapt.

Voorts is een belangrijk kenmerk van de uitvinding, dat het hierna te beschrijven gistreservoir met een hoog rendement zonder meer met gebruikelijke transportmiddelen over openbare straten transporteerbaar is, aangezien de 10 diameter van het reservoir binnen de officieel voorgeschreven grenzen, waarvoor geen speciale vergunning is, ligt. Hierdoor kan het gistreservoir op de werkplaats in serie geheel gereed worden gemaakt. Op de opstellingsplaats dienen dan nog slechts de leidingen voor de stroomvoorziening, heetwatercirculatie 15 en de toe- en afvoerleidingen voor het rottingsmateriaal te worden aangesloten. Deze geringe afmetingen worden in het bijzonder hierdoor bereikt, dat een thermofiele gistmetho- de wordt toegepast, dat wil zeggen een verwarming van de re-servoirinhoud tot boven 50°C.

20 De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvorm van de uitvinding is weergegeven en waarbij nog enkele belangrijke voordelen en kenmerken van de uitvinding ter sprake zullen komen.

25 Het weergegeven gistreservoir heeft een cilin dervormige dwarsdoorsnede met een binnenwand la, een buitenwand lb en een tussengelegen isolering lc. Op het reservoir la, lb is een gasklokdeksel 2a aangebracht, welke een binnenwand 2b en een buitenwand 2c bezit. Het gasklokdelsel 2a 30 sluit de gasvoorraadruimte 2 af, welke zich boven de bovengrens 3 van het rottingsmateriaal bevindt. Het gistsubstraat wordt via een toevoer 4 voor vers materiaal in de rottings-ruimte 1 gepompt en stroomt zolang uit de uittree^peningen : 4a, totdat het reservoir ongeveer tot de bovengrens 3 is ge-35 vuld. Tijdens bedrijf vindt een doorlopende circulatie van het rottingsmateriaal plaats, doordat in de rottingsruimte 1 i een dompelpomp 25 is opgesteld, die via een aanzuigvoet 30 ; het rottingsmateriaal aanzuigt en dit materiaal via een cir-culatieleiding 8 en mondstukken 8a in het reservoir terug-4Ö brengt. Hierbij is volgens een gunstige uitvoeringsvorm van 800 2 1 22 -5- de onderhavige uitvinding in de nabijheid van de bodem een eerste mondstuk 8a aangebracht, waaruit het rottingsmateriaal in de richting van de pijl 32 uitstroomt, terwijl in de gas-voorraadruimte 2 een tweede mondstuk 8a is aangebracht, welke 5 is gericht naar de zich aan de bovengrens 3 vormende drijvende laag, zodat deze drijvende laag door het in de richting van de pijl 31 uittredende rottingsmateriaal kleiner wordt.

De reservoirbodem lf is kegelvormig uitgevoerd als rottingsruimte-bodem lg, waarop een slibgeleidings-10 kegel 12 met aan de onderzijde gelegen openingen 12a is geplaatst. Het in het midden van de bodem lg terecht komende rottingsslib kan dan tenslotte via de afvoerleiding 5 voor het uitgerotte afgewerkte slib in de richting van de pijl 33 worden weggenomen.

15 Het rottingsslib wordt door middel van een verwarmingsslang 10 op een relatief hoge temperatuur gebracht, welke verwarmingsslang 10 over een verwarmingsaanvoer 10a en een retourleiding 10b wordt aangesloten op een warmwatervoorziening.

20 Het zich in de gasvoorraadruimte 2 vormen de gas kan over een gasafvoerleiding 9 worden afgenomen, waarbij de piramidevormig aangebrachte verwarmingsslang over de aanvoer 10a en de retourleiding 10b wordt aangesloten op een warmwatervoorziening. Door de boven de slibgeleidingskegel 25 12 aangebrachte verwarming wordt een convectiestroming bereikt, waardoor de aanwezige reservoirruimte beter wordt benut. De toepassing van de thermofiele gistmethode (boven 50°C) maakt de toepassing van een kleiner en daardoor transpo rteerbaar gistreservoir mogelijk. Uiteraard kan het gist-30 substraat ook buiten het reservoir worden verwarmd.

Hierna wordt de aan de bodemzijde gelegen slibafvoer 5, 12, 12a toegelicht:

Zoals reeds werd opgemerkt, dient deze ; slibafvoer voor het verwijderen van het uitgerotte materiaal, 35 dat naar de bodem lg zinkt. Het êne uiteinde van de afvoerleiding 5 mondt uit in de slibgeleidingskegel 12, terwijl het andere einde met zijn opening 21 uitmondt in het stuwvat 26. Dient nu het zich op de bodem lg afgezette, uitgerotte slib te worden verwijderd, dan wordt de de opening 21 van de af-i 40 voerleiding 5 afsluitende schuif 34 in de richting van de 800 2 1 22 -6- pijl 35 naar boven bewogen, zodat de opening 22 van de zich aan de bovenzijde bevindende afvoerleiding 5a wordt afgesloten. Door de vloeistofdruk (de bovengrens 3 van het rottings-materiaal ligt boven de opening 21 van de afvoerleiding 5) 5 wordt het op de bodem lg gelegen rottingsmateriaal in de richting van de pijl 33 in de afvoerleiding 5 gedrukt en vloeit in het stuwvat 26 . Als de openingen 21, 22 van de af-voerleidingen 5, 5a voortdurend beneden de bovengrens 3 liggen, vormt het stuwvat 26 een gasafsluiting, waarbij een 10 ontluchtingsbuisstomp 44 in het bovenste gedeelte van het stuwvat 26 is aangebracht. Het in het stuwvat 26 vloeiende materiaal vult het stuwvat, totdat het materiaal boven de rand 38 van een over de afvoerleiding 5b verschuifbare mof 36 komt en via de afvoerleiding 5b in de richting van de pijl 15 39 wegloopt.

Zoals hierboven reeds werd opgemerkt, dient de verschuifbare mof 36 voor het handhaven van een constante hoogte van de bovengrens 3 van het rottingsmateriaal onafhankelijk van de gasdruk binnen de gasvoorraadruimte 2. Is de 20 gasdruk 0 in deze gasvoorraadruimte, dan ontstaat binnen de rottingsruimte 1 en in het stuwvat 26 eenzelfde vloeistofhoog-te. Is de gasdruk in de gasvoorraadruimte 2 bijvoorbeeld 250 mm waterkolom, dan is de vloeistofstand in het stuwvat hoger, in theorie ongeveer 250 mm. De verschuivingsrichting 25 van de mof 36 inde richting van de pijl 37 stelt zich derhalve in overeenkomstig de gasdruk binnen de rottingsruimte 1.

Volgens de uitvinding kan de verschuiving van de mof automatisch plaatsvinden in overeenstemming met de gasdruk in de gasvoorraadruimte 2. Uiteraard is ook een verschui-30 ving met de hand mogelijk. In het gistreservoir is een bepaalde maximale druk toelaatbaar. Stelt men aan de hand van de gasmanometer vast dat de maximale druk wordt overschreden, dan moet het vloeistofniveau in het gistreservoir (bovengrens 3) worden verlaagd. Hiertoe wordt de mof 36 omlaag verschoven, 35 zodat de rand 38 eveneens omlaag komt en de vloeistofstand in het stuwvat 26 daalt, aangezien nu meer vloeistof via de buis 5b in de richting van de pijl 39 uit het stuwvat stroomt.

De vloeistofstand in het stuwvat 26 mag nooit zo laag komen, dat de openingen 21, 22 van de afvoerleidingen 5, 5a vrij komen 40 te liggen, aangezien anders het gas uit de gasvoorraadruimte 2 800 2 1 22 -7- in het stuwvat 26 wordt geperst.

Hiertoe kunnen bijvoorbeeld de openingen 21, 22 van de afvoerleidingen 5, 5a horizontaal naast elkaar worden aangebracht, in welk geval de schuif 34 eveneens hori-5 zontaai verschuifbaar is. Op deze wijze kan een lagere vloeistof stand in het stuwvat 26 worden bereikt, zonder dat hierbij, de openingen 21, 22 beneden de bovengrens 3 van het rottings-materiaal zouden kunnen komen.

Hierna wordt de aan de bovenzijde geleden 10 slibafvoer 5a, 12b beschreven.

Deze slibafvoer ter hoogte van de bovengrens 3 van het rottingsmateriaal wordt gevormd door een trechter 12b, waarvan de afvoerkant 40 ter hoogte van de bovengrens 3 is opgesteld en die uitkomt in de afvoerleiding 5a, waarvan 15 de aan het andere einde gelegen opening 22 beneden de bovengrens 3 in het stuwvat 26 uitmondt. De trechtervorm van de trechter 12 is van belang, omdat hierdoor de onderzijde 45 van de trechter 12b een schuin vlak vormt. Het opstijgende gistingsmateriaal wordt langs dit schuine vlak schuin omhoog 20 geleid en stoot daar op de zich eventueel vormende drijvende laag aan de bovengrens 3. Hierdoor vindt hier een breking van het rottingsmateriaal over de rand 46 van de trechter 12b plaats, alsmede een ontgassing aan de rand 46, zodat het materiaal van de drijvende laag in gebroken vorm in de trechter 25 12b valt en in de richting van de pijl 41 via de afvoerleiding 5a naar het stuwvat 26 wordt gevoerd. Op deze wijze wordt in samenwerking met het mondstuk 8a van de circulatieleiding 8 een optimaal fijnmaken van de drijvende laag bereikt.

De trechter 12 is met schoren 12c aan het 30 gasklokdeksel 2a bevestigd.

In de tekening bevindt de schuif 34 zich in de onderste stand en sluit de opening 21 van de afvoerleiding 5 af. In dit geval wordt derhalve het zich aan de bovengrens 3 verzamelende materiaal via de trechter 12b en de afvoerlei-35 ding 5a uit het gistreservoir afgevoerd.

Inplaats van de trechter 12b met de rand 46 en afvoerkant 40 kan voor het fijnmaken van de drijvende laag ook een roerschroef of een ander mechanisch fijnmaak-orgaan worden toegepast. Voorts kunnen ook een aantal mondstukken 8a 40 worden aangebracht om de drijvende laag fijn te maken door 800 2 1 22 -8" middel van de uit de mondstukken uittredende straal. De af-voerkant 40 van de trechter 12b kan voorts nog zijn voorzien van uitsteeksels en tanden, ten einde een extra mechanische verkleining van het in de trechter 12b vallende materiaal te 5 waarborgen. Als alternatief kan voorts de dompelpomp 25 ook buiten het gistreservoir zijn geplaatst.

Volgens de uitvinding kan inplaats van een cilindervormig reservoir een kogeltank worden toegepast. Ook kan inplaats van een vaste verbinding tussen het gasklokdeksel 10 2a en de vertikaal opstaande reservoirwand la, lb, lc een op een vloeistofslot drijvend gasklokdeksel 2a worden toegepast.

800 2 1 22

Claims (15)

1. Gistreservoir met organen voor de continue of intermitterende uitrotting van organische stoffen, bestaande uit een warmte-geïsoleerd reservoir (rottingsruimte), waarin toevoerleidingen voor het inlaten van vers materiaal en af- 5 voerleidingen voor het afvoeren van het uitgerotte materiaal uitmonden en waarin organen voor het verwarmen en circuleren van het rottingsmateriaal zijn aangebracht, met het kenmerk, dat voor de alternatieve afvoer van drijvend of van opstijgend rottingsmateriaal behalve de slibafvoer 10 (5, 12, 12a) op de reservoirbodem (lf) ook ter hoogte van de bovengrens (3) van het rottingsmateriaal een slibafvoer (5a, 12b) is aangebracht.

2. Gistreservoir volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de slibafvoer (5, 12, 12a) op de 15 reservoirbodem (lf) wordt gevormd door een met de open zijde op de reservoirbodem staande slibgeleidingskegel (12) met zijdelingse openingen (12a), waarin een in hoofdzaak vertikaal opstaande afvoerleiding (5) uitmondt, waarvan het andere uiteinde (21) beneden de bovengrens (3) van het rottingsma-20 teriaal in een stuwvat (26) uitmondt.

3. Gistreservoir volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat de slibafvoer (5a, 12b) ter hoogte van de bovengrens (3) van het rottingsmateriaal wordt gevormd door een met de afvoerkant (40) ter hoogte van deze bo- 25 vengrens (3) aangebrachte trechter (12b), welke uitkomt op een afvoerleiding (5a), waarvan het andere einde (22) beneden de bovengrens (3) van het rottingsmateriaal in een stuwvat (26) uitmondt.

4. Gistreservoir volgens conclusie 1, m e t 30 het kenmerk, dat de slibafvoer op de reservoirbodem en ter hoogte van de bovengrens (3) van het rottingsmateriaal daardoor wordt gevormd, dat een doorgaande buis met zijdelingse openingen in het gebied van de reservoirbodem (lf) en van de bovengrens (3) van hét rottingsmateriaal vanaf de reservoir-35:bodem (lf) tot voorbij de top van het gasklokdeksel (2a) is gevoerd, waarbij beneden het gasklokdeksel (2a) openingen voor de gasuittrede zijn aangebracht, terwijl de buis buiten !het gasklokdeksel (2a) gasdicht is afgesloten en doordat beneden de bovengrens (3) van het rottingsmateriaal een althans , 800 2 1 22 . “ -10- nagenoeg horizontaal verlopende buis op de doorgaande buis aansluit, waarvan de andere opening uitmondt in een stuwvat (26) (niet in de tekening weergegeven).

5. Gistreservoir volgens één der conclusies 5 1-4, met het kenmerk, dat de openingen (21, 22) van de in het stuwvat (26) uitmondende afvoerleidingen (5a,5) naar keuze afsluitbaar zijn door een elektrisch, hydraulisch of met de hand bedienbare schuif, welke in het stuwvat (26) is aangebracht.

6. Gistreservoir volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat voor het constant houden van een gelijkblijvende bovengrens (3) van het rottings-materiaal in de rottingsruimte (1) onafhankelijk van de gasdruk in de gasvoorraadruimte (2) in het stuwvat (26) een 15 een afvoerorgaan (5b, 36, 38) met variabele afvoerhoogte is aangebracht.

7. Gistreservoir volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat het afvoerorgaan (5b, 36, 38) in het stuwvat (26) wordt gevormd door een in het stuwvat (26) 20 uitmondende afvoerleiding (5b), waarop een in vertikale richting verschuifbare mof (36) is aangebracht.

8. Gistreservoir volgens één der conclusies 1-7, met het kenmerk, dat in de rottingsruimte (1) een dompelpomp (25) (resp. buiten deze ruimte een in- 25 richting) is aangebracht, welke het rottingsmateriaal via circulatieleidingen (8) in de rottingsruimte (1) circuleert.

9. Gistreservoir volgens conclusie 8, m e t het kenmerk, dat boven de bovengrens (3) van het rottingsmateriaal een circulatieleiding (8) is aangebracht 30 met een naar de bovendrijvende laag rottingsmateriaal gericht mondstuk (8a).

10. Gistreservoir volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de afmetingen van het thermofiel verwarmbare gistreservoir zijn aangepast aan de gebruikelijke 35 transportvoorwaarden (maximale diameter 1000 mm en maximale hoogte 7500 mm).

11. Gistreservoir volgens conclusie 1 en 10, met het kenmerk, dat de piramidevormig aangebrachte verwarmingsslangen (10) zijn aangebracht tussen de slib- 40 geleidingskegel (12) en de bovengelegen trechter (12b). 800 2 1 22 . " -11-

12. Gistreservoir volgens conclusie 1, 10 en 11, met het kenmerk, dat de op een afstand van elkaar aangebrachte verwarmingsslangen (10) zich in het gebied van toestroomopeningen (4a, 8a) voor het gistsubstraat bevin- 5 den.

13. Gistreservoir volgens éën der conclusies 1-12, met het kenmerk, dat in de reserved rbodem (lf) een rondlopende versterking (23) is aangebracht, welke gelijktijdig voor het ondersteunen van de slibgeleidingske- 10 gel (12) en de verwarmingskegel (24) dient.

14. Gistreservoir volgens conclusie 1 en 13, met het kenmerk, dat de versterking (23) gelei-dingsvlakken (24) bezit, die zijn gericht naar de basis, resp. de openingen (12a) in de slibgeleidingskegel (12).

15. Gistreservoir volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het stuwvat (26) door middel van flensverbindingen is verbonden met de mantel van het gistreservoir. 800 2 1 22 i