PL209102B1 - Sposób i urządzenie do beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiału organicznego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiału organicznego, w którym miesza się taki materiał z pewną ilością już przefermentowanego materiału o charakterze inokulum aktywnej fermentacji beztlenowej i wprowadza tę mieszankę na wierzch do komory fermentacyjnej, w której znajduje się fermentująca masa, przesuwająca się od wlotu, usytuowanego przy wierzchu, w kierunku wylotu, znajdującego się przy dnie.

Materiałem organicznym jest w rozumieniu niniejszego wynalazku w szczególności organiczna frakcja odpadów domowych, a także odpadów przemysłowych jak i inne organiczne frakcje, jak na przykład szlam z instalacji oczyszczania wody, szlam pochodzący z przemysłu papierniczego oraz inne rodzaje szlamu organicznego.

Sposoby beztlenowego fermentowania odpadów organicznych można podzielić na sposoby fermentacji mokrej i suchej.

W przypadku sposobów fermentacji mokrej, do stał ych odpadów organicznych ł ub szlamu dodawana jest woda, świeża lub pochodząca z obiegu wtórnego, w celu utworzenia papki lub szlamu o duż ej pł ynnoś ci, które mogą być ł atwo pompowane i które mogą być ł atwo mieszane w zbiorniku fermentacyjnym. Papka taka o zawartości suchej masy od 6 do 10%, zależnie od lepkości materiału początkowego przeznaczonego do obróbki, pompowana jest do zbiornika fermentacyjnego i przetwarzana do postaci biogazu w mieszanych systemach fermentacyjnych, w jednej lub dwu fazach w temperaturach mezofilowych lub termofilowych.

Ze względu na dużą zawartość wody w materiale, w zbiorniku fermentacyjnym, gęstość materiału zawartego w tym zbiorniku jest stosunkowo jednorodna, a wytworzony biogaz może z łatwością opuścić mieszaną papkę.

W przypadku suchej fermentacji, dla kontrastu, ilość wody, która jest dodawana, jest ograniczona, tak iż stosunkowo stałe rozkładalne biologicznie odpady są pompowane lub popychane do zbiornika fermentacji „suchej” za pośrednictwem specjalnych pomp. Dla frakcji organicznych pochodzących z odpadów domowych, zawartość suchej masy w materiale doprowadzanym do zbiornika wynosi mię dzy 15 a 45%. W przypadku materiałów o większej lepkości może ona wynosić od 10 do 15%.

W wię kszoś ci przypadków suchej fermentacji materiał pompowany jest przy dnie do stoj ą cego zbiornika, gdzie wtryskiwany jest gaz w celu uzyskania efektu mieszania i poziomego przemieszczenia materiału. Zbiornik ten może być także zainstalowany poziomo i może być zaopatrzony w urządzenie mieszające, które realizuje poziome przemieszczanie.

Taki sposób wprowadzania materiału przy dnie stojącego zbiornika opisany jest w dokumencie WO 86/05200. Biogaz wprowadzany jest do zbiornika fermentacyjnego w różnych miejscach poprzez spód, tak iż spód ten podzielony jest na sektory. Biogaz powoduje wymieszanie zawartości sektorów a także ruch fermentującej masy z jednego sektora do drugiego i ostateczne w kierunku wylotu, takż e położonego przy dnie.

Dokument EP-A-0 476 217 opisuje sposób, w którym wykorzystywany jest horyzontalny zbiornik fermentacyjny ze znajdującym się wewnątrz urządzeniem mieszającym. Po wymieszaniu z częścią fermentowanego materiału, rozkładalny biologicznie materiał jest przepychany poprzez rurę zasilającą, zrealizowaną jako wymiennik ciepła, do zbiornika i w tym zbiorniku mieszany jest przez mieszarkę, w wyniku czego fermentują ca masa przepł ywa poziomo poprzez zbiornik, z jednego koń ca na drugi, gdzie jest wyładowywana przy dnie.

Według dokumentów EP-A-0 205 721 oraz EP-A-0 577 209, proces fermentacji wykonywany jest w pionowym zbiorniku fermentacyjnym, bez znajdującego się w nim urządzenia mieszającego. Materiał biodegradowalny mieszany jest z przefermentowanym materiałem o charakterze inokulum i pompowany jest do zbiornika na wierzch.

W zbiorniku, w miarę jak przefermentowany materiał wył adowywany jest przy dnie, fermentują ca masa tonie. Ten ostatni etap wykonywany jest przy zastosowaniu przesuwnej siatki poruszającej się tam i z powrotem nad płaskim dnem zbiornika, która to siatka wpycha przefermentowany materiał do przenośnika śrubowego położonego niżej. Urządzenie to wpycha przefermentowany materiał do innego ślimaka, działającego jako zamek poprzez utworzenie ogranicznika z przefermentowanego materiału na jego stożkowym wylocie.

Według sposobu z dokumentu EP-A-0 577 209, dzięki budowie urządzenia, uzyskuje się ponadto podział frakcji na frakcję cieczy i frakcję substancji stałej, tak iż zachowana może być zawartość

PL 209 102 B1 substancji stałej w zbiorniku fermentacyjnym, zaś zawartość substancji stałej w podawanym materiale, który składa się z mieszaniny inokulum i świeżego materiału, wynosi między 15 a 40%.

W tego rodzaju zbiornikach fermentacyjnych bez mieszadł a, typowe jest, ż e ich zawartość rośnie i pęcznieje pod wpływem wytworzonego biogazu. Biogaz ten nie może natychmiastowo unieść się w górę w postaci pęcherzyków, tak jak w mokrym zbiorniku i nie może łatwo się wydostać ze względu na dużą lepkość materiału, w którym jest wytworzony i przez który musi się przedostać ku górze.

W praktyce, materiał będzie pęczniał, a jego gęstość ulegnie redukcji od około 10 do około 40%. Średnia gęstość zależy od różnych parametrów, takich jak stopień wytwarzania biogazu, częstotliwość doprowadzania materiału, rodzaj struktury dodawanego materiału, a także wysokość zbiornika. Zależnie od podawania, gęstość ta może zmieniać się od 0,7 do 1,2 kg/l.

Zauważono, że podawana materia, będąca mieszanką świeżych biodegradowalnych odpadów i materiału przefermentowanego lub resztek, ma gęstość w większości przypadków większą niż 1,0 kg/l, biorąc pod uwagę fakt, że większość biogazu w trakcie mieszania przefermentowanego materiału oraz świeżego materiału może uciec z fermentowanego materiału.

Gdy podawana materia zawierająca świeży materiał i inokulum, uzyskawszy w wyniku degazyfikacji większą gęstość, doprowadzana jest na wierzch w zbiorniku fermentacyjnym, w którym materiał ma niższą gęstość, wtedy, zależnie od różnicy gęstości, wymiarów i średnicy zbiornika fermentacyjnego oraz jego systemu wybierania, zauważyć można zbyt szybkie tonięcie podawanej materii w masie znajdującej się w zbiorniku, tak iż ta podawana materia dochodzi do dna szybciej niż pozostała część fermentującej masy, w związku z czym wyładowywana jest ze zbiornika nie przeszedłszy optymalnej fermentacji.

Sposób beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiału organicznego, w którym miesza się ten materiał z pewną ilością już przefermentowanego materiału o charakterze inokulum aktywnej fermentacji beztlenowej, po czym wprowadza się tę mieszaninę na wierzch komory fermentacyjnej, w której znajduje się fermentująca masa, która w trakcie fermentacji przesuwa się od otworu wlotowego na wierzchu do otworu wylotowego usytuowanego przy dnie, według wynalazku wyróżnia się tym, że mieszaninę poddaje się uprzedniemu spęcznianiu, przed dodaniem jej do fermentującej masy i przemieszczeniem jej w dół w trakcie fermentacji, aż do stanu, gdy jej gęstość będzie w przybliżeniu odpowiadać gęstości fermentującej masy już obecnej na początku ruchu w dół.

Mieszaninę poddaje się uprzedniemu spęcznianiu i/lub zmniejsza się jej gęstość korzystnie w trakcie przemieszczania jej do góry.

Korzystnie wytwarza się mieszaninę z jednej części świeżego materiału oraz z jednej do dziesięciu części materiału przefermentowanego.

Mieszaninę biologicznie świeżego materiału i materiału przefermentowanego korzystnie poddaje się fermentacji przy zawartości suchej masy od 10 do 45%.

Korzystnie wprowadza się mieszaninę do górnej części zbiornika fermentacyjnego po zmniejszeniu jej gęstości w naczyniu ekspansyjnym, a ruch fermentującej masy w dół w komorze fermentacyjnej następuje w zbiorniku fermentacyjnym, nie zawierającym żadnego miksera.

W korzystnym rozwiązaniu mieszaninę uprzednio spęcznia się przy zastosowaniu jednej lub więcej spośród technik biologicznej fermentacji wstępnej, wtryskiwania gazu do mieszaniny, mielenia mieszaniny, dodatku związków chemicznych, które powodują powstawanie gazu w mieszaninie.

Spęcznienie i/lub zmniejszenie gęstości korzystnie wykonuje się poprzez biologiczną fermentację wstępną i wykonuje się te procesy w naczyniu ekspansyjnym, w którym mieszanina pozostaje przynajmniej 5 minut, a korzystnie od 15 minut do 3 godzin.

W korzystnym rozwiązaniu czas przebywania mieszaniny w naczyniu ekspansyjnym w trakcie spęczniania wynosi od 3 do 72 godzin.

Urządzenie do beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiału organicznego, które zawiera pionowy zbiornik fermentacyjny, otwór wylotowy przeznaczony dla fermentowanego materiału przy dnie zbiornika, a także otwór wylotowy przeznaczony dla biogazu przy wierzchu, a także urządzenie podające, które zawiera mikser i które wchodzi do zbiornika fermentacyjnego przy jego wierzchu, według wynalazku wyróżnia się tym, że urządzenie podające zawiera przynajmniej jedno pionowe naczynie ekspansyjne, które jest usytuowane pomiędzy mikserem, a zbiornikiem fermentacyjnym.

Urządzenie podające korzystnie zawiera pompę, do której podaje mikser, w związku z czym naczynie ekspansyjne jest usytuowane między pompą, a zbiornikiem fermentacyjnym.

PL 209 102 B1

Naczynie ekspansyjne korzystnie znajduje się przynajmniej częściowo w zbiorniku fermentacyjnym.

W korzystnym rozwiązaniu naczynie ekspansyjne jest zainstalowane przy zewnętrznej ścianie zbiornika fermentacyjnego.

W innym, korzystnym rozwiązaniu naczynie ekspansyjne jest przedziałem utworzonym przez przynajmniej jedną przegrodę oraz wewnętrzną ścianę zbiornika, zaś komora zbiornika sąsiadująca z tym przedział em tworzy zbiornik fermentacyjny. Naczynie ekspansyjne korzystnie cał kowicie otacza zbiornik fermentacyjny.

W korzystnym rozwiązaniu naczynie ekspansyjne jest zredukowane do przewodu.

Urządzenie korzystnie zawiera urządzenie wtryskujące dla gazu lub otwór wlotowy przynajmniej dla środka chemicznego, który powoduje wytworzenie gazu, które łączy się z naczyniem ekspansyjnym, z mikserem lub z pompą połączoną z mikserem.

W naczyniu ekspansyjnym korzystnie znajduje się urzą dzenie mielą ce.

W korzystnym rozwiązaniu do górnej ś ciany zbiornika fermentacyjnego dochodzi przewód, za pośrednictwem odgałęzień, a w odgałęzieniach są utworzone komory, w których znajduje się urządzenie mielące.

Zbiornik fermentacyjny ma korzystnie płaskie dno.

Rozwiązanie według wynalazku nie zawiera wad dotyczących stanu techniki, a mieszanina świeżego materiału i materiału przefermentowanego doprowadzana jest na wierzch do pionowej komory fermentacyjnej, w której materiał przesuwa się w dół od wierzchołka, przy czym unika się tonięcia dodawanej mieszaniny, szybszego niż pozostałej części fermentującej masy.

Przedmiot wynalazku, w korzystnych przykładach wykonania, przedstawiono na załączonym rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat pionowego przekroju poprzecznego urządzenia do beztlenowego fermentowania według wynalazku, fig. 2 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii II-II z fig. 1, fig. 3 - schemat przekroju poprzecznego analogiczny do tego z fig. 1, ale odnoszący się do innego przykładu wykonania, fig. 4 - przekrój poprzeczny wzdłuż linii IV-IV z fig. 3, natomiast fig. 5 do 9 przedstawiają schemat przekrojów poprzecznych analogiczne do przekrojów poprzecznych z fig. 1 i 3, ale odnoszące się do jeszcze innych przykładów wykonania wynalazku.

Urządzenie do beztlenowego fermentowania materiału organicznego, przedstawione na fig. 1 i 2, składa się zasadniczo z zamkniętego zbiornika fermentacyjnego 1, który zawiera komorę fermentacyjną 1a, a także urządzenia podającego 2, zawierającego urządzenie transportowe 3, mikser 4, pompę 5 oraz naczynie ekspansyjne 6, które przy wierzchu dochodzi do wnętrza zbiornika fermentacyjnego 1. Otwór wylotowy naczynia ekspansyjnego 6 przy wierzchu tworzy otwór wlotowy 6a zbiornika fermentacyjnego 1.

Otwór wlotowy dla materiału w zbiorniku fermentacyjnym 1 usytuowany jest przy wierzchu, zaś otwór wylotowy 8, który może być zamknięty przez zawór 7, położony jest pod lejowatym dnem zbiornika fermentacyjnego 1. Zbiornik fermentacyjny 1 może mieć także płaskie dno z otworem wylotowym 8 znajdującym się w tym dnie, o ile to możliwe przy zastosowaniu śrub innych systemów wybierania lub też otwór wylotowy 8 przy spodzie ściany.

W otworze wylotowym 8 zainstalowane mogą być ślimaki transportowe 9. Do otworu wylotowego 8 przyłączony jest mikser 4 i znajduje się on pod skrajną częścią urządzenia transportowego 3, które w przedstawionym przykładzie, tworzone jest przez przenośnik transportowy. Przy zastosowaniu tego przenośnika lub innego urządzenia transportowego, jak na przykład przenośnika ślimakowego, do miksera 4 doprowadzany może być świeży materiał organiczny.

Poniżej zaworu 7 odgałęzienie 10, które może być zamykane przez zawór 11, łączy się z otworem wylotowym 8, pomiędzy dwoma ślimakami transportowymi 9. W odgałęzieniu 10, poniżej zaworu 11, także może znajdować się ślimak transportowy 12. Odgałęzienie 10 łączy się z urządzeniem odwadniającym 13.

Do miksera 4 podłączony jest przewód wodny 15, który może być zamykany przez zawór 14, w celu ewentualnego doprowadzania wody do miksera 4, jak również przewód pary wodnej 17, który może być zamykany przez zawór 16, służący do wtryskiwania pary wodnej w celu rozgrzania materiału.

Otwór wylotowy miksera 4 łączy się z otworem wlotowym pompy 5, zaś otwór wylotowy pompy 5, z jednej strony, łączy się z przewodem 19, który może być zamykany przez zawór 18, który to przewód 19 służy do odprowadzania materiału, a z drugiej strony, łączy się z naczyniem ekspansyjnym 6 za pośrednictwem przewodu 20, który może być zamykany przez zawór 20a.

PL 209 102 B1

Naczynie ekspansyjne 6 wchodzi do zbiornika fermentacyjnego 1 poprzez jego lejowate dno i swoim otworem wchodzi do wnętrza zbiornika fermentacyjnego 1 powyżej górnej strony otworu wlotowego 6a, pod lub nad poziomem 21 fermentującej masy w zbiorniku 1.

Naczynie ekspansyjne 6 jest, na przykład, okrągłe, podobnie jak zbiornik fermentacyjny 1, ale ma znacznie mniejszą średnicę.

Na górze, otwór wylotowy 22 biogazu łączy się ze zbiornikiem fermentacyjnym 1.

Świeży materiał przeznaczony do obróbki wprowadzany jest do miksera 4 przy zastosowaniu urządzenia transportowego 3, razem z częścią przefermentowanego materiału, który wchodzi przez otwarty zawór 7 ze zbiornika fermentacyjnego 1 i jest dalej transportowany przez ślimaki 9 lub inne urządzenie transportowe do miksera 4.

W mikserze 4 materiał świeży i materiał przefermentowany o charakterze inolulum są mieszane w stosunku jednej części świeżego materiału do jednej do dziesięciu części materiału przefermentowanego.

Zawartość suchej masy mieszaniny utrzymywana jest na poziomie między 10 a 45%, a korzystnie między 15 a 45%, a także, jeśli jest to konieczne lub pożądane, do miksera 4 wprowadzana jest pewna ilość wody, na przykład wody odpadowej, poprzez przewód wodny 15. Woda ta może być gorąca w celu doprowadzenia końcowej mieszaniny do temperatury od 30 do 42°C (proces mezofilowy) lub od 45 do 60°C (proces termofilowy). Jeśli nie ma potrzeby dodawania wody, do miksera 4 wstrzykiwana może być para wodna, przy zastosowaniu przewodu pary wodnej 17, w celu doprowadzenia temperatury do pożądanej wartości.

Następnie, mieszanina wytworzona w mikserze 4 pompowana jest do naczynia ekspansyjnego 6 za pośrednictwem przewodu 20. Zawór 18 jest zamykany, zaś zawór 20a otwierany. W naczyniu ekspansyjnym 6 mieszanina przechodzi w górę, jak oznaczono strzałką P1, a jednocześnie przechodzi biologiczną fermentację wstępną z wytworzeniem biogazu.

W jej konsekwencji mieszanina będzie podnosić się w naczyniu ekspansyjnym 6 i zmniejszać swoją gęstość. Czas przebywania mieszaniny w naczyniu ekspansyjnym 6 wynosi przynajmniej 10 minut a korzystnie od 30 minut do 3 godzin.

Czas przebywania jest tak dobrany, że kiedy, ze względu na pompowanie nowej mieszaniny, mieszanina jest wypychana z naczynia ekspansyjnego 6 i przybywa na wierzch zbiornika fermentacyjnego 1, jej gęstość jest w przybliżeniu równa gęstości fermentującej masy, która już jest obecna na wierzchu zbiornika fermentacyjnego 1.

W wyniku powstawania biogazu, gęstość tej wstępnie przefermentowanej mieszaniny, w wyniku unoszenia, jest niższa niż gęstość świeżo doprowadzanej mieszaniny, która jest pompowana przez pompę 5 z miksera 4 do naczynia ekspansyjnego 6.

W zbiorniku fermentacyjnym 1 następuje dalsza fermentacja i fermentująca masa tonie w kierunku otworu wylotowego 8, gdzie opuszcza ona zbiornik fermentacyjny 1 jako materiał przefermentowany. Powstały biogaz jest pobierany przez otwór wylotowy 22.

Poprzez otwarcie zaworu 11, przefermentowany materiał z otworu wylotowego 8 wchodzi do odgałęzienia 10. Materiał ten transportowany jest przez ślimak 12 do urządzenia odwadniającego 13, gdzie jest rozdzielany na odciskaną wodę 13a i odciskaną masę 13b, które są odprowadzane.

Jasne jest, że urządzenie to może zawierać więcej niż jedno naczynie ekspansyjne 6, na przykład trzy naczynia ekspansyjne 6, połączone z pompą 5, które są korzystnie jednakowe i zainstalowane w ten sam sposób. Na fig. 1 i 2 zaznaczono linią przerywaną dwa dodatkowe naczynia ekspansyjne 6.

Przykład wykonania przedstawiony na fig. 3 i 4 różni się od przykładu wykonania z fig. 1 i 2 tym, że naczynie ekspansyjne 6, naczynia ekspansyjne 6 zaś, jeśli jest ich kilka, znajdują się przy zewnętrznej ścianie zbiornika fermentacyjnego 1.

Na fig. 3 przedstawiono ponadto linią przerywaną przewód 23, który tworzy obejście naczynia ekspansyjnego 6, które to obejście, z jednej strony, łączy się z przewodem 19, a z drugiej strony, rozgałęzia się na odgałęzienia 23a, które wchodzą na wierzch zbiornika fermentacyjnego 1 i mogą być zamykane przez zawór 24. Otwory wylotowe odgałęzień w zbiorniku 1 tworzą otwór wlotowy 6a tego zbiornika 1.

Działanie jest takie jak opisano powyżej, jednakże jeśli jest to pożądane, poprzez obejście 23, mieszanina inokulum i świeżego materiału może być doprowadzana bez spęcznienia do zbiornika fermentacyjnego 1.

PL 209 102 B1

Spęcznienie mieszaniny inokulum i świeżego materiału niekoniecznie musi nastąpić w wyniku wstępnej fermentacji w naczyniu ekspansyjnym 6. Napęcznienie to może być także uzyskane poprzez wstrzyknięcie do mieszaniny gazu, na przykład części zebranego biogazu, dzięki czemu po wprowadzeniu do komory fermentacyjnej 1a mieszanina ta natychmiastowo napęcznieje a jej gęstość stanie się równa gęstości fermentującej masy na wierzchu komory fermentacyjnej 1a.

Gaz ten może zostać wstrzyknięty do naczynia ekspansyjnego 6, jednakże naczynie ekspansyjne 6 może zostać także zredukowane do postaci zwykłego przewodu, na przykład przez obejście 23 z zaworami 24 według przykładu wykonania z fig. 3 i 4, gdzie do mieszaniny doprowadzany jest gaz pod ciśnieniem.

Na fig. 5 przedstawiono tego rodzaju urządzenie, gdzie do przewodu 23 dochodzi przewód wtryskujący 25, który może być zamykany przez zawór 26.

Ten sam efekt można uzyskać, zamiast wtryskiwania gazu, poprzez wtryskiwanie środka chemicznego, który powoduje wytworzenie gazu w mieszaninie. Na fig. 5 przedstawiono linią przerywaną otwór wlotowy 27 takiego środka chemicznego, który łączy przewód 23 i może być zamknięty przez zawór 28. Środek chemiczny, który powoduje wytworzenia gazu, może być dodawany także w mikserze 4 lub w pompie 5.

Jeszcze inna możliwość zmniejszenia gęstości mieszaniny świeżego materiału i inokulum wprowadzanej do komory fermentacyjnej 1a i spęcznienia tej mieszaniny, polega na ubiciu tej mieszaniny, na przykład w naczyniu ekspansyjnym 6.

Także w tym wypadku naczynie ekspansyjne 6 może być zredukowane do przewodu 23, w wyniku czego mielenie może być dokonywane przez urządzenia mielące 29 w komorze 30 w odgałęzieniach 23a przewodu 23, jak przedstawiono na fig. 6.

Naczynie ekspansyjne 6 niekoniecznie musi rozciągać się na całej wysokości zbiornika fermentacyjnego 1. Może ono, przykładowo, być naczyniem, które łączy się ze zbiornikiem fermentacyjnym 1 na zewnątrz, w połowie wysokości.

Urządzenie to nie musi koniecznie zawierać pompy 5. Zamiast pompy może ono zawierać inny mechanizm transportowy, na przykład ślimak lub podobne urządzenie.

Naczynie ekspansyjne 6 może także być utworzone przez jeden lub większą liczbę przedziałów 32, rozgraniczonych przez przegrody 31, pionowego zbiornika 33, gdzie przestrzeń na zewnątrz przedziału 32 lub przedziałów 32 tworzy zbiornik fermentacyjny 1 z komorą fermentacyjną 1a.

Istotne jest, aby przedział 32 lub przedziały 32 dochodził/dochodziły odpowiednio, na wierzch komory fermentacyjnej 1a i pozwalały na pewien przepływ w górę fermentowanej mieszaniny.

Na fig. 7 przedstawiono urządzenie z tego rodzaju zbiornikiem 33. Przegroda 31, położona powyżej stożkowego dna zbiornika 33, razem z częścią ściany zbiornika 33 tworzy przedział 32, który jest zamknięty przy dnie i otwarty na górze. Mieszanina świeżego materiału i inokulum wprowadzana jest do tego przedziału przy dnie, gdzie ulega spęcznieniu w wyniku biologicznej fermentacji wstępnej.

Na fig. 8 przedstawiono podobne urządzenie, jednakże w tym wypadku przegroda 31 jest pochylona i skierowana do góry, poczynając od wnętrza zbiornika. Jak przedstawiono, pierścień ten może być obecny na całym wewnętrznym obwodzie zbiornika 33, tak iż przedział tworzy rynnę o kształcie okręgu lub może być obecny lokalnie, tak iż powstaje kilka nieckowatych przedziałów 32 przy wewnętrznej ścianie zbiornika 33, które to przedziały tworzą naczynie ekspansyjne 6.

Naczynie ekspansyjne 6_może być usytuowane nie tylko przy wewnętrznej ścianie zbiornika fermentacyjnego 1, jak przedstawiono na fig. 1 i 2, ale może być ono także usytuowane centralnie, wokół zbiornika fermentacyjnego 1, jak przedstawiono na fig. 9.

Ten zbiornik fermentacyjny 1 jest wtedy tworzony przez element cylindryczny, który jest otwarty na wierzchu i który wystaje jednym otworem wylotowym 8 poprzez lejkowate dno naczynia ekspansyjnego 6.

Wynalazek nie jest w żaden sposób ograniczony do przykładów wykonania opisanych powyżej i przedstawionych na figurach rysunku. Przeciwnie, ten sposób i urządzenie do beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiału mogą być realizowane w różnych odmianach bez odchodzenia od zakresu wynalazku.

Claims (19)

1. Sposób beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiał u organicznego, w którym miesza się ten materiał z pewną ilością już przefermentowanego materiału o charakterze inokulum aktywnej fermentacji beztlenowej, po czym wprowadza się tę mieszaninę na wierzch komory fermentacyjnej (1a), w której znajduje się fermentująca masa, która w trakcie fermentacji przesuwa się od otworu wlotowego (6a) na wierzchu do otworu wylotowego (8) usytuowanego przy dnie, znamienny tym, że mieszaninę poddaje się uprzedniemu spęcznianiu, przed dodaniem jej do fermentującej masy i przemieszczeniem jej w dół w trakcie fermentacji, aż do stanu, gdy jej gęstość będzie w przybliżeniu odpowiadać gęstości fermentującej masy już obecnej na początku ruchu w dół.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poddaje się mieszaninę uprzedniemu spęcznianiu i/lub zmniejsza się jej gęstość w trakcie przemieszczania jej do góry.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że wytwarza się mieszaninę z jednej części świeżego materiału oraz z jednej do dziesięciu części materiału przefermentowanego.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że poddaje się fermentacji mieszaninę biologicznie świeżego materiału i materiału przefermentowanego przy zawartości suchej masy od 10 do 45%.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wprowadza się mieszaninę do górnej części zbiornika fermentacyjnego (1) po zmniejszeniu jej gęstości w naczyniu ekspansyjnym (6), a ruch fermentującej masy w dół w komorze fermentacyjnej (1a) następuje w zbiorniku fermentacyjnym (1), nie zawierającym żadnego miksera.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uprzednio spęcznia się mieszaninę przy zastosowaniu jednej lub więcej spośród technik biologicznej fermentacji wstępnej, wtryskiwania gazu do mieszaniny, mielenia mieszaniny, dodatku związków chemicznych, które powodują powstawanie gazu w mieszaninie.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że wykonuje się spęcznienie i/lub zmniejszenie gęstości poprzez biologiczną fermentację wstępną i wykonuje się te procesy w naczyniu ekspansyjnym (6), w którym mieszanina pozostaje przynajmniej 5 minut, a korzystnie od 15 minut do 3 godzin.

8. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że czas przebywania mieszaniny w naczyniu ekspansyjnym (6) w trakcie spęczniania wynosi od 3 do 72 godzin.

9. Urządzenie do beztlenowego fermentowania biodegradowalnego materiału organicznego, które zawiera pionowy zbiornik fermentacyjny (1), otwór wylotowy (8) przeznaczony dla fermentowanego materiału przy dnie zbiornika (1), a także otwór wylotowy (22) przeznaczony dla biogazu przy wierzchu, a także urządzenie podające (2), które zawiera mikser (1) i które wchodzi do zbiornika fermentacyjnego (1) przy jego wierzchu, znamienne tym, że urządzenie podające (2) zawiera przynajmniej jedno pionowe naczynie ekspansyjne (6), które jest usytuowane pomiędzy mikserem (4), a zbiornikiem fermentacyjnym (1).

10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że urządzenie podające (2) zawiera pompę (5), do której podaje mikser (4), w związku z czym naczynie ekspansyjne (6) jest usytuowane między pompą (5), a zbiornikiem fermentacyjnym (1).

11. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że naczynie ekspansyjne (6) znajduje się przynajmniej częściowo w zbiorniku fermentacyjnym (1).

12. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że naczynie ekspansyjne (6) jest zainstalowane przy zewnętrznej ścianie zbiornika fermentacyjnego (1).

13. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że naczynie ekspansyjne (6) jest przedziałem (32) utworzonym przez przynajmniej jedną przegrodę (31) oraz wewnętrzną ścianę zbiornika (33), zaś komora zbiornika (33) sąsiadująca z tym przedziałem tworzy zbiornik fermentacyjny (1).

14. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że naczynie ekspansyjne (6) całkowicie otacza zbiornik fermentacyjny (1).

15. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, znamienne tym, że naczynie ekspansyjne (6) jest zredukowane do przewodu (23).

16. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zawiera urządzenie wtryskujące (22-26) dla gazu lub otwór wlotowy (27) przynajmniej dla środka chemicznego, który powoduje wytworzenie gazu, które łączy się z naczyniem ekspansyjnym (6), z mikserem (4) lub z pompą (5) połączoną z mikserem (4).

PL 209 102 B1

17. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że w naczyniu ekspansyjnym (6) znajduje się urządzenie mielące (29).

18. Urządzenie według zastrz. 15, znamienne tym, że przewód (23), za pośrednictwem odgałęzień (23a) dochodzi do górnej ściany zbiornika fermentacyjnego (1), a także tym, że w odgałęzieniach (23a) utworzone są komory (30), w których znajduje się urządzenie mielące (29).

19. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że zbiornik fermentacyjny (1) ma płaskie