SK286482B6

SK286482B6 - Method for the disposal of solid biodegradable substances in a biogas production by using anaerobic active sludge and device for that

Info

Publication number: SK286482B6
Application number: SK921-99A
Authority: SK
Inventors: Štefan Mičo
Original assignee: Štefan Mičo
Priority date: 1999-07-06
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2008-11-06
Also published as: SK92199A3

Abstract

Method for the disposal of solid biodegradable substances in a biogas production containing process of fermentation and methanation, in which the solid biodegradable components are disintegrated mechanically and mixed with anaerobic active sludge to form a substrate, that is heated to a temperature from 30 degree to 60 degree, at which the substrate having retention time from 1 day to 40 day and pH value from 4.0 to 12.0 is continually stirred in anaerobic condition, and after its transfer into the methanation reactor vessel the substrate is treated with methane forming bacteria at which biogas and active sludge is formed and at least part of the active sludge is recirculated into the fermentation reactor's tank.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka spôsobu likvidácie biodegradovateľných látok pri výrobe bioplynu, ktorého základom je fermentačný a metanizačný proces, s využitím anaeróbneho aktivovaného kalu, a zariadenia na jeho vykonávanie.The invention relates to a process for the disposal of biodegradable substances in the production of biogas based on a fermentation and methanization process using anaerobic activated sludge, and to a device for carrying it out.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Likvidácia prebytočných a odpadových biodegradovateľných látok sa v súčasnosti uskutočňuje rôznymi spôsobmi. Tak napríklad drevný odpad alebo prebytočná slama sa spaľujú v spaľovniach, neškodný odpad z kuchýň sa používa napríklad na skrmovanie pre zvieratá, iné odpady sa uskladňujú cielene na skládkach - zber triedeného odpadu, prípadne odpad z priemyselne využiteľnej stromovej hmoty alebo z výrubu sa môže použiť napr. na výrobu rašelinových substrátov.The disposal of surplus and waste biodegradable substances is currently carried out in different ways. For example, wood waste or excess straw is incinerated in incinerators, harmless kitchen waste is used, for example, for feeding to animals, other waste is stored specifically in landfills - the collection of sorted waste, or waste from industrially usable tree matter or excavation can be used eg . for the production of peat substrates.

Doterajší spôsob likvidácie biodegradovateľných látok je vo väčšine prípadov neekologický, bez výrazného ekonomického prínosu, skôr náročný na náklady spojené s prepravou a skladovaním týchto látok. Najvýraznejším negatívnym javom doterajších spôsobov likvidácie biodegradovateľných odpadových látok hlavne spaľovaním a ukladaním na skládkach je pomerne vysoké ekologické zaťaženie životného prostredia.The current method of disposal of biodegradable substances is in most cases unecological, without significant economic benefits, rather demanding on the costs associated with the transport and storage of these substances. The most significant negative phenomenon of the current methods of disposal of biodegradable waste materials, mainly by incineration and landfilling, is the relatively high environmental burden on the environment.

Je taktiež známe spracovávať alebo likvidovať biodegradovateľné látky s využitím biotechnológií, konkrétne anaeróbneho rozkladu organickej hmoty na bioplyn. Takýto spôsob spracovania, resp. likvidácie biodegradovateľných látok je opísaný napríklad v dokumente US 5,525,229. Spôsob uvedený v tomto dokumente využíva tri stupne (fázy) anaeróbneho spracovania organického odpadu. V prvej fáze sa privádzaný odpad hydrolyzuje (resp. fermentuje). V druhej fáze je produkt hydrolyzácie z prvého stupňa privedený do prvého metanizačného stupňa, kde je podrobený termofilnej metanizácii. V nasledujúcej tretej fáze je zostatok z prvého metanizačného stupňa privedený do druhého metanizačného stupňa, kde je podrobený mezofilnej metanizácii. Uvedený spôsob je vykonávaný na zariadení, ktoré pozostáva zo spojitej nádrže, v ktorej sú jednotlivé stupne (fázy) oddelené priehradkami, ktoré umožňujú prúdenie kvapaliny cez jednotlivé fázy. Na zlepšenie efektivity a energetickej účinnosti procesu je v metanizačnej fáze umiestnený biofilm, ktorý podporuje rast baktérií a odpadové teplo z prúdu spracovávanej kvapaliny je v poslednom stupni odoberané cez výmenník tepla a pričom toto teplo môže byť výhodne použité na ohrev organického materiálu privádzaného do prvej fázy.It is also known to treat or destroy biodegradable substances using biotechnologies, namely the anaerobic decomposition of organic matter into biogas. Such a method of processing, respectively. the disposal of biodegradable substances is described, for example, in US 5,525,229. The process disclosed herein utilizes three stages (phases) of anaerobic treatment of organic waste. In the first phase, the incoming waste is hydrolysed (or fermented). In the second stage, the hydrolysis product from the first stage is fed to the first methanization stage where it is subjected to thermophilic methanization. In the next third stage, the residue from the first methanization stage is fed to the second methanization stage where it is subjected to mesophilic methanization. Said method is carried out on a device consisting of a continuous tank in which the individual stages (phases) are separated by partitions which allow the liquid to flow through the individual phases. To improve the efficiency and energy efficiency of the process, a biofilm is promoted in the methanization phase, which promotes bacterial growth, and the waste heat from the liquid stream is removed at a last stage through a heat exchanger and this heat can advantageously be used to heat the organic material fed to the first phase.

Vo všeobecnosti, pri anaeróbnom spracovaní organických látok, je cieľom získať čo najväčšie množstvo bioplynu a čo najmenšie množstvo ďalej nespracovateľných odpadových látok. Jednou z možností zlepšenia procesu anaeróbneho spracovania organických látok je pridávanie aktivovaného kalu do spracovávaného substrátu. Substrátom sa vo všeobecnosti rozumie zmes organických (biodegradovateľných) látok určených na spracovanie alebo likvidáciu, kvapaliny, prípadne rôznych prísad alebo prídavkov, ktorú je možné anaeróbne spracovať. Pridávaním aktivovaného kalu je možné dosiahnuť lepšie rozloženie organického podielu substrátu a zvýšiť výťažnosť bioplynu.In general, in the anaerobic treatment of organic matter, the aim is to obtain as much biogas as possible and as little waste as possible. One way to improve the process of anaerobic treatment of organic substances is to add activated sludge to the treated substrate. Substrate generally refers to a mixture of organic (biodegradable) substances to be treated or disposed of, liquids or various additives or additives, which can be anaerobically processed. By adding activated sludge, it is possible to achieve better distribution of the organic portion of the substrate and increase the biogas yield.

Spôsoby anaeróbneho spracovania odpadov s využitím, resp. pridávaním aktivovaného kalu, sú opísané napríklad v dokumentoch DE 4 141 832, JP 60216899, JP 01 099 696, SK 281 321.Methods of anaerobic treatment of wastes using, respectively. the addition of activated sludge are described, for example, in DE 4 141 832, JP 60216899, JP 01 099 696, SK 281 321.

V dokumente DE 4 141 832 je opísaný spôsob prevádzky zariadenia na ďalšie spracovanie číriaceho kalu pripojeného k čističke odpadových vôd. Číriaci kal z čističky odpadových vôd sa skladá zo zmesi aktivovaného kalu a primárneho kalu. Cieľom tohto riešenia je spracovanie číriaceho kalu z čističky odpadových vôd na vysoko mineralizovaný kal so zlepšenými odvodňovacími vlastnosťami. Toto sa dosiahne anaeróbnym spracovaním číriaceho kalu z čističky odpadových vôd. Pri tomto spôsobe sa k číriacemu kalu pridáva do acidifíkačného stupňa biokatalyzátor, ktorým sú proteázy, amylázy, lipázy, celulázy alebo ich zmesi. Týmto sa dosiahne rozsiahly rozklad látok obsiahnutých v číriacom kale na nízke organické kyseliny, hlavne na kyselinu octovú. V tomto substráte (tekutej fáze) je k dispozícii vysoká koncentrácia nízkych organických kyselín, ktoré predstavujú ideálny zdroj uhlíka na biologické procesy. Ľahko rozkladateľný substrát z acidifkačného stupňa je schopný privádzania do procesu čistenia odpadových vôd. Tieto procesy čistenia odpadových vôd nie sú predmetom predkladaného ďalej uvedeného riešenia. Pretože proces čistenia odpadových vôd prakticky nevyužije všetok substrát z acidifíkačného stupňa je ostávajúca časť tohto substrátu vedená do bioplynového reaktora (metanizačného stupňa), kde sa zo substrátu oddeľuje bioplyn a vzniknutý kal je rozdeľovaný v osobitnom zariadení na kalnú vodu a kal. Riešenie uvažuje aj o spätnom prívode kalu (biohmoty) z metanizácie do metanizačného reaktora na intenzifikáciu metanizovania. Produkcia bioplynu je závislá od potreby substrátu (z acidifíkačného stupňa) pre čističku odpadových vôd. Pri malej spotrebe substrátu čističkou odpadových vôd stúpa produkcia bioplynu a naopak. Výsledkom celého uvedeného procesu je dosiahnutie vysokej mineralizácie privádzaného kalu. Množstvo kalu (z čističky odpadových vôd), ktoré je potrebné likvidovať, na základe rozsiahleho rozkladu organickej zložky a na základe lepšieho pomeru odvodnenia, hnilokalu značne ubúda.DE 4 141 832 describes a method of operating a plant for the further treatment of clarifying sludge connected to a sewage treatment plant. The clarification sludge from the sewage treatment plant consists of a mixture of activated sludge and primary sludge. The aim of this solution is to process the clarifying sludge from the sewage treatment plant into a highly mineralized sludge with improved drainage properties. This is achieved by anaerobic treatment of the clarifying sludge from the sewage treatment plant. In this method, a biocatalyst, which is a protease, amylase, lipase, cellulase or a mixture thereof, is added to the clarifying sludge to the acidification step. This results in a large decomposition of the substances contained in the clarifying sludge into low organic acids, in particular acetic acid. A high concentration of low organic acids is available in this substrate (liquid phase), which is an ideal source of carbon for biological processes. The easily degradable substrate from the acidification stage is capable of being fed into the wastewater treatment process. These wastewater treatment processes are not the subject of the following solution. Since the wastewater treatment process practically does not utilize all of the substrate from the acidification stage, the remaining portion of this substrate is fed to a biogas reactor (methanization stage) where biogas is separated from the substrate and the resulting sludge is separated in a separate sludge and sludge plant. The solution also contemplates the return of sludge (biohmote) from methanization to the methanization reactor to intensify methanization. Biogas production is dependent on the need for the substrate (from the acidification stage) for the sewage treatment plant. With low substrate consumption by the wastewater treatment plant, biogas production increases and vice versa. The result of this process is to achieve a high mineralization of the feed sludge. The amount of sludge (from the sewage treatment plant) to be disposed of, due to the extensive decomposition of the organic component and the better dewatering ratio, declines considerably.

Dokument JP 01 099 696, opisuje prakticky podobný spôsob spracovania kalu z čističiek odpadových vôd pomocou aktivovaného kalu s tým rozdielom, že pred anaeróbnym spracovaním tohto kalu sú pevné častice obsiahnuté v kale rozdrvené na prach s priemernou veľkosťou častíc menšou alebo rovnajúcou sa 40 pm, pričom na tento drvený kalový prach sa nechávajú pôsobiť enzýmy rozkladajúce vysokomolekulárne organické látky, s účelom zvýšiť rozpustnosť a produkciu metánu. Cieľom tohto riešenia je taktiež zníženie množstva odpadového kalu.JP 01 099 696 discloses a practically similar process for treating sludge from sewage treatment plants with activated sludge, except that prior to anaerobically treating the sludge, the solid particles contained in the sludge are pulverized to an average particle size of less than or equal to 40 µm, this crushed sludge dust is treated with enzymes that break down high molecular weight organic matter to increase the solubility and methane production. This solution also aims to reduce the amount of waste sludge.

Dokument JP 60216899 opisuje spôsob anaeróbneho spracovania organických materiálov, ktoré sú pridané k prebytočnému koncentrovanému aktivovanému kalu z čistiarne odpadových vôd. Aktivovaný kal je zmiešaný s pridaným organickým materiálom. Organický materiál je rozložený anaeróbnymi mikroorganizmami, pričom vzniknutý metán je oddelený a ďalej využitý. Kal vzniknutý po metanizácii je odoberaný zo dna nádrže a neskôr vysušovaný. Použitím aktivovaného kalu pri anaeróbnom spracovaní organických materiálov sa zvýši rýchlosť spracovania pri vysokom zaťažení a zvýši sa aj výťažnosť bioplynu.JP 60216899 discloses a process for anaerobically treating organic materials that are added to excess concentrated activated sludge from a sewage treatment plant. The activated sludge is mixed with the added organic material. The organic material is decomposed by anaerobic microorganisms, the resulting methane being separated and further utilized. The sludge formed after methanization is taken from the bottom of the tank and later dried. The use of activated sludge in the anaerobic treatment of organic materials will increase the processing speed under high load and also increase the biogas yield.

Zahustený aktivovaný kal z čistiarne odpadových vôd sa využíva aj pri riešení podľa SK 281321. Uvedené riešenie opisu spôsob anaeróbneho spracovania, likvidácie biomasy z výroby antibiotík a výroby aminokyselín. K substrátu, ktorý je tvorený biomasou z výroby antibiotík a animokyselín sa pridáva aktivovaný zahustený kal z čistiarne odpadových vôd. Substrát sa podrobí anaeróbnej mikrobiálnej fermentácii za vzniku bioplynu, kvapalnej zložky a ostávajú zvyšky organickej hmoty. Toto riešenie uvažuje s použitím výsledných produktov po metanizácii tak, že tuhá fáza po anaeróbnom mikrobiálnom spracovaní ako stabilizovaný materiál môže byť použitá na kompostovanie, kvapalná fáza môže byť spracovaná v procese aeróbneho čistenia odpadových vôd a bioplyn je využitý na výrobu tepelnej alebo elektrickej energie.The thickened activated sludge from the sewage treatment plant is also used in the solution according to SK 281321. Said solution of the description is a method of anaerobic treatment, disposal of biomass from the production of antibiotics and production of amino acids. Activated thickened sludge from a sewage treatment plant is added to the substrate, which is made up of biomass from the production of antibiotics and amino acids. The substrate is subjected to anaerobic microbial fermentation to produce a biogas, a liquid component, and remains of organic matter. This solution contemplates the use of the resulting products after methanization such that the solid phase after anaerobic microbial treatment as a stabilized material can be used for composting, the liquid phase can be treated in an aerobic wastewater treatment process and the biogas is used to generate thermal or electrical energy.

Cieľom vynálezu je poskytnúť ďalší spôsob likvidácie biodegradovateľných látok pri výrobe bioplynu s využitím anaeróbneho aktivovaného kalu, ktorým by sa dosiahlo výrazné zvýšenie účinnosti procesu oproti doterajšiemu stavu techniky a to najmä procesov určených na likvidáciu pevných odpadových biodegradovateľných látok.It is an object of the invention to provide a further method of disposal of biodegradable substances in the production of biogas using anaerobic activated sludge, which would achieve a significant increase in process efficiency over the prior art, in particular processes designed to dispose of solid waste biodegradable substances.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cieľ vynálezu sa dosiahne spôsobom likvidácie pevných biodegradovateľných látok pri výrobe bioplynu, ktorého základom je fermentačný a metanizačný proces, s využitím anaeróbneho aktivovaného kalu, pričom jeho podstata spočíva v tom, že pevné biodegradovateľné látky sa mechanicky rozdrvia a zmiešajú s anaeróbnym aktivovaným kalom na substrát, ktorý sa počas stáleho miešania bez prístupu vzduchu zohrieva na teplotu v rozsahu 30 až 60 °C so zádržnou dobou 1 až 40 dni, pri hodnote pH 4,0 až 12,0 s následným pôsobením metanizačných baktérií, uvoľňujúcich bioplyn, pričom aspoň časť aktivovaného kalu odlúčeného v metanizačnom reaktore sa recirkuluje do nádrže fermentačného reaktora.The object of the invention is achieved by a process for the disposal of solid biodegradable substances in the production of biogas based on a fermentation and methanization process using anaerobic activated sludge, which is characterized in that solid biodegradable substances are mechanically crushed and mixed with anaerobic activated sludge to a substrate. which is heated to a temperature in the range of 30 to 60 ° C with a holding time of 1 to 40 days, at a pH value of 4.0 to 12.0, followed by biogas-releasing methanization bacteria, while continuously stirring in the absence of air separated in the methanization reactor is recirculated to the fermentation reactor tank.

Podstatou zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu, ktoré pozostáva z drviča, miešacieho mechanizmu, nádrže fermentačného reaktora, nádrže metanizačného reaktora a zahusťovača hnojiva je, že nádrž metanizačného reaktora, vybavená odvádzacím potrubím bioplynu, je dvojfázovým odlučovačom rozdelená aspoň na dve časti a je spojená s nádržou fermentačného reaktora potrubím vonkajšej recirkulácie. V dolnej časti je vybavená rozvodom substrátu. V hornej časti má vytvorený otvor na odvádzanie bioplynu. Na dno dvojfázového odlučovača je pripojené potrubie vnútornej recirkulácie.In principle, an apparatus for carrying out this method, comprising a shredder, a mixing mechanism, a fermentation reactor tank, a methanization reactor tank and a fertilizer thickener, is that the methanization reactor tank, equipped with a biogas discharge line, is divided into two phases by a two-phase separator. of the fermentation reactor via external recirculation piping. At the bottom is equipped with a substrate distribution. In the upper part there is a hole for the removal of biogas. An internal recirculation pipe is connected to the bottom of the two-phase separator.

Výhodné je, keď nádrž metanizačného reaktora má nad dnom lokalizovaný vyhrievací element.Advantageously, the tank of the methanization reactor has a heating element located above the bottom.

K výhodám patrí aj to, že nádrž fermentačného reaktora je vybavená miešacím mechanizmom a je pripojená na drvič.Advantages also include that the fermentation reactor tank is equipped with a stirring mechanism and is connected to a crusher.

Výhodou je tiež to, že nádrž fermentačného reaktora je v dolnej časti vybavená vyhrievacím článkom.It is also an advantage that the fermentation reactor tank is equipped with a heating element at the bottom.

Výhodné je aj to, keď potrubie vnútornej recirkulácie je pripojené na zahusťovač hnojiva.It is also advantageous if the internal recirculation pipe is connected to the fertilizer thickener.

Zariadenie na výrobu bioplynu z pevných biodegradovateľných látok pracuje v uzavretom cykle bezodpadovou technológiou, bez znečisťovania vody a bez vzniku ekologického balastu. Pracuje s vysokým zaťažením od 30 do 150 kg.m’³ celkovej sušiny. Výťažnosť bioplynu je 0,2 až 0,9 m³ z 1 kg pevnej biodegradovateľnej látky.The biogas plant from solid biodegradable substances operates in a closed cycle with waste-free technology, without water pollution and without the formation of ecological ballast. It operates with a high load of 30 to 150 kg / m ^{3 of} total dry matter. Biogas yield is 0.2 to 0.9 m ³ per 1 kg solid biodegradable substance.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález je bližšie vysvetlený pomocou výkresu, na ktorom je zariadenie na výrobu bioplynu z pevných biodegradovateľných látok znázornené schematicky.The invention is explained in more detail by means of a drawing in which a plant for producing biogas from solid biodegradable substances is shown schematically.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1Example 1

Spôsob výroby bioplynu z pevných biodegradovateľných látok je založený na použití prebytočného anaeróbneho aktivovaného kalu, ktorý sa privádza spolu s rozdrvenými pevnými biodegradovateľnými látkami napríklad zelenou trávovou hmotou do nádrže fermentačného reaktora, kde sa zmieša na substrát s obsahom sušiny 1 až 98 % , ktorý sa počas stáleho miešania bez prístupu vzduchu zohrieva na teplotu v rozsahu 30 až 60 °C so zádržnou dobou dva dni. V nádrži fermentačného reaktora prebieha čiastočná fermentácia pri hodnote pH 4,0 a permanentnom odčerpávaní fermentovanej zmesi do nádrže metanizačného reaktora, kde sa pôsobením metanizačných baktérií rozkladá na metán a anaeróbny aktivovaný kal, ktorý sa recirkuluje späť do nádrže fermentačného reaktora, alebo ako prebytočný odvádza na odvodnenie a po úprave sa použije ako hnojivo.The method of producing biogas from solid biodegradable solids is based on the use of excess anaerobic activated sludge, which is fed together with crushed solid biodegradable solids such as green grass to the fermentation reactor tank where it is mixed to a substrate with a dry matter content of 1-98%. of continuous stirring without air, heated to a temperature in the range of 30 to 60 ° C with a holding time of two days. Partial fermentation takes place in the fermentation reactor tank at pH 4.0 and the permanent fermentation mixture is pumped to the methanization reactor tank where it is decomposed into methane and anaerobically activated sludge by the action of methanization bacteria, which is recirculated back to the fermentation reactor tank or discharged as excess drainage and after treatment is used as fertilizer.

Príklad 2Example 2

Drevná hmota sa rozdrví na drobné častice a privedie sa do nádrže fermentačného reaktora, kde sa zmieša s anaeróbnym aktivovaným kalom na substrát, ktorý sa počas stáleho miešania zohrieva na teplotu v rozsahu 30 až 60 °C so zádržnou dobou 40 dní. V nádrži fermentačného reaktora prebieha čiastočná fermentácia pri hodnote pH 12,0, s následným prečerpávaním fermentovanej zmesi do nádrže metanizačného reaktora, kde sa podrobuje pôsobeniu metanizačných baktérií za vzniku bioplynu. Odlúčený anaeróbny aktivovaný kal sa recirkuluje späť do nádrže fermentačného reaktora, alebo sa ako prebytočný odvádza na odvodnenie a po úprave sa používa ako hnojivo.The wood mass is crushed into small particles and fed to a fermentation reactor tank where it is mixed with anaerobic activated sludge to a substrate which is heated to a temperature in the range of 30-60 ° C with a holding time of 40 days while stirring. Partial fermentation takes place in the fermentation reactor tank at a pH of 12.0, followed by pumping the fermented mixture into the methanization reactor tank, where it is subjected to methanization bacteria to form biogas. The separated anaerobic activated sludge is recirculated back to the fermentation reactor tank, or is discharged as excess water for drainage and used as a fertilizer after treatment.

Zariadenie na výrobu bioplynu z pevných biodegradovateľných látok je tvorené nádržou 1 metanizačného reaktora, vybavenou v najvyššom mieste odvádzacím potrubím 8 bioplynu, ktorá je rozdelená dvojfázovým odlučovačom 2 na dve časti. V dolnej časti je vybavená rozvodom 3 substrátu, pod ktorým je lokalizovaný vyhrievací prvok 4. V homej časti má vytvorený otvor 9 na odvádzanie bioplynu. Potrubím 6 vonkajšej recirkulácie je nádrž 1 metanizačného reaktora spojená s nádržou 10 fermentačného reaktora. Na dno dvojfázového odlučovača 2 je pripojené potrubie 5 vnútornej recirkulácie, ktoré je vyúsťuje do spodnej časti nádrže 10 fermentačného reaktora a do zahusťovača 7 hnojiva. Nádrž 10 fermentačného reaktora je spojená s drvičom 12 a je vybavená miešacím mechanizmom 11. V dolnej časti je vybavená vyhrievacím článkom 13.The biogas plant from solid biodegradable substances consists of a methanization reactor tank 1, equipped at the highest point with a biogas discharge line 8, which is divided into two parts by a two-phase separator 2. In the lower part it is provided with a substrate distribution 3, under which the heating element 4 is located. In the upper part it has a hole 9 for evacuating biogas. The external recirculation line 6 is the methanization reactor tank 1 connected to the fermentation reactor tank 10. An internal recirculation pipe 5 is connected to the bottom of the two-phase separator 2 and flows into the bottom of the fermentation reactor tank 10 and into the fertilizer thickener 7. The fermentation reactor tank 10 is connected to the crusher 12 and is equipped with a stirring mechanism 11. At the bottom it is equipped with a heating element 13.

Do drviča 12 sa privedú biodegradovateľné látky ako napríklad drvená biomasa alebo kuchynský odpad zo separovaného zberu, prípadne slama, traviny a iná zelená hmota, ktorá sa mechanicky drvičom 12 rozdrví na drobné častice, ktoré sa miešajú v prvej fáze so substrátom v nádrži 10 fermentačného reaktora. Za stáleho miešania miešacím mechanizmom 11 je do nádrže 10 fermentačného reaktora potrubím 6 vonkajšej recirkulácie privádzaný prebytočný kal z nádrže 1 metanizačného reaktora. Takto vytvorený substrát s obsahom sušiny 1 až 98 % hmotnostných sa pri permanentnom nahrievaní na teplotu v rozsahu od 30 do 60 °C so zádržnou dobou od 1 do 40 dní, závislou od zloženia biodegradovateľných látok, podrobuje fermentácii, po ktorej sa odčerpáva do nádrže 1 metanizačného reaktora a rozvádza sa v jeho spodnej časti po celej ploche rozvodu 3, odkiaľ prúdi a mieša sa s biomasou vnútornou recirkuláciou, kde vytvára homogénnu zmes s metanizačnými baktériami, ktoré produkujú metán, ktorý sa oddeľuje v dvojfázovom odlučovači 2. V dvojfázovom odlučovači 2 sa v prvej fáze vylúči anaeróbno aktivovaný kal a následne sa v druhej fáze odlúči bioplyn, ktorý prestúpi otvorom 9 do najvyššieho miesta nádrže 1 metanizačného reaktora, odkiaľ sa odvádza odvádzacím potrubím 8 bioplynu, na ďalšie využitie ako vysokohodnotné palivo s obsahom metánu 60 až 80 %. Oddelený anaeróbny aktivovaný kal sa odvádza potrubím 6 vonkajšej recirkulácie späť do nádrže 10 fermentačného reaktora, kde sa za stáleho miešania miešacím mechanizmom 11a privádzaní biodegradovateľných látok drvených drvičom 12 mieša a nahrieva na teplotu 30° až 60 °C prostredníctvom vyhrievacieho článku 13. Z potrubia 5 vnútornej recirkulácie sa odoberá prebytočný aktivovaný kal, ktorý sa môže recirkulovať späť do nádrže 1 metanizačného reaktora alebo sa odvádza na odvodnenie do zahusťovača 7 hnojiva, kde sa bez pridávania chemických látok zahusťuje na vysokohodnotné tekuté hnojivo.Biodegradable substances such as crushed biomass or kitchen waste from separate collection or straw, grasses and other green matter are fed to the shredder 12, which is mechanically crushed into shredded particles by the shredder 12, which are mixed with the substrate in the fermentation reactor tank 10 . While stirring by the stirring mechanism 11, excess sludge is fed to the fermentation reactor tank 10 via external recirculation line 6 from the methanization reactor tank 1. The substrate thus formed having a dry matter content of 1 to 98% by weight is subjected to a fermentation after which it is pumped to the tank 1 at a temperature of 30 to 60 ° C with a holding time of 1 to 40 days depending on the composition of the biodegradable substances. of the methanization reactor and distributed in its lower part over the entire distribution area 3, from where it flows and mixes with the biomass by internal recirculation, where it forms a homogeneous mixture with methanization bacteria that produce methane that separates in the two-phase separator 2. in the first stage, anaerobically activated sludge is eliminated, and in the second stage biogas is separated, which passes through the orifice 9 to the highest point of the methanization reactor tank 1 from where it is discharged through the biogas discharge line 8 for further use as high-value fuel with 60-80%. The separated anaerobic activated sludge is discharged via the external recirculation line 6 back to the fermentation reactor tank 10, where the stirring mechanism 11a of the feed of the biodegradable substances crushed by the crusher 12 is stirred and heated to 30 ° to 60 ° C via the heater 13. Excess activated sludge is removed from the internal recirculation, which can be recirculated back to the methanization reactor tank 1 or drained for drainage to the fertilizer thickener 7, where it is thickened to a high-value liquid fertilizer without the addition of chemicals.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Spôsob likvidácie pevných biodegradovateľných látok pri výrobebioplynu podľa tohto vynálezu nachádza široké využitie prakticky vo všetkých oblastiach ľudskej činnosti, kde sa produkujú biodegradovateľné látky vo forme odpadu alebo druhotných surovín. Tieto látky sú spracovávané zariadením, ktoré je tiež predmetom tohto vynálezu na vysokohodnotné palivo. Z ekologického hľadiska ide o najčistejšiu formu získavania energie bezodpadovou technológiou.The process for the disposal of solid biodegradable substances in the production of biogas according to the present invention finds widespread use in virtually all areas of human activity where biodegradable substances are produced in the form of waste or secondary raw materials. These substances are processed by a device which is also the subject of the present invention for high-grade fuel. From the ecological point of view, it is the purest form of energy generation through waste-free technology.

Claims

PATENT CLAIMS

A process for the disposal of solid biodegradable substances in the production of biogas based on a fermentation and methanization process using anaerobic activated sludge, wherein the solid biodegradable

5, the feedable substances are mechanically crushed and fed to a fermentation reactor where they are mixed with anaerobic activated sludge to a substrate which is heated to between 30 ° C and 60 ° C with a holding time of 1 to 40 days at continuous pH 4.0 to 12.0, after fermentation, the substrate is pumped into a methanization reactor where it is treated with methanization bacteria to produce biogas and activated sludge, characterized in that at least a portion of the activated sludge separated in the methanization reactor recirculates to the fermentation reactor tank.

The apparatus for carrying out the method according to claim 1, comprising a crusher, a fermentation reactor tank which may comprise a stirring mechanism and a heating element, a biogas outlet methanization reactor tank which may comprise a substrate distribution, a heating element and be equipped with recirculating activated sludge in methanization tank, and fertilizer thickeners, characterized by

15, characterized in that the methanization reactor tank (1) is divided into at least two parts by a two-phase separator (2) and is connected to the fermentation reactor tank (10) via an external recirculation line (6).