DE10021337A1 - Verfahren und Vorrichtung zur wahlweise Intensivrotte und Methanisierung von biogenem Material - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur wahlweise Intensivrotte und Methanisierung von biogenem Material

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DE10021337A1
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Abstract

Stationäre und mobile Intensivrottebehälter können durch geringfügige Adaptionen zur Methanisierung von biogenem Material verwendet werden, wobei ein Aufstau- oder ein Berieselungsverfahren gewählt werden kann.

Description

Vorbekannt ist das Verfahren der Intensivrotte in isolierten belüftbaren Behältern, vorzugsweise in Abrollcontainern. Vorbekannt ist such die Trockene Fermentation in mobilen Abrollcontainern, wie sie in EP 0934998 A2 Fig. 9 beschrieben ist. Gegenstand dieser Erfindung ist die verfahrenstechnische und vorrichtungsmäßige Kombination beider bislang getrennt gehandhabter Verfahren. Ziel ist dabei die wahlweise getrennte oder kombinierte Nutzung der jeweiligen Verfahren, wobei sich nach Ausnutzung einer kurzzeitigen thermischen Phase bei der Intensivrotte eine Energiegewinnungsphase über die Methanisierung anschließt, welche unter Ausnutzung ausgekoppelter Wärme vorzugsweise aus einer Kraft- Wärme-Koppelung (BHKW) mit einer Rücktrocknung des ausgefaulten Restsubstrates aus dem Methanisierungsprozeß endet.
Ausgangspunkt sind in Verbund betriebene isolierte oder eingehauste Einzelfermenter bzw. Rotteboxen, die durch technische Adaptionen für die jeweilige Prozeßstufe präpariert werden. An einer konkreten Beschreibung der Verfahrensschritte soll der Gesamtprozeß dargestellt werden.
Schrittfolge 1. Behälterfüllung
Mit üblichem Ladegerät (z. B. Radlader) wird der Behälter mit biogenem Material (Festmist, Biolmüll, Grasschnitt, Stroh etc.) so gefüllt, dass sich für die Methanisierung optimale Substratmischungen ergeben.
2. Aerobes Anfahren der Anlage
Nach der Füllung wird im Sinne der Intensivrotte der Behälter durch Belüftung mikrobiell so aktiviert, dass sich das Füllmaterial auf ca. 50-60°C erwärmt.
3. Inoculation des Füllgutes
Ist eine ausreichende Temperierung des Füllgutes erreicht, wird Impfgut (Gülle, spezielle Methanbakterienaufschwemmungen etc.) durch Berieselung oder Aufstauung einfiltriert, so dass sich das gesamte Füllmaterial auf eine optimale Temperatur für eine thermo- oder mesophile Methanisierung abkühlt.
4. Vorbereitung der Methanisierung
Nun wird die Anlage von aeroben auf anaeroben Betrieb umgeschaltet. Dazu werden die Belüftungsleitungen vorzugsweise mittels Schnellkupplungen für die zyklische Zu- und Abführung des Perkolats und die Entlüftungsleitung mit der Biogasableitung, in welche gleichzeitig die Über/Unterdrucksicherung integriert ist, verbunden. Die Öffnung für die Kondenswasserableitung wird als Probenahmeöffnung benutzt. Eine Füllstandskontrolle wird über die Entlüftungsöffnung in den Fermenter eingeführt.
5. Fermenterbetrieb
Zur Temperaturstabilisierung (Ausgleich der Transmissionswärmeverluste) wird eine Perkolatrezirkulation mit Pumpe, Wärmetauscher und Perkolatspeicher aufgebaut, welche zyklisch betrieben wird. Dabei wird das Perkolat entweder durch Aufstauen oder Berieseln zugeführt und durch Schwerkraft der Pumpe oder dem Perkolatspeicher wieder zugeführt.
6. Rücktrocknungsphase
Ist eine wirtschaftliche Biogasausbeute nicht mehr zu erwarten, wird die Anlage auf Rücktrocknungsbetrieb umgeschaltet, um ein Endprodukt mit einstellbarer Feuchtigkeit und Struktur zu schaffen. Dazu wird in einer ersten Maßnahe die Rezirkulation des Perkolats eimgestellt um in einer zweiten Stufe z. B. über ein nachträglich von oben eingedrücktes Raster von perforierten Einstechzylindern Warmluft oder Vollzylinder gem. EP 0934995 A2 etc. Warmwasser durch das Faulgut zu leiten.
7. Chargenwechsel
Hat das Faulgut die gewünschte Konsistenz erreicht, wird der Behälter durch Abkippen entleert, so daß durch die dabei entstehende Mietenform der Abtrocknungsprozeß noch fortgeführt werden kann.
Prinzipiell ist diese Verfahrenskombination in zwei verschiedenen Vorrichtungsvarianten realisierbar.
1. Pumpenvariante
Bei dieser Variante ist eine geeignete Saug/Druck oder Druckpumpe für den Aufbau des Perkolatkreislaufs erforderlich.
2. Pumpenlose Variante
Bei dieser Lösung wird Behälter vorzugsweise erhöht aufgestellt, so daß das Perkolat mittels Schwerkraft in einen zunächst liegenden isolierten Perkolatspeicher einfließen kann. Ist ausreichend Perkolat abgeflossen, wird der Behälter hydraulisch angekippt, so daß das Perkolat in der Art kommunizierender Röhren wieder in den Behälter im Sinne einer Aufstauung zurückließen kann. Bei dieser Variante muß allerdings beim Anfahren der Anlage eine entsprechende Mengenvorgabe eingerechnet werden, damit auch genügend Perkolat zur Verfügung steht, damit die Aufstauungsebene über der Substratoberfläche zu stehen kommt und sichergestellt ist, dass niemals Perkolat in die Ableitung für das Biogas gelangen kann, weil diese Variante auch ohne elektrisch betriebene Füllstandsicherung auskommen kann.
Bei beiden Varianten bietet sich ein Aufbau des Behälters auf einer sockelartigen Unterkonstruktion an, weil darunter der Gasspeicher sehr vorteilhaft untergebracht werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zur wahlweisen kombinierten oder getrennten Methanisierung und Kompostie­ rung von Biomassen in adaptierten stationären oder mobilen Intensivrottebehältern.
2. Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierung und Inoculation des Substrates durch eine periodische Flüssigkeitsaufstauung erreicht wird.
3. Verfahren nach 1 u. 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Faulgut auf beliebige Restfeuchte rückgetrocknet werden kann.
4. Vorrichtung nach 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufschwimmen des Substrates entweder mechanisch durch eine Niederhaltervorrichtung oder durch eine Pegelsteuerung kontrolliert wird.
5. Verfahren nach 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verbundbetrieb gemeinsame Gas- und Flüssigkeitsspeicher vorgesehen sind.
6. Verfahren nach 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verbundbetrieb die Aufstauflüssig­ keit überkreuz geführt wird.
7. Verfahren nach 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass perforierte Einstechzylinder eingesetzt werden.
DE10021337A 2000-05-02 2000-05-02 Verfahren und Vorrichtung zur wahlweise Intensivrotte und Methanisierung von biogenem Material Withdrawn DE10021337A1 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006040799A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-20 Arno Fudel Verfahren zur Herstellung von Biogas

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DE102006040799A1 (de) * 2006-08-31 2008-03-20 Arno Fudel Verfahren zur Herstellung von Biogas

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