DE102005061039A1 - Method for production of biogas in a fermentation container, comprises supplying a fermentable biomass into the container in which a floating layer is formed, and collecting the obtained biomass - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Biogaserzeugung in einem Gärbehälter, in dem vergärbare Biomasse bewegt wird, sich eine Schwimmschicht auf der Biomasse bildet und entstehendes Biogas aufgefangen wird. Ferner betrifft die Erfindung einen Gärbehälter zur Biogaserzeugung mit einem Boden, Seitenwänden und einer gasdichten Abdeckung, wobei im Behälter vergärbare Biomasse bewegt wird, sich eine Schwimmschicht bildet und entstehendes Biogas aufgefangen wird.The The invention relates to a method for producing biogas in a fermentation tank, in the fermentable Biomass is moving, getting a floating layer on the biomass forms and biogas is collected. Further concerns the invention a fermentation tank for Biogas production with a bottom, sidewalls and a gas-tight cover, being in the container fermentable Biomass is moved, forms a floating layer and emerging Biogas is caught.
Biogasanlagen sind in vielfältiger Ausgestaltung im Stand der Technik bekannt. Grundlage jeder Biogasanlage ist ein Gärbehälter, in dem die zu vergärenden Stoffe eingebracht werden und das Biogas erzeugt wird. Diese auch Biogasfermenter genannten Behälter weisen meist stehende zylindrische Form auf, typischerweise mit einem Durchmesser von 15 bis 25 m und einer Höhe von ca. 5 m bzw. bei sog. Hochbehältern auch bis 15 oder 20 m. Um die statischen Lasten aufzunehmen und in den Boden zu leiten besteht die Bodenplatte und meist auch die zylindrische Außenwand aus Beton. Im Stand der Technik sind auch Blechbehälter bekannt, die auf ihrer Innenseite eine emaillierte Oberfläche oder aus rostgeschütztem Stahl, insbesondere V4A, gebildet sind.biogas plants are in more diverse Design known in the art. Basis of every biogas plant is a fermentation tank, in the one to be fermented Substances are introduced and the biogas is generated. These too Biogas fermenter called container have mostly upright cylindrical shape, typically with a diameter of 15 to 25 m and a height of about 5 m or so-called. elevated tanks also up to 15 or 20 m. To pick up the static loads and to guide into the ground is the bottom plate and usually the cylindrical outer wall concrete. Sheet metal containers are also known in the prior art, on its inside an enamelled surface or of rust-protected steel, in particular V4A, are formed.
Die üblichen Betonbehälter sind jedoch für das Beinhalten eines Biogasfermenters ungeeignet. Der Beton weist eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass gesonderte Wärmedämmmaßnahmen erforderlich sind, um die erforderliche Beheizung des Fermenterraumes wirtschaftlich durchführen zu können. Ferner ist die Betonoberfläche für einen direkten Kontakt mit den zu vergärenden Stoffen im Innenraum und insbesondere im oberen Teil des Behälters ungeeignet. Die Betonbehälter sind daher auf der Innenseite häufig beschichtet, mit Folien ausgelegt oder mit korrosionsgeschützten Blechplatten belegt. Auch bei einem monolithisch vor Ort gegossenen Betonbehälter erfolgt nach einigen Jahren im Bereich des Gärgutes eine Zerstörung der Betonoberfläche und damit eine Zersetzung der Baustruktur. Diese wird durch in der Stahlarmierung induzierte galvanische Ströme unterstützt. Im oberen Teil des Betonbehälters (im Gasraum) ist eine Abschirmung der Betonoberfläche, beispielsweise durch Kunststoffplatten unumgänglich.The usual concrete tanks however, are for that Keeping a biogas fermenter unsuitable. The concrete has a relatively high thermal conductivity, so that separate thermal insulation measures required are economical to the required heating of the fermenter room carry out to be able to. Furthermore, the concrete surface for one direct contact with those to be fermented Substances in the interior and in particular in the upper part of the container unsuitable. The concrete containers are therefore common on the inside coated, with foils or with corrosion-protected metal sheets busy. Even with a monolithic cast locally concrete container after a few years in the field of fermentation a destruction of the Concrete surface and thus a decomposition of the building structure. This is done by in the steel reinforcement induced galvanic currents supported. In the upper part of the concrete tank (in the gas space) is a shield of the concrete surface, for example by plastic plates inevitable.
Der Betonbehälter wird oberseitig häufig von einem Tragluftdach abgeschlossen, unter dem eine gasdichte PE-Folie aufwölbbar, beispielsweise auf einer Holzdeckenkonstruktion aufliegt, um einen variablen Gasspeicherraum oberhalb der Gärstoffe bereitzustellen.Of the concrete tanks becomes topside often completed by a supporting air roof, under which a gas-tight PE film aufwölbbar, for example, rests on a wooden ceiling construction to a provide variable gas storage space above the feeds.
In den bekannten Fermentern ist zur Homogenisierung der Biomasse für den Gärprozess ein Umrühren und Bewegen der Biomasse erforderlich. Rührwerke sind in unterschiedlichster Ausgestaltung im Stand der Technik bekannt. Es gibt langsam drehende Paddelrührwerke, die meist um eine radial zum zylindrischen Gärbehälter angeordnete Drehachse rotieren. Ferner sind Tauchmotorrührwerke bekannt, die mit einem Propeller ähnlich einer Schiffsschraube einen stärkeren Strömungsimpuls auf die Biomasse übertragen. Die Tauchmotorrührwerke lassen sich um ihre senkrecht angeordnete Haltewelle verschwenken, um verschiedene Bereiche im Gärbehälter zu durchmischen.In the known fermenters is for homogenization of the biomass for the fermentation process a stir and moving the biomass required. Stirrers are in very different Design known in the art. There are slow-moving ones paddle mixers, the most about a radially arranged to the cylindrical fermentation tank axis of rotation rotate. Furthermore, submersible mixers are known which with a Propeller similar a propeller a stronger one Flow impulse on transmit the biomass. The submersible mixers can be pivoted about their vertically arranged support shaft, to different areas in the fermentation tank too mix thoroughly.
Nachteilig bei den bekannten Verfahren zur Biogaserzeugung in den vorangehend beschriebenen Gärbehältern ist, dass die für den gesamten Gärprozess und somit die für die Auslösung von Biogas erforderliche Umwälzung der Biomasse im Widerspruch steht mit der bevorzugt geschlossen und über einen längeren Zeitraum ungestörten Ausbildung einer Schwimmschicht auf der Biomasse. In den bekannten Fermentern wird in der Regel intermittierend gerührt und dabei im wesentlichen die gesamte Schwimmschicht zerstört. In der Folge führt dies zwar zu einer vermehrten Auslösung von Biogas, damit einhergehend jedoch auch zu einer konzentrierten Abgabe von Schwefelwasserstoff als Bestandteil des Biogases. Nachteilig ist dabei, dass sich die zur biologischen Entschwefelung wirksame Schwimmschicht auf der Biomasse erst wieder neu bilden muss, so dass eine Verminderung des Schwefelwasserstoffgehalts durch Oxidation in diesen Zeiträumen nicht erfolgt. Ferner ist nachteilig, dass bei den bekannten Gärbehältern ein erheblicher Kostenaufwand für die Bausubstanz erforderlich ist.adversely in the known methods for biogas production in the foregoing described fermentation tanks, that for the entire fermentation process and thus the for the trigger Biogas required circulation the biomass is in conflict with the preferred closed and about one longer Period undisturbed Formation of a floating layer on the biomass. In the known Fermenting is usually stirred intermittently and thereby substantially destroyed the entire floating layer. In the consequence leads this indeed to an increased release of biogas, with it but also to a concentrated release of hydrogen sulphide as part of the biogas. The disadvantage here is that the for biological desulfurization effective floating layer on the Biomass only has to re-form, so a reduction hydrogen sulfide content due to oxidation during these periods he follows. Furthermore, it is disadvantageous that in the known fermentation tanks considerable cost for the building fabric is required.
Ferner sind in der Landwirtschaft sog. Güllelagunen bekannt, die zur zeitweisen Lagerung von Gülle dienen, insbesondere für die Wintermonate, in denen das Ausbringen der Gülle auf die Böden nicht oder nur eingeschränkt erlaubt ist. Derartige Güllelagunen bestehen aus einer durch Erdaushub im Boden eingebrachten Grube mit meist rechteckigem oder quadratischem Grundriss. Der beim Aushub der Grube anstehende Erdaushub wird meist in Form von einem die Grube umgebenden Erdwall aufgeschüttet. Die so gebildete Grube wird mit Folie ausgeschlagen, um ein flüssigkeitdichtes Behältnis zur Zwischenlagerung von Gülle bereitzustellen.Further are known in agriculture so-called. Güllelagunen, the temporary storage of manure serve, in particular for the winter months, in which the spreading of manure on the floors or not only limited allowed is. Such manure lagoon consist of a pit excavated by soil excavation in the soil with a mostly rectangular or square floor plan. The excavation The pit pending excavation is usually in the form of a Pit surrounding earthwall heaped up. The pit formed in this way is lined with foil to a liquid-tight container for Interim storage of manure provide.
Ausgehend von den bekannten Verfahren zur Biogaserzeugung und den bekannten Gärbehältern ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und einen darauf abgestimmten Gärbehälter anzugeben, in denen eine im wesentlichen gleichmäßige Biogasabgabe erfolgt und eine möglichst effektive biologische Entschwefelung erreicht wird.outgoing from the known methods for biogas production and the known Fermentation tanks is It is an object of the invention, a method and a coordinated Indicate fermenter, in which is a substantially uniform biogas delivery and one possible effective biological desulfurization is achieved.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1. Vorrichtungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Gärbehälter gemäß Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1. According to the device Task solved with a fermentation tank according to claim 8.
Dadurch, dass die Schwimmschicht in eine im wesentlichen stetige, laterale Bewegung in einer Richtung entlang des Gärbehälters gebracht wird, wobei am Ende des Gärbehälters die Schwimmschicht aufgelöst wird, kann sich eine Schwimmschicht als Siedlungsfläche für die zur Biogaserzeugung erforderlichen Bakterien ungestört bilden, wobei erst am Ende des Gärbehälters die Schwimmschicht aufgelöst wird. Im Bereich der geschlossenen Schwimmdecke erfolgt aufgrund der Abdeckfunktion der Schwimmschicht eine bekanntermaßen verminderte Biogas- und Schwefelwasserstoffabgabe. Die große geschlossene Schwimmdecke erlaubt jedoch stets eine Oxidation des Schwefelwasserstoffs, so dass eine gleichmäßige Absenkung des Schwefelwasserstoffgehalts im Reingas erreicht wird. Im Bereich der Schwimmschichtauflösung wird hingegen vermehrt Biogas und zwangsläufig auch vermehrt Schwefelwasserstoff freigesetzt. Da dieser Vorgang jedoch verfahrensgemäß im wesentlichen kontinuierlich erfolgt, sind die Biogaserzeugung und die Konzentration des Schwefelwasserstoffes im wesentlichen konstant, wobei durch die ergänzenden biologischen Reaktionen auf der Schwimmschicht der Schwefelwasserstoffgehalt insgesamt niedrig gehalten wird, so dass eine externe Entschwefelung des erzeugten Biogases nicht erforderlich ist.Thereby, that the floating layer into a substantially continuous, lateral Movement is brought in one direction along the fermentation tank, being at the end of the fermentation tank the Floating layer dissolved is a floating layer as a settlement area for the Biogas production required to form bacteria undisturbed, taking until the end of the fermentation tank the Floating layer dissolved becomes. In the area of the closed swimming blanket is due to the covering function of the floating layer a known diminished Biogas and hydrogen sulfide delivery. The big closed swimming blanket however, always allows oxidation of the hydrogen sulfide, so that a uniform lowering of the hydrogen sulfide content in the clean gas is achieved. In the area the floating layer dissolution on the other hand, more biogas and inevitably increased amounts of hydrogen sulphide released. However, this process essentially according to the method continuous, are the biogas production and the concentration the hydrogen sulfide substantially constant, wherein the supplementary ones biological reactions on the floating layer of the hydrogen sulfide content Total is kept low, allowing an external desulfurization of the biogas produced is not required.
Wenn zur Erzeugung der im wesentlichen stetigen lateralen Bewegung der Schwimmschicht die darunterliegenden flüssigeren Fraktionen der Biomasse in eine oder mehrere walzenartige Strömungsbahnen versetzt werden, wird der zur Homogenisierung der Biomasse erforderliche Energieeintrag zum Vorantreiben der Schwimmschicht in die vorgesehene Richtung verwendet. Bevorzugt dreht sich die Strömungsbahn um horizontale und im wesentlichen senkrecht zur lateralen Bewegungsrichtung orientierte Achsen, womit sich quasi ein „Antrieb" der Schwimmschicht durch die entlang der Strömungsbahn zirkulierenden flüssigeren Fraktionen der Biomasse in Art eines „Förderbandes" ergibt.If for generating the substantially continuous lateral movement of the Floating layer the underlying liquid fractions of the biomass be placed in one or more roller-like flow paths, becomes the energy input required to homogenize the biomass for advancing the floating layer in the intended direction used. Preferably, the flow path rotates around horizontal and oriented substantially perpendicular to the lateral direction of movement Axes, which is a kind of "drive" of the floating layer through the along the flow path circulating more liquid Fractions of biomass in the manner of a "conveyor belt" results.
Wenn die Auflösung der Schwimmschicht strömungsinduziert erfolgt, wird gleichzeitig eine erwünschte Durchmischung der aufgelösten Schwimmschichtfraktionen in der übrigen flüssigeren Fraktion der Biomasse unterhalb der Schwimmschicht unterstützt. Dabei sollte die Strömung zur Auflösung der Schwimmschicht turbulent sein.If the resolution the swimming layer induced flow takes place, at the same time a desired mixing of the dissolved floating layer fractions in the rest more liquid fraction supports the biomass below the floating layer. there should the flow to the resolution the swimming layer be turbulent.
Eine intermittierend erzeugte Turbulenzströmung zur Auflösung der Schwimmschicht unterstützt einerseits das Aufbrechen der Schwimmschicht durch die kräftige, turbulente Strömung und ermöglicht andererseits eine Verminderung des Gesamtenergieeintrags, was der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zugute kommt. In den Strömungspausen können somit ungestört von den turbulenten Strömungen die aufgelösten und durchmischten Partikel von der im wesentlichen stetigen lateralen Bewegung (Rücktransport) erfasst werden.A intermittently generated turbulence flow for dissolution of the Floating layer supports one hand the breaking up of the floating layer by the strong, turbulent flow and allows on the other hand, a reduction of the total energy input, which is the Profitability of the process benefits. In the flow breaks can thus undisturbed from the turbulent currents the resolved and mixing particles from the substantially continuous lateral Movement (return transport) be recorded.
Deshalb ist es bevorzugt, dass zur Aufrechterhaltung der im wesentlichen stetigen lateralen Bewegung eine fortwährende Zirkulation der flüssigen Fraktionen der Biomasse auf den Strömungsbahnen erfolgt.Therefore it is preferred that to maintain the substantially continuous lateral movement a continuous circulation of liquid fractions the biomass takes place on the flow paths.
Dadurch, dass der Gärbehälter langgestreckte Form hat, wobei die beiden Begrenzungslinien in Längsrichtung im Bereich der Schwimmschicht, also der Oberfläche der Biomasse im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind, wird eine sich im wesentlichen stetig und lateral in einer Richtung entlang des Gärbehälters bewegende Schwimmschicht konstruktiv ermöglicht. Die Schwimmschicht, die aufgrund ihrer Eigenstruktur eine gewisse Festigkeit aufweist, kann ohne einen größeren Reibungswiderstand entlang der im wesentlichen parallel ausgerichteten Begrenzungslinien bewegt werden. Durch Auflösung der Schwimmschicht am stromabwärtigen Ende des langgestreckten Gärbehälters wird quasi Platz geschaffen zum weiteren lateralen Vorbewegen der Schwimmschicht, die dann immer wieder am Ende des Gärbehälters aufgelöst wird. Wenn die Begrenzungslinien in Strömungsrichtung der Schwimmschicht leicht divergent auseinanderlaufen, wird einem Verklemmen der anwachsenden Schwimmschicht zwischen seinen Begrenzungslinien noch weiter vorgebeugt.Thereby, that the fermentation tank is elongated Shape has, with the two boundary lines in the longitudinal direction in the area of the floating layer, ie the surface of the biomass substantially parallel are arranged to each other, one is substantially continuous and floating laterally in a direction along the fermentation tank constructively enabled. The floating layer, which due to its own structure a certain Strength can without a greater frictional resistance along moves the substantially parallel aligned boundary lines become. By resolution the floating layer at the downstream end of the elongated fermentation tank becomes virtually created space for further lateral advancement of the floating layer, which is then dissolved again and again at the end of the fermentation tank. If the boundary lines in the direction of flow of the floating layer Slightly divergent divergent, will jamming the growing Floating layer between its boundary lines still further prevented.
Wenn der Gärbehälter einen Querschnitt quer zur Längserstreckung, bei dem die Behälterbreite von unten nach oben zunimmt, der Querschnitt insbesondere Trapezform hat, wird die sich an der Oberfläche ausbildende Schwimmschicht zu den Randbereichen dünner, da darunter weniger Biomasse angeordnet ist als im Mittenbereich. Vorteilhaft kann damit die Schwimmschicht leichter lateral in Längsrichtung des Behälters bewegt werden. Die Anhaft- und Reibungskräfte, die einer derartigen Bewegung entgegenstehen, sind durch die am Rand dünner auslaufende Schwimmschicht deutlich verringert. Gleichzeitig ergibt sich dabei der Vorteil, dass ein Auflösen der Schwimmschicht am Ende des Gärbehälters ebenfalls erleichtert wird, da durch turbulente Strömungsimpulse ein Ausreißen, Verdriften, Übereinanderstapeln und in den Untergrund Ziehen durch die geringeren Anhangskräfte der Schwimmschicht an den Behälterseitenwänden erleichtert wird. Weiter ist vorteilhaft, dass die Oberfläche im Vergleich zum Behältervolumen zunimmt, also die Schwimmschicht bei gleichem Biomassevolumen größer ist, wodurch die erwünschten biologischen Reaktionen zur Verminderung des Schwefelwasserstoffgehalts großflächig genutzt werden können.If the fermenter one Cross section transverse to the longitudinal extent, where the container width increases from bottom to top, the cross section in particular trapezoidal shape has, which will be on the surface forming floating layer to the edge areas thinner because including less biomass is arranged than in the middle range. Advantageous Thus, the floating layer is easier lateral in the longitudinal direction of container to be moved. The adhesion and friction forces that such a movement are opposed, are thinner by the edge of the floating layer significantly reduced. At the same time there is the advantage that a dissolution the floating layer at the end of the fermentation tank also is facilitated because of turbulent flow pulses tearing, drifting, stacking and dragging into the underground due to the lower attachment forces of the Floating layer on the container side walls easier becomes. It is also advantageous that the surface in comparison to the container volume increases, so the floating layer is larger at the same biomass volume, whereby the desired biological reactions to reduce the level of hydrogen sulphide used extensively can be.
Um eine ausreichende Einwirkzeit der Bakterien auf der als Siedlungsfläche sich bildenden Schwimmschicht zu ermöglichen, weist der Gärbehälter im Vergleich zur Breite eine 2- bis 10-fache, bevorzugt 3- bis 5-fache Länge auf. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass eine stark langgestreckte Form zwar eine lange Einwirkstrecke für die Schwimmschicht ermöglicht, andererseits durch die langgestreckte Form einen höheren Bauaufwand und eine größere Umhüllungsfläche erzeugt, die zur Gewährleistung der gewünschten erhöhten Gärtemperatur eine entsprechend ausreichende Wärmedämmung aufweisen muss.Around a sufficient exposure time of the bacteria on the settlement surface itself to allow forming floating layer points the fermentation tank in Compared to the width of a 2- to 10-fold, preferably 3 to 5-fold Length up. It should also be taken into account that a strongly elongated shape, although a long Einwirkstrecke for the floating layer allows on the other hand, by the elongated shape a higher construction cost and creates a larger envelope area, the guarantee the desired increased fermentation temperature have a correspondingly sufficient thermal insulation got to.
Dadurch, dass die Seitenwände und der Boden durch Erdaushub und/oder Erdanschüttung gebildet sind, wobei die Innenseite des sich bildenden Beckens mit einer ersten Folie ausgekleidet ist, wird der Gärbehälter als kostengünstig zu erstellende Erdgrube mit einer einfachen Folienauskleidung, so wie dies im Bereich der sog. Güllelagunen bekannt ist, bereitgestellt.Thereby, that the side walls and the soil is formed by excavation and / or geological soil, wherein the inside of the forming basin with a first foil is lined, the fermentation tank as economical to create earth pit with a simple foil lining, such as this in the area of the so-called Güllelagunen is known provided.
Wenn am oberen Rand der aus Erdaushub und/oder Erdanschüttung gebildeten Seitenwände eine Rinnennut angeordnet ist, in die die erste Folie des Behälters sowie eine zweite Folie für die Abdeckung, bevorzugt mit einem in der Rinnennut eingelegten, aufdehnbaren Schlauch, öffenbar eingedichtet sind, wird eine kostengünstige Möglichkeit zur gasdichten Verbindung von Abdeckung und unterem Behälterteil erreicht. Die Ausbildung der Verbindung als Rinnennut mit einem eingelegten, aufdehnbaren Schlauch ist unempfindlich für den rauen Alltagseinsatz und erlaubt einen schnellen Zugriff in den Gärbehälter, beispielsweise für Revisions- oder Störfalltätigkeiten.If at the top of the formed from excavation and / or Erdanschüttung Side walls one Rinnennut is arranged, in which the first foil of the container as well a second slide for the cover, preferably with an inserted in the channel groove, expandable hose, openable are sealed, is a cost-effective way for gas-tight connection cover and lower container part reached. The formation of the compound as Rinnennut with a Inlaid, expandable hose is insensitive to the harsh Everyday use and allows quick access to the fermentation tank, for example for revision or accident activities.
Dadurch, dass auf dem oder nahe am Boden in Längsrichtung des Behälters wenigstens ein Strömungskanal vorgesehen ist, wobei im oder unmittelbar vor oder hinter dem Strömungskanal wenigstens ein erstes Strömungserzeugungsmittel angeordnet ist, wird eine gerichtete Rückströmung zur erfindungsgemäß erforderlichen Strömungsbewegung unterhalb der Schwimmschicht in Richtung der lateralen Bewegung ermöglicht. Mit dem Strömungskanal wird quasi die Rückströmung kanalisiert, so dass im Gärbehälter eine Strömungsbahn durch den Strömungskanal als Rückstrom und im übrigen Querschnitt des Gärbehälters, insbesondere nahe der Oberfläche der erforderliche Hinstrom zur Erzeugung der im wesentlichen stetigen, lateralen Bewegung der Schwimmschicht bereitgestellt wird. Selbstverständlich können auch zwei oder mehrere Strömungskanäle nebeneinander am Boden des Behälters, beispielsweise bei Kanälen mit geringerem Querschnitt oder Gärbehältern mit großer Breite angeordnet werden. Dann ist es erforderlich, dass jeder Strömungskanal auch ein erstes Strömungserzeugungsmittel aufweist. Weiter ist es denkbar, dass je Strömungskanal auch zwei oder mehr Strömungserzeugungsmittel vorgesehen sind.Thereby, that on or near the bottom in the longitudinal direction of the container at least a flow channel is provided, wherein in or immediately before or behind the flow channel at least a first flow generating means is arranged, a directed backflow to the invention required Flow movement below the floating layer in the direction of lateral movement allows. With the flow channel is channeled the quasi-flow, so to speak so that in the fermentation tank a flow path through the flow channel as reflux and otherwise Cross section of the fermentation tank, in particular near the surface the flow required to produce the essentially steady, lateral movement of the floating layer is provided. Of course you can too two or more flow channels next to each other at the bottom of the container, for example, at channels with a smaller cross-section or fermenters with a large width to be ordered. Then it is necessary for each flow channel also a first flow generating means having. Furthermore, it is conceivable that each flow channel also two or more Flow generation means are provided.
Vorteilhaft ist der Strömungskanal ein Rohr, um Fehlströmungen und Strömungskurzschlüsse zu vermeiden. Für das Milieu innerhalb der Biomasse im Gärbehälter sind Kanalbetonsegmente geeignet. Diese sind auch insbesondere aus Kostengründen und für eine einfache Handhabung, nämlich dem segmentweisen Einbau bzw. Ausbau bevorzugt.Advantageous is the flow channel a pipe, to erroneous flows and to avoid current short circuits. For the Milieu within the biomass in the fermentation tank are channel concrete segments suitable. These are also especially for cost reasons and for one easy handling, namely the segment-wise installation or expansion preferred.
Wenn zur Auflösung der Schwimmschicht am hinsichtlich der Oberfläche stromabwärtigen Ende des Behälters ein zweites Strömungserzeugungsmittel vorgesehen ist, wird ein Mittel zur strömungsinduzierten Auflösung der Schwimmschicht am Ende des Behälters, also am Ende der Lateralbewegung der Schwimmschicht erreicht.If to the resolution the floating layer at the downstream end of the surface of the container a second flow generating means is provided, a means for flow-induced dissolution of Floating layer at the end of the container, So reached at the end of the lateral movement of the floating layer.
Um einen effektiven und gebündelten Strömungsimpuls auf die Biomasse übertragen zu können, sind Tauchmotoren mit einem Rührwerk vorzuziehen. Für Wartungszwecke kann das Tauchmotorrührwerk aus dem Gärbehälter vollständig herausgenommen werden.Around an effective and focused momentum flux transferred to the biomass to be able to are submersible motors with a stirrer preferable. For For maintenance purposes, the submersible mixer can be completely removed from the fermentation tank become.
Dies wird ohne Unterbrechung der Biogasproduktion ermöglicht, wenn der Tauchmotor an einem vertikalen Träger geführt ist, und bevorzugt ein Schachtdom oberhalb des Strömungserzeugungsmittels angeordnet ist, in dem das Rührwerk mit Tauchmotor am Träger anhebbar und absenkbar geführt ist.This is enabled without interruption of biogas production when the submersible motor on a vertical support guided is, and preferably a manhole dome above the flow-generating means is arranged, in which the agitator with submersible motor on the carrier raised and lowered guided is.
Um eine besonders effektive Strömungserzeugung im Strömungskanal zu erzeugen und insbesondere Strömungskurzschlüsse zu vermeiden, ist im Strömungskanalrohr im Bereich des Strömungserzeugungsmittels eine Querschnittsverengung vorgesehen, die eine Öffnung aufweist, die nur geringfügig größer als der Durchmesser des Rührwerks ist.Around a particularly effective flow generation in the flow channel to generate and in particular to avoid flow shorts, is in the flow channel pipe in the area of the flow-generating means a cross-sectional constriction is provided which has an opening which is only slightly larger than the diameter of the agitator is.
Die turbulente und zielgerichtete Strömung des zweiten Strömungserzeugungsmittels kann besonders effektiv eingesetzt werden, wenn das zweite Strömungserzeugungsmittel drehbar um eine im wesentlichen vertikale Achse angeordnet ist.The turbulent and targeted flow of the second flow generating means can be used particularly effectively when the second flow-generating means is arranged rotatably about a substantially vertical axis.
Dadurch, dass das zweite Strömungserzeugungsmittel in der oberen Hälfte der Biomasse im Behälter und nahe aber oberhalb des Einlaufs des Strömungskanals angeordnet ist, wird die laterale Vorwärtsbewegung durch die Strömungsimpulsübertragung und die anschließende Auflösung der Schwimmschicht unterstützt.Thereby, that the second flow generating means in the upper half the biomass in the tank and is arranged close to but above the inlet of the flow channel, becomes the lateral forward movement by the flow impulse transmission and the subsequent one resolution the floating layer supports.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben.following is an embodiment of Invention described in detail with reference to the accompanying drawings.
Darin zeigt:In this shows:
In
Der
Gärbehälter
Der
aus Erdhub und/oder Erdanschüttung gebildete
Behälter
ist aufliegend auf dem Boden
Am
oberen Rand der aus Erdaushub und/oder Erdanschüttung gebildeten Seitenwände
Ferner
ist in
Im
Bereich des Strömungskanals
Nahe
der Einlauföffnung
Nachfolgend
wird die Arbeitsweise im Gärbehälter
Die
im Gärbehälter oder
Fermenter
Wie
in
Am
stromabwärtigen
Ende der Hinströmung X,
also im Bereich vor der Seitenwand
Durch
die kraftvolle Auflösung
der Schwimmschicht S vor der stromabwärtigen Seitenwand
Da
sowohl die Schwimmschichtbildung, der laterale Transport der Schwimmschicht
in Hinströmungsrichtung
X wie auch die Auflösung
der Schwimmschicht kontinuierlich mit der durch das erste Strömungserzeugungsmittel
Die erfindungsgemäße Biogasanlage im vorgenannten Ausführungsbeispiel verbindet einen von den Baukosten her günstigen Gärbehälter mit einem für die Biogasproduktion vorteilhaften Verfahrensablauf. Durch die Ausbildung einer kontinuierlich fortschreitenden Schwimmschicht, die bei der Ausformung des Gärbehälters eine große Oberfläche einnimmt, wird die biologische Verminderung des Schwefelwasserstoffgehalts stetig stark ausgeprägt sein. Externe Entschwefelungsanlagen können somit entfallen. Darüber hinaus können durch die Ausbildung der erfindungsgemäßen Schwimmschicht auch schwierige Materialien, die in bisher bekannten Gärbehältern nicht oder nur in sehr kleinen Anteilen verarbeitet werden können, effektiv vergärt werden. Dazu gehören beispielsweise Grassilage und/oder Festmist. Die sich bei diesen Materialien ausbildende Schwimmschicht wird beherrschbar.The Biogas plant according to the invention in the aforementioned embodiment combines a cheap from the construction costs fermenter with one for biogas production advantageous procedure. By training a continuous progressive floating layer, which in the formation of the fermentation tank a size surface takes the biological reduction of the hydrogen sulfide content be consistently strong. External desulphurisation plants can thus omitted. About that can out by the formation of the floating layer according to the invention also difficult Materials that are not or only in very much in previously known fermentation tanks small proportions can be processed, effectively fermented. To belong for example grass silage and / or solid manure. Which in these Materials forming floating layer is manageable.
- 11
- Gärbehälter, FermenterFermenter, Fermenter
- 1010
- Bodenground
- 101101
- erste Foliefirst foil
- 1111
- Seitenwand, LängserstreckungSide wall, longitudinal extension
- 1212
- Seitenwand, LängserstreckungSide wall, longitudinal extension
- 1313
- Seitenwand, BreitenerstreckungSide wall, width extension
- 1414
- Seitenwand, BreitenerstreckungSide wall, width extension
- 1515
- Abdeckungcover
- 151151
- gasdichte zweite Foliegas-tight second foil
- 152152
- Dachkonstruktion, TragluftdachRoof construction Inflatable Roof
- 1616
- RinnennutRinnennut
- 22
- Strömungskanalflow channel
- 2020
- Rohrpipe
- 2121
- KanalbetonsegmentChannel concrete segment
- 2222
- Einlauföffnunginlet opening
- 2323
- Auslassöffnungoutlet
- 2424
- QuerschnittsverengungCross-sectional narrowing
- 33
- erstes Strömungserzeugungsmittelfirst Flow generation means
- 3131
- Tauchmotorsubmersible
- 3232
- Rührwerkagitator
- 3333
- Trägercarrier
- 44
- zweites Strömungserzeugungsmittelsecond Flow generation means
- 4141
- Tauchmotorsubmersible
- 4242
- Rührwerkagitator
- 4343
- Träger, vertikale AchseCarrier, vertical axis
- BB
- Erdbodenground
- MM
- Biomassebiomass
- SS
- Schwimmschichtscum
- WW
- Wallrampart
- XX
- Hinströmungforward flow
- YY
- Rückströmungbackwash
- ZZ
- Schwenkbereichswivel range
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