DE102016009223A1 - Method for methane fermentation in the plug flow and apparatus for carrying out the method - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom für pumpfähige Biomasse, die zumindest anteilig im laufenden Prozess anfallende keimhaltige Fermentationsreste enthält, unter Nutzung von hydraulisch mischbaren Fermentern mit zwei voneinander getrennten Verbindungsleitungen zwischen den Gasräumen (4, 9) der beiden Fermenterbereiche (2, 8) und der gemeinsamen Rohgasleitung (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (6) mit Trockensubstanzgehalten zwischen 12 und 20%, vorzugsweise von wenigstes 15%, eingesetzt wird, dass die Biomassezuführung mit der Beschickungspumpe (1) im oberen Bereich des Außenfermenters (2) erfolgt, dass die zugeführte Biomasse (6) in die obere Schicht des Gärsubstrates (3) des Außenfermenters (2) eingemischt wird, dass der Abströmdruck des anfallenden Biogases aus dem Gasraum des Innenfermenters (4) auf maximal 1,05 bar begrenzt wird, dass im Pfropfenstrombetrieb der Abströmdruck des im Außenfermenter (2) anfallenden Biogases auf maximal 1,45 bar begrenzt wird, dass die Fermentationsreste (5) bei der Zuführung von frischer Biomasse (6) in den Außenfermenter (2) am Höchstpegel (7) des Innenfermenters (8) ausgetragen werden, dass die Größe des nutzbaren Fermentationsraumes wenigstens in Höhe vom 25-fachen des täglich einzusetzenden Biomassevolumens gewählt wird, dass die Zuführung von frischer Biomasse (6) auf maximal 6 kg organischer Trockenmasse je m3 genutzter Fermentationsraum und Tag begrenzt wird und dass eine Mindestbehandlungszeit der zugeführten Biomasse (6) von wenigstens 15 Tagen erreicht wird.Method for methane fermentation in the plug flow for pumpable biomass containing at least partially in the ongoing process germ-containing fermentation residues, using hydraulically miscible fermenters with two separate connecting lines between the gas chambers (4, 9) of the two fermenter areas (2, 8) and the common Raw gas line (15), characterized in that the biomass (6) with dry matter contents of between 12 and 20%, preferably of at least 15%, is used such that the biomass feed takes place with the feed pump (1) in the upper region of the outer fermenter (2), that the supplied biomass (6) is mixed into the upper layer of the fermentation substrate (3) of the outer fermenter (2) that the outflow pressure of the resulting biogas from the gas space of the inner fermenter (4) is limited to a maximum of 1.05 bar, that in the plug flow operation the outflow pressure of the biogas produced in the external fermenter (2) to a maximum of 1.45 bar is limited, that the fermentation residues (5) in the supply of fresh biomass (6) in the outer fermenter (2) at the maximum level (7) of the inner fermenter (8) are discharged, that the size of the usable fermentation space at least in the amount of 25-fold of the biomass volume to be used daily, the supply of fresh biomass (6) to a maximum of 6 kg of dry organic matter per m3 of fermentation space and day used is limited and a minimum treatment time of the supplied biomass (6) of at least 15 days is achieved.

Description

Anwendungsgebiet:Field of use:

Die Erfindung betrifft ein Verfahen zur Methanfermentation im Pfropfenstrom und eine Vorrichtungzur Durchführung des Verfahrens. Eine derartige technische Lösung wird für die biotechnologische Energiegewinnung und für die stoffliche und energetische Verwertung biogener Roh- und Abfallstoffe benötigt.The invention relates to a method for methane fermentation in the plug flow and an apparatus for carrying out the method. Such a technical solution is needed for biotechnological energy production and for the material and energy recovery of biogenic raw materials and waste.

Stand der Technik:State of the art:

Die Energiegewinnung mittels biotechnologischer Verfahren nimmt eine hervorragende Stellung im System der Nutzung erneuerbarer Quellen für die Gewinnung von Gebrauchsenergien ein. Derartige technische Lösungen sind der unmittelbaren Solarenergienutzung, der Windenergienutzung, der Wasserkraftnutzung und geothermischen Energienutzungen vor allem deshalb überlegen, weil sie ausnahmslos alle nachfolgend genannten Anforderungen erfüllen können:

• – Sicherung der Grundlastfähigkeit;
• – Nutzbarkeit von Energiespeichern;
• – Flexibilität der Energiebereitstellung;
• – Praktisch beliebige dezentrale Einsatzfähigkeit;
• – höchstes spezifisches Klimaschadstoff-Minderungspotential;
• – geringster Eingriff in den Naturhaushalt;
• – minimierte spezifische Kosten für die Energiebereitstellung;
• – Vermeidung von belastenden Produktionsresten;
• – Nutzbarkeit von Synergien in Verbindung mit der umweltgerechten Reststoff-Verwertung;
• – Nutzbarkeit von Synergien in Verbindung mit der Gewinnung von organischen Düngemitteln;

Energy production by means of biotechnological processes occupies an excellent position in the system of using renewable sources for the generation of utility energies. Such technical solutions are superior to the direct use of solar energy, the use of wind energy, the use of hydroelectric power and geothermal energy uses, above all because they can fulfill all the following requirements without exception:

• - securing the base load capacity;
• - usability of energy storage;
• - flexibility of energy supply;
• - Virtually any decentralized operational capability;
• - highest specific climate pollutant reduction potential;
• - minimal interference with the natural environment;
• - minimized specific costs for the provision of energy;
• - avoidance of burdensome production residues;
• - usability of synergies in connection with the environmentally sound recycling of waste materials;
• - the usefulness of synergies associated with the production of organic fertilizers;

Zur Erhöhung der wirtschaftliche und energetischen Effizienz sind bereits viele technische Lösungen zur Erweiterung der Palette verfügbarer Verfahren und Anordungen einerseits und zur Weiterentwicklung bereits bekannter Verfahrenstechniken vorgeschlagen worden. Solche technischen Lösungen können nach den Kategorien Trockenfermentation und Nassfermentation unterschieden werden. Im Bereich der bisher die höchste Verbreitung gefundenen Nassfermentation unterscheidet man die Nassfermentation mittels volldurchmischter Behälter im Durchlauf- oder Batchverfahren.To increase the economic and energy efficiency many technical solutions have already been proposed to expand the range of available methods and arrangements on the one hand and to further develop already known process techniques. Such technical solutions can be distinguished according to the categories dry fermentation and wet fermentation. In the field of wet fermentation, which has so far been the most widely used, a distinction is made between wet fermentation by means of fully mixed containers in a continuous or batch process.

Daneben werden auch im Durchlaufverfahren genutzte teildurchmischte Fementationsbehäter angewendet. Eine besondere Rolle spielt in diesem Zusammenhang die Methanfermentation im Pfropfenstrom. Hierbei können besonders effizient berechenbare Mindestbehandlungszeiten der eingesetzten Substrate gewährleistet werden, die sowohl für die weitgehende Umsetzung der verfügbaren organischen Inhaltsstoffe zu Biogas als auch zur wirksamen Vollstromhygienisierung der anfallenden Fermentationsrückstände von Bedeutung sind. Für die Verbesserung der letztgenannten technischen Lösungen sind bereits mehrere interessante Vorschlage bekannt gemacht worden.In addition, partially mixed fementation containers used in the continuous process are also used. In this context, the methane fermentation in the plug flow plays a special role. In this case, it is possible to ensure particularly efficient calculable minimum treatment times of the substrates used, which are important both for the extensive conversion of the available organic ingredients to biogas and for the effective full-stream sanitation of the resulting fermentation residues. Several interesting proposals have already been made for the improvement of the latter technical solutions.

Die EP 0113719 B1 (1982) beschreibt bereits eine Vorrichtung zur Biogasgewinnung in Form einer unbewegten Reaktortrommel mit eingebautem Längsrührwerk, mit der die biotechnologische Substratbehandlung im Pfropfenstrom erreicht werden kann. Für eine ausreichende Mindest-Behandlungszeit müssen derartige Konstruktionen entweder über größere Längsmaße verfügen und/oder bevorzugt für Substrate mit Schüttguteigenschaften genutzt werden.The EP 0113719 B1 (1982) already describes a device for biogas production in the form of a stationary reactor drum with built-in longitudinal agitator, with the biotechnological substrate treatment can be achieved in the plug flow. For a sufficient minimum treatment time, such constructions must either have larger longitudinal dimensions and / or preferably be used for substrates with bulk material properties.

Mit der DE 10 306 988 A1 (2003) werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Vergärung von Biomasse bekannt gemacht. Dabei wird ein Pfropfenstrom durch einen rohrförmigen und drehbaren Fermenter transportiert. Im Falle des Einsatzes von Biomasse mit Schüttguteigenschaften kann damit eine definierte Mindestbehandlungszeit erreicht werden.With the DE 10 306 988 A1 (2003) a method and a device for the continuous fermentation of biomass are made known. In this case, a plug flow is transported through a tubular and rotatable fermenter. In the case of the use of biomass with bulk material properties so that a defined minimum treatment time can be achieved.

Die DE 10 2005 057 978 A1 (2005) beschreibt ein Verfahren zur Trockenfermantation von Biomasse mittels eines gasdicht ausgeführten langgestreckten Kanals mit quer zur Längsachse angeordneten Rührwellen, deren Rührflügel sich mit den Rührflügeln der benachbarten Rührwellen überlappen. Damit soll in erster Linie der Austrag anfallender Sedimente und das Vermeiden einer fraktionierten Entmischung der Biomasse bewirkt werden. Diese Technik ist im Falle der Verfügbarkeit von Biomasse mit Schüttguteigenschaften für das Gewährleisten von wählbare Mindestbehandlungszeiten geeignet. Bei Einsatz von flüssiger Biomasse ist dieser Vorzug nicht mehr nutzbar. In jedem Fall macht der Einsatz der erforderlichen Mechanismen eine solche technische Problemlösung störungsanfällig.The DE 10 2005 057 978 A1 (2005) describes a process for the dry fermentation of biomass by means of a gas-tight elongated duct with stirring shafts arranged transversely to the longitudinal axis, whose stirring vanes overlap with the stirring vanes of the adjacent stirring shafts. This is intended primarily to effect the discharge of accumulating sediments and the avoidance of fractional demixing of the biomass. This technique is suitable for ensuring minimum selectable treatment times in case biomass with bulk properties is available. When using liquid biomass this advantage is no longer usable. In any case, the use of the necessary mechanisms makes such technical problem-solving prone to failure.

Mit der DE 10 2005 057 979 A1 (2005) wird eine Weiterentwicklung des Fermentationskanals für die Trockenfermentation dadurch angestrebt, dass zusätzliche Zuführungsmöglichkeiten von trockensubstanzreichen Einsatzstoffen und/oder Zusatzstoffen entlang der Längserstreckung des Fermentationskanals vorgesehen werden.With the DE 10 2005 057 979 A1 (2005) a further development of the fermentation channel for the dry fermentation is sought by the fact that additional feeding possibilities of dry substance-rich starting materials and / or additives along the longitudinal extension of the fermentation channel are provided.

In der WO 2007/087794 A1 (2006) wird ein Bioreaktor bechrieben, der mit einer Einführkammer und einem Rücklaufkanal in Verbindung steht. Damit ist eine wenigstens teilweise Entnahme der organischen Stoffe aus dem Fermenter möglich, wobei durch die Zwischenkammer und durch den Rücklaufkanal ein Abschnitt mit einer nur in einer Richtung nutzbaren Strömungsbahn als Pfropfenstrom ausgebildet wird.In the WO 2007/087794 A1 (2006) a bioreactor is described which communicates with an introduction chamber and a return channel. In order for an at least partial removal of the organic matter from the fermenter is possible, through the intermediate chamber and through the return passage, a section with one only in one direction usable flow path is formed as a plug flow.

Die DE 20 2008 008 611 U1 (2006) beschreibt eine Schwenkvorrichtung in einem konisch zum Ausgang hin vergrößerten Trockenfermenter als Pfropfenstromfermenter, mit der der Substrattransport in verbesserter Weise gewährleistet werden soll.The DE 20 2008 008 611 U1 (2006) describes a pivoting device in a conical enlarged to the exit dry fermenter as Pfropfenstromfermenter, with which the substrate transport is to be ensured in an improved manner.

Die DE 10 2007 049 479 B4 (2007) offenbart ein Verfahren zur kontinuierlichen anaeroben Behandlung von Biomasse in Form eines schwimmenden Pfropfenstromes, wobei die vom Eintrag zum Fermenterausgang schwimmende Biomasse mit dem die Schwimmdecke tragenden Inokulum befeuchtet wird. Voraussetzung für diese Behandlungsform ist der Einsatz von strukturreicher Biomasse, die eine Schwimmschicht ausbilden kann. Wegen der erforderlichen Benetzung durch Anteile der tragenden mikrokulturhaltigen Flüssigfraktion ist diese technische Lösung für das Gewährleisten von Minedestbehandlungszeiten nicht geeignet.The DE 10 2007 049 479 B4 (2007) discloses a process for the continuous anaerobic treatment of biomass in the form of a floating plug flow, wherein the biomass floating from the entry to the fermenter outlet is moistened with the inoculum carrying the floating cover. The prerequisite for this form of treatment is the use of structurally rich biomass that can form a floating layer. Because of the required wetting by proportions of the load-bearing microculture liquid fraction, this technical solution is not suitable for ensuring mini test treatment times.

Mit der DE 10 2010 025 726 A1 (2010) wird der Fermenter für eine Anlage zur Methanfermentation beschrieben, der wenigstens zwei koaxial angeordnete Innenbehälter enthält, wobei durch Pumpen zwischen den Innenbehältern spiralfömige Ringströmungen erzeugt werden. Damit kann in begrenztem Umfang eine Pfropfenstromwirkung für pumpfähige Biomasse genutzt werden.With the DE 10 2010 025 726 A1 (2010) the fermenter for a plant for methane fermentation is described, which contains at least two coaxially arranged inner container, wherein spiralfömige ring flows are generated by pumping between the inner containers. This can be used to a limited extent a plug flow effect for pumpable biomass.

Die DE 10 2012 015 908 A1 (2012) offenbart einen Drehrohr-Pfropfenstromreaktor, der eine hydrolysierende Eintragsschleuse, Rückbeimpfungswendel im Apparateinneren sowie zusätzlich Zugabemöglichkeiten von Substraten enthält.The DE 10 2012 015 908 A1 (2012) discloses a rotary tube plug flow reactor containing a hydrolyzing slug, backwash coil inside the apparatus, as well as additional substrate addition possibilities.

Die bekannten technischen Lösungen sind ausnahmslos dadurch gekennzeichnet, dass sie nur für Biomasse mit Schüttguteigenschaften geeignet sind und/oder in erheblichem Maße den Einsatz verschleißender und energieintensiver Rühr- oder Pumpmechanismen erfordern. Insbesondere für pumpfähige Biomasse steht bislang keine technische Losung zur Verfügung, mit deren Hilfe eine anaerobe Behandlung von biogenen Einsatzstoffen im kontinuierlich oder quasi-kontinuierlich betriebenen Pfropfenstrom mit definierten Mindestbehandlungszeiten möglich ist.The known technical solutions are invariably characterized in that they are suitable only for biomass with bulk material properties and / or to a considerable extent require the use of abrasive and energy-intensive stirring or pumping mechanisms. In particular, for pumpable biomass is so far no technical solution available, with the help of an anaerobic treatment of biogenic feeds in continuously or quasi-continuously operated plug flow with defined minimum treatment times is possible.

Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technische Lösung für die Methanfermentation im Pfropfenstrom bereitzustellen, mit der die Mangel des bekannten Standes der Technik überwunden werden. Die Behandlung von Biomasse mit Schüttguteigenschaften soll vor allem deshalb ausgeschlossen werden, um den Eintrag von für die anaeroben Mikrokulturen toxisch wirkendem Sauerstoff in das anaerobe System sicher zu vermeiden. Insbesondere soll die zu entwickelnde Probemlösung für die anaerobe Behandlung von pumpfähiger Biomasse im Pfropfenstrom geeignet sein und dabei wählbare Mindestbehandlungszeiten der eingesetzten Biomasse gewährleisten können. Damit sollen nicht nur erhöhte spezifische Biogasausbeuten, sondern auch nutzbare Hygienisierungseffekte erzielt werden können.The invention has for its object to provide a technical solution for methane fermentation in the plug flow, with the deficiency of the prior art are overcome. The treatment of biomass with bulk material properties should therefore be excluded, in order to reliably avoid the entry of oxygen which is toxic to the anaerobic microcultures into the anaerobic system. In particular, the test solution to be developed should be suitable for the anaerobic treatment of pumpable biomass in the plug flow and at the same time ensure selectable minimum treatment times of the biomass used. This should not only increased specific biogas yields, but also usable sanitation effects can be achieved.

Beschreibung der Erfindung:Description of the invention:

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen technischen Lösung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Danach ist das Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom für pumpfähige Biomasse durch die Nutzung von hydraulisch mischbaren Fermentern gekennzeichnet. Die eingesetzte Biomasse wird dabei unter anteiligem Einsatz von Fementationsresten aus dem laufenden Fementationsprozess, vorzugsweis in Form von Biofiltraten aus der Fest-Flüssig-Phasentrennung der Fermentationsreste, hergestellt. Die eingesetzte Biomasse enthält dadurch bereits Gehalte an jenen spezialisierten Keimen, die auf dem Weg durch den Pfropfenstrombereich jeweils die von ihnen bevorzugten Lebensbedingungen vorfinden, ohne mit besonderen technischen Mitteln rückbeimpft werden zu müssen.The object is solved by the features of claims 1 and 6. Advantageous embodiments of the technical solution according to the invention are described in the subclaims. Thereafter, the method for methane fermentation in the plug flow for pumpable biomass is characterized by the use of hydraulically miscible fermenters. The biomass used is produced with proportionate use of Fementationsresten from the ongoing Fementationsprozess, preferably in the form of biofilms from the solid-liquid phase separation of the fermentation residues. The biomass used thereby already contains contents of those specialized germs that find their preferred living conditions on their way through the plug flow area without having to be inoculated with special technical means.

Zwischen den beiden Gasräumen derartiger Fermenterkonstruktionen und der gemeinsamen Rohgasleitung sind zwei voneinander getrennte Verbindungsleitungen verfügbar. Hydraulisch mischbare Methanfermentersysteme werden bisher ausschließlich als regelmäßig gemischte Apparate eingesetzt, wobei durch die realisierbaren extrem große hydraulischen Mischleistungen auch Gärsubstrate mit hoher Thixotropie und Trockensubstanzgehalten von bis zu 20% umgewälzt werden können.Between the two gas chambers of such fermenter constructions and the common raw gas line, two separate connection lines are available. Hydraulically miscible methane fermenter systems have hitherto been used exclusively as regularly mixed apparatuses, it also being possible to circulate fermentation substrates with high thixotropy and dry substance contents of up to 20% through the realizable extremely large hydraulic mixing capacities.

Es wurde nun überraschend gefunden, dass solche hydraulisch mischbaren Fermentersysteme auch für den Pfropfenstrombetrieb nutzbar gemacht werden können. Der erzielbare Vorteil einer solchen Betriebsweise besteht einerseits darin, dass sich auf dem Behandlungsweg praktisch ungestört Mikrokulturen über Selektions- und Adaptionsprozesse ausbilden, die sich in besonderer Weise dem sich im Fermentationsprozess ändernden Gärsubstrat anpassen können. Andererseits resultiert aus dem Pfropfenstrombetrieb die im Vergleich mit im Durchfluss betriebenen Rührapparaten einzigartige Situation, wonach sich die mittlere Behandlungszeit nur unwesentlich von der Mindestbehandlungszeit unterscheidet. Damit kann der Hauptmangel der verbreitet angewendeten volldurchmischten und kontiniuierlich betriebenen Duchflussfermenter überwunden werden. Dieser Mangel besteht in erster Linie darin, dass die Mindestbehandlungszeit der zugeführten Gärsubstrate in solchen Apparaten überwiegend lediglich dem zeitlichen Abstand zweier aufeinander folgenden Beschickungsvorgänge entspricht. Dagegen kann die maximale Behandlungszeit einzelner Teile der zugeführten Biomasse angenähert mit der zweifachen mittleren Aufenthaltszeit im jeweiligen Behandlungsapparat beziffert werden. Bei allgemein mit etwa 3 kg zugeführter organischer Trockenmasse je m³ nutzbaren Gärraumes und Tag ergibt sich beispielsweise für eine tägliche Einsatzstoffmenge von 100 m³ angemaischter Biomasse mit 12% Trockensubstanzgehalt und 95% organischer Anteile in der Trockenmasse die übliche Dimension des bereitgestellten gerührten Duchflussfermenters zu (100 m³/d·120 kg TS/m³·0,95 kg oTS/kg TS)/2,8 kg oTS/m³·d =
= 4.071 m³ nutzbares Fermentervolumen. Die mittlere Verweilzeit der zugeführten Biomasse ergibt sich in diesem Fall zu 4.071 m³/100 m³/d = 41 Tage.It has now surprisingly been found that such hydraulically miscible fermenter systems can also be utilized for plug flow operation. The achievable advantage of such an operation is, on the one hand, that microcultures develop via selection and adaptation processes virtually undisturbed on the treatment path, which can adapt in a special way to the fermentation substrate changing in the fermentation process. On the other hand, the plug flow operation results in a unique situation compared to agitators operated in the flow, according to which the average treatment time differs only insignificantly from the minimum treatment time. Thus, the main deficiency of the widely used fully mixed and continuously operated Duchflussfermenter can be overcome. This defect exists in the first place in that the minimum treatment time of the supplied fermentation substrates in such apparatuses predominantly corresponds only to the time interval between two successive feed operations. In contrast, the maximum treatment time of individual parts of the supplied biomass can be estimated approximately twice the average residence time in the respective treatment apparatus. For example, for a daily input quantity of 100 m ^{3 of} mashed biomass with 12% dry matter content and 95% organic content in the dry mass, the customary dimension of the provided stirred flow fermenter is obtained for generally used organic dry matter of approximately 3 kg per m ³ usable fermentation space and day ( 100 m ³ / d x 120 kg DM / m ³ x 0.95 kg oTS / kg DM) / 2.8 kg oTS / m ³ x d =
= 4,071 m ³ usable fermenter volume. The mean residence time of the supplied biomass obtained in this case to 4,071 m ^3/100 m ³ / d = 41 days ago.

Während die Mindestbehandlungszeit im Allgemeinen nicht über einen Kalentertag hinausgeht, ergibt sich maximale Verweilzeit annähernd zu 2·41 Tage = 82 Tage. While the minimum treatment time generally does not exceed one calendar day, the maximum residence time is close to 2 · 41 days = 82 days.

Für übliche biogene Substrate zur Biogasgewinnung ist bekannt, dass der überwiegende Teil der Kohlenstoffumwandlung zu Biogas nach etwa 20 Tagen abgeschlossen ist. Das vor dieser Behandlungszeit aus dem jeweiligen Anaerob-System ausgetragene Gärsubstrat ist für die Umsetzung zu Biogas nur unvollständig genutzt worden, während das über diese Zeit hinaus behandelte Substrat kaum wirtschaftlich verwertbare Beitrage zur Biogasgewinnung liefern kann. Eine bisher kaum genutzte Möglichkeit der Überwimdung dieses Dilemmas besteht im diskontinuierlichen batchweisen Betrieb der eingesetzten Rührapparate, der allerdings mit Kapazitätsminderungen wegen des zeitweilig nicht genutzten Femnentationsraumes verbunden ist.For common biogenic substrates for biogas production is known that the majority of the carbon conversion to biogas is completed after about 20 days. The fermentation substrate discharged from the respective anaerobic system before this treatment time has only been used incompletely for the conversion to biogas, while the substrate treated beyond this time period can hardly provide economically useful contributions to biogas production. A hitherto hardly used possibility of overcoming this dilemma consists in the discontinuous batchwise operation of the stirring apparatus used, which, however, is associated with capacity reductions because of the temporarily unused Femnentationsraumes.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird nun eine technische Lösung verfügbar, mit der sich im kontinuierlichen Pfropfenstrombetrieb Mindestbehandlungszeiten realisieren lassen, die sich nicht wesentlich von den Behandlungszeiten im Batchbetrieb unterscheiden, nun jedoch mit dem Vorzug, brachliegende Behandlungskapazitäten nicht mehr in Kauf nehmen zu müssen. Vorteilhafterweise werden die im vollständigen Batchbetrieb verloren gehenden aktiven Mikrokulturen im Pfropfenstrom vollständig erhalten, wobei sich auf dem Behandlungsweg unübersehbar an die veränderte Qualität des Gärsubstrates zunehmend besser angepasste Spezies herausbilden. Die verfahrenstechnische Lösung sieht vor, die Biomasse mit Trockensubstanzgehalten zwischen 12 und 20%, vorzugsweise mit wenigstens 15% Trockensubstanzgehalt, einzusetzen. Derartiges Gärsubstrat weist eine deutlich eingeschränkte Entmischungsneigung auf, was zu minimierten Schwimmschicht- und Sinkschichtausbildungen führt. Im Pfropfentrombetriebsfall wird der hydraulisch mischbare Methanfermenter mit Hilfe der Beschickungspumpe im oberen Bereich des Außenfermenters mit fluider Biomasse beschickt. Anschließend wird die zugeführte Charge durch ein zeitweilig betriebenes Rührwerk in die obere Gärsubstratschicht des Außenfermenters mit etwa kreisringförmiger Grundfläche eingemischt. Vorzugsweise wird der Fermenter so betrieben, dass dauernd im Außenfermenter ein absoluter Gasdruck oberhalb des Gärsubstrates in Höhe von etwa 1,45 bar aufrechterhalten wird. Dagegen wird der Abströmdruck des oberhalb des Gärsubstrates im Innenfermenter auf einem Niveau von absolut 1,05 bar begrenzt. Damit steht ständig eine Flüssigkeitssäule im Innenfermenter zur Verfügung, die um etwa 4 m den Füllstand des mit dem Innenfermenter kommunizierend verbundenen Außenfermenters überragt.With the solution according to the invention, a technical solution is now available with which minimum treatment times can be realized in continuous plug flow operation, which do not differ significantly from the treatment times in batch mode, but now with the advantage that it is no longer necessary to accept idle treatment capacities. Advantageously, the active microcultures lost in the complete batch mode are completely retained in the plug flow, whereby increasingly better adapted species develop on the treatment path to the changed quality of the fermentation substrate. The procedural solution provides to use the biomass with dry matter contents between 12 and 20%, preferably with at least 15% dry matter content. Such a fermentation substrate has a clearly limited segregation tendency, which leads to minimized floating layer and sink layer formations. In Pfropfentrombetriebsfall the hydraulically miscible methane fermenter is fed with the feed pump in the upper part of the outer fermenter with fluid biomass. Subsequently, the supplied batch is mixed by a temporarily operated agitator in the upper fermentation substrate layer of the outer fermenter with approximately circular base area. Preferably, the fermenter is operated so that an absolute gas pressure above the fermentation substrate in the amount of about 1.45 bar is maintained permanently in the outer fermenter. By contrast, the outflow pressure of above the fermentation substrate in the internal fermenter is limited to a level of absolutely 1.05 bar. This is constantly a liquid column in the internal fermenter available, which projects beyond about 4 m, the level of communicating with the internal fermenter outer fermenter.

In Abhängigkeit vom Durchmesser des Innenfermenters ist auf diese Weise dauernd eine Energiemenge abrufbar, mit deren Hilfe beispielsweise eine auftretende Sinkschicht fluidisiert und zum Sinkschichtablauf im Tiefsten des Außenfermenters transportiert werden kann. Beim normalen Verfahrensablauf werden während der Zuführung von frischer Biomasse zum Pfropfenstrom-Fermenter Fermentationsreste am Höchstpegel des Innenfermenters ausgetragen. Die ausgetragene Menge an Fermentationsresten entspricht dabei der Menge der jeweils zugeführten Biomasse-Charge, vermindert um die zwischen den Beschickungsvorgängen aus dem Methanfermenter ausgetragene Biogasmenge. Im Interesse einer wirtschaftlichen Fermenterdimension wird das Nutzvolumen des Fermenters wenigstens in Höhe des 25-fachen des täglich einzusetzenden Biomassevolumens gewählt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die täglich dem Pfropfenstromfermenter zuzuführende Menge frischer Biomasse auf maximal 6 kg organische Trockenmasse je m³ nutzbarer Fermentationsraum und Tag zu begrenzen. Unter den genannten Bedingungen wird eine Mindestbehandlungszeit der zugeführten Biomasse in Höhe von wenigstens 15 Tagen sichergestellt. Es wurde ermittelt, dass im Falle der durchgängig gewährleisteten Fermentationstemperatur nin Höhe von wenigstens 39°C auch die bei der Hygieneprüfung eingesetzten robusten Prüfkeime beim Durchlaufen des gesamten Fermentatinsprozesses innerhalb von längstens 14 Tagen wirksam geschädigt werden, weshalb die anaerobe Behandlung von durch Schadkeime infizierter Biomasse mittels dieser Pfopfenstrom-Fermentation praktisch eine Vollstromhygienisierung durchlaufen.Depending on the diameter of the Innenfermenters an amount of energy is continuously available in this way, by means of which, for example, a sinking layer occurring can be fluidized and transported to Sinkschichtablauf in the deepest of the outer fermenter. In the normal procedure fermentation residues are discharged at the maximum level of the internal fermenter during the supply of fresh biomass to the plug-flow fermenter. The discharged amount of fermentation residues corresponds to the amount of each supplied biomass batch, reduced by the discharged between the feed processes from the methane fermenter biogas. In the interest of an economic fermenter dimension, the useful volume of the fermenter is selected at least 25 times the biomass volume to be used daily. It has proved to be advantageous to limit the daily amount of fresh biomass to be supplied to the plug-flow fermenter to a maximum of 6 kg of organic dry matter per m ^{3 of} usable fermentation space and day. Under the conditions mentioned, a minimum treatment time of the supplied biomass of at least 15 days is ensured. It has been determined that in the case of the consistently ensured fermentation temperature of at least 39 ° C, the robust test germs used in the hygiene test are effectively damaged when passing through the entire fermentation process within a maximum of 14 days, for which reason the anaerobic treatment of biomass infected by harmful germs this Pfopfenstrom fermentation practically undergo a full flow sanitation.

Substratbehandlungen im Pfropfenstrom setzen voraus, dass im Wesentlichen Substratverlagerungen in Form von anderen Transportgeschwindigkeiten als der mittleren Strämunggeschwindigkeit es Subtrates über den Behandlungsweg ausgeschlossen werden können. Die durch die bewirkte Gasentbindung erfolgenden Mikroumwälzungen reichen erfahrungsgemäß aus, um die Nährstoffversorgung der Mikrokultur ohne zusätzliche energieaufwendige Materialumwälzungen zu gewährleisten. Ein beachtliches Problem bilden bei Einsatz von faserreicher Biomasse Schwimmschichten, die zur Behiunderung der Gasentbindung führen können. Die bevorzugte Bauart von hydraulisch gemischten Methanfermentern ist durch Füllstandshöhen von wenigstens 15 m gekannzeichnet, während der überwiegende Teil der im Einsatz befimndlichen volldurchschmichten Rührfermenter Füllstandshöhe von maximal 6 m aufweisen. Bei ähnlichen Gasentbindungsraten ist die Gasentbindung an der Biomasseoberfläche bekanntlich nahezu direkt proportional zur jeweilgen Füllstandshöhe.Substrate treatments in the plug flow require essentially substrate displacements in the form of others Transport rates can be excluded as the mean rapid rate of subtrate across the treatment route. Experience has shown that the micro-recirculation caused by the induced gas release is sufficient to ensure the nutrient supply of the microculture without additional energy-consuming material recirculation. A considerable problem with the use of fiber-rich biomass is the formation of floating layers, which may impair gas release. The preferred type of hydraulically mixed methane fermenters is characterized by filling levels of at least 15 m, while the majority of the fertile full-mixing agitator fermenters used in the filling level have a maximum height of 6 m. At similar gas release rates, the gas release at the biomass surface is known to be almost directly proportional to the respective fill level.

Deshalb müssen im laufenden Propfenstrombetrieb von hydraulisch gemischten Methanfermentern infolge der mehrfach höheren Gasbelastung der Biomasseoberfläche Schwimmschchtbildungen nicht befürchtet werden. In einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es für den Störungsfall vorgesehen, den absoluten Abströmdruck des anfallenden Biogases aus dem Gasraum des Außenfermenters kurzzeitig bis auf maximal 1,49 bar zu erhöhen. Damit werden die Gasüberströmkanäle zwischen den beiden Fermenterbereichen aktiviert, wodurch das im Außenfermenter anfallende Gas zusätzlich in den Innenfermenter eingeleitet wird uns dort zur sicheren Fluidisierung eventuell auftretender Schwimmschichten am Ablauf der Fermentationsreste aus dem Innenfermenter beiträgt. Anchließend wird der Abströmdruck für im Außenfermenter anfallende Gas wieder auf den Normaldruck reduziert, wodurch die Gasüberströmkanäle wieder verschlossen werden. Alternativ zu dieser Ausführungsvariante sieht eine andere Modifikation des Verfahrens vor, zur Vermeidung störender Schwimmschichten im Innenfermenter eine Fluidisierungshilfe in Form eines in einer Tauchhülse für den problemlosen Gerätewechsel angeordneten Tauchrührwerkes einzusetzen.Therefore, in the current plug flow operation of hydraulically mixed methane fermenters due to the multiple higher gas load of the biomass surface Schwimmschchtbildungen not be feared. In a preferred embodiment of the method according to the invention, it is provided for the case of failure, the absolute Abströmdruck the resulting biogas from the gas space of the outer fermenter briefly up to a maximum of 1.49 bar to increase. Thus, the Gasüberströmkanäle between the two fermenter sections are activated, whereby the resulting gas in the outer fermenter is additionally introduced into the Innenfermenter us there for safe fluidization possibly occurring floating layers at the outlet of the fermentation residues from the Innenfermenter contributes. After that, the discharge pressure for gas produced in the external fermenter is reduced again to the normal pressure, whereby the gas transfer channels are closed again. As an alternative to this embodiment variant, another modification of the method provides for the use of a fluidization aid in the form of a submersible agitator arranged in an immersion sleeve for problem-free device replacement in order to avoid disturbing floating layers in the internal fermenter.

Auch im Falle der Nutzung des Pfropfentromfermenters für Biomasse mit wenigstens 15% Trockensubstanzgehalt lässt ich das Entstehen von störenden Sinkschichten nicht vollständig ausschließen. Hierfür sind am Außenfermenter in Bodennahe ein oder mehrere Rohrtutzen in der Außenwand des Außenfermenters angeordnet. Unter Nutzung des in diesem Niveau vorherrschenden Mediendrucken als Summe von hydrostatischem und auflastendem Gasruck kann über diese Rohrtutzen sedimentreiches Gärsubstrat aus dem Propfenstromfermenter abgeführt werden. Gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Gasverbindungsleitung zwischen den Gasräumen der beiden Fermenterbereiche kurzzeitig geöffnet, wodurch es zum Ausgleich des Gasdruckes über den Gärsubstratsäulen in den beiden Fermenterbereichen und infolgedessen zu deren Niveausgleich kommt. Die in Verbindung mit dem Medienaustritt aus dem Innenferenter in den Außenfermenter entstehende kreisförmige Grundströmung im Außenfermenter wird in einem solchen Fall auch Fluidisierung des Gärsubstrates in der bodennahen Schicht und zum Transport sedimentreichen Materials zu den verfügbaren Austragsstutzen genutzt. In einer weiteren Ausführungsvariante ist das erfindingsgemße Verfahren auch dadurch gekennzeichnet, dass die Gasräume der beiden Fermenterbereiche nicht nur jeweils gesondert über Druckminderungsventile mit der Rohgasleitung in Verbindung stehen.Even in the case of using the graft centrifuge fermenter for biomass with at least 15% dry matter content, I can not completely exclude the emergence of troublesome sinking layers. For this purpose, one or more pipe branches are arranged in the outer wall of the outer fermenter on the outer fermenter near the ground. By using the media pressures prevailing in this level as the sum of the hydrostatic and the supercharging gas pressure, sediment-rich fermentation substrate can be removed from the plug flow fermenter via this pipe socket. According to an advantageous variant of the method, the gas connection line between the gas chambers of the two fermenter sections is opened for a short time, whereby it comes to equalize the gas pressure over the fermentation substrate columns in the two fermenter areas and consequently to their level. In such a case, the fluidizing of the fermentation substrate in the ground-level layer and the transport of sediment-rich material to the available discharge nozzles is also used in connection with the media outlet from the inner fermenter into the outer fermenter in the outer fermenter. In a further embodiment variant, the process according to the invention is also characterized in that the gas spaces of the two fermenter areas are not only in each case separately connected via pressure reducing valves to the crude gas line.

Für beide Gasräume werden darüber hinaus zusätzliche Überdruckventile eingesetzt, mit deren Hilfe die Überlastung dieser Gasräume auf einen absoluten Druck von mehr als 1,5 bar vermieden wird.In addition, additional pressure relief valves are used for both gas chambers, with the help of which the overloading of these gas chambers to an absolute pressure of more than 1.5 bar is avoided.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemßen Verfahrens ist ein mit Beheizungseinrichtungen ausgestatteter und thermich isolierter gasdichter Fermentationsapparat, der für absolute Gasdrücke oberhalb des Gärubstrates von maximal 1,5 bar ausgelegt ist. Erfindungsgemäß ist dieser Fermentationsapparat ein hydraulisch mischbarer Fermenter, der aus einem Innenfermenter und einem den Innenfermenter umgebenden Außenfermenter besteht. Die Gasräume über dem Gärsubstrat ind en beiden Fermenterbereichen stehen mittels getrennter Gasleitungen mit der gemeinsamen Rohgasleitung in Verbindung. In diesen Gasleitungen sind Druckregeleinrichtungen für die abströmenden Gase angeordnet. Der Rohrstutzen für die Biomassezuführung ist im oberen Bereich des Außenfermenters angeordnet, während der Ablauf der erzeugten Fermentatinsrückstände im oberen Bereich des Innenfermenters angeordnet ist. Im Tiefsten sind die beiden Fermenterbereiche nach dem Prinzig der kommunizierenden Röhren miteinander verbunden. Zwischen dem Gasraum des Außenfermenters und dem Innenfermenter ist zumindest ein Gasüberströmkanal angeordnet, der ist zu 4,9 m unterhalb des Höchstpegels für das Gärsubstrat im Innenfermenter reicht. Zwischen den Gasräumen der beiden Fermenterbereiche ist außerdem eine verschließbare Gasdruckausgleichsleitung angeordnet. Außerdem sind die Gasräume der beiden Fermenterbereiche mit selbstschließenden Überdruckventilen ausgesttattet, die bei einem Gasüberdruck von 0,49 bar ansprechen. Im Außenfermenter ist zumindest ein Rührwerk angeordnet, mit dessen Hilfe im oberen Bereich des Außenfermenters eine horizontale Ringströmung erzeugt werden kann.The apparatus for carrying out the method according to the invention is a gas-tight fermenter equipped with heating devices and thermally insulated, which is designed for absolute gas pressures above the fermentation substrate of a maximum of 1.5 bar. According to the invention, this fermentation apparatus is a hydraulically miscible fermenter, which consists of an internal fermenter and an external fermenter surrounding the internal fermenter. The gas spaces above the fermentation substrate in both fermenter areas communicate with the common raw gas line by means of separate gas lines. In these gas lines pressure regulating devices for the outflowing gases are arranged. The pipe socket for the biomass feed is arranged in the upper area of the outer fermenter, while the outlet of the produced fermentatin residues is arranged in the upper area of the inner fermenter. At its deepest, the two fermenter areas are connected to each other according to the Prinzig of communicating tubes. Between the gas space of the outer fermenter and the inner fermenter, at least one gas overflow channel is arranged, which is 4.9 m below the maximum level for the fermentation substrate in the inner fermenter. Between the gas spaces of the two fermenter areas a closable gas pressure equalization line is also arranged. In addition, the gas chambers of the two fermenter sections are equipped with self-closing pressure relief valves, which respond at a gas overpressure of 0.49 bar. In the outer fermenter at least one agitator is arranged, with the help of which a horizontal ring flow can be generated in the upper region of the outer fermenter.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Verbindung der beiden Fermenterbereich über dem gemeinsamen Boden so düsenförmig ausgebildet, dass damit eine bodennahe Ringströmung bewirkt werden kann. Ebenfalls in Bodennähe am Außenfermenter ist wenigstens ein Rohrstutzen für den bedarfsweisen Sinkschlammaustrag angeordnet. Damit wird die Anreicherung sedimentreicher Sinkschichten in den beiden Fermenterbereichen vermieden. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the connection of the two fermenter area above the common floor is nozzle-shaped in such a way that a ring flow close to the ground can be effected. Also near the bottom of the outer fermenter at least one pipe socket for the demand Sinkschlammaustrag is arranged. This avoids the accumulation of sediment-rich sediment layers in the two fermenter areas.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsvariante der erfindungdgemäßen Vorrichtung sieht vor, im Innenfermenter als Fluidierungshilfe zumindest ein im oberen Füllstandsbereich wirkendes Rührwerk anzuordnen.A further advantageous embodiment variant of the device according to the invention provides for arranging at least one agitator acting in the upper filling level region in the inner fermenter as a fluidizing aid.

Vorzugsweise sind die Rührwerke in den beiden Fermenterbereichen als so genannte Vertikalrührwerke oder als Tauchrührwerke mit unveränderlicher Rührachsenlage ausgebildet. Zur Vermeidung von Störungen des normlen Betriebes des Pfropfenstromfermenters sind die Rührwerke für Reparatur- oder Wartungserfordernisse zudem in flutungsfähigen Tauhhülsen angeordnet.Preferably, the agitators in the two fermenter areas are designed as so-called vertical stirrers or as submersible agitators with fixed stirring axis position. In order to avoid disturbances of the normal operation of the plug-flow fermenter, the agitators for repair or maintenance requirements are also arranged in flood-capable Tauhhülsen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das die beiden Fermenterbereiche mit Fernbeobachtungsstationen ausgestattet sind, mit deren Hilfe die Beschaffenheit der Oberflächen der Gärsubstrate als zusätzliche Prozessinformation visuell beurteilt werden kann.It has proved to be advantageous that the two fermenter areas are equipped with remote observation stations, with the aid of which the nature of the surfaces of the fermentation substrates can be assessed visually as additional process information.

Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, im Außenfermenter unterhalb des bei der bestimmungsgemäßen Nutzung der Vorrichtung auftretenden tiefsten Biomassefüllstandes zur Beurteilng des aktuellen Gasruckes in den Gasräumen der beiden Fermenterbereiche Drucksensoren anzuordnen.A further variant of the device according to the invention provides for arranging pressure sensors in the outer fermenter below the lowest biomass level occurring during the intended use of the device for assessing the current gas pressure in the gas spaces of the two fermenter areas.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen technischen Lösung besteht in erster Linie in der Verfügbarkeit einer einfachen Behandlungsmöglichkeit der Methanfermentation fluider Biomasse im Pfropfenstrom. Eine derartige technische Lösung für die so genannten Nassfermentation stand bisher praktisch nicht zur Verfügung. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen technischen Lösung können nun, bezogen auf den nutzbaren Fermenterraum, spezifisch maximale Methanisierungseffekte erzielt werden. Dies wird dadurch erreicht, weil sich auf dem stetig durchlaufenden Behandlungsweg die Qualität des Gärsubstrates von der eingesetzten Biomasse bis zum ausgetragenen Fermentationsrückstand ständig verändert und sich in den jeweiligen Bereichen des Pfropfenstromfermenters die aktiven Mikrokulturen an diese Qualitäten anpassen können. Zudem können sich die Mikrokulturen im Bereich der anaeroben Behandlung ohne beachtliche Störungen durch wechselnde Anforderungen, durch den Ausschluss von Scherkraftweinwirkungen durch Rührmechanismen und/oder durch den Ausschluss des Sauerstoffeintrages mittels Feststoffzuführungssysteme, zum Zwecke der biologischen Gasentschwefelung oder im Zusammenhang mit der regelmäßigen Öffnung der gasdichten Abdeckungen üblicher Durchfluss-Rührapparate für Manipulationen an den Rührmechanismen entwickeln. Nicht zuletzt besteht der Vorteil der erfindungsgemßen technischen Lösung auch darin, dass die Apparatetechnik vollständig aus unkonserviertem Baustahl gefertigt werden kann.The advantages of the technical solution according to the invention consist primarily in the availability of a simple treatment option for the methane fermentation of fluid biomass in the plug flow. Such a technical solution for the so-called wet fermentation was previously virtually unavailable. With the aid of the technical solution according to the invention, specific maximum methanation effects can now be achieved, based on the usable fermenter space. This is achieved because the quality of the fermentation substrate constantly changes from the biomass used to the fermentation residue discharged on the continuously passing treatment path and the active microcultures can adapt to these qualities in the respective regions of the plug flow fermenter. In addition, the microcultures in the field of anaerobic treatment without considerable interference by changing requirements, by the exclusion of shear wine effects by stirring mechanisms and / or by the exclusion of oxygen input by solid feed systems, for the purpose of biological gas desulfurization or in connection with the regular opening of the gas-tight covers develop conventional flow agitators for manipulation of the stirring mechanisms. Last but not least, the advantage of the technical solution according to the invention is also that the apparatus technology can be made entirely from unpreserved structural steel.

Auch führt die Anwendung des erfindungsgemäßen Vorschlages zu minimierten Isolationsanforderungen durch die kompakte Bauweise der nutzbaren Vorrichtungen. Ebenso vorteilhaft ist der minimierte Flächenverbrauch im Vergleich zu bekannten Methanfermentationsanlagen gleicher energetischer Leistungsfähigkeit. Schließlich werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Vorschlages Fermentationsrückstände gewonnen, die in der verbliebenen Trockenmasse wegen des bewirkten intensiveren anaeroben Umwandlungsprozesses nur noch minimierte organische Anteile vorzufinden sind. Damit besitzen die Fermentationsrückstände deutlich erhöhte Anteile die Hauptpflanzennährstoffe Stickstoff, Phosphor, Kalium und Schwefel enthaltender anorganischer Trockensubstanz in der verbleibenden Trockenmasse.Also, the application of the proposal according to the invention leads to minimized insulation requirements by the compact design of the usable devices. Equally advantageous is the minimized area consumption in comparison to known methane fermentation plants of the same energy efficiency. Finally, with the aid of the proposal according to the invention, fermentation residues are obtained which, due to the more intensive anaerobic conversion process, only minimized organic components can be found in the remaining dry matter. Thus, the fermentation residues have significantly increased levels of the main plant nutrients nitrogen, phosphorus, potassium and sulfur-containing inorganic dry matter in the remaining dry matter.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung soll nachstehend mit Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigenThe invention will be explained in more detail below with exemplary embodiments. In the attached drawing show

1: den schematischen Verfahrensablauf der biotechnologischen Substratbehandlung im Pfropfenstrom, 1 : the schematic process sequence of the biotechnological substrate treatment in the plug flow,

2: die schematische Schnittdarstellung des Fermenters für die Durhführung der vorgeschlagenen Methanfermentation im Pfropfenstromfermenter. 2 : The schematic sectional view of the fermenter for the Durhführung the proposed methane fermentation in Pfropfenstromfermenter.

Beispiel 1:Example 1:

Gemäß 1 werden in einer Biogasanlage täglich 8 t Getreidereinigungsrückstände mit 42 m³ Biofiltrat aus der Phasentrennung der gewonnenen Fermentationsrückstände zu 50 t Biosuspension mit im Mittel 18% Trockensubstanzgehalt gemischt. Die erzeugte Biosuspension wird zunächst in einem räumlich von der Methanfermentation getrennten Hydrolysetank aerob behandelt. Bei im Mittel zweitägiger Aufenthaltszeit in der Hydrolyestaton wird der pH-Wert der Biosuspension von anfangs 7,4 auf weniger als 5 reduziert. Täglich werden dem Hydrolysetank 50 t Hydrolysat entnommen und dem Pfropfenstromfermenter gemäß 2 mit einem Nutzvolumen von 3.000 m³ durch die Beschickungspumpe 1 zugeführt. Die mittlere Verweilzeit des Hydrolysates im Pfropfenstromfermenter errechnet sich zu 3.000 m³:50 m³/d = 60 Tagen. According to 1 In a biogas plant 8 tons of grain cleaning residues with 42 m ³ biofiltrate from the phase separation of the fermentation residues obtained are mixed daily to 50 tons of biosuspension with an average of 18% dry matter content. The biosuspension produced is first treated aerobically in a hydrolysis tank spatially separated from the methane fermentation. With an average two-day residence time in the hydrolyzate, the pH of the biosuspension is reduced from an initial 7.4 to less than 5. Every day, 50 t of hydrolyzate are taken from the hydrolysis tank and the Plug flow fermenter according to 2 with a useful volume of 3,000 m ³ through the feed pump 1 fed. The average residence time of the hydrolyzate in the plug-flow fermenter is calculated as too 3,000 m ³ : 50 m ³ / d = 60 days.

Der in einen Außenfermenter 2 und einen zentrisch vom Außenfermenter 2 umgebenen Innenfermenter 8 unterteilte Pfropfenstromfermenter wird als ungemischter Durchflussfermenter betrieben. Bei jeder Dosierung von Biomasse 6 in Form von Hydrolysat wird eine der aktuellen Dosismenge entsprechende Menge von Fermentationsresten 5, allerdings vermindert um die Menge des seit der zurückliegenden Hydrolysatzuführung ausgetragenen Biogasmege, über den Ablauf der Fermentationsreste 18 in das Gärrestlager verdrängt. Die zugeführte Hydrolysatmenge wird mit Hilfe eines im oberen Bereich des Außenfermenters 2 angeordneten Rührwerkes 19 in die obere Schicht des Gärsubstrates 3 eingemischt. In den über den Gärsubstraten der beiden Fermenterbereiche angeordneten Gasräumen 4, 9 werden absolute Gasdrücke von 1,45 bar im Außenfermenter 2 und von 1,03 bar im Innenfermenter 8 mit Hilfe von Druckregeleinrichtungen 16 stabil aufrechterhalten. Durch Verdrängungsprozesse gelangt das im oberen Teil des Außenfermenters 2 befindliche Gärsubstrat 3 bis in den unteren Bereich, in dem die beiden Fermenterteile 2, 8 als kommunizierende Röhren über Verbindungsöffnungen 20 miteinander verbunden sind. Dort gelangt das Gärsubstrat 3 in den Innenfermenter 8, bis es infolge dert Verdrängungsprozesse den Höchstpegel 7 und damit den Ablauf der Fermentationsreste 18 erreicht hat. Unterhalb der Wirkungsbereiche der in beiden Fermenterbereichen 2,8 angeordneten Rührwerke 11, 19 erfolgt die Umwälzung des Gärsubstrates ausnahmslos durch die Gasentbindung des Gärsubstrates 3. Infolgedessen werden für die dosierte Biomasse 6 Mindestbehandlungszeiten erreicht, die im Ausführungsbeispiel wenigstens 30% der mittleren Behandlungszeit im anaeroben mesophilen Milieu des Pfropfenstromfermenters, mithin wenigstens 0,3·60 Tage = 18 Tage, betragen. Die Fermentationsrückstände gelangen vom Ablauf der Fermentationsreste 18 in einen Gärrestetank, der in erster Linie der Entkopplung von Fermentation und Phasentrennung dient. In der nachgeschalteten Phasentrennstation wird neben einem organischen NPK-Dünger mit hohem Nährstoffgehalt Biofiltrat für die Rückführung von adaptierten Keimen und zur Minimierung der Anforderungen an die Bereitstellung wässriger biogener Einsatzstoffe gewonnen. Infolge der aufeinanderfolgenden Belastung der zugeführten Biomasse 6 mit durch Schadkeime infizierte Einsatzstoffe von hydrolytischer Belastung und anschließender Methanfermentation wird eine wirksame Vollstromhygienisierung der Gärsubstrate 3 erreicht. Dadurch werden gegenüber der Methanfermentation mittels im Durchlauf betriebener Rührapparate nahezu die doppelten spezifischen Methanmengen gewonnen.The in an external fermenter 2 and one centric from the outer fermenter 2 surrounded inner fermenter 8th divided plug-flow fermenter is operated as unmixed flow fermenter. At every dosage of biomass 6 in the form of hydrolyzate is an amount corresponding to the current dose amount of fermentation residues 5 , but reduced by the amount of discharged since the previous Hydrolyatsatzuführung Biogasmege, on the progress of the fermentation residues 18 displaced into the fermentation residue storage. The amount of hydrolyzate is added with the help of a in the upper area of the external fermenter 2 arranged agitator 19 in the upper layer of the fermentation substrate 3 mixed. In the gas chambers arranged above the fermentation substrates of the two fermenter areas 4 . 9 absolute gas pressures of 1.45 bar in the external fermenter 2 and of 1.03 bar in the internal fermenter 8th with the help of pressure control devices 16 maintained stable. By displacement processes this occurs in the upper part of the outer fermenter 2 located fermentation substrate 3 down to the lower area where the two fermenter parts 2 . 8th as communicating tubes via connection openings 20 connected to each other. There the fermentation substrate arrives 3 in the internal fermenter 8th until it reaches the maximum level due to the displacement processes 7 and thus the course of the fermentation residues 18 has reached. Below the effective ranges in both fermenter areas 2 . 8th arranged stirrers 11 . 19 the recirculation of the fermentation substrate takes place without exception through the gas release of the fermentation substrate 3 , As a result, for the metered biomass 6 At least 30% of the average treatment time in the anaerobic mesophilic milieu of the plug-flow fermenter, ie at least at least, is attained 0.3 x 60 days = 18 days, be. The fermentation residues reach the end of the fermentation residues 18 in a digestate tank, which serves primarily to decouple fermentation and phase separation. In the downstream phase separation station, in addition to an organic NPK fertilizer with high nutrient content biofiltrate for the return of adapted germs and to minimize the requirements for the provision of aqueous biogenic feeds obtained. As a result of the sequential loading of the supplied biomass 6 with contaminants infected by harmful germs of hydrolytic load and subsequent methane fermentation becomes an effective Vollstromhygienisierung the fermentation substrates 3 reached. As a result, almost double the specific amounts of methane are obtained compared to the methane fermentation by means of stirred agitators operated in the run.

Im Ausführungsbeispiel betragen diese, bezogen auf den täglichen Einsatz von 8 t Getreidereinigunsgrückständen mit einem Gehalt von 780 kg organischer Trockenmasse (oTS) je t Einsatzstoff, folglich 8 t Einsatstoff/d·780 kg oTS/t = 6.240 kg oTS/d, 0,455 m³ Methan/kg oTS
bzw. 2.840 m³ Methan/d oder 28.400 kWh/d. Dieser Methanertrag entspricht einer Gasproduktion mit einer Feuerungswärmeleistung in Höhe von 28.400 kWh/d:24 h/d = 1,18 MW. Außerdem sind die anfallenden Fermentationsreste mit adaptierten Keimen und/oder deren Sporen für die verschiedenen räumlich getrennten anaeroben Behandlungsprozesse im Pfropfenstromfermenter angereichert. Darüber hinaus sind vollständige Hygienisierungseffekte für Schadkeime, wie Salmonellen, Coli-Bakterien und dergleichen zu verzeichnen, wie sie alternativ nur durch standardisierte Sterilisierungs- oder Pasteurisierungsprozesse beziehungsweise durch langzeitige anaerobe Behandlung im thermophilen Milieu erreicht werden.In the embodiment, these amount, based on the daily use of 8 t grain cleaning residues with a content of 780 kg of dry organic matter (oTS) per t starting material, thus 8 t of inset / d · 780 kg oTS / t = 6,240 kg oTS / d, 0.455 m ³ methane / kg oTS
or 2,840 m ³ methane / d or 28,400 kWh / d. This methane yield corresponds to a gas production with a rated thermal input of 28,400 kWh / d: 24 h / d = 1.18 MW. In addition, the resulting fermentation residues are enriched with adapted germs and / or their spores for the different spatially separate anaerobic treatment processes in Pfropfenstromfermenter. In addition, complete sanitizing effects for harmful germs, such as Salmonella, coli bacteria and the like can be recorded, as they are alternatively achieved only by standardized sterilization or pasteurization processes or by long-term anaerobic treatment in a thermophilic environment.

Beispiel 2:Example 2:

Gemäß der 2 ist ein Pfropfenstromfermenter ein bisher als hydraulisch teilweise gemischter Methanfermenter, der in einer erfindungsgemäß veränderten Ausstattung alle Vorzüge eines Pfropfenstromfermenters für die Narfermentation bietet, wie es bisher nur für verschiedene Ausführungsformen der Trockenfermentation bekannt war. Im Ausführungsbeispiel wird mittels der Beschickungspumpe 1 der Außenfermenter 2 täglich mit 50 m³ Biomasse 6 in Form einer hydrolytisch vorbehandelten Biosuspension mit einem mittleren Trockensubstanzgehalt von 18% beschickt. Der über dem Höchstpegel 7 des Außenfermenters 2 verfügbare gasraum des Außenfermenters ist ebenso mit der Rohgasleitung 15 verbunden, wie der Gasraum des Innenfermenters 4 oberhalb des Höchstpegels 7 des Gärsubstrates 3 im Innenfermenter 8. Mittels Druckregeleinrichtungen 16 in den jeweiligen Verbindungsleitungen zwischen den Gasräumen 6, 9 von Außen- und Innenfermenter 2, 8 und der Rohgasleitung 15 werden im Gasraum des Außenfermenters 9 ein absoluter Druck in Höhe von 1,45 bar und im Gasraum des Innenfermenters 4 ein absoluter Druck in Höhe von 1,035 bar ununterbrochen aufrechterhalten. Damit ergibt sich im Innenfermenter ein Höchstpegel 7 für das Gärsubstrat 3 im Innenfermenter 8, der um etwa 4,1 m über dem Höchstpegel 7 des Gärsubstrates 3 im Außenfermenter 2 liegt.According to the 2 is a Pfropfenstromfermenter a hitherto as a partially mixed hydraulic methane fermenter, which offers all the advantages of a Pfropfenstromfermenters for the Narfermentation in an inventively modified equipment, as it was previously known only for various embodiments of dry fermentation. In the embodiment, by means of the feed pump 1 the external fermenter 2 daily with 50 m ³ biomass 6 in the form of a hydrolytically pretreated biosuspension having an average dry matter content of 18%. The above the maximum level 7 of the external fermenter 2 available gas space of the external fermenter is also with the raw gas line 15 connected, as the gas space of the internal fermenter 4 above the maximum level 7 of the fermentation substrate 3 in the internal fermenter 8th , By means of pressure control devices 16 in the respective connecting lines between the gas chambers 6 . 9 of external and internal fermenter 2 . 8th and the crude gas line 15 become in the gas space of the external fermenter 9 an absolute pressure of 1.45 bar and in the gas space of the internal fermenter 4 maintained an absolute pressure of 1,035 bar uninterrupted. This results in the Innenfermenter a maximum level 7 for the fermentation substrate 3 in the internal fermenter 8th , which is about 4.1 m above the maximum level 7 of the fermentation substrate 3 in the outer fermenter 2 lies.

Auf dem Niveau des Höchstpegels 7 des Gärsubstrates 3 im Innenfermenter 8 ist der Ablauf der Fermentationsreste 18 angeordnet. Zwischen dem Gasraum des Außenfermenters 9 und dem Innenfermenter 8 sind im beschriebenen Beispiel insgesamt vier gleichmäßig am Umfang des Innenfermenters 8 verteilte Gasüberströmkanäle 10 derart angeordnet, dass über diese Gasüberströmkanäle bei beabsichtigter Gaseinleitung aus dem Außenfermenter 2 in den Innenfermenter 8 mittels der Druckregeleinrichtung 16 in der Gasverbindungsleitung 12 zwischen dem Gasraum des Außenfermenters 9 und der Rohgasleitung 15 der absolute Druck im Gasraum des Außenfermenters 9 auf 1,49 bar erhöht wird. In einer solchen Betriebssituation wird eine gegebenenfalls entstandene Schwimmschicht auf der Oberfläche des Gärsubstrates 21 im Innenfermenter 8 durch die zusätzliche Einleitung des Gases aus dem Gasraum des Außenfermenters 9 in den Innenfermenter 8 wirkungsvoll turbulent fluidisiert. In der normalen Betriebssituation erfolgt die Fluidisierung der Oberfläche des Gärubstrates 21 im Innenfermeter 8 durch ein in einer Tauchhülse 24 angeordnetes Rührwerk 19 als Fluidisierungshilfe 11. Dagegen dient das ebenfalls in einer Tauchhülse 24 angeordnete Rührwerk 19 im Außenfermenter 2 in erster Linie dem Einmischen der auf die Oberfläche des Gärsubstrates 21 dosierte Biomasse 6 in die obere Schicht des Gärsubstrates 3 des Außenfermenters. Zwischen den Gasräumen 4, 9 der Fementerbereiche 2, 8 ist eine großvolumige Gasverbindungsleitung 12 mit einem lichten Durchmesser von 300 mm angeordnet. Diese Gasverbindungsleitung 12 ist mit einer Absperreinrichtung 25 verschließbar ausgeführt. Im Falle der erforderlichen Aussschleusung von Sedimenten aus dem Pfropfenstromfermenter wird Material aus den im Tiefsten des Außenfermenters 2 angeordneten beisen Sinkschichtausträ 13 entnommen. Durch kurzzeitiges Öffnen der Absperreinrichtung 25 in der Gasverbindungsleitung 12 zwischen den Gasräumen 4, 9 der Fermenterteile 2, 8 kommt es zum Druckausgleich über der Biomasse 6 in beiden Fermenterteilen 2, 8, worauf es mit Hilfe der in der angehobenen Biomasse 6 des Innenfermenters 8 enthaltenen potentiellen Energie zum Ausströmen von Gärsubstrat 3 vom Innenfermenter 8 über die Verbindungsöffnungen 20 in den Außenfermenter 2 kommt. Eventuell abgelagerte Sedimente werden auf diese Weise zu den Sinkschichtausträgen 13 transportiert und können dort entnommen werden, ohne den Verfahrensablauf im Pfropfenstromfermenter zu beeinflussen. Die Oberflächen des Gärsubstrates 21 in den Fermenterteilen 2, 8 können mittels der Fernbeobachtungsstationen 22 visuell überwacht werden.At the level of the highest level 7 of the fermentation substrate 3 in the internal fermenter 8th is the sequence of fermentation residues 18 arranged. Between the gas space of the outer fermenter 9 and the internal fermenter 8th In the example described, a total of four are uniform on the circumference of the inner fermenter 8th distributed Gasüberströmkanäle 10 arranged such that via these Gasüberströmkanäle at intended gas inlet from the outer fermenter 2 in the internal fermenter 8th by means of the pressure control device 16 in the gas connection line 12 between the gas space of the external fermenter 9 and the crude gas line 15 the absolute pressure in the gas space of the external fermenter 9 is increased to 1.49 bar. In such an operating situation, an optionally formed floating layer on the surface of the fermentation substrate 21 in the internal fermenter 8th by the additional introduction of the gas from the gas space of the outer fermenter 9 in the internal fermenter 8th effectively turbulent fluidized. In the normal operating situation, the fluidization of the surface of the fermentation substrate takes place 21 in the indoor meter 8th by a in a dip tube 24 arranged agitator 19 as fluidization aid 11 , In contrast, this also serves in a dip tube 24 arranged agitator 19 in the outer fermenter 2 primarily the mixing of the on the surface of the fermentation substrate 21 metered biomass 6 in the upper layer of the fermentation substrate 3 of the external fermenter. Between the gas chambers 4 . 9 the Fementer areas 2 . 8th is a large volume gas connection line 12 arranged with a clear diameter of 300 mm. This gas connection line 12 is with a shut-off device 25 lockable executed. In the case of the necessary outward transport of sediments from the plug-flow fermenter material from the deepest of the outer fermenter 2 arranged beisen Sinkschichtausträ 13 taken. By briefly opening the shut-off device 25 in the gas connection line 12 between the gas chambers 4 . 9 the fermenter parts 2 . 8th it comes to pressure equalization over the biomass 6 in both fermenter parts 2 . 8th What it does with the help of in the raised biomass 6 of the internal fermenter 8th contained potential energy to flow out of fermentation substrate 3 from the internal fermenter 8th over the connection openings 20 in the outer fermenter 2 comes. Any deposited sediments will thus become sinking deposits 13 transported and can be removed there without affecting the procedure in the plug flow fermenter. The surfaces of the fermentation substrate 21 in the fermenter parts 2 . 8th can by means of remote observation stations 22 be monitored visually.

Schließlich wird mittels Drucksensoren 23 an der Außenwand des Außenfermenters 2 die Stabilität des Fermentationsprozesses dadurch überwacht, dass Dosiervorgänge von Biomasse 6 in den Außenfermenter 2 nur dann zugelassen werden, wenn der Solldruck im Gasraum des Außenfermenters 9 erreicht ist und damit die frisch dosierte Biomasse 6 eine entsprechende Menge Gärsubstrat 3 über den Ablauf der Fermentationsreste 18 aus dem Pfropfenstromfermenter verdrängen kann. In den einzelnen Bereichen des Fermenters, der von der Biomasse 6 durchströmt wird, herrschen sowohl stabile Prozessbedingungen und bei konstanter Qualität der Einsatzstoffe auch zwar stetig veränderte jedoch in den jeweilgen Fermenterbereichen stabile Gärsubstratqualitäten. Die auf diese Prozesssituation adaptierten Mikrokulturen werden als aktive Keime oder in Sporenform im Gärsubstrat mitgeführt und finden sich folglich auch in den mittels Phasentrennstation erzeugten Biofiltraten als wesentliche stoffliche Komponente der eingesetzten Biosuspensionen. Damit ist zusätzlich zum Erhalt der in den einzelnen Fermenterbereichen bevorzugt tätigen Spezies in der eingesetzten Biosuspension ein Impfmassenpotential dieser speziellen Keime für alle im Pfropfenstromfermenter erfolgenden Verfahrensschritte verfügbar.Finally, by means of pressure sensors 23 on the outer wall of the outer fermenter 2 The stability of the fermentation process is monitored by metering processes of biomass 6 in the outer fermenter 2 only be allowed if the target pressure in the gas space of the outer fermenter 9 is reached and thus the freshly dosed biomass 6 an appropriate amount of fermentation substrate 3 about the progress of the fermentation residues 18 can displace from the plug flow fermenter. In the individual areas of the fermenter, by the biomass 6 is flowed through, both stable process conditions prevail and with constant quality of the feedstocks also constantly changing but in the respective fermenter areas stable fermentation substrate qualities. The microcultures adapted to this process situation are carried along as active germs or in spore form in the fermentation substrate and are consequently also found in the biofiltrates produced by the phase separation station as an essential material component of the biosuspensions used. Thus, in addition to obtaining the preferred in the individual fermenter species species in the biosuspension used a Impfmassenpotential this particular germs for all occurring in Pfropfenstromfermenter process steps available.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Beschickungspumpefeed pump

22

Außenfermenteroutside fermenter

33

GärubstratGärubstrat

44

Gasraum des InnenfermentersGas space of the internal fermenter

55

Fermentationsrestefermentation residues

66

Biomassebiomass

77

Höchstpegelmaximum level

88th

Innenfermenterinterior fermenter

99

Gasraum des AußenfermentersGas space of the outer fermenter

1010

GasüberströmkanalGasüberströmkanal

1111

Fluidisierungshilfefluidization

1212

GasverbindungsleitungGas interconnector

1313

SinkschichtaustragSinkschichtaustrag

1414

ÜberdruckventilPressure relief valve

1515

Rohgasleitungraw gas

1616

DruckregeleinrichtungPressure control device

1717

Rohrstutzen für die BiomassezuführungPipe socket for the biomass feed

1818

Ablauf der FermentationsresteSequence of fermentation residues

1919

Rührwerkagitator

2020

Verbindungsöffnungconnecting opening

2121

Oberfläche des GärsubstratesSurface of the fermentation substrate

2222

FernbeobachtungsstationRemote monitoring station

2323

Drucksensorpressure sensor

2424

Tauchhülsethermowell

2525

Absperreinrichtungshut-off

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• EP 0113719 B1 [0005] EP 0113719 B1 [0005]
• DE 10306988 A1 [0006] DE 10306988 A1 [0006]
• DE 102005057978 A1 [0007] DE 102005057978 A1 [0007]
• DE 102005057979 A1 [0008] DE 102005057979 A1 [0008]
• WO 2007/087794 A1 [0009] WO 2007/087794 A1 [0009]
• DE 202008008611 U1 [0010] DE 202008008611 U1 [0010]
• DE 102007049479 B4 [0011] DE 102007049479 B4 [0011]
• DE 102010025726 A1 [0012] DE 102010025726 A1 [0012]
• DE 102012015908 A1 [0013] DE 102012015908 A1 [0013]

Claims (11)

Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom für pumpfähige Biomasse, die zumindest anteilig im laufenden Prozess anfallende keimhaltige Fermentationsreste enthält, unter Nutzung von hydraulisch mischbaren Fermentern mit zwei voneinander getrennten Verbindungsleitungen zwischen den Gasräumen (4, 9) der beiden Fermenterbereiche (2, 8) und der gemeinsamen Rohgasleitung (15), dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse (6) mit Trockensubstanzgehalten zwischen 12 und 20%, vorzugsweise von wenigstes 15%, eingesetzt wird, dass die Biomassezuführung mit der Beschickungspumpe (1) im oberen Bereich des Außenfermenters (2) erfolgt, dass die zugeführte Biomasse (6) in die obere Schicht des Gärsubstrates (3) des Außenfermenters (2) eingemischt wird, dass der Abströmdruck des anfallenden Biogases aus dem Gasraum des Innenfermenters (4) auf maximal 1,05 bar begrenzt wird, dass im Pfropfenstrombetrieb der Abströmdruck des im Außenfermenter (2) anfallenden Biogases auf maximal 1,45 bar begrenzt wird, dass die Fermentationsreste (5) bei der Zuführung von frischer Biomasse (6) in den Außenfermenter (2) am Höchstpegel (7) des Innenfermenters (8) ausgetragen werden, dass die Größe des nutzbaren Fermentationsraumes wenigstens in Höhe vom 25-fachen des täglich einzusetzenden Biomassevolumens gewählt wird, dass die Zuführung von frischer Biomasse (6) auf maximal 6 kg organischer Trockenmasse je m³ genutzter Fermentationsraum und Tag begrenzt wird und dass eine Mindestbehandlungszeit der zugeführten Biomasse (6) von wenigstens 15 Tagen erreicht wird.Process for methane fermentation in the plug flow for pumpable biomass, which contains germ-containing fermentation residues occurring at least proportionately in the ongoing process, using hydraulically miscible fermenters with two separate connecting lines between the gas spaces ( 4 . 9 ) of the two fermenter areas ( 2 . 8th ) and the common raw gas line ( 15 ), characterized in that the biomass ( 6 ) with dry matter contents of between 12 and 20%, preferably of at least 15%, that the biomass feed with the feed pump ( 1 ) in the upper area of the outer fermenter ( 2 ) that the biomass supplied ( 6 ) in the upper layer of the fermentation substrate ( 3 ) of the external fermenter ( 2 ) is mixed, that the outflow pressure of the resulting biogas from the gas space of the internal fermenter ( 4 ) is limited to a maximum of 1.05 bar, that in the plug flow operation, the outflow pressure of the in the outer fermenter ( 2 ) is limited to a maximum of 1.45 bar, that the fermentation residues ( 5 ) in the supply of fresh biomass ( 6 ) in the external fermenter ( 2 ) at the highest level ( 7 ) of the internal fermenter ( 8th ) that the size of the usable fermentation space is chosen to be at least 25 times the biomass volume to be used daily, that the supply of fresh biomass ( 6 ) is limited to a maximum of 6 kg of dry organic matter per m ^{3 of} fermentation space and day used and that a minimum treatment time of the biomass ( 6 ) of at least 15 days. Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abströmdruck des anfallenden Biogases aus dem Gasraum des Außenfermenters (9), verbunden mit der die Fluidisierung auftretender störender Schwimmschichten im Innenfermenter (8) bewirkenden Aktivierung des oder der Gasüberströmkanäle (10) zwischen den beiden Fermenterbereichen (2, 8) kurzzeitig auf maximal 1,49 bar begrenzt wird.Method for methane fermentation in the plug flow according to claim 1, characterized in that the outflow pressure of the biogas arising from the gas space of the outer fermenter ( 9 ), associated with the fluidization occurring disturbing floating layers in the internal fermenter ( 8th ) causing activation of the gas or the gas transfer channels ( 10 ) between the two fermenter areas ( 2 . 8th ) is briefly limited to a maximum of 1.49 bar. Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenfermenter (8) eine die Ausbildung störender Schwimmschichten vermeidende Fluidiserungshilfe (11) eingesetzt wird.Process for methane fermentation in the plug flow according to one of claims 1 and 2, characterized in that in the internal fermenter ( 8th ) a fluidization aid which avoids the formation of troublesome floating layers (US Pat. 11 ) is used. Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasverbindungsleitung (12) zwischen den Gasräumen (4, 9) der beiden Fermenterbereiche (2, 8) den Sedimenttransport zum Sinkschichtaustrag (13) bewirkend kurzzeitig geöffnet wird.Method for methane fermentation in the plug flow according to one of claims 1 to 3, characterized in that the gas connection line ( 12 ) between the gas spaces ( 4 . 9 ) of the two fermenter areas ( 2 . 8th ) the sediment transport to Sinkschichtaustrag ( 13 ) is briefly opened. Verfahren zur Methanfermentation im Pfropfenstrom nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastung der getrennten Gasräume (4, 9) in den beiden Fermenterbereichen (2, 8) durch bei 1,5 bar ansprechende zusätzliche Überdruckventile (14) vermieden wird.Method for methane fermentation in the plug flow according to one of claims 1 to 4, characterized in that the overloading of the separate gas spaces ( 4 . 9 ) in the two fermenter areas ( 2 . 8th ) by at 1.5 bar responsive additional pressure relief valves ( 14 ) is avoided. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 1 als gasdichter, für absolute Gasdrücke oberhalb der Biomasse von maximal 1,5 bar ausgelegter und thermisch isolierter Fermentationsapparat mit Beheizungseinrichtungen für die wahlweise Herstellung mesophiler oder thermophiler Milieus, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein hydraulisch mischbarer Fermenter, bestehend aus einem Innenfermenter (8) und einem den Innenfermenter (8) umgebenden Außenfermenter (2), ist, dass die Gasräume (4, 9) über dem Gärsubstrat (3) in den beiden Fermenterbereichen (2, 8) gasseitig getrennt mit der Rohgasleitung (15) in Verbindung stehen, dass zwischen den Gasräumen (4, 9) und der Rohgasleitung (15) Druckregeleinrichtungen (16) für die abströmenden Gase angeordnet sind, dass der Rohrstutzen (17) für die Biomassezuführung im oberen Bereich des Außenfermenters (2) angeordnet ist, dass der Ablauf (18) der Fermentationsreste (5) im oberen Bereich des Innenfermenters (8) angeordnet ist, dass die beiden Fermenterbereiche (2, 8) im Tiefsten als kommunizierende Röhren über die Verbindungsöffnungen (20) miteinander verbunden sind, dass zwischen dem Gasraum (9) des Außenfermenters (2) und dem Innenfermenter (8) wenigstens ein bis zu 4,9 m unterhalb des Höchstpegels (7) für den Ablauf (18) der Fermentationsreste (5) reichender Gasüberströmkanal (10) angeordnet ist, dass zwischen den Gasräumen (4, 9) der beiden Fermenterbereiche (2, 8) eine mittels Absperreinrichtung (25) verschließbare Gas druckausgleichsleitung (12) angeordnet ist, dass wenigstens im Außenfermenter (2) zumindest ein eine horizontale Ringströmung erzeugendes Rührwerk (19) angeordnet ist und dass die Gasräume (4, 9) der beiden Fermenterbereiche (2, 8) mit bei einem Gasüberdruck von 0,49 bar ansprechenden selbstschließenden Überdruckventilen (14) ausgestattet sind.Apparatus for carrying out the method according to claim 1 as a gas-tight, for absolute gas pressures above the biomass of a maximum of 1.5 bar designed and thermally insulated fermentation apparatus with heating devices for the selective production of mesophilic or thermophilic environments, characterized in that the device is a hydraulically miscible fermenter consisting of an internal fermenter ( 8th ) and one the inner fermenter ( 8th ) surrounding external fermenter ( 2 ), is that the gas spaces ( 4 . 9 ) above the fermentation substrate ( 3 ) in the two fermenter areas ( 2 . 8th ) separated on the gas side with the crude gas line ( 15 ), that between the gas chambers ( 4 . 9 ) and the crude gas line ( 15 ) Pressure control devices ( 16 ) are arranged for the outflowing gases that the pipe socket ( 17 ) for the biomass feed in the upper area of the outer fermenter ( 2 ) is arranged that the process ( 18 ) the fermentation residues ( 5 ) in the upper area of the inner fermenter ( 8th ), that the two fermenter areas ( 2 . 8th ) in the deepest as communicating tubes via the connection openings ( 20 ) are interconnected, that between the gas space ( 9 ) of the external fermenter ( 2 ) and the internal fermenter ( 8th ) at least one up to 4.9 m below the maximum level ( 7 ) for the process ( 18 ) the fermentation residues ( 5 ) reaching gas overflow channel ( 10 ) is arranged that between the gas spaces ( 4 . 9 ) of the two fermenter areas ( 2 . 8th ) by means of a shut-off device ( 25 ) sealable gas pressure equalization line ( 12 ) is arranged that at least in the outer fermenter ( 2 ) at least one horizontal ring flow generating agitator ( 19 ) and that the gas spaces ( 4 . 9 ) of the two fermenter areas ( 2 . 8th ) with an overpressure of 0.49 bar responsive self-closing pressure relief valves ( 14 ) are equipped. Vorrichtung nach dem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungöffnungen (20) am unteren Ende des Innenfermenters (8) eine ringförmige Bodenströmung bewirkend düsenförmig ausgebildet sind und dass am unteren Ende des Außenfermenters (2) wenigstens ein Rohrstutzen für die Sinkschlammsaustrag (13) angeordnet ist.Device according to claim 6, characterized in that the connection openings ( 20 ) at the lower end of the inner fermenter ( 8th ) an annular bottom flow causing nozzle-shaped and are that at the lower end of the outer fermenter ( 2 ) at least one pipe socket for the Sinkschlammsaustrag ( 13 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Innenfermenter als Fluidierungshilfe zumindest ein im oberen Füllstandsbereich wirkendes Rührwerk (11) angeordnet ist.Device according to one of claims 6 and 7, characterized in that at least one agitator acting in the upper level range (in the inner fermenter as fluidization aid ( 11 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in Tauchhülsen (24) angeordneten Rührwerke (11, 19) als so genannte Vertikalrührwerke oder als Tauchrührwerke mit unveränderlicher Rührachsenlage ausgebildet sind.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that in immersion sleeves ( 24 ) arranged agitators ( 11 . 19 ) are designed as so-called vertical stirrers or as submersible agitators with fixed Rührachsenlage. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Fermenterbereiche (2, 8) zur Beurteilung der Oberflächen (7, 21) der enthaltenen Gärsubstrate (3) mit Fernbeobachtungsstationen (22) ausgestattet sind.Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the two fermenter areas ( 2 . 8th ) for the evaluation of surfaces ( 7 . 21 ) of the fermentation substrates ( 3 ) with remote observation stations ( 22 ) are equipped. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Außenfermenter (2) unterhalb des tiefsten Biomassefüllstandes und zur Beurteilung des aktuellen Gasdruckes in den Gasräumen (4, 9) der beiden Fermenterbereiche Drucksensoren (23) angeordnet sind.Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that in the external fermenter ( 2 ) below the lowest biomass level and to assess the current gas pressure in the gas spaces ( 4 . 9 ) of the two fermenter areas pressure sensors ( 23 ) are arranged.

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