DE4308920A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Bioabfällen oder dergleichen - Google Patents

Vorrichtung zur Behandlung von Bioabfällen oder dergleichen

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DE4308920A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von biologisch abbaubare Substanzen oder Vorläufer von biologisch abbaubaren Substanzen enthaltenden Stoffen oder Stoffgemischen mit einem enzymatischen Hydrolysereaktor zum enzymatischen Aufschluß der Stoffe oder Stoffgemische und einem chemisch-physikalischen Hydrolysereaktor zum chemisch-physikalischen Aufschluß der Stoffe oder Stoffgemische sowie einem anaeroben Bioreaktor zum biologischen Abbau der Stoffe oder Stoffgemische, wobei der enzymatische und chemisch-physikalische Hydrolysereaktor sowie der Bioreaktor Zuläufe und Abläufe für Feststoffe und/oder Flüssigkeiten aufweisen.
Es sind Anlagen bekannt, die aus einer Zerkleinerungseinrichtung zum Zerkleinern von Stoffen oder Stoffgemischen, die biologisch abbaubare Substanzen oder deren Vorläufer enthalten, insbesondere von biologisch abbaubare Substanzen enthaltenden Abfällen, also sogenannten Biomüll, einer Einrichtung zum pumpfähigen Anmaischen der Stoffe oder Stoffgemische mit einer Flüssigkeit sowie einem als Methanreaktor ausgebildeten Bioreaktor zum anaeroben biologischen Abbau der Stoffe oder Stoffgemische bestehen. Mit derartigen Anlagen soll die Menge an organischer Substanz reduziert und gleichzeitig Biogas zur energetischen Verwertung erzeugt werden. Prozeßlimitierend für derartige Anlagen ist die Tatsache, daß als Voraussetzung für eine biologische acidogen-, methanogene Verwertung zunächst hochmolekulare, vernetzte, organische Verbindungen aufgeschlossen werden müssen. Dies betrifft insbesondere Zellulose-/Heimzellulose- Verbindungen und Lignine, die in nativ-organischem Material mit hohem Anteil vorhanden sind. Ihr teilweiser Abbau kann durch extrem lange Feststoffverweilzeiten in einem entsprechenden biologischen Milieu erreicht werden. Eine effektive Prozeßführung ist dabei jedoch nicht möglich. Müssen die Restfeststoffe aber deponiert werden, so wird gesetzlich eine weitergehende Reduzierung der organischen Substanzen gefordert.
Bekannt sind Versuchseinrichtungen zum chemisch-physikalischen Molekülaufschluß mit einem Reaktor, in den Säuren oder Laugen zugegeben werden und in dem eine erhöhte Prozeßtemperatur und/oder ein erhöhter Druck aufrecht erhalten werden. Dabei erweist sich jedoch die Behandlung großer Stoffströme komplexer organischer Materialien als nicht ökonomisch, da hierfür große Mengen an Säuren oder Laugen erforderlich sind. Dies liegt daran, daß auch die enzymatisch leicht verwertbaren Substanzen dem chemisch-physikalischen Aufschluß unterliegen.
Aus der DE-A1-37 11 813 ist eine Vorrichtung zur Aufbereitung und anaeroben Vergärung biogen-organischer Abfälle bekannt, bei dem das betreffende Abfallmaterial in einer Stofflöseeinrichtung unter wesentlicher Beibehaltung seiner Faserbeschaffenheit behandelt wird, in einem anschließenden Laugenreaktor, unter alkalischen Bedingungen weiterverarbeitet und dann in einer Fest-Flüssig-Trenneinrichtung in einen Feststoffstrang und einen Flüssigkeitsstrom aufgeteilt wird.
Der Flüssigkeitsstrom wird einem Methanreaktor zugeleitet und der Feststoffstrang in einer anaeroben Feststoffhydrolyse weiterbehandelt. Das dabei gewonnene Hydrolysat wird ebenfalls dem Methanreaktor zugeführt. Der anaeroben Feststoffhydrolyse ist eine Ozonisierungseinrichtung oder eine mit oxidierenden Chemikalien arbeitende Einrichtung vorgeschaltet. In dieser Einrichtung findet ein chemisch-physikalischer Aufschluß von Zellulosefasern durch eine Kombination von Alkali, Wärme und Ozon statt.
Auch bei dieser Vorrichtung ist der Verbrauch von Hilfsstoffen relativ groß, da hier ebenfalls die biologisch-enzymatisch leicht verwertbaren Substanzen dem chemisch-physikalischen Aufschluß unterliegen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit der eine wirtschaftliche und weitgehende Verwertung der zu behandelnden Stoffe oder Stoffgemische erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ablauf des enzymatischen Hydrolysereaktors mit einer Fest-Flüssig-Trenneinrichtung verbunden ist, deren Flüssigkeitsaustrag mit dem Zulauf des anaeroben Bioreaktors und deren Feststoffaustrag mit dem Zulauf des chemisch-physikalischen Hydrolysereaktors in Verbindung stehen, während der Ablauf des chemisch-physikalischen Hydrolysereaktors mit dem Zulauf des enzymatischen Hydrolysereaktors in Verbindung steht.
Da der chemisch-physikalische Hydrolysereaktor dem enzymatischen Hydrolysereaktor nachgeschaltet ist, können Hilfsstoffverbräuche für den chemisch-physikalischen Aufschluß der Stoffe oder Stoffgemische stark verringert werden, da nur diejenigen Stoffe dem chemisch-physikalischen Hydrolysereaktor zugeführt werden, die zuvor im enzymatischen Hydrolysereaktor nicht aufgeschlossen werden konnten. Durch die Kreislaufführung der Reststoffe über den enzymatischen und den chemisch-physikalischen Hydrolysereaktor kann der chemisch-physikalische Hydrolysereaktor so betrieben werden, daß keine totale Destruktion der organischen Verbindungen stattfindet, sondern nur ein Teilaufschluß, so daß die Molekülbruchstücke weiter enzymatisch umgesetzt werden können. Dies gestattet mildere Prozeßbedingungen und reduzierten Hilfsstoffverbrauch.
Dabei werden der Flüssigkeitskreislauf über den anaeroben Bioreaktor und die Feststoffrückführung zur enzymatischen Hydrolyse mit oder ohne zwischengeschaltete chemisch-physikalische Hydrolyse kontinuierlich betrieben, während die Zuführung der Bioabfallmaische und die Auskreisung von Hydrolyserestfeststoff diskontinuierlich erfolgt. Dadurch kann gegenüber der Ablaufcharakteristik eines homogen durchmischten Reaktors der Umsatzgrad an organischer Substanz im ausgekreisten Restfeststoff deutlich erhöht werden.
Die Vorrichtung erfüllt die Aufgabe, geeignete ökologische Bedingungen für die abfallverwertenden Bakterien zu schaffen.
Die Stoffwechseltätigkeit der Bakterienflora ist an das Vorhandensein eines wäßrigen Mikrohabitats und physiologisch verträgliche Temperaturen gebunden.
Da eine Stoffaufnahme durch die Zellwand ausschließlich über Diffusion und osmotische Prozesse erfolgt, müssen gasförmige Produkte erst in dem Interzellularwasser gelöst und Feststoffe in lösliche Komponenten überführt werden, bevor ihre Verwertung möglich ist.
Speziell für die Feststoffverwertung haben sich deshalb mikrobielle Symbiontengemeinschaften herausgebildet, in denen spezialisierte Bakterien durch Ausschüttung extrazellulärer Enzyme eine Feststoffhydrolyse bewirken und anschließend die gelösten hochmolekularen Verbindungen für ihren Stoffwechsel nutzen. Ihre Ausscheidungsprodukte (Fettsäuren, niedere Alkohole, organische Schwefel- und Stickstoffverbindungen) werden von weiteren Bakterienarten wieder als Substrat genutzt und bis zu den Endprodukten CH4 und CO2 abgebaut.
Merkmal der enzymatischen Feststoffhydrolyse und der Stoffwechseltätigkeit der hydrolysierenden Bakterien ist neben der Ausscheidung wasserlöslicher niedermolekularer organischer Verbindungen, die aus der abgetrennten flüssigen Phase im anschließenden anaeroben Bioreaktor weiter umgesetzt werden, die Bildung eines spezifischen Hydrolysegases mit größer 60 bis 80 Vol% C02 und ca. 40 bis 20 Vol% H2. Außerdem können 0,2 bis 5 Vol% gestripptes H2S und/oder NH3 enthalten sein sowie nur Spuren CH4, wenn durch entsprechende Verweilzeit- und pH-Steuerung, ggf. verbunden mit schwacher Belüftung, eine simultane Methanisierung in der Hydrolysestufe weitgehend unterdrückt wird. Bei Belüftung des Hydrolysegases enthält das Hydrolysegas außerdem anteilig N2 und O2.
Zweckmäßigerweise wird das aus dem Hydrolysereaktor austretende Abgas mit dem aus dem anaeroben Bioreaktor austretenden Biogas gemeinsam verbrannt. Bei hohen H2S-Anteilen kann eine separate biologische oder chemische H2S-Reinigung erforderlich sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der anaerobe Bioreaktor als Intensiv-Methanisierungsreaktor mit Bakterienimmobilisierung ausgebildet. Das im anaeroben Bioreaktor gebildete Biogas kann energetisch weiter verwertet werden. Außerdem steht der Ablauf des anaeroben Bioreaktors vorzugsweise über die Feststoffrückführung mit dem Zulauf des enzymatischen Hydrolysereaktors in Verbindung. Auf diese Weise kann zur Steuerung der Feststoffkonzentration im enzymatischen Hydrolysereaktor ein Prozeßwasserteilstrom direkt in den enzymatischen Hydrolysereaktor dosiert werden.
Außerdem steht der Feststoffaustrag der Fest-Flüssig-Trennein­ richtung direkt mit dem Zulauf des enzymatischen Hydrolysereaktors in Verbindung. Andererseits steht der Feststoffaustrag der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung zusätzlich mit einer Abgabeeinrichtung zur Ausschleusung eines Teils der Feststoffe aus der Vorrichtung in Verbindung.
Der chemisch-physikalische Hydrolysereaktor ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Rohrreaktor ausgebildet. Dabei weist der Rohrreaktor ein Längen-zu-Durchmesserverhältnis von vorzugsweise 10 : 1 bis 40 : 1 auf. Außerdem ist der Rohrreaktor zweckmäßigerweise mit einer Rohrmantelheizung ausgestattet, um die erforderliche Chemolysetemperatur von ca. 140 bis ca. 220°C im Rohrreaktor zu erreichen. Um eine Inkrustierung, speziell bei eiweißreichen Abfallstoffen, zu verhindern, ist der Rohrreaktor besonders bevorzugt mit einem Dampfstrahlinjektor ausgestattet. Außerdem weist der Rohrreaktor zweckmäßigerweise vor der Beheizung bzw. dem Dampfeintrag einen Stutzen auf, der mit einem Säurebehälter in Verbindung steht. Auf diese Weise kann der Feststoffstrom im chemisch-physikalischen Hydrolysereaktor auf einen pH-Wert von ca. 1 bis ca. 5 angesäuert werden, um den chemisch-physikalischen Aufschluß der Stoffe oder Stoffgemische zu unterstützen. Am ablaufseitigen Ende des Rohrreaktors ist darüber hinaus zweckmäßigerweise ein Stutzen angebracht, der mit einem Laugebehälter in Verbindung steht. Auf diese Weise kann der Feststoffstrom vor dem Eintritt in den enzymatischen Hydrolysereaktor wieder neutralisiert werden.
Die Einspeisung der frischen Bioabfallmaische und des Prozeßwassers aus dem anaeroben Bioreaktor erfolgt zweckmäßig in dem Chemolyse-Rohrreaktor, der unter dem für die Gewährleistung der Betriebstemperatur notwendigen Überdruck steht.
Diese Beimischung der kalten Stoffströme bewirkt eine entsprechende Produktkühlung, so daß der Hydrolysatstrom vor Eintritt in den enzymatischen Hydrolysereaktor ohne Dampfentwicklung entspannt werden kann.
Der enzymatische Hydrolysereaktor ist vorzugsweise als geschlossener, zylindrischer Reaktionsraum mit konischem Boden ausgebildet. Der Reaktionsraum weist bevorzugt ein Höhen-zu- Durchmesser-Verhältnis von 2 : 1 bis 8 : 1 auf. Der konische Boden ist vorteilhafter Weise mit einem Neigungswinkel zwischen 30 und 45° ausgeführt. Außerdem ist in dem enzymatischen Hydrolysereaktor zweckmäßigerweise ein in einem Leitrohr angeordneter Schneckenrührer installiert, mit dem die zu behandelnden Stoffe oder Stoffgemische im Reaktionsraum umgewälzt werden können.
Das Leitrohr kann auch als Doppelmantelwärmeübertrager ausgeführt sein, um eine Aufwärmung über Heißwasser zu ermöglichen in Betriebsphasen, in denen der Wärmeeintrag über den Chemolyse-Bypaß nicht erfolgt. Es sind auch andere Homogenisiereinrichtungen wie Seitenrührwerke oder hydraulische Umwälzung einsetzbar.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Behandlung von komplexen Stoffgemischen, die biologisch abbaubare Substanzen oder deren Vorläufersubstanzen enthalten. Beispielsweise fallen bei getrennten Sammlungen von Abfällen aus Siedlungen, Landwirtschaft und Industrie Stofffraktionen an, die biotechnisch nutzbar sind. Mit der vorliegenden Erfindung wird nun erreicht, daß solche komplexe Stoffgemische auf wirtschaftliche Weise aufgearbeitet werden können.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines, in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels, näher erläutert werden:
Die Figur zeigt eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Bioabfällen mit einem enzymatischen Hydrolysereaktor und einem chemisch-physikalischen Hydrolysereaktor im Bypass.
Der geschlossene, zylindrische Reaktionsraum 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors mit konischem Boden steht auf einem Bockgerüst in solcher Höhe, daß darunter ein Freiraum für weitere Ausrüstungen entsteht. Das Höhen-zu- Durchmesser-Verhältnis des Reaktionsraumes 1 liegt zwischen 2 und 8, vorzugsweise zwischen 3 und 5. Der konische Boden des Reaktionsraumes 1 ist mit einem Neigungswinkel zwischen 30° und 45° ausgeführt. Zur internen Umwälzung der Bioabfallsuspension dient der in einem Leitrohr 3 arbeitende Schneckenrührer 2 mit einer Länge 0,6 bis 0,9 × zylinderische Reaktionsraumhöhe und einem Verhältnis 0,3 bis 0,7 für Rührerdurchmesser zu Behälterdurchmesser. Ein Drehzahl- und drehrichtungsumschaltbarer Antrieb 4 für den Schneckenrührer 2 befindet sich auf dem Deckel des Reaktionsraumes 1. Der Antrieb 4 ist über eine, durch den Deckel geführte Wellen mit dem Schneckenrührer 2 verbunden. Mit einer Flüssigkeitsringdichtung wird erreicht, daß die Wellendurchführung gasdicht abgeschlossen ist.
Das im Reaktionsraum 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors gebildete Hydrolysegas wird über einen Gasdom 5 gesammelt und abgeleitet.
Im konischen Boden des Reaktionsraumes 1 ist ein zentrischer Grundablaß 6 angeordnet, der über ein Verbindungsstück mit einem Flachschieber und einem Dehnungsausgleich mit der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung 7 verbunden ist. Die Fest-Flüssig-Trenneinrichtung ist bevorzugt als Siebschneckenseparator ausgebildet.
In der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung 7 abgepreßtes, mit organischen Inhaltsstoffen hochbelastetes Eluat wird in einer Vorlage 8 aufgefangen und über eine Pumpe 20 in einen in der Figur nicht dargestellten anaeroben Bioreaktor zur Methanisierung gefördert.
Der Flüssigkeitsablauf des anaeroben Bioreaktors steht über einen Stutzen 18 mit dem Rohrreaktor 12 in Verbindung. Auf diese Weise kann nach dem weitgehenden biologischen Umsatz der organischen Stoffe im Methanisierungsreaktor ein Teilstrom des entlasteten Eluates wieder als Prozeßwasser in den Hydrolysereaktor zurückgeführt werden. Dadurch kann die Feststoffkonzentration im Reaktionsraum 1 gesteuert werden. Gleichzeitig wird das Chemolyse-Produkt gekühlt.
Der in der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung 7 abgepreßte Feststoff fällt in einen Annahmetrichter 9, der am Ausgang der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung angeordnet ist. Anschließend kann der Feststoff auf drei Verwertungswege verteilt werden:
  • 1. Dem Annahmetrichter 9 ist ein senkrecht angeordneter Trogkettenförderer 10 nachgeschaltet, der mit einem Dosierschacht 17 am Deckel des Reaktionsraumes 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors in Verbindung steht. An den Dosierschacht 17 schließt sich ein Tauchrohr 19 an, das in den Reaktionsraum 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors hineinragt. Über diesen Trogkettenförderer 10 kann der Feststoff direkt in den Reaktionsraum 1 befördert werden. Auf diese Weise kann die, für den Abbau der organischen Substanzen erforderliche Feststoffverweilzeit, im Reaktionsraum 1 eingestellt werden.
  • 2. Dem Annahmetrichter 9 ist außerdem eine horizontale Förderschnecke 23 nachgeschaltet, die über eine Dickstoffpumpe 11 mit dem Rohrreaktor 12 in Verbindung steht. Im Rohrreaktor 12 findet der chemisch-physikalische Aufschluß der Feststoffe statt. Dabei dient der als Bypass-Reaktor angeordnete Rohrreaktor 12 vorzugsweise nicht einer totalen Destruktion organischer Verbindungen, sondern nur einem Teilaufschluß. Die aufgeschlossenen Molekülbruchstücke werden in dem nachgeschalteten Reaktionsraum 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors weiter enzymatisch umgesetzt. Dies gestattet mildere Prozeßbedingungen und einen reduzierten Hilfsstoffverbrauch.
  • 3. Die Förderschnecke 23 ist darüber hinaus mit einer, in der Figur nicht dargestellten Abgabeeinrichtung verbunden, über die die Förderschnecke 23 nach Drehrichtungsumkehr den Restfeststoff zum Beispiel in einen Transportcontainer abwerfen kann. Sofern in bestimmten Betriebsphasen der Bypass nur dem Feststoffrücklauf und ggf. dem Wärmeeintrag dient, kann das Prozeßwasser von dem Eingangsstutzen 18 auf eine Zuführung 25 in den Annahmetrichter 9 umgeschaltet werden. Die dadurch besser pumpfähig gemachte Feststoffsuspension kann dann effektiver gefördert werden.
Der Rohrreaktor 12, in dem eine gesteuerte Bypaß-Chemolyse stattfindet, weist ein großes Längen-zu- Durchmesserverhältnis von 10 : 1 bis 40 : 1 auf. Er kann außerdem mit einem langsam laufenden Schneckenrührer 13 zum Umwälzen der zu behandelnden Feststoffe und zur Vermeidung von Wandablagerung ausgestattet sein.
Zur Erzielung der erforderlichen Chemolysetemperatur von bevorzugt 140 bis 220°C kann der Rohrreaktor 12 mit einer elektrischen Mantelheizung versehen sein. Um Inkrustierungen, speziell bei eiweißreichen Abfallstoffen, zu vermeiden, ist jedoch bevorzugt ein Dampfstrahlinjektor 14 für den Wärmeeintrag vorgesehen.
Außerdem ist am Rohrreaktor 12 vor dem Wärmeeintrag ein Stutzen 15 angebracht, der mit einem Säurebehälter verbunden ist. Durch Dosierung einer Säure in den Rohrreaktor 12 kann der Feststoffstrom im Rohrreaktor 12 auf einen pH-Wert von ca. 1 bis ca. 5 angesäuert werden, um den chemisch-physikalischen Aufschluß des Feststoffes zu fördern.
Aufgrund der Pfropfenströmungscharakteristik in dem Rohrreaktor 12 ist über den Feststoffdurchsatz die substratabhängig geforderte Reaktionszeit zwischen 20 und 180 Minuten genau einhaltbar. Danach erfolgt über Stutzen 16, der am ablaufseitigen Ende des Rohrreaktors 12 angeordnet ist und mit einem Laugenbehälter in Verbindung steht, eine Laugedosierung zur Neutralisation. Diese kann auch dazu genutzt werden, den pH-Wert im Reaktionsraum 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors soweit anzuheben, daß eine Inhibierung der acidogenen Bakterienpopulation durch die eigenen Stoffwechselprodukte vermieden wird.
Die Zuführung der Bioabfallmaische aus einem Bioabfallmaischebehälter über Leitung 24 erfolgt ebenfalls bevorzugt am Ende des Chemolyse-Rohrreaktors, um die notwendige Aufwärmung auf Prozeßtemperatur bei gleichzeitiger Abkühlung des Hydrolysates zu gewährleisten.
Am Deckel des Reaktionsraumes 1 ist ein Dosierschacht 17 angeordnet, in dem die Entspannung des auf Prozeßtemperatur abgekühlten Gemisches aus Hydrolysat, Prozeßwasser und Bioabfallmaische erfolgt. Außerdem können die über den Trogkettenförderer transportierten Feststoffe eingespeist werden. Im Dosierschacht 17 werden die beiden Stoffströme zusammengeführt und nach ihrer Mischung über ein, in den Reaktionsraum 1 hineinragendes Tauchrohr 19, in den Reaktionsraum 1 eingebracht.
Die Rückführung eines Prozeßwasserteilstromes über Leitung 18 bewirkt eine Beimpfung mit methanogenen Bakterien aus dem, in Figur nicht dargestellten, anaeroben Bioreaktor. Um bei entsprechend neutralisiertem pH-Wert die Ausbildung einer anaeroben Mischflora zu unterdrücken, kann über Leitung 21, die in den Reaktionsraum 1 des enzymatischen Hydrolysereaktors hineinragt, mittels eines außerhalb des Hydrolysereaktors angeordneten Gebläses 22, Luft in den Hydrolysereaktor eingeblasen werden.
Außerdem kann durch Ausbildung lokaler aerober Zonen im Reaktionsraum 1 in Folge der Belüftung über Leitung 21 die Hydrolyse spezifischer organischer Verbindungen verbessert werden. Bei hohem H2S-Anfall kann auf diese Weise auch eine H2S-Strippung in das Hydrolysegas erfolgen.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, eisenhaltige Schlämme, zum Beispiel Wasserwerksfilterschlämme, in den Annahmetrichter 9 zu dosieren, um eine H2S-Ausfällung durch Eisensulfidbildung zu erreichen.
Kleinere Hydrolysereaktoren bis ca. 20 m3 können auch in liegender Form ausgeführt werden. Dabei wird der Rührer 2 durch ein Balken- oder Paddelrührwerk mit horizontaler Welle ersetzt. Anstelle des Trogkettenförderers 10 kommt eine schrägliegende Förderschnecke zum Einsatz.
Der Reaktionsraum 1 kann auch mit einer Zu- und Abführleitung einer Pumpe zur hydraulischen Umwälzung verbunden sein.
Es können in dem Reaktionsraum 1 auch ein oder mehrere Seitenrührwerke als Homogenisierungseinrichtung installiert sein.

Claims (22)

1. Vorrichtung zur Behandlung von biologisch abbaubare Substanzen oder Vorläufer von biologisch abbaubaren Substanzen enthaltenden Stoffen oder Stoffgemischen mit einem enzymatischen Hydrolysereaktor zum enzymatischen Aufschluß der Stoffe oder Stoffgemische und einem chemisch-physikalischen Hydrolysereaktor zum chemisch-physikalischen Aufschluß der Stoffe oder Stoffgemische sowie einem anaeroben Bioreaktor zum biologischen Abbau der Stoffe oder Stoffgemische, wobei der enzymatische und chemisch-physikalische Hydrolysereaktor sowie der anaerobe Bioreaktor Zuläufe und Abläufe für Feststoffe und/oder Flüssigkeiten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf des enzymatischen Hydrolysereaktors (1) mit einer Fest-Flüssig-Trenneinrichtung (7) verbunden ist, deren Flüssigkeitsaustritt mit dem Zulauf des anaeroben Bioreaktors und deren Feststoffaustritt mit dem Zulauf des chemisch-physikalischen Hydrolysereaktors (12) in Verbindung stehen, während der Ablauf des chemisch-physikalischen Hydrolysereaktors (12) mit dem Zulauf des enzymatischen Hydrolysereaktors (1) in Verbindung steht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf des anaeroben Bioreaktors mit dem Zulauf des enzymatischen Hydrolysereaktors (1) in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffaustrag der Fest-Flüssig- Trenneinrichtung (7) direkt mit dem Zulauf (19) des enzymatischen Hydrolysereaktors (1) in Verbindung steht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffaustrag der Fest-Flüssig- Trenneinrichtung (7) zusätzlich mit einer Abgabeeinrichtung zur teilweisen Ausschleusung der Feststoffe aus der Vorrichtung in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der chemisch-physikalische Hydrolysereaktor (12) als Rohrreaktor ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) ein Längen-zu- Durchmesser-Verhältnis von 10 : 1 bis 40 : 1 aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) mit einer Rohrmantelheizung ausgestattet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) mit einem Dampfstrahlinjektor ausgestattet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) einen Stutzen (15) aufweist, der mit einem Säurebehälter in Verbindung steht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) am ablaufseitigen Ende einen Stutzen (16) aufweist, der mit einem Laugebehälter in Verbindung steht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) am ablaufseitigen Ende einen Stutzen (18) aufweist, der mit dem Flüssigkeitsablauf des anaeroben Bioreaktors in Verbindung steht.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) am ablaufseitigen Ende einen Stutzen (24) aufweist, der mit einem Bioabfallmaischebehälter in Verbindung steht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (12) in einen Dosierschacht (17) mündet und über ein Tauchrohr (19) mit dem enzymatischen Hydrolysereaktor (1) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit dem Flüssigkeitsablauf des anaeroben Bioreaktors umschaltbar ist auf eine Zuführung (25) in einen der Fest-Flüssig-Trenneinrichtung (7) nachgeschalteten Annahmetrichter (9).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymatische Hydrolysereaktor (1) als geschlossener zylindrischer Reaktionsraum mit konischem Boden ausgebildet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (1) ein Höhen-zu- Durchmesser-Verhältnis von 2 : 1 bis 8 : 1 aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Boden mit einem Neigungswinkel zwischen 30 und 45° ausgeführt ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktionsraum (1) ein, in einem Leitrohr (3) angeordneter Schneckenrührer (2), installiert ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitrohr als Doppelmantelwärmeübertrager ausgebildet ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum (1) mit Zu- und Abführleitung einer Pumpe zur hydraulischen Umwälzung verbunden ist.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktionsraum (1) ein oder mehrere Seitenrührwerke installiert sind.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der anaerobe Bioreaktor als Intensiv-Methanisierungsreaktor mit Bakterienimmobilisation ausgeführt ist.
DE4308920A 1993-03-19 1993-03-19 Vorrichtung zur Behandlung von Bioabfällen oder dergleichen Withdrawn DE4308920A1 (de)

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