DK168480B1 - Fremgangsmåde og anlæg til behandling af organisk materiale - Google Patents
Fremgangsmåde og anlæg til behandling af organisk materiale Download PDFInfo
- Publication number
- DK168480B1 DK168480B1 DK629787A DK629787A DK168480B1 DK 168480 B1 DK168480 B1 DK 168480B1 DK 629787 A DK629787 A DK 629787A DK 629787 A DK629787 A DK 629787A DK 168480 B1 DK168480 B1 DK 168480B1
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- zone
- reactor
- reaction
- materials
- dominant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H7/00—Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
- E04H7/02—Containers for fluids or gases; Supports therefor
- E04H7/18—Containers for fluids or gases; Supports therefor mainly of concrete, e.g. reinforced concrete, or other stone-like material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D88/00—Large containers
- B65D88/76—Large containers for use underground
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Architecture (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
- Prostheses (AREA)
Description
DK 168480 B1
FREMGANGSMÅDE OG ANLÆG TIL BEHANDLING AF ORGANISK MATERIALE
Den foreliggende opfindelse angår den biologiske behandling 5 af materialer eller substrater under indvirken af kolonier af mikroorganismer, hvor der i den generelle behandling indgriber i det mindste to på hinanden følgende faser, som hver svarer til en dominerende biokemisk reaktion.
10 Opfindelsen angår mere specifikt en fremgangsmåde og et anlæg til brug ved udøvelse af denne fremgangsmåde, som tillader produktion af biogas under forbedrede vilkår fortrinsvis opnået ved bakteriologisk fermentering af organisk materiale. Opfindelsen vil herefter blive beskrevet i for-15 bindelse med denne anvendelse.
Den foreliggende opfindelse er især tilpasset efter at bringe en fremgangsmåde til udøvelse, som tillader udnyttelse og genvinding af affald fra byer, landbrug og eventu-20 el industrimæssig oprindelse ved fermentering i et anaerobt medium, hvilken fermentering under indvirkning af bakteriekolonier er ledsaget af produktion af en gas, der omfatter en væsentlig andel af methan og såkaldt "biogas".
25 Opfindelsen angår mere specielt udnyttelsen af tilbageværende rester, som i sig selv ved begyndelsen er i fast form.
Det er interessant at være i stand til at behandle materia-30 lerne, som underkastes den anaerobe fermenteringsproces på en kontinuerlig måde i en og samme reaktor, hvilket på en åbenlys måde tillader at reducere arbejdet, energiforbruget og vedligeholdelsesinvesteringer og løbende omkostninger.
35 Der skelnes traditionelt mellem seks typer af fremgangsmåder, som udføres på en kontinuerlig måde og anvendes til DK 168480 B1 2 behandling af væsker; - en fortsat blanding ved en mekanisk eller pneumatisk omrøring i fermenteringsbeholderen; 5 - anaerob kontakt ved en recirkulation af en del af de udgående mikroorganismer, som er genvundet i en intern omhælder i fermenteringsbeholderen, med henblik på at forøge den gennemsnitlige bakteriekoncentration; 10 - anaerobisk filter med binding af bakterierne til en inaktiv pakning i beholderen; - fluidiseret leje med vedligeholdelse af en opløsning af 15 en pakning ved en opstigende strøm af væsken, der skal behandles; - USAB, med en omhælder inde i fermenteringsbeholderen for at udfælde aggregater af bakterieslam; 20 - stempel med en fremadskridende front i materialet på en homogen måde. En tilnærmelse dertil udføres ved at lede ef-fluenter gennem en serie af beholdere af de uendeligt blandede typer.
25 EP patentansøgning nr. 0 048 675 beskriver et apparat til behandling af biokemisk væskeformigt affald.
Dette apparat omfatter et lukket rum, der danner en reak-30 tor, som er forsynet med lodrette skillevægge, der definerer rumfang af gas og af materiale, hvor hver af fermenteringsfaserne finder sted.
Medens det imidlertid er relativt let at iværksætte konti-35 nuerlige processer af et flydende råmateriale, er den kontinuerlige proces mere eller mindre vanskelig i tilfælde af DK 168480 B1 3 fast eller dejagtigt affald.
Det er en fordel ved opfindelsen at angive en fremgangsmåde og et anlæg til udøvelse af fremgangsmåden, som muliggør at 5 iværksætte kontinuerlige processer fra fast eller dejagtigt affald.
Der kendes således fremgangsmåder, hvori materialerne, som skal behandles, er opbevaret i kurve, der bevæges gennem en 10 tunnel, medens de er nedsænket i et flydende medium, hvor transporten opnås ved et kompliceret mekanisk anlæg såsom en skrue, en kæde eller en skraber; det er indlysende at disse anlæg er vanskelige at kontrollere og repræsenterer en høj grad af investeringer og risiko for mekaniske funk-15 tionsfejl, der ikke har tilladt en industriel udvikling.
Der kendes også en fremgangsmåde til behandling af råmateriale, der omfatter et højt indehold af tørt materiale, hvor det faste materiale anbringes i en opløsning for at 20 frembringe en dejagtig masse, som muliggør en viskøs opførsel i hovedsagen beslægtet med en halvflydende masse; der kan således udnyttes og behandles skrald af bymæssig oprindelse, hvor råmaterialet i dette tilfælde bringes tilbage til en granulogisk størrelse mellem 0 og 100 mm, opløses i 25 et forhold af tørt materiale mellem 30 til 35% af tørt ekstrakt, og hvor materialet ved kraften fra et skaft eller et stempel indføres i en cylindrisk reaktor, hvor det må underkastes en behandlingscyklus med en passende hydraulisk tilbageholdelsestid (RTH) af størrelsesorden 15 til 25 da-30 ge.
FR patentansøgning nr. 2 481 873 har som emne en fermenteringsinstallation for kontinuerlig produktion af methangas fra flydende eller ikke flydende materialer, der udblødes i 35 en væske. Endvidere er størrelsen og kapaciteten af hver af de tilsvarende rumfang enten under aerobisk fermentering DK 168480 B1 4 eller under anaerobisk fermentering beregnet forud for starten af fermenteringen, og der er ikke tilvejebragt nogen recirkulation af materialerne og ej heller nogen kontrol af de biologiske parametre i løbet af fermenteringen.
5
Det er en fordel ved opfindelsen at tillade recirkulation af materialerne og modifikation af forskellig kapacitet og således tilbageholdelsestiden svarende til hvert foregående trin i løbet af fermenteringen.
10
Der kendes også en fremgangsmåde til kontinuerlig fermentering omfattende anbringelse af substraterne (såsom gødning) i en lodret silo; materialerne indføres i toppen og udtages fra bunden, hvilket imidlertid indebærer tekniske proble-15 mer; disse fremgangsmåder er yderligere begrænset i det foreliggende rumfang som følge af den lodrette konfiguration af anlægget, hvilket begrænser anvendelse af fremgangsmåden til store anlæg.
20 Selv om en iværksættelse af en fortløbende proces viser fordele med hensyn til anvendelsen, er der ulemper med i et lukket rumfang under samme betingelser at vedligeholde et materiale, som er i begyndelsen af nedbrydningen og som derfor er tæt på materialer, der allerede er i slutningen 25 af nedbrydningen og er fremskredet i den komplekse methani-seringsproces ved bakteriologisk opløsning, så gennemsnitsforholdene (temperatur, sammensætning, produceret gas, recirkulationsgraden, pH etc.) i dette heterogene medium ikke nødvendigvis svarer til de optimale forhold i hver fase ka-30 rakteriseret ved en dominerende biokemisk reaktion i den gennemgående proces.
Denne fordel ved den kontinuerlige fremgangsmåde forbliver imidlertid i sig selv forholdsvis teoretisk, fordi det for-35 udsætter, at hver portion selv er af en homogen sammensætning, så de forskellige faser af methaniseringsprocessen er DK 168480 B1 5 identisk for hver komponent; hvis portionerne især i tilfælde af rester af bymæssig oprindelse har en i hovedsagen konstant middel sammensætning over tiden, vil hver portion, der føder reaktoren, ifølge definition indeholde elementer 5 af fuldstændig uensartet sammensætning varierende fra hurtigt fermenterende materialer til produkter, hvis reaktion i forhold til indvirkningen af bakteriernes fordøjelse modsætningsvis vil være meget langsommere; så man finder igen, at den tidligere anførte ulempe, nemlig at selv i en konti-10 nuerlig reaktor, vil portionerne nogen tid efter begyndelsen af cyklus indeholde materiale, som er i en relativt fremskreden grad af nedbrydning, medens andre komponenter er forblevet meget forsinket.
15 Til sidst foreslår FR patentansøgning nr. 2 475 524 en fremgangsmåde til fermentering, der omfatter to faser; en forudgående fordøjelse producerende carbondioxid gas, som foregår i en fordøjelsesgrube, og en fordøjelsesfase producerende methan, der finder sted i en fermenteringskanal ad-20 skilt fra fordøjelsesgruben og fødes med materiale, der kommer fra den sidstnævnte.
Det er en fordel ved opfindelsen at foreslå en fremgangsmåde og et anlæg, som tillader at udføre disse to faser i en 25 enkelt reaktor.
Der vides endvidere, at den biologiske proces defineret som methaniseringen af organiske produkter i virkeligheden resulterer fra fire på hinanden følgende komplekse biologiske 30 reaktioner, som udføres i mikrobielle omgivelser af for skellige arter, der virker i symbiose.
Der skelnes traditionelt mellem fire på hinanden følgende faser af nedbrydning under indvirkning af følgende domine-35 rende bakterie populationer: DK 168480 B1 6 - hydrolyse: biopolymererne, hvoraf det organiske materiale er sammensat (glucider, proteiner og lipider), opløses i metaboliserede substanser af mikroorganismerne. Denne fase må forløbe i et aerobisk eller anaerobisk medium svarende 5 til substraterne, - acidogenese: de foregående mellemled methaboliseres af syredannende bakterier i en kompleks blanding rig på den ene side af flygtige fedtsyrer og andre sammensætninger med 10 mere end to carbonatomer, og på den anden side en blanding rig på acetat, carbondioxid og hydrogen, - acetogenese: under indvirken af en ny gruppe bakterier omdannes de organiske syrer og andre sammensætninger med 15 mere end to carbonatomer til carbondioxid, hydrogen eller eddikesyre; faserne acidogenese og acetogenese omgrupperes sommetider, - methanogenese: under denne sidste fase under indvirken af 20 en sidste gruppe mikroorganismer omdannes acetat til biogas, mens carbondioxiden reduceres ved hjælp af hydrogen.
Det er bemærket, at hastigheden af hydrolysen i sig selv er lavere end hastigheden af methanogenesen, i sig selv lavere 25 end hastigheden af acidogenesen og at reaktionshastigheden biologisk er direkte knyttet til reproduktionshastigheden af bakterierne.
Det er derfor ønskeligt og samtidig det første formål med 30 nærværende opfindelse at angive en fremgangsmåde, som forbinder de teknologiske og økonomiske fordele ved investeringen og i løbet af arbejdet med den fortløbende proces med en konstant tilpasning af parametrene til styring af behandlingen til de efter hinanden følgende faser i proces-35 sen, hvor hver fase svarer til en specifik dominerende reaktion, som derfor kan styres under passende og tilpassede DK 168480 B1 7 forhold.
Et andet formål med opfindelsen er at tilvejebringe anlæg, som alt efter design og indledende konstruktion kan tilbyde 5 indretningsmuligheder og alsidighed, som gør det muligt at imødekomme en hvilken som helst kvantitativ eller kvalitativ forandring i materialet, der skal behandles. Det er i sandhed meget vanskeligt at kende den nøjagtige sammensætning for en by, en region eller endog et land af affald el-10 ler rester, der skal behandles. Endvidere vil procentdelene af komponenterne udvikle sig over tiden med produktionen og forbrugsvanerne.
Derfor vil fremgangsmåden ifølge opfindelsen tillade at op-15 timere methaniseringsprocessen, under hvilken de forskellige dominerende reaktioner udføres efter hinanden i en enkelt reaktor, men i virkeligheden adskilt i forskellige ar-bejdszoner, hvor hver er knyttet til en dominerende reaktion.
20
Til dette formål angår opfindelsen en fremgangsmåde til kontinuerlig behandling af organiske råmaterialer i fast eller dejagtig form ved fermentering under indvirken af kolonier af mikroorganismer, og hvori der gennemløbes i det 25 mindste to på hinanden følgende faser, som hver svarer til en dominerende biokemisk reaktion af den art, hvor materialerne, der skal behandles, føres ind i i det mindste en reaktor, hvor de undergår indvirken af mikroorganismer, såsom bakteriekolonier, der fremkalder en anaerob fermentering 30 med det formål at producere biogas, idet materialerne bringes til uafbrudt at omløbe mellem et hovedindløb og et udløb placeret ved reaktorens to ender, idet materialet passerer i løbet af en hydraulisk tilbageholdelsestid svarende til den hviletid, der er nødvendig for den gennemsnitlige 35 behandling af materialerne, som indgår i tilførslen, og fremgangsmåden karakteriseres ved at omfatte: DK 168480 B1 8 - vedvarende at lade materialerne cirkulere i reaktoren på langs og ad en ikke lineær, konkav og især kurvet bane, 5 - at udføre i det mindste en fjernelsesoperation af i det mindste en materialestrøm i en passende del af banen for at genindføre den opstrøms for at fremkalde i det mindste en delvis recirkulation af de behandlede materialer, der er specifikke for en dominerende reaktionszone, idet indfø- 10 ringspunktet og udtagningspunktet for de recirkulerede materialer ligger hovedsageligt ved indføringspunktet henholdsvis ved udføringspunktet af det virtuelle rumfang, der definerer den nævnte zone inden i reaktoren, 15 - at regulere recirkulationshastigheden i den nævnte zone for at tilpasse materialets gennemsnitlige tilbageholdelsestid i denne zone efter tiden for reproduktion af kolonierne af specifikke mikroorganismer i denne zone, og 20 - at kontrollere forholdene, som er specifikke for en domi nerende reaktion i hver af de efterfølgende zoner ved regulært at fortsætte med at tage fysiske og/eller kemiske og/eller biologiske forholdsregler tilpasset til at tillade bestemmelsen af tilstanden af materialet og udviklingsom- 25 stændighederne for den dominerende reaktion i hver zone.
Til sigtet med at iværksætte fremgangsmåden tjener kendsgerningen af at frembringe modulering af· recirkulationshastigheden i en zone (materialet tages fra udgangen af den 30 omhandlede zone og genindføres opstrøms ved indgangen til denne zone), for således at tilpasse middel tilbageholdelsestiden for materialet i denne zone efter tiden for gendannelse af kolonierne af mikroorganismer (biomasse) specifikt for denne zone for således at undgå udvaskning.
Ifølge en anden form for at iværksætte fremgangsmåden ind- 35 DK 168480 B1 9 føres der i det omløbende medium på en måde, der er specifik for hver af zonerne, især gasagtige stoffer såsom methan eller carbondioxyd egnet til at virke kemisk på ligevægten af nævnte medium som en funktion af den domineren-5 de reaktion i hver zone.
Mere specielt tilvejebringes der for at begrænse den gasatmosfære, som hersker over hver zone, en øvre tværgående væg på de steder, som svarer til udløbet af en dominerende 10 reaktionszone og til indløbet af en efterfølgende zone, som svarer til en anden dominerende reaktion, for derved at isolere gasatmosfærerne, som befinder sig over hver zone, fra hinanden.
15 Mere specielt inden for sigtet med at iværksætte opfindelsen for produktion af biogas gennem bakteriologisk fermentering af rester defineres der indenfor et lille gennemløbstværsnit og med stor banelængde svarende til bevægelsesbanen for det behandlede materiale fire efterfølgende 20 zoner, som hver svarer til en dominerende reaktion, nemlig: a) en første zone bestemt til en hydrolyseproces og placeret mellem hovedindløbet og et første mellemliggende indløb, 25 b) en anden zone nedstrøms langs det behandlede materiales bane og bestemt til en acidogeneseproces, hvilken anden zone liggger mellem det første mellemliggende indløb og et andet mellemliggende indløb, 30 c) en tredje zone igen nedstrøms langs det behandlede materiales bane og bestemt til en acetogeneseproces, hvilken tredie zone ligger mellem det andet mellemliggende indløb og et tredje mellemliggende indløb, 35 d) en fjerde zone, der ligger nedstrøms, og som svarer til DK 168480 B1 10 en methanogeneseproces, idet denne zone ligger mellem det tredje mellemliggende indløb og udløbet for materialet i form af effluenter, 5 og at man kontrollerer tilførselsforholdene, recirkulationsforholdene, temperaturforholdene og genindsprøjtnings-forholdene af biogas i hver zone som en funktion af den dominerende reaktion i denne zone.
10 Mere specielt kan man i en bestemt zone i blandingen i massen af materialer, som skal behandles, indføre intermediære metaboliter, som er særlige for den specifikke bakterieflora for den dominerende reaktion, der sker i denne zone.
15 Endnu mere specielt er de nævnte metaboliter i fast form og er udvalgt i familien, som omfatter: a) glucoserigholdige produkter indført i zonen beregnet til acidogenese, 20 b) acetatrigholdige materialer indført i zonen til dannelsen af methan.
Opfindelsen angår også et anlæg til brug ved udøvelse af 25 den ovenfor anførte fremgangsmåde.
Med henblik på dette angår opfindelsen et anlæg til behandling af organisk materiale i fast eller dejagtig form og under indvirkning af mikroorganismer såsom bakteriekoloni-30 er, især til produktionen af biogas, idet anlægget er af den art, som består lukket beholder, som i den ene ende er forsynet med et hovedindløb til det materiale, der skal behandles, og i den anden ende med et udløb til det opløste effluente materiale, karakteriseret ved, at beholderen er 35 udformet med et lille konstant tværsnit i forhold til sin længde, og i et planbillede af en bane som et ringsegment DK 168480 B1 11 er sluttet til en indføring, en udføring og har midler til at opsamle og indføre materialer eller biogas til en i midten af det nævnte ringsegment anbragt disengageret central del, som udgør et teknisk areal, der omfatter midler til at 5 kontrollere og lede behandlingen i beholderen på dens forskellige punkter.
Mere specielt omfatter anlægget langs dets bane de nævnte midler til fjernelse af materiale fra strømmen af materiale 10 i gennemløb i anlægget og de nævnte midler til indføring af materiale i strømmen af det nævnte materiale i gennemløb, hvilke midler er anbragt på den konkave væg i anlæggets beholder.
15 Fortrinsvis omfatter beholderen på sin øvre del og udgående fra dens væg, som danner tag, i det væsentlige lodrette tværgående skillevægge, der strækker sig ned i materialet i reaktionsforløbet, idet disse skillevægge er tilpasset til at dele det frie rum oven over det dejagtige materiale i 20 omløb i reaktoren, medens de afgrænser af hinanden uafhængige luftrumfang, hvor hvert rumfang er forbundet til en central enhed beregnet til separat at samle prøverne taget i disse luftformige faser svarende til hvert af rumfangene og til en særlig sammensætning.
25
Yderligere kendetegn og fordele ved opfindelsen vil fremgå af den efterfølgende beskrivelse, som er givet med baggrund i en særlig udførelsesform, der som et ikke begrænsende eksempel er gengivet på den tilsluttede tegning, hvor: 30
Fig. 1 viser et tværsnit af en reaktionsbeholder ifølge opfindelsen, fig. 2 viser i perspektiv en behandlingsenhed, der anven-35 der en reaktionsbeholder ifølge opfindelsen, DK 168480 B1 12 fig. 3 viser i plan anlægget i fig. 2, fig. 4 viser i perspektiv et enhedstagelement, 5 fig. 5a og 5b viser i planbillede en alternativ udførel sesform angående en · methaniserende reaktionsbeholder, som omfatter virtuelle arbejdszoner; fig. 5a viser kredsløbene for materialet og fig. 5b kredsløbene for gas-10 sen.
Ifølge alle figurerne og især fig. 1, som viser et billede i tværsnit langs linien I-I i fig. 3, kan man se, at beholderen er gravet delvist ned og at den ved sin bund består 15 af en rende gravet i selve jorden især ved mekaniske midler såsom en rendegraver.
Renden 1 har en form, der opad breder sig ud og ifølge tegningen udviser en V-formet tværsnit og således omfatter to 20 vægge 2 og 21, forløbende skråt fra den tilsvarende øvre kant 3-3’ ned til bunden af renden 4.
Renden følger, som det kan ses på fig. 2 og 3, en kurve og har fortrinsvis en afbrudt cirkulær bane, og består således 25 af et cirkelafsnit 5 afbrudt af en zone 6, som tillader adgang udefra til ringens centrum 7.
Den således fremstillede rende, der definerer en formet bund bestående af de to hældende vægge 2, 2' tildækkes med 30 en overflade eller beklædningsvæg anbragt mod og parallelt med væggene 2, 2'.
det på tegningen viste eksempel er der anbragt et dække bestående af en betonvæg 8, der på kendt måde hviler på et 35 grusleje 9.
DK 168480 B1 13
Betonvæggen danner en beklædning, der slutter sig til bunden med et V-formet tværsnit i renden og den er forsynet med en forstærkningsskulder, som er konform med den cirkulære konfiguration af væggene 2, 2'.
5
Efter valg kan betonen støbes efter anbringelse af glidende forskallinger, som flyttes efterhånden som arbejdet skrider frem.
10 Renden kan tildækkes med et hvilket som helst overdækningsmateriale, som kan sikre væggenes tæthed, især elementer, som er fremstillet forud af forstærket harpiks eller af tildannede stålplader eller endda muligvis af folier forstærket med et væsketæt bøjeligt materiale (plast eller 15 forstærket gummifolie.
Det kan af fig. 1 ses, at den øvre del af betonvæggene 8 er forlænget med et legeme 10, 10, som slutter sig til rendens øvre kanter 3, 3'.
20
Disse legemer vil udgøre understøtninger, som udgør vederlag til modtagelse af dækningselementer beskrevet i det følgende.
25 Det fremgår af fig. 1, at den åbne rende er lukket ved dens topaf et lukke- og dækningselement, hvoraf et er vist perspektivisk på fig. 4.
Dette element er fordelagtigt fremstillet af et forstærket 30 harpiks, og det er dimensioneret til i et planbillede at følge rendens kurve, medens dets flade kanter 12 og 12' er afbøjet til deres anbringelse på vederlagene 10 henholdsvis 10' med mellemliggende forseglingsmidler dannet af svampe-agtigt eller alveoleagtigt materiale imprægneret med bitu-35 men 13, 13'.
DK 168480 B1 14
En serie af fortrinsvis bagudbøjede stænger 14, 14' indlejret i vederlaget 10 stikker ud med deres øvre ende for at strække sig gennem flangen 12, 12’ og ved hjælp af bolte sikre fastgørelsen af denne flange til det bærende veder-5 lag, og det vil forstås, at hvert dækningselement 15 danner en hvælving, som derfor er selvbærende og hurtigt kan anbringes på plads og fastgøres til de vederlagsdannende kanter 10, 10' på de nedre vægge 8, 8' i renden.
10 Elementerne 15 er anbragt efter hinanden for at danne en ring eller et ringsegment, som er placeret på ringsegmentet 5, som udgøres af renden.
De rundtgående dækningselementer 15, 15', 15’' omfatter ved 15 deres mod hinanden stødende kanter samlingsmidler især i form af fordybninger, som samvirker indbyrdes med mellemlæg af tætningsmidler (såsom strimler af kompressibelt og alve-oleagtigt materiale imprægneret med bitumen), så væsketæt-hed fra det ene element 15 til det andet er sikret.
20
Fra en central enhed 23 er der udstrakt øvre rørledninger 24, 24’, som samler den i en del af beholderen producerede gas og centraliserer og eventuelt genindfører den i recirkulationskredsløbet via rørene 22, 22' efter trykpåsætning 25 i den centrale enhed 23.
En betydelig fordel ved opfindelsen er den store fleksibilitet i reaktorens kapacitet, der ikke er endeligt fastlagt.
30
Det er derfor muligt at frembringe en beholder tildannet som en kvartcirkel eller som en halvcirkel, der derefter kan udvides ved tilføjelse af en ny kvartcirkel for derved at forøge kapaciteten under bevarelse af enheden og homoge-35 niteten i det hele; det vil forstås, at det er let under udførelsen af beklædningen af den forstærkede beton 8, 8' DK 168480 B1 15 at efterlade enderne af jernstænger stikkende ud gennem den afsluttende endegavl, så man efter ødelæggelse af denne endegavl let kan forlænge renden og bagefter forlænge væggene 8, 8' for at frembringe en ny ringsektion som en forlængel-5 se af den oprindelige beholder.
Beholderen kan derfor selv om den frembyder en stor kapacitet være lidet generende for omgivelserne og kan udføre sin lagerfunktion i overensstemmelse med et væsentligt rumfang 10 uden dog at overskride en abnorm højde.
Ved opfindelsens genstand opnås muligheden for i centrum af (delvist lukkede) ring at anbringe de centrale installationer, som således kan betjene hele reaktoren, hvis punkter 15 alle er ækvidistante fra den centrale zone.
I tilfælde, hvor der især må tilsættes reagentelementer (reagenter eller formelle reguleringsvæsker) til produktet, som er under behandling, reduceres længden af rørledninger 20 betydeligt.
Hvor beholderen anvendes som en methaniseringsreaktor for fermentering og bakteriel omsætning af affald, er sænkningen af energiforbruget på grund af den lave højde af omsæt-25 teren en betydelig fordel ved anvendelse af beholderen ifølge opfindelsen, især ved begivenheden at starte pumperne til indføring af materialet.
På dækningselementerne, som er anbragt ved de ender, hvor 30 ringsegmentet dannet af renden er afbrudt, tilvejebringes en tværgående lukning.
Det kan af fig. 2 ses, at endedækningselementerne 16, 16' således omfatter en tværgående væg 17, der i sig selv har 35 en flange 18, der hviler på og er fastgjort til et tværgående vederlag, som strækker sig opad fra en tværgående væg DK 168480 B1 16 (ikke vist på tegningen) og lukker begge sidevægge 8, 8' i renden i flugt med begge ender.
I fig. 2 kan det ses, at der fra en central kilde indehol-5 dende passende pumper og kompressorer kan udstråle radiale ledninger 22, 22’ (synlige på figur 1) førende til en recirkulationsbeholder eller dyser 23’, som dykker ned i beholderen og derfor tillader tilbageføring under tryk i den viskøse masse, som er under behandling af gasser rige på 10 methan, hvorved der frembringes den' med sigtet af fremgangsmåden ønskede virkning, nemlig en forøgelse af udbyttet af methanfremstilling.
Fig. 5a og 5b giver mere specielt et eksempel på en udfø-15 relsesform af et anlæg tilvejebragt for behandling af rester eller især af affald med sigte på en methaniserings-proces efter fremgangsmåden ifølge opfindelsen.
Fig. 5a viser kredsløbet af det faste eller dejagtige mate-20 riale, der skal behandles.
Fig. 5b viser cirkulationen af gasfaserne.
Det ses, at der inden for sigtet af dette eksempel benyttes 25 en reaktor, som definerer et enkelt rumfang og som tidligere beskrevet i den almindelige form af et, ringsegment.
Reaktoren 30 er her med sin konkave flade forbundet til et centralt areal 32 ved et flertal af kanaler eller rørled-30 ninger 33, 34, 35, 36, 37, 38.
Disse rørledninger udgør midlerne for overføringen, indfø- « ringen og recirkulationen af materiale, som er i omløb i reaktoren 30.
Det må præciseres, at der er vist rørledninger anbragt par- 35 DK 168480 B1 17 vist, for eksempel 33 og 34, idet hver er· tilknyttet en bestemt cirkulationsretning, hvilket er gjort for tydelighedens skyld og for forståelse af tegningerne; men det vil være let at frembringe en enkelt rørledning, som ifølge an-5 vendelsesretningen kan tjene til både at returnere det re-cirkulerede materiale fra reaktoren 30 mod det tekniske areal 32 og omvendt.
Ifølge denne udførelsesform udgør reaktoren et enkelt inde-10 lukke, hvori materialerne, som er indført fra indføringen 39, omløber på en kontinuerlig måde til udløbet 40, gennem hvilket de behandlede materialer, det vil sige det omsatte, kommer tilbage til det tekniske areal 32.
15 Inden for sigtet med denne udførelsesform er der imidlertid i den øverste del af reaktorens rumfang tilvejebragt et flertal af tværgående vægge, sådan som de er vist på fig. 1 og på fig. 5a og 5b under henvisningsbetegnelsen 41.
20 Disse tværgående vægge er anbragt for i den øvre del af indelukket (der er beregnet for modtagelse af den gasagtige atmosfære) at definere 4 zoner, som vil svare til 4 ar-bejdszoner, som hver er knyttet til en dominerende reaktion.
25
Med henblik på overskueligheden er der tilvejebragt 3 tværgående vægge 41 anbragt på en ækvidistant måde og derved definerer zonerne 42, 43, 44 og 45 med i det væsentlige samme rumfang.
30
Det er dog indlysende, at anbringelsen· af de tværgående vægge 41 kan justeres som en funktion af det fornødne, det vil sige som en funktion af rumfanget af zonen, der svarer til en bestemt reaktion; hver zone kan således inden for 35 det samlede rumfang i reaktorens indelukke indtage en passende længde, som blot kan defineres ved anbringelsen af DK 168480 B1 18 den tværgående væg 41.
Det er klart, at denne væg let kan aftages og forskydes langs ringen, hvis det viser sig nødvendigt som en funktion 5 af den efterfølgende udvikling af tilførslen at knytte et større rumfang til en bestemt arbej dszone..
Det vil ses, at det især er muligt at opnå en smidig og fleksibel struktur, fordi det er meget let at ændre de 10 virtuelle grænser for de på hinanden følgende arbejdszoner, selv medens reaktoren holdes intakt, hvilket vil blive beskrevet i det følgende.
Det tekniske område 32 omfatter et flertal af midler, der 15 tillade betjening af anlægget, nemlig: - elementer for indføringen og blandingen af materalerne, som skal behandles, og især indføres fra det opstrøms anbragte lager 46 og ankommer til den centrale zone 32 gennem 20 kanalen 47.
Arealet 32 omfatter yderligere cirkulationsmidler, for eksempel pumper beregnet til at sikre bevægelsen af de behandlede materialer, der vil blive omdannet til en dejagtig 25 masse, som det forklares i det følgende.
De ankommende materialer, der ankommer gennem kanalen eller tilslutningen 47 vil således blive bragt til en passende granulering og de omdannes til en dejagtig og flydende 30 fonn, der tillader en rheologisk cirkulation af produkterne ved opblanding med væskerne, der kommer fra omsætteren og således føres mod det centrale areal ved 40.
Eventuelt må de ankommende materialer allerede underkastes 35 en temperaturstigning for at bringe dem til en fysisk tilstand, hvor de er i stand til at gennemgå den første fase DK 168480 B1 19 af den generelle methaniseringsproces, nemlig den hydroli-sering, som foregår i zone 42.
Det er klart, at der på grund af anvendelsen af en lang-5 strakt bane med et lille tværsnit og materialets dejagtige form, kan opnås lokale forhold i hver zone, som er forskellige og er tilpasset efter den dominerende reaktion i den tilsvarende zone uden indblanding med de tilstødende zoner.
10 I den første zone 42, som er knyttet til de hydroliserende forhold, for eksempel af temperatur og af blandinger eller også af pH, må der således frembringes kontrol af viskositet, etc., der er tilpasset efter udviklingen af den hydrolyserende reaktion.
15 I særdeleshed og ved at betragte fig. 5b kan det ses, at det er muligt at fremskynde methaniseringsprocessen ved en aerobisk fase for eksempel i zone 42 ved fra et lager 50 af frisk lagret gas at indsprøjte oxygen og endda luft ind i 20 udblæsningsender 51, 52, som dækker den nedre væg i reaktoren.
Den eventuelt oxygenrige gasholdige atmosfære, der frembringes i zone 42, indebærer imidlertid ingen fare for for-25 urening af de efterfølgende zoner som følge af de tværgående klapper eller vægge 41, der isolerer den gasholdige atmosfære i hver zone fra hver af de andre.
Gassen, der indsamles fra zone 32 gennem en øvre rørled-30 ning, kan således blive genvundet i det tekniske areal 32' (der er indrettet til behandling af gaskredsløbet) og der gennemgå de nyttige adskillelses- og sammentrykningsoperationer (se fig. 5b).
35 Materialerne, som ankommer gennem rørledningen 39, skubbes gradvist nedstrøms ved efterfølgende indførelse af nye ma- DK 168480 B1 20 terialer, som er under behandling.
I zone 42 bevæger materialerne sig langsomt ifølge en passende hydraulisk tilbageholdelsestid (TRH) og med udviklin-5 gen af denne fremadskriden udvikles og spredes kolonierne af bakterier, der svarer til den dominerende reaktion i denne zone (hydrolyse).
Ved ankomsten i nærheden af den tværgående klap 41 er mate-10 rialerne derfor rige på kolonier af bakterier svarende til den hydrolyserende behandling.
Ifølge opfindelsen fortsættes der med gennem rørledningen 33 at tage en del af materialerne, der er nået til enden af 15 den hydrolyserende fase, og via det tekniske areal 32 at recirkulere dem til den indgående rørledning 39, hvor disse materialer blandes med det frisk ankommende materiale for at supplere gærblandingen og at pode med kolonier af bakterier, der nøjagtigt svarer til den specifikke operation, 20 som de ankommende materialer skal underkastes i det følgende.
Der er tilvejebragt en mængde sonder inden i det tekniske areal for at kontrollere materialet, og disse sonder er 25 vist skematisk ved 60, 61, 62, 63. De er forbundet ved kredsløb 64, 65, 66, 67 til overvågningsmidler 68, der således centraliserer oplysningerne, der gør det muligt gennem de valgte parametre at følge reaktionernes udvikling i de på hinanden følgende zoner.
30
Disse sonder modtager således målingerne af temperaturen langs hele banen såvel som målingerne af· viskositeten, mediets surhed samt målingerne svarende til sammensætningen af gasser trukket ud fra den gasholdige atmosfære, som be-35 finder sig i hver zone, og disse gassers strømningsrate, som kan måles ved gasreturrørene 70, 72, 74, 76 henholdsvis ---—m f ^^^^ DK 168480 B1 21 (fig. 5b).
Det er derfor muligt fra det tekniske areal øjeblikkeligt at kende graden af fremskredenhed af reaktionerne i materi-5 alerne, som ankommer ved slutningen af en zone eller i passageforløbet i zonen, og dette gør det muligt at udøve indflydelse på de herskende forhold i denne zone for at akcel-lerere, nedsætte eller korrigere og optimere reaktionens fremadskriden.
10
Til det formål kan der anvendes forskellige parametre, såsom recirkulationsraten af materialet fra returrøret 33 (når zone 42 betragtes).
15 Det er også muligt at indvirke på processen ved at gribe ind i gaskredsløbet, som det ses på fig. 5b, og derved gribe ind i sammensætningen eller fremdriften af gasserne, som genindsprøjtes i den tilsvarende zone af de udblæsende ender 51, 52.
20
Transporten af materialerne fortsættes regelmæssigt, idet den ikke bremses af nogen forhindring i den faste eller dejagtige fase (kun gasfasen er isoleret' af de tværgående skillevægge 41).
25
Det hydrolyserede materiale kommer derfor ind i zone 43, hvor de overvågede parametre (temperatur, pH, viskositet, etc. ..) tilpasses for at skabe de optimale udviklingsbetingelser for den mikrobielle flora, der er specifik for 30 den acidogenetiske reaktion.
Som anført ovenfor modtager materialet, som kommer ind i zone 43, og som kommer fra hydrolysezonen 42, via rørledningen 34 en del af materialet recirkuleret fra rørlednin-35 gen 35, med det resultat at materialet behandlet i zone 43 fra begyndelsen modtager en gærblanding, som er specifik DK 168480 B1 22 for reaktionen og den mikrobielle flora, der svarer til denne reaktion.
Materialet, som forlader den acidogenetiske zone 43, vil 5 derfor komme ind i den acetogenetiske zone 44 og vil som tidligere beskrevet via indløbsrøret 36 modtage en recirkuleret del af materialerne, der forlader den acetogenetiske zone, hvilke materialer derfor ved den acetogenetiske zones indtag medfører gærblandingen og specifikke mikrobielle po-10 destoffer, der er nødvendige for acetogenesen tilvejebragt i denne zone.
Slutteligt sker det samme fænomen, når materialerne, der er rigt på acetat, forlader den acetogenetiske zone og kommer 15 i methaniseringszonen 45; materialerne tilsættes herpå, via rørledningen 38, det recirkulerede stof fra udløbet 40 og tillader indførsel fra begyndelsen af den methanogenetiske fase af den bakterie, der er specifik for denne reaktion, som herefter kan udvikles, idet forholdene for temperatur, 20 pH, etc. ..., nævnt ovenfor, tilpasses og overvåges i denne zone som en funktion af de ønskede parametre-
Der kan også ved indløbet til hver zone tilføres elementer, der kan gribe ind i reaktionerne enten som metabolitter el-25 ler kemiske væsker, som kan frembringe gunstige forhold for udviklingen af de dominerende reaktioner i hver zone.
Materialer rigt på glucose vil for eksempel blive indført fra hydrolysefasen, mens materialer rigt på acetat vil bli-30 ve indført ved den methanogenetiske zones indtag.
Det samme gælder for gasstrømmene; det kan ses, at zone 42 med fordel kan modtage en begyndelsesforsyning af oxygen for at starte reaktionerne i en aerob fase.
35
Den producerede biogas, specifik for hver zone, kan med — i - — DK 168480 B1 23 fordel genindvindes og efter en analyse af sammensætningen genindsprøjtes enten nedstrøms eller opstrøms i en anden zone, hvor den ved indsprøjtning via udblæsningsenderne trænger ind i den dejagtige masse for at skabe gunstige ke-5 miske eller biokemiske betingelser for zonens dominerende reaktion.
Det er derfor blevet muligt at indsprøjte for eksempel methan i ren form eller i form af biogas produceret på ste-10 det, i den pågældende eller i en tilsvarende zone for at tilpasse og korrigere pH.
Det er også muligt fra kilden 50 med frisk gas at lede hydrogen, som ankommer via de nedre udblæsningsender 78, 79, 15 ind i materialets passageforløb i den methandannende zone 45, idet hydrogenen blæst ind under tryk herefter medvirker til reduktionen af C02 især opløst for methanproduktionen.
Fig. 5b viser ikke detaljerne, der omfatter især porte, 20 ventiler, kompressorer, etc. ..., i det tekniske område 32’ beregnet til regulering af gascirkulationerne; det ses, at gassen som slutprodukt kan tømmes ud via rørledningen 80 mod en rensningsfase 81 og lagres i et gaslager 82. Det bemærkes, at kredsløb af enderne til genindsprøjtning af ma-25 terialet i omløbet ved bunden er blevet vist delt i fire zoner for at gengive tegningerne klarere; enderne kan rent faktisk være direkte forbundet til det centrale tekniske areal eller zone 32’, og det er tilstrækkeligt til ved motoriserede midler at kontrollere endernes forbindelse til 30 det eller det kredsløb for at tilvejebringe insprøjtningen af en passende gas i den afgrænsede zone, som derfor ikke vil være geografisk bestemt.
Claims (18)
1. Fremgangsmåde til kontinuerlig behandling af organiske råmaterialer i fast eller dejagtig form ved fermentering 5 under indvirken af kolonier af mikroorganismer, og hvori der gennemløbes i det mindste to på hinanden følgende faser, som hver svarer til en dominerende biokemisk reaktion af den art, hvor materialerne, der skal behandles, føres ind i i det mindste en reaktor, hvor de undergår indvirken 10 af mikroorganismer, såsom bakteriekolonier, der fremkalder en anaerob fermentering med det formål at producere biogas, idet materialerne bringes til uafbrudt at omløbe mellem et hovedindløb og et udløb placeret ved reaktorens to ender, idet materialet passerer i løbet af en hydraulisk tilbage-15 holdelsestid svarende til den hviletid, der er nødvendig for den gennemsnitlige behandling af materialerne, som indgår i tilførslen, idet denne fremgangsmåde er k ende-tegnet ved at omfatte: 20. vedvarende at lade materialerne cirkulere i reaktoren på langs og ad en ikke lineær, konkav og især kurvet bane, - at udføre i det mindste en fjernelsesoperation af i det mindste en materialestrøm i en passende del af banen for at 25 genindføre den opstrøms for at fremkalde* i det mindste en delvis recirkulation af de behandlede materialer, der er specifikke for en dominerende reaktionszone, idet indføringspunktet og udtagningspunktet for de recirkulerede materialer ligger hovedsageligt ved indføringspunktet hen-30 holdsvis ved udføringspunktet af det virtuelle rumfang, der definerer den nævnte zone inden i reaktoren, - at regulere recirkulationshastigheden i den nævnte zone for at tilpasse materialets gennemsnitlige tilbageholdel- 35 sestid i denne zone efter tiden for reproduktion af kolonierne af specifikke mikroorganismer i denne zone, og DK 168480 B1 25 - at kontrollere forholdene, som er specifikke for en dominerende reaktion i hver af de efterfølgende zoner ved regulært at fortsætte med at tage fysiske og/eller kemiske 5 og/eller biologiske forholdsregler tilpasset til at tillade bestemmelsen af tilstanden af materialet og udviklingsomstændighederne for den dominerende reaktion i hver zone.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet 10 ved, at recirkulationen af materialerne mellem udløbet fra en arbejdszone, som er specifik for en dominerende reaktion, og denne zones indløb reguleres for at give adgang til podning af frisk materiale til zonen med kolonier af mikroorganismer, som er specifikke for den dominerende reaktion 15. zonen.
3. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 eller 2, kendetegnet ved, at fremgangsmåden yderligere omfatter en begrænsning af den gasatmosfære, som hersker over hver 20 zone, ved at placere adskillelsesmidler som for eksempel en øvre tværgående væg på de steder, som svarer til udløbet af en dominerende reaktionszone og til indløbet af en efterfølgende zone, som svarer til en anden dominerende reaktion, idet gasatmosfærerne, som befinder sig over hver zone, 25 således isoleres fra hinanden.
4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at den yderligere omfatter recirkulation af biogas tappet fra gasatmosfæren i en zone i materialet, 30 som behandles i en forudgående eller efterfølgende zone, idet biogassen tjener som et kemisk eller biokemisk stof i udviklingen af den dominerende reaktion.
5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-4, kende-35 tegnet ved, at der indenfor et lille gennemløbstværsnit og med stor banelængde svarende til bevægelsesbanen DK 168480 B1 26 for det behandlede materiale afgrænses fire efterfølgende zoner, som hver svarer til en dominerende reaktion, nemlig: a) en første zone bestemt til en hydrolyseproces og place-5 ret mellem hovedindløbet og et første mellemliggende indløb; b) en anden zone nedstrøms langs det behandlede materiales bane og bestemt til en acidogeneseproces, hvilken anden zo- 10 ne liggger mellem det første mellemliggende indløb og et andet mellemliggende indløb; c) en tredje zone igen nedstrøms langs det behandlede materiales bane og bestemt til en acetogeneseproces, hvilken 15 tredie zone ligger mellem det andet mellemliggende indløb og et tredje mellemliggende indløb; d) en fjerde zone, der ligger nedstrøms, og som svarer til en methanogeneseproces, idet denne zone ligger mellem det 20 tredje mellemliggende indløb og udløbet for materialet i form af effluenter, og at fremgangsmåden omfatter kontrol af tilførselsforholdene, recirkulationsforholdene, temper atur forholdene og 25 genindsprøjtningsforholdene af biogas i hver zone som en funktion af den dominerende reaktion i denne zone.
6. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at der frembringes tre på hinanden efter-30 følgende zoner i det behandlede materiales bane i gennemløbet, og at disse tre zoner svarer til følgende dominerende reaktioner: a) en første zone bestemt til hydrolyse; 35 b) en anden zone bestemt til reaktioner .af en acidogenese Μ I ^— ' — DK 168480 B1 27 og en acetogenese; og til sidst c) en sidste zone bestemt til reaktion af en metanogenese; og at fremgangsmåden omfatter kontrol af tilførselsforhol-5 dene, recirkulationsforholdene, temperaturforholdene og genindsprøjtningsforholdene af biogas i hver zone som en funktion af den dominerende reaktion i denne zone.
7. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-4, kende-10 tegnet ved, at to efterfølgende zoner afgrænses i materialets gennemløbsbane, nemlig: a) en første zone bestemt til reaktioner af hydrolyse, aci-dogenese og acetogenese; og 15 b) og en anden zone bestemt til reaktionen af den dominerende methanogenese.
8. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-7, kende-20 tegnet ved, at der til kontrol af forholdene specifik for en dominerende reaktion regelmæssigt foretages fysiske og/eller kemiske og/eller biologiske målinger, især målinger såsom pH, temperatur, materialets viscositet i fremfør-sel, sammensætningen og fremløbsrate af den producerede bi-25 ogas i hver zone for specifikt at kunne indvirke på parametrene for udførsel af de dominante reaktioner i hver zone for at bestemme materialets tilstand og fremskredenheden af den dominante reaktion i hver zone og og som en funktion af reaktionens udvikling for derved at optimere udførselsbe-30 tingeiserne for den dominante reaktion i hver zone.
9. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1-8, kendetegnet ved, at der i blandingen i massen af materialer, som skal behandles, indføres intermediære metaboliter 35 eller reagenter tilpasset efter bakterieflora og den dominerende reaktion, der sker i denne zone, idet disse metabo- DK 168480 B1 28 liter og reagenter udvælges fra den familie, der omfatter: a) glucoseholdige produkter indført i zonen beregnet til acidogenese; 5 b) acetatholdige materialer indført i zonen beregnet til methanogenese; c) oxygen, ren eller blandet (især i form af luft) indført 10 i hydrolysens begyndelseszone med det formål at forårsage en aerob forudgæring; og d) hydrogen, ren eller i blanding, indført zonen for methanogenese med det formål at forårsage reduktionen af C02 og 15 omdanne dette til methan.
10. Anlæg til behandling af organisk materiale i fast eller dejagtig form og under indvirkning af mikroorganismer såsom bakteriekolonier, især til produktionen af biogas, idet an-20 lægget er af den art, som består lukket beholder, der danner en reaktor, som i den ene ende er forsynet med et hovedindløb til det materiale, der skal behandles, og i den anden ende med et udløb til det opløste effluente materiale, kendetegnet ved, at beholderen er udformet 25 med et lille konstant tværsnit i forhold til sin længde, og i et planbillede af en bane som et ringsegment er sluttet til en indføring (39), en udføring (40) og har midler til at opsamle og indføre materialer (33, 34, 35, 36, 37, 38) eller biogas (70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77) til en i 30 midten af det nævnte ringsegment anbragt disengageret central del, som udgør et teknisk areal (23, 32, 32'), der omfatter midler til at kontrollere og lede behandlingen i beholderen på dens forskellige punkter.
11. Anlæg ifølge krav 10, kendetegnet ved, at anlægget langs dets bane omfatter de nævnte midler til V I ^----*--- DK 168480 B1 29 fjernelse af materiale (33, 35, 37) fra strømmen af materiale i gennemløb i anlægget og de nævnte midler til indføring af materale (34, 36, 38) i strømmen af materiale i gennemløb, hvilke midler er anbragt på den konkave væg i 5 anlæggets beholder.
12. Anlæg ifølge krav 10 eller 11, kendetegnet ved, at reaktoren på sin øvre del og udgående fra dens væg og dannende tag omfatter adskillende midlér såsom i det væ- 10 sentlige lodrette tværgående skillevægge (41), der strækker sig ned i materialet i reaktionsforløbet, idet disse skillevægge er tilpasset til at dele det fri rum oven over det dejagtige materiale undervejs i reaktoren og afgrænser af hinanden uafhængige luftrumfang, hvor hvert rumfang er for-15 bundet til en central enhed (32) beregnet til separat at samle prøverne taget i disse luftformige faser svarende til hvert af rumfangene og til en særlig sammensætning.
13. Anlæg ifølge et af kravene 10-12, kendeteg-20 net ved, at hver af de tværgående vægge, der isolerer de forskellige zoners luftformige faser, er placeret umiddelbart ved hvert af transportmidlerne (33, 34, 35, 36, 37, 38. svarende til et mellemliggende indløb, og derfor afgrænser reaktionszoner (42, 43, 44, 45), 'og at hvert luft-25 rumfang i hver zone er adskilt fra de andre zoners luftrumfang, hvor der finder en forskellig dominerende biokemisk reaktion sted.
14. Anlæg ifølge et af kravene 10-13, kendeteg-30 net ved, at reaktoren har en kapacitet, hvis rumfang er afgrænset af mindst to skrå sidevægge (2, 2'), som mødes ved reaktorens bund og mellem sig danner et sig opad udvidende rum, og hvor de to vægges øvre kanter (3, 3’) er i det væsentlige parallelle, idet væggene ved deres ender er 35 forlænget med to tværgående vægge, hvoraf en første væg bærer hovedindløbet for materialet, mens den anden tværgående 30 DK 168480 B1 væg bærer udløbet for produkterne i form af effluente materialer, og at reaktoren omfatter en øvre væg, der danner et tag (15), som på en fluidtæt måde hviler med sine to sidekanter (12, 12') oven på de to øvre kanter (3, 3’.) på de 5 nævnte skrå sidevægge.
15. Anlæg ifølge et af kravene 10-14, kendetegnet ved, at reaktoren på den ene side er sammensat af en rende gravet ud i jorden, idet denne rende har et opad 10 åbent især V- eller U-formet tværsnit, og at rendens vægge er forsynet med overfladelementer, som afgrænser beholderens skrå sidevægge (8, 8’) og sikrer rummets tæthed, og at beholderen på den anden side oven over renden omfatter tagelementer (15, 15'), hvor hver af tagelementernes mod-15 satte kanter hviler på de øvre kanter af de nævnte overfladeelementer og forbindes, idet de er fastgjort til en skulder dannet af støttemidler(10, 10')/ der er faste med rendens overfladeelementer, og at tagelementerne (15, 15’) omfatter, indskudt mellem to sammenstødende elementer, tæt-20 ningsmidler, og at ende-tagelementerne ved hver ende af beholderen omfatter en væg formet, så disse kan føjes sammen med en med en flange (18) forsynet tværgående væg (17) i renden for at tætne hver ende.
16. Anlæg ifølge krav 10, kendetegnet ved, at det tekniske område (23, 32, 32’) omfatter midler til opbevaring, forberedelse, indførsel og recirkulation af de behandlede materialer eller biogassen, midler til cirkulation og regulering af tilførslen af varmevæskerne, midler til 30 analyse af materialet fjernet fra reaktoren og til måling af parametrene i de behandlede materialer og i den producerede biogas, midler til opbevaring og indførsel af nye reagenter eller metaboliter, og hvor det tekniske område står i forbindelse med midler til behandling og fjernelse af fa-35 ste materialer og/eller væsker såsom radiale ledningsrør forskellige steder på reaktoren, og hvor det tekniske områ- —- ------- "I —----- DK 168480 B1 31 de er placeret i samme afstand fra disse steder på reaktoren.
17. Anlæg ifølge et af kravene 10-16, kende teg-5 net ved, at den ringformede reaktor omfatter adskillige indsprøjtningsrørledninger (23', 51, 52) anbragt i det mindste langs en af dens skrå sidevægge og beregnet til at fordele indsprøjtet gas fra det tekniske område og fra sted til sted ved bunden af beholderen, idet rørledningerne for-10 synes fra en gaskilde placeret i det centrale tekniske område.
18. Anlæg ifølge et af kravene 10-17, kendetegnet ved, at det centrale område omfatter midler til at 15 lede materialet fra den centrale zone mod hvert af indløbene, respektive hovedindløbet eller et mellemliggende indløb i reaktoren, med det formål at tillade forsyning og recirkulation i reaktoren i dens forskellig zoner, og anlægget omfatter tillige midler til styring af materialet fjernet 20 fra reaktoren ved hvert indtag med det formål at recirkulere materialet genindført via en mellemliggende opstrøms tilførselsåbning.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8616816A FR2607543B1 (fr) | 1986-12-02 | 1986-12-02 | Procede de realisation d'un reservoir et reservoir ainsi obtenu |
FR8616816 | 1986-12-02 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK629787D0 DK629787D0 (da) | 1987-12-01 |
DK629787A DK629787A (da) | 1988-06-03 |
DK168480B1 true DK168480B1 (da) | 1994-04-05 |
Family
ID=9341456
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK629787A DK168480B1 (da) | 1986-12-02 | 1987-12-01 | Fremgangsmåde og anlæg til behandling af organisk materiale |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0270459B1 (da) |
AT (1) | ATE81645T1 (da) |
DE (1) | DE3782318T2 (da) |
DK (1) | DK168480B1 (da) |
ES (1) | ES2036218T3 (da) |
FR (1) | FR2607543B1 (da) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10106312B4 (de) * | 2001-02-12 | 2008-10-09 | Uwe Heinemann | Regelungsverfahren für die Methangaserzeugung |
DE102008046879A1 (de) | 2008-09-11 | 2010-03-25 | Schmack Biogas Ag | Verfahren zur Biogasaufbereitung und Biogasanlage |
DE102011008186B4 (de) * | 2011-01-10 | 2018-09-20 | Dge Dr.-Ing. Günther Engineering Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Biogas aus überwiegend stärkehaltigen Rohstoffen als Biomasse |
CN103541573B (zh) * | 2013-08-13 | 2015-09-09 | 刘安华 | 一种气模浇筑高性能聚合砼充气检验式小水窖、建造方法、应用及专用充气模 |
CN105756397B (zh) * | 2016-04-05 | 2018-05-18 | 庄文贤 | 一种用于建造混凝土窖体的气囊模具及其施工方法 |
DE102016218051A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-22 | bioenergy concept GmbH | Behälter und Biogasanlage |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR855653A (fr) * | 1939-01-27 | 1940-05-17 | Système perfectionné de dépôt pour liquides inflammables, assurant une sécurité totale contre l'incendie, l'explosion, les pertes, la malveillance et les bombardements | |
FR900026A (fr) * | 1943-07-30 | 1945-06-18 | Traitement des matières fermentescibles | |
DE1434823A1 (de) * | 1962-10-20 | 1969-02-27 | Hans Schmitt | Fluessigkeitsbehaelter |
FR2086924A5 (da) * | 1970-04-14 | 1971-12-31 | Petroles Cie Francaise | |
DE2122106A1 (de) * | 1971-05-05 | 1972-11-16 | Sievers, Heinz; Ebeling, Friedrich; 2000 Hamburg | Flüssigkeitsbehälter großen Aufnahmevolumens |
FR2475524A1 (fr) * | 1980-02-08 | 1981-08-14 | Chatelain Michel | Installation du type digesteur pour la production de methane |
FR2481873A1 (fr) * | 1980-04-29 | 1981-11-13 | Nayet Roger | Principe d'un digesteur horizontal mixte, en vue de la production continue de gaz methane |
FR2490624A1 (fr) * | 1980-09-24 | 1982-03-26 | Armor Entr Metallurg | Appareil de traitement de dechets biochimiques |
FR2495887A2 (fr) * | 1980-12-12 | 1982-06-18 | Nayet Roger | Digesteur horizontal mixte, en vue de la production continue de gaz methane |
DE3151187C2 (de) * | 1981-12-23 | 1986-02-20 | Günther 7920 Heidenheim Hof | Biogas-Anlage |
-
1986
- 1986-12-02 FR FR8616816A patent/FR2607543B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1987
- 1987-12-01 DK DK629787A patent/DK168480B1/da active
- 1987-12-02 DE DE8787402736T patent/DE3782318T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-02 EP EP87402736A patent/EP0270459B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-02 ES ES198787402736T patent/ES2036218T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-02 AT AT87402736T patent/ATE81645T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2607543B1 (fr) | 1991-11-15 |
FR2607543A1 (fr) | 1988-06-03 |
DE3782318T2 (de) | 1993-04-15 |
DK629787A (da) | 1988-06-03 |
EP0270459A2 (fr) | 1988-06-08 |
DE3782318D1 (de) | 1992-11-26 |
DK629787D0 (da) | 1987-12-01 |
EP0270459A3 (en) | 1990-03-14 |
ES2036218T3 (es) | 1993-05-16 |
ATE81645T1 (de) | 1992-11-15 |
EP0270459B1 (fr) | 1992-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0918876B1 (en) | Method and apparatus for producing organic acids | |
US5773526A (en) | Method and device for anaerobic fermentation of solid organic waste substances | |
KR100646076B1 (ko) | 2상형 메탄발효반응장치 | |
US4632692A (en) | Process and installation for simultaneously producing compost and biogas from organic waste | |
US4780415A (en) | Method of degrading organic products, by-products and scraps in an anaerobic medium | |
US20060289356A1 (en) | Digesters | |
US4223094A (en) | Horizontal rotating drum fermentor | |
NL1039443C2 (en) | System for processing biomass. | |
CA2784198A1 (en) | Anaerobic treatment system and device | |
DK168480B1 (da) | Fremgangsmåde og anlæg til behandling af organisk materiale | |
CN101538109A (zh) | 一种工业余热辅助下的化粪池积淀物厌氧发酵工艺方法 | |
US6982035B1 (en) | Biphase orbicular biodigester | |
EP3656845A1 (en) | Microorganism culture method and culture apparatus | |
FI125284B (fi) | Menetelmä biokaasun valmistamiseksi biomassasta anaerobisella hajottamisella ja vastaava reaktori | |
CN210215118U (zh) | 一种规模化猪场猪粪综合处理的装置 | |
AP1506A (en) | A treatment system for biological process fluids. | |
JPH0438476B2 (da) | ||
KR101756164B1 (ko) | 자동투입형 고상혐기발효 퇴비화시스템 | |
Ghaly | Biogas production from dairy manure using continuous mix and no-mix mesophilic reactors | |
FR2272726A1 (en) | Anaerobic digester makes fertiliser and fuel gas - from organic wastes using heat agitation and liquid recirculation in fermentation zone | |
US20230357816A1 (en) | Method and apparatus for the utilization of zero fiber and other side streams | |
TH61087A (th) | วิธีและอุปกรณ์เพื่อการหมักวัตถุอินทรีย์ แบบการขาดออกซิเจน | |
TH25641B (th) | วิธีและอุปกรณ์เพื่อการหมักวัตถุอินทรีย์ แบบการขาดออกซิเจน | |
NL1036955C2 (nl) | Werkwijze en inrichting voor het vergisten van droge biomassa. | |
KR200176100Y1 (ko) | 타워식 유기질 발효 퇴비장치 |