- System der hydraulischen
Gasdruckdurchmischung
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- Der Reaktor arbeitet voll hydraulisch,
d.h. ohne Einsatz von Rührwerken oder Umwälzpumpen.
Durch die Gasproduktion kommt es zu einem Druckanstieg in der
Hauptgärkammer und somit zu einem Absenken des Flüssigkeitspegels
bei gleichzeitigem Anstieg des Pegels in der Nachgärkammer.
Bei Erreichen eines bestimmten Niveauunterschiedes wird durch
Öffnen der Gasmischklappe der Druckunterschied schlagartig
ausgeglichen. Das zurückschwappende Substrat wird so geführt,
daß Schwimmdecken und Sinkschichten zuverlässig zerstört
und neu eingemischt werden.
Die Beschickung erfolgt zyklisch und wird in Abhängigkeit
von der Gasproduktion bzw. dem daraus resultierenden Druckanstieg
im Reaktor gesteuert. Ein Sensor übermittelt die Druckdifferenz
zwischen den beiden Funktionsräumen des Reaktors an den
Leitrechner. Bei Erreichen des eingestellten Grenzwerten (ca.
400 mbar) wird ein Beschickungsvorgang gestartet. Die tatsächliche
Beschickungsmenge wird über einen magnetisch-induktiven
Durchflußmesser gemessen. Hierdurch kann sichergestellt
werden, daß die Reaktoren mit immer gleichen Substrat-Volumina
beschickt werden. Im Normalbetrieb finden dieser Vorgang täglich
4-6 mal statt.
Die wesentlichen Vorteile dieser Bauweise liegen im praktisch
wartungsfreien und vollautomatischen Betrieb, dem geringen Energiebedarf
und der definierten Substratführung. Durch die Anordnung
der Funktionskammern werden Kurzschlußströmungen wirksam
unterbunden. Ein Austrag unvergorenen Materials aus dem Reaktor
findet daher nicht statt. Der Reaktorabfluß ist dünnflüssig,
homogen und annähernd geruchlos.
Sedimente werden in regelmäßigen Abständen über
den Grundschlammabzug entfernt und in das Güllelager gepreßt.
Dies geschieht selbsttätig durch den hydrostatischen Druck
des Gärsubstrates durch kurzzeitiges Öffnen des Grundschlamm-Abzug-Schiebers.
Die Heizung erfolgt mittels Fußbodenheizungsrohren die
in die Zylinderwände und -böden eingelassen sind. Zusätzliche,
wartungsintensive Wärmetauscher sind daher nicht erforderlich.
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- Die anaerobe Umsetzung
organischer Verbindungen - Ein vierstufiger Prozess
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- In der Hydrolysephase werden die festen Substanzen
(Proteine, Fette, Kohlenhydrate) durch bakterielle Enzyme in
einfachere Bestandteile (Monomere wie z.B. Aminosäuren,
Glukose, Fettsäuren) zerlegt (hydrolysiert), die
jetzt wasserlöslich sind.
- In der säurebildende
Phase werden die gelösten Stoffe
zu organischen Säuren (Essigsäure, Propionsäure,
Buttersäure), niederen Alkoholen, Aldehyden, Wasserstoff
H2, Kohlendioxid CO2
und anderen Gasen wie Ammoniak NH3 und Schwefelwasserstoff H2S
abgebaut. Dieser Vorgang erfolgt bis die Bakterien durch ihre
eigenen Abbauprodukte in ihrem Abbauprozeß gehemmt werden
(niedriger pH-Wert).
In der acetogene
Phase werden die Stoffe durch acetogene Bakterien weiter zu Essigsäure umgewandelt.
In der Methanogenese, bei
der Methanbakterien durch Spaltung der Essigsäure oder durch
Reduktion von CO2 mit Wasserstoff in streng anaerobem Milieu (pH-Wert 6,7
bis 8,0), wird das Methan
(CH4) gebildet.
- CO2 + 4 H2
=> CH4 + 2 H2O
4 HCOOH => CH4 + 3 CO2 + 2 H2O
- Methan ist der Hauptbestandteil
im Biogas (60%) und ist maßgeblich für den Heizwert des Biogases
von ca. 6-7 kWh/Nm³
verantwortlich.
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Methan (CH4) |
40
- 75 Vol.-%
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Kohlendioxid (CO2) |
25 - 60 Vol.-% |
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Stickstoff (N2) |
0 - 7 Vol.-% |
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Sauerstoff (O2) |
0 - 2 Vol.-% |
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Wasserstoff (H2) |
0 - 1 Vol.-% |
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Schwefelwasserstoff (H2S) |
0 - 1 Vol.-% |
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- Biogas-Rohstoffe und
ihre Gaserträge
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Substrat |
Biogas
/ Substrat
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Rindergülle 7,5%-TS |
24,5 Nm³/m³
Gülle |
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Rindergülle 9,0%-TS |
29,0 Nm³/m³
Gülle |
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Schweinegülle 6,0%-TS |
22,1 Nm³/m³
Gülle |
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Hühnermist |
40,0 Nm³/
m³ Mist |
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Biomüll |
100,0 Nm³/
t |
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Altfett |
630,0
Nm³/ t |
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 Eine Animation verdeutlicht
die Arbeitsweise des Biogasreaktors.
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