Handreichung
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Anlagentechnik zur Biogasbereitstellung<br />
3.1.4 Trockensubstanzgehalt der Gärsubstrate<br />
Vorgrube<br />
Gasspeicher<br />
Anlage<br />
leer<br />
Abb. 3-4: Speicher-Verfahren<br />
Kombiniertes Durchfluss-Speicher-Verfahren<br />
Bei Biogasanlagen, die nach dem kombinierten<br />
Durchfluss-Speicher-Verfahren arbeiten, ist das Gärrestlager<br />
ebenfalls abgedeckt. So kann das hier anfallende<br />
Biogas aufgefangen und verwertet werden. Das<br />
Gärrestlager fungiert so als „Speicheranlage”. Diesem<br />
Speicheranlagenteil ist ein Durchflussfermenter vorgeschaltet.<br />
Auch aus dem Durchflussfermenter kann,<br />
wenn z. B. Bedarf an viel vergorenem Substrat zu<br />
Düngezwecken besteht, Substrat entnommen werden.<br />
Eine schematische Verfahrensübersicht zeigt Abb. 3-5.<br />
Das Verfahren erlaubt eine gleichmäßige Gasproduktion.<br />
Die Verweilzeit kann nicht exakt bestimmt werden,<br />
da Kurzschlussströmungen im Durchflussfermenter<br />
möglich sind /3-2/.<br />
Gasspeicher<br />
Gasspeicher<br />
Anlage<br />
voll<br />
Gasspeicher<br />
Vorgrube Gärbehälter Lagerbehälter<br />
Abb. 3-5: Kombiniertes Durchfluss-Speicher-Verfahren<br />
Die Konsistenz der Substrate ist von ihrem Trockensubstanzgehalt<br />
abhängig. Nassvergärungsverfahren<br />
arbeiten mit pumpfähigen Substraten. Bei der Trockenvergärung<br />
kommen stapelbare Substrate zum<br />
Einsatz.<br />
Bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen kommt<br />
fast ausschließlich die Nassvergärung zur Anwendung.<br />
Bei den ausgeführten Trockenvergärungsanlagen<br />
handelt es sich zum größten Teil um Versuchsbzw.<br />
Pilotanlagen.<br />
3.1.4.1 Nassvergärungsverfahren<br />
Für die Vergärung pumpfähiger Substrate können<br />
Pfropfenströmungsverfahren, Verfahren mit Volldurchmischung<br />
und Sonderverfahren zum Einsatz<br />
kommen.<br />
Pfropfenströmungsverfahren<br />
Biogasanlagen mit Pfropfenströmung, die auch als<br />
Tank-Durchflussanlagen bekannt sind, nutzen den<br />
Verdrängungseffekt von zugeführtem frischem Substrat,<br />
um eine Pfropfenströmung durch einen in der<br />
Regel liegenden Fermenter mit rundem oder rechtekkigem<br />
Querschnitt hervorzurufen. Eine Durchmischung<br />
quer zur Strömungsrichtung wird meist durch<br />
Paddelwellen oder eine speziell konstruierte Strömungsleitung<br />
realisiert. Die Eigenschaften solcher<br />
Anlagen sind in Tabelle 3-2 charakterisiert. Der schematische<br />
Aufbau wird durch das Beispiel in Abb. 3-6<br />
veranschaulicht.<br />
Tabelle 3-2: Eigenschaften von Biogasreaktoren mit Pfropfenströmung; nach /3-3/ und /3-1/<br />
Kennwerte • Baugröße bei liegenden Fermentern bis 800 m³, bei stehenden Fermentern bis ca. 2500 m³<br />
• aus Stahl oder Beton<br />
Eignung<br />
Vorteile<br />
Nachteile<br />
Bauformen<br />
• für pumpfähige Substrate mit hohem Trockensubstanzgehalt geeignet; Rühr- und Fördertechnik muss<br />
an Substrate angepasst werden<br />
• für quasikontinuierliche bzw. kontinuierliche Beschickung vorgesehen<br />
+ kompakte, kostengünstige Bauweise bei Kleinanlagen<br />
+ Trennung der Gärstufen im Pfropfenstrom<br />
+ bauartbedingte Vermeidung von Schwimmdecken und Sinkschichten<br />
+ Einhaltung von Verweilzeiten durch weitgehende Vermeidung von Kurzschlussströmungen<br />
+ geringe Verweilzeiten<br />
+ effektiv beheizbar, auf Grund der kompakten Bauweise geringe Wärmeverluste<br />
- nur in geringen Größen wirtschaftlich herstellbar<br />
- Wartungsarbeiten am Rührwerk erfordern die vollständige Entleerung des Gärbehälters<br />
• können horizontal liegend und vertikal stehend hergestellt werden, wobei sie meist liegend angewendet<br />
werden<br />
• in stehender Bauform wird die Pfropfenströmung meist durch vertikale, selten durch horizontale Einbauten<br />
realisiert<br />
• können mit und ohne Durchmischungseinrichtungen betrieben werden<br />
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