Handreichung

Anlagentechnik zur Biogasbereitstellung
Wannen- bzw. Tunnelfermenter
Vergleichbar zu den Folienschlauchfermentern werden
Vergärungssysteme entwickelt, die einen
quasi-kontinuierlichen Prozess in Wannen bzw. Tunneln
ermöglichen. Der Verfahrensablauf stimmt weitestgehend
mit dem im Folienschlauch überein, lässt
sich jedoch besser kontrollieren. Ein Beispiel für ein
derartiges Verfahren wird in Abb. 3-12 dargestellt.
Abb. 3-12: Kombinierte Trockenfermentation mit dem
3-A-Verfahren, schematisch; Abbildung: S.I.G. -
Dr.-Ing. Steffen GmbH
Pfropfenstromfermenter
Im Bereich der Abfallwirtschaft werden bereits seit einiger
Zeit erfolgreich Pfropfenstromfermenter für die
Trockenvergärung eingesetzt. Sie werden als liegende
und als stehende Fermenter konstruiert und kontinuierlich
oder quasikontinuierlich beschickt. Teilweise
integrierte Rührwellen dienen der leichteren Entgasung
des Materiales. In der landwirtschaftlichen Biogaserzeugung
spielen diese Verfahren auf Grund des
hohen technischen Aufwandes der kontinuierlichen
Technik jedoch derzeit keine Rolle. Abb. 3-13 veranschaulicht
beispielhaft die Technologie. Der Schnittdarstellung
eines Pfropfenstromfermenters entspricht
Abb. 3-6.
Abb. 3-13: Pfropfenstromfermenter; Foto: Kompogas AG
3.2 Verfahrenstechnik
Grundsätzlich kann eine landwirtschaftliche Biogasanlage
unabhängig von der Betriebsweise in vier verschiedene
Verfahrensschritte unterteilt werden:
1. Anlieferung, Lagerung, Aufbereitung, Transport
und Einbringung der Substrate
2. Biogasgewinnung
3. Gärrestlagerung und evtl. -aufbereitung und Ausbringung
4. Biogasspeicherung, -aufbereitung und -verwertung
Die einzelnen Schritte werden in Abb. 3-14 detailliert
dargestellt.
Die vier Verfahrensschritte sind voneinander nicht
unabhängig. Besonders zwischen Schritt 2 und Schritt
4 besteht eine enge Verbindung, da Schritt 4 normalerweise
die in Schritt 2 benötigte Prozesswärme zur Verfügung
stellt.
Die zu Schritt 4 gehörende Aufbereitung und Verwertung
des Biogases ist in Kapitel 5 und die Aufbereitung
und Behandlung des Gärrestes in Kapitel 8
gesondert dargestellt.
Welche verfahrenstechnische Ausrüstung für die
Anlage gewählt wird, ist in erster Linie von den zur
Verfügung stehenden Substraten abhängig. Die
Menge der Substrate bestimmt die Dimensionierung
aller Aggregate und der Behältervolumina. Die Qualität
der Substrate (TS-Gehalt, Struktur, Herkunft usw.)
bestimmt die Auslegung der Verfahrenstechnik. Je
nach Zusammensetzung der Substrate kann es notwendig
sein, Störstoffe abzutrennen oder die Substrate
durch Zugabe von Wasser anzumaischen, um
sie in einen pumpfähigen Zustand zu überführen.
Werden Stoffe verwendet, die einer Hygienisierung
bedürfen, ist es notwendig, eine Hygienisierungsstufe
einzuplanen. Das Substrat gelangt nach der Vorbehandlung
in den Fermenter, wo es vergoren wird.
Bei der Nassvergärung kommen meistens einstufige
Anlagen, die nach dem Durchflussverfahren
arbeiten, zum Einsatz. Bei zweistufigen Verfahren ist
dem eigentlichen Fermenter ein Vorfermenter vorgeschaltet.
Im Vorfermenter werden die Bedingungen
für die ersten zwei Stufen des Abbauprozesses
(Hydrolyse und Säurebildung) optimal eingestellt.
Das Substrat gelangt nach dem Vorfermenter in den
Hauptfermenter, in dem die nachfolgenden Abbaustufen
stattfinden. Der Gärrest wird in geschlossenen
Nachfermentern mit Biogasnutzung oder offenen
Gärrestbehältern gelagert und in der Regel als Flüssigdünger
auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ausgebracht.
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