WO2007068446A1 - Plant and process for generating biogas from biodegradable material containing liquid and solid components, in particular waste products, and also biogas generation container for use in the plant - Google Patents

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Dietrich Eichler
Friedrich Weigand
Matthias Rabener
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Röhren- und Pumpenwerk Bauer Gesellschaft m.b.H.
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Definitions

  • the invention relates to a plant and a process for the production of biogas from liquid and solid components containing organic, biodegradable material, in particular waste products, such as manure from farms, and a biogas production container for use in the system.
  • the invention relates in particular to the concentration of anaerobic biomass in fermenters for the production of biogas.
  • a known plant (US Pat. No. 5,015,384 A) comprises a biogas production container from whose upper region the biogas obtained can be taken off, and a flotation separation device provided outside the container.
  • a biogas production container from whose upper region the biogas obtained can be taken off, and a flotation separation device provided outside the container.
  • this liquid from the container derived biomass can be introduced together with a gas for microbubble formation to separate solids from the biomass. These are reintroduced into the container, while purified liquid can be diverted for further use.
  • the flotation separation thus takes place outside the biogas production tank in a separate flotation separator.
  • the invention has for its object to provide a compact formable biogas plant and a related method with increased efficiency in terms of the temporal yield of biogas, so that lower operating and investment costs are possible. To solve this problem, reference is made to the claims 1 and 8.
  • a feature of the invention is the flotation separation into liquid and solid components within the biogas production container by means of a chamber region defined therein.
  • clarified liquid is obtained, which can be deducted from the lower part of the chamber area.
  • the generation of microbubbles in the chamber region can be effected by feeding a branched-off partial stream of the clarified liquid from the chamber region to a device for gassing and returning the fumigated liquid to the chamber region where the gas is released due to expansion effects in the form of Microbubbles is released.
  • a gas can be introduced into a porous substrate in the chamber region, which bubbles out of the substrate in the form of microbubbles.
  • fine microbubbles as possible should be generated in order to detect a large proportion of the solid biomass by the effect of surface tension and to raise it in the chamber area.
  • the delimited chamber area ends at a sufficient distance below the level of the liquid in the biogas tank.
  • the biodegradable material is preferably subjected to additional mechanical separation into liquid and solid components, preferably by means of a press screw separator, before or after introduction into the biogas production container. It can according to an embodiment of the invention, from the mechanical separation of liquid components obtained are divided into different subsets and returned to the chamber area. It is characterized in the chamber area a certain advantageous division of the bottom and the open end of the chamber area directed toward Fliisstechniksströme obtained with a different flow rate in countercurrent to the ascending microbubbles, whereby the effectiveness of the system can be further increased. According to another aspect of the invention, there is provided a biogas generation container.
  • FIG. 1 is a schematic, partially sectioned view of a biogas plant according to a first embodiment of the invention, incorporated in a plant for the separation of manure from farms into liquid and solid components,
  • FIG. 2 in a view and environment similar to FIG. 1, a biogas plant according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows an enlarged, fragmentary view of a delimited region of a biogas container of the biogas plant according to FIG. 2, FIG.
  • FIG. 4 shows the demarcated region of the biogas container according to FIG. 3 in a cross-sectional top view
  • FIG. 5 shows a view similar to FIG. 1 of a biogas plant according to a third embodiment of the invention
  • Fig. 6 in a view similar to Fig. 4 the demarcated region of the biogas container of FIG. 5 in a cross-sectional plan view
  • 7 shows the demarcated region of the biogas container according to FIG. 5 in a cross-sectional top view.
  • the liquid manure obtained in a stable plant 1, which may contain liquid and solid components, is introduced via a pipe 2 into a collecting tank 3; it can be homogenized therein by means of a stirrer 4.
  • a pump 5 is provided to supply the homogenized slurry from the sump 3 to a solids / liquid separator 6.
  • the solid / liquid separator 6 is preferably a screw extruder such as e.g. in EU-B-0367037, so that reference may be made thereto for further details. Other types of solid / liquid separators may also be used if desired.
  • the separated in the solid / liquid separator 6 solid phase is, as indicated at 7, heaped and can, if necessary in composted form, discharged as a fertilizer on fields or used after a suitable aerobic treatment as litter in barns.
  • the solid phase largely freed liquid phase of the slurry is via a line 8 in a biogas production tank or biogas digester 9 a initiated biogas plant constructed according to the invention.
  • An agitator 10 in the container 9 is provided to constantly mix the liquid therein, which is indicated by dotted lines in the drawing.
  • an agitator 10 may also be a pump circulation (not shown) by means of a liquid sucking from the container and provided therein tangentially recirculating pump.
  • the formation of the biogas is carried out by fermentation of the biomass in the presence of anaerobic bacteria, as is generally known in the art, so that a more detailed explanation of this process is unnecessary.
  • the formed biogas collects, as indicated by dotted lines in the drawing, in the upper, covered by a foil or the like area 11 of the container 9, which serves as a biogas storage. From there, the biogas can be discharged via a line 12 for further use, for example for power generation by means of a micro gas turbine.
  • a dividing wall 13 projecting upwards from the bottom thereof is provided in the interior of the container 9, which creates an upwardly open demarcated area 14 in the container 9, cf. also FIG. 4.
  • the dividing wall 13 terminates at a suitable distance of, for example, approximately zero , 5 to 1, 0 m, below the liquid peak gels in the container 9, which is indicated in the drawing by a dashed line.
  • the demarcated area 14 finds a further separation of liquid and. still existing solid biomass according to the flotation separation principle instead.
  • purified liquid is discharged to the outside via a line 16 near the bottom of the delimited area 14, which liquid is supplied to a device 15 for microbubble formation.
  • micro bubble devices are known to the person skilled in the art. They serve to provide suitable for a Flotatonsabborgung microbubbles with the means of an initial entry of gas into a liquid under pressure increase and subsequent flow-intensive relaxation of the liquid in a cavitation field.
  • As a gas in the system according to the invention, part of the biogas is branched off from the line 12 and introduced via the line 17 into the micro bubble device 15.
  • microbubbles form in the micron range.
  • One type of microbubble device is e.g. in DE 3733583 A described.
  • the gasified clarified liquid is returned via line 18 to the demarcated area 14 near the bottom thereof.
  • the bubbling from the liquid gas bubbles rise in the demarcated area 14 upwards, while at the same time the introduced into the container 9 via the line 8 liquid biomass flows from above into the demarcated area 14 in Gege ⁇ strom to the ascending microbubbles.
  • the microbubbles rupture particles in the liquid biomass with it, leaving behind the bottom of the delimited area 14 cleared and largely odor-relieved liquid. Due to the surface tensions, even very fine biomass particles combine with the microbubbles and are carried upwards with them.
  • the clarified liquid can be discharged to the outside via a line 20 branching off from the line 16.
  • a vent 21 may be provided to ensure a continuous suction-free operation in the conduit 20. With 19 defined by the line 20 overflow height is indicated, which determines the maximum level of liquid biomass in the container 9.
  • the stirrer 10 keeps the liquid biomass in the entire container 9 in motion and at the same time leads away from the demarcated area 14, the rising due to the flotation solid biomass and mixes them with the remaining contents of the container. 9
  • the suction side of the agitator 10 may be provided with a guide tube (not shown), which may be formed by a possibly forming biomass floating layer near the delimited area 14 to behind the agitator 10 can be performed.
  • slurry 100 is introduced into a sump 102 at a certain flow rate; it can be homogenized therein by means of a stirrer 103.
  • a pump 104 conveys the liquid from the collecting container 102 to a biogas container 105.
  • the biogas 106 formed therein collects under a storage foil 107, which can be reinforced by, for example, a PVC-coated polyester fabric 108.
  • the biogas can be discharged from there for further use.
  • a pair of agitators 109 at diametrically opposite locations of the biogas container 105 may be provided to constantly mix the contents of the container.
  • a partition wall 113 projecting upwardly from the container bottom is provided, which creates an upwardly open demarcated region 114 in the container 105, cf. also Fig. 4.
  • the partition 113 terminates at a suitable distance from e.g. about 0.5 to 1, 0 m below the liquid level in the container 105, which is indicated in the drawing by a dashed line.
  • manure Via a suction line 110, manure can be withdrawn from the bottom of the biogas tank 105 at a location outside the delimited area 114 by means of a pump 111 and fed to a solids / liquid separator 112.
  • the solid / liquid separator 112 is preferably a screw extruder similar to the first embodiment.
  • the amount of manure withdrawn from the biogas tank 105 is, according to the invention, approximately 10 to 20% greater than the throughput through the plant.
  • the solid components are separated from the manure.
  • the deposited solid as indicated at 130, may be used further for e.g. heaped up for removal by means of a trailer.
  • a larger subset of the total amount of liquid draining from the separator 112 is supplied to the separated region 114 of the biogas container 105 at a suitable location near the upper open end, preferably within its upper third, via a conduit 122.
  • a centrifugal separator or other suitable deposition device for separating fine For example, sandy components that are not biodegradable can be provided in the liquid.
  • a small portion of the amount of liquid draining from the separator 112 is supplied to a microbubble forming means 115 and exits the microbubbled liquid via a conduit 123 into the separated area 114 at a suitable location near its bottom, preferably within the lower third is initiated.
  • the micro bubble device 115 may have a similar construction as in the first embodiment of the invention.
  • As the gas in turn, preferably a part of the biogas formed is used, as indicated in Fig. 2 by the dashed branch line 127 '.
  • the liquid reduced by the solids content can be removed from the demarcated region 114 of the biogas plant and collected in an intermediate storage 117 for further use.
  • the liquid accumulated in the intermediate storage 117 can be made available as a liquid fertilizer via a drain 118 of agriculture.
  • the biogas produced can be used for further use, e.g. Electricity or heat generation via a line 127 to a cogeneration unit 119 are supplied.
  • the resulting heat can be used to promote the biodegradation heating of the contents of the biogas container 105 by means of a heat exchange device provided therein, as indicated at 120.
  • the flow characteristics resulting from the aforementioned liquid supply in the delimited region 114 are explained below.
  • the line 122 the smaller amount of partial flow enters the delimited area 114, while the main amount of flow is introduced via the line 123, so that the total sum of both subsets in the demarcated area 114 enters.
  • Via the line 121 arranged close to the bottom of the separated region 114 a certain quantity of liquid reduced by the solids is drawn off.
  • the originating from the line 122 liquid splits into a partial flow 124 with a lower flow rate, which flows back into the biogas tank 105, while a partial flow 125 with a larger flow rate flows to the bottom of the demarcated area 114 and is discharged via the drain line 121 to the outside.
  • the microbubbles 126 from the gassed liquid quantity supplied via the line 123 move upwards against the partial stream 125 and unite by their surface tension with the solid biomass present in the partial stream 126, which thus returns together with the partial stream 124 back into the biogas container 105 reach.
  • Example 1 shows the demarcated area 114 in plan view.
  • the partition wall 113 extends arcuately from an attachment point on a side wall of the biogas container 105 to a circumferentially spaced connection point, so that the delimited area 114 can have a substantially nikseg- mentförmigen cross-section.
  • the invention is not limited to such a configuration of the demarcated area 114, which accordingly may be formed in any other suitable manner.
  • Example 1 shows the demarcated area 114 in plan view.
  • the partition wall 113 extends arcuately from an attachment point on a side wall of the biogas container 105 to a circumferentially spaced connection point, so that the delimited area 114 can have a substantially nikseg- mentförmigen cross-section.
  • Example 1 is not limited to such a configuration of the demarcated area 114, which accordingly may be formed in any other suitable manner.
  • a total of 10 m 3 / h separated liquid accumulates on the solid / liquid separator 112. This is divided into a larger subset of 9 m 3 / h and a smaller subset of 1 m 3 / h.
  • the larger subset is introduced via the line 122 in an upper third of the chamber portion 114, the smaller subset after gassing in the lower third via the line 123.
  • Via line 121 8 m 3 / h clarified liquid are withdrawn from the chamber area.
  • the time amount of the upward liquid flow 124 in the chamber area is 2 m 3 / h and that of the downward flow 125 is 7 m 3 / h.
  • the downward current 125 and the subset 123 thus correspond in total to 8 rrvVh of the withdrawn current 121.
  • Fig. 5 to 7 the third embodiment of the invention is shown. This differs from the second embodiment essentially in a modified type of microbubble formation in the delimited chamber area, so that reference can be made to the description of the second embodiment with regard to the remaining structural parts.
  • the same or similar components therefore carry the same reference numerals, but changed by the first-digit number "2-".
  • microbubble formation does not take place by means of a microbubble device provided outside the biogas container, but its interior, with a microporous ceramic disk-shaped substrate 229 at a near-bottom region of the delimited chamber region 214, into the gas under pressure through a line 228 can be introduced, which ausperlt in the form of microbubbles from the microporous ceramic substrate 229.
  • a suitable microporous ceramic substrate material may be obtained under the tradename "Kerafol” from Keramische Folien GmbH, Stegenthumbach 4-6, D-92676 Eschenbach, Germany.
  • the gas is preferably, in turn, from the biogas container 205. shown biogas, which is offset by means of a built-in line 228 compressor 231 under a suitable pressure before it reaches the microporous ceramic substrate 229.
  • a total of 10 m 3 / h separated liquid accumulates on the solid / liquid separator 212. This is introduced via the line 222 in an upper third of the chamber portion 214. Via the line 221 8 nrVh clarified liquid are withdrawn from the chamber area. Biogas at a pressure of 2.2 bar is introduced via line 228 into the microporous ceramic substrate 229. The time amount of the upward liquid flow 224 in the chamber region is 2 nfVh and that of the downward flow 125 is 8 m 3 / h.

Abstract

A plant for generating biogas from organic biodegradable material containing liquid and solid components, such as waste products, in particular liquid manure from agricultural enterprises, comprises a biogas generation container (9) having a feed for the degradable material and a biogas collection zone (6) having a biogas outlet, and a flotation separation unit having a microbubble generation unit (15) for separating off the solid components from the liquid components of the degradable material. The flotation separation unit comprises a chamber region (14) which is delimited in the interior of the biogas generation container and essentially active in the direction of gravity and having a closed bottom and an open upper end arranged below the liquid level of the biogas generation container. Clarified liquid from the chamber region and a gas, in particular the biogas from the biogas collection region, can be fed to the microbubble generation unit for charging the liquid with gas. The outlet of the microbubble generation unit is connected to an inlet (18) of the chamber region in order to recycle microbubble-forming clarified liquid to the chamber region. Near the bottom of the chamber region, an outlet (116) for clarified liquid from the chamber region is provided. The flotation separation takes place in the chamber region in countercurrent flow to the ascending microbubbles.

Description

Anlage und Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus flüssige und feste Bestandteile enthaltenden biologisch abbaubaren Material, insbesondere Abfallprodukten, sowie Biogaserzeugungsbehälter zur Verwendung bei der AnlagePlant and method for producing biogas from biodegradable material containing liquid and solid components, in particular waste products, and biogas production containers for use in the plant
Die Erfindung betrifft eine Anlage und ein Verfahren zur Erzeugung von Biogas aus flüssige und feste Bestandteile enthaltendem organischen, biologisch abbaubaren Material, insbesondere Abfallprodukten, wie Gülle aus landwirtschaftlichen Betrieben, sowie einen Biogaserzeugungsbehälter zur Verwendung bei der Anlage.The invention relates to a plant and a process for the production of biogas from liquid and solid components containing organic, biodegradable material, in particular waste products, such as manure from farms, and a biogas production container for use in the system.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Aufkonzentration von anaerober Biomasse in Fermentern zur Erzeugung von Biogas.The invention relates in particular to the concentration of anaerobic biomass in fermenters for the production of biogas.
Eine bekannte Anlage (US 5 015 384 A) umfasst einen Biogaserzeugungsbehälter, von dessen oberen Bereich das gewonnene Biogas abgenommen werden kann, und eine ausserhalb des Behälters vorgesehene Flotionsabscheideeinrichtung. In diese kann flüssige aus dem Behälter abgeleitete Biomasse zusammen mit einem Gas zur Mikroblasenbildung eingeführt werden, um aus der Biomasse Feststoffe abzuscheiden. Diese werden erneut in den Behälter eingeführt, während gereinigte Flüssigkeit zur weiteren Verwendung abgeleitet werden kann. Die Flotationssabscheidung findet somit ausserhalb des Biogaserzeugungsbehälters in einem separaten Flotationsabscheider statt.A known plant (US Pat. No. 5,015,384 A) comprises a biogas production container from whose upper region the biogas obtained can be taken off, and a flotation separation device provided outside the container. In this liquid from the container derived biomass can be introduced together with a gas for microbubble formation to separate solids from the biomass. These are reintroduced into the container, while purified liquid can be diverted for further use. The flotation separation thus takes place outside the biogas production tank in a separate flotation separator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kompakt ausbildbare Biogaserzeugungsanlage und ein diesbezügliches Verfahren mit erhöhter Wirksamkeit hinsichtlich der zeitlichen Ausbeute an Biogas zu schaffen, so dass geringere Betriebs- und Investitionskosten ermöglicht werden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf die Patentansprüche 1 und 8 verwiesen.The invention has for its object to provide a compact formable biogas plant and a related method with increased efficiency in terms of the temporal yield of biogas, so that lower operating and investment costs are possible. To solve this problem, reference is made to the claims 1 and 8.
Ein Merkmal der Erfindung ist die Flotionsabscheidung in flüssige und feste Bestandteile innerhalb des Biogaserzeugungsbehälters mittels eines darin abgegrenzten Kammerbereiches. Im Kammerbereich wird geklärte Flüssigkeit erhalten, die vom unteren Teil des Kammerbereiches abgezogen werden kann. Gleichzeitig findet ein kontinuierlicher Austausch von abgeschiedener fester Biomasse aus dem Kammerbereich zur Vermischung mit den im Behälter befindlichen Abfallprodukten und von Abfallprodukten in den Kammerbereich statt, ohne dass dazu separate Zu- und Ableitungssyte- me erforderlich sind. Es wird dadurch eine kontinuierliche Aufkonzentration von anaerober Biomasse zur Erzeugung von Biogas erhalten, wodurch die Wirksamkeit der Anlage wesentlich erhöht wird. Die Erzeugung von Mikroblasen im Kammerbereich kann gemäss einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erfolgen, dass ein abgezweigter Teilstrom der geklärten Flüssigkeit aus dem Kammerbereich einer Einrichtung zur Begasung zugeführt und die begaste Flüssigkeit wieder in den Kammerbereich zurückgeführt wird, wo das Gas infolge von Entspannungseffekten in Form von Mikroblasen freigesetzt wird. Gemäss einer anderen Ausführungsform kann in ein poröses Substrat im Kammerbereich ein Gas eingeführt werden, das aus dem Substrat in Form von Mikroblasen ausperlt. Es sollten möglichst feine Mikroblasen erzeugt werden, um einen grossen Anteil der festen Biomasse durch die Wirkung von Oberflächenspannung zu erfassen und im Kammerbereich auftreiben zu lassen. Der abgegrenzte Kammerbereich endet in ausreichendem Abstand unterhalb des Spiegels der Flüssigkeit im Biogasbehälter. Damit durchfliessen die dem Kammerbereich zugeführten Abfallprodukte von oben her den abgegrenzten Bereich im Gegenstrom zu den aufsteigenden Mikroblasen.A feature of the invention is the flotation separation into liquid and solid components within the biogas production container by means of a chamber region defined therein. In the chamber area clarified liquid is obtained, which can be deducted from the lower part of the chamber area. At the same time, there is a continuous exchange of separated solid biomass from the chamber area for mixing with the waste products in the container and waste products in the chamber area, without the need for separate feed and discharge systems. It is thereby obtained a continuous concentration of anaerobic biomass for the production of biogas, whereby the effectiveness of the system is substantially increased. According to one embodiment of the invention, the generation of microbubbles in the chamber region can be effected by feeding a branched-off partial stream of the clarified liquid from the chamber region to a device for gassing and returning the fumigated liquid to the chamber region where the gas is released due to expansion effects in the form of Microbubbles is released. According to another embodiment, a gas can be introduced into a porous substrate in the chamber region, which bubbles out of the substrate in the form of microbubbles. As fine microbubbles as possible should be generated in order to detect a large proportion of the solid biomass by the effect of surface tension and to raise it in the chamber area. The delimited chamber area ends at a sufficient distance below the level of the liquid in the biogas tank. Thus, the waste products supplied to the chamber area flow from above through the delimited area in countercurrent to the ascending microbubbles.
Das biologisch abbaubare Material wird vorzugsweise vor oder nach Einführung in den Biogaserzeugungsbehälter einer zusätzlichen mechanischen Abscheidung in flüssige und feste Bestandteile, vorzugsweise mittels eines Pressschneckenabscheiders unterzogen. Dabei können gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die aus der mechanischen Abscheidung erhaltenen flüssigen Bestandteile in unterschiedliche Teilmengen unterteilt und in den Kammerbereich zurückgeführt werden. Es wird dadurch im Kammerbereich eine bestimmte vorteilhafte Aufteilung von zum Boden und zum offenen Ende des Kammerbereiches hin gerichtete Fliissigkeitsströme mit unterschiedlicher Durchsatzmenge im Gegenstrom zu den aufsteigenden Mikroblasen erhalten, wodurch die Wirksamkeit der Anlage weiter heraufgesetzt werden kann. Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Biogaserzeugungsbehälter bereitgestellt.The biodegradable material is preferably subjected to additional mechanical separation into liquid and solid components, preferably by means of a press screw separator, before or after introduction into the biogas production container. It can according to an embodiment of the invention, from the mechanical separation of liquid components obtained are divided into different subsets and returned to the chamber area. It is characterized in the chamber area a certain advantageous division of the bottom and the open end of the chamber area directed toward Fliissigkeitsströme obtained with a different flow rate in countercurrent to the ascending microbubbles, whereby the effectiveness of the system can be further increased. According to another aspect of the invention, there is provided a biogas generation container.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and the drawing. Show it:
Fig. 1 in schematischer, teilweise geschnittener Ansicht eine Biogasanlage gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung, eingegliedert in eine Anlage zur Trennung von Gülle aus landwirtschaftlichen Betrieben in flüssige und feste Bestandteile,1 is a schematic, partially sectioned view of a biogas plant according to a first embodiment of the invention, incorporated in a plant for the separation of manure from farms into liquid and solid components,
Fig. 2 in einer Ansicht und Umgebung ähnlich Fig. 1 eine Biogasanlage gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,2 in a view and environment similar to FIG. 1, a biogas plant according to a second embodiment of the invention,
Fig. 3 in einer vergrösserten, fragmentarischen Ansicht einen abgegrenzten Bereich eines Biogasbehälters der Biogasanlage nach Fig. 2,3 shows an enlarged, fragmentary view of a delimited region of a biogas container of the biogas plant according to FIG. 2, FIG.
Fig. 4 den abgegrenzten Bereich des Biogasbehälters nach Fig. 3 in quergeschnittener Draufsicht,4 shows the demarcated region of the biogas container according to FIG. 3 in a cross-sectional top view, FIG.
Fig. 5 in einer Ansicht ähnlich Fig. 1 eine Biogasanlage gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung,5 shows a view similar to FIG. 1 of a biogas plant according to a third embodiment of the invention,
Fig. 6 in einer Ansicht ähnlich Fig. 4 den abgegrenzten Bereich des Biogasbehälters nach Fig. 5 in quergeschnittener Draufsicht, und Fig. 7 den abgegrenzten Bereich des Biogasbehälters nach Fig. 5 in quergeschnittener Draufsicht.Fig. 6 in a view similar to Fig. 4 the demarcated region of the biogas container of FIG. 5 in a cross-sectional plan view, and 7 shows the demarcated region of the biogas container according to FIG. 5 in a cross-sectional top view.
Obschon die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit der Biogaserzeugung aus in landwirtschaftlichen Betrieben anfallender Gülle beschrieben wird und in der Zeichnung dargestellt ist, versteht es sich, dass in dieser Anwendung keine Einschränkung des Schutzes der Erfindung zu sehen ist. Vielmehr kann diese auch für die Biogasgewinnung aus Materialien und Abfällen aus anderen Quellen, insbesondere kommunalen oder industriellen Betrieben vorteilhaft zum Einsatz kommen.Although the invention will be described below in connection with biogas production from manure produced on farms and shown in the drawing, it should be understood that no limitation of the protection of the invention is to be taken in this application. Rather, it can also be used advantageously for the biogas production from materials and waste from other sources, in particular municipal or industrial enterprises.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird bei der ersten Ausführungsform der Erfindung die in einer Stallanlage 1 anfallende Gülle, die flüssige und feste Bestandteile enthalten kann, über eine Leitung 2 in einen Sammelbehälter 3 eingeführt; sie kann darin mittels eines Rührwerkes 4 homogenisiert werden. Eine Pumpe 5 ist vorgesehen, um die homogenisierte Gülle aus dem Sammelbehälter 3 einem Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 6 zuzuführen. Bei dem Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 6 handelt es sich vorzugsweise um einen Pressschneckenabscheider, wie dieser z.B. in der EU-B-0367037 beschrieben ist, so dass bezüglich weiterer Details hierauf Bezug genommen werden kann. Andere Bauarten von Feststoff/Flüssigkeits-Abscheidern können, wenn erwünscht, ebenfalls zum Einsatz gebracht werden.As shown in Fig. 1, in the first embodiment of the invention, the liquid manure obtained in a stable plant 1, which may contain liquid and solid components, is introduced via a pipe 2 into a collecting tank 3; it can be homogenized therein by means of a stirrer 4. A pump 5 is provided to supply the homogenized slurry from the sump 3 to a solids / liquid separator 6. The solid / liquid separator 6 is preferably a screw extruder such as e.g. in EU-B-0367037, so that reference may be made thereto for further details. Other types of solid / liquid separators may also be used if desired.
Die im Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 6 abgetrennte feste Phase wird, wie bei 7 angedeutet ist, gehäufelt und kann, in ggf. kompostierter Form, als Dünger auf Felder ausgetragen oder nach einer geeigneten, aeroben Behandlung als Einstreu in Stallanlagen verwendet werden.The separated in the solid / liquid separator 6 solid phase is, as indicated at 7, heaped and can, if necessary in composted form, discharged as a fertilizer on fields or used after a suitable aerobic treatment as litter in barns.
Die von festen Bestandteilen weitgehend befreite flüssige Phase der Güllle wird über eine Leitung 8 in einen Biogaserzeugungsbehälter oder Biogasfermenter 9 einer erfindungsgemäss aufgebauten Biogasanlage eingeleitet. Ein Rührwerk 10 im Behälter 9 ist vorgesehen, um die darin befindliche Flüssigkeit, die in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, ständig durchzumischen.The solid phase largely freed liquid phase of the slurry is via a line 8 in a biogas production tank or biogas digester 9 a initiated biogas plant constructed according to the invention. An agitator 10 in the container 9 is provided to constantly mix the liquid therein, which is indicated by dotted lines in the drawing.
Anstelle von oder zusätzlich zu einem Rührwerk 10 kann auch eine Pumpenumwälzung (nicht gezeigt) mittels einer die Flüssigkeit aus dem Behälter ansaugenden und darin tangential zurückführenden Umwälzpumpe vorgesehen sein.Instead of or in addition to an agitator 10 may also be a pump circulation (not shown) by means of a liquid sucking from the container and provided therein tangentially recirculating pump.
Die Bildung des Biogases erfolgt durch Fermentation der Biomasse in Gegenwart anaerober Bakterien, wie dies dem Fachmann grundsätzlich bekannt ist, so dass sich eine nähere Erläuterung dieses Prozesses erübrigt.The formation of the biogas is carried out by fermentation of the biomass in the presence of anaerobic bacteria, as is generally known in the art, so that a more detailed explanation of this process is unnecessary.
Obschon dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann eine weitere Abscheidung von noch im flüssigen Ausstoss des Feststoff/Flüssigkeits-Abscheiders 6 ggf. befindlicher fester Feinmaterie in Gestalt z.B. feiner sandartiger Bestandteile vorgesehen werden. Vorzugsweise kann diese Abscheidung mittels eines in der Leitung 8 integrierten Zentrifugalabscheiders erfolgen. Die zusätzliche Abscheidung gewährleistet, dass im Biogaserzeugungsbehälte 9 keine schlammigen Ablagerungen aus Feinpartikeln gebildet werden, die biologisch nicht abbaubar sind.Although not shown in the drawing, further deposition of solid matter still present in the liquid output of the solid / liquid separator 6 in the form of e.g. fine sand-like ingredients are provided. Preferably, this deposition can take place by means of a centrifugal separator integrated in the line 8. The additional separation ensures that the biogas production tanks 9 do not form any sludge deposits of fine particles that are not biodegradable.
Das gebildete Biogas sammelt sich, wie durch punktierte Linien in der Zeichnung angedeutet ist, im oberen, durch eine Folie oder dgl abgedeckten Bereich 11 des Behälters 9, der als Biogasspeicher dient. Von dort kann das Biogas über eine Leitung 12 zur weiteren Verwendung, beispielsweise zur Stromerzeugung mittels einer Mikroga- sturbine, abgeführt werden.The formed biogas collects, as indicated by dotted lines in the drawing, in the upper, covered by a foil or the like area 11 of the container 9, which serves as a biogas storage. From there, the biogas can be discharged via a line 12 for further use, for example for power generation by means of a micro gas turbine.
Erfindungsgemäss ist im Inneren des Behälters 9 eine von dessen Boden nach oben abstehende Trennwand 13 vorgesehen, die im Behälter 9 einen nach oben offenen abgegrenzter Bereich 14 schafft, vergl. auch Fig. 4. Die Trennwand 13 endet in einem geeigneten Abstand von z.B. etwa 0,5 bis 1 ,0 m, unterhalb des Flüssigkeitsspie- gels im Behälter 9, der in der Zeichnung durch einen gestrichelten Linienzug angedeutet ist.According to the invention, a dividing wall 13 projecting upwards from the bottom thereof is provided in the interior of the container 9, which creates an upwardly open demarcated area 14 in the container 9, cf. also FIG. 4. The dividing wall 13 terminates at a suitable distance of, for example, approximately zero , 5 to 1, 0 m, below the liquid peak gels in the container 9, which is indicated in the drawing by a dashed line.
Im abgegrenzten Bereich 14 findet eine weitere Trennung von flüssiger und. noch vorhandener fester Biomasse nach dem Flotationsabscheidungprinzip statt. Dazu wird über eine Leitung 16 nahe dem Boden des abgegrenzten Bereiches 14 gereinigte Flüssigkeit nach aussen abgeführt, die einer Einrichtung 15 zur Mikroblasenbildung zugeführt wird. Derartige Mikroblaseneinrichtungen sind dem Fachmann bekannt. Sie dienen dazu, für eine Flotatonsabscheidung geeignete Mikrogasblasen mit den Mitteln eines anfänglichen Eintrags von Gas in eine Flüssigkeit unter Druckerhöhung und einer anschliessenden strömungsintensiven Entspannung der Flüssigkeit in einem Kavitationsfeld zu schaffen. Als Gas wird bei der erfind ungsgemässen Anlage ein Teil des Biogases aus der Leitung 12 abgezweigt und über die Leitung 17 in die Mikroblasenein- richtung 15 eingeführt. Insbesondere kann durch eine Drosselung des Flüssigkeitsstromes vor einer Kreiselpumpe (nicht gezeigt) Biogas angesaugt und unter Druck in der gereinigten Flüssigkeit zur Lösung gebracht werden. Durch eine strömungsintensive Entspannung werden im Kavitationsfeld gelöste Gasanteile wieder aus der Flüssigkeit herausgerissen. Dabei bilden sich Mikroblasen im μm-Bereich. Eine Bauart einer Mi- kroblaseneinrichtuπg ist z.B. in der DE 3733583 A beschrieben.In the demarcated area 14 finds a further separation of liquid and. still existing solid biomass according to the flotation separation principle instead. For this purpose, purified liquid is discharged to the outside via a line 16 near the bottom of the delimited area 14, which liquid is supplied to a device 15 for microbubble formation. Such micro bubble devices are known to the person skilled in the art. They serve to provide suitable for a Flotatonsabscheidung microbubbles with the means of an initial entry of gas into a liquid under pressure increase and subsequent flow-intensive relaxation of the liquid in a cavitation field. As a gas, in the system according to the invention, part of the biogas is branched off from the line 12 and introduced via the line 17 into the micro bubble device 15. In particular, can be sucked by throttling the liquid flow in front of a centrifugal pump (not shown) biogas and brought under pressure in the purified liquid to the solution. By a flow-intensive relaxation dissolved gas fractions are torn out of the liquid again in the cavitation field. This micro-bubbles form in the micron range. One type of microbubble device is e.g. in DE 3733583 A described.
Die mit Gas versetzte geklärte Flüssigkeit wird über eine Leitung 18 in den abgegrenzten Bereich 14 nahe dessen Boden zurückgeführt. Die aus der Flüssigkeit ausperlenden Gasblasen steigen im abgegrenzten Bereich 14 nach oben, während gleichzeitig die in den Behälter 9 über die Leitung 8 eingeleitete flüssige Biomasse von oben her in den abgegrenzten Bereich 14 im Gegeπstrom zu den aufsteigenden Mikroblasen einströmt. Beim Aufschwimmen reissen die Mikroblasen Teilchen in der flüssigen Biomasse mit nach oben, so dass nahe dem Boden des abgegrenzten Bereiches 14 geklärte und weitgehend geruchsentlastete Flüssigkeit zurückbleibt. Aufgrund der Oberflächenspannungen verbinden sich auch sehr feine Teilchen der Biomasse mit den Mikroblasen und werden mit diesen nach oben getragen. Die geklärte Flüssigkeit kann über eine von der Leitung 16 abzweigende Leitung 20 nach aussen abgeführt werden. Eine Entlüftung 21 kann vorgesehen sein, um in der Leitung 20 einen stetigen saugfreien Ablauf zu gewährleisten. Mit 19 ist eine durch die Leitung 20 definierte Überlaufhöhe angedeutet, die die maximale Füllstandshöhe an flüssiger Biomasse im Behälter 9 bestimmt.The gasified clarified liquid is returned via line 18 to the demarcated area 14 near the bottom thereof. The bubbling from the liquid gas bubbles rise in the demarcated area 14 upwards, while at the same time the introduced into the container 9 via the line 8 liquid biomass flows from above into the demarcated area 14 in Gegeπstrom to the ascending microbubbles. When floating, the microbubbles rupture particles in the liquid biomass with it, leaving behind the bottom of the delimited area 14 cleared and largely odor-relieved liquid. Due to the surface tensions, even very fine biomass particles combine with the microbubbles and are carried upwards with them. The clarified liquid can be discharged to the outside via a line 20 branching off from the line 16. A vent 21 may be provided to ensure a continuous suction-free operation in the conduit 20. With 19 defined by the line 20 overflow height is indicated, which determines the maximum level of liquid biomass in the container 9.
Das Rührwerk 10 hält die flüssige Biomasse im gesamten Behälter 9 in Bewegung und führt gleichzeitig die aufgrund der Flotation aufsteigende feste Biomasse vom abgegrenzten Bereich 14 weg und vermischt sie mit dem restlichen Inhalt des Behälters 9.The stirrer 10 keeps the liquid biomass in the entire container 9 in motion and at the same time leads away from the demarcated area 14, the rising due to the flotation solid biomass and mixes them with the remaining contents of the container. 9
Zur Unterstützung der Vermischung der abgeschiedenen festen Biomasse mit dem restlichen Inhalt des Behälters 9 kann die Ansaugsseite des Rührwerkes 10 mit einem Leitrohr (nicht gezeigt) versehen sein, welches von einer sich ggf. bildenden Biomassen-Schwimmschicht nahe dem abgegrenzten Bereich 14 bis hinter das Rührwerk 10 geführt sein kann.To support the mixing of the separated solid biomass with the remaining contents of the container 9, the suction side of the agitator 10 may be provided with a guide tube (not shown), which may be formed by a possibly forming biomass floating layer near the delimited area 14 to behind the agitator 10 can be performed.
In Fig. 2 bis 4 ist die zweite Ausführungsform der Erfindung gezeigt.In Fig. 2 to 4, the second embodiment of the invention is shown.
Bei dieser Ausführungsform gelangt, wie bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform, aus einer Stallanlage (nicht gezeigt) aus flüssigen und festen Bestandteilen bestehende Gülle 100 mit einer bestimmten Durchsatzmenge in einen Sammelbehälter 102; sie kann darin mittels eines Rührwerks 103 homogenisiert werden. Eine Pumpe 104 fördert die Flüssigkeit aus dem Sammelbehälter 102 zu einem Biogasbehälter 105. Das darin gebildete Biogas 106 sammelt sich unter einer Speicherfolie 107, die durch ein z.B. PVC beschichtetes Polyestergewebe 108 verstärkt sein kann. Das Biogas kann von dort zur weiteren Verwendung abgeführt-werden. Ein Paar Rührwerke 109 an diametral gegenüberliegenden Stellen des Biogasbehälters 105 kann vorgesehen sein, um den Behälterinhalt ständig durchzumischen.In this embodiment, as in the first embodiment described above, from a stable plant (not shown) of liquid and solid components, slurry 100 is introduced into a sump 102 at a certain flow rate; it can be homogenized therein by means of a stirrer 103. A pump 104 conveys the liquid from the collecting container 102 to a biogas container 105. The biogas 106 formed therein collects under a storage foil 107, which can be reinforced by, for example, a PVC-coated polyester fabric 108. The biogas can be discharged from there for further use. A pair of agitators 109 at diametrically opposite locations of the biogas container 105 may be provided to constantly mix the contents of the container.
Im Inneren des Behälters 105 ist, wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung, eine vom Behälterboden nach oben abstehende Trennwand 113 vorgesehen, die im Behälter 105 einen nach oben offenen abgegrenzten Bereich 114 schafft, vgl. auch Fig. 4. Die Trennwand 113 endet in einem geeigneten Abstand von z.B. etwa 0,5 bis 1 ,0 m unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälter 105, der in der Zeichnung durch einen gestrichelten Linienzug angedeutet ist.Inside the container 105, as in the first embodiment of the invention, a partition wall 113 projecting upwardly from the container bottom is provided, which creates an upwardly open demarcated region 114 in the container 105, cf. also Fig. 4. The partition 113 terminates at a suitable distance from e.g. about 0.5 to 1, 0 m below the liquid level in the container 105, which is indicated in the drawing by a dashed line.
Über eine Absaugleitung 110 kann vom Boden des Biogasbehälters 105 an einer Stelle ausserhalb des abgegrenzten Bereichs 114 Gülle mittels einer Pumpe 111 abgezogen und einem Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 112 zugeführt werden. Bei dem Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 112 handelt es sich vorzugsweise um einen Pressschneckenabscheider ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.Via a suction line 110, manure can be withdrawn from the bottom of the biogas tank 105 at a location outside the delimited area 114 by means of a pump 111 and fed to a solids / liquid separator 112. The solid / liquid separator 112 is preferably a screw extruder similar to the first embodiment.
Die zeitliche Menge an aus dem Biogasbehälter 105 abgezogener Gülle ist erfin- dungsgemäss ca. 10 bis 20 % grösser als die Durchsatzmenge durch die Anlage.The amount of manure withdrawn from the biogas tank 105 is, according to the invention, approximately 10 to 20% greater than the throughput through the plant.
Im Abscheider 112 werden die festen Bestandteile aus der Gülle abgeschieden. Der abgeschiedene Feststoff kann, wie es bei 130 angedeutet ist, zur weiteren Verwendung z.B. zum Abtransport mittels eines Hängers gehäufelt werden.In the separator 112, the solid components are separated from the manure. The deposited solid, as indicated at 130, may be used further for e.g. heaped up for removal by means of a trailer.
Eine grossere Teilmenge der aus dem Abscheider 112 ablaufenden gesamten Flüssigkeitsmenge wird dem abgetrennten Bereich 114 des Biogasbehälters 105 an einer geeigneten Stelle nahe dem obere offenen Ende, vorzugsweise z.B. innerhalb dessen oberen Drittels, über eine Leitung 122 zugeführt. Wie bei der vorbeschriebenen ersten Ausführungsform der Erfindung kann in der Leitung 122 ein Zentrifugalabscheider oder eine andere geeignete Abscheidungsvorrichtung zum Abscheiden von feinen, z.B. sandigen nicht bakterill abbaubaren Bestandteilen in der Flüssigkeit vorgesehen werden.A larger subset of the total amount of liquid draining from the separator 112 is supplied to the separated region 114 of the biogas container 105 at a suitable location near the upper open end, preferably within its upper third, via a conduit 122. As in the above-described first embodiment of the invention, a centrifugal separator or other suitable deposition device for separating fine, For example, sandy components that are not biodegradable can be provided in the liquid.
Ein geringer Teilstrom der aus dem Abscheider 112 ablaufenden Flüssigkeitsmenge wird einer Einrichtung 115 zur Mikroblasenbildung zugeführt und verlässt die Einrichtung als mit Mikroblasen versetzte Flüssigkeit, die über eine Leitung 123 in den abgetrennten Bereich 114 an einer geeigneten Stelle nahe dessen Boden, vorzugsweise innerhalb des unteres Drittels eingeleitet wird.A small portion of the amount of liquid draining from the separator 112 is supplied to a microbubble forming means 115 and exits the microbubbled liquid via a conduit 123 into the separated area 114 at a suitable location near its bottom, preferably within the lower third is initiated.
Die Mikroblaseneinrichtung 115 kann einen ähnlichen Aufbau wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung haben. Als Gas wird wiederum vorzugsweise ein Teil des gebildeten Biogases verwendet, wie dies in Fig. 2 durch die gestrichelte Abzweigleitung 127' angedeutet ist.The micro bubble device 115 may have a similar construction as in the first embodiment of the invention. As the gas, in turn, preferably a part of the biogas formed is used, as indicated in Fig. 2 by the dashed branch line 127 '.
Über eine nahe dem Boden des abgetrennten Bereiches 114 vorgesehene Ablaufleitung 121 kann die um die Feststoffanteile reduzierte Flüssigkeit aus dem abgegrenzten Bereich 114 der Biogasanlage abgeführt und in einem Zwischenlager 117 zur weiteren Verwendung gesammelt werden. Z. B. kann die im Zwischenlager 117 angesammelte Flüssigkeit als Flüssigdünger über einen Ablauf 118 der Landwirtschaft zur Verfügung gestellt werden.Via a drain line 121 provided near the bottom of the separated region 114, the liquid reduced by the solids content can be removed from the demarcated region 114 of the biogas plant and collected in an intermediate storage 117 for further use. For example, the liquid accumulated in the intermediate storage 117 can be made available as a liquid fertilizer via a drain 118 of agriculture.
Das erzeugte Biogas kann zur weiteren Verwendung, z.B. Strom- oder Wärmegewinnung über eine Leitung 127 einem Blockheizkraftwerk 119 zugeführt werden. Die anfallende Wärme kann zu einer den biologischen Abbau fördernden Erwärmung des Inhaltes des Biogasbehälters 105 mittels eines darin vorgesehenen Wärmetauscheinrichtung genutzt werden, wie dies bei 120 angedeutet ist.The biogas produced can be used for further use, e.g. Electricity or heat generation via a line 127 to a cogeneration unit 119 are supplied. The resulting heat can be used to promote the biodegradation heating of the contents of the biogas container 105 by means of a heat exchange device provided therein, as indicated at 120.
Mit Bezug auf Fig. 3 werden nachfolgend die sich aus der vorgenannten Flüssigkeitszuführung in dem abgegrenzten Bereich 114 ergebenden Strömungsverläufe erläutert. Über die Leitung 122 gelangt die kleinere Teilstrommenge in den abgegrenzten Bereich 114, während die Hauptstrommenge über die Leitung 123 eingeführt wird, so dass insgesamt die Summe beider Teilmengen in den abgegrenzten Bereich 114 hineingelangt. Über die nahe dem Boden des abgetrennten Bereiches 114 angeordnete Leitung 121 wird eine bestimmte um die Feststoffanteile reduzierte Flüssigkeitsmenge abgezogen. Dabei teilt sich die aus der Leitung 122 stammende Flüssigkeit in einen Teilstrom 124 mit geringere Durchsatzmenge auf, der in den Biogasbehälter 105 zurückströmt, während ein Teilstrom 125 mit grosserer Durchsatzmenge zum Boden des abgegrenzten Bereiches 114 strömt und über die Ablaufleitung 121 nach aussen abgeleitet wird.With reference to FIG. 3, the flow characteristics resulting from the aforementioned liquid supply in the delimited region 114 are explained below. Via the line 122, the smaller amount of partial flow enters the delimited area 114, while the main amount of flow is introduced via the line 123, so that the total sum of both subsets in the demarcated area 114 enters. Via the line 121 arranged close to the bottom of the separated region 114, a certain quantity of liquid reduced by the solids is drawn off. In this case, the originating from the line 122 liquid splits into a partial flow 124 with a lower flow rate, which flows back into the biogas tank 105, while a partial flow 125 with a larger flow rate flows to the bottom of the demarcated area 114 and is discharged via the drain line 121 to the outside.
Die Mikroblasen 126 aus der über die Leitung 123 zugeführten begasten Flüssigkeitsmenge treiben aufgrund ihres Auftriebes gegen den Teilstrom 125 nach oben und vereinigen sich dabei durch ihre Oberflächenspannung mit der im Teilstrom 126 befindlichen festen Biomasse, welche somit zusammen mit dem Teilstrom 124 zurück in den Biogasbehälter 105 gelangen.Due to their buoyancy, the microbubbles 126 from the gassed liquid quantity supplied via the line 123 move upwards against the partial stream 125 and unite by their surface tension with the solid biomass present in the partial stream 126, which thus returns together with the partial stream 124 back into the biogas container 105 reach.
Fig. 4 zeigt den abgegrenzten Bereich 114 in Draufsicht. Wie zu erkennen ist, erstreckt sich die Trennwand 113 bogenförmig von einer Anbindungsstelle an einer Seitenwand des Biogasbehälters 105 zu einer in Umfangsrichtung beabstandeten Anbindungsstelle, so dass der abgegrenzte Bereich 114 einen im Wesentlichen kreisseg- mentförmigen Querschnitt haben kann. Die Erfindung ist jedoch auf eine derartige Konfiguration des abgegrenzten Bereiches 114 nicht beschränkt, der demzufolge auch in anderer geeigneten Weise ausgebildet sein kann. Beispiel 1 :4 shows the demarcated area 114 in plan view. As can be seen, the partition wall 113 extends arcuately from an attachment point on a side wall of the biogas container 105 to a circumferentially spaced connection point, so that the delimited area 114 can have a substantially kreisseg- mentförmigen cross-section. However, the invention is not limited to such a configuration of the demarcated area 114, which accordingly may be formed in any other suitable manner. Example 1 :
Am Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 112 fallen insgesamt 10 m3/h abgeschiedene Flüssigkeit an. Diese wird in eine grossere Teilmenge von 9 m3/h und eine kleinere Teilmenge von 1 m3/h aufgeteilt. Die grossere Teilmenge wird über die Leitung 122 in ein oberes Drittel des Kammerbereiches 114 eingeführt, die kleinere Teilmenge nach Begasung in das untere Drittel über die Leitung 123. Über die Leitung 121 werden 8 m3/h geklärte Flüssigkeit aus dem Kammerbereich abgezogen. Die zeitliches Menge des nach oben gerichtete Flüssigkeitsstrom 124 im Kammerbereich beträgt 2 m3/h und die des nach unten gerichteten Stroms 125 beträgt 7 m3/h. Der nach unten gerichtete Strom 125 und die Teilmenge 123 entsprechen damit in der Summe den 8 rrvVh des abgezogenen Stroms 121.A total of 10 m 3 / h separated liquid accumulates on the solid / liquid separator 112. This is divided into a larger subset of 9 m 3 / h and a smaller subset of 1 m 3 / h. The larger subset is introduced via the line 122 in an upper third of the chamber portion 114, the smaller subset after gassing in the lower third via the line 123. Via line 121 8 m 3 / h clarified liquid are withdrawn from the chamber area. The time amount of the upward liquid flow 124 in the chamber area is 2 m 3 / h and that of the downward flow 125 is 7 m 3 / h. The downward current 125 and the subset 123 thus correspond in total to 8 rrvVh of the withdrawn current 121.
In Fig. 5 bis 7 ist die dritte Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Diese unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen in einer modifizierten Art der Mikroblasenbildung im abgegrenzten Kammerbereich, so dass bezüglich der übrigen Aufbauteile auf die Beschreibung der zweiten Ausführungsform verwiesen werden kann. Gleiche oder ähnlich Bauteile tragen daher die gleichen, jedoch um die erst- stellige Zahl "2-" geänderten Bezugszeichen.In Fig. 5 to 7, the third embodiment of the invention is shown. This differs from the second embodiment essentially in a modified type of microbubble formation in the delimited chamber area, so that reference can be made to the description of the second embodiment with regard to the remaining structural parts. The same or similar components therefore carry the same reference numerals, but changed by the first-digit number "2-".
Die Mikroblasenbildung erfolgt anders als bei den vorbeschriebenen Ausführungsformen nicht mittels einer ausserhalb des Biogasbehälters vorgesehenen Mikro- blaseneinrichtung, sondern dessen Inneren unter Vorsehen eines mikroporösen keramischen scheibenförmigen Substrats 229 an einem bodennahen Bereich des abgegrenzten Kammerbereiches 214, in das durch eine Leitung 228 unter Druck stehendes Gas eingeleitet werden kann, das in Gestalt von Mikroblasen aus dem mikroporösen keramischen Substrat 229 ausperlt. Ein geeignetes mikroporöses keramisches Substratmaterial kann unter der Handelsbezeichnung "Kerafol" von der Keramische Folien GmbH, Stegenthumbach 4-6, D-92676 Eschenbach/Deutschland bezogen werden. Bei dem Gas handelt es sich vorzugsweise wiederum um aus dem Biogasbehälter 205 ab- gezeigtes Biogas, das mittels eines in der Leitung 228 integrierten Kompressors 231 unter einen geeigneten Druck versetzt wird, bevor es zum mikroporösen keramischen Substrat 229 gelangt.Unlike in the previously described embodiments, microbubble formation does not take place by means of a microbubble device provided outside the biogas container, but its interior, with a microporous ceramic disk-shaped substrate 229 at a near-bottom region of the delimited chamber region 214, into the gas under pressure through a line 228 can be introduced, which ausperlt in the form of microbubbles from the microporous ceramic substrate 229. A suitable microporous ceramic substrate material may be obtained under the tradename "Kerafol" from Keramische Folien GmbH, Stegenthumbach 4-6, D-92676 Eschenbach, Germany. The gas is preferably, in turn, from the biogas container 205. shown biogas, which is offset by means of a built-in line 228 compressor 231 under a suitable pressure before it reaches the microporous ceramic substrate 229.
Beispiel 2:Example 2:
Am Feststoff/Flüssigkeits-Abscheider 212 fallen insgesamt 10 m3/h abgeschiedene Flüssigkeit an. Diese wird über die Leitung 222 in ein oberes Drittel des Kammerbereiches 214 eingeführt. Über die Leitung 221 werden 8 nrVh geklärte Flüssigkeit aus dem Kammerbereich abgezogen. Biogas unter einem Druck von 2,2, bar wird über die Leitung 228 in das mikroporöse keramische Substrat 229 eingeführt. Die zeitliches Menge des nach oben gerichtete Flüssigkeitsstrom 224 im Kammerbereich beträgt 2 nfVh und die des nach unten gerichteten Stroms 125 beträgt 8 m3/h.A total of 10 m 3 / h separated liquid accumulates on the solid / liquid separator 212. This is introduced via the line 222 in an upper third of the chamber portion 214. Via the line 221 8 nrVh clarified liquid are withdrawn from the chamber area. Biogas at a pressure of 2.2 bar is introduced via line 228 into the microporous ceramic substrate 229. The time amount of the upward liquid flow 224 in the chamber region is 2 nfVh and that of the downward flow 125 is 8 m 3 / h.
Obschon vorausgehend vorteilhafterweise die Begasung in der Mikroblasener- zeugungseinrichtung unter Verwendung des gewonnenen Biogases beschrieben wurde, versteht es sich, dass, wenn erwünscht, auch geeignete Fremdgase von einer Fremdgasquelle herangezogen werden können. Although the gassing in the microbubble generating device using the recovered biogas has been advantageously described previously, it should be understood that, if desired, suitable foreign gasses may also be used by a foreign gas source.

Claims

Patentansprüche claims
1. Anlage zur Erzeugung von Biogas aus flüssige und feste Bestandteile enthaltendem organischen, biologisch abbaubaren Material, wie Abfallprodukten, insbesondere Gülle aus landwirtschaftlichen Betrieben, umfassend einen Biogaserzeugungsbehälter (9, 105,205) mit einem Zulauf für das biologisch abbaubare Material und einem Biogassammeibereich (6,106,206) mit einem Bio- gasauslass, und eine Flotationsabscheideeinrichtung mit einer Mikroblasenerzeugungs- einrichtung (15, 115,229) zum Abscheiden der festen von den flüssigen Bestandteilen des biologisch abbaubaren Materials, wobei die Flotationsabscheideeinrichtung einen im Inneren des Biogaserzeugungsbehälters abgegrenzten, im Wesentlichen in Schwerkraftrichtung wirksamen Kammerbereich (14,114,214) mit einem geschlossen Boden und einem offenen, unterhalb der Flüssigkeitsfüllstandshöhe des Biogaserzeugungsbehälters angeordneten oberen Ende umfasst, und wobei der Mikroblasenerzeugungseinrichtung ein Gas, insbesondere das Biogas aus dem Biogassammeibereich, zuführbar ist, um im Kammerbereich Mikrobla- sen zu bilden.1. Plant for the production of biogas from organic and biodegradable material containing liquid and solid components, such as waste products, in particular manure from agricultural operations, comprising a biogas production container (9, 105, 205) having a feed for the biodegradable material and a biogas collecting area (6, 106, 206) with a biogas outlet, and a flotation separator having a microbubble generator (15, 115, 229) for separating the solid from the liquid constituents of the biodegradable material, the flotation separator comprising a chamber region (14, 14, 214, 149) defined in the interior of the biogas generation container and substantially in the direction of gravity ) comprising a closed bottom and an open upper end located below the liquid level of the biogas production container, and wherein the microbubble generator comprises a gas, in particular the biogas the Biogassammeibereich, can be supplied to form microbubbles in the chamber area.
2. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroblasenerzeu- gungseinrichtung (15,115) ausserhalb des Biogaserzeugungsbehälters (9,105) angeordnet ist, wobei der Mikroblasenerzeugungseinrichtung geklärte Flüssigkeit aus dem Kammerbereich (14,114) und Gas zur Beaufschlagung der geklärten Flüssigkeit mit Gas zuführbar sind, während ein Auslass der Mikroblasenerzeugungseinrichtung für die gasbeaufschlagte geklärte Flüssigkeit mit einem Einlass (18,123) des Kammerbereichs verbunden ist. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the Mikroblasenerzeu- generating device (15,115) outside the biogas production container (9,105) is arranged, wherein the microbubble generating means clarified liquid from the chamber region (14,114) and gas for supplying the clarified liquid are supplied with gas, while an outlet of the gas-treated clarified liquid micro-bubble generator is connected to an inlet (18, 123) of the chamber portion.
3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (18,123) für die gasbeaufschlagte geklärte Flüssigkeit nahe dem Boden des abgegrenzten Kammerbereiches (14,114) vorgesehen ist.3. Plant according to claim 2, characterized in that the inlet (18,123) for the gas-treated clarified liquid near the bottom of the demarcated chamber area (14,114) is provided.
4. Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroblasenerzeu- gungseinrichtung (229) ein innerrhalb des Kammerbereiches (214)) angeordnetes mikroporöses keramisches Substratmaterial (229) umfasst, in das unter Druck stehendes Gas einführbar ist.4. Installation according to claim 1, characterized in that the Mikroblasenerzeu- generating device (229) comprises a within the chamber region (214)) arranged microporous ceramic substrate material (229), is introduced into the pressurized gas.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Rührwerkseinrichtung (10,109,209) im Inneren des Biogaserzeugungsbehälters (9,105,205) zur Durchmischung des Behälterinhaltes.5. Plant according to one of claims 1 to 4, characterized by an agitator means (10,109,209) in the interior of the biogas production container (9,105,205) for mixing the container contents.
6. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine dem Biogaserzeugungsbehälter (9) vorgeschaltete Feststoff/Flüssigkeits- Abscheideeinrichtung (6) zur Abscheidung von festen Bestandteilen des biologisch abbaubaren Matzerials vor deren Einführung in den Biogaserzeugungsbehälter.6. Plant according to one of the preceding claims, characterized by a Biogaserzeugungsbehälter (9) upstream solid / liquid separation device (6) for the separation of solid components of the biodegradable Matzerials before their introduction into the biogas production container.
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fest- stoff/Flüssigkeits-Abscheideeinrichtung (9) einen Pressschπeckenabscheider umfasst.7. Plant according to claim 6, characterized in that the solids / liquid separation device (9) comprises a press cell separator.
8. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerkseinrichtung (10,109,209) ein Leitrohr umfasst, um eine nahe dem oberen offene Ende des Kammerbereiches (14,114,214) gebildete Biomassenschwimmschicht abzusaugen und hinter die Rührwerkseinrichtung zu führen.8. Plant according to claim 5, characterized in that the agitator means (10,109,209) comprises a guide tube to suck a near the upper open end of the chamber area (14,114,214) formed Biomassenschwimmschicht and behind the agitator means.
9. Anlage nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Feststoff/Flüssigkeits- Abscheideeinrichtung (112,212), deren Einlass mit einem bodenseitigen Auslass (110,210) des Biogaserzeugungsbehälters (105,205) verbunden ist, während ein Flüs- sigkeitsauslass der Feststoff/Flüssigkeits-Abscheideeinrichtung mit einem Einlass (122,222) nahe dem offenenen Ende des Kammerbereiches (114,214) verbunden ist, wobei nahe dem Boden des Kammerbereiches ein Auslass (121 ,221) für die geklärte Flüssigkeit vorgesehen ist.9. Plant according to claim 1, characterized by a solids / liquid separation device (112, 212), the inlet of which is connected to a bottom outlet (110, 210) of the biogas production container (105, 205), while a liquid outlet of the solid / liquid separation device has an inlet (122, 222) near the open end of the chamber portion (114, 214), with an outlet (121, 221) for the clarified liquid near the bottom of the chamber portion.
10. Verfahren zum Erzeugen von Biogas aus flüssige und feste Bestandteile enthaltendem organischen, biologisch abbaubaren Material, wie Abfallprodukten, insbesondere Gülle aus landwirtschaftlichen Betrieben, bei dem man einen Biogaserzeugungsbehälter mit dem biologisch abbaubaren Material bis zu einer bestimmten Füllstandshöhe füllt und diese Füllstandshöhe im Wesentlichen aufrechterhält, eine Flotationsabscheidung zur Abscheidung von festen von flüssigen Bestandteilen des biologisch abbaubaren Materials in einem im Innern des Biogaserzeugungsbehälters abgegrenzten, im Wesentlichen in Schwerkraftrichtung wirksamen Kammerbereich mit einem geschlossenen Boden und einem offenen, unterhalb der Flüssigkeitsfüllstandshöhe angeordneten oberen Ende vornimmt, indem Mikroblasen im Kammerbereich erzeugt werden, und die im Kammerbereich gebildeten Mikroblasen im Gegenstrom zu dem in den Kammerbereich über dessen oberen Ende aus einströmendem biologisch abbaubaren Material aufschwimmen lässt, so dass dessen festen Bestandteile von den Mikroblasen nach oben mitgerissen werden, während nahe dem Boden des Kammerbereiches im Wesentlichen von festen Bestandteilen geklärte Flüssigkeit abgenommen wird.10. A method for generating biogas from liquid and solid components containing organic, biodegradable material, such as waste products, especially manure from farms, in which one fills a biogas production container with the biodegradable material up to a certain level and this level substantially maintains level discloses flotation separation for separating solid constituents of the biodegradable material into a substantially gravity-directionally closed-bottomed chamber portion within the biogas production container and having an open top located below the liquid level level by creating microbubbles in the chamber portion , and the microbubbles formed in the chamber area countercurrent to the biodegradable material flowing into the chamber area via its upper end so that its solid components are entrained upward by the microbubbles, while liquid substantially clarified by solid constituents near the bottom of the chamber area is removed.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das biologisch abbaubare Material vor Einführung in den Biogaserzeugungsbehälter einer mechanischen Vorabscheidung in feste und flüssige Bestandteile unterzogen werden.11. The method according to claim 10, characterized in that the biodegradable material prior to introduction into the biogas production container of a mechanical pre-separation into solid and liquid components are subjected.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das biologisch abbaubare Material in den Biogaserzeugungsbehälter eingeführt und eine Menge an or- ganischem Material aus dem Biogaserzeugungsbehälter entnommen und einer mechanischen Abscheidung in feste und flüssige Bestandteile unterzogen wird.12. The method according to claim 10, characterized in that the biodegradable material is introduced into the biogas production container and a quantity of or- ganic material is removed from the biogas production tank and subjected to mechanical separation into solid and liquid components.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der mechanischen Abscheidung erhaltene Flüssigkeit in erste und zweite Teilmengen unterteilt wird, wobei die erste Teilmenge grösser als die zweite Teilmenge ist, in die zweite Teilmenge das Gas, insbesondere Biogas aus dem Biogassammel- raum, eingeführt wird, um eine gasbeaufschlagte Flüssigkeit zu erhalten, die gasbeaufschlagte Flüssigkeit in den Kammerbereich nahe dessen bodensei- tigen Endes eingeführt wird, während die erste Teilmenge in den Kammerbereich nahe seines oberen Ende eingeführt wird, und dem Kammerbereich nahe seines Bodens geklärte Flüssigkeit in einer zeitlichen Menge entnommen wird, die kleiner als erste Teilmenge und grösser als die zweite Teilmenge sowie kleiner als die Summe der ersten und zweiten Teilmengen ist, so dass die erste Teilmenge im Kammerbereich zu einer Aufteilung in zum Boden und zum offenen Ende hin gerichtete Flüssigkeitsströme veranlasst wird.13. The method according to claim 12, characterized in that the liquid obtained from the mechanical separation is divided into first and second subsets, wherein the first subset is greater than the second subset, in the second subset of the gas, in particular biogas from the biogas collection space is introduced to obtain a gas-charged liquid introduced into the chamber area near the bottom end thereof, while the first subset is introduced into the chamber area near its upper end, and liquid clarified near the bottom of the chamber area is taken from a time amount which is smaller than the first subset and greater than the second subset and smaller than the sum of the first and second subsets, so that the first subset in the chamber area causes a division into directed to the bottom and the open end liquid streams becomes.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der mechanischen Abscheidung erhaltene Flüssigkeit in den Kammerbereich nahe seines oberen Endes eingeführt wird, die Mikroblasen im Kammerbereich nahe seines Bodens gebildet werden, und dem Kammerbereich nahe seines Bodens geklärte Flüssigkeit in einer zeitlichen Menge entnommen wird, die kleiner als die aus der mechanischen Abscheidung erhaltene zugeführte Flüssigkeitsmenge ist, so dass diese im Kammerbereich zu einer Aufteilung von zum Boden und zum offenen Ende hin gerichtete Flüssigkeitsströme veranlasst wird. A method according to claim 12, characterized in that the liquid obtained from the mechanical separation is introduced into the chamber area near its upper end, the microbubbles are formed in the chamber area near its bottom, and the chamber area near its bottom clarified liquid in a time amount which is smaller than the amount of liquid obtained from the mechanical deposition, so that it is caused in the chamber area to a distribution of directed towards the bottom and the open end liquid streams.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Einführung der aus der mechanischen Abscheidung erhaltenen Flüssigkeit im oberen Drittel der longitudinalen Erstreckungslänge des Kammerbereiches erfolgt.15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the introduction of the liquid obtained from the mechanical deposition takes place in the upper third of the longitudinal extension length of the chamber region.
16. Biogaserzeugungsbehälter zur Verwendung bei einer Anlage gemäss dem Anspruch 1 , umfassend einen Zulauf für flüssige und feste Bestandteile enthaltendes biologisch abbaubares Material, wie Abfallprodukte, insbesondere Gülle aus landwirtschaftlichen Betrieben, einen im Inneren des Biogaserzeugungsbehälters abgegrenzten, im Wesentlichen in Schwerkraftrichtung wirksamen Kammerbereich (14,114) mit einem geschlossen Boden und einem offenen oberen Ende, wobei der Biogaserzeugungsbehälter bis zu einer Füllstandshöhe oberhalb des oberen offenen Endes des Kammerbereiches füllbar ist, wenistens einen Einlass (18,123) nahe dem Boden des Kammerbereiches, über den eine mikroblasenbildende Flüssigkeit in den Kammerbereich einführbar ist, und einen Auslass (16,121) für geklärte Flüssigkeit nahe dem Boden des Kammerbereichs.16. biogas production container for use in a system according to claim 1, comprising a feed for liquid and solid components containing biodegradable material, such as waste products, especially manure from farms, a delimited in the interior of the biogas production container, substantially effective in the direction of gravity chamber area (14,114 ) having a closed bottom and an open top, wherein the biogas generation container is fillable to a level above the upper open end of the chamber region, at least one inlet (18, 123) near the bottom of the chamber region over which a microbubble forming liquid is insertable into the chamber region , and an outlet (16, 121) for clarified liquid near the bottom of the chamber area.
17. Biogaserzeugungsbehälter zur Verwendung bei einer Anlage gemäss dem Anspruch 1, umfassend einen Zulauf für flüssige und feste Bestandteile enthaltendes biologisch abbaubares Material, wie Abfallprodukte, insbesondere Gülle aus landwirtschaftlichen Betrieben, einen im Inneren des Biogaserzeugungsbehälters abgegrenzten, im Wesentlichen in Schwerkraftrichtung wirksamen Kammerbereich (214) mit einem geschlossen Boden und einem offenen oberen Ende, wobei der Biogaserzeugungsbehälter bis zu einer Füllstandshöhe oberhalb des oberen offenen Endes des Kammerbereiches füllbar ist, ein nahe dem Boden des Kammerbereichs angordnetes mikroporöses keramisches Substratmaterial (229), einen Einlass (228) für eine Druckgas in das mikroporöse keramische Substratmaterial, und einen Auslass (221) für geklärte Flüssigkeit aus dem Kammerbereich nahe dessen Boden. 17. biogas production container for use in a plant according to claim 1, comprising a feed for liquid and solid constituents containing biodegradable material, such as waste products, in particular manure from farms, a delimited in the interior of the biogas production container, substantially in the direction of gravity effective chamber area (214 ) having a closed bottom and an open top end, the biogas generation container being fillable to a level above the upper open end of the chamber area, a microporous ceramic substrate material (229) positioned near the bottom of the chamber area, an inlet (228) for a pressurized gas into the microporous ceramic substrate material, and a clarified liquid outlet (221) from the chamber area near the bottom thereof.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024552A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-18 Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. Energy-optimized storage and fermentation container for power generation and energy storage systems and methods for optimizing the use of heat in such a container
EP2650273A4 (en) * 2010-12-09 2015-06-10 Weifang Jinsida Ind Co Ltd Resource utilizing method of refuses in urban and rural
US9724460B2 (en) 2014-03-25 2017-08-08 Oakwood Healthcare, Inc. Controlled nucleation from gas-supersaturated liquid
EP3399016A3 (en) * 2017-04-11 2019-03-20 Röhren- und Pumpenwerk Bauer Ges.mbH Method for operating a biogas assembly and for use of liquid manure

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8877468B2 (en) 2010-09-24 2014-11-04 Anaergia Inc. Method for converting biomass to methane or ethanol
CA2862132A1 (en) * 2012-01-23 2013-08-01 Anaergia Inc. Syngas biomethanation process and anaerobic digestion system
US11286507B2 (en) 2013-07-11 2022-03-29 Anaergia Inc. Anaerobic digestion and pyrolysis system
WO2016123714A1 (en) 2015-02-06 2016-08-11 Anaergia Inc. Solid waste treatment with conversion to gas and anaerobic digestion
US9879285B2 (en) 2015-07-20 2018-01-30 Anaergia Inc. Production of biogas from organic materials
ZA201602521B (en) 2016-03-18 2018-07-25 Anaergia Inc Solid waste processing wih pyrolysis of cellulosic waste

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3106422A1 (en) * 1981-02-20 1982-09-09 Techtransfer GmbH, 7000 Stuttgart Process for the anaerobic degradation of organic substances present in wastewater
JPS60220194A (en) * 1984-04-18 1985-11-02 Kurita Water Ind Ltd Anaerobic treatment apparatus
DE3733583A1 (en) * 1987-10-03 1989-04-20 Dietrich Dr Eichler Method and apparatus for producing very fine air bubbles for the purpose of floatation of sludges
US4948509A (en) * 1988-08-24 1990-08-14 Charles Stack & Associates, Inc. Anaerobic fermentation process
US5015384A (en) * 1988-05-25 1991-05-14 Burke Dennis A Anaerobic digestion process
EP0367037B1 (en) * 1988-11-03 1993-12-22 Fan Engineering Gmbh Dehydration process of aqueous suspensions, and screw press therefor
US5670047A (en) * 1996-04-15 1997-09-23 Burke; Dennis A. Anaerobic treatment process for the rapid hydrolysis and conversion of organic materials to soluble and gaseous components
WO1998019971A1 (en) * 1996-11-06 1998-05-14 Paques B.V. Apparatus for the biological purification of waste water
JP2002001310A (en) * 2000-06-23 2002-01-08 Toshiba Plant Kensetsu Co Ltd Method for removing scum in fermentation tank
DE10251923A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-19 Fan Separator Gmbh Gas and liquid mixing system for producing liquid laden with micro-bubbles for flotation mineral separating plants has air and liquid compressor feeding high-pressure fluid to intake of mixing pump
DE60201182T2 (en) * 2001-03-26 2005-10-20 Paques Bio Systems B.V. METHOD AND DEVICE FOR ANAEROBIC CLEANING OF ORGANIC COMPONENTS CONTAINING WASTEWATER

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3106422A1 (en) * 1981-02-20 1982-09-09 Techtransfer GmbH, 7000 Stuttgart Process for the anaerobic degradation of organic substances present in wastewater
JPS60220194A (en) * 1984-04-18 1985-11-02 Kurita Water Ind Ltd Anaerobic treatment apparatus
DE3733583A1 (en) * 1987-10-03 1989-04-20 Dietrich Dr Eichler Method and apparatus for producing very fine air bubbles for the purpose of floatation of sludges
US5015384A (en) * 1988-05-25 1991-05-14 Burke Dennis A Anaerobic digestion process
US4948509A (en) * 1988-08-24 1990-08-14 Charles Stack & Associates, Inc. Anaerobic fermentation process
EP0367037B1 (en) * 1988-11-03 1993-12-22 Fan Engineering Gmbh Dehydration process of aqueous suspensions, and screw press therefor
US5670047A (en) * 1996-04-15 1997-09-23 Burke; Dennis A. Anaerobic treatment process for the rapid hydrolysis and conversion of organic materials to soluble and gaseous components
US5670047B1 (en) * 1996-04-15 1999-09-07 Burke, Dennis, A. Anaerobic treatment process for the rapid hydrolysis and conversion of organic materials to soluble and gaseous components
WO1998019971A1 (en) * 1996-11-06 1998-05-14 Paques B.V. Apparatus for the biological purification of waste water
JP2002001310A (en) * 2000-06-23 2002-01-08 Toshiba Plant Kensetsu Co Ltd Method for removing scum in fermentation tank
DE60201182T2 (en) * 2001-03-26 2005-10-20 Paques Bio Systems B.V. METHOD AND DEVICE FOR ANAEROBIC CLEANING OF ORGANIC COMPONENTS CONTAINING WASTEWATER
DE10251923A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-19 Fan Separator Gmbh Gas and liquid mixing system for producing liquid laden with micro-bubbles for flotation mineral separating plants has air and liquid compressor feeding high-pressure fluid to intake of mixing pump

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2650273A4 (en) * 2010-12-09 2015-06-10 Weifang Jinsida Ind Co Ltd Resource utilizing method of refuses in urban and rural
US9776224B2 (en) 2010-12-09 2017-10-03 Weifang Jinsida Industrial Co. Ltd. Method of utilizing refuses in urban and rural
DE102012024552A1 (en) * 2012-12-17 2014-06-18 Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. Energy-optimized storage and fermentation container for power generation and energy storage systems and methods for optimizing the use of heat in such a container
EP2743340A1 (en) 2012-12-17 2014-06-18 Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens E. V. Energy optimised storage and fermentation vessel for energy generation and energy storage installations and method for optimising the utilisation of heat in such a container
US9724460B2 (en) 2014-03-25 2017-08-08 Oakwood Healthcare, Inc. Controlled nucleation from gas-supersaturated liquid
US10898637B2 (en) 2014-03-25 2021-01-26 Oakwood Healthcare, Inc. Controlled nucleation from gas-supersaturated liquid
EP3399016A3 (en) * 2017-04-11 2019-03-20 Röhren- und Pumpenwerk Bauer Ges.mbH Method for operating a biogas assembly and for use of liquid manure

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