Biogas-Verfahren

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Die weit verbreitete Technologie der Nassvergärung, die im Wesentlichen für die Vergärung von Gülle konzipiert wurde, stößt bei Trockensubstanzgehalten größer als 15 % an ihre verfahrenstechnischen Grenzen. Der wesentliche Grund dafür ist, dass das Substrat zunehmend schwerer zu rühren und zu pumpen ist. Hinzu kommt ein überproportionaler Materialverschleiß bei höheren Trockensubstanzgehalten.

Für die Trockenfermentation nach unserem Verfahren gibt es dagegen keine Obergrenze für den Trockensubstanzgehalt. Sowohl das Substrat als auch der Gärrest werden in fester, stapelbarer Form mit Radladern ein- und ausgebracht.

Unsere Anlagen bestehen systembedingt aus zwei Biogasanlagenteilen, in denen die Umsetzung organischer Substanzen zu Biogas simultan erfolgt, den Trockenfermentern und dem Prozesswasserspeicher. Hinzu kommen in der Regel ein Anlieferbereich und ein Anlagenteil zur Nutzung des entstehenden Biogases (z.B. BHKW oder Gaseinspeisung) sowie gegebenenfalls weitere Anlagenbestandteile.

Das Herhof Verfahren

Trockenfermentation

Wassergehalt | Perkolat

Der erforderliche Wassergehalt im Substrat der Fermenter wird in unserem Verfahren durch eine gesteuerte Berieselung des Substrates in den Trockenfermentern mit konditioniertem Prozesswasser, das im Kreislauf geführt wird, eingestellt und aufrecht erhalten.

Kontinuierlichen Versorgung der Biogasnutzung

Zur kontinuierlichen Versorgung der nachgeschalteten Biogasnutzung, z. B. Gasreinigung und Einspeisung ins Gasversorgungsnetz oder Verstromung im BHKW, werden mehrere Trockenfermenter parallel, aber im zeitlichen Versatz zueinander, betrieben.

Effektive Biogasproduktion

Die hohe Perkolationsrate sowie das große Prozesswasservolumen sind das effektive Steuerungselement der Biogasproduktion. Hierdurch wird im Anfangsstadium die Bakterienpopulation und die Wärme in das Substrat eingebracht und somit die Hydrolyse gestartet. Mit fortschreitender „Reife“ des Fermenters (d.h. fortschreitender Umsetzung der anfänglich vorhandenen organischen Substanz) nimmt die Hydrolyseaktivität ab.

Entwicklung eines Prozessschemas

Zusätzlich erfolgt die stetige Biogasproduktion im Prozesswasserspeicher, welche die Biogasverfügbarkeit weiter stabilisiert. Um diese Emissionen zu minimieren und die Nutzung des Biogases zu optimieren, wurde ein Prozessschema entwickelt, welches die separate Sammlung und Behandlung des Schwachgases am Ende eines jeweiligen Fermentationszyklus (Abtropfphase) sicherstellt.

Vorteile der Trockenfermentation gegenüber Nassfermentation:

  • Erheblich geringerer Wasserbedarf
  • Geringer Prozessenergiebedarf
  • Geringerer Materialverschleiß durch weniger bewegliche Maschinenbauteile
  • Meist geringere Schwefelgehalte im Gas, dadurch positiver Einfluss auf die Langlebigkeit und die
  • Betriebskosten der nachgeschalteten Anlagen
  • Kleinere Faulräume aufgrund höherer Energiegehalte der eingesetzten Substrate
  • Einfachere (stapelbare) Lagerung des Gärrestes
  • Geringere Anfälligkeit gegen Störstoffe und Übersäuerung

Vorteile unseres Verfahrens gegenüber anderen Trockenfermentationsverfahren:

  • Fermentergenaue Prozessüberwachung
  • Schwachgasmanagement
  • Optimale Biogasausbeute bei geringer Verweilzeit
  • Geringes Raum- und Investitionsvolumen (kein Anmischen der Substrate)
  • Minimaler elektrischer und thermischer Eigenenergiebedarf (keine Beheizung der Trockenfermenter, separates Schwachgassystem, geringes Überschusswasser, welches hygienisiert werden muss, etc.)
  • Geringer Methanschlupf und optimales Porensystem im Substrat durch spezielles Be- und Entlüftungssystem
  • Homogene Wasserverteilung und optimierte Prozessbedingungen im Substrat durch Perkolation und großes Perkolatspeichervolumen
  • Geringe Gasschwankungen durch parallele Biogasproduktion im Substrat und im Perkolatspeicher

Verfahrensabläufe

Die Verfahrensabläufe sind im nachfolgenden Fließbild schematisch dargestellt. Wesentliche Bestandteile des Verfahrens sind die Trockenfermentation zur chargenweisen Vergärung fester organischer Substanzen und die kontinuierliche Vergärung im Prozesswasserspeicher über den Nährstofftransport des Prozesswasserkreislaufes.

Herhof-Schema-Biogas-Verfahren

1. Substrataufbereitung

Eventuelle vorgeschaltete Substrataufbereitung (Nicht zwingend erforderlich) (z.B. Zerkleinerung, Mischung in Abhängigkeit der Substrate)

2. Substrateinbringung

Einbringen der Substrate in den leeren Trockenfermenter

3. Vorbelüftung

Optionale Vorbelüftung im geschlossenen Trockenfermenter zur Temperaturerhöhung

4. Anaerobe Behandlung

Anaerobe Behandlung durch Perkolation mit Prozesswasser

  1. Überwiegend hydrolytische Phase
  2. Überwiegend methanogene Phase

5. Nachbelüftung

Eventuelle Nachbehandlung der Gärreste (z.B. Intensivrotte in Herhof Rotteboxen® oder Nachrotte, Siebung je nach Anwendungsfall)

6. Austragung

Austragen der Gärreste

7. Nachbehandlung

Eventuelle Nachbehandlung der Gärreste (z.B. Intensivrotte in Herhof Rotteboxen® oder Nachrotte, Siebung je nach Anwendungsfall)

Herhof-Ablaufdiagramm-Biogasverfahren

7. Nachbehandlung

Eventuelle Nachbehandlung der Gärreste (z.B. Intensivrotte in Herhof Rotteboxen® oder Nachrotte, Siebung je nach Anwendungsfall)

6. Austragung

Austragen der Gärreste

5. Nachbelüftung

Eventuelle Nachbehandlung der Gärreste (z.B. Intensivrotte in Herhof Rotteboxen® oder Nachrotte, Siebung je nach Anwendungsfall)