CH707254A2 - Biogasanlage. - Google Patents

Abstract

Die Biogasanlage (1) umfasst einen Hydrolysereaktor, einen Fermenter (3), eine Biogasauslassanordnung am Fermenter (3), eine Fördereinrichtung (4) zum Fördern von Biomasse aus dem Hydrolysereaktor in den Fermenter (3) und eine Austragseinrichtung (5) zum Austragen von Gärmasse aus dem Fermenter (3). Der Hydrolysereaktor ist als Vorgrube (2) ausgebildet, die Vorgrube (2) ist so mit dem Fermenter (3) zusammengebaut, dass in einem Kontaktbereich zwischen der Vorgrube (2) und dem Fermenter (3) eine gemeinsame Trennwand (6) ausgebildet ist, und die Trennwand (6) steht im Betriebszustand der Biogasanlage auf einer Seite mit der Biomasse in der Vorgrube (2) und auf der anderen Seite mit der Gärmasse im Fermenter (3) in Kontakt, so dass ein Wärmeübertrag von der Gärmasse durch die Trennwand (6) in die Biomasse der Vorgrube (2) erzielbar ist.

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Biogasanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Die vorliegende Erfindung betrifft Anlagen zum Fermentieren von Biomasse, die aus landwirtschaftlichen Substraten (Hofdünger wie Mist sowie Gülle und Zwischenfrüchte) und gegebenenfalls aus organischen Co-Substraten besteht, wobei die Co-Substrate bereits eine Verarbeitungsstufe ausserhalb des landwirtschaftlichen Betriebs hinter sich haben oder ausserhalb der Landwirtschaft anfallen. Mit der Fermentierung in einem im Wesentlichen bis auf einen Gasauslass gasdicht abgeschlossenen Fermenter wird Methangas gewonnen. Durch eine Verbrennungsvorrichtung und insbesondere eine Generatorvorrichtung wird mit dem Methangas Wärme und vorzugsweise Strom produziert. Eine Fördereinrichtung fördert Biomasse in den Fermenter und eine Austragseinrichtung trägt Gärmasse, aus der bereits möglichst viel Methan herausgeholt wurde, aus dem Fermenter aus.

[0003] Voraussetzung jeder Biogasanlage ist ein funktionierender biologischer Abbauprozess (Fermentation), bei dem das organische Material mit Hilfe von Mikroorganismen zu verwertbarem Biogas umgewandelt wird. Biogas ist ein Gemisch aus Methan (CH4, ca. 45–70%), Kohlendioxid (CO2, ca. 25-55%) sowie einem kleinen Anteil Wasserdampf und Restgas (<1%, hauptsächlich Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Schwefelwasserstoff und Ammoniak). Das Ausgangsmaterial im Biogasreaktor besteht hauptsächlich aus Fetten, Kohlenhydraten und Eiweiss, neben einem nicht unbeträchtlichen Anteil schwer abbaubarer Verbindungen wie Zellulose, Aromate und Lignin.

[0004] Die für die Produktion verantwortlichen Mikroorganismen, die Methanbakterien, verarbeiten diese Stoffe unter Sauerstoffausschluss zu Biogas. Die Methanbakterien können diese Ausgangsstoffe jedoch nicht direkt umwandeln, daher ist ein genau abgestimmtes Zusammenspiel mehrerer Bakterienstämme erforderlich.

[0005] Im Rahmen der anfänglichen Hydrolyse bzw. Aufspaltung und Gärung scheiden schnell wachsende gärende Bakterien (hydrolytische und fermentative Bakterien) Enzyme aus, die grosse Moleküle ausserhalb der Zelle in kleinere Einheiten aufspalten, die dann aufgenommen werden können. Je nach Gärungstyp bilden die Bakterien verschiedene Gärprodukte, die sie wieder an ihre Umgebung abgeben: Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Milchsäure, Buttersäure und Alkohole. Gasförmige Produkte der Gärung sind Kohlendioxid und Wasserstoffgas.

[0006] Die von den vorangegangenen Gärbakterien produzierten Säuren und Alkohole werden von Essigsäurebakterien (acetogene Bakterien) zu Essigsäure, Wasserstoffgas und Kohlendioxid abgebaut. Diese Bakterienart wächst relativ langsam und muss in enger Gemeinschaft mit methanbildenden Bakterien leben, die laufend den gebildeten Wasserstoff verbrauchen.

[0007] In der letzten Stufe der Nahrungskette wandeln Methanbakterien (Archaeen) die von den Essigsäurebakterien in der vorangegangenen Stufe erzeugten Produkte in Biogas um.

[0008] Dabei stellen die Methanbakterien aufgrund ihrer geringen Wachstumsgeschwindigkeit (ihre Verdopplungszeit beträgt ca. 2–10 Tage) das schwächste Glied der Kette dar. Ein stabiler Betrieb kann nur erreicht werden, wenn die Wachstumsgeschwindigkeit der Gärer (hier liegt die Verdopplungszeit zwischen ein bis vier Stunden) durch reduzierte und gleichmässige Substratzufuhr so gering gehalten wird, dass Essigsäure- und Methanbakterien die Gärprodukte laufend verwerten können. Bei übermässiger Beschickung verschafft man den Gärern einen Wachstumsvorteil, die Säureproduktion nimmt zu, der pH-Wert des Reaktors nimmt soweit ab, dass die Methanbakterien nicht mehr gedeihen können und die Methanproduktion kommt zum Erliegen.

[0009] Neben den biologischen Zusammenhängen sind für das Verständnis und den erfolgreichen Betrieb von Biogasanlagen zusätzlich mehrere Prozess-Parameter von entscheidender Bedeutung.

[0010] Die besten Stoffumsatz- und Wachstumsraten der Methanbakterien in Biogasreaktoren werden im Temperaturbereich zwischen 30 °C und 60 °C erreicht. Auch geringe Temperaturschwankungen im Bereich von 5 °C innerhalb eines Tages stören die Zusammenarbeit der drei Bakteriengruppen. Temperaturänderungen während des laufenden Betriebs der Biogasanlage sollten daher langsam (Geschwindigkeiten von etwa 5 °C pro Woche) vorgenommen werden, um eine konstante Biogasproduktion sicherzustellen.

[0011] Ferner unterscheidet man zwei Temperaturbereiche, in welchen Biogasanlagen betrieben werden können.

[0012] Die mesophile Fahrweise im Temperaturbereich 35–40 °C wird meistens bevorzugt, da sie weniger störungsanfällig ist. Die Bakterienkulturen werden geschont.

[0013] Die thermophile Fahrweise im Temperaturbereich 52–55 °C kann den Abbauprozess beschleunigen. Die hohen Temperaturen sind jedoch für viele Bakterien an der oberen Grenze der Verträglichkeit, wodurch das bakterielle Gleichgewicht gestört werden kann. Durch die thermophile Fahrweise wird das ausgefaulte Material besser pasteurisiert.

[0014] Der günstigste pH-Bereich für Methanbakterien liegt zwischen pH 7 (schwach sauer) und pH 8 (leicht basisch). Bei niedrigerem und höherem pH-Wert stellen die Methanbakterien ihre Stoffwechseltätigkeit ein. Wenn vorwiegend Gülle eingesetzt wird, bleibt der pH-Wert meistens ziemlich konstant, da der Gehalt an Ammoniak, Kohlendioxid, Phosphat und organischen Säuren in der Gülle sehr hoch ist, was eine sehr grosse Pufferkapazität zur Folge hat.

[0015] Stickstoff (N) hat bei der Fermentation zwei wichtige Funktionen: Er dient in Form von Ammonium (NH4<+>) als Puffer für entstehende Säuren und den Bakterien als wichtiger Nahrungsbestandteil zum Aufbau von zelleigenen Eiweissen. Da die Stickstoffkonzentration von Viehgülle meistens sehr hoch ist (variiert aber je nach Tierart und Vorlagerung der Gülle) treten selten Mangelerscheinungen auf. Vielmehr ist bei sehr hohen Stickstoffgehalten eine Hemmwirkung durch Ammonium bekannt. Um auch unter extrem hohen Stickstoffkonzentrationen eine stabile und stetige Biogasproduktion zu erhalten, ist deshalb eine äusserst langsame Gewöhnung der Bakterien an das Ausgangsmaterial und eine regelmässige, sorgfältige Prozessführung nötig.

[0016] Im Biogasreaktor tritt Schwefel in Form von Schwefelwasserstoff (H2S) auf. Er fällt in einigen Substraten wie z.B. Hühnermist an oder entsteht durch den Abbau von Eiweiss und sulfat- oder sulfithaltigem Ausgangsmaterial. Sulfat ist ein sehr häufiger Bestandteil von Industrieabwässern und kommt je nach geologischen Bedingungen auch im Trinkwasser vor. Sulfit wird in der Nahrungsmittelindustrie genutzt, um Braunfärbung von Früchten oder Gemüse zu vermeiden. Insbesondere Kartoffeln und Äpfel werden im Laufe ihres Verarbeitungsprozesses mit Sulfit behandelt. Das Problem: Sulfit ist giftig für alle Arten von Bakterien. Bei Annahme und Vergärung von Co-Substraten aus der Lebensmittelindustrie ist diesem Inhaltsstoff deshalb besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Besonders in der Anfahrphase einer Anlage enthält das Biogas verhältnismässig viel Schwefelwasserstoff. Die Verbrennung und damit die Nutzung des Gases kann jedoch erst beginnen, wenn der Gehalt an Schwefelwasserstoff unter 200 ppm sinkt. Ansonsten kann der Motor Schaden nehmen bzw. sinkt die Lebensdauer des Motors.

[0017] Kompaktbiogasanlagen für die Landwirtschaft müssen an die Betriebsgrössen, bzw. an das im Betrieb anfallende landwirtschaftliche Substrat und gegebenenfalls an die zugeführten organischen Co-Substrate angepasst sein. Es gibt schon viele verschiedene landwirtschaftliche Biogasanlagen. Diese umfassen jeweils eine Vorgrube, einen Gärbehälter bzw. Fermenter und gegebenenfalls einen Nachgärbehälter. Mit einer Sammeleinrichtung wird das im Fermenter und gegebenenfalls im Nachgärbehälter entstehende Biogas gesammelt und einem Endlager bzw. Speicher zugeführt. In der Vorgrube wird die Biomasse vor dem Eintritt in den Fermenter gesammelt und homogenisiert.

[0018] Die Biogasanlagen und gegebenenfalls damit zusammenhängende weitere Anlageteile, wie Sammelbereiche auf der Zu- und der Abführseite der Anlage, müssen kostengünstig sein, das Landschaftsbild schonen und die gesetzlichen Bestimmungen einhalten. Für einen wirtschaftlichen Betrieb der Biogasanlage muss diese optimal auf ein Verfahren ausgerichtet sein, das die Produktion einer grossen Biogasmenge gewährleistet.

[0019] Die Veröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2007 000 834 A1 beschreibt unter anderem ein Verfahren zum Vergären von nachwachsenden Rohstoffen mit der Co-Vergärung von Wirtschaftsdüngern (z.B. Gülle) in landwirtschaftlichen Biogasanlagen. Die nachwachsenden Rohstoffe werden zuerst gewaschen sowie mechanisch zerkleinert und nachfolgend einer separaten Hydrolyse unterworfen bzw. einem separaten Hydrolysereaktor zugeführt, indem sie 2 Tage verbleiben. Danach werden die Hydrolyseprodukte dem Hydrolysereaktor entnommen und einem Fermenter zugeführt, wo sie einem bekannten Verfahren zur Biogaserzeugung unterworfen werden. Im Fermenter beträgt die hydraulische Verweilzeit 25 Tage. Nachfolgend werden die Produkte in einen Nachfermenter geführt und verbleiben dort im Mittel noch 10 Tage. Die vorausgehende Hydrolyse in einem separaten Hydrolysereaktor reduziert die gesamthaft benötigte Verweilzeit im Vergleich zum Verfahren ohne Hydrolysereaktor von 60 Tagen auf 37 Tage. Für Biomasse mit einem überwiegenden Anteil von Hofdünger (Mist und/oder Gülle) ist kein Verfahren beschrieben. Der Einsatz eines Fermenters und eines separaten Hydrolysereaktors führt zu einem grossen Platzbedarf und zu hohen Kosten.

[0020] Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin, eine einfach aufgebaute Anlage zu finden, weiche bei Landwirtschaftsbetrieben ein optimiertes Verfahren zur Erzeugung von Biogas durchführbar macht.

[0021] Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Patentansprüche beschreiben alternative bzw. vorteilhafte Ausführungsvarianten, welche weitere Aufgaben lösen.

[0022] Für Landwirtschaftsbetriebe umfasst eine einfache Biogasanlage einen Hydrolysereaktor, einen Fermenter, eine Biogasauslassanordnung am Fermenter, eine Fördereinrichtung zum Fördern von Biomasse aus dem Hydrolysereaktor in den Fermenter und eine Austragseinrichtung zum Austragen von Gärmasse aus dem Fermenter. Der Hydrolysereaktor wird als Vorgrube ausgebildet, wobei die Vorgrube so mit dem Fermenter zusammengebaut ist, dass in einem Kontaktbereich zwischen der Vorgrube und dem Fermenter eine gemeinsame Trennwand ausgebildet ist. Diese Trennwand steht im Betriebszustand der Biogasanlage auf einer Seite mit der Biomasse in der Vorgrube und auf der anderen Seite mit der Gärmasse im Fermenter in Kontakt, so dass ein Wärmeübertrag von der Gärmasse durch die Trennwand in die Biomasse der Vorgrube erzielbar ist.

[0023] Dadurch kann auf einfache Weise die Biomasse in der Vorgrube auf eine für die Hydrolyse vorteilhafte Temperatur gebracht werden, welche über einer sich ohne Wärmezuführung in der Biomasse der Vorgrube einstellenden Temperatur liegt.

[0024] Der Fermenter umfasst eine Heizeinrichtung, welche die Gärmasse aufwärmbar macht, vorzugsweise auf eine vorgegebene Temperatur über 30 °C, insbesondere auf im Wesentlichen 42 °C oder gegebenenfalls alternativ auf im Wesentlichen 53 °C.

[0025] Die Wärmeleitfähigkeit zumindest in einzelnen Bereichen der Trennwand ist verstellbar, vorzugsweise so, dass die Biomasse in der Vorgrube vom Wärmeübertrag von der Gärmasse durch die Trennwand in die Biomasse der Vorgrube auf eine vorgegebene Temperatur unter 25 °C und vorzugsweise über 10 °C, insbesondere über 15 °C aufwärmbar ist.

[0026] Um die Verstellbarkeit der Wärmeleitfähigkeit der Trennwand mit einfachen Mitteln zu erzielen, wird die Trennwand als Betonwand ausgebildet und die Bereiche der Trennwand mit verstellbarer Wärmeleitfähigkeit werden von in der Betonwand eingelegten Hohlkörpern, vorzugsweise Rohren, gebildet, wobei die Verstellung der Leitfähigkeit durch das Verändern der mit Flüssigkeit gefüllten Rohrlängen und das entsprechende Verändern der mit Gas, insbesondere Luft, gefüllten Rohrlängen erzielt wird.

[0027] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die eingelegten Rohre in der Form von nebeneinander angeordneten u-förmigen Rohrabschnitten ausgeführt, wobei die u-Schenkel im Wesentlichen vertikal verlaufen und jeweils oben zugänglich sind, um Wasser einzulassen oder auszublasen bzw. auszusaugen. Es können kostengünstige Kunststoff röhre eingesetzt werden. Damit bei eingefülltem Wasser die Wärmeleitung auch durch die Rohrwand sehr hoch ist, werden gegebenenfalls Metallrohre verwendet. Die Rohre haben einen Querschnitt von mindestens 30 mm, vorzugsweise aber einen Querschnitt von im Wesentlichen 50 mm. In Längsrichtung der Trennwand sind die vertikal verlaufenden u-Schenkel in Abständen von weniger als 500 mm vorzugsweise in Abständen von im Wesentlichen 300 mm angeordnet. Es versteht sich von selbst, dass die Regulierbarkeit mit zunehmendem Gesamtvolumen in allen Rohrabschnitten zunimmt. Je höher der Anteil des Rohrvolumens am Gesamtvolumen der Trennwand ist, umso höher ist auch die Veränderbarkeit der Wärmeleitfähigkeit der Trennwand.

[0028] Eine besonders einfache Bauweise der Biogasanlage ergibt sich, wenn der Fermenter und die Vorgrube einen gemeinsamen zusammenhängenden Betonboden umfassen. Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Fermenter und die Vorgrube mindestens eine gemeinsame zusammenhängende quer zur Trennwand verlaufende Beton-Seitenwand umfassen. Vorzugsweise werden die Vorgrube und der Fermenter als zwei Teilbereiche einer in der Draufsicht rechteckigen, in einer Grube angeordneten Betonwanne ausgebildet. Die Höhe der Vorgrube ist insbesondere kleiner als die Höhe des Fermenters. Die Decke der Vorgrube ist mit einem schliessbaren Beschickungsschacht im Höhenbereich der Terrainoberfläche sowie einem Anschluss zum Einbringen von Gülle versehen. Die Decke des Fermenters liegt etwas über der Terrainoberfläche, wobei die Decken der Vorgrube und des Fermenters vorzugsweise zumindest teilweise als Betondecken ausgebildet sind.

[0029] Gegebenenfalls sind der Fermenter und die Vorgrube in der Draufsicht auch konzentrisch als Kreisfläche und Ringfläche oder Ringsegmentfläche ausgebildet, so dass im Wesentlichen nur zwei in der Draufsicht zumindest teilkreisförmige Wände benötigt werden, eine Aussenwand und eine zwischen Fermenter und Vorgrube verlaufende Trennwand. Wenn die Vorgrube innen ist, so steht dem Wärmezufluss aus dem Fermenter nur ein kleiner Wärmeabfluss über die Decke und den Boden entgegen, so dass die Trennwand nur eine kleine Wärmeleitfähigkeit haben darf, um eine zu hohe Temperatur in der Vorgrube zu verhindern. Wenn die Vorgrube ausserhalb des Fermenters verläuft, so wird sie in radialer Richtung nur eine kleine Ausdehnung haben, weil das Volumen aufgrund des grossen Umfangs sonst zu gross werden könnte. Gegebenenfalls ist lediglich ein Ringsegment als Vorgrube ausgebildet und der Rest des Ringbereiches mit der Vorgrube wird als Teil des Fermenters ausgebildet. Wenn die Vorgrube nebst der Trennwand auch eine freie Aussenwand umfasst, so steht dem Wärmezufluss aus dem Fermenter auch ein Wärmeabfluss über diese Aussenwand und die Decke und den Boden entgegen, so dass die Trennwand eine höhere Wärmeleitfähigkeit haben darf, ohne dass die Temperatur in der Vorgrube zu hoch ansteigt.

[0030] Auf der Decke des Fermenters ist ein Container angeordnet, mit einer Verbrennungseinrichtung, mit einem von der Verbrennungseinrichtung angetriebenen Generator zur Erzeugung von Strom und mit einer an die Verbrennungseinrichtung angeschlossenen Abwärmeführung, welche die Heizeinrichtung des Fermenters mit Wärme versorgt. Es versteht sich von selbst, dass beliebige aus dem Stande der Technik bekannte Wärmekraftmaschinen einsetzbar sind. Vorzugsweise wird ein Motor verwendet. Es könnte aber auch eine Brennkammer und eine Turbine oder ein Dampfantrieb eingesetzt werden.

[0031] Auf der Decke des Fermenters ist vorzugsweise auch eine Schutzbaute mit einem Gasspeicher angeordnet, wobei das Biogas über kurze Leitungsverbindungen von der Biogasauslassanordnung des Fermenters in den Gasspeicher und vom Gasspeicher zur Verbrennungseinrichtung gelangt.

[0032] Um eine vorteilhafte Mischung und Durchströmung im Fermenter und insbesondere in der Vorgrube zu erzielen ist zumindest je im zentralen Bereich, ein Rührwerk, insbesondere mit um eine vertikale Achse drehenden Rührelementen, angeordnet. Es versteht sich von selbst, dass auch andere Rühr- und Strömungsantriebsvorrichtungen eingesetzt werden können.

[0033] Die Austragseinrichtung im Fermenter umfasst vorzugsweise einen Austragsschacht mit daran angeschlossener Austragspumpe, wobei der Einlass vom Fermenter in den Austragsschacht in einem vorgegebenen Höhenbereich, insbesondere auf im Wesentlichen 2/5 der mit Gärmasse befüllbaren Gesamthöhe der Gärkammer angeordnet ist. Der vorgegebene Höhenbereich wird an die Höhe angepasst, auf der sich die am meisten vergärte Gärmasse befindet.

[0034] Die Zeichnungen erläutern die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, auf die sie aber nicht eingeschränkt ist. Dabei zeigen <tb>Fig. 1<SEP>eine Seitenansicht der Biogasanlage <tb>Fig. 2<SEP>eine Draufsicht auf die Biogasanlage <tb>Fig. 3<SEP>eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts mit der Trennwand zwischen Vorgrube und Fermenter

[0035] Die Fig. 1 und 2 zeigen eine kompakte Biogasanlage 1 mit einem Hydrolysereaktor in der Form einer Vorgrube 2 und mit einen Fermenter 3. Oben am Fermenter ist eine nicht eingezeichnete Biogasauslassanordnung angeordnet. Eine Fördereinrichtung 4 fördert Biomasse aus der Vorgrube 2 in den Fermenter 3. Eine Austragseinrichtung 5 trägt Gärmasse aus dem Fermenter 3 aus. Die Vorgrube 2 ist mit dem Fermenter 3 zusammengebaut. Im Kontaktbereich zwischen der Vorgrube 2 und dem Fermenter 3 ist eine gemeinsame Trennwand 6 ausgebildet ist. Diese Trennwand 6 steht im Betriebszustand der Biogasanlage auf einer Seite mit der Biomasse in der Vorgrube 2 und auf der anderen Seite mit der Gärmasse im Fermenter 3 in Kontakt, so dass ein Wärmeübertrag von der Gärmasse durch die Trennwand 6 in die Biomasse der Vorgrube 2 erzielbar ist.

[0036] Der Fermenter 3 umfasst eine nicht eingezeichnete Heizeinrichtung, weiche die Gärmasse aufwärmbar macht. Die Heizvorrichtung umfasst im Fermenter vorzugsweise ein Rohrsystem, das von einem Heizmedium durchströmt wird.

[0037] Der Fermenter 3 und die Vorgrube 2 umfassen einen gemeinsamen zusammenhängenden Betonboden 7 und zwei senkrecht zur Trennwand 6 verlaufende Beton-Seitenwände 8. Die Vorgrube 2 und der Fermenter 3 sind somit als zwei Teilbereiche einer in der Draufsicht rechteckigen, in einer Grube angeordneten Betonwanne ausgebildet. Die Höhe der Vorgrube 2 ist kleiner als die Höhe des Fermenters 3. Die erste Decke 9 der Vorgrube 2 ist mit einem schliessbaren Beschickungsschacht 10 im Bereich der Terrainoberfläche sowie einem nicht eingezeichneten Anschluss zum Einbringen von Gülle versehen. Die zweite Decke 11 des Fermenters 3 liegt etwas über der Terrainoberfläche, wobei die Decken 9 und 11 zumindest teilweise als Betondecken ausgebildet sind.

[0038] Auf der zweiten Decke 11 ist ein Container 12 angeordnet, mit einer nicht dargestellten Verbrennungseinrichtung, mit einem von der Verbrennungseinrichtung angetriebenen Generator zur Erzeugung von Strom und mit einer an die Verbrennungseinrichtung angeschlossenen Abwärmeführung, welche die Heizeinrichtung des Fermenters 3 mit Wärme versorgt.

[0039] Auf der zweiten Decke 11 ist auch eine Schutzbaute 13 mit einem nicht dargestellten Gasspeicher angeordnet, wobei das Biogas über kurze Leitungsverbindungen von der Biogasauslassanordnung in den Gasspeicher und vom Gasspeicher zur Verbrennungseinrichtung gelangt.

[0040] Um eine vorteilhafte Mischung und Durchströmung im Fermenter 3 und in der Vorgrube 2 zu erzielen ist zumindest je im zentralen Bereich, ein Rührwerk 14, insbesondere mit um eine vertikale Achse drehenden Rührelementen, angeordnet.

[0041] Die Austragseinrichtung 5 im Fermenter 3 umfasst vorzugsweise einen Austragsschacht 15 mit daran angeschlossener Austragspumpe, wobei der Einlass 16 vom Fermenter 3 in den Austragsschacht 15 in einem vorgegebenen Höhenbereich, insbesondere auf im Wesentlichen 2/5 der mit Gärmasse befüllbaren Gesamthöhe des Fermenters 3 angeordnet ist.

[0042] Gemäss Fig. 3 ist die Trennwand 6 als Betonwand ausgebildet und die Bereiche der Trennwand 6 mit verstellbarer Wärmeleitfähigkeit werden von in der Betonwand eingelegten Rohren 17 gebildet. Die eingelegten Rohre 17 sind als Vielzahl von nebeneinander angeordneten u-förmigen Rohrabschnitten ausgeformt, wobei die u-Schenkel im

[0043] Wesentlichen vertikal verlaufen und jeweils oben über der ersten Decke 9 zugängliche Anschlüsse 18 aufweisen. Durch die Anschlüsse 18 kann Wasser eingelassen oder ausgeblasen bzw. ausgesaugt werden. Die Anschlüsse 18 sind vorzugsweise verschliessbar ausgebildet.

Claims (10)

1. Biogasanlage (1) mit einem Hydrolysereaktor, einem Fermenter (3), einer Biogasauslassanordnung am Fermenter (3), einer Fördereinrichtung (4) zum Fördern von Biomasse aus dem Hydrolysereaktor in den Fermenter (3) und einer Austragseinrichtung (5) zum Austragen von Gärmasse aus dem Fermenter (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Hydrolysereaktor als Vorgrube (2) ausgebildet ist, die Vorgrube (2) so mit dem Fermenter (3) zusammengebaut ist, dass in einem Kontaktbereich zwischen der Vorgrube (2) und dem Fermenter (3) eine gemeinsame Trennwand (6) ausgebildet ist, und die Trennwand (6) im Betriebszustand der Biogasanlage auf einer Seite mit der Biomasse in der Vorgrube (2) und auf der anderen Seite mit der Gärmasse im Fermenter (3) in Kontakt steht, so dass ein Wärmeübertrag von der Gärmasse durch die Trennwand (6) in die Biomasse der Vorgrube (2) erzielbar ist.

2. Biogasanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (3) eine Heizeinrichtung umfasst, welche die Gärmasse aufwärmbar macht, vorzugsweise auf eine vorgegebene Temperatur über 30 °C, insbesondere auf im Wesentlichen 42 °C oder alternativ auf im Wesentlichen 53 °C.

3. Biogasanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit zumindest in einzelnen Bereichen der Trennwand (6) verstellbar ist, vorzugsweise so, dass die Biomasse in der Vorgrube (2) vom Wärmeübertrag von der Gärmasse durch die Trennwand (6) in die Biomasse der Vorgrube (2) auf eine vorgegebene Temperatur unter 25 °C und vorzugsweise über 10 °C, insbesondere über 15 °C aufwärmbar ist.

4. Biogasanlage (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (6) als Betonwand ausgebildet ist und die Bereiche der Trennwand (6) mit verstellbarer Wärmeleitfähigkeit von in der Betonwand eingelegten Hohlkörpern, vorzugsweise Rohren (17) gebildet werden, wobei die Verstellung der Leitfähigkeit durch das Verändern der mit Flüssigkeit gefüllten Rohrlängen und das entsprechende Verändern der mit Gas, insbesondere Luft, gefüllten Rohrlängen erzielbar ist.

5. Biogasanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die eingelegten Rohre (17) als Vielzahl von nebeneinander angeordneten u-förmigen Rohrabschnitten (17) ausgeformt sind, wobei die u-Schenkel im Wesentlichen vertikal verlaufen und jeweils oben zugänglich sind, um Wasser einzulassen oder auszublasen bzw. auszusaugen.

6. Biogasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (3) und die Vorgrube (2) einen gemeinsamen zusammenhängenden Betonboden (7) umfassen.

7. Biogasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (3) und die Vorgrube mindestens eine gemeinsame zusammenhängende quer zur Trennwand (6) verlaufende Beton-Seitenwand (8) umfassen, und vorzugsweise die Vorgrube (2) und der Fermenter (3) als zwei Teilbereiche einer in der Draufsicht rechteckigen, in einer Grube angeordneten Betonwanne ausgebildet sind, wobei insbesondere die Höhe der Vorgrube (2) kleiner als die Höhe des Fermenters (3) ist, die erste Decke (9) der Vorgrube (2) mit einem schliessbaren Beschickungsschacht (10) im Bereich der Terrainoberfläche sowie einem Anschluss zum Einbringen von Gülle versehen ist und die zweite Decke (11) des Fermenters (3) etwas über der Terrainoberfläche liegt, wobei die Decken (9, 11) der Vorgrube (2) und des Fermenters (3) vorzugsweise zumindest teilweise als Betondecken ausgebildet sind.

8. Biogasanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der zweiten Decke (11) des Fermenters (3) ein Container angeordnet ist, mit einer Verbrennungseinrichtung, vorzugsweise ein Motor, mit einem von der Verbrennungseinrichtung angetriebenen Generator zur Erzeugung von Strom und mit einer an die Verbrennungseinrichtung angeschlossenen Abwärmeführung, welche die Heizeinrichtung des Fermenters (3) mit Wärme versorgt, und dass auf der zweiten Decke (11) des Fermenters (3) vorzugsweise auch eine Schutzbaute (13) mit einem Gasspeicher angeordnet ist, wobei das Biogas über kurze Leitungsverbindungen von der Biogasauslassanordnung in den Gasspeicher und vom Gasspeicher zur Verbrennungseinrichtung gelangt.

9. Biogasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Fermenter (3) und insbesondere in der Vorgrube (2), vorzugsweise zumindest je im zentralen Bereich, ein Rührwerk (14), insbesondere mit um eine vertikale Achse drehenden Rührelementen, angeordnet ist.

10. Biogasanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragseinrichtung (5) beim Fermenter (3) einen Austragsschacht (15) mit daran angeschlossener Austragspumpe umfasst, wobei der Einlass vom Fermenter (3) in den Austragsschacht (15) in einem vorgegebenen Höhenbereich, vorzugsweise auf im Wesentlichen 2/5 der mit Gärmasse befüllbaren Gesamthöhe des Fermenters (3) angeordnet ist, wobei sich auf dieser Höhe die am meisten vergärte Gärmasse befindet.