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Biogaserzeugung
Für einen stabilen Gärprozess ist ein kontinuierlicher Substratstrom durch die Biogasanlage der Idealfall. Damit auch bei unregelmässigen Substratanlieferungen eine regelmässige Beschickung des Fermenters möglich ist, werden die flüssig angelieferten Gärsubstrate zuerst in zwei Vorlagebehältern mit je 400 Kubikmetern Inhalt eingelagert, aus denen dann die Substratzugabe in den Fermenter in mehreren Chargen über den Tag verteilt erfolgt.
In einem 1500 Kubikmeter fassenden Gärbehälter findet unter Sauerstoffausschluss (anaerobe Bedingungen) und bei konstanter Temperatur von 40°C die Methangärung statt. Bei einer Verweilzeit der Substrate von 30 Tagen wird die organische Substanz von den Mikroorganismen zu 80% abgebaut, wobei die in der abgebauten Organik enthaltene Energie zu rund 90% im gebildeten Methan erhalten bleibt. Das Gärsubstrat wird anschliessend in ein Gärrückstandslager mit 1500 Kubikmetern Inhalt gefördert.
Für eine gleichmässige Verteilung der Nährstoffe im Fermenter und um ein gutes Ausgasen des Biogases aus dem Gärsubstrat zu gewährleisten, muss mit einer geeigneten Rührtechnik die Gärflüssigkeit im Fermenter gut durchmischt werden. Das Durchmischen wird mit an der Behälteraussenwand liegenden Schneckenförderern bewerkstelligt. Von diesen vertikal angeordneten Schneckenpumpen sind jeweils vier im unteren Bereich des Gärbehälters angeordnet. Die Gärflüssigkeit wird am Behälterboden tangential angesaugt und in gleicher Strömungsrichtung auf einer Behälterhöhe von ca. 5 Meter tangential wieder in den Behälter eingeströmt. Dadurch wird der gesamte Behälterinhalt in eine Rotationsströmung versetzt.
Die Bildung einer Schwimmdecke kann für den Betrieb eines Gärbehälters ein Problem darstellen. Schwimmdecken bilden sich, indem faseriges Material aufschwimmt und an der Oberfläche durch Verfilzung eine feste Struktur bildet. Wird die Schwimmdecke nicht durch geeignete Rührwerke aufgerührt, kann sie bis auf mehrere Meter Stärke anwachsen. Zur Zerstörung der Schwimmschicht befindet sich auf Höhe des Flüssigkeitsspiegels in ca. 18 Metern Behälterhöhe ein Stabrührwerk, mit dem eine hohe Turbulenz erzeugt und dadurch die Bildung einer Schwimmschicht unterbunden werden kann.
Durch das Absetzen von Schwerstoffen, wie beispielsweise Sand, kommt es zur Bildung einer Sinkschicht auf dem Behälterboden. Wird nichts unternommen, kann die Sinkschicht im Laufe der Zeit sehr mächtig werden, wodurch das nutzbare Volumen des Gärbehälters verkleinert wird. Um die Sedimente aus dem Gärbehälter maschinell austragen zu können, wurde im Fermenter ein Bodenräumer nachgerüstet. Durch die spezielle Geometrie der Räumerarme wird das Sediment zur Behälterwand und von dort in einen Bodenablauf geschoben.
Vor dem Einbau des Bodenräumers war es nötig, den Fermenter regelmässig abzulassen und zu öffnen, um die meist stark verhärtete Sinkschicht per Hand mit Spaten und Saugbagger zu entfernen.
Das Biogas steigt im Gärbehälter nach oben und sammelt sich im aufgesetzten Gasspeicher. Die kuppelförmige Form erhält dieser durch Stützluftgebläse, mit denen die Aussenfolie aufgeblasen wird. Im Innern befindet sich eine zweite Membran, welche die eigentliche Gasspeicherfunktion übernimmt.
Ebenfalls ist das Gärrückstandslager mit einem Gasdom abgedeckt. So wird auch das bei der Nachgärung anfallende Biogas aufgefangen und dem BHKW für die Strom- und Wärmeerzeugung zugeführt.