DE202007002835U1

DE202007002835U1 - Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung

Info

Publication number: DE202007002835U1
Application number: DE202007002835U
Authority: DE
Original assignee: UTS Umwelt Technik Sued GmbH
Current assignee: UTS Biogastechnik GmbH
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2017-02-28

Abstract

Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung, wobei die Rühreinrichtung mehrere gegeneinander versetzt im Fermenter im Bereich der Fermenterinnenwand angebrachte Rührgeräte umfasst, die jeweils an einer etwa horizontal ausgerichteten Rührerwelle Rührflügel tragen,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Fermenter (1) eine Mehrfach-Rührgeräte-Einheit (7) mit wenigstens zwei in unterschiedlichen Höhenpositionen übereinanderliegenden Rührgeräten (10b, 10d, 10e und 10c) angeordnet ist, und
dass im Fermenter (1) etwa gegenüberliegend zur Mehrfach-Rührgeräte-Einheit (7) eine weitere Rührgeräte-Einheit (8) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In Biogasanlagen läuft ein Fermentationsprozess ab, bei dem organische Stoffe, wie beispielsweise Wirtschaftsdünger aus der Landwirtschaft (Rinder-gülle, Rinder-Festmist, Schweinegülle, Schweine-Festmist, Hühnergülle, Hühner-Trockenkot) und/oder landwirtschaftliche Reststoffe (Grasschnitt-Rübenblätter, Silagen) und/oder Reststoffe aus der Agroindustrie oder verwandten Industrien (Biertreber, Obstreste, Gemüsereste, Rapsschrot, Getreideabputz, Schlempen, Melasse) als Biomasse vergast werden. Die hierbei entstehenden Gase sammeln sich in einem oberen Fermenterbehälterbereich eines Fermenterbehälters und können direkt zur Energieerzeugung verwendet werden, z. B. als Heizgas zur Stromerzeugung in nachgeschalteten Brennkraftmaschinen mit Elektrogeneratoren. Zur Fermentation werden im Fermenterbehälter die organischen Stoffe mit Flüssigkeit versetzt und der Fermentations- bzw. der Vergasungsprozess unter aeroben oder anaeroben Bedingungen durch Mikroorganismen, wie z. B. Hefen, Bakterien, etc. durchgeführt.
Ein Problem bei derartigen allgemein bekannten Fermentationsprozessen ist, dass die Biomasse, insbesondere Biomasse-Feststoffe in der Fermenterflüssigkeit regelmäßig nicht gleichmäßig verteilt sind, da sie z. B. aufschwimmen und sich im Bereich der Flüssigkeitsoberfläche ansammeln. Andererseits kann aber auch das Problem bestehen, dass Biomasse, insbesondere Biomasse- Feststoffe mit einem höheren spezifischen Gewicht als die Fermenterflüssigkeit auf den Fermenterbehäiterboden absinken und sich dort ungünstig als Sinkschichten ansammeln. Allgemein ist für einen hohen Wirkungsgrad des Fermentationsprozesses eine möglichst gleichmäßige Biomasseverteilung in der Fermenterflüssigkeit erforderlich.
Für eine solche möglichst gleichmäßige Verteilung der Biomasse in der Fermenterflüssigkeit zur Steigerung des Wirkungsgrades ist bereits eine gattungsbildende Rühreinrichtungen bekannt ( DE 197 32 198 C1 , 1). Die Rühreinrichtung umfasst hier ein Tauchmotorrührgerät, das an einem vertikal im Behälter angeordneten Aggregatträger mittels einer durch einen Elektromotor gesteuerten Seilwinde höhenverstellbar gehalten ist. Das Tauchmotorrührgerät enthält einen Tauchmotor mit einer etwa horizontal liegenden Rührerwelle, an der Rührflügel angebracht sind. Weiter ist es aus dieser Druckschrift bekannt, das Tauchmotorrührgerät zu Wartungs- und/oder Reparaturzwecken mittels der Seilwinde in einen als Dom ausgeführten Serviceschacht durch eine Wartungsöffnung in der Fermenterdeckenwand nach oben heraus zu ziehen. Dies ist vorteilhaft möglich, ohne dass der Flüssigkeitsspiegel im Fermenter abgesenkt werden muss und damit der Fermentationsprozess gestört wird.
Als weitere Ausführung eines höhenverstellbaren Tauchmotorrührgeräts ist ein Rührgerät bekannt ( EP 1 619 239 ), welches an einem durch eine Montageöffnung seitlich in den Fermenter einsteckbaren Tragarm angeordnet ist. Der Tragarm ist hier als Schwingenarm ausgeführt, der motorisch in unterschiedlichen Schwenkpositionen höhenverstellbar und festlegbar ist.
Fermenterbehälter sind bei den meisten Biogasanlagen als vertikale Zylinderabschnitte mit einem kreisflächenförmigen Durchmesser ausgeführt. Eine Biogasanlage weist dabei regelmäßig mehrere solcher Behälter auf, beispielsweise einen Hauptfermenter, einen Nachfermenter und ein Endlager. In allen diesen Behältern sind üblicherweise Rühreinrichtungen angebracht. Weiter sind sogenannte Ring-in-Ring-Anordnungen allgemein bekannt, bei denen unmittelbar um einen inneren Fermenterbehälter als Kreiszylinderabschnitt wenigstens ein weiterer Fermenterbehälter als Kreisring angeordnet ist.
Bei größeren Behälterdurchmessern reicht nur eines der vorbeschriebenen Rührgeräte für die erforderliche gleichmäßige Verteilung der Biomasse in der Fermenterflüssigkeit nicht aus, so dass mehrere Rührgeräte, vorzugsweise höhenverstellbare Rührgeräte in allgemein bekannter Weise verwendet und eingesetzt werden. Bisher wurden dazu in kreisförmigen oder kreisringförmigen Behältern mehrere Rührgeräte in gleichen Winkelabständen verteilt angeordnet. Beispielsweise wurden drei Rührgeräte im Bereich einer Fermenterinnenwand jeweils um 120° versetzt angeordnet (siehe 5, Stand der Technik).
Aufgabe der Erfindung ist es, einen vorstehend erläuterten gattungsgemäßen Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung mit mehreren gegeneinander versetzt im Bereich der Fermenterinnenwand angebrachten Rührgeräte so weiterzubilden, dass das Rührergebnis verbessert und die gleichmäßige Verteilung der Biomasse in der Fermenterflüssigkeit gesteigert wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist im Fermenter eine Mehrfach-Rührgeräte-Einheit mit wenigstens zwei in unterschiedlichen Höhenpositionen übereinander liegenden Rührgeräten angeordnet. Zudem ist etwa im Fermenter gegenüberliegend zu einer solchen Mehrfach-Rührgeräte-Einheit eine weitere Rührgeräte-Einheit angeordnet.
Durch aufwendige Versuche hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Anordnung mehrerer Rührgeräte zu einem erheblich besseren Rührergebnis führt im Vergleich zu der bisherigen gleichmäßig winkelversetzten Anordnung von Rührgeräten. Wesentlich dabei ist, dass die Rührgeräte der Mehrfach-Rührgeräte-Einheit in unterschiedlichen Höhenpositionen angeordnet sind und dort ihre Rührfunktion ausführen.
Gemäß Anspruch 2 ist die erfindungsgemäße Rührgeräteanordnung besonders vorteilhaft bei Fermenterbehältern in der Art vertikaler Zylinderabschnitte mit kreisflächenförmigem Durchmesser oder auch bei kreisringförmigen Ring-in-Ring-Anordnungen ausführbar.
Grundsätzlich kann die Mehrfach-Rührgeräte-Einheit mehr als zwei jeweils höhenversetzte Rührgeräte aufweisen.
Besonders günstige Rührergebnisse mit einem optimierten Kostennutzenverhältnis zwischen der eingesetzten Rührenergie und dem erzielten Rührergebnis werden mit den Merkmalen des Anspruchs 3 erzielt: Dabei umfasst die Mehrfach-Rührgeräte-Einheit als Zweifach-Rührgeräte-Einheit zwei Rührgeräte von denen ein unteres Rührgerät in einem tieferen Fermenterbereich und oberes Rührgerät in einem höheren Fermenterbereich angeordnet ist.
Gegenüberliegend zur vorstehenden Zweifach-Rührgeräte-Einheit ist ein einziges Rührgerät in einem mittleren Höhenbereich des Fermenters angeordnet. Zweckmäßig werden dabei die Rührerwellen der Rührflügel in einer Horizontalebene jedoch nicht radiales, sondern jeweils in gleicher Richtung etwas tangential ausgerichtet. Dadurch werden insbesondere in kreisförmigen oder kreisringförmigen Fermenterbehältern ringförmig umlaufende Grundströmungen erzeugt, die eine gleichmäßige Verteilung der Biomasse begünstigen.
In einer geeigneten konkreten Anordnung nach Anspruch 4 sind dabei das obere und untere Rührgerät in der Art von Tauchmotorrührgeräten jeweils an einem vertikal ausgerichteten Aggregat höhenverstellbar gehalten, wobei die beiden Aggregateträger zwar eng aber nur so eng beisammen stehen, dass die Rührflügel dadurch nicht behindert werden. Alternativ dazu können aber auch das obere und untere Rührgerät an einem gemeinsamen Aggregateträger höhenverstellbar gehalten sein, wobei dann beide Rührgeräte einzeln höhenverstellbar oder für eine gemeinsame Höhenverstellung untereinander verbunden sein können. Als Drehantriebe für die Tauchmotorrührgeräte sind Elektro-, Hydraulik- und Pneumatikmotoren bekannt und verwendbar.
Alternativ dazu kann für die Mehrfach-Rührgeräte-Einheit nach Anspruch 5 auch eine Kombination aus einem Tauchmotorrührgerät an einem vertikalen Aggregateträger und ein dazu in unmittelbarer Nähe liegendes Seitenrührgerät verwendet werden, welches durch eine seitliche Montageöffnung des Fermenters eingeführt ist. Ein solches Seitenrührgerät kann vorzugsweise mit einem höhenverschwenkbaren Schwingenarm eingesetzt werden. Auch bei dieser Anordnungsvariante einer Zweifach-Rührgeräte-Einheit ist es erforderlich, dass das Seitenrührgerät und das Tauchmotorrührgerät am vertikalen Aggregateträger nahe beieinander angeordnet sind. Zweckmäßig wird hier das Seitenrührgerät als oberes Rührgerät eingesetzt. Gegenüberliegend zu dieser Zweifach-Rührgeräte-Einheit kann je nach den Gegebenheiten entweder ein Tauchmotorrührgerät an einem vertikalen Aggregateträger oder ein Seitenrührgerät verwendet werden.
Gemäß Anspruch 6 sollen in an sich bekannter Weise die Aggregateträger um ihre Vertikalachse verdrehbar und einstellbar ausgeführt sein, so dass die Ausrichtung der Rührerwellen bezüglich einer Fermenterumfangsrichtung optimierbar ist.
In einer Weiterbildung nach Anspruch 7 sind die Aggregateträger durch eine Montageöffnung in der Fermenterabdeckung hindurch nach oben in den Bereich eines über der Montageöffnung angebrachten Serviceschachts, ggf. auch weiter dicht über den Serviceschacht hinaus geführt. Dadurch können zugeordnete Tauchmotorrührgeräte am jeweiligen Aggregateträger zu Wartungs- und Reparaturarbeiten nach oben in den Serviceschacht gezogen werden. Bei eng zusammenstehenden Aggregateträgern einer Mehrfach-Rührgeräte-Einheit könnten diese in einem gemeinsamen Serviceschacht aufgenommen sein. Alternativ könnten zwei Tauchmotorrührgeräte an einem Aggregateträger in unterschiedlichen Höhenpositionen angeordnet und miteinander verbunden zusammen höhenverstellbar angebracht sein, wobei dann eines nach dem anderen in einen gemeinsamen Serviceschacht nach oben gezogen werden könnte.
Eine motorische Höhenverstellung nach Anspruch 8 führt zu einer Arbeitserleichterung.
Insbesondere ist eine motorische Höhenverstellung des oberen Rührgeräts der Mehrfach-Rührgeräte-Einheit aus nachfolgenden Gründen vorteilhaft, da gerade dieses obere Rührgerät mit seinen Rührflügeln nur relativ wenig unter das Substratniveau eintaucht: Je nach Ablauf des Fermentationsvorgangs in Verbindung mit einer meist automatisierten Zudosierung von Biomasse kann die Füllhöhe des Fermenters bzw. das Substratniveau schwanken und absinken. Dadurch kann bei einer vorgenommenen, bestimmten Höheneinstellung eines Rührgeräts im oberen Fermenterbereich ein Zustand auftreten, bei dem die Rührflügel während des Rührvorgangs aus dem Substrat zumindest teilweise austauchen. Dadurch werden nachteilig die Durchmischung des Substrats und damit das Rührergebnis reduziert. Zudem verspritzen austauchend Rührflügel das Substrat über das Substratniveau hinaus, was zu Verunreinigungen beispielsweise von Sichtfenstern führen kann. Weiter wird bedingt durch die Austauchphasen eines Rührflügels oder Rührflügelteils das Rührgerät, insbesondere der Antriebsmotor, die Lager und die Wellen ungleichmäßig belastet. Dies erhöht insbesondere bei einem Substrat mit hoher Biomassenfeststoffkonzentration den Verschleiß an einem Rührgerät und kann dessen Standzeit erheblich reduzieren.
Diesem Problem kann gemäß Anspruch 9 dadurch abgeholfen werden, dass eine Füllstandsmessvorrichtung vorgesehen ist, mit der die Füllhöhe des Substrats erfasst und ein entsprechendes Füllstandsmesssignal als Höhenistwertsignal erzeugt wird. Weiter ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, der das Füllstandsmesssignal zugeführt wird und die bei einer erfassten geringeren Füllhöhe des Höhenstellmotor für das Tauchmotorrührgerät so ansteuert, dass dieses abgesenkt wird und die Rührflügel dadurch weiter vollständig im Substrat eingetaucht sind.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung weiter erläutert: Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf einen Fermenterbehälter,
2 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie A-A aus 1,
3 eine Seitenschnittansicht entlang der Linie B-B aus 1,
4 eine Seitenschnittansicht einer modifizierten Ausführungsform entlang der Linie C-C aus 1,
5 eine Draufsicht auf einen Fermenterbehälter mit einer Rühreinrichtung nach dem Stand der Technik, und
6 eine Seitenschnittdarstellung einer Teilansicht eines Fermenterbehälters mit einem höhenverstellbaren Tauchmotorrührgerät.
In den 1 bis 3 ist ein Fermenterbehälter 1 einer Biogasanlage dargestellt, wobei der Fermenterbehälter 1 einen kreisflächenförmigen Durchmesser auf weist und von einer Ringwand 2 umgeben ist. In der Draufsicht nach 1 ist die Fermenterabdeckung wegen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen. In den Seitenschnittdarstellungen der 2 und 3 ist dagegen die Fermenterabdeckung als Betondecke 3 eingezeichnet. Mit der strichlierten konzentrischen Kreislinie 4 ist in 1 angedeutet, dass der Fermenterbehälter auch in einer Ring-in-Ring-Anordnung aufgebaut sein kann, wobei dann innerhalb der Kreislinie ein erster Fermenter, beispielsweise ein Nachfermenter und außerhalb der Kreislinie 4 in einem Ringbehälter beispielsweise der Hauptfermenter angeordnet sein kann.
Der Fermenterbehälter 1 ist betriebsmäßig mit vergärbarem Substrat 5 weitgehend bis zu einer bestimmten Füllhöhe bzw. einem Substratniveau 6 gefüllt.
Im Fermenterbehälter 1 ist eine Rühreinrichtung angebracht, die aus einer Zweifach-Rührgeräte-Einheit 7 an der Innenseite der Ringwand 2 und aus einer diametral gegenüberliegenden Rührgerät-Einheit 8 besteht.
Aus der Seitenschnittdarstellung in 2 ist ersichtlich, dass die Rührgerät-Einheit 8 aus einem vertikalen Aggregateträger 9a und einem daran in einer mittleren Höhe angebrachten Tauchmotorrührgerät 10a besteht. Das Tauchmotorrührgerät 10a umfasst einen Drehantrieb, vorzugsweise einen Hydraulikmotor und an einer horizontalen Rührerwelle angebrachte Rührflügel. Zudem ist das Tauchmotorrührgerät 10a höhenverstellbar ausgelegt, wobei die Einrichtung zur Höhenverstellung, entsprechend 6 ausgeführt sein kann, hier jedoch der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurde. Der Aggregateträger 9a ist durch eine Deckenöffnung 11a in den Bereich eines Serviceschachts 12a und darüber hinaus geführt. Einzelheiten zu dieser Konstruktion werden in Verbindung mit 6 erläutert.
Aus 3 ist die Seitenansicht der Zweifach-Rührgerät-Einheit 7 ersichtlich. Hier sind an zwei eng zusammenstehenden vertikalen Aggregateträgern 9b, 9c jeweils ein Tauchmotorrührgerät 10b, 10c angebracht. Das eine Tauchmotorrührgerät 10b ist dabei in einem oberen Bereich des Fermenters jedoch unter dem Substratniveau 6 und das zweite Tauchmotorrührgerät 10c in einem unteren Bereich des Fermenterbehälters angeordnet und in dieser Höhe eingestellt. Beide Tauchmotorrührgeräte 10b, 10c können von Hand oder motorisch höhenverstellbar angebracht sein, insbesondere auch dazu, um die Tauchmotorrührgeräte zu Wartungs- und/oder Reparaturzwecken in den ähnlich wie in 2 angebrachten Serviceschacht 12b hochziehen zu können.
Aus 1 ist zu ersehen, dass die Rührerwellen der Tauchmotorrührgeräte 10a, 10b, 10c nicht radial ausgerichtet sind, sondern alle in eine etwas mehr tangentiale Richtung stehen, so dass bei einem gleichzeitigen Rührbetrieb ersichtlich im Fermenterbehälter 1 eine umlaufende Grundströmung erzielt wird. Die Aggregateträger 9a, 9b, 9c sind um ihre Vertikalachse mit den schematisch eingezeichneten Kurbeln 13 zur Einstellung der Rührerwellen verschenkbar ausgebildet.
In 3 ist strichliert eine alternative Anordnung eines Tauchmotorrührgeräts 10d eingezeichnet. Anstelle des Aggregateträgers 9b mit dem Tauchmotorrührgerät 10b kann das obere Tauchmotorrührgerät auch als Tauchmotorrührgerät 10d am gleichen Aggregateträger 9c wie das untere Tauchmotorrührgerät 10c höhenversetzt angebracht sein. Die beiden übereinander liegenden Tauchmotorrührgeräte 10c, 10d könnten dann auch für eine gemeinsame Höhenverstellung unmittelbar untereinander, beispielsweise durch ein Seil verbunden sein (strichliert angedeutet).
In 3 ist für die beiden Aggregateträger 9b, 9c ein gemeinsamer relativ großer Serviceschacht 12b eingezeichnet. Anstelle dieses großen Serviceschachts 12b könnten auch zwei nebeneinander liegende kleinere Einzelserviceschächte verwendet sein, etwa in der Größe wie in 2 dargestellt. Für die Ausführungsform mit den zwei übereinander an nur einem Aggregateträger 9c angebrachten Tauchmotorrührgeräten 12c, 12d wäre ohnehin nur ein kleinerer Serviceschacht und eine kleinere Deckenöffnung 11b erforderlich, da dann der Aggregateträger 9b entfallen würde.
In der Seitenschnittdarstellung nach 4 ist eine weitere mögliche Variante der Rühreinrichtung dargestellt. Die Rührgeräteeinheit 8 in 4 ist entsprechend der 1 und 2 ausgebildet. Die Zweifach-Rührgeräte-Einheit 7 besteht dagegen hier aus zwei unterschiedlichen Rührgeräten: Das untere Rührgerät 10c ist auch hier am zugeordneten Aggregateträger 9c entsprechend 3 höhenverstellbar angebracht. Anstelle des oberen Tauchmotorrührgeräts 10b am Aggregateträger 9b aus 3 ist hier in 4 ein Seitenrührgerät 10e verwendet, welches durch eine seitliche Montageöffnung in einem relativ hohen Bereich des Fermenterbehälters 1 eingebaut ist. Anstelle der gegenüberliegenden Rühreinheit 8 könnte ebenfalls ein solches Seitenrührgerät 10e eingesetzt sein. Diese Variante ist besonders dann gut verwendbar, wenn der Fermenterbehälter 1 teilweise unter dem Bodenniveau 15 eingelassen ist und damit ein Seitenrührgerät relativ einfach montiert werden kann.
In 5 ist eine Draufsicht auf einen Fermenterbehälter 1 entsprechend 1 gezeigt mit der gemäß dem Stand der Technik bisher favorisierten Anordnung von drei Tauchmotorrührgeräten 10a, 10b, 10c in gleichen Winkelabständen von 120° im Bereich der Innenseite der Ringwand 2.
In 6 ist schematisch eine Schnittdarstellung durch den Fermenterbehälter 1 im oberen Teilbereich entsprechend 3 mit dem Aggregateträger 9b und dem oberen Tauchmotorrührgerät 10b gezeigt, welches hier in einer dreiflügeligen Anordnung Rührflügel 16 aufweist.
Das Tauchmotorrührgerät 10b ist hier höhenverstellbar am vertikalen Aggregateträger 9b angeordnet und über eine Seilwinde 17 gehalten. Die Deckenöffnung 11b ist hier durch eine Abdeckplatte 18 abgedeckt und darüber ist der Serviceschacht 12b mit einer Tür 19 gasdicht angeordnet. Der Aggregateträger 9b geht durch den Serviceschacht 12 nach oben dicht durch und kann mit der Kurbel 13 für eine Winkelverstellung des Tauchmotorrührgeräts 10b verdreht werden. Zudem ist die Seilwinde 17 im oberen Bereich des Serviceschachts 12b am Aggregateträger 9b angebracht, so dass nach Entfernen der Abdeckplatte 18 das Tauchmotorrührgerät 10b zu Wartungs- und Reparaturzwecken in den Bereich des Serviceschachts 12b nach oben gezogen werden kann. Die Höhenverstellung des Tauchmotorrührgeräts 10b wird durch eine entsprechende Ansteuerung eines mit der Seilwinde 17 gekoppelten elektrische betriebenen Höhenstellmotors 19 durchgeführt.
Die Ansteuerung erfolgt von einem Steuergerät SG, welches ein entsprechendes Höhen-Stellsignal HS an den Höhenstellmotor 19, beispielsweise an einen elektrischen Schrittmotor, abgibt. Die gewünschte Höheneinstellung des Tauchmotorrührgeräts 10b wird am Steuergerät SG durch ein Höhen-Einstellsignal HE vorgegeben. Dieses Höhen-Einstellsignal HE kann beispielsweise von Hand durch einen Handsteller oder auch im Rahmen eines Rührprogramms mit wechselnden Höheneinstellungen vorgegeben werden.
Im aktuell dargestellten Fall ist die Füllhöhe des Fermenters 1 bzw. das Substratniveau mit H₁ eingezeichnet. Die aktuelle Höheneinstellung des Tauchmotorrührgeräts 10b (bis zur obersten Spitze eines Rührflügels 16; Durchmesser D der Rührflügelanordnung) ist entsprechend der Vorgabe des Höheneinstellsignals HE mit H₂ eingezeichnet. Die Rührflügel 16 sind dabei ersichtlich insgesamt während einer Rührfunktion im Substrat 5 eingetaucht, wobei ein Höhendifferenzbetrag X zwischen der obersten Rührflügelstellung und dem Substratniveau 6 eingehalten ist.
Der Fermentationsprozess hängt von einer Vielzahl von Parametern, wie beispielsweise der Art der Biomasse, der Zudosierung, der Temperatur, der Rührintensität usw. ab, so dass der Substratfüllstand betriebsmäßig merklich schwanken kann. Eine solche betriebsmäßige Schwankung mit einem abgesenkten Substratniveau auf die Füllhöhe H₁' ist in der Figur strichliert eingezeichnet. Ersichtlich würden nun die Rührflügel 16 des Tauchmotorrührgeräts 10b bei der Höheneinstellung H₂ während eines Rührvorgangs nachteilig über das Substratniveau hinaus austauchen. Um dies zu verhindern, ist zusätzlich eine Füllstandsmessvorrichtung 20, hier in der Art eines Ultraschall-Echolots im Bereich der Fermenterabdeckung, hier beispielsweise an der Abdeckplatte 18 angeordnet, wodurch die Freiraumhöhe H₃ zwischen der Füllstandsmessvorrichtung 20 und dem Substratniveau erfasst und ein entsprechendes elektrisches Freiraumhöhensignal FM dem Steuergerät SG zugeführt wird. Dort wird durch Substraktion der veränderlichen Freiraumhöhe H₃ von der gleichbleibenden Gesamthöhe H₀ die veränderliche aktuelle Füllstandshöhe H₁ ermittelt und erfasst.
Für den Fall, dass die Füllstandshöhe H₁ größer als die eingestellte Sollwerthöhe H₂ entsprechend dem Höheneinstellsignal HE ist, sind die Rührflügel 16 für ein gutes Rührergebnis vollständig eingetaucht. Dagegen erfolgt ein überlagerter Steuerungseingriff, wenn entsprechend der Figur das Substratniveau 6 auf eine (strichlichert eingezeichnete) Höhe H₁' absinkt, so dass dann die Rührflügel 16 austauchen würden. Dafür wird im Steuergerät ein Vergleich zwischen der aktuellen Höheneinstellung des Tauchmotorrührgeräts 10b, die im Steuergerät SG erfasst ist, und der aktuell gemessenen, abgesenkten Füllstandshöhe H₁' vorgenommen. Wenn die abgesenkte Füllstandshöhe H₁' kleiner als die aktuelle Höhenlage des Tauchmotorrührgeräts 10b ist, gibt das Steuergerät SG ein Höhenstellsignal HS für einen Absenkvorgang des Tauchmotorrührgeräts 10b ab, solange bis die aktuelle Einstellhöhe H₂' wieder um einen Höhendifferenzbetrag X kleiner als die aktuelle Füllstandshöhe H₁' ist. Dadurch wird selbsttätig und automatisiert sichergestellt, dass während eines Rührvorgangs die Rührflügel 16 nicht über das Substratniveau hinaus austauchen. Eine solche Vorrichtung zur Sicherung gegen ein ungünstiges, das Rührergebnis negativ beeinflussendes teilweises Austauchen der Rührflügel 16 ist vorteilhaft für das „obere" Tauchmotorrührgerät 10b (oder 10d oder 10e), da dieses immer in einem oberen Höhenbereich betrieben werden soll.

Claims

Biogasanlagen-Fermenter mit einer Rühreinrichtung, wobei die Rühreinrichtung mehrere gegeneinander versetzt im Fermenter im Bereich der Fermenterinnenwand angebrachte Rührgeräte umfasst, die jeweils an einer etwa horizontal ausgerichteten Rührerwelle Rührflügel tragen, dadurch gekennzeichnet, dass im Fermenter (1) eine Mehrfach-Rührgeräte-Einheit (7) mit wenigstens zwei in unterschiedlichen Höhenpositionen übereinanderliegenden Rührgeräten (10b, 10d, 10e und 10c) angeordnet ist, und dass im Fermenter (1) etwa gegenüberliegend zur Mehrfach-Rührgeräte-Einheit (7) eine weitere Rührgeräte-Einheit (8) angeordnet ist.
Biogasanlagen-Fermenter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fermenter (1) als vertikaler Zylinderabschnitt mit kreisflächenförmigem Durchmesser oder in einer Ring-in-Ring-Anordnung kreisringförmig ausgebildet ist.
Biogasanlagen-Fermenter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfach-Rührgeräte-Einheit (7) zwei Rührgeräte umfasst, von denen ein unteres Rührgerät (10c) in einem tieferen Fermenterbereich und ein oberes Rührgerät (10b; 10d; 10e) in einem höheren Fermenterbereich angeordnet ist, und dass die gegenüberliegende Rührgerät-Einheit (8) ein Rührgerät als mittleres Rührgerät (10a) umfasst, das in einem mittleren Höhenbereich des Fermenters (1) angeordnet ist.
Biogasanlagen-Fermenter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das obere und untere Rührgerät (10b, 10c) als Tauchmotorrührgeräte jeweils an einem vertikal ausgerichteten, zugeordneten Aggregateträger (9b, 9c) höhenverstellbar gehalten sind und die beiden Aggregateträger (9b, 9c) eng beisammen stehen.
Biogasanlagen-Fermenter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der beiden Rührgeräte, vorzugsweise das obere Rührgerät als Seitenrührgerät (10e) ausgeführt ist, das durch eine seitliche Montageöffnung (14) des Fermenters (1) in diesen einführbar ist, und dass das andere der beiden Rührgeräte, vorzugsweise das untere Rührgerät als Tauchmotorrührgerät (10c) an einem vertikalen Aggregateträger (9c) höhenverstellbar gehalten ist und das Seitenrührgerät (10e) und das Tauchmotorrührgerät (10c), bzw. die Montageöffnung (14) und der Aggregateträger (9c) nahe beisammen angeordnet sind.
Biogasanlagen-Fermenter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregateträger (9a, 9b, 9c) um ihre Vertikalachsen verdrehbar und einstellbar sind.
Biogasanlagen-Fermenter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aggregateträger (9a, 9b, 9c) durch eine Deckenöffnung (11a, 11b) in der Fermenterabdeckung (3) hindurch nach oben, zumindest bis in den Bereich eines über der Deckenöffnung (11a, 11b) angebrachten Serviceschachts (12a, 12b) geführt sind.
Biogasanlagen-Fermenter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührgeräte, zumindest jedoch das obere Rührgerät (11b, 11e) der Mehrfach-Rührgeräte-Einheit (7) motorisch über ein Steuergerät (SG) höhenverstellbar ist.
Biogasanlagen-Fermenter nach Anspruch 8, insbesondere mit einem oberen motorisch höhenverstellbaren Tauchmotorrührgerät (11b), wobei im Betrieb der Biogasanlage der Fementer (1) mit einer Füllhöhe (H₁) mit zu vergärendem Substrat (5) befüllt ist und das Tauchmotorrührgerät (11b) mit seinen Rührflügeln (16) vollständig im Substrat (5) eingetaucht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Füllstands-Messvorrichtung (20) vorgesehen ist, mit der die Füllhöhe (H₁) des Substrats (5) erfasst und ein entsprechendes Füllstands-Messsignal (FM) als Höhen-Istwertsignal erzeugt wird, dass eine Steuereinrichtung (SG) vorgesehen ist, der das Füllstands-Messsignal (FM) zugeführt wird und die bei einer erfassten geringeren Füllhöhe (H₁') den Höhenstellmotor (19) für das Tauchmotorrührgerät (11b) so ansteuert, dass dieses abgesenkt wird und die Rührflügel (16) weiter vollständig im Substrat (5) eingetaucht sind.