Der BIOSONATOR in Biogasanlagen

Mit dieser innovativen Technologie können insbesondere schwer aufschließbare, faserige und raue Biomasse-Suspensionen (Gras, Mist etc.) behandelt werden. Der Betreiber bleibt somit unabhängig von den gut fermentierbaren Edelsubstraten (z.B. Mais). Vorzugsweise wird ein Rezirkulationsstrom aus dem Nachgärer in den Hauptfermenter mit dem BIOSONATOR bearbeitet.

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Ausrüstung und technischer Aufbau Optimierter Betrieb Betriebsparameter Geeignete Anlagen Anlageneffizienz

Mögliche Einbindung des BIOSONATORS in Biogasanlagen

Die Biomasse wird aufgeschlossen und eine erhöhte mikrobiologische Aktivität im Fermenter erreicht. Die Folge vom intensivierten Prozess ist eine deutlich erhöhte Biogasproduktion (in der Regel 10 bis 15%), die einem nur geringen Energieaufwand gegenüber steht. Die Amortisationszeit der Investition beträgt 3 bis 5 Jahre und ist damit entsprechend kurz. Die Anbindung des Containers an die Biogasanlage ist einfach. Es sind Anschlüsse für den Zu- und Ablauf von Substrat und Spülwasser an der Außenseite vorhanden. Lediglich ein Elektroanschluss (400 V, 32 A, TN-S Netz) wird zum Einsatz benötigt.

Ausrüstung und technischer Aufbau

Im Kern des BIOSONATORS befinden sich vier Aggregate, angeordnet im technologischen Ablauf:

• Nasszerkleinerer mit Stirnradgetriebemotor (2,2 kW Antriebsleistung)
• Modifizierte Exzenterschneckenpumpe mit Stirnradgetriebemotor (1,5 kW Antriebsleistung) und Frequenzumformer
• Hochleistungs-Ultraschallsystem (ULTRAWAVES/SONOTRONIC) mit 5 kW Anschlussleistung
• Volumenstrommesser

Fließdiagramm des BIOSONATORS

Die einzelnen Elemente sind mit Edelstahlrohren (DN 100 und DN 65) verbunden. Sämtliche Armaturen besitzen die gleiche Edelstahlqualität.

Innerhalb des BIOSONATORS werden folgende Parameter erfasst und verarbeitet:

• Volumenstrom
• Temperatur
• Druck
• Schallleistung in Prozent (Ausgangsparameter des Ultraschall-Steuergerätes)
• Betriebszeit

Die Automatisierung erfolgt mit einer SIMATIC S7-300 Baugruppe von Siemens. Das Anlagenfließbild sowie die erfassten Messwerte werden auf einem Touch-Multipanel visualisiert. Über eine Datenschnittstelle kann das Steuerungssystem des BIOSONATORS in das Leitsystem der Biogasanlage eingebunden werden. Stromversorgung, Leistungsschaltungen und die MSR-Technik sind in einem Wandschaltschrank untergebracht.

Optimierter Betrieb - Gesteigerte Anlageneffizienz

Der BIOSONATOR kann optional im Automatik- (Normzustand) und Handbetrieb gefahren werden. Die Exzenterschneckenpumpe saugt die Biosuspension zunächst durch den Nasszerkleinerer. Hier werden langfaserige Feststoffteile zerkleinert, um einen stabilen Pumpenbetrieb zu gewährleisten. Das ULTRAWAVES Ultraschallsystem ist auf der Druckseite der Pumpe angeordnet. Die durch den Ultraschall bedingten Druckschwankungen erzeugen enorme Kavitationskräfte, die die Biomassestruktur aufbrechen. Mit dem Aufschluss wird die Biomasse leichter verfügbar gemacht, der Faulprozess intensiviert und mehr Biogas produziert.

Alternativ kann der Betreiber bei konstanter Biogasmenge die Fütterung reduzieren. Zusätzlich wird der Methangehalt gesteigert und damit die Qualität des Biogases verbessert. Das durch die Anwendung von Ultraschall simultan induzierte Absinken der Viskosität führt zudem zur Einsparung des Eigenstromverbrauchs der Anlage.

Zur Aufrechterhaltung eines stabilen, unterbrechungsfreien Betriebes des BIOSONATORS ist ein zeitgesteuertes Spülsystem eingebaut. Damit wird eine hohe Standzeit des Ultraschallsystems gewährleistet. Durch die permanente Erfassung und Überwachung der verfahrensspezifischen Hauptparameter ist der Anlagenbetreiber somit ständig in der Lage, den BIOSONATOR optimal zu betreiben.

Betriebsparameter

Volumenstrom	10 bis 33 l/min bzw. 0,6 bis 2 m³/h Biomassesuspension
Medium	Biomassesuspension mit ca. 5 bis ca. 10% Trockensubstanzgehalt
Mediumtemperatur	33 bis 55°C
Betriebsdruck der US-Anlage	max. 2,5 bar im Ultraschallbetrieb
Betriebsdauer pro Jahr	Dauerbetrieb über 8.760 h/a abzüglich Wartung/Service

BIOSONATOR compact (Biogasanlagen)

Mit integrierter Hochleistungs-Ultraschalltechnologie der neuesten Generation ist der BIOSONATOR compact ein effizientes und kompaktes Komplettsystem zum Aufschluss von Biomasse auf Biogasanlagen – auch bei schwierigen Substraten.

Wir haben unsere Hochleistungs-Ultraschalltechnologie noch besser gemacht und können unseren Kunden heute ein effizienteres Gerät ausliefern: Der BIOSONATOR compact ist unser neues Komplettsystem bestehend aus modularem Hochleistungs-Ultraschallsystem, vorgeschaltetem Nasszerkleinerer und Exzenterschneckenpumpe sowie einer intelligenten Regelungs- und Automatisierungstechnik mit Fernwartung. Als Plug&Play-System kann der der BIOSONATOR compact einfach und schnell in bestehende Biogasanlagen integriert werden.

Welche Anlagen sind geeignet?

• Biogasanlagen ab 300 kW
  Mit der Neuentwicklung des BIOSONATOR compact ist es uns gelungen, die Investitionskosten um 25 – 30% zu reduzieren. Somit ist der BIOSONATOR compact jetzt auch für kleine Biogasanlagen ab 300 kW wirtschaftlich interessant. Die Amortisationsdauer liegt bei ca. 3 – 4 Jahren.

• Nawaroanlagen, auch bei alternativen faserigen Substraten
  Die Technologie eignet sich insbesondere für Biogasanlagen, bei denen schwer aufschließbare, faserige und raue Substrate (z.B.Gras, Mist etc.) gefüttert werden. Sie werden somit unabhängig von gut fermentierbaren Edelsubstraten (z.B. Mais).

• Kofermenteranlagen
  Auch bei Kofermenteranlagen ist ein hohes Potential zur Steigerung der Anlageneffizienz vorhanden.

• Anlagen mit Trockensubstanz bis max. 15%
  Harte Kavitation ist zum Aufschluss schwer abbaubarer organischer Substanzen mit einer Trockensubstanz von maximal 15% möglich.

• Mesophil oder thermophil gefahrene Anlagen
  Ob eine Biogasanlage mesophil (37 bis 42 °C) oder thermophil (50 bis 57 °C) betrieben wird, in beiden Fällen kann unsere Hochleistungs-Ultraschalltechnik erfolgreich eingesetzt werden.

• Anlagen, die auf alternative Substrate umstellen
  Durch den Austausch teurer Substrate gegen mit Ultraschall aufbereitete, günstigere Substrate bzw. Reststoffe aus der Landwirtschaft können die Substratkosten der Biogasanlage deutlich reduziert werden.

Gesteigerte Anlageneffizienz mit wirkungsvollem Ultraschall

In der Praxis hat es sich bewährt, einen Teilstrom aus dem Nachgärer zu entnehmen, diesen zu beschallen und in den Fermenter bzw. in mehrere Fermenter zurückzuführen. Auch andere Einbauweisen sind möglich und für jede Biogasanlage individuell zu entscheiden.

Als Plug&Play-Lösung für den schlüsselfertigen Aufbau wurde eine Containerlösung entwickelt. Inhouse, z.B. wenn im Pumpenraum ausreichend Platz ist, wird die Anlagentechnik auf einer Rahmenkonstruktion montiert.

Ultrawaves garantiert mindestens 10% erhöhten wirtschaftlichen Nutzen und begleitet die Kunden von Anfang an bis zum Erfolg! Sie können dabei auf über 15 Jahre Praxiserfahrung und weltweit über 200 erfolgreich realisierte Projekte zählen sowie eine seriöse Technologie, die kontinuierlich weiterentwickelt wird.