Procesvoering

Anaerobe vergisting gebeurt in een gesloten tank en in afwezigheid van zuurstof. Naargelang de soort(en) afvalstof(fen), de mogelijke macro-verontreinigingen, het al of niet meeverwerken van mest, de schaalgrootte, de menging en de gebruiksvoorwaarden van het eindproduct zijn er verschillende vergistingsconcepten mogelijk. Er kunnen verschillende manieren van procesvoering gedefinieerd worden afhankelijk van de gekozen eigenschap.

Parameters en eigenschappen

Temperatuur: Er kan een onderscheid gemaakt worden tussen een mesofiel en een thermofiel proces. Een thermofiel proces wordt vaak toegepast omdat het digestaat zonder bijkomende warmtebehandeling naar de landbouw gaat en zo via het thermofiele proces gehygiëniseerd wordt.

Schaalgrootte: Op schaalgrootte kan ook een onderscheid gemaakt worden. In Duitsland zijn vele farm-scale vergistingsinstallaties aanwezig. Deze verwerken meestal de mest en bepaalde afvalstoffen afkomstig uit de oogst. In Denemarken zijn er typische CAD's, de Centralized Anaerobic Digesters, die centraal beheerd en opgesteld zijn. Men verwerkt er meestal voor 80 % mest en voor 20 % afval.

Droge stofgehalte: Naargelang het droge stofgehalte (DS) van het vergistingsproces onderscheiden we natte processen (DS < 20%) en droge processen (DS > 20%). Meer dan 95% van de installaties werken met een nat procédé. Natte en droge processen steunen op dezelfde principes maar zullen andere voorbehandelingen, reactorconstructies en nabehandelingen kennen.

Menging: De combinatie van constructie van de reactor en de manier van mengen maakt het verschil tussen een plug-flow vergister (propstroom) en een continu gemengde vergister (continuous stirred tank reactor of CSTR). Dit zijn de twee meest voorkomende reactortypes in de praktijk. Ongeveer 40% van de vergistingsinstallaties werkt met een reactor van het CSTR-type, 15% met een plug-flow reactor. Menging kan eveneens op verschillende manieren gebeuren. Er zijn twee hoofdsystemen om te mengen: biogasmenging en mechanische menging. Biogasmenging kan continu of discontinu gebeuren. Mechanische menging gebeurt door één of meerdere roerwerken, met verticale of horizontale as. Een andere mogelijkheid is menging door rondpompen.

Figuur. Eenvoudige weergave van het CSTR principe
 

Voedingsregime: Volgens het voedingsregime kan een onderscheid gemaakt worden tussen continu gevoede, semi-continu gevoede of batchreactoren.

Fasen: In een éénfasig systeem gebeurt de hydrolyse (voorverzuring) en de methanogenese (methaanvorming) in één tank. Meerfasige (meestal tweefasige) systemen voorzien een tank voor de hydrolyse en een tank waar de methanogenese doorgaat. In de wetenschapswereld bestaat er grote onenigheid omtrent het nut van het scheiden van verschillende fasen in het vergistingsproces.

Voor- en nabehandeling

Voorbehandelingen hangen sterk af van het soort afval. Mogelijke voorbehandelingstechnieken zijn verkleinen, droog scheiden, nat scheiden, pasteuriseren, steriliseren, enz. Meestal bestaat de voorbehandeling uit een combinatie van de opgesomde technieken. Nabehandelingen hangen sterk af van de toepassingen van het eindproduct. Mogelijke nabehandelingen zijn scheiding, compostering, behandeling in een waterzuivering, drogen, nagisting, pasteurisatie, ...