БИОКУЛЬТИВАТОР Российский патент 1997 года по МПК C12M1/107 C02F11/04 

Изобретение относится к анаэробной очистке стоков и переработке твердых углеродазотсодержащих бытовых отходов с выработкой биометана в индивидуальных хозяйствах, удаленных от централизованных систем теплоснабжения и канализации.

Известен биокультиватор, содержащий вертикальный корпус с перегородками и технологическими патрубками подвода и отвода сред (Янко В.Г. Янко Ю.Г. Обработка сточных вод и осадка в метантенках. Киев: Будiвельник, 1978, 119 с. с. 40, рис. 8), в котором имеет место низкая степень распада беззольной органики стоков и отходов.

Известен биокультиватор, содержащий корпус, разделенный перегородками на камеры кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, и размещенное между патрубками загрузки и разгрузки перемешивающее устройство (Виестур У. Э. Кузнецов А.М. Савенков В.В. Системы ферментации. Рига: Зинатне, 1986, 174 с. с. 18, 19, рис. 2.2), в котором имеет место невысокий выход биометана, что снижает эффективность работы.

Цель настоящего изобретения повышение выхода биометана.

Указанная цель достигается тем, что перед камерой кислого брожения смонтирован диспергатор в виде цилиндрического корпуса с размещенным по его оси приводным валом с винтовыми лопастями, взаимодействующими с закрепленными на внутренней боковой стенке корпуса диспергатора под углом к винтовым лопастям винтовыми выступами, а днище корпуса выполнено перфорированным, сообщающимся с камерой кислого брожения; камера метанового брожения сообщена с секцией сепарации биометана от воды, выполненной в виде корпуса с наклонными перегородками, патрубком отвода воды в нижней части, взрывным клапаном и патрубком отвода биометана через гидравлический затвор в верхней части корпуса.

Взаимодействие винтовых лопастей с винтовыми выступами цилиндрического корпуса диспергатора обеспечивает измельчение углеродсодержащих взвесей твердых бытовых отходов и корректировку субстрата по соотношению между углеродом и азотом, причем перфорированное днище корпуса диспергатора допускает переход взвесей субстрата в камеру кислого брожения при достижении ими размеров меньше размеров отверстий перфорированного днища. Секция сепарации биометана создает условия для отделения водяных паров конденсацией и обогащения биометана перед поступлением через гидравлический затвор потребителю.

На фиг. 1 показана конструктивная схема биокультиватора; на фиг. 2 - продольный разрез биокультиватора; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - конструктивная схема секции сепарации.

Биокультиватор содержит корпус 1, разделенный перегородками 2 на камеры 3 кислого, 4 нейтрального, 5 щелочного и 6 метанового брожения, размещенное между патрубками загрузки 7 и разгрузки 8 перемешивающее устройство в виде вала 9, снабженного приводом 10 и лопастями 11, установленными на шарнирах 12, газовую полость 13, расположенную в верхней части корпуса 1, и полость 14 в нижней части корпуса 1. Перед камерой 3 кислого брожения смонтирован диспергатор 15, выполненный в виде цилиндрического корпуса 16 с размещенным по его оси проводным валом 17 с винтовыми лопастями 18, взаимодействующими с закрепленными на внутренней боковой стенке корпуса 16 под углом "Б" к винтовым лопастям 18 винтовыми выступами 19, а днище 20 корпуса 16 выполнено перфорированным, сообщающим диспергатор 15 с камерой 3 кислого брожения. Камера 6 метанового брожения сообщена с секцией 21 сепарации биометана от воды, выполненной в виде корпуса 22 с наклонными перегородками 23, патрубком 24 отвода воды, размещенном в нижней части корпуса 22, взрывным клапаном 25 и патрубком 26 отвода биометана через гидравлический затвор 27, размещенными в верхней части корпуса 22.

Биокультиватор работает следующим образом.

По патрубку 7 в диспергатор 15 заливают стоки и загружают твердые бытовые отходы из условия, чтобы концентрация взвеси составляла 4-6% а соотношение между углеродом и азотом было в пределах 20:1. При вращении лопастей 18 происходит измельчение взвесей в зазоре с выступами 19. Взвеси протирают через отверстия перфорированного днища 20 диспергатора 15; в камерах 3-6 происходит сбраживание субстрата при перемешивании лопастями 11, приводимыми во вращение от привода 10, при этом перегородки 2 выполнены перфорированными для дополнительной протирки взвесей субстрата. Зольная составляющая взвесей выпадает в осадок в полости 14, а биометан направляется в газовую полость 13. Осадок из полости 14 отводят периодически через патрубок разгрузки 8 с последующим возможным использованием его в качестве биоудобрения, а биометан отводят непрерывно в корпус 22 секции сепарации, в которой происходит конденсация водяных паров с отводом конденсата через патрубок 24 и отводом биометана по патрубку 26 через гидравлический затвор 27 потребителю. Лопасти 11 перемешивают осадок в нижней части корпуса 1 и разрушают корку взвесей в верхней его части. Загрузку компонентов субстрата, разгрузку осадка, перемешивание и диспергирование осуществляют периодически, а отвод биометана - непрерывно; давление в корпусе 22 секции сепарации отличается от атмосферного незначительно.

Биокультиватор относится к аппаратам с термостатированием процесса брожения за счет тепла помещения, в котором он установлен; предпочтительна температура 18-24^oC, причем колебания температуры не должны превышать 1-3^oC в сутки.

Биокультиватор обеспечивает индивидуальные хозяйства биометаном для приготовления пищи, нагрева воды, отопления и освещения, а также одновременно улучшает экологическую обстановку.

Изобретение относится к анаэробной очистке стоков, а именно к биокультиватору, содержащему корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и разгрузки перемешивающее устройство, перед камерой кислого брожения смонтирован диспергатор в виде цилиндрического корпуса с размещением по его оси приводным валом с винтовыми лопастями, взаимодействующими с закрепленными на внутренней боковой стенке цилиндрического корпуса под углом к винтовым лопастям винтовыми выступами, а днище цилиндрического корпуса выполнено перфорированным, сообщающимся с камерой кислого брожения, при этом камера метанового брожения сообщена с секцией сепарации биометана от воды в виде корпуса с наклонными перегородками, с патрубками отвода воды в нижней части, взрывным клапаном и патрубком отвода биометана через гидравлический затвор в верхней части корпуса. 4 ил.

Биокультиватор, содержащий корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения и размещенное между патрубками загрузки и разгрузки перемешивающее устройство, отличающийся тем, что перед камерой кислого брожения смонтирован диспергатор в виде цилиндрического корпуса с размещенным по его оси приводным валом с винтовыми лопастями, взаимодействующими с закрепленными на внутренней боковой стенке цилиндрического корпуса под углом к винтовым лопастям винтовыми выступами, а днище цилиндрического корпуса выполнено перфорированным, сообщающимся с камерой кислого брожения, при этом камера метанового брожения сообщена с секцией сепарации биометана от воды в виде корпуса с наклонными перегородками, с патрубком отвода воды в нижней части, взрывным клапаном и патрубком отвода биометана через гидравлический затвор в верхней части корпуса.