БЫТОВОЙ МЕТАТЕНК Российский патент 1997 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к анаэробной очистке стоков и утилизации углерод-азотсодержащих твердых бытовых отходов и может быть использовано в индивидуальных домах, удаленных от централизованных сетей тепло-электроснабжения и канализации.

Известен метантенк, содержащий вертикальный корпус с технологическими перегородками и патрубками подвода и отвода сред /с.40, рис. 8, Янко В.Г. Янко Ю.Г. Обработка сточных вод и осадка в метантенках, Киев, 1978/, в котором низкая степень распада беззольной органики и соответственно невысокий выход биогаза.

Известен метантенк, содержащий корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, матанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и выгрузки сред перемешивающее устройство, включающее приводной вал с лопастями и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения, смонтированное в корпусе, в котором высокие экономические затраты на термостатирование процесса брожения, что снижает эффективность работы метантенка.

Цель изобретения повышение эффективности работы метантенка достигается тем, что теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса внешней и внутренней труб, причем внешняя выполнена с расширительным сосудом в верхней части и полость сообщена с погружным водяным нагревателем во внутренней полости метантенка, а внутренняя труба снабжена сеткой, под которой размещена горелка, сообщенная с патрубком отвода биогаза из газовой полости метантенка через гидравлический затвор, а над сеткой размещена засыпка из железных стружек, причем вверху внутренняя труба сообщена с атмосферой помещения, в которой установлен метантенк, выполненный без изоляции корпуса.

Процессы брожения выполняют при температуре воздуха в помещении, в котором установлен метантенк, порядка 18-24^oC, для исключения колебаний температуры, превышающей 1-3^oC в сутки, осуществляют одновременный нагрев субстрата водой из внешней трубы, сообщенной с погружным водяным нагревателем и воздуха помещения, продуктами сгорания биогаза во внутренней трубе, заполненной засыпкой из железных стружек, повышающей термохимический распад продуктов сгорания до водного пара и двуокиси углерода, обеспечивающей санитарно-гигиенические условия в помещении.

На фиг. 1 представлен продольный разрез метантенка, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 1.

Бытовой метантенк содержит корпус 1 с перегородками 2 камер: 3 кислого, 4 нейтрального; 5 щелочного; 6 метанового брожения, размещенное между патрубками 7 загрузки и 8 выгрузки сред, перемешивающее устройство 9, включающее приводной вал 10 с лопастями 11 и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения. Теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса 1 внешней 12 и внутренней 13 труб, причем внешняя 12 выполнена с расширительным сосудом 14 в верхней части и ее полость 15 сообщена с погружным водяным нагревателем 16, размещенном во внутренней полости корпуса 1 метантенка, в внутренняя труба 13 снабжена сеткой 17, под которой размещена горелка 18, сообщенная с патрубком 19 отвода биогаза из газовой полости 20 через гидравлический затвор 21, а над сеткой 17 размещена засыпка 22 из железных стружек, причем вверху внутренняя труба 13 сообщена с атмосферой помещения, в котором установлен метантенк, выполненный без изоляции корпуса 1. Корпус перемешивающего устройства 9 выполнен на внутренней боковой поверхности с выступами 23 и перфорированным днищем 24, сообщающим его с камерой 3 кислого брожения, а загрузочный патрубок 7 выполнен с крышкой 25.

Бытовой метантенк работает следующим образом.

Фекально-бытовые стоки, углерод-азотсодержащие отходы /навоз, помет, растительные остатки, отходы переработки овощей и фруктов, растительные остатки, листовой опад, макулатуру и т.д./ при открытой крышке 25 загружают через патрубок 7 в перемешивающее устройство 9 и измельчают при вращении приводного вала 10 между винтовыми лопастями 11 и выступами 23, размещенными на боковой поверхности, причем лопасти 11 и выступы 23 установлены под углом друг к другу, что обеспечивает измельчение взвесей до размеров частиц сопоставимых с размерами микроорганизмов в камерах 3, 4, 5 и 6 брожения, причем взвеси переходят из перемешивающего устройства 9 в камеру 3 кислого брожения через перфорированное днище 24. Биогаз собирают в газовой полости 20 и отводят потребителю через гидравлический затвор 21 по патрубку 19. Периодически часть биогаза, направляют в горелку 18 и теплом сгорания нагревают на сетке 17 засыпку 22 из железных стружек и от нее воду в полости 15, которая сообщена с погружным нагревателем 16, размещенном в корпусе 1, причем нагрев осуществляют в условиях естественной циркуляции воды. Описанное термостатирование обеспечивает КПД теплообменного устройства порядка 100% Отработанную массу выводят через патрубок 8. Загрузку, измельчение взвесей, разгрузку, термостатирование осуществляют периодически. Перемешивание в камерах 3, 4, 5 и 6 осуществляют при встряхивании корпуса 1.

Бытовой метантенк решает экологические проблемы вокруг индивидуальных домов, обеспечивает владельцев биогазом для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды, освещения с одновременной выработкой биоудобрения, не имеющего запаха и по своим качественным показателям эквивалентного 3-4 тоннам комплексного минерального удобрения, но свободного от примесей тяжелых металлов, свойственных фосфорным.

Использование: анаэробная очистка стоков и утилизация углеродазотсодержащих твердых бытовых отходов в индивидуальных домах, удаленных от централизованных сетей тепло-электроснабжения и канализации. Сущность изобретения: бытовой метантенк содержит корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и выгрузки сред перемешивающее устройство, включающее приводной вал с лопастями, и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения. Теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса внешней и внутренней труб, причем внешняя выполнена с расширительным сосудом в верхней части и ее внутренняя полость сообщена с погружным водяным нагревателем, размещенным во внутренней полости корпуса метантенка, а внутренняя труба сеткой, под которой размещена горелка, сообщенная с патрубком отвода биогаза из газовой полости через гидравлический затвор, а над сеткой размещена засыпка из железных стружек, причем вверху внутренняя труба сообщена с атмосферой помещения, в котором установлен метантенк. 3 ил.

Бытовой метатенк, содержащий корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, размещенное между патрубками загрузки и выгрузки сред перемешивающее устройство, включающее приводной вал с лопастями, и теплообменное устройство термостатирования процесса брожения, смонтированное в корпусе, отличающийся тем, что теплообменное устройство выполнено в виде концентрично установленных вне корпуса внешней и внутренней труб, причем внешняя выполнена с расширительным сосудом в верхней части, внутренняя полость сообщена с погружным водяным нагревателем, размещенным во внутренней полости метатенка, внутренняя труба снабжена сеткой, под которой размещена горелка, сообщенная с патрубком отвода биогаза из газовой полости метатенка через гидравлический затвор, а над сеткой размещена засыпка из железных стружек, причем вверху внутренняя труба сообщена с атмосферой помещения, в котором установлен метатенк.