БЫТОВОЙ АППАРАТ МЕТАНОВОГО БРОЖЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C12M1/107 

Изобретение относится к аппаратам анаэробного сбраживания навоза, помета, фекалия, углеродсодержащих твердых отходов, стоков и может быть использовано для выработки биогаза для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды в коттеджах, дачных домах, подворий фермерских хозяйств.

Известен аппарат метанового брожения, содержащий корпус с технологическими перегородками и патрубками подвода и отвода сред (Янко В.Г. Янко Ю. Г. "Обработка сточных вод и осадка в метантенках," Киев, 1978, с.40, рис.8), в котором низкая степень сбраживания, так как участвующие в сбраживании субстрата микроорганизмы продуктами жизнедеятельности угнетают друг друга.

Известен бытовой аппарат метанового брожения, содержащий корпус с перегородками, установленными с образованием камер для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, сообщенных окнами, выполненными поочередно сверху и снизу перегородок для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному (Виестур У.Э. Кузнецов А.М. Савенков В.В. Системы ферментации, Рига, 1986, с. 18, рис. 22). Это устройство наиболее близко к данному изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Однако в этом известном аппарате низкая степень измельчения взвесей субстрата при перемешивании, что снижает эффективность работы аппараты.

Данное изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности работы аппарата.

Это достигается тем, что бытовой аппарат метанового брожения, содержащий корпус с перегородками, установленными с образованием камер для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, сообщенными окнами, выполненными поочередно сверху и снизу перегородок для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному, отличается тем, что аппарат снабжен перемешивающими элементами, установленными на приводных валах, и концентрично им установленными стойками с обечайками, закрепленными на стойках с зазорами для циркуляции субстрата между ними, при этом загрузочное устройство снабжено герметизирующей крышкой в верхней части и гидравлическим затвором в нижней, размещенном в емкость разбивателя, взаимодействующего с камерой для кислого брожения через перфорированное днище, причем в емкости размещен вал, снабженный приводом с измельчающими элементами.

На фиг. 1 представлен бытовой аппарат метанового брожения, продольный разрез, на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Бытовой аппарат метанового брожения содержит корпус 1 с перегородками 2, установленными с образованием камер 3, 4, 5, 6 соответственно кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, сообщенных друг с другом окнами 7, выполненными поочередно сверху и снизу перегородок 2 для прохода субстрата от загрузочного устройства 8 к разгрузочному устройству 9. Аппарат снабжен перемешивающими элементами 10, установленными на валах 11, снабженных приводами 12.

Концентрично перемешивающими элементами 10 вала 11 установлены стойки 13 с обечайками 14, закрепленными на стойках 13 с зазорами 15 для циркуляции субстрата между ними.

Загрузочное устройство 8 снабжено герметизирующей крышкой 16 в верхней части, гидравлическим затвором 17 в нижней, размещенном в емкости 18 разбивателя, взаимодействующего с камерой 3 для кислого брожения через перфорированное днище 19, в емкости 18 размещен вал 20, снабженный приводом 21 и измельчающими элементами 22. Измельчающие элементы 22 выполнены так, что в статике они совпадают с валом и при вращении отходят от него с увеличением области обработки субстрата и обеспечением измельчения взвесей до размеров частиц, сопоставимых с размерами микроорганизмов: кислотогенов. ацетогенов, ацетогидрогенов и метаногенов. Камера 6 для метанового брожения выполнена со взрывным клапаном 23, гидравлическим затвором 24 и патрубком 25 отвода биогаза.

Бытовой аппарат метанового брожения работает следующим образом.

Через загрузочное устройство 8 при открытой крышке 16 осуществляют загрузку емкости 18 разбивателя, причем при вращении вала 20 от привода 21 происходит измельчение взвесей измельчающими элементами 22, которые расходятся в сторону от вала 20 под действием сил инерции. Концентрацию взвесей в субстрате принимают 4-5% причем соотношения 20:1. Взвеси через перфорацию днища 19 переходят в камеру 3 кислого брожения корпуса 1 и через окна 7 субстрат проходит последовательно камеры 4, 5 и 6. В каждой камере осуществляют наряду с перемешиванием доизмельчение взвесей элементами 10 при вращении вала 11 от привода 12, причем между элементами 10 и стойками 13 возникают срезающие усилия. Одновременно обечайки 14 формируют циркуляционные контуры, повышающие кратность воздействия элементов 10 на взвеси в субстрате. Заполнение корпуса 1 субстратом осуществляют на 4/5 объема, причем перемешивающие элементы 10 разрушают корку на поверхности субстрата и перемешивание осадка на днище корпуса 1. Образующийся в камере 6 метанового брожения биогаз через гидравлический затвор 24 по патрубку 25 отводят потребителю. Корпус 1 выполняют без теплоизоляции и процесс сбраживания осуществляют при температуре 18-24^oC с термостатированием теплом помещения, в котором установлен аппарат. Уровень субстрата в корпусе 1 устанавливают по уровню его в гидравлическом затворе 17 загрузочного устройства 8. Загрузку через загрузочное устройство 8 и разгрузку через устройство 9 осуществляют периодически при непрерывном процессе сбраживания в корпусе 1 и периодичности процессов перемешивания и измельчения приводами 12 и 21. Взвеси последовательно перемешиваются от загрузочного устройства 8 через емкость 18, ее перфорированное днище 19, проходят через окна 7 по камерам 3,4,5 и 6, и в виде послеброжевого остатка их отводят через разгрузочное устройство 9, например, в емкость (ведро) для последующего использования в качестве биоудобрения. Аппарат позволяет утилизировать макулатуру, отходы переработки овощей, фруктов, растительные остатки сада или огорода, фекалий жителей, навоз и помет домашних животных и птиц. Гидравлический затвор 17 и герметизирующая крышка 16 устраняют вероятность появления запахов в помещении, в котором установлен аппарат. Валы 11 и вал 20 выполнены с уплотнениями, исключающими появление запахов и метана и в помещении
При эксплуатации данного устройства возможно обеспечить оздоровление экологической обстановки вокруг объекта, в котором установлен аппарат. Использование его рентабельно.

Использование: при анаэробной переработке навоза, помета, фекалия, углеродсодержащих твердых отходов, выработке биогаза для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды в коттеджах, дачных домах, подворьях фермерских хозяйств. Сущность: бытовой аппарат метанового брожения содержит корпус, разделенный на камеры для кислого, нейтрального щелочного и метанового брожения перегородками с выполненными в них окнами для прохода субстрата. На приводных валах укреплены перемешивающие элементы. Концентрично им установлены стойки с обечайками, расположенными с образованием между ними циркуляционных зазоров. В камере для кислого брожения размещена имеющая перфорированное дно емкость разбрызгивателя с приводным валом и измельчающими элементами. Загрузочное устройство имеет герметизирующую крышку и гидравлический затвор, расположенный в емкости разбрызгивателя. 2 ил.

Бытовой аппарат метанового брожения, содержащий корпус с перегородками, установленными с образованием камер для кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожений, сообщенных окнами, выполненными поочередно сверху и снизу перегородок для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному, отличающийся тем, что аппарат снабжен перемешивающими элементами, установленными на приводных валах, и концентрично им установленными стойками с обечайками, закрепленными на стойках с зазорами для циркуляции субстрата между ними, при этом загрузочное устройство снабжено герметизирующей крышкой в верхней части и гидравлическим затвором в нижней, размещенным в емкости разбивателя, взаимодействующего с камерой для кислого брожения через перфорированное днище, причем в емкости размещен вал, снабженный приводом и измельчающими элементами.