МЕТАНОВЫЙ АППАРАТ Российский патент 1998 года по МПК C12M1/00 

Изобретение относится к микробной очистке стоков и утилизации твердых углерод-азотсодержащих отходов анаэробными микроорганизмами с выработкой биометана для бытовых нужд в домах, удаленных от тепловых и электрических сетей.

Известен метановый аппарат, содержащий корпус с технологическими перегородками, патрубками подвода исходного продукта и отвода биометана и продуктов брожения /1/, в котором из-за антогонизма воздействия одних групп микроорганизмов на другие низкая степень распада беззольной органики.

Известен метановый аппарат, содержащий горизонтальный корпус с вертикальными перегородками, образующими секции кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, с газовыми полостями в верхней части корпуса и чередующимися окнами для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному и перемешивающее устройство, включающего горизонтальный вал, снабженный приводом и лопастями /2/, недостатком которого являются высокие усилия на перемешивание, что снижает эффективность работы аппарата.

Технический результат повышение эффективности работы аппарата, достигается тем, что горизонтальный вал перемешивающего устройства смещен относительно оси аппарата, а секция кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром, сообщенным через гидравлический затвор с загрузочным устройством, снабженный крышкой.

В метановых аппаратах от 1/5 до 1/4 высоты занимает газовая полость, что для одновременного разрушения корки сверху субстрата и перемешивания осадка внизу требует больших диаметров лопастей, поэтому смещение перемешивания относительно оси аппарата позволяет разрушать корку и перемешивать осадок при меньших диаметрах лопасти, что снижает усилие на привод. Выполнение секции кислого брожения с перфорированным цилиндром, сметаемым лопастью, позволяет существенно уменьшить диаметр лопасти в сравнении с секциями нейтрального, щелочного и метанового брожения.

На фиг. 1 показан продольный разрез аппарата; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 2; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Метановый аппарат содержит корпус 1 с вертикальными перегородками 2, образующими секции: 3 кислого, 4 нейтрального, 5 щелочного, 6 - метанового брожения, с газовыми полостями 7 в верхней части корпуса 1 и чередующимися окнами 8 для прохода субстрата от загрузочного устройства 9 к разгрузочному 10 и перемешивающее устройство, включающее горизонтальный вал 11, снабженный приводом 12 и лопастями 13. Горизонтальный вал 11 смещен относительно оси корпуса 1 аппарата, а секция 3 кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром 14, сообщенными через гидравлический затвор 15 с загрузочным устройством 9, снабженным крышкой 16. Секция 6 метанового брожения выполнена с гидравлическими затвором 17 и патрубком 18 отвода биогаза потребителю. Лопасти 13 установлены во впадине 19 горизонтального вала 11 на оси 20 с возможностью поворота. При высоте газовой полости H смещение горизонтального вала 11 относительно оси корпуса H/2, т.е. выравнивание перемешиваемых объемов сверху и снизу соответствующих секций, т.е. разрушение корки сверху и перемешивание осадка внизу.

Метановый аппарат работает следующим образом.

Аппарат заполняют стоками и углерод-азотсодержащими отходами при открытой крышке 16 через загрузочное устройство 9, причем количество твердых отходов принимают из условия создания в аппарате концентрации порядка 4-6% причем подбором отходов устанавливают соотношение между углеродом и азотом в пределах 20: 1. Взвеси измельчают в перфорированном цилиндре 14 до размеров частиц, которые должны быть меньше размеров отверстий в перфорации цилиндра 1. Субстрат последовательно проходит по секциям 3, 4, 5 и 6 и подвергается воздействию анаэробов-кислотогенов, ацетогенов, ацетогидрогенов и метаногенов, которые сбраживают субстрат при перемешивании от привода 12 лопастями 13 на горизонтальном валу 11, причем лопасти разрушают корку взвесей в верхней части и взмучивают осадок в нижней части корпуса 1. Образующийся биогаз из секции 6 из ее газовой полости 7 отводят через гидравлический затвор 17 по патрубку 18 потребителю. Выполнение лопастей 13 на оси 20 с возможностью перемешивания во впадине 19 горизонтального вала 11 позволяет осуществлять его монтаж со стороны привода 12. Послеброжевой остаток отводят через разгрузочное устройство 10 во время загрузки через устройство 9.

Метановый аппарат позволяет очищать стоки и утилизировать домашние отходы, обеспечивая выработку возобновляемого горючего для нужд домашнего хозяйства /обогрев жилища, приготовление пищи, нагрев воды/. Аппарат термостатируется теплотой воздуха помещения.

Источники информации.

1. Янко В. Г. и др. Очистка сточных вод и осадка в метатенках. Киев, 1978, с. 40.

2. Виестур У. Э. и др. Системы ферментации. Рига: Зинантне, 1986, с. 18-19а

Использование: в области очистки стоков, утилизации твердых углерод-азот-содержащих отходов домашнего хозяйства с выработкой биогаза при анаэробном сбраживании для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды в домах, удаленных от тепловых и электрических сетей снабжения теплом и электроэнергией. Сущность изобретения: метановый аппарат содержит горизонтальный корпус с вертикальными перегородками, образующими секции кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, с газовыми полостями в верхней части корпуса и чередующимися окнами для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному и перемешивающее устройство, включающее горизонтальный вал, снабженный приводом и лопастями. Горизонтальный вал перемешивающего устройства смещен относительно оси корпуса аппарата, а секция кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром, сообщенным через гидравлический затвор с загрузочным устройством, снабженным приводом. 3 ил.

Метановый аппарат, содержащий горизонтальный корпус с вертикальными перегородками, образующими секции кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, с газовыми полостями в верхней части корпуса и чередующимися окнами для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному и перемешивающее устройство, включающее горизонтальный вал, снабженные приводом и лопастями, отличающийся тем, что горизонтальный вал перемешивающего устройства смещен относительно оси корпуса аппарата, а секция кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром, сообщенным через гидравлический затвор с загрузочным устройством, снабженным крышкой.