СПОСОБ ПОТОЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК B09B3/00 

Изобретение относится к безотходным технологиям обработки воды в анаэробных условиях и может быть использовано для переработки органических отходов сельскохозяйственного и бытового происхождения с получением биогаза, белково-витаминной подкормки для животных, удобрений и чистой воды.

По результатам проведенных патентных исследований выявлены основные тенденции развития безотходных технологий переработки органических отходов только в части создания конструкций, в связи с чем к заявляемому изобретению за аналоги взяты отдельные конструкции, при работе которых явным образом вытекает технологический процесс переработки органических отходов. Известна бродильная камера для бигугазовых установок по авторскому свидетельству №1017184, кл. А 01 С 3/02, публ. 15 05.1983 г., бюл. №18, которая состоит из коробчатого корпуса, разделенного вертикальными перегородками на последовательно сообщающиеся между собой камеры, имеющие водоводы, разделенные на секции, каждая секция имеет гидрозатвор, вакуум-башню и приспособление для срыва вакуума, между стенками и перегородками корпуса имеются вертикальные зазоры. В этой камере осуществляется способ переработки навоза, заключающийся в сбраживании массы под вакуумом в режиме, начальное, активное и конечное сбраживание, перемешивание массы путем периодического сбрасывания вакуума, подачи воды на поверхность образующейся твердой корки на сбраживаемой массе и вытеснением исходной массой жидкой фракции для дображивания без смешения с ней.

Недостатком известного аналога является низкая производительность бродильной камеры, небольшой выход биогаза, некачественное перемешивание биомассы, а из-за резких перепадов давления обязательны срывы вакуума, вызывающие гибель микрофлоры, необходимой для брожения.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является реактор для сбраживания навоза, по авторскому свидетельству №1484312, кл. А 01 С 3/02, публ. 07.06.1989 г, бюл.№21, который содержит корпус, разделенный вертикальными перегородками на последовательно сообщающиеся между собой камеры, соединенные питающими каналами и замкнутые рециркуляционным каналом, в который введен трубопровод для подачи исходной массы, перемешивающие шнеки с подогревателями в виде плоских батарей, газовый колпак, отвод сброженной массы, шлюзы с заслонками для опорожнения реактора, в котором также имеется подготовительная емкость в виде гидролизатора. Этим реактором осуществляется анаэробное сбраживание навоза гидролизом с выделением углекислого газа, перемешиванием механическими шнеками и с подогревом.

Недостатком ближайшего аналога является, так же как и вышеописанного аналога, невысокая производительность реактора из-за порционной загрузки исходной массы, связанной с необходимостью отстоя и осветления средней зоны субстрата, ненадежность его работы из-за необходимости точного изготовления конструктивных подвижных деталей, работающих в агрессивной среде, кроме того, процесс переработки навоза практически неуправляем, так как циклический принцип работы реактора не позволяет поддерживать оптимальный температурный режим в нем и осуществлять воспроизводство перерабатывающей микрофлоры, уносимой осветленной жидкостью и погибшей в результате температурных перепадов и механического воздействия мешалок.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание надежной в работе и эксплуатации установки с расширенными технологическими возможностями, позволяющими осуществить несложный, но эффективный способ переработки органических отходов, с возможностью управления поточным процессом анаэробной переработки жидких органических отходов.

Для решения технической задачи в предлагаемом изобретении, включающем по способу поточной переработки органических отходов подачу отходов в подготовительную камеру, сбраживание отходов с механическим перемешиванием и подогревом в сообщающихся между собой камерах и удаление очищенной массы (признаки, сходные с ближайшим аналогом), введены новые признаки, заключающиеся в том, что первоначально создают очаги микрофлоры для дальнейшего ведения процесса переработки органических отходов, при этом через герметичный люк вводят субстрат в камеры приемную и питающую, камеры блока сбраживания, камеру предварительного отстоя и камеру самоочищающегося биофильтра, причем субстрат заполняют до контрольного отверстия и закрывают заглушкой, а при поточном процессе сбраживания поступающие жидкие органические отходы в подготовительную камеру распределяют тонким слоем на плоских наклонных нагревательных элементах нагревательного устройства и осуществляют их нагрев, одновременно вакуум-насосом в подготовительной камере создают разряженное пространство, при этом доводят до кипения ингибиторы, пары которых вакуум-насосом удаляют из подготовительной камеры на переработку. Затем поток органических отходов направляют по стокам последовательно в равномерно подогреваемые до температуры 50-55°С камеры блока сбраживания, причем на свободно свисающих нитях и в застойных зонах, образованных нишами и наклонными дефлекторами, создают очаги микрофлоры, верхними соплами, размещенными в камере сбраживания, формируют поток органических отходов в струю и направляют ее в субстрат, а промежуточными и нижними соплами поддерживают ее форму, при этом периодически изменяют глубину погружения струи в субстрат за счет размещения стоков в верхней части камеры сбраживания и отверстий в придонной части направляющего дефлектора для возможности перемешивания граничных слоев струи и зон очагов микрофлоры. Одновременно в блоке сбраживания вакуум-компрессором создают плавный перепад давления, в пределах 460-1000 мм рт.ст., частотой 0,25 Гц.

Затем полученную осветленную жидкость подают в блок очистки осветленной жидкости, где ее подвергают сначала очистке самоочищающимся биофильтром, а затем направляют в отстойную камеру и осуществляют окончательную ее очистку до получения чистой воды.

По установке, реализующей данный способ и включающей камеры сбраживания, разделенные вертикальными перегородками и сообщающиеся между собой, перемешивающее устройство, подогреватели, газовый колпак, подготовительную камеру с трубопроводом для подачи исходной массы, отводы для переработанной массы и удаления осадка (признаки, сходны с ближайшим аналогом), введены новые признаки, заключающиеся в том, что установка снабжена приемной и питающими камерами, соединенными с подготовительной камерой в подготовительно-питающий блок, блоком очистки осветленной жидкости, причем камеры сбраживания последовательно или параллельно соединены в блок сбраживания. Блоки установлены отдельно друг от друга, в одном или в разных уровнях, под любым углом друг к другу и сообщены между собой, при этом подготовительная камера выполнена герметичной, в верхней ее части установлены плоские наклонные нагревательные элементы для возможности распределения на них тонким слоем органических отходов, контрольно-регулирующий автомат, вакуум-насос с трубопроводом для удаления ингибиторов, при этом подготовительная камера соединена с приемной камерой посредством поплавково-клапанного механизма с возможностью регулирования скорости истечения отходов.

В приемной камере установлен фигурный рычаг механизма привода перемешивающего устройства, в верхней ее части установлен герметичный люк с заглушкой, а в придонной части приемная камера соединена с питающей камерой через отверстие в их общей перегородке. В питающей камере установлен механизм привода перемешивающего устройства, который выполнен в виде установленного в приемной и питающей камерах фигурного рычага со скребком, проходящим через отверстие в питающую камеру, причем фигурный рычаг прикреплен к нижней части приводного вала, в верхней части которого установлена крестовина с зубьями, а в газовом пространстве питающей камеры на верхнем конце приводного вала установлена крестовина привода с тягами, а в верхней части питающая камера соединена через трубопровод с размещенными в нем стоками с камерами блока сбраживания, которые имеет общее газовое пространство, причем каждая стенка камер сбраживания снабжена нишами и наклонными дефлекторами, установленными с зазором от поверхности стенки, и направляющим дефлектором с нишей, который разделяет каждую камеру сбраживания на нисходящую и восходящую секции по направлению движения струи, при этом направляющий дефлектор имеет в придонной части отверстие с нависающим над ним наклонным дефлектором, верхний край направляющего дефлектора установлен выступающим над поверхностью субстрата. В каждой нисходящей и восходящей секции одной из камер сбраживания установлены друг за другом сопла, каждое из которых своим широким основанием направлено навстречу струе, а к соплам по наружным контурам малых и больших оснований и к нижним кромкам наклонных дефлекторов прикреплены свободно свисающие нити с грузилами на свободно свисающих концах этих нитей. В каждой секции камер сбраживания установлено перемешивающее устройство, выполненное в виде вертикального вала с лопастями и крестовины с зубьями, входящими в верхний слой субстрата, к нижнему концу вертикального вала прикреплен скребок, к верхнему его концу прикреплена крестовина привода. В газовом пространстве блока сбраживания установлен вакуум-компрессор с контрольно-пусковым автоматом, причем вакуум-компрессор соединен посредством трубопровода с газгольдером. Восходящая секция последней камеры блока сбраживания в верхней части соединена стоком с камерой предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости, который выполнен в виде сообщающихся между собой камеры предварительного отстоя, камеры самоочищающегося биофильтра и отстойной камеры и соединен с блоком сбраживания посредством трубопровода, внутри которого установлен сток. В камере предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости установлен вертикальный вал, на нижнем конце которого прикреплен эластичный скребок, на верхней его части установлена крестовина с зубьями, а на верхнем его конце установлена крестовина для приведения в действие вертикального вала, в нижней части камера предварительного отстоя соединена через отверстие в их общей перегородке с камерой самоочищающегося биофильтра, перекрытой фильтрующим элементом из упругого микропористого синтетического материала и путанины синтетических нитей, расположенных между двумя горизонтальными решетчатыми верхней и нижней пластинами, нижняя пластина имеет грузило и выполнена с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении, причем к нижней пластине прикреплен нижний конец штока механизма сжатия фильтрующего элемента, а верхний конец этого штока соединен через коромысла и тяги с рычагом механизма сжатия фильтрующего элемента. Камера самоочищающегося биофильтра в газовом пространстве соединена с газовым пространством камеры предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости посредством перепускного клапана, а стоком соединена с отстойной камерой, которая разделена перегородкой на нисходящую и восходящую секции, сообщающиеся между собой в нижней части, при этом нисходящая секция имеет общее газовое пространство с камерой самоочищающегося биофильтра.

Результаты проведенных опытных испытаний предлагаемого способа и установки для его осуществления в Краснодарском крае подтверждают надежную работу отдельно установленных друг от друга, но сообщающихся между собой в установке подготовительно-питающего блока, блока сбраживания и блока очистки осветленной жидкости и возможность эффективной поточной переработки жидких органических отходов в анаэробных условиях.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана установка, общий вид, разрез; фиг.2 - то же, камера блока сбраживания (прямоугольной формы), разрез по А-А фиг.1; фиг.3 - то же, камера блока сбраживания (цилиндрической формы), разрез по А-А фиг.1; фиг.4 - установка в разных уровнях, общий вид, разрез.

Установка состоит из установленных отдельно друг от друга, последовательно или параллельно и сообщающихся между собой трех блоков: подготовительно-питающего блока 1, блока сбраживания 2 и блока 3 очистки осветленной жидкости. Все три блока могут быть установлены в разных уровнях и под любым углом друг к другу и соединены между собой последовательно или параллельно посредством горизонтального трубопровода 4 и вертикального трубопровода 5.

Подготовительно-питающий блок 1 выполнен в виде сообщающихся между собой подготовительной камеры 6, приемной камеры 7 и питающей камеры 8, в верхней части подготовительной камеры установлены плоские наклонные нагревательные элементы 9, для возможности распределения на них тонким слоем органических отходов, контрольно-регулирующий автомат 10 и вакуум-насос 11 с трубопроводом 12 для удаления паров ингибиторов.

Подготовительная камера 6 соединена трубопроводом 13 с канализационным насосом 14, установленным в накопительной емкости 15, а посредством поплавково-клапанного механизма 16 соединена с приемной камерой 7 для возможности истечения отходов.

Приемная камера 7 выполнена сообщающейся с питающей камерой 8 через отверстие 17 в придонной части их общей перегородки 18, которая герметично отделяет приемную камеру 7 от газового пространства питающей камеры 8, которая имеет общее газовое пространство с блоком сбраживания 2, и, кроме того, в питающей камере 8 установлен механизм привода перемешивающего устройства, который выполнен в виде установленного в приемной 7 и питающей 8 камерах фигурного рычага 19 со скребком 20 (на чертеже условно обозначены одной цифрой), проходящим через отверстие 17 в питающую камеру 8, фигурный рычаг 19 прикреплен к нижней части приводного вала 21, в верхней части которого установлена крестовина 22 с зубьями 23 (на чертеже условно обозначены одной цифрой), а в газовом пространстве на верхнем конце приводного вала 21 установлена крестовина 24 привода с тягами 25 (на чертеже условно обозначены одной цифрой).

В верхней части приемной камеры 7 установлен герметичный люк 26 с крышкой (на чертеже не показано) для доступа к рукоятке рычага 19 и к поплавково-клапанному механизму 16.

Питающая камера 8 соединена с блоком 2 сбраживания через горизонтальный трубопровод (рукав) 4, внутри которого установлены один или несколько стоков 27 (на чертеже условно обозначены одной цифрой) для перемещения по ним органических отходов, внутри горизонтального трубопровода 4 расположены тяги 25.

Блок 2 сбраживания состоит из одной или нескольких последовательно или параллельно соединенных между собой камер 28 сбраживания, которые имеют общее газовое пространство, каждая стенка камер 28 сбраживания снабжена нишами 29, наклонными дефлекторами 30 (на чертеже условно обозначены одной цифрой), установленными с зазором от поверхности стенок камер сбраживания, и направляющим дефлектором 31 с нишей 32. Камеры 28 блока сбраживания могут быть выполнены любой геометрической формы.

Направляющий дефлектор 31 разделяет каждую камеру блока сбраживания на нисходящую секцию 33 и восходящую секцию 34 по направлению движения струи. В придонной части направляющий дефлектор 31 имеет отверстие 35 с нависающим над ним наклонным дефлектором 30, верхний край направляющего дефлектора 31 установлен выступающим над поверхностью субстрата, не перекрывая газового пространства. В блоке 2 сбраживания, в его камерах сбраживания, в каждой нисходящей секции 33 и восходящей секции 34 установлены друг за другом верхнее сопло 36, промежуточное сопло 37 и нижнее сопло - 38 (каждое соответствующее сопло на чертеже показано условно одной цифрой), каждое из этих сопел своим широким основанием направлено навстречу поступающей струе. К соплам 36, 37 и 38 по их наружным контурам малых и больших основании и к нижним кромкам наклонных дефлекторов 30 прикреплены свободно свисающие нити 39 с грузилами 40 на свободно свисающих концах нитей. В каждой нисходящей секции 33 и восходящей секции 34 установлено перемешивающее устройство, которое выполнено в виде вертикального вала 41 с лопастями 42, крестовины 22 с зубьями 23, имеющими возможность входа в верхний слой субстрата. К нижнему концу вертикального вала 41 прикреплен скребок 43, к верхнему его концу прикреплена крестовина 24 для приведения в действие вертикального вала перемешивающего устройства. В газовом пространстве блока 2 сбраживания установлен вакуум-компрессор 44 с контрольно-пусковым автоматом 45, который соединен посредством трубопровода 46 с газгольдером 47. Восходящая секция 34 последней камеры блока 2 сбраживания соединена с камерой 48 предварительного отстоя блока 3 очистки осветленной жидкости через горизонтальный трубопровод 4, внутри которого установлены один или несколько стоков 27 для перемещения по ним осветленной жидкости и расположены тяги 25 механизма привода перемешивающего устройства, соединяющие его крестовину 24 с крестовинами 24 перемешивающего устройства.

Блок 3 очистки осветленной жидкости выполнен в виде последовательно сообщающихся между собой камеры 48 предварительного отстоя, камеры 49 самоочищающегося биофильтра и отстойной камеры 50.

В камере 48 предварительного отстоя блока 3 очистки осветленной жидкости установлен вертикальный вал 51, на нижнем конце которого прикреплен скребок 20, на верхней его части установлена крестовина 22 с зубьями 23, на верхнем его конце установлена крестовина 24 для приведения в действие вертикального вала 51. В нижней части камера 48 предварительного отстоя соединена через отверстие 52 в их общей перегородке 53 с камерой 49 самоочищающегося биофильтра, перекрытой фильтрующим элементом 54 из упругого микропористого синтетического материала и путанины из синтетических нитей, расположенных между двумя горизонтальными решетчатыми нижней пластиной 55 и верхней пластиной 56. Нижняя пластина 55 с грузилом 57 выполнена с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении, также к нижней пластине 55 прикреплен нижний конец штока 58 механизма сжатия фильтрующего элемента 54, верхний конец штока 58 соединен через коромысло 59, тягу 60, коромысло 61, тягу 62 с рычагом 63, рукоятка которого закрывается защитным кожухом 64. Камера 49 самоочищающегося биофильтра в газовом пространстве соединена с газовым пространством камеры 48 предварительного отстоя блока 3 очистки осветленной жидкости посредством перепускного клапана 65, а стоком 27 камера 49 самоочищающегося биофильтра соединена с отстойной камерой 50, которая разделена перегородкой 66 на нисходящую секцию 67 и восходящую секцию 68, сообщающиеся между собой в нижней части.

Нисходящая секция 67 имеет общее газовое пространство с камерой 49 самоочищающегося биофильтра.

Для удаления биошлама в подготовительно-питающем блоке 1, блоке 2 сбраживания и блоке 3 очистки осветленной жидкости имеются шиберные каналы 69, и кроме того, в камере 49 самоочищающегося биофильтра ниже газового пространства выполнено контрольное отверстие 70 с заглушкой (на чертеже не обозначена) и установлен упор 71 для ограничения движения фильтрующего элемента.

Способ поточной переработки органических отходов реализуется заявляемой установкой и осуществляется следующим образом.

Первоначально осуществляют подготовку установки к поточной переработке органических отходов. Для этого приемную 7 и питающую камеры 8 подготовительно-питающего блока 1, камеры 28 блока сбраживания 2, камеру 48 предварительного отстоя, камеру 49 самоочищающегося биофильтра заполняют через герметичный люк 26 субстратом, который представляет собой смесь жидких органических отходов вместе с микрофлорой (симбионты метанообразующих бактерий).

Субстрат заполняют до контрольного отверстия 70, которое закрывают заглушкой. После чего в камерах блока 2 сбраживания начинается процесс сбраживания субстрата, в период которого в каждой камере 28 блока сбраживания поддерживают температуру в пределах 50-55°С, и периодически осуществляют плавное перемешивание субстрата перемешивающими устройствами, вертикальные валы 41 которых приводятся в действие рукояткой фигурного рычага 19 при его перемещении вправо-влево до упора в горизонтальном направлении. Крестовины 24 каждого перемешивающего устройства посредством тяг 25 поворачивают вертикальные валы 41 перемешивающего устройства в одну, затем в другую сторону на 90°, при этом перемешивающие устройства своими зубьями 23 разрушают образующуюся на поверхности субстрата корку, а лопасти 42 удаляют отложения с наклонных плоскостей сопел 36, 37 и 38 и наклонных дефлекторов 30, при этом эластичные скребки 20 и 43 подвигают осевший биошлам к выгрузным шиберным каналам 69.

Сбраживание субстрата происходит в течение 10 дней, за этот период происходит образование очагов микрофлоры на нитях 39 и в застойных зонах, образованных нишами 29 и 32 и наклонными дефлекторами 30.

По истечению десяти дней сбраживания осуществляют поточную переработку жидких органических отходов. Для этого жидкие органические отходы закачивают насосом 14 из накопительной емкости 15 по трубопроводу 13 в герметичную подготовительную камеру 6 подготовительно-питающего блока 1, при этом уровень наполнения органическими отходами подготовительной камеры 6 регулируют с помощью контрольно-регулирующего автомата 10. Жидкие органические отходы распределяют тонким слоем на плоских наклонных нагревательных элементах 9 и осуществляют их нагрев, в результате чего органические отходы быстро прогреваются и при температуре ниже 100°С закипают, одновременно вакуум-насосом 11 в подготовительной камере 6 блока 1 создают и поддерживают давление ниже атмосферного, тем самым во всем объеме подготовительной камеры создают разреженное пространство. В процессе кипения из тонкого слоя органических отходов испаряются пары ингибиторов, которые удаляют вакуум-насосом 11 по трубопроводу 12 на их переработку. Затем из подготовительной камеры 6 органические отходы поступают в приемную камеру 7 подготовительно-питающего блока 1, скорость истечения этих жидких отходов регулируют с помощью поплавково-клапанного механизма 16. Затем отходы поступают в питающую камеру 8 подготовительно-питающего блока 1 и далее по стоку 27 поступают в верхнее сопло 36 нисходящей секции 33 камеры 28 блока сбраживания, где поток органических отходов формируют верхним соплом 36 в струю определенной формы, которая поступает в промежуточные сопла 37 и нижние сопла 38 и далее через отверстие 35 в придонной части направляющего дефлектора 31 струя попадает в нижнее сопло 38, промежуточное сопло 37 и верхнее сопло 36 восходящей секции 34 камер 28 сбраживания. Таким образом, у первоначально сформированной верхним соплом 36 струи, состоящей из поступающих отходов, постоянно поддерживается форма соплами 36, 37 и 38.

При перемещении струя проникает в субстрат, при этом периодически изменяет глубину погружения струи в субстрат за счет установленных в верхней части камер 28 сбраживания стоков 27 и отверстий в придонной части направляющих дефлекторов 31 и соприкасаясь с граничными слоями очагов микрофлоры, вызывает их вращение вокруг своих центров, способствуя перемешиванию в них субстрата, при этом через граничные слои происходит постоянный обмен содержимого струи с содержимым очагов микрофлоры, т.е. струя пополняется микрофлорой, воспроизводимой в очагах микрофлоры, а в очаги поступает питание для ее воспроизводства.

Такой взаимно-обменный процесс повторяется столько раз, сколько камер сбраживания расположено в блоке 2 сбраживания. Одновременно вакуум-компрессором 44 осуществляется поочередная откачка биогаза из газового пространства в газгольдер 47 и обратное нагнетание биогаза из газгольдера 47 в газовое пространство блока сбраживания. Вакуум-компрессор 44 включают в заданный режим с помощью контрольно-пускового автомата 45, при этом вакуум-компрессор создает плавный перепад давления в пределах 460-1000 мм р.с., с частотой 0, 25 Гц. Происходит интенсивное отделение продуктов жизнедеятельности микроорганизмов в виде микропузырьков биогаза и его выход в газовое пространство блока сбраживания 2, далее по трубопроводу 46 в газгольдер 47, а биошлам в виде осевшей массы из переработанной органики и биомассы удаляется через шиберные каналы 69. Осветленная жидкость из блока 2 сбраживания поступает сверху по стоку 27 в камеру предварительного отстоя 48 блока 3 очистки осветленной жидкости, проходит в камеру 49 самоочищающегося биофильтра через придонное отверстие 52 и поступает на фильтрующий элемент 54, проходя через его поры, осветленная жидкость окончательно освобождается от твердых включении, а осажденная в путанине и микропорах фильтрующего элемента органическая часть этих включений перерабатывается микрофлорой, биогаз поступает в газовое пространство камеры 49 самоочищающегося биофильтра, а очищенная вода перетекает в отстойную камеру 50 блока очистки осветленной жидкости 3, из которой затем поступает на хозяйственные нужды.

При повышении давления в газовом пространстве камеры 49 самоочищающегося биофильтра через перепускной клапан 65 это давление выравнивается с давлением газового пространства блока сбраживания.

Самоочистка фильтрующего элемента 54 происходит в период засорения его пор, при котором повышается давление под фильтрующим элементом, которое, преодолевая вес грузила 57, прикрепленного к нижней горизонтальной решетчатой пластине 55, поднимает эту пластину и сжимает фильтрующий элемент 54, выжимая из его пор биошлам, после чего под действием грузила 57 нижняя горизонтальная решетчатая пластина 55 опускается до упора 71.

Кроме этого, при принудительной очистке фильтрующего элемента 54 снимают кожух 64, открывают доступ к рычагу 63 с рукояткой, опускают его вниз до упора, при этом тяга 62 поднимает один конец коромысла 61, а другой его конец тянет тягу 60 вниз, опуская конец коромысла 59, другой конец коромысла 59 поднимает шток 58 вместе с нижней пластиной 55 и грузилом 57, сжимает фильтрующий элемент 54 и удалят грязь из микропор, после чего рукоятку рычага 63 возвращают в исходное положение и под действием грузила 57 и упругости материала фильтрующего элемента нижняя пластина 55 опускается до упора 71.

Предлагаемое к патентованию изобретение по сравнению с ближайшим вышеописанным аналогом и известными в этой области техническими решениями имеет существенные преимущества: значительно повышается производительность установки за счет наиболее полного использования всего рабочего объема установки, полной и поточной переработки жидких органических отходов без загрязнения окружающей среды, а также за счет обеспечения процесса управления поточной переработки отходов в анаэробных условиях.

Установка имеет упрощенную конструкцию, позволяющую легко размещать ее и приспосабливать к любому рельефу местности и окружающей архитектуре, причем под любым углом и в разных уровнях за счет возможности отдельно устанавливать, сообщающиеся между собой подготовительно-питающий блок, блок сбраживания и блок очистки осветленной жидкости, при этом установка надежна в работе и не требует больших трудозатрат на ее эксплуатацию. Заявляемой установкой реализуется несложный, но эффективный способ переработки органических отходов за счет интенсификации технологических процессов, протекающих непрерывно по всему рабочему объему установки.

Предлагаемый к патентованию способ поточной переработки органических отходов и установка для его осуществления в настоящее время проходят опытные испытания на территории Краснодарского края, при этом достигаются положительные производственно-технические показатели способа и конструкции установки в целом и в связи с новизной конструктивных и технологических признаков заявляемое техническое решение обладает критериями патентоспособности.

Использование: изобретение относится к безотходным технологиям обработки воды и может быть использовано для переработки органических отходов сельскохозяйственного и бытового происхождения. Позволяет создать надежную в работе и эксплуатации установку с расширенными технологическими возможностями. Способ включает подачу отходов, их сбраживание и подогрев в сообщающихся между собой камерах с последующим удалением очищенной массы. Поступающие в подготовительную камеру отходы распределяют тонким слоем на нагревательных элементах и осуществляют их прогрев. Одновременно вакуум-насосом в камере создают разрежение, доводят до кипения ингибиторы, пары которых вакуум-насосом удаляют из подготовительной камеры на переработку. Поток органических отходов по стокам направляют в равномерно подогреваемые камеры блока сбраживания, где размещают нити и создают застойные зоны с очагами микрофлоры. Формируют поток органических отходов в струю и поддерживают ее форму. В блоке сбраживания создают плавный перепад давления в пределах 460-1000 мм р.с., с частотой 0,25 Гц. Осветленную жидкость подвергают очистке самоочищающимся биофильтром, затем отстаивают. Установка включает сообщающиеся между собой камеры, разделенные вертикальными перегородками, перемешивающее устройство, подогреватели, газовый колпак, подготовительную камеру с трубопроводом для подачи исходной массы, отводы для переработанной массы и удаления осадка. Установка снабжена установленными отдельно друг от друга и сообщающимися между собой тремя блоками: подготовительно-питающим блоком, блоком сбраживания и блоком очистки осветленной жидкости. Подготовительно-питающий блок выполнен в виде подготовительной, приемной и питающей камер. В верхней части подготовительной камеры установлены нагревательные элементы, контрольно-регулирующий автомат, вакуум-насос с трубопроводом для удаления ингибиторов. Подготовительная камера соединена с питающей камерой посредством поплавково-клапанного механизма. В приемной камере установлен фигурный рычаг механизма привода перемешивающего устройства, в верхней ее части установлен герметичный люк, а в придонной части приемная камера соединена с питающей камерой через отверстие в их общей перегородке. В питающей камере установлен механизм привода перемешивающего устройства в виде фигурного рычага со скребком, вала, крестовины с зубьями и крестовины привода с тягами. В верхней части камера соединена через трубопровод с размещенными в нем стоками с одной из камер блока сбраживания. Каждая стенка камер сбраживания снабжена нишами, наклонными дефлекторами и направляющим дефлектором с нишей, который разделяет каждую камеру сбраживания на нисходящую и восходящую секции по направлению движения струи. В каждой нисходящей и восходящей секции одной из камер сбраживания установлены друг за другом сопла. К соплам и наклонным дефлекторам прикреплены свободно свисающие нити. Перемешивающее устройство выполнено в виде вертикального вала с лопастями и крестовины с зубьями, к нижнему концу вала прикреплен скребок, к верхнему его концу прикреплена крестовина привода. В газовом пространстве блока сбраживания установлен вакуум-компрессор с контрольно-пусковым автоматом. Вакуум-компрессор соединен с газгольдером. Восходящая секция последней камеры сбраживания соединена стоком с камерой предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости, который выполнен в виде сообщающихся между собой камеры предварительного отстоя, камеры самоочищающегося биофильтра и отстойной камеры и который соединен с блоком сбраживания посредством трубопровода, внутри которого установлен сток. В камере предварительного отстоя установлен вертикальный вал, на нижнем конце которого прикреплен эластичный скребок, на верхней его части установлена крестовина с зубьями, на верхнем его конце установлена крестовина для приведения в действие вертикального вала. В нижней части камера предварительного отстоя соединена с камерой самоочищающегося биофильтра, перекрытой фильтрующим элементом. К нижней пластине фильтрующего элемента прикреплен нижний конец штока механизма сжатия фильтрующего элемента, верхний конец этого штока соединен с рычагом механизма сжатия фильтрующего элемента. Подготовительно-питающий блок, блок сбраживания и блок очистки осветленной жидкости могут быть соединены друг с другом последовательно или параллельно, размещены под любым углом друг к другу и в разных уровнях. Камеры сбраживания могут быть выполнены в виде любой геометрической формы. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ поточной переработки органических отходов, включающий подачу отходов в подготовительную камеру, сбраживание отходов механическим перемешиванием и подогревом в сообщающихся между собой камерах и удаление очищенной массы, отличающийся тем, что первоначально создают очаги микрофлоры для дальнейшего ведения процесса переработки органических отходов, при этом через герметичный люк вводят субстрат в камеры, приемную и питающую, камеры блока сбраживания, камеру предварительного отстоя и камеру самоочищающегося биофильтра, при этом субстрат заполняют до контрольного отверстия и закрывают заглушкой, а при поточном процессе сбраживания жидкие органические отходы, поступающие в подготовительную камеру, распределяют тонким слоем на плоских наклонных нагревательных элементах нагревательного устройства и осуществляют их нагрев, одновременно вакуум-насосом в подготовительной камере создают разреженное пространство, при этом доводят до кипения ингибиторы, пары которых вакуум-насосом удаляют из подготовительной камеры на переработку, после чего поток органических отходов направляют по стокам последовательно в равномерно подогреваемые до температуры 50-55°С камеры блока сбраживания, причем на свободно свисающих нитях и в застойных зонах, образованных нишами и наклонными дефлекторами, создают очаги микрофлоры, верхними соплами, размещенными в камерах сбраживания, формируют поток органических отходов в струю и направляют ее в субстрат, а промежуточными и нижними соплами поддерживают ее форму, при этом периодически изменяют глубину погружения струи в субстрат за счет установленных в верхней части камер сбраживания стоков и отверстий в придонной части направляющих дефлекторов для возможности перемешивания граничных слоев струи и зон очагов микрофлоры, одновременно в блоке сбраживания вакуум-компрессором создают плавный перепад давления в пределах 460-1000 мм рт.ст., с частотой 0,25 Гц, затем полученную осветленную жидкость подают в блок очистки осветленной жидкости, где ее подвергают сначала очистке самоочищающимся биофильтром, а затем направляют в отстойную камеру и осуществляют окончательную ее очистку до получения чистой воды.2. Установка для поточной переработки органических отходов, включающая камеры сбраживания, разделенные вертикальными перегородками и сообщающиеся между собой, перемешивающее устройство, подогреватели, газовый колпак, подготовительную камеру с трубопроводом для подачи исходной массы, отводы для переработанной массы и удаления осадка, отличающаяся тем, что она снабжена приемной и питающей камерами, соединенными с подготовительной камерой в подготовительно-питающий блок, блоком очистки осветленной жидкости, причем камеры сбраживания последовательно или параллельно соединены в блок сбраживания, причем блоки установлены отдельно друг от друга, в одном или в разных уровнях, под любым углом друг к другу и сообщающимися между собой, при этом подготовительная камера выполнена герметичной, в верхней ее части установлены плоские наклонные нагревательные элементы для возможности распределения на них тонким слоем органических отходов, контрольно-регулирующий автомат, вакуум-насос с трубопроводом для удаления ингибиторов, при этом подготовительная камера соединена с приемной камерой посредством поплавково-клапанного механизма с возможностью регулирования скорости истечения отходов, в приемной камере установлен фигурный рычаг механизма привода перемешивающего устройства, в верхней ее части установлен герметичный люк, а в придонной части приемная камера соединена с питающей камерой через отверстие в их общей перегородке, причем в питающей камере установлен механизм привода перемешивающего устройства, который выполнен в виде установленного в приемной и питающей камерах фигурного рычага со скребком, проходящим через отверстие в питающую камеру, причем фигурный рычаг прикреплен к нижней части приводного вала, в верхней части которого установлена крестовина с зубьями, а в газовом пространстве питающей камеры на верхнем конце приводного вала установлена крестовина привода с тягами, а в верхней части питающая камера соединена через трубопровод с размещенными в нем стоками с камерой блока сбраживания, который имеет общее газовое пространство с питающей камерой подготовительно-питающего блока, причем камеры блока сбраживания имеют общее газовое пространство, причем каждая стенка камер сбраживания снабжена нишами и наклонными дефлекторами, установленными с зазором от поверхности стенки, и направляющим дефлектором с нишей, который разделяет каждую камеру сбраживания на нисходящую и восходящую секции по направлению движения струи, при этом направляющий дефлектор имеет в придонной части отверстие с нависающим над ним наклонным дефлектором, верхний край направляющего дефлектора установлен выступающим над поверхностью субстрата, в каждой нисходящей и восходящей секциях одной из камер сбраживания установлены друг за другом сопла, каждое из которых своим широким основанием направлено навстречу струе, а к соплам по наружным контурам малых и больших оснований и к нижним кромкам наклонных дефлекторов прикреплены свободно свисающие синтетические нити с грузилами на свободно свисающих концах этих нитей, причем в каждой секции камер сбраживания установлено перемешивающее устройство, которое выполнено в виде вертикального вала с лопастями и крестовины с зубьями, входящими в верхний слой субстрата, причем к нижнему концу вертикального вала прикреплен скребок, а к верхнему его концу прикреплена крестовина привода, а в газовом пространстве блока сбраживания установлен вакуум-компрессор с контрольно-пусковым автоматом, причем вакуум-компрессор соединен посредством трубопровода с газгольдером, при этом восходящая секция последней камеры блока сбраживания в верхней части соединена стоком с камерой предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости, последний выполнен в виде сообщающихся между собой камеры предварительного отстоя, камеры самоочищающего биофильтра и отстойной камеры и соединен с блоком сбраживания посредством трубопровода, внутри которого установлен сток, а в камере предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости установлен вертикальный вал, на нижнем конце которого прикреплен эластичный скребок, на верхней его части установлена крестовина с зубьями, а на верхнем его конце установлена крестовина для приведения в действие вертикального вала, в нижней части камера предварительного отстоя соединена через отверстие в их общей перегородке с камерой самоочищающего биофильтра, перекрытой фильтрующим элементом из упругого микропористого синтетического материала и путанины синтетических нитей, расположенных между двумя горизонтальными решетчатыми верхней и нижней пластинами, нижняя пластина имеет грузило и выполнена с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении, причем к нижней пластине прикреплен нижний конец штока механизма сжатия фильтрующего элемента, а верхний конец этого штока соединен через коромысло и тяги с рычагом механизма сжатия фильтрующего элемента, камера самоочищающегося биофильтра в газовом пространстве соединена с газовым пространством камеры предварительного отстоя блока очистки осветленной жидкости посредством перепускного клапана, а стоком соединена с отстойной камерой, которая разделена перегородкой на нисходящую и восходящую секции, сообщающиеся между собой в нижней части, при этом нисходящая секция имеет общее газовое пространство с камерой самоочищающегося биофильтра.