БИОРЕАКТОР Российский патент 2013 года по МПК C12M1/04 

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения.

Известен биореактор доочистки, содержащий корпус, подводящий и отводящий патрубки, аэрационную систему, размещенный в корпусе на жестко закрепленной опоре загрузочный материал, при этом днище и стенки корпуса выполнены из листового полимерного материала (полипропилен), а загрузочный материал выполнен в виде сформированных в блок чередующихся с определенным шагом плоских жестких листов с развитой структурной поверхностью, выполненных из полимерного материала, отделенного от стен корпуса промежуточной перегородкой.

Поперечное сечение корпуса выполнено прямоугольным (пат. РФ №92007, МПК C02F 3/02, опубл.10.03.10 г.).

Недостатком аналога является сложность конструкции и оформления технологического процесса.

Известен биореактор [заявка на патент РФ №2009139543, МПК С12М 1/04, опубл. 10.05.11 г.], который представляет собой металлический аппарат, содержащий корпус с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы и барботажное устройство, включающее равномерно перфорированную трубу в виде вертикальной спирали, витки которой образуют конус, обращенный основанием вверх и расположенный непосредственно у основания цилиндрической емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, установлено устройство прогрева биомассы, представляющее собой цилиндрическую емкость, выполненную из двух труб различного диаметра, пространство между которыми заполнено подогреваемой водой, кроме того, цилиндрическая емкость установлена в центре корпуса и выполняет функцию циркуляционной трубы.

Недостатки представленного аналога

1. Высокая себестоимость конструкции.

2. Высокая сложность производства и монтажа.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является большой одноразовый биореактор, который содержит нежесткую емкость, объемом по меньшей мере 400 л, патрубки для подачи перерабатываемого сырья, слива шлама, отвода биогаза, установку для обогрева и перемешивания субстрата (заявка РФ №2009140906 ПРОТАЛИС ЛТД, опубл. 20.05.11 г.).

Недостатками прототипа является недостаточная надежность и эффективность работы конструкции.

Основной задачей данного изобретения является повышение надежности работы биореактора, а также упрощение работ по производству и монтажу биогазовой установки.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как биореактор, содержащий корпус в виде нежесткой емкости с патрубками для подачи перерабатываемого материала (сырья), слива шлама, отвода биогаза с установленными над ним установкой для обогрева и перемешивания субстрата, и отличительных существенных признаков, таких как нежесткая емкость выполнена многослойной, включающей газогерметичную оболочку, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала, например полиэфирная ткань с ПВХ покрытием, и теплоизолирующий слой, например, из пористого полимерного материала, и с возможностью размещения ее в котловане на слое песка.

В п.2 формулы изобретения отражена форма корпуса биореактора, а именно нежесткая оболочка имеет предпочтительно эллиптическую форму.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - повышение надежности работы биореактора, а также упрощение работ по производству и монтажу биогазовой установки.

Ниже приведена причинно-следственная связь существенных признаков предлагаемого решения с достигаемым техническим результатом.

Выполнение всего корпуса биореактора многослойным эллиптической формы из полимерных материалов позволяет сократить затраты на его изготовление, сборку и демонтаж.

Выполнение корпуса биореактора многослойным эллиптической формы из полимерных материалов позволяет достичь при его работе лучших массообменных характеристик.

Выполнение корпуса биореактора многослойным эллиптической формы из полимерных материалов дешевле, чем изготовление биореактора из металла. Кроме того, слой песка, на котором размещен корпус, обеспечивает в том числе надежную работу биореактора эллиптической формы, выполненного из полимерных материалов.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг.1 представлена общая схема биореактора; на фиг.2 - фрагмент разреза корпуса.

Биореактор (фиг.1) содержит корпус 1 в виде нежесткой емкости с патрубками для подачи перерабатываемого материала (сырья) 2, слива шлама 3, отвода биогаза 4 с установленными над ним установкой 5 для обогрева и перемешивания субстрата. Корпус выполнен многослойным 6, включающим (фиг.2) газогерметичную оболочку 7, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала 8, например полиэфирная ткань с ПВХ покрытием, и теплоизолирующий слой 9, например, из пористого полимерного материала. Корпус имеет эллиптическую форму. Предпочтительно корпус размещен в котловане 10 на слое песка 11 и снабжен люком 12 для технического обслуживания биореактора. Запорная арматура на фиг.1 не показана.

Биореактор работает следующим образом.

В корпус через патрубок 2 поступают сбраживаемые отходы 13 (фиг.1), шлам, получаемый в результате сбраживания отходов, с определенной периодичностью отводится через патрубок 3, образующийся биогаз постоянно отводится из биореактора через патрубок 4, система обогрева реактора 5 и контрольно-измерительная аппаратура (не показана) используются для поддержания в биоректоре условий оптимальных для процесса метанового брожения.

Мягкая оболочка 6 биореактора (фиг.2) построена следующим образом: первый слой - газогерметичная оболочка 7 из нескольких слоев полимерной пленки (семислойная пленка ПЭ/Ti /ПА/Ti/ПА/ Ti/ПЭ); второй слой - из тканого синтетического материала 8, обеспечивающего механическую прочность конструкции (полиэфирная ткань с ПВХ покрытием); третий - теплоизолирующий слой 9 из пористого полимерного материала (фольгированный вспененный полиэтилен).

Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения. Биореактор содержит корпус, представляющий собой нежесткую емкость с патрубками для подачи перерабатываемого материала, слива шлама, отвода образующегося биогаза. Над корпусом установлена установка обогрева и перемешивания субстрата. Нежесткая емкость выполнена с возможностью размещения ее в котловане на слое песка и многослойной, включающей газогерметичную оболочку, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала, например., из полиэфирной ткани с ПВХ покрытием и теплоизолирующий слой, например, из пористого полимерного материала. Изобретение обеспечивает повышение надежности эксплуатации и эффективности работы при одновременном упрощении работ по производству и монтажу биореактора и снижение себестоимости биореактора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Биореактор, содержащий корпус в виде нежесткой емкости с патрубками для подачи перерабатываемого материала (сырья), слива шлама, отвода биогаза с установленными над ним установкой для обогрева и перемешивания субстрата, отличающийся тем, что нежесткая емкость выполнена многослойной, включающей газогерметичную оболочку, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала, например полиэфирную ткань с ПВХ покрытием, и теплоизолирующий слой, например, из пористого полимерного материала, и с возможностью размещения ее в котловане на слое песка.

2. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что нежесткая емкость имеет предпочтительно эллиптическую форму.