Установка для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов Советский патент 1989 года по МПК C02F11/04 C02F103/20 

Изобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов, например навоза животноводческих ферм, предназначено для получения биогаза, органических удобрений и обеззараживания отходов и может быть применено при очистке городских и промышленных стоков.

Цель изобретения. - повышение выхода биогаза, упрощение конструкции и снижение энергоемкости.

На чертеже приведена технологическая схема установки для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов.

Установка включает навозосборник 15 насос 2 для подачи навоза, теплообменник 3 с перемешивающим устройством 4, камеру 5 первой ступени сбраживания с механической мешалкой 6, пресс-отделитель 7 волокнистых частиц, камеру 8 второй ступени сбраживания, емкость 9 для хранения биогаза. В камере 8 установлены им- мобилизационное устройство 10 и кольцевой патрубок 11 для подачи биогаза Установка содержит также компрессор 12 и нагревательное устройство 13 дня нагрева биогаза, емкость 14 для сброженного навоза, водонагреватель 15, насосы 16 и задвижки 17 на трубопроводах.

Установка работает следующим образом.

Исходный навоз из навозосборника 1 насосом 2 подают в камеры первой 5 и второй 8.ступеней сбраживания через теплообменник 3, где нагревают до режимной температуры.

В камере 5, где проходит стадия гидролиза и кислоTOOбразования, органическая масса частично преобразуется в кислоты, выделяются несбраживаемые и трудносбраживаемые волокнистые компоненты (лигнин, целл юло- за, гемицеллюлоза и др.) , которые следует удалять. Для этого массу в количестве, равном дозе разовой загрузки, из камеры 5 подают на пресс отделитель 7 твердых волокнистых частиц где твердая фракция выводится наружу, а жидкая поступает в теплообменник 3 для нагрева до температуры второй стадии сбраживания, Нагрев осуществляют сброженной массой поданной в теплообменник из камеры в количестве, равном разовой дозе загрузки, и горячей водой, циркули

0

5

0

5

0

5

0

5

рующей в водяной рубашке теплообменника. Нагретую сбраживаемую массу подают в камеру 8, а на ее место в теплообменник насосом-дозатором 2 закачивают исходньй навоз в количестве, соответствующем дозе загрузки. Этот навоз нагревают до температуры первой стадии сбраживания той же сброженной массой и при необходимости горячей водой, после чего подают в камеру 5, а сброженную массу - в емкость 14. Выделяющийся биогаз поступает в емкости 9 для хранения биогаза (в основном из камеры 8), а оттуда - на производственные нужды или, циркулируя в замкнутой системе, в камеру 8 второй ступени сбраживания для подогрева и перемешивания массы.

Поддержание температурного режима на обеих стадиях сбр 1живания осуществляют циркуляцией горячей воды в водяных рубашках камер 5 и 8. Подогрев массы в камере 8 с одновременным ее перемешиванием можно производить и нагретым биогазом (вместо горячей воды), подаваемым компрессором 12 через нагревательное устройство 13 и кольцевой патрубок 11 непосредственно в камеру.

Перемешивающее устройство 4 и механическая мешалка 6 служат для более интенсивного теплообмена и кис- лотообразования соответственно в теплообменнике 3 и камере 5 первой ступени сбраживания. Иммобилизационное устройство 10, например, в виде вертикальных стержней - капроновых щеток, установленных по окружности у внутренней стенки камеры 8, предназначено для удержания в камере мета- нообразующих бактерий.

Нагрев охлажденной воды до режимной температуры производят в водонагревателе 15. Насосы 16 и задвижки 17 служат для загрузки, выгрузки и перекачки навозной массы, воды и биогаза при работе установки.

Сравнительные данные по выходу биогаза в известной и предложенной установках приведены в таблице.

Использование предлагаемой установки позволяет интенсифицировать процесс сбраживания, т.е. повысить интенсивность газовыделения (ежесуточный выход биогаза в расчете на единицу объема камеры сбраживания) и сократить продолжительность цикла сбраживания, уменьшить рабочий объем

камеры второй ступени сбраживания, снизить затраты энергии на транспортировку сброженной массы и улучшить теплообмен за счет своевременного удаления твердой несбраживаемой фракции, а также упростить конструкцию камеры сбраживания.

Формула изобретения

1. Установка для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов, преимущественно навоза, включающая навозосборник, насос для подачи навоза, камеры первой и второй ступеней сбраживания с системой перемешивания, устройства для подогрева и разделения отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жидкой и твердой фаз и биогаза, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода биогаза, упрощения конструкции и снижения энергоемкости,

Q

5

0

соединенными с трубопроводами горячей и охлажденной воды, камера второй ступени сбраживания снабжена также иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком, устройство для подогрева отходов размещено между на- возосборником и камерой первой ступени сбраживания и снабжено мешалкой и водяной рубашкой, соединенной с трубопроводами горячей и охлажденной воды, устройство разделения отходов на фракции выполнено в виде пресса- отделителя волокнистых частиц и размещено между камерами первой и второй ступеней сбраживания, а емкость для хранения биогаза через компрессор, устройство для подогрева биогаза и кольцевой патрубок соединена с камерой второй ступени сбраживания

2. Установка по п. 1, о т л и ч а- ю щ а я с я тем, что система перемешивания камеры первой ступени сбраживания выполнена в виде механической

Изобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов, преимущественно навоза, предназначено для получения биогаза, органических удобрений и обеззараживания отходов и может быть использовано при очистке городских и промышленных стоков. Целью изобретения является повышение выхода биогаза, упрощение конструкции и снижение энергоемкости. Установка, включающая навозосборник, насос для подачи навоза, камеры первой и второй ступеней сбраживания с системой перемешивания, устройства для подогрева и разделения отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жидкой и твердой фаз и биогаза, снабжена системой подогрева, состоящей из водонагревателя, насосов и трубопроводов горячей и охлажденной воды с установленными на них задвижками, компрессором и устройством для подогрева биогаза. Камеры первой и второй ступеней сбраживания снабжены рубашками, соединенными с трубопроводами горячей и охлажденной воды, камера второй ступени сбраживания снабжена также иммобилизационным устройством и кольцевым патрубком. Устройство для подогрева отходов размещено между навозосборником и камерой первой ступени сбраживания и снабжено мешалкой и водяной рубашкой, соединенной с трубопроводами горячей и охлажденной воды. Устройство разделения отходов на фракции выполнено в виде пресса - отделителя волокнистых частиц и размещено между камерами первой и второй ступеней сбраживания, а емкость для хранения биогаза через компрессор, устройство для подогрева биогаза и кольцевой патрубок соединено с камерой второй ступени сбраживания, причем система перемешивания камеры первой ступени сбраживания выполнена в виде механической мешалки, а иммобилизационное устройство камеры второй ступени сбраживания выполнено в виде вертикальных стержней - капроновых щеток, установленных по окружности у внутренней стенки камеры. 2 з. п. ф-лы, 1 табл. 1 ил.

установка снабжена системой подогре- 25 мешалки.

ва, состоящей из водонагревателя, насосов и трубопроводов горячей и охлажденной воды с установленными на них задвижками, компрессором и устройством для подогрева биогаза, камеры первой и второй ступеней сбраживания снабжены водяными рубашками,