Микробиологический реактор Советский патент 1990 года по МПК C02F3/28 C12M1/02 C02F3/28 C02F101/30 C02F103/20 

Изобретение относится к обработке органических отходов (растительных остатков, навоза, стоков животноводческих ферм) и может быть использовано для получения высококачественных органических удобрений и биогаза.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса сбраживания путем интенсивного перемешивания массы.

На фиг 1 изображен микробиологический реактор, продольный разрез; на фиг 2 реактор в режиме отбора биогаза, на фиг 3 - то же, в режиме закрытия гидроклапана, на фиг 4 то же, в режиме открытия гидрокапана

Микробиологический реактор содержит цилиндрический корпус 1, разделенный внутренним цилиндром 2 на центральную и кольцевую камеры 3 и 4 Цилиндр 2 имеет кольцевой отсек 5, заглубленный под средний уровень массы в реакторе. На внутренней поверхности цилиндра 2 размещен теплообменник, выполненный в виде регистра и вертикальных труб 6, соединенных в верхней и нижней частях кольцевых ipy6 6, соединенных в верхней и нижней частях кольцевыми разомкнутыми трубопроводами 7 На верхнем трубопроводе 7 разме- шен во (духосборник 8, снабженный отводящей трубой 9 для выпуска воздуха из теплообменника Теплообменник снабжен подводящей и отводящей трубами 10 и 11 для циркуляции теплоносителя Корпус 1 реакто- ра имеет в нижней части конусную отстойную камеру 12 для осаждения минеральных включений и вывода их из реактора через винтовой затвор 13. Корпус 1 снабжен за- 1р ючным 14 и выгрузным 15 патрубками На входе выгрузной патрубок 15 имеет гид- розатвор 16 для разобщения газовой полости реактора от атмосферы Центральная камера 3 в газовой полости реактора снабжена грязеотделителем 17, оборудованным патрубком 18 отбора биогаза. Кольцевая и центральная камеры 3 и 4 сообщены между собой U образным гидроклапаном 19, соединенным патрубком 20 с U-образным зарядным устройством 21, которое в нижней части имеет загрузочный патрубок 22, а в верхней части сообщено с патрубком 23 подачи на перемешивание. Реактор устанавливается на опорах 24, симметрично расположенных но периметру корпуса 1 и монтируемых на фундаменте 25. Корпус 1 реактора покрыт термоизоляцией 26.

Микробиологический реактор работает следующим образом

В установившемся режиме анаэробного сбраживания гидроклапан 19 сообщает центральную и кольцевую камеры 3 и 4 газовой полости реактора Давление биогаза в камерах i аювой полости корпуса 1 равно и сбраживаемая масса находится на среднем ровне Принудительным отбором био

5

5

0

0 0 5 5

0

5

0

газа через патрубок 18 в газовой полости реактора поддерживается заданный уровень давления Отбираемый биогаз проходит через грязеотделитель 17, где происходит его очистка от пены и твердых частиц (продуктов брожения)

При очередной загрузке реактора исходная масса подается в центральную камеру 3 через загрузочный патрубок 14, расположенный в нижней части корпуса 1, что приводит к созданию «кипящего слоя в биомассе и способствует интенсификации процесса Уровень сбраживаемой массы в корпусе 1 реактора повышается на высоту, опреде ляемую объемом порции загружаемой исход ной массы. Нижняя кромка выгрузного пат рубка 15 находится на среднем уровне массы. Повышение уровня массы в реакторе после зафузки приводит к соответствующе му повышению уровня в идрозатворе 16, что приводит к переливу сброженной массы в патрубок 15 Таким образом, ОСУ шее т вляегся замена части сброженной массы в реакторе на исходную массу Гидрозатвор 16 обеспечивает изоляцию аювой полости реакюра от атмосферы

После загрузки поток отбираемого био- i аза через патрубок 18 направляется в паг рубок 23 При этом масса и зарядною устройства 21 через патрубок 20 вытесняет ся в гидроклапан 19 Обьем выгес няемой массы из устройства 21 равен рабо чему объему гидроклапана 19 (уровень мае сы в гидроклапане 19 должен ювпахагь со средним уровнем масчы в реакторе) Зарядное устройство 21 освобождается от массы и патрубок 23 сообщается с кольцевой 4 камерой реактора, а масса в (идро- клапане 19 разделяет газовую полость реактора на изолированные центральную и кольцевую камеры 3 и 4 Отбираемый и центральной камеры 3 биогa з поступает в кольцевую камеру 4 При этом между камерами создается разность давлений биогаза Под действием этой разности давлении сбраживаемая масса из кольцевой камеры 4 через кольцевой отсек 5 во внутреннем цилиндре 2, а также через зазор между цилиндром 2 и корпусом 1 перетекает в центральную камеру 3 Уровень массы в центральной камере 3 повышается в кольцевой понижается. Соответственно изменяет ся и уровень массы в коленах гидроклапана 19 Этот процесс продолжается до тех пор, пока уровень массы в колене гидроклапана 19. расположенный в кольцевой камере 4, не достигнет нижней кромки U-образного гидроклапана 19 (уровень массы в центральной камере 3 достигнет максимального значения - верхний срез колена гидроклапана 19) При этом произойдет срыв гидрозатвора гидроклапана 19 (масса из гидроклапана 19 будет выброшена биогазом в центральную камеру 3) и отклюцент Ус ройства перекачивании биога 4ept 4 открытый ифоклаган 19 происхщ быстрое выравнивание давтении биога а камер j и масса в центральной каме 1 ч бр iiiHBatTCH вт,оль цилиндра 2

Неботыпая часть массы через отсек пост цаег в верхнюю часть котьцсвой каме 4, а бо ыпий ее объем чере затор ципинфом 2 и IHOM корпуса I not i v и в нижнюю и среднюю зоны реактоиа этом происходит активное гтеремешиь i Matibi в реакторе но всем объему

Так как равнение биогаза в гаювг i юсти реактора равно то масса yeiai тиЕ аегея на с реднем уровне и чере таг о ный патрубок 22 поступает в заря urn роиство21 Цикл перемешивания закомч i и ip( к laiidii 1() ютов к посте июшеи p)6i Ч.ирчжасман чсре патрубок 11 su o i м Jt i. i не ре минив и те я со с б ражи i и i спи и HocieiicHtiO п pi мещ it гс n BI i,

НОМ1 IMT)f)K 1) Ч 1 Г) обСС IK ЧИП It I (IliU

i им 14 nil i рощи a iiiajjof)ii( в im vi

MllpCll Hi O UIOH MdtCbi И KOMI1 Hi 11

it i i i oit pi в pi акг i ч ос икс гвтяс с я ч п б vt i ни ком Гс и i он n и i ( и (i три VH и 11 |

I I H 1. i ) It pi t ПО U O IHIIU K) I pVfn 1 0 II i П i i НИЖНИЙ hO 1ЫЦ BOH I)6ollKU I

к umvidtuH no BI p Mkaiim.iM t

i, И Kol 14 BOH I )6oi J ) I I

, vlII О I 1)1 И f l l h sill pi 01 (. Ill i ll I I 1

V I 1 BKl I 1 |H III IO I ОКИ I II О I I II

Hi i ) iiiinht и Muibi при IH pc м i

теплопотерь pt аь г tu i чоюпнн -хор пус I покрывается тс рмои i мя цп и 2h (минвата nt ноно mvpe т tn и in)

I. штельност ь иимов с t ми i пин м тота и объем разовой idip HI и oinoi температ ра масгы cid новшны i 1Я конкретных УС ижнг ,i , ,1 i id браживаемои воды

Галим обра шм оГюру UHUIIMC мнк,н био loi ического реактора ги ipokjianaiiOM и ft и юобменником со встречными потоками it п юносителя и сбраживаемой массы по воняет за счет качественного пи вания массы и л чн1ения тепюобмсна в(-1ичить активность метанообра уюших бактерий ускорить процесс метаново о еб|)а

/КИ1МНИЯ p It ШИрИТЬ HdlldVOH ()6btMOB Н

ib ж i i и ipoi 11 м 1м пс pt ме шин тис

с м

H(j) j I К 1 (I 1101

i к к p i

П 01 II

t

i i

t t 7 ( HU

Изобретение относится к области обработки сточных вод, в частности к устройствам для анаэробного сбраживания органических отходов, и может быть использовано для получения высококачественных органических удобрений и биогаза. Целью изобретения является повышение эффективности процесса сбраживания путем интенсивного перемешивания массы. Микробиологический реактор снабжен гидроклапаном 19, сообщающим центральную 3 и кольцевую 4 камеры в газовой полости реактора. Гидроклапан 19 выполнен в виде U - образного затвора, колена которого размещены в центральной 3 и кольцевой 4 камерах соответственно, одно из колен соединено патрубком 20 с U - образным устройством 21. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

-1

Ч И 1(11 KHiOl И U Я I

ric ( ) и РЫП с kat h i и p ifio 11 |)t ак гор i

)

M t I Old Ж I. IK 14 МИ1 .

t Bh i I I И В I h i i И

-;t I uvniii i 2Г равномерно j i

ib I I ПОЧВ IA 1НИЖ1 I 1

iN t 1

ННИЯ КОГОрЫС It It

in рио шчес kn

a iopi 4epet onopi i

no

I X

I Hi

Pt IKl (p HO I I l lOOOMt II lil K I p П И 1 iMt

I; . {анчцит

НЫИ ЧН II И i p 1

la ri ч u i t i lit

Среднийуровень

22

17