Метаногенератор Советский патент 1991 года по МПК C02F11/04 C02F103/20 

pa Ј рекумерацин, связанная с подающим трубопроводом 5, В центральной части камеры 3 сорбции расположена камера б термического гидролиза, которая связывает расположенную над ней камеру 7 термоста- тированмяи камеру 3 сорбции. Камеры 6 и 7 соединены между собой переливным патрубком 8, а камеры 6 и 3 - вы еснительным патрубком 9. Камера 2 дегазации сообщена с камерой метанового сбраживания в придонной часто через окно 11. Камера 4 связана с камерой 7 патрубком 12 подачи исходной жидкости. Камера 7 в придонной части оснащена гэзодиспергатором 13, который связан через газоподогреватель 14 и

регулятор давления с газовой полостью 15 камеры 7, у перекрытия которой установлен циклон 16. Камера 1 метанового сбраживания имеет выгрузной канал 31, подключенный к сборнику сброженного продукта 20, от которого отходит трубопровод 32. Данная конструкция дает возможность обрабатывать стоки с содержанием более 4 г/л аммонийных соединений и с высокой концентрацией ПАВ. Изобретение позволяет увеличить нагрузку, уменьшить объем со- оружеяия, а также увеличить производительность метаногенератора и повысить эффективность сбраживания, 1 з.п. ф-лы,

Изобретение относится к обработке осадков и стоков, а именно к устройствам для анаэробного сбраживания, и предназначено для обработки экскрементов животных с высоким содержанием аммиака, поверхностно-активных веществ и может быть использовано для обработки других органических веществ. Цель изобретения - повышение метаногенерзции стоков. Мета- ногенератор состоит из камеры 1 метанового сбраживания, которая последовательно соединена с расположенными во внутренней ее полости камерами 2 и 3 дегазации и сорбции, вокруг которой расположена камео СО фиг.1

Изобретение относится к технике обработки осадков и стоков, а именно к устройствам для анаэробного сбраживания, и предназначено для обработки экскрементов животных с высоким содержанием аммиака, поверхностно-активных веществ и может быть использовано для обработки других органических отходов.

Целью изобретений является повышение эффективности мет зяи ече рации стоков.

На фиг.1 изображен ьетаногенераюр, продольный разрез; на фиг.2 - переливной патрубок, продольный разрез; на фиг.З - вид A va фиг.2,

Метаногенератор состоит из камеры метанового сбраживания, которая последовательно соецинена с расположенными во внутренней ее полости камерами 2 и 3 соответственно дегазации и сорбции. Камера сорбции выполнена из теплопроводя еч: материала. Вокруг камеры сорбции по периметру расположена камера 4 рекуперации, связанная с подающим трубопроводом 5. В центральной частя камеры сорбции расположена камера б термического гидролиза, которая связывает расположенную над ней камеоуТтермостатирования и камеру 3 сорбции. Камеры 6 и 7 соединяются через регулируемый переливной патрубок 8, з камеры 6 и 3 - через вытесчительиый патрубок 9. Входное отверстие 10 патрубка 9 расположено у перекрытия камеры термического гидролиза. Камера 2 дегазации сообщается с камерой метанового сбраживания в придонной ее части через окно 11. Камера 4 рекуперации связана с камерой 7 при псмощи патрубка 12 поцачи исходной жидкости. Камера 7 термостатироваимя в придонной части оснащена газодиспергатором 13, который связан через газоподогреватель 14 и регулятор давления с газовой полостью 15 камеры дегазации. У перекрытия в камере 7 установлен отделитель пеноконденсата - циклон 16. Его (азоотводящее сопло 17 подключено к газоводу 18, з осадкоудаляющее сопло 19 - к сборнику сброженного продукта 20 через конденсатопровод 21. Газовая погость 22 камеры 7 отграничивается от объема, запитого жидкостью 23, датчиком

24 уровня жидкости. Kav,epg 3 сорбции ос- нзщена газодиспергатором 25, связанным через компрессор 26 с ГЭЗОРОЙ полостью 27 камеры метанового сбраживания, и соединяется с камерой дегазаи. чи посредством

перепускного патрубка 28 с затвором 29. Газовые полости 22 и 27 сообщаются посредством газовода с обратным клапаном 80. Камера метанового сбраживания имеет ьзгрузной канал 31, подключенный к сборн«5ку 20 сброженного продукта, от которого стходит отводящий трубопровод 32.

Переливной патрубок 8 рыполнен з виде канала с двумя продольно изолированными секциями 33 и 34, К секции 33 с противопонужной стороны входного отверстия 35 пере: ливного патрубка присоединен патрубок 12 подачи подогретой жидкости. Внутри секций шарнирно установлен с возможностью вращения вокруг оси Б- Б для изменения сзчеимя секций общий клапан 36. Клапан прижимается « фиксаторам 37 пружиной 38 через штангу 39, расположенную вне патрубка и жестко связанную с шарниром 40, который закреплен в общей стен не секций.

Вусога расположения входного отверстия регулируемого перелг.пнолз патрубка 8 шд перепускным патрубком. 28 равна Р - Vi

, где F ;ьт..злемие газа в газоh

0

Vi - V2

вой полости камеры термостатирования, Vi, Va - соответственно обьем верхней от перепускного патрубка части камеры сорбции и объем части камеры термостатирования от входного отверстия 35 переливного патрубка 8 до датчика 24 уровня жидкости.

Камера гидролиза выполнена из материала с низкой теплопроводностью.

Метаногенератор работает следующим образом.

Исходная жидкость по подающему трубопроводу 5 поступает в камеру 4 рекуперации, где она подогревается, охлаждая термически гидролизованную жидкость в камере 3. Из камеры 4 подогретая жидкость через патрубок 12 вытекает в камеру 7 термостатирования до уровня расположения датчика 24. Здесь она подогревается до температуры термического гидролиза за счет барботажа подогретого в газоподогревателе 14 биогаза через газодиспергатор 13. При барботаже биогаза при высокой температуре из жидкости легко отдуваются водона- сыщенные пары аммиака и флотируются поверхностно-активные вещества. Собирающаяся в газовой полости 22 смесь биогаза, пены и водяного пара, насыщенного аммиаком, поступают через сопло 17 в циклон 16, где пеноводоконденсат, насыщенный аммиаком, отделяется от бчогазов и через сопло 19 по конденсатопроводу 21 удаляется а сборник 20 сброженного продукта.

Разогретая жидкость из камеры 7 через регулируемый переливной патрубок 8 самотеком поступает в камеру 6 термического гидролиза, где труднодоступные органические соединения разлагаются на простые, а оттуда по вытеснительному патрубку 9 - в камеру 3 сорбции. В камере 3 сорбции жидкость под давлением насыщается продуцируемым в камере 1 метанового сбраживания биогазом, который компрессором 26 забирается из газовой полости 27 и распыляется в камере 3 газодиспергатором 25. В камере 3 жидкости одновременно охлаждается до температуры мезофильного сбраживания за счет передачи тепла исходной жидкости в камере 4. При насыщении охлажденной до мезофмльной температуры жидкости биогазом под даалением из биогаза растворяется сероводород в форме серной кислоты и углекислый газ в форме углекислоты. Жидкость подкисляется и после того, как затвор 29 открывает сечение перепускного патрубка 28, произвольно поступает в камеру 2 дегазации. Здесь выделяется очищенный и обогащенный биогаз, который из газовой полости 15 поступает на газоподогреватель 14. Дегазированная жидкость из камеры 2 через окно 11 выходи г в камеру

1, где подвергается анаэробному мезофиль- ному метановому сбраживанию. Сброженная жидкость по выгрузному каналу 31 собирается в сборнике 20, смешивается с

5 пеноводоаммиакоконденсатом и по отводящему трубопроводу удаляется по назначению. Продуцируемый в камере 1 биогзз удаляется компрессором 26 либо через обратный клапан, препятствующий обратно0 му движению биогаза, поступает в газовую полость 22 камеры 7.

Регулируемый переливной патрубок 8 работает следующим образом,

При подаче жидкости по патрубку 12 к

5 секции 34 клапан 26 давлением жидкости поднимается, открывая сечения секций 34 и 33. Исходная жидкость по секции 34 поступает в нижнюю часть камеры 7 термостатирования, а подогретая и очищенная от ПАВ и

0 аммония через входное отверстие 35 за счет того, что высота его расположения над перепускным патрубком 28 составляет

. Р Vi

h тт-ITU поступает в камеру термиче5 ского гидролиза через секцию 33.

После прекращения подачи жидкости по патрубку 12 клапан 36 прижимается пружиной 38 через штангу 39 к фиксаторам 37, перекрывая сечение секций.

0 Метаногенератор позволяет обрабатывать стоки с высоким содержанием поверхностно-активных веществ и аммония. Интенсивное барботирование разогретого до температуры термического гидролиза

5 стока обеспечивает, во-первых, флотирование ПАВ, во-вторых, отгонку аммиака в виде насыщенного водяного пара, который при контакте с пеной конденсируется и выделяется в циклоне. Удаление ПАВ и аммиака уско-0 ряет процесс метаниобразования, сокращает длительность сбраживания, позволяет оптимизировать деятельность мета- ногенного биценоза за счет предотвращения его ингибировзния удаляемыми веществами,

5 делает работу камеры метанового сбраживания более стабильной, повышает выход биогаза и эффективность сбраживания.

Изобретение дает возможность очищать .биогаз от пены, грязи, конденсируемых па0 ров воды за счет наличия в камере термостэ- тирования циклона, нем упоощается дальнейшее использование отводящего би- огазз.

Наличие в метаногенераторе камеры сор5 бции, в которой жидкость насыщается под давлением продуцируемым в камере метано-, вого сбраживания биогазом, позволяет насыщать гидролизсванные экскременты углекислотой, которая при последующем метановом сбраживании служит продуцентом метана. Выход метана и его скорость образования возрастают. При растворении в камере сорбции под давлением биогаза в экскрементах растворяется часть сероводорода, при этом снижение в биогазе сероводорода повышает надежность работы всего газового оборудований, используемого для утилизации биогаза, долговечность его работы, упрощает процесс подготовки биогаза к использованию, а увеличение содержания метана в биогазе за счет уменьшения углекислого газа сопровождается ростом теплоты его сгорания и повышением эффективности утилизации.

При растворении биогаза в камере сорбции наблюдается подкисление экскрементов, смешивание их со сбраживаемой массой нейтрализует щелочную реакцию среды, снижая тем самым концентрацию свободного аммиака в экскрементах, наиболее токсичную форму соединений азота, чем процесс метанообразования интенсифицируется.

Предлагаемая конструкция метаногене- ратора при отделении .перед сбраживанием от экскрементов аммиака не уменьшает его агрохимическую ценность, поскольку пено- конденсат включающий в себя водный раствор аммиака, смешивается со сброженными экскрементами в сборнике сброженного продукта.

Метаногенерзтор не включает сложных в работе узлов, прост и надежен в работе.

Метаногенератор предназначен для метанового сбраживания экскрементов животных с низким влагосодержанием, или с высокой концентрацией аммиака, для обработки органических отходов, имеющих значительное содержание ПАВ, для обработки осадков и избыточного ила городских очистных сооружений.

Формула изобретения 1. Метаногенератор, содержащий камеры термического гидролиза и метанового сбраживания, подающий и отводящий tpyбопроводы, газопровод и сборник сброженного продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения метаногенерации стоков, он снабжен камерами термостати- рования и сорбции, а также расположеныыми вокруг нее камерами дегазации и рекуперации, к которой подключен подающий трубопровод, камера термостатирова- ния снабжена установленным в ее придонной части газодиспергатором. газоподогревателем, регулятором давления, связанными с газовой полостью камеры дегазации, а также переливным патрубком, связывающим последнюю с камерой термического гидролиза и камерой рекуперации,

и отделителем пеноконденсатэ, который рэсполох ен в ее газовой полости, сообщен с газовой полостью камеры метанового сбраживания и выполнен с газоотводящим соплом, подключенным к газопроводу и соплом удаления осадка, подключенным к сборнику сброженного продукта, при этом камера термического гидролиза снабжена расположенным в верхней части вытесни- тельным патрубком, сообщенным с камерой

сорбции, которая снабжена перепускным патрубком с обратным клапаном, связывающим ее с камерой дегазации, сообщенной в своей донной части с камерой метанового сбраживания.

0 закрепленным на общей стенке для обеспечения поворота, и подпружиненной штангой, расположенной снаружи переливного патрубка и жестко связанной с шарниром.

фие.2

фиг.З