Установка для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов Советский патент 1993 года по МПК C02F11/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, к установкам анаэробндго сбраживанйя органических отходов сельскохозяйственного производства, например, жидкого навоза, навозных стоков и навозосодержащих сточных вод животноводческих хозяйств, предназначено для получения высококачественных органических удобрений с одновременным их обезвоживанием, может быть использовано при обработке городских и промышленных стоков.

Целью изобретения является повышение эффективности сбраживанйя и снижение энергоемкости установки.

На фиг.1 приведена технологическая схема установки для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов: на фиг.2 - конструкция метантенка

первой ступени сбраживания с системой подогрева и перемешивания; на фиг.З -- разрез А-А на фиг.2.

Установка включает многосекционный навозосборник 1, насос 2 для подачи навоза, измельчитель 3, теплообменник-регенератор 4, метантенк первой ступени сбраживания 5с внутренней камерой, метантенк второй ступени сбраживания 6, система перемешивания и подогрева включающая трубопроводы с регулирующими клапанами и патрубками для подачи и забора сбраживаемой массы, рециркуляционные насосы 7 и 8, теплообменники 9 и 10 с размещенным автономно водонагревателем 11. Устройство 12 для разделения органических отходов на фракции, емкость 13 для хранения жидкой фракции и емкость 14 для хранения биогаза и промежуточную ем00

о

00

оо

ь

ю

кость 15. Установка имеет патрубки и адвижки 16.17,13,19,20,2 1,22,23,24, 5,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,

Установка работает следующим обраом.5

Исходный навоз из животноводческого помещения поступает в многосекционный навозосборник 1, где выдерживается при наэробных условиях для проведения часичного гидролиза и кислотогенеза, а затем 10 перекачивается насосом 2 в измеяьчитель 3 волокнистых включений и далее в теплообенник-регенератор 4, где происходит предварительный нагрев навоза за счет стречного потока отводимой жидкой фазы 15 навоза. Предварительно подогретый навоз поступает в метантенк 5 первой ступени браживания,-где происходит нагрев навоза до заданной температуры, Равномерное распределение температуры по всему объе- 20 му метантенка 5 обеспечивается насосом 7, который многократно забирает навоз на разных уровнях по высоте из метантенка, а затем подает его через теплообменник 9 по рубопроводу обратно в метантенк 5. После 25 завершения процесса сбраживания навоз выдерживается в метантенке первой ступени до образования двух фаз. Жидкая фаза сброженного навоза подаете в теплообменник-регенератор 4 и отдав часть тепла, 30 поступает в промежуточную емкость 15 откуда насосом подается в накопительную емкость 13 или в гидросмывную систему навозоудаления животноводческого предприятия. Густая фаза (осадок) насосом пода- 35 ется на дальнейшее сбраживание в метантенк второй ступени 6, где с помощью системы перемешивания, включающей трубопроводы с патрубками, расположенными по высоте метантенка для забора и подачи 40 с помощью насоса 8 сбраживаемой массы , через теплообменник 10 обеспечивается заданная (режимная) температура сбраживания по всему объему метантенка 6. Сброженная густая фаза подается на уст- 45 ройство 12 для разделения органических отходов на фракции, откуда жидкая фракция поступает в накопительную емкость 13, а твердая грузится на транспортное средство и вывозится.50

Образующийся в процессе сбраживания биогаз отводится из метантенков 5 и 6 в газгольдер сухого типа емкость 14 и используется для получения горячей воды в водонагреватель 11 или на производствен- 55 ные нужды животноводческого предприятия.

Конструкция метантенка первой ступени с системой подогрева и перемешивания навоза представлена на фиг.2. Повышение

эффективности сбраживания в установке достигается за счет применения новой конструкции метантенка первой ступени, а также примененная система перемешивания и подогрева обеспечивает равномерную величину температуры в метантенках первой и второй ступеней в заданных пределах.

Метантенк первой ступени сбраживания выполнен в виде двух коаксиально рас- положенных вертикальных камер, внутренняя из которых может быть выполнена, например, в виде опрокинутого усеченного конуса, Такое конструктивное выполнение метантенка исключает проскок необработанной массы, удлиняется путь ее прохождения и продолжительность сбраживания. В зависимости от поставленной цели и исходных стоков принимают различные значения высоты метантенка и соотношение диаметра наружной камеры к диаметру внутренней камеры..

Он

При -:- 1,5 целесообразно сбражиVB

вать в метантенках стоки с максимальным измельчением частиц и более разбавленные, т.е. когда стоки менее концентрированы и взвешенные вещества быстро

седиментируются. Соотношение

DH

- 3

следует принять, когда нужно сбраживать высококонцентрированные навозные стоки, которые продолжительное время должны находиться в наружной камере сбраживания 5, т.к. в противном случае может наблюдаться проскок несброженной массы из-за ее плохой седиментационной способности.

Предварительно подогретый навоз при открытой задвижке 33 поступает в наружную камеру метантенка 5 и для подогрева до режимной температуры сбраживания насосом 7 откачивается и через патрубки 23,24,26 при открытых задвижках 19,21,25, закрытых задвижках 27,28 пропускается через теплообменник 9с последующим возвратом в наружную камеру метантенка через патрубки 32,31,30,29 при соответственно открытых Задвижках 34,35,36,37. Часть сброженной массы из внутренней камеры метантенка, через патрубки 16,17,18 при соответственно открытых задвижках 16,19,20,21 и закрытых задвижках 25 и 28 направляют для смешивания в наружную камеру метантенка через патрубки 30,31,32 при соответственно открытых задвижках 34,35,36.

г При использовании предлагаемого изобретения продолжительность сбраживания сокращается на 1/3, полностью уничтожаются семена сорных растений, обеспечивается дегельминтизация массы, ее обеззараживания от энтеропатогенных микроорганизмов и предотвращается загрязнение окружающей среды,

Формула изобретения 1. Установка для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов, содержащая навозосборник, насос для подачи навоза, измельчитель органических отходов, теплообменник-регенератор, ме- тантенки первой и второй ступеней сбражи- вания с системой перемешивания и подогрева, трубопроводы с регулирующими клапанами, рециркуляционные насосы, теплообменники с размещенным автономно водонагревателем, устройство для разделения органических отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жидкой и

твердой фаз и биогаза, отличающаяся

тем, что, с целью повышения эффехтивности

процесса сбраживания и снижения энергоемкости установки, навозосборник выполнен многосекционным, а метантенк первой ступени сбраживания выполнен в виде двух коаксиально расположенных вертикальных камер, внутренняя из которых выполнена

переменного сечения, система перемешивания и подогрева дополнительно снабжена трубопроводами с патрубками для подачи и забора сбражиеаемой массы, расположенными д,о высоте метантенков первой И егорой ступеней сбраживания,

2. Установка по п.1, отличающей- с я тем, что внутренняя камера метантенка первой ступени сбраживания выполнена в виде обратного усеченного конуса,

.

Использование: анаэробное сбражива- ние жидкого навоза и навозных стоков, а также городских и промышленных стоков. Сущность изобретения: установка содержит навозосфорник, насос для подачи навоза, -измельчитель, теплообменник, метантенки первой и второй ступеней сбраживанйя с системой перемешивания и подогрева, устройство для разделения органических отходов на фракции, емкости для хранения сброженной жидкой и твердой фаз и биогаза. Новым в установке является выполнение навозосборника многосекционным, а метантенк первой ступени сбражива: ния выполнен в виде двух коаксиально расположенных вертикальных камер, внутренняя из которых выполнена переменного сечения, например в виде опрокинутого усеченного конуса, а система перемешивания и подогрева снабжена трубопровода с патрубками, расположенными по высоте матантенков первой и второй ступеней сбраживанйя. 1 з.п. 3 ил. (Л С