CZ309061B6 - Zařízení na zpracování organických odpadů a způsob zpracování odpadu - Google Patents
Zařízení na zpracování organických odpadů a způsob zpracování odpadu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309061B6 CZ309061B6 CZ2020259A CZ2020259A CZ309061B6 CZ 309061 B6 CZ309061 B6 CZ 309061B6 CZ 2020259 A CZ2020259 A CZ 2020259A CZ 2020259 A CZ2020259 A CZ 2020259A CZ 309061 B6 CZ309061 B6 CZ 309061B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- chambers
- waste
- mixture
- chamber
- fermenter
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 14
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 5
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 238000002309 gasification Methods 0.000 claims description 3
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 7
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 3
- 238000009264 composting Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006065 biodegradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- BXVSAYBZSGIURM-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxy-4h-1,3,2$l^{5}-benzodioxaphosphinine 2-oxide Chemical compound O1CC2=CC=CC=C2OP1(=O)OC1=CC=CC=C1 BXVSAYBZSGIURM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 150000003431 steroids Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Zařízení na zpracování organických odpadů spočívá v tom, že v jeho vnitřní části jsou umístěny tři samostatné nerezové komory (1a, 1b, 1c) s tlakovacím potrubím s přepouštěcím ventilem (2) a výhřevné hady (3) na ohřev komor. Komory jsou spojené s fermentorem (14). přičemž jsou vzájemně spojené hadicovým potrubím (4), a to je dále spojené s míchacími částmi (5) zařízení (15). které jsou poháněné kompresorem (6), a jsou spojené přes první ventily (10a, 10b) a přes následně umístěný externí hadicový systém (9) k venkovní potrubní trase (7) producenta na nasávání odpadu (8) a následné vypouštění enzymaticky upraveného odpadu (8). Zařízení (15) má výstup i přes druhý ventil (11) napojený na fermentor (14), dofermentor (13) nebo na externí bioplynové zařízení (12). Způsob zpracování odpadu prováděný za použití tohoto zařízení spočívá v tom. že odpad (8) se přes hadicový systém (9) a první ventil (10a) postupně nasává do první komory (1a) a do druhé komory (1b) a souběžně s procesem sání začne proces ohřevu komor (1a, 1b), který trvá až do úplného napuštění obou komor (1a, 1b) a do dosažení jejich provozní teploty na úrovni 65 °C. Pak se otevře třetí komora (1c) a začne proces cirkulace směsi v komorách, přičemž třetí komora (1c) obsahuje enzym, který se domíchává do odpadu (8) obsaženého v plných komorách (1a, 1b). Odpad (8) se dále míchá a obíhá ve všech třech komorách za stálého ohřevu komor. Při míchání vznikající plyny se vyrovnávají ve všech tlakových komorách (1a, 1b, 1c) a po smíchání se ze směsi odebere vzorek, přičemž pokud naměřené pH směsi není v rozmezí 6,5 ± 0,2, tak se pH směsi upraví přidáním chloridu železitého nebo 24 %hmotn. čpavkové vody. Proces míchání se zastaví a míchací části (5) zařízení se napojí přes první ventil (10b) a následně umístěný hadicový systém (9) k vnější potrubní trase (7) producenta na vypouštění enzymaticky upraveného odpadu (8). Směs upraveného odpadu (8) se dostane z komor (1a, 1b, 1c) do fermentoru (14). Dále následuje fáze zplyňování směsi, a potom se směs přesune do dofermentoru (13) nebo do externího bioplynového zařízení (12), kde je ještě doba zdržení 60 až 90 dní. Po tomto čase se odčerpá ze směsi voda, a následně se odebere vzorek zbytkové hmoty na analýzu a vyhodnocení parametrů vzorku jako sekundárního zdroje živin.
Description
Zařízení na zpracování organických odpadů a způsob zpracování odpadů
Oblast, techniky
Vynález se týká zařízení na zpracováni organických odpadů a způsobu zpracování odpadů na ekologicky obnovitelný zdroj energie nebo na sekundární zdroj živin pro zemědělskou výrobu.
Dosavadní stav techniky
Při činnosti zemědělských, potravinářských, farmaceutických jako i vodárenských společností se vytváří odpady charakterizované ve smyslu zákona č. 185/2001 Sb. o odpadech. Jde o následující druhy odpadů:
| 02 | Odpady ze zemědělství, zahradnictví, lesnictví, myslivosti a rybářství, akvakultury a z výroby a zpracování potravin |
| 03 | Odpady ze zpracování dřeva a z výroby papíru, lepenky, celulózy, řeziva a nábytku |
| 1S | Odpady ze zdravotnického a nebo veterinárního ošetření a nebo s nimi souvisejícího výzkumu vyjma kuchyňských a restauračních odpadů, které nevznikly z přímého zdravotnického ošetření |
| 19 | Odpady ze zařízení na úpravu odpadu, z čistíren odpadových vod mimo místa jejich vzniku a úpraven pitné vody a průmyslové vody |
| 20 | Komunální odpady (odpady z domácností a podobné odpady z obchodu, promyslu a instituci) včetně jejich složek z tříděného sběru |
Základní částí těchto odpadů jsou organické složky tvořící 30 až 90% podíl jejich složení. Z praxe jsou známá razná řešení zpracování organických odpadů.
Pevný odpad se odstraňuje běžně čtyřmi způsoby :
1. Řízené skládkování:
- ačkoli jde o nejméně vhodný způsob likvidace odpadu, likviduje se jím asi 70 až 90 % světového odpadu
2. Spalování:
- nejmodemější způsob likvidace
3. Kompostovaní:
- může nahradit průmyslové hnojivé
4. Zpracování odpadů:
- umožňuje využít odpad jako druhotnou surovinu (recyklace), podmínkou znovu využití odpadu je jeho třídění
Mnohé způsoby a technologie zpracování odpadů byly prezentovány na konferenci Průmyslové emise 2018, která se konala v Bratislavě v říjnu 2018. Na konferenci vystoupil např. prof. Ing. Igor Bodík, PhD., Oddělení environmentálního inženýrství FCHPS STU s prezentací na téma „Odstraňování prioritních látek a mikropolutanů z odpadních vod degradačními procesy“ nebo prof. Ing. Ján Derco, DrSc., Oddělení environmentálního inženýrství FCHPT STU „Strategie anaerobního zpracování biologicky rozložitelných odpadů s vysokým obsahem dusíku a síry“.
- 1 CZ 309061 B6
Nejčastějším způsobem zpracování organických odpadů je jejich skladování a kompostování, založené na postupném rozkladu odpadu.
V důsledku vysokého podílu organických látek jsou takovéto odpady produktem s velmi nepříjemným průvodním zápachem, obzvlášť při procesu skládkování, případně kompostování, kdy se organická část odpadu dlouhodobě odbourává procesem přirozeného organického rozpadu (vyhnívání), s následnou tvorbou odpadních plynů. Tyto plyny unikají obvykle volně do ovzduší, což má obtěžující dopad na okolí, zejména na obydlené rezidentní zóny. Kromě zápachu vyvolávají takové plyny i zvyšování obsahu škodlivých skleníkových plynů v ovzduší.
Značná část organických odpadů obsahuje zároveň další škodlivé látky, tzv. mikropolutanty, které se dostávají do organického odpadu vyloučením z trávicího traktu zvířat, člověka (například steroidní a antibiotická léčiva), ale i ze zemědělské výroby (například herbicidní látky, pesticidní postřiky). Tyto látky jsou pro životní prostředí škodlivé a vysoce problematické, nakolik jsou neodbouratelné běžnými postupy, atak se stávají součástí koloběhu vody.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení na zpracování organických odpadů podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že v jeho vnitřní části jsou umístěny tři samostatné nerezové komory, první komora, druhá komora a třetí komora, přičemž každá z komor má vlastní tlakovací potrubí s přepouštěcím ventilem a výhřevné hady na ohřev komor, a komory jsou spojené s fermentorem, přičemž jsou vzájemně propojené hadicovým potrubím, a to je dále spojené s míchacími částmi zařízení, které jsou poháněné kompresorem, a jsou připojené přes první ventily a přes následně umístěný externí hadicový systém k venkovní potrubní trase producenta na nasávání odpadu a následné vypouštění enzymaticky upraveného odpadu, přičemž zařízení má výstup i přes druhý ventil napojený na fermentor, dofermentor anebo na externí bioplynové zařízení.
Podle vynálezu je výhodné, že zařízení na zpracování organických odpadů je mobilní a má kapacitu míchání až 30 m3 odpadu denně.
Podstatou vynálezu je také způsob zpracování organických odpadů v zařízení, spočívající v tom, že míchací části zařízení se připojí k vnější potrubní trase producenta, odkud se vpustí odpad přes hadicový systém a první ventil, přičemž odpad se postupně nasává do dvou komor, do první komory a do druhé komory, a souběžně s procesem sání začne proces ohřevu komor, který trvá celkem 3 až 5 hodin až do úplného napuštění obou komor a do dosažení jejich provozní teploty na úrovni 65 ° C, pak se otevře třetí komora a začne se proces cirkulace směsi v komorách, přičemž třetí komora obsahuje enzym, který se domíchává do odpadu obsaženého v plných komorách, pak se odpad dále míchá a obíhá ve všech třech komorách, přičemž míchání trvá 2 až 10 hodin za stálého ohřevu komor, ve kterých se udržují provozní podmínky vhodné pro zajištění aktivity enzymu, přičemž při míchání vznikající plyny se vyrovnávají ve všech tlakových komorách jejich přepouštěcími ventily, a po smíchání se ze směsi odebere vzorek, který se ochladí na 20 °C a změří se její pH, přičemž pokud naměřené pH směsi není v rozmezí 6,5 ± 0,2, tak se pH směsi upraví přidáním chloridu železitého nebo 24 % hmota, čpavkové vody, proces míchání se pak zastaví a míchací části zařízení se napojí přes druhý ventil a následně umístěný hadicový systém k vnější potrubní trase producenta na vypouštění enzymaticky upraveného odpadu, pak se pomalým výtlakem dostane směs upraveného odpadu z komor do fermentoru, přičemž výtlak trvá 3 hodiny s regulovaným procesem tlaku, dále následuje fáze zplynování směsi, přičemž doba zdržení směsi ve fermentoru je 20 až 30 dní, pak se směs přesune do dofermentoru nebo do externího bioplynového zařízení, kde je ještě doba zdržení 60 až 90 dní, po tomto čase se odčerpá ze směsi voda, a následně se odebere vzorek zbytkové hmoty na analýzu a vyhodnocení parametrů vzorku jako sekundárního zdroje živin.
- 2 CZ 309061 B6
Výhodou způsobu zpracování organických odpadů je rovněž, že při míchání vznikající plyny se vyrovnávají přepouštěcími ventily ve všech tlakových komorách tak, že množství plynů se udržuje v rozmezí 250 m3 až 550 m3/ m3 směsné hmoty.
Objasnění výkresů
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí připojených výkresů, ve kterých představuje obr. 1 - boční pohled na průřez zařízením na zpracování organických odpadů pň pohledu z boku; a obr. 2 - horní pohled na průřez zařízením na zpracování organických odpadů, bez externích částí zařízení.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Zařízení na zpracování organických odpadů má uvnitř umístěny tři samostatné nerezové komory, první komoru la, druhou enzymatickou komoru 1b a třetí komoru 1c, přičemž každá z komor má vlastní tlakovací potrubí s přepouštěcím ventilem 2 a výhřevné potrubní hady 3 určené k ohřevu komor. Komory la. 1b, 1c jsou spojeny s fermentorem 14. přičemž jsou vzájemně propojeny hadicovým potrubím 4, a to je dále spojeno s míchacími částmi 5 zařízení 45, které jsou poháněny kompresorem 6. Míchací části 5 zařízení 15 jsou připojeny přes první ventil 10b a následně umístěný externí hadicový systém 9 k vnější potrubní trase 7 producenta pro vypouštění enzymaticky upraveného odpadu 8, přičemž zařízení 15 je na výstupu přes druhý ventil 11 napojené na fermentor 14, dofermentor 13 nebo na externí bioplynové zařízení 12.
Zařízení na zpracování organických odpadů může být mobilní.
Před začátkem zpracovatelského procesu se odeberou vzorky odpadu z celého procesu tvorby odpadu v provozu producenta odpadu, vyhodnotí se základní parametry odpadu: PH, obsah sušiny, obsah dusíkatých látek jako celkový N, obsah fosforu jako celkový P, obsah rizikových látek jako je například arsen, vápník, kadmium, chrom, měď, rtuť, draslík, K2O, hořčík, nikl, olovo, selen, zinek, hodnoty mikropolutantů.
Následuje test odpadu a jeho biodegradace v laboratorních podmínkách diskontinuální mezofilní anaerobní digescí bez míchání (test BMP - Biochemical Methane Potential) pomocí baňkových bioreaktorů. Postup vychází z normy ČSN EN ISO 11734, respektive z metodického návodu RNDr. Bubeníkové. Reaktory jsou umístěny ve vodném prostředí při teplotě 40 °C ± 0,5 °C.
Pro stanovení endogenní produkce bioplynu a metanu jsou použity dva bioreaktory. Po dobu 40 dní je zapisována teplota (teplota bioplynu), barometrický tlak a přírůstek objemu bioplynu. Při dostatečném množství bioplynu v byretě (nad 150 ml) je uděláno měření obsahu metanu přenosným analyzátorem bioplynu Geotechnical Instruments (UK) Ltd. Biogas 5000 s duálními infračervenými senzory CH4 (0 až 70 % ± 0,5 %) a CO2 (0 až 60 % ± 0,5 %) a elektrochemickými senzory O2 (0 až 25 % ± 1,0 %), H2 (0 až 2000 ppm ± 2,0 % FS) a H2S (0 až 5000 ppm ± 2,0 % FS) analyzátorem Geotech Biogas5000 (CH4 0 až 70 % ± 0,5 %). pH bylo měřeno přístrojem WTW 340i se sondou SenTix 41, pro sušení byl použit analyzátor vlhkosti KERN DLB 160 3A s halogenovou lampou a žíhání bylo provedeno termogravimetrickým analyzátorem LEČO TGA 701. Při testu se stanoví dávka enzymu poměrem k tvorbě plynu a obsahu sušiny.
- 3 CZ 309061 B6
| Prsáw&t | Pfcdyjct | IWŠss&t | ||||||||
| i 2 | 3 | 4 | 5 | 4 | 7 | Š | 4 | 18 | ||
| 78¾ | 20% | 13¾ | W | 48% | 28% | 2.8¾ | ||||
| x | §8% | |||||||||
| to | 5% | 38% | 38¾ | |||||||
| XL | %% | 5% | 28% | 28% | ||||||
| v | 38¾ | m | 30% | US | io% | 23% | 25% | |||
| 3 | 3 | 2 | 2 | 2 | ||||||
| 3 | 3 | 5 | w | 3 | 5 | % | 3 | .s | ||
| tor aa | d 32 5) | (1 | (2^7} | { ΰ bž | (2 až 7} | (S S2 Uj | (S áž i 6) | 0 | (i % $ | |
Tabulka 1: Složení směsi enzymů, příklad
V dalším kroku se přenese nastavená dávka směsi k producentovi odpadu. Takto stanovená dávku enzymů se denně přidává do procesů se vznikem odpadu, přičemž v každém procesu tvorby odpadu je určen poměr a dávkování směsi enzymů. Po čase zdržení odpadu ve výrobě producenta od 24 hodin do 30 dnů následuje vypuštění enzymaticky upraveného odpadu do přistaveného zařízení 15 na zpracování organických odpadů.
Zařízení může být mobilní. Mobilní míchací zařízení má kapacitu míchání 30 m3 odpadu denně rozdělenou do tří nerezových samostatných komor la, lb,lc. Postupným sáním se odpad nasává do prvních dvou komor la.lb o celkové kapacitě sání 5m3/hod.
Zpracování organických odpadů se uskuteční tak, že míchací zařízení 5 se připojí k vnější potrubní trase 7 producenta, odkud se vpustí do zařízení upravený odpad 8 přes externí hadicový systém 9 a první ventil 10a. přičemž odpad 8 se postupným sáním nasává do prvních dvou komor - do první komory la a druhé enzymatické komory 1b, a souběžně s procesem sání se začne proces ohřevu komor la, 1b, přičemž tento proces trvá celkově 3 až 5 hodin až do úplného napuštění obou komor a do dosažení jejich provozní teploty 65 °C. Poté se otevře třetí komora 1c a začne proces cirkulace směsi ve všech komorách, přičemž třetí komora 1c obsahuje enzym na domíchání do dvou plných komor la, 1b. Odpad 8 se dále zpracovává mícháním přičemž obíhá ve všech třech komorách, míchání trvá 10 hodin za stálého ohřevu komor, ve kterých se udržují provozní podmínky k udržení aktivity enzymu. Při míchání vznikající plyny se vyrovnávají ve všech tlakových komorách jejich přepouštěcími ventily 2. Po smíchání se ze směsi se odebere vzorek, ochladí se na 20 °C a změří se její pH, přičemž pokud naměřené pH směsi není v rozmezí 6,5 ± 0,2, tak se pH upraví přidáním chloridu železitého nebo 24 % hmoto, čpavkové vody. Proces míchání se pak zastaví a míchací části 5 zařízení 15 se napojí přes první ventil 10b a následně umístěný externí hadicový systém 9 k vnější potrubní trase 7 a pomalým výtlakem se dostane směs upraveného odpadu 8 z komor do fermentoru 14, přičemž výtlak trvá 3 hodiny s regulovaným procesem tlaku. Poté následuje fáze zplynování směsi, přičemž doba zdržení směsi ve fermentoru 14 příjemce je 20 až 30 dní. Následně se směs přesouvá do dofermentoru 13 nebo do koncového externího skladu externího bioplynového zařízení 12, kde je ještě doba zdržení 60 až 90 dní. Po tomto čase následuje odčerpávání vody, a následně se odebere vzorek zbytkové hmoty na analýzu a vyhodnocení parametrů vzorku jako sekundárního zdroje živin. Jako enzym na zpracování odpadu se použije například LINGO KAL. Aktivita anaerobního prostředí enzymu Lignit KAL je taková, že za stálého míchání zpracuje 1,38 % organické hmoty denně při maximálním výkonu plynu 250 m3 až 550 m3/m3 směsi.
Cílem předkládaného řešení je zajištění takového zpracování organických odpadů, které odstraní zápach při skladování a zpracování odpadu, a zároveň bude ekologické.
- 4 CZ 309061 B6
Základem zpracování organických odpadů podle tohoto řešení je maximální možná biodegradace odpadu na plyn v krátkém časovém intervalu a v prostorově řízeném procesu zpracování.
Průmyslová využitelnost
Zařízení na zpracování organických odpadů a způsob zpracování nespotřebovatelných organických odpadů podle tohoto řešení se využije v oblasti zemědělských, potravinářských, farmaceutických 10 jakož i vodárenských společností na ekologické zpracování odpadu a jeho přeměnu na obnovitelný zdroj energie, nebo na sekundární zdroj živin pro zemědělskou výrobu.
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení na zpracování organických odpadů, vyznačující se tím, že v jeho vnitřní části jsou umístěny tři samostatné nerezové komory, první komora (la), druhá komora (1b) a třetí komora (1c), přičemž každá z komor má vlastní tlakovací potrubí s přepouštěcím ventilem (2) a výhřevné hady (3) na ohřev komor, a komory (la, 1b, 1c) jsou spojené s fermentorem (14), přičemž jsou vzájemně spojené hadicovým potrubím (4), a to je dále spojené s míchacími částmi (5) zařízení (15), které jsou poháněné kompresorem (6), a jsou připojené přes první ventily (10a, 10b) a přes následně umístěný externí hadicový systém (9) k venkovní potrubní trase (7) producenta na nasávaní odpadu (8) a následné vypouštění enzymaticky upraveného odpadu (8), přičemž zařízení (15) má výstup i přes druhý ventil (11) napojený na fermentor (14), dofermentor (13) nebo na externí bioplynové zařízení (12).
- 2. Zařízení na zpracování organických odpadů podle nároku 1, vyznačující se tím, že je mobilní a má kapacitu míchání 30 m3 odpadu denně.
- 3. Způsob zpracování organických odpadů v zařízení definovaném v nárocích 1 a 2, vyznačující se tím, že míchací části (5) zařízení (15) se připojí k vnější potrubní trase (7) producenta výstupního produktu, odkud se vpustí odpad (8) přes hadicový systém (9) a první ventil (10a), přičemž odpad (8) se postupně nasává do dvou komor, do první komory (la) a do druhé komory (1b), a souběžně s procesem sání začne proces ohřevu komor (la, 1b), který trvá celkem 3 až 5 hodin až do úplného napuštění obou komor (la, 1b a do dosažení jejich provozní teploty na úrovni 65 °C, pak se otevře třetí komora (1c) a začne proces cirkulace směsi v komorách, přičemž třetí komora (1c) obsahuje enzym, který se domíchává do odpadu (8) obsaženého v plných komorách (la, 1b), pak se odpad (8) dále míchá a obíhá ve všech třech komorách, přičemž míchání trvá 2 až 10 hodin za stálého ohřevu komor, ve kterých se udržují provozní podmínky vhodné pro zajištění aktivity enzymu, přičemž při míchání vznikající plyny se vyrovnávají ve všech tlakových komorách (la, 1b, 1c) jejich přepouštěcími ventily (2), a po smíchání se ze směsi odebere vzorek, který se ochladí na 20 °C a změří se její pH, přičemž pokud naměřené pH směsi není v rozmezí 6,5 ± 0,2, tak se pH směsi upraví přidáním chloridu železitého nebo 24 % hmota, čpavkové vody, proces míchání se pak zastaví a míchací části (5) zařízení se napojí přes první ventil (10b) a následně umístěný hadicový systém (9) k vnější potrubní trase (7) producenta na vypouštění enzymaticky upraveného odpadu (8), pak se pomalým výtlakem dostane směs upraveného odpadu (8) z komor (la, 1b, 1c) do fermentoru (14 ), přičemž výtlak trvá 3 hodiny s regulovaným procesem tlaku, dále následuje fáze zplyňování směsi, přičemž doba zdržení směsi ve fermentoru (14) je 20 až 30 dní, pak se směs přesune do dofermentoru (13) nebo do externího bioplynového zařízení (12), kde je ještě doba zdržení 60 až 90 dní, po tomto čase se odčerpá ze směsi voda, a následně se odebere vzorek zbytkové hmoty na analýzu a vyhodnocení parametrů vzorku jako sekundárního zdroje živin.
- 4. Způsob zpracování organických odpadů podle nároku 3, vyznačující se tím, že při míchání vznikající plyny se vyrovnávají přepouštěcími ventily (2) ve všech tlakových komorách (la, 1b, 1c) tak, že množství plynů se udržuje v rozmezí 250 m3 až 550 m3/m3 směsi.1 výkresSeznam vztahových značek
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK158-2019U SK8896Y1 (sk) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | Zariadenie na spracovanie organických odpadov a spôsob spracovania odpadu |
| SK158-2019 | 2019-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2020259A3 CZ2020259A3 (cs) | 2021-05-12 |
| CZ309061B6 true CZ309061B6 (cs) | 2022-01-05 |
Family
ID=70453835
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37525U CZ34133U1 (cs) | 2019-10-28 | 2020-05-11 | Zařízení na zpracování organických odpadů |
| CZ2020259A CZ309061B6 (cs) | 2019-10-28 | 2020-05-11 | Zařízení na zpracování organických odpadů a způsob zpracování odpadu |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2020-37525U CZ34133U1 (cs) | 2019-10-28 | 2020-05-11 | Zařízení na zpracování organických odpadů |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (2) | CZ34133U1 (cs) |
| SK (1) | SK8896Y1 (cs) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1990106A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-11-12 | Eco Material Co.Ltd. | Organic waste disposal system |
| CN201552171U (zh) * | 2009-08-11 | 2010-08-18 | 广州农冠生物科技有限公司 | 移动式有机废弃物资源再生处理系统 |
| CZ21515U1 (cs) * | 2010-09-17 | 2010-11-29 | Kvarcák@Jaromír | Zarízení na tepelné zpracování organických hmot, zejména odpadních |
-
2019
- 2019-10-28 SK SK158-2019U patent/SK8896Y1/sk unknown
-
2020
- 2020-05-11 CZ CZ2020-37525U patent/CZ34133U1/cs active Protection Beyond IP Right Term
- 2020-05-11 CZ CZ2020259A patent/CZ309061B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1990106A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-11-12 | Eco Material Co.Ltd. | Organic waste disposal system |
| CN201552171U (zh) * | 2009-08-11 | 2010-08-18 | 广州农冠生物科技有限公司 | 移动式有机废弃物资源再生处理系统 |
| CZ21515U1 (cs) * | 2010-09-17 | 2010-11-29 | Kvarcák@Jaromír | Zarízení na tepelné zpracování organických hmot, zejména odpadních |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2020259A3 (cs) | 2021-05-12 |
| SK8896Y1 (sk) | 2020-10-02 |
| SK1582019U1 (sk) | 2020-05-04 |
| CZ34133U1 (cs) | 2020-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Chaump et al. | Leaching and anaerobic digestion of poultry litter for biogas production and nutrient transformation | |
| Buendía et al. | Feasibility of anaerobic co-digestion as a treatment option of meat industry wastes | |
| Sagagi et al. | Studies on biogas production from fruits and vegetable waste | |
| CN101531936B (zh) | 一种含可燃气的固体燃料及其生产工艺 | |
| CN104261550B (zh) | 一种处理畜禽废水的生物复合填料及其制备方法和应用 | |
| WO2012115589A1 (en) | Method and system for sanitization of pathogen containing liquid waste in composting applications | |
| CN109354520A (zh) | 一种利用污泥与秸秆的连续式好氧动态堆肥工艺 | |
| CN104229976B (zh) | 一种利用生物复合填料处理畜禽废水的方法 | |
| Gayfullin et al. | Effect of Mephosphonee on methane generation in organic waste processing | |
| Burka et al. | Technological features of biogas production while anaerobic co-digestion of faecal sludge, sewage sludge and livestock | |
| Basak | Anaerobic digestion of tannery solid waste by mixing with different substrates | |
| CZ309061B6 (cs) | Zařízení na zpracování organických odpadů a způsob zpracování odpadu | |
| US20230014951A1 (en) | A method for the microbial dissolution of ashes with organomineral content and a system using this method | |
| Bajsa et al. | Pathogen die-off in vermicomposting process | |
| Grabas et al. | Application of a biopreparation with cultures of effective microorganisms to the processing of wastewater sludge on a semi-industrial scale | |
| SK82021A3 (sk) | Zariadenie na spracovanie organických odpadov a spôsob spracovania odpadu | |
| Otaraku et al. | Modelling the cumulative biogas produced from sawdust, cow dung and water hyacinth | |
| Singh et al. | Utilization of sludge co-digested with pine needles for the generation of biogas | |
| Rose et al. | Ecological sanitation in tropical environments: quantifying the inactivation rates of microbiological parameters during a feces-based composting process | |
| Gamble et al. | Anaerobic digestion from the laboratory to the field: an experimental study into the scalability of anaerobic digestion | |
| Sapkota | Effect of Manure and Enzyme on the Degradation of Organic Fraction of Municipal Solid Waste in Biocell | |
| Opoku et al. | Biogas Production from Biodegradable Kitchen Waste Generated on University of Science and Technology Campus, Ghana | |
| Mohammadzamani et al. | Evaluation of anaerobic digestion of municipal waste and biogas production efficiency in combination with animal waste | |
| Ponomareva et al. | PRINCIPLE FEATURES FOR FAECAL SLUDGE REUSE (A METHODS REVIEW) | |
| FOBIR | Assessment Of Performance Of Mesophilic Single-Stage Biogas Digester For Treating Agricultural Wastes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230511 |