FI81774C - Reactor designed to generate biogas - Google Patents

Reactor designed to generate biogas Download PDF

Info

Publication number
FI81774C
FI81774C FI872943A FI872943A FI81774C FI 81774 C FI81774 C FI 81774C FI 872943 A FI872943 A FI 872943A FI 872943 A FI872943 A FI 872943A FI 81774 C FI81774 C FI 81774C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
biogas
outlet
production
opening
Prior art date
Application number
FI872943A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI872943A0 (en
FI872943A (en
FI81774B (en
Inventor
Arto Ilmari Stenroos
Isabel Pipping
Original Assignee
Outokumpu Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outokumpu Oy filed Critical Outokumpu Oy
Priority to FI872943A priority Critical patent/FI81774C/en
Publication of FI872943A0 publication Critical patent/FI872943A0/en
Priority to PCT/FI1988/000101 priority patent/WO1989000151A1/en
Publication of FI872943A publication Critical patent/FI872943A/en
Publication of FI81774B publication Critical patent/FI81774B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81774C publication Critical patent/FI81774C/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • C12M27/04Stirrer or mobile mixing elements with introduction of gas through the stirrer or mixing element
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/24Recirculation of gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/22Settling tanks; Sedimentation by gravity
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

81774 1 Reaktori biokaasun tuottamiseksi81774 1 Reactor for the production of biogas

Reaktor avsedd för att alstra biogas 5 Keksinnön kohteena on reaktori biokaasun tuottamiseksi.The invention relates to a reactor for the production of biogas.

Keksintö kohdistuu biokaasun tuottamisessa käytetyn jäteaineen hyväksikäytön tehostamiseen. Jäteaineen mädätysprosessissa syntyvän jäännösliet-teen hyväksikäyttömahdollisuudet ovat lukuisat ja keksinnössä on pyrit-10 ty muodostamaan sellainen biokaasun tuottamiseen tarkoitettu laitteisto, jossa pystytään osa mädätetystä orgaanisesta aineesta käyttämään hyväksi esim. maanparannusaineena.The invention relates to the efficiency of the utilization of waste material used in the production of biogas. The possibilities for utilizing the residual sludge generated in the digestion process of the waste material are numerous, and the invention seeks to provide an apparatus for producing biogas in which part of the digested organic matter can be utilized, e.g. as a soil improver.

Mädätys on menetelmä, jossa orgaaninen aines hajotetaan bakteerien, mm.Digestion is a method in which organic matter is broken down by bacteria, e.g.

15 metaanibakteerien, toimesta siten, että lopputuloksena syntyy biokaasua, jota voidaan polttaa edelleen kattilalaitoksissa tai jonka energiaa muulla tavoin voidaan käyttää hyväksi.15 methane bacteria, resulting in biogas that can be further burned in boiler plants or whose energy can be otherwise utilized.

Mädätys on yleisesti käytetty menetelmä mm. kunnallisten jätevesiliet-20 teiden käsittelyssä. Sillä parannetaan lietteen hygieenisyyttä ja . . kuivausominaisuuksia, samalla kun prosessi tuottaa ainakin omaan ; lämmitykseensä tarvittavan mädätyskaasumäärän. Yleensä ei ole päästy energiatalouden kannalta riittävän hyvään tulokseen. Kuitenkin on yleisesti tiedossa, että kaasun saannon lisäys tekisi menetelmän myös 25 tässä mielessä kannattavaksi.Digestion is a commonly used method e.g. in the treatment of municipal sewage-20 roads. It improves the hygiene of the sludge and. . drying properties, while the process produces at least its own; the amount of digestion gas required for heating. In general, not enough results have been achieved in terms of energy economy. However, it is well known that increasing the gas yield would make the method also profitable in this sense.

Ennestään tunnettuja keinoja biokaasun tuoton lisäämiseksi ovat kohotettu prosessilämpötila, reaktoreiden tehokas sekoitus, prosessin jakaminen eri mikrobiryhmille soveltuviin osastoihin, happamuusasteen sää-30 tely, erilaisten orgaanisten tai epäorgaanisten ravinteiden lisääminen sekä eräiden raskasmetallien tai sulfidi-ionien haittavaikutusten poistaminen.Prior art means of increasing biogas production include elevated process temperature, efficient mixing of reactors, division of the process into compartments suitable for different microbial groups, control of acidity, addition of various organic or inorganic nutrients, and removal of certain heavy metals or sulfide ions.

On myös tunnettua, että metaanibakteerit vaativat erittäin pelkisty-35 neitä olosuhteita toimiakseen ja tiedetään, että happi - ilmakehästä tai kemiallisten reaktioiden kautta vapautuva - on metaanibakteerien elintoiminnalle myrkyllistä hyvinkin pieninä pitoisuuksina. Näin ollen 2 81774 1 hapen kulkeutuminen lietemassaan itse biokaasuprosessiin on pyritty estämään mahdollisimman tehokkaasti.It is also known that methane bacteria require highly reduced conditions to function and it is known that oxygen - released from the atmosphere or through chemical reactions - is toxic to the vital functions of methane bacteria at very low concentrations. Therefore, the aim has been to prevent 2 81774 l of oxygen from entering the sludge mass into the biogas process itself as effectively as possible.

Keksinnön päämääränä on siten myös sellainen laite, joka on kokonais -5 energiataloudellisesti edullinen. Keksinnön päämääränä on myös sellainen laitteisto, jonka avulla pystytään hyödyntämään reaktorin eri fraktioita. Keksinnön päämääränä on myös sellainen biokaasua tuottava laitteisto, jossa on voitu tehostaa kaasun tuotantoa.The object of the invention is therefore also to provide a device which is economically advantageous in total. It is also an object of the invention to provide an apparatus which makes it possible to utilize the various fractions of the reactor. It is also an object of the invention to provide an apparatus for producing biogas in which it has been possible to increase the efficiency of gas production.

JO Keksinnön mukaisesti on muodostettu sellainen biokaasureaktori, joka käsittää pystysuuntaisen mädätettävän jäteaineen pyöritysakselin. Keksinnön mukaisesti reaktorissa on useampi ulostulo erilaisten fraktioiden erottamiseksi mädätetystä jäteaineesta. Keksinnön mukaisesti on myös muodostettu biokaasureaktori, jossa johdetaan osa biokaasusta reaktorin 15 lietteen sisääntuloputken yläpuolelle ja käytetään ns. flotaatiota hyväksi lietteessä olevien epäpuhtauksien erottamiseksi itse lietemassan pinnalta, jolloin astian keskeltä saadaan erotettua epäpuhtauspartikkeleista vapaa fraktio, jota voidaan käyttää hyväksi esim. viherrakentamisessa.According to the invention, a biogas reactor is provided which comprises a vertical axis of rotation of the digestible waste material. According to the invention, the reactor has several outlets for separating different fractions from the digested waste material. According to the invention, a biogas reactor is also formed, in which a part of the biogas is led above the sludge inlet pipe of the reactor 15 and the so-called flotation to separate the impurities in the slurry from the surface of the sludge mass itself, whereby a fraction free of impurity particles can be separated from the center of the vessel, which can be used e.g. in landscaping.

20 Keksinnön mukaiselle biokaasureaktorille on pääasiallisesti tunnusomaista, että reaktori biokaasun tuottamiseksi käsittää pyöritettävän kaasu-flotaatioelimen, joka on sovitettu reaktorin alaosaan jäteaineen syöttö-putken tuloaukon yläpuolelle ja että gravitaatioerottaminen on sovitettu tapahtumaan flotaatioelimen alapuolella edullisesti kyseisessä alapuoli-25 sessa osassa sekoituselimien edesauttaessa erottumista.The biogas reactor according to the invention is mainly characterized in that the reactor for producing biogas comprises a rotatable gas flotation element arranged in the lower part of the reactor above the inlet of the waste feed pipe and in that the gravity separation is preferably below

Keksinnön mukaisesti reaktori käsittää ainakin yhden jäteaineen poisto-aukon reaktorin keskiosassa. Kyseisen poistoaukon kautta johdetaan haluttaessa jäteainetta poistoputkeen ja tällöin kyseinen jäteaineen 30 johtaminen tapahtuu edullisesti painovoiman avulla. Poistoaukon jälkeen on järjestetty venttiili, jota avaamalla ja sulkemalla säädetään kyseisen fraktion poistamista reaktorista. Keksinnön mukaisesti reaktori käsittää lietteen yläpinnan tuntumaan sovitetun lietemassan yläosaan kerrostuneen fraktion poistoaukon. Jälleen kyseisen poistoaukon 35 yhteyteen on sovitettu venttiili, jolloin venttiiliä avaamalla voidaan johtaa kyseinen fraktio ulos reaktorista. Edullisesti on jätemassanAccording to the invention, the reactor comprises at least one waste outlet in the central part of the reactor. If desired, waste material is led through said outlet to the outlet pipe, in which case said passage of waste material 30 is preferably effected by means of gravity. After the outlet, a valve is provided, the opening and closing of which regulates the removal of the fraction in question from the reactor. According to the invention, the reactor comprises an outlet for the fraction deposited on the top of the sludge mass arranged close to the upper surface of the slurry. Again, a valve is arranged in connection with said outlet 35, whereby by opening the valve, the fraction in question can be led out of the reactor. Preferably there is a waste mass

IIII

3 81774 Ί yläpinnan tuntuinaan sovitettu siivekkeet tai vastaavat, joiden avulla siirretään jätemassan yläosaan kerrostuneet epäpuhtaudet pois reaktorias-tiasta.3 81774 Ί vanes or the like arranged at the top of the top surface to transfer the contaminants deposited on the top of the waste mass out of the reactor vessel.

5 Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisten piirustuksien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.The invention will now be described with reference to some preferred embodiments of the invention shown in the figures of the accompanying drawings, to which, however, the invention is not intended to be exclusively limited.

Kuviossa 1 on esitetty keksinnön mukainen biokaasureaktori poikkileik-10 kauskuvantona ja kaaviomaisena esityksenä.Figure 1 shows a biogas reactor according to the invention in a cross-sectional schematic view and a schematic representation.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen biokaasureaktorin toinen edullinen suoritusmuoto vastaavasti poikkileikkauskuvantona ja kaaviomaisena esityksenä.Figure 2 shows another preferred embodiment of a biogas reactor according to the invention in a cross-sectional view and a schematic representation, respectively.

1515

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen biokaasureaktorin kolmas edullinen suoritusmuoto vastaavasti sivultapäin katsottuna ja poikkileikkauskuvantona .Figure 3 shows a third preferred embodiment of a biogas reactor according to the invention, respectively in a side view and in a cross-sectional view.

20 Kuviossa 4 on esitetty keksinnön neljäs edullinen suoritusmuoto.Figure 4 shows a fourth preferred embodiment of the invention.

Kuviossa 1 esitetysti käsittää biokaasureaktori syöttöputken 1, jonka kautta tuodaan mädätettävä orgaaninen aine reaktorin 3 sisään ja sen alaosaan. Reaktorin 3 yläosassa on kaasuputki 4 biokaasun johtamiseksi 25 ulos reaktorista. Kyseisen putken 4 kautta johdetaan biokaasu edelleen esim. polttimelle tai otetaan muulla tavoin talteen. Reaktorin 3 alaosaan on sovitettu sedimentaatioyksikkö 8, joka käsittää kaasuflotaatio-elimen 8b, kaasunjohtoputken 8c ja sekoituselimet 8d ja 8d'. Kaasuputken 4 päähaarasta 4a haarautuu sivuhaara 4b ja kaasun pumppulaite 5 30 kuljettaa osan biokaasusta haaraputkea 4b pitkin reaktorin 3 alapuolelle ··· reaktoriin 3 ulottuvaan kaasunjohtoputkeen 8c, joka johtaa edelleen ky seisen osan biokaasusta ns. kaasuflotaatio-elimeen 8b, joka käsittää useita suutinaukkoja 8b’, joiden kautta kaasu purkautuu mädätettävään *. orgaaniseen aineeseen. Gravitaatioerottuminen on sovitettu tapahtumaan 35 flotaatioelimen 8b alapuolella kyseisessä osassa liikkuvien edullisesti - - pyörivien siivekkeiden 8d ja 8d' tai muiden vastaavien osien avulla.As shown in Figure 1, the biogas reactor comprises a feed pipe 1, through which the digestible organic matter is introduced into the reactor 3 and its lower part. At the top of the reactor 3 there is a gas pipe 4 for conducting biogas 25 out of the reactor. Through the said pipe 4, the biogas is passed on to a burner, for example, or is otherwise recovered. A sedimentation unit 8 is arranged in the lower part of the reactor 3, comprising a gas flotation member 8b, a gas pipeline 8c and mixing elements 8d and 8d '. A side branch 4b branches from the main branch 4a of the gas pipe 4 and the gas pumping device 5 30 conveys part of the biogas along the branch pipe 4b to a gas line 8c extending below the reactor 3 to the reactor 3, which further leads to the so-called biogas. a gas flotation member 8b comprising a plurality of nozzle openings 8b 'through which the gas is discharged to the digester *. organic matter. The gravitational separation is adapted to take place below the flotation member 8b by means of preferably rotating vanes 8d and 8d 'or other similar parts moving in the part in question.

4 81774 1 Kaasunjohtoputkea 8c pyöritetään sekoitusmoottorilla 6. Kaasuflotaatio-elin 8b kiinnittyneenä kaasunjohtoputkeen 8c pyörii reaktorin 3 sisällä ja suutinaukkojen 8b' kautta biokaasu purkautuu kuplina orgaaniseen mädätettävään aineeseen. Tällöin osa kyseisessä mädätettävässä aineessa ole-5 vista epäpuhtauksista, esim. muoviosat, nousevat kuplien mukana lietteen pinnalle, josta ne voidaan erikseen erottaa.4 81774 1 The gas line 8c is rotated by a mixing motor 6. The gas flotation member 8b attached to the gas line 8c rotates inside the reactor 3 and through the nozzle openings 8b 'the biogas is bubbled into the organic digestible material. In this case, some of the impurities in the digestible substance in question, e.g. plastic parts, rise with the bubbles on the surface of the slurry, from which they can be separately separated.

Kaasunjohtoputkeen 8c, jota pyöritetään sekoitusmoottorilla 6, on kytketty sedimentaatioyksikön 8 kaasuflotaatioelin 8b ja sekoituselimet 10 8d ja 8d' .Connected to the gas line 8c, which is rotated by the mixing motor 6, the gas flotation member 8b of the sedimentation unit 8 and the mixing members 10dd and 8d 'are connected.

Kaasuflotaatioelin 8b sijaitsee olennaisesti syöttöputken 1 tuloaukon la yläpuolella. Reaktorin 3 pohjaosa 3a on edullisesti kartiomainen ja kyseisen kartiokkaan osan seinäpinnat 3ax ovat olennaisesti alempien sekoi-15 tuslimien 8d' suuntaisia. Raskaat partikkelit, kuten lasinsirut ja vastaavat, laskeutuvat laskeutusosaan 7 ja laskeutusosan 7 lietteenpoisto-pumpun 7b avulla voidaan kyseiset epäpuhtaudet poistaa edelleen reaktorista 3 ulostulon 12' kautta. Flotaatioelimen 8b suutinaukkojen 8b' yläpuolella reaktorissa 3 sijaitsee ulostulo 12", jonka kautta voidaan pois-20 taa reaktorista 3 mädätettyä jäteainetta edelleen poiskuljetusta ja hyväksikäyttöä varten. Aivan reaktorin yläosassa lietteen yläpinnan C tuntumassa sijaitsee poistoaukko 12"', jonka kautta voidaan poistaa lietteen yläosaan kerrostunut epäpuhtausfraktio. Ylempien fraktioiden poistoaukot 12" ja 12"' liittyvät kanavaan 13a ja pohjimmaisen fraktion ulostuloaukko 25 12' liittyy kanavaan 13b, jotka kanavat liittyvät edelleen yhteiseen ulostuloputkeen 13c.The gas flotation member 8b is located substantially above the inlet opening 1a of the supply pipe 1. The bottom part 3a of the reactor 3 is preferably conical and the wall surfaces 3ax of said conical part are substantially parallel to the lower mixing fins 8d '. Heavy particles, such as glass shards and the like, settle in the settling section 7, and by means of the sludge removal pump 7b of the settling section 7, these impurities can be further removed from the reactor 3 via the outlet 12 '. Above the nozzle openings 8b 'of the flotation member 8b in the reactor 3 there is an outlet 12 "through which the digested waste from the reactor 3 can be discharged for further removal and utilization. contaminants fraction. The outlets 12 "and 12" 'of the upper fractions are connected to the channel 13a and the outlet 25 12' of the bottom fraction is connected to the channel 13b, which channels are further connected to a common outlet pipe 13c.

Keskimmäisen fraktion ulostuloaukon 12" jälkeen on ulostulokanavaan järjestetty venttiili 14" ja ylimmäisen fraktion ulostuloaukon 12"' jälkeen 20 on järjestetty siihen liittyvään kanavaosaan venttiili 14"'. Kyseisiä venttiilejä vuorottaisesti avaamalla voidaan poistaa haluttu fraktio kanavaa 13a ja edelleen kanavaa 13c pitkin mädätetyn orgaanisen aineen poistuessa edullisesti painovoiman avulla reaktorista 3.A valve 14 "is arranged in the outlet channel after the outlet opening 12" of the middle fraction and a valve 14 "'is arranged in the associated channel part after the outlet opening 12"' of the upper fraction. By opening these valves alternately, the desired fraction can be removed along the channel 13a and further along the channel 13c, the decomposed organic matter preferably leaving the reactor 3 by gravity.

35 Kuviossa 2 on esitetty keksinnön toinen edullinen suoritusmuoto. Kyseinen suoritusmuoto poikkeaa kuvion 1 suoritusmuodosta siinä, että reaktori 3 käsittää pystysuuntaisen ainakin kaksiosaisen akselin 15. KuvionFigure 2 shows another preferred embodiment of the invention. This embodiment differs from the embodiment of Figure 1 in that the reactor 3 comprises a vertical shaft of at least two parts.

IIII

5 81774 1 suoritusmuodossa käsittää akseli ensimmäisen akseliosuuden 15a ja toisen akseliosuuden 15b. Akseliosuudet on liitetty päistään toisiinsa päittäis-laakeroinnilla 16. Ainakin alin akseleista on sellainen, että sen kautta voidaan tuoda kuviossa 1 esitetyllä tavalla biokaasu kaasuflotaatioeli-5 meen 8b. Edullisesti akseli 15a on ontto putki. Ylintä akselia 15b pyörittää moottori 17 ja vastaavasti alinta akselia moottori 6. Ylin akseli käsittää ohjauslavat 10a ja 10b, jotka sekoittavat lietettä. Moottorit voivat pyörittää akseleita 15a ja 15b eri suuntiin, jolloin tehostetaan ns. sedimentaatiotapahtumaa. Siivekkeiden 10a ja 10b päädyt on sovitettu Ίq edullisesti tasoon, jossa ne kulkevat poistoaukkojen 12" ja 12'" ohi ja estävät siten poistoaukkoja tukkeutumasta. Sama moottori voi pyörittää molempia akseleita 15a ja 15b ja vaihteiston välityksellä myös eri suuntaan. Venttiili 14" on sovitettu avamaan ja sulkemaan poistoaukkoa 12" ja venttiili 14'" on sovitettu avaamaan ja sulkemaan ylintä poistoaukkoa 15 12'"·In the embodiment, the shaft comprises a first shaft portion 15a and a second shaft portion 15b. The shaft sections are connected to each other at their ends by an end-bearing 16. At least the lowest of the shafts is such that biogas can be introduced into the gas flotation element 8b as shown in Fig. 1. Preferably, the shaft 15a is a hollow tube. The upper shaft 15b is rotated by a motor 17 and the lower shaft by a motor 6. The upper shaft comprises guide vanes 10a and 10b which mix the sludge. The motors can rotate the shafts 15a and 15b in different directions, thus enhancing the so-called sedimentaatiotapahtumaa. The ends of the vanes 10a and 10b are preferably arranged Ίq in a plane where they pass past the outlets 12 "and 12 '" and thus prevent the outlets from clogging. The same motor can rotate both shafts 15a and 15b and also in different directions via the gearbox. Valve 14 "is adapted to open and close the outlet 12" and valve 14 '"is adapted to open and close the uppermost outlet 15 12'" ·

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön kolmas edullinen suoritusmuoto, jossa aivan astian yläosaan on sijoitettu erillinen moottorilla 18 pyöritettävä siiveke 19. Moottori 18 on sovitettu aivan reaktorin 3 yläosaan reak-2Q torin vaipan yläpinnalle ja se on sovitettu pyörittämään siivekkeen 19 • : akselia 19'. Siivekkeen 19 tasossa sijaitsee poistoaukko 20, jonka kautta poistetaan flotaation mukana pinnalle kertyneet epäpuhtaudet, esim. muovit ja muut kevyet rakenneosat.Figure 3 shows a third preferred embodiment of the invention, in which a separate motor-rotatable vane 19 is arranged at the very top of the vessel. The motor 18 is arranged at the top of the reactor 3 on the upper surface of the reactor jacket and is adapted to rotate the vane shaft 19 '. In the plane of the wing 19 there is an outlet opening 20, through which impurities accumulated on the surface with the flotation, e.g. plastics and other light structural parts, are removed.

25 Reaktorin 3 keskeisessä lieteosassa A on kuviossa esitetysti kaksi erillistä poistoaukkoa 21 ja 22. Lisäksi on reaktorin 3 alaosassa raskaiden laskeutumapartikkelien poistoaukko 23. Näin ollen kuvion suoritusmuodon reaktorissa voidaan reaktorista 3 ulos ottaa neljä eri fraktiota. Alimmainen fraktio käsittäen laskeutusosaan 7 kertyneet painavat epäpuhtaudet 3Q poistetaan poistoaukon 23 kautta. Eri mädätysvaiheessa olevaa lietettä voidaan poistaa poistoaukkojen 21 ja 22 kautta ja ylimmästä poistoaukosta - 20 voidaan astiasta erottaa pois lieteosan pinnalle kertyneet epäpuh taudet. Poistoaukon 22 yhteyteen on sovitettu venttiili 26 ja poisto-aukon 21 yhteyteen on sovitettu venttiili 25. Poistoaukon 20 yhteyteen on 35 vastaavasti sovitettu venttiili 24 sekä poistoaukon 23 yhteyteen venttii-· li 28 kanavaan 13b. Kanava 13a käsittää lisäksi alaosassaan venttiilin 27.The central slurry section A of the reactor 3 has two separate outlets 21 and 22, as shown in the figure. In addition, the lower part of the reactor 3 has an outlet 23 for heavy settling particles 23. Thus, four different fractions can be taken out of the reactor 3 in the reactor of the figure. The lowest fraction comprising the heavy impurities 3Q accumulated in the settling section 7 is removed through the outlet 23. The sludge in the different digestion stages can be removed through the outlets 21 and 22 and the impurities accumulated on the surface of the sludge section can be separated from the top outlet - 20. A valve 26 is arranged in connection with the outlet opening 22 and a valve 25 is arranged in connection with the outlet opening 21. A valve 24 is arranged in connection with the outlet opening 20, respectively, and a valve 28 is connected to the outlet opening 23 in the channel 13b. The channel 13a further comprises a valve 27 at its lower part.

6 81 774 1 Kuviossa 4 on esitetty keksinnön neljäs edullinen suoritusmuoto sivultapäin ja kaaviomaisena esityksenä. Kuvion suoritusmuodossa käsittää reaktori 3 ensimmäisen pohjimmaisen kartiomaisen alaspäin kapenevan seinämä-osuuden 30 ja toisen kartiomaisen seinämäosuuden 31, joiden kartio-osuuk-5 sien välissä on suoran sylinterimäisen vaippapinnan käsittävä osuus 3b. Ensimmäisen kartio-osuuden 30 alapuolella on sylinterimäisen vaippapinnan 29 sisäänsä sulkema alin biokaasureaktorin säiliön 3 osa, joka sisältää flotaatioelimen 8b ja akselin 8c pyörittämät sekoituselimet eli siivekkeet 8d. Flotaatioelin 8b biokaasun suuntinaukkoineen 8b' sijaitsee olen-10 naisesti säiliön 3 osien 29 ja 30 liittymäkohdan läheisyydessä.6 81 774 1 Figure 4 shows a fourth preferred embodiment of the invention from the side and in a schematic representation. In the embodiment of the figure, the reactor 3 comprises a first basic conical downwardly tapering wall portion 30 and a second conical wall portion 31, between the conical portions 5 of which there is a portion 3b comprising a straight cylindrical jacket surface. Below the first conical section 30 there is a lower part of the biogas reactor tank 3 enclosed by a cylindrical jacket surface 29, which contains mixing elements or vanes 8d rotated by a flotation member 8b and a shaft 8c. The flotation member 8b with the biogas directional openings 8b 'is located substantially in the vicinity of the junction of the parts 29 and 30 of the tank 3.

Säiliön 3 yläosa käsittää toisen kartiomaisen osan 31 yläpuolella suoran sylinterivaippapinnan omaavan ylimmän osan 32, joka sulkee sisäänsä akselin 33 ja siihen liittyvät moottorin 36 ja akselin 33 pyörittämät siivek-15 keet 34 ja 35, joiden päädyt on sovitettu edullisesti kulkemaan säiliö-osasta 32 ulosjohtavien fraktioiden poistoaukkojen 37 ja 38 ohi, jolloin siivekkeet estävät poistoaukkoja 37 ja 38 tukkeutumasta. Fraktioiden poistoaukkojen 37 ja 38 kanavien yhteyteen on sovitettu venttiilit 39 ja 40, joita avaamalla ja sulkemalla voidaan poistaa haluttu fraktio kanavaa 2Q 13a pitkin.The upper part of the container 3 comprises, above the second conical part 31, an upper part 32 with a straight cylindrical jacket surface, which encloses the shaft 33 and associated motor-driven wings 34 and 35, the ends of which are preferably adapted to pass through fractions leading from the container part 32. past the outlets 37 and 38, whereby the vanes prevent the outlets 37 and 38 from clogging. Valves 39 and 40 are arranged in connection with the channels of the fraction outlets 37 and 38, by opening and closing of which the desired fraction can be removed along the channel 2Q 13a.

Säiliö 3 käsittää osan 29 alapuolella laskeutusosan 7 ja siitä poisto-kanavan 13b, jonka kautta sylinterillä 7b ja muulla toimilaitteella poistetaan fraktio paineella.Below the part 29, the tank 3 comprises a settling part 7 and an outlet channel 13b, through which the fraction is removed by pressure by means of a cylinder 7b and another actuator.

2525

Biokaasun kierto kanavia 4 ja 4b pitkin voi olla vastaavanlainen kuin aiemmissa suoritusmuodoissa. Osa biokaasuista siis viedään flotaatio-elimeen 8b kanavaa 4b pitkin.The circulation of biogas along channels 4 and 4b may be similar to that in the previous embodiments. Thus, some of the biogas is introduced into the flotation member 8b along the channel 4b.

30 3530 35

IIII

Claims (7)

1. Reaktor för produktion av biogas, vilken reaktor innefattar en lod-rät reaktor (3), ett matningsrör (1) för organiskt ämne som ska rötas 5 och ett utloppsrör (4) för biogasen, ätminstone tre utloppsöppningar (7,12",12"') för fraktioner av organiskt ämne som ska rötas eller par-tiklar som kömmit med detta samt blandningsanordningar innanför reak-torn (3) för det organiska ämnet som ska rötas, känneteck-n a d därav, att reaktorn för produktion av biogas innefattar ett 10 roterbart gasrotationsorgan (8b), som är anordnat i den undre delen av reaktorskärlet (3) ovanför ingängsöppningen (la) av matningsröret (1) för restämnet och gravitationsseparationen är anordnad att ske nedanom flotationsdelen (8b), fördelaktigt i ifrägavarande undre del, under det att blandningsorganen (8d) befrämjar separationen. 15A biogas production reactor comprising a vertical reactor (3), a feedstock (1) for organic matter to be digested, and an outlet pipe (4) for the biogas, at least three outlet openings (7.12 ", 12 '') for fractions of organic matter to be digested or particles resulting therefrom and mixing devices within the reactor (3) for the organic substance to be digested, characterized in that the reactor for the production of biogas comprises a rotatable gas rotation means (8b) arranged in the lower part of the reactor vessel (3) above the entrance opening (1a) of the feed tube (1) for the residual blank and the gravitational separation is arranged below the flotation part (8b), advantageously in the lower part, while mixing means (8d) promote separation. 15 1 Patentkrav 9 817741 Patent Claim 9 81774 2. Reaktor enligt patentkrav 1, kännetecknad därav, att reaktorn innefattar en axel i den undre delen av reaktionskärlet (3) som bringar gasflotationsorganet (8b) att rotera, via vilken axel man fördelaktigt ocksä inför biogas via gasflotationsorganet, varvid bioga- 20 sen fördelas via munstyckesöppningar (8b') genom att bringa flotation-: .· sorganet (8b) att röra sig i det organiska ämnet som ska rötas.Reactor according to claim 1, characterized in that the reactor comprises an axis in the lower part of the reaction vessel (3) which causes the gas flotation means (8b) to rotate, via which axis it is also advantageously introduced for biogas via the gas flotation means, whereby the biogas is distributed. via nozzle openings (8b ') by causing the flotation: the organ (8b) to move in the organic substance to be digested. ’ : : 3. Reaktor enligt patentkrav 1 eller 2 för produktion av biogas, kännetecknad därav, att reaktorn (3) innefattar ätminstone 25 en utloppsöppning (12") för restämne i mittdelen (A) av reaktorn (3), varvid man via utloppsöppningen (12") vid behov leder restämne tili utloppsröret (13a,13c), fördelaktigt med hjälp av tyngdkraften, genom öppning och tillslutning av en ventil (14") som anordnats efter utloppsöppningen (12"). 303. A reactor according to claim 1 or 2 for the production of biogas, characterized in that the reactor (3) comprises at least one outlet opening (12 ") for residual material in the middle part (A) of the reactor (3), whereby via the outlet opening (12 "), if necessary, a residual lead into the outlet tube (13a, 13c), advantageously by gravity, by opening and closing a valve (14") arranged after the outlet opening (12 "). 30 '···* 4. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav för produktion av biogas, kännetecknad därav, att reaktorn innefattar en .·. utloppsöppning (12"',20,37) för fraktionen som lagrats upp i den övre .···, delen av restmassan vilken öppning anordnats i kontakt med den Övre • - 35 ytan av restämnet och en ventil (14"',24,39) som anordnats i förbindel- se med denna öppning, varvid man genom öppning av ventilen (14"',24,39) 10 81 774 1 kan leda ifrägavarande fraktion ut fran reaktorn (3).4. Reactor according to any preceding claim for the production of biogas, characterized in that the reactor comprises one. outlet port (12 "', 20.37) for the fraction stored in the upper. ···, the portion of the residual mass which aperture is provided in contact with the upper surface of the residue and a valve (14"', 24, 39) arranged in connection with this opening, whereby by opening the valve (14 ", 24,39), the relevant fraction can be led out of the reactor (3). 5. Reaktor enligt nagot av ovanstäende patentkrav för produktion av biogas, kännetecknad därav, att anläggningen innefattar 5 ett förgreningsrör (4b) som ansluter sig tili utloppsröret (4) för biogasen, via vilket förgreningsrör man fördelaktigt leder en del av biogasen som pumpats av pumpanordningen (5) tili gasflotationsorganet (8b).5. A reactor according to any of the above claims for the production of biogas, characterized in that the plant comprises a manifold (4b) which connects to the outlet pipe (4) for the biogas, through which manifold is advantageously fed a portion of the biogas pumped by the pump device. (5) to the gas flotation means (8b). 6. Reaktor enligt patentkrav 1 för produktion av biogas, k ä n n e -t e c k n a d därav, att reaktorn innefattar en lodrät axel, som innefattar ätminstone tvä delar (15a,15b), vars ändar lagrats mot varandra och vilka axlar kan bringas att rotera oberoende av varandra.6. A reactor according to claim 1 for the production of biogas, characterized in that the reactor comprises a vertical shaft comprising at least two parts (15a, 15b), the ends of which are arranged against each other and which shafts can be rotated independently of each other. 7. Reaktor enligt nägot av föregäende patentkrav för produktion av biogas, kännetecknad därav, att reaktorn innefattar ett tvärroder (10a,19,34) som sveper over den övre delen av restmassan, vilket roder är anordnat att förflytta föroreningar, som kömmit och lagrats upp i den övre delen av slammet, via utloppsöppningen 20 (2"',20,37) ut frän reaktorn (3). 25 30 35 II7. Reactor according to any of the preceding claims for the production of biogas, characterized in that the reactor comprises a transverse rudder (10a, 19,34) which sweeps over the upper part of the residual mass, which rudder is arranged to move contaminants that have been cooled and stored. in the upper part of the sludge, via the outlet opening 20 (2 ", 20.37) out of the reactor (3).
FI872943A 1987-07-03 1987-07-03 Reactor designed to generate biogas FI81774C (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI872943A FI81774C (en) 1987-07-03 1987-07-03 Reactor designed to generate biogas
PCT/FI1988/000101 WO1989000151A1 (en) 1987-07-03 1988-06-23 Reactor for producing biogas

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI872943 1987-07-03
FI872943A FI81774C (en) 1987-07-03 1987-07-03 Reactor designed to generate biogas

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI872943A0 FI872943A0 (en) 1987-07-03
FI872943A FI872943A (en) 1989-01-04
FI81774B FI81774B (en) 1990-08-31
FI81774C true FI81774C (en) 1990-12-10

Family

ID=8524759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872943A FI81774C (en) 1987-07-03 1987-07-03 Reactor designed to generate biogas

Country Status (2)

Country Link
FI (1) FI81774C (en)
WO (1) WO1989000151A1 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI93002C (en) * 1992-03-17 1996-01-03 Outokumpu Ecoenergy Oy Method and apparatus for preparing a mixture to be fed to an anaerobic bioreactor
GB2333771A (en) * 1998-01-28 1999-08-04 William Richard Butterworth Treating bio-degradable waste material
WO2002094978A2 (en) * 2001-05-22 2002-11-28 Xaver Lipp Device and method for fermenting organic substances
DE602007013218D1 (en) * 2007-08-03 2011-04-28 Acea Pinerolese Ind S P A Reactor for the anaerobic production of biogas from pretreated wet waste and stirring process in such a reactor
GB2457681B (en) * 2008-02-21 2013-02-27 Farm Renewable Enviromental Energy Ltd A gas actuated mixing system
CN103517979A (en) * 2011-03-28 2014-01-15 伦博泰克环境解决方案2010有限公司 An apparatus for waste separation
JP7319185B2 (en) * 2019-12-18 2023-08-01 株式会社クボタ Fermentation processing equipment
JP7324702B2 (en) * 2019-12-26 2023-08-10 株式会社クボタ Fermentation processing equipment

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE852378C (en) * 1949-06-28 1952-10-13 Walter Dr Eggersgluess Method and device for the destruction and application of floating sludge layers in septic tanks
US2777815A (en) * 1953-06-08 1957-01-15 Chicago Pump Co Sewage digestion process
CH628007A5 (en) * 1978-12-22 1982-02-15 Francois Pfulg Apparatus anaerobic fermentation of organic matter in water release for methane production.
AU528945B2 (en) * 1979-02-06 1983-05-19 James Hardie & Coy Pty Limited Methane generator
FR2498589B1 (en) * 1981-01-28 1985-02-15 Sgn Soc Gen Tech Nouvelle ANAEROBIC TRIMMER WITH TRIM
GB2140402B (en) * 1983-05-23 1987-05-28 Biosystem E Ab Plant for processing organic material

Also Published As

Publication number Publication date
FI872943A0 (en) 1987-07-03
FI872943A (en) 1989-01-04
WO1989000151A1 (en) 1989-01-12
FI81774B (en) 1990-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2346788B1 (en) Settling device, purifier comprising a settling device and methods for anaerobic or aerobic purification of waste water
FI81774C (en) Reactor designed to generate biogas
CN101370739B (en) Process and reactor for anaerobic waste water purification
SE467923B (en) PLANT AND PROCEDURE FOR WASTE WASTE CLEANING
CN102603055A (en) Membrane bioreactor (mbr) and moving bed bioreactor (mbbr) configurations for wastewater treatment system
CN1323343A (en) Photobioreactor
MX2012002707A (en) Combined bioreactor for the treatment of waste water, by means of anaerobic, aerobic and anoxic processes of degradation of organic matter with zone separator system and collection of biogases, scum and sludge.
WO2009114206A2 (en) Method to remove algae from eutrophic water
CN101411951B (en) Water-oil separating system and method using centrifugation, gravitation, expansion composite principle
US20170175062A1 (en) Method and system for harvesting micro organisms
US3627136A (en) Arrangement for biological cleaning of organically polluted liquids composed of building units
JPS59156500A (en) Biochemical reaction apparatus
US20170211808A1 (en) Reactor for hydrothermal carbonization with optimized mixture of sludge and steam
US7438809B2 (en) Single-cell mechanical flotation system
CN105753147A (en) Controllable double-circulation anaerobic reactor and application
US20180054987A1 (en) Mobile Climate Controlled Indoor Algae Farm
CN102933506A (en) Method and device for biological wastewater purification
KR102206214B1 (en) Scum removal device for water treatment
US20090057234A1 (en) Method for making brown grease
CN206751600U (en) A kind of aerobic/anaerobic active sludge biological method sewage-treatment plant
CN113045125A (en) High standard combined sewage treatment device
US4526685A (en) Waste water treatment plant
RU2620974C1 (en) Bioreactor for wastewater treatment
CN206736012U (en) Domestic sewage processing system
DE19621156A1 (en) Sewage treatment plant for the treatment of water

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: OUTOKUMPU OY

MA Patent expired