PL210706B1 - Urządzenie do beztlenowej fermentacji i sposób beztlenowej fermentacji materiałów - Google Patents
Urządzenie do beztlenowej fermentacji i sposób beztlenowej fermentacji materiałówInfo
- Publication number
- PL210706B1 PL210706B1 PL376953A PL37695303A PL210706B1 PL 210706 B1 PL210706 B1 PL 210706B1 PL 376953 A PL376953 A PL 376953A PL 37695303 A PL37695303 A PL 37695303A PL 210706 B1 PL210706 B1 PL 210706B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- acidifier
- materials
- acidified
- liquid
- pipeline
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
- C12M33/14—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/006—Regulation methods for biological treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/28—Anaerobic digestion processes
- C02F3/286—Anaerobic digestion processes including two or more steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/02—Means for pre-treatment of biological substances by mechanical forces; Stirring; Trituration; Comminuting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M45/00—Means for pre-treatment of biological substances
- C12M45/06—Means for pre-treatment of biological substances by chemical means or hydrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/24—Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/40—Liquid flow rate
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel 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)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do beztlenowej fermentacji i sposób beztlenowej fermentacji materiałów, stosowane do przerobu na biogaz odpadów organicznych, np. powstających w browarach lub zakładach produkujących soki owocowe.
Urządzenia i sposoby beztlenowej fermentacji są opisane w publikacji patentowej DE-19804007. Opisano tam obróbkę płynu zawierającego organiczne odpady, z którego podczas fermentacji otrzymuje się gaz. Praktycznie określono średni czas przebywania płynnych organicznych substancji w strefie zakwaszania na około 15 godzin a czas całego procesu na około 30 godzin. Po upływie 15 godzin substancje organiczne są wystarczająco zakwaszone i można je transportować do fermentora bez obawy, że konieczne będzie dalsze dokwaszenie w fermentorze, co byłoby bardzo niekorzystne dla procesu fermentacji na skutek wywołanego przez niskie pH niszczenia bakterii produkujących metan. Zwykle przy zakwaszaniu pH wynosi 6,0 lub mniej. Zakwaszanie służy rozłożeniu skomplikowanych związków węgla, ponieważ fermentacyjne bakterie mogą przetwarzać tylko proste związki węgla.
Podczas fermentacji wydziela się biogaz, który jest mieszaniną metanu i dwutlenku węgla, i moż na go stosować , jako ź ródł o energii do spalania.
Ponadto, znane są reaktory, w których wykonuje się łącznie oba etapy, to jest najpierw zakwaszanie a następnie fermentację i wydzielanie biogazu. W tego typu reaktorach stałe i o konsystencji pasty materiały są zwykle niedokwaszone ze względu na zbyt krótki czas zakwaszania przed rozpoczęciem fermentacji.
Wody pobrowarniane, np. z procesów mycia, zawierają dużo organicznych materiałów, tak jak drożdże, wysłodziny browarnicze, ziarna. W fabrykach soków owocowych powstają również wytłoczyny z pras, tak jak skórki i cząstki łupin, które nie wchodzą do obiegu ścieków. Przy produkcji tego typu lub podobnej, gdzie występują zarówno płynne organiczne odpady jak i stałe organiczne pozostałości, zwykle stosuje się dwa niezależne reaktory, gdyż czas zakwaszania obu rodzajów pozostałości dla przygotowania ich do procesu fermentacji jest niekompatybilny. Taki układ powoduje wzrost kosztów i skomplikowanie procesu.
W publikacji patentowej DE-19937876 A1 opisano sposób biologicznej konwersji organicznych materiałów do metanowego gazu, w którym uzyskano większą wydajność przez zwiększenie stabilizacji systemu produkcyjnego. Na skutek zatrzymywania organicznych związków przez półprzepuszczalną membranę, czas przebywania organicznych komponentów w reaktorach nie jest sprzężony z czasem przebywania płynu, dzięki czemu uzyskuje się lepszy rozwój bakterii.
W opisie patentowym US-2,064,529 ujawniono urządzenie i sposób przeróbki ś cieków kanalizacyjnych na biogazy. Urządzenie ma dwa fermentory połączone kanałem przelewowym, umieszczonym u dołu fermentorów. Ścieki doprowadza się do pierwszego fermentora, z którego nadmiar ścieków przepływa kanałem przelewowym do drugiego fermentora i tak poziom ścieków w pierwszym fermentorze jest zawsze stały.
Opis patentowy US-5,015,384 dotyczy sposobu beztlenowego roztwarzania materiałów odpadowych zawierających substancje stałe. Wypływające z reaktora medium poddaje się flotacji, w której oddziela się biomasę i zawraca ją do reaktora.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie takiego urządzenia i sposobu które są tańsze i prostsze, w których można wytwarzać biogaz zarówno z płynnych jak i stałych materiałów organicznych.
Urządzenie do beztlenowej fermentacji materiałów organicznych, płynnych i stałych mające zakwaszalnik do zakwaszania materiałów płynnych i stałych, fermentory do fermentacji zakwaszonych materiałów organicznych, płynnych i stałych, połączone urządzeniami przesyłowymi do transportowania materiałów z zakwaszalnika do fermentorów charakteryzuje się tym, że zakwaszalnik zawiera elementy oddzielające wystarczająco zakwaszone materiały od niedokwaszonych materiałów, zamontowane na urządzeniach przesyłowych transportujących wystarczająco zakwaszone materiały z zakwaszalnika do fermentorów, a urządzenia przesyłowe stanowią rurociągi i pompy połączone z urządzeniem sterującym. Elementy oddzielające korzystnie obejmują mieszadło, sito i urzą dzenie flotacyjne.
Korzystnie urządzenia przesyłowe stanowią rurociągi i pompa odprowadzająca wystarczająco zakwaszone materiały z zakwaszalnika.
Korzystnie króciec ssący rurociągu jest umieszczony w górnej części zakwaszalnika.
Korzystnie element sterujący jest umieszczony między pompą a napędami mieszadeł.
Korzystnie na króćcu ssącym rurociąg ma sito.
PL 210 706 B1
Korzystnie element oddzielający stanowi urządzenie flotacyjne składające się z pompy, rurociągu i otworów doprowadzających gaz, a rurociąg jest umieszczony w dolnej części zakwaszalnika.
Korzystnie element sterujący steruje uruchamianiem pompy wywołującej flotację i pompy odprowadzającej.
Korzystnie urządzenie obejmuje dodatkowe urządzenie do mechanicznej obróbki wstępnie rozdrabniające co najmniej część materiałów stałych.
Przedstawiono także sposób beztlenowej fermentacji materiałów płynnych i stałych obejmujący etapy: zakwaszania, w którym materiały płynne i stałe zakwasza się w zakwaszalniku, transportowania materiałów płynnych z zakwaszalnika do fermentorów, i fermentowania zakwaszonych materiałów w fermentorach, charakteryzują cy się tym, ż e przed transportowaniem materiał u pł ynnego z zakwaszalnika do fermentorów oddziela się zakwaszone materiały od niedokwaszonych materiałów, i niedokwaszone materiały pozostawia się w zakwaszalniku.
Korzystnie oddzielanie prowadzi się przez sedymentację w zakwaszalniku a zakwaszone materiały płynne pobiera się z góry zakwaszalnika.
Korzystnie podczas transportowania zakwaszonych materiałów płynnych przepuszcza się je przez sito.
Korzystnie oddzielanie prowadzi się przez flotację w zakwaszalniku i pobiera się frakcję zakwaszonych materiałów z dolnej części zakwaszalnika.
Korzystnie co najmniej część materiału stałego poddaje się wstępnej obróbce przez mechaniczne rozdrabnianie przed doprowadzeniem go do zakwaszalnika.
Jak opisano powyżej, urządzenie według niniejszego wynalazku ma urządzenia przesyłowe tak zlokalizowane i powiązane ze sobą aby do fermentacji były transportowane tylko materiały zakwaszone. Materiały jeszcze niedokwaszone, zwykle cząstki zdrewniałe, są zawracane do zakwaszalnika celem dokwaszenia.
Zgodnie z wynalazkiem, tylko zakwaszone materiały są transportowane z zakwaszalnika do fermentora.
W ten sposób możliwe jest dodawanie do jednego zakwaszalnika zarówno płynnych, dobrze rozpuszczalnych materiałów, jak i stałych lub o konsystencji pasty, gorzej rozpuszczalnych materiałów, a następnie transportowane do fermentora tylko zakwaszonych materiałów.
Dla selektywnego transportowania materiałów o różnej charakterystyce oddziela się zakwaszone materiały od jeszcze niedokwaszonych materiałów.
Na przykład, gdy zakwaszone stałe, lub o konsystencji pasty, materiały są już namoknięte roztworem kwasu, rozpuszczone i upłynnione, to niedokwaszone stałe materiały są zwykle gruboziarniste i sedymentują w pobliżu dna reaktora. W ten sposób rozdzielanie można prowadzić na sitach i oddzielać materiały niedokwaszone, gdy materiały płynne przechodzą przez sito.
Ponadto stwierdzono, że niedokwaszone stałe pozostałości gromadzą się w dolnej części zakwaszalnika, jeśli przerywa się bełtanie lub mieszanie zawartości. Oznacza to, że po wyłączeniu bełtania lub mieszania, które zwykle wykonuje się w zakwaszalniku, niedokwaszone materiały zgromadzą się w jego dolnej części, a materiały zakwaszone zgromadzą się w jego górnej części tak, że ich oddzielanie następuje poprzez pobranie z zakwaszalnika górnej frakcji materiałów i przesłanie jej do fermentora.
Ponadto stwierdzono, że w procesie flotacji, np. podczas wdmuchiwania powietrza lub gazu od dna zakwaszalnika, cząstki stałe pęcznieją i wypływają na powierzchnię tak, że łatwo można oddzielić jeszcze niedokwaszone materiały od materiałów zakwaszonych, i z dolnej części zakwaszalnika odebrać płynny materiał zakwaszony.
W korzystnym wykonaniu z użyciem bardzo grubych materiałów, takich jak wytłoczyny, ziarna lub podobne, stosuje się obróbkę wstępną, korzystnie mechaniczne rozdrabnianie w rębarce lub młynie, czy podobnym rozdrabniaczu. Taka obróbka ułatwia rozpuszczanie stałych materiałów w zakwaszalniku.
Korzystne wykonanie urządzenia i sposobu według wynalazku jest objaśniane na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok w perspektywie urządzenia według wynalazku;
fig. 2 przedstawia urządzenie według wynalazku w schematycznym przekroju;
fig. 3 przedstawia inne wykonanie wynalazku w schematycznym przekroju, a fig. 4 przedstawia schematyczny przekrój dalszego wykonania wynalazku.
Na fig 1 pokazano urządzenie do zakwaszania i beztlenowej fermentacji materiałów. Urządzenie ma zakwaszalnik 2, fermentor główny 3a i fermentor lekko obciążony 3b oraz osadnik 4. Celem przeprowadzenia beztlenowej fermentacji, fermentor główny 3a i fermentor lekko obciążony 3b są
PL 210 706 B1 przykryte impregnowanym brezentem dla gromadzenia i magazynowania wydzielającego się gazu, co dla uproszczenia nie zostało pokazane na fig. 1. Tym impregnowanym brezentem może być również przykryty zakwaszalnik 2, na przykład wtedy gdy prowadzi się w nim flotację wdmuchiwanym świeżym, lub cyrkulującym, gazem (nie pokazano).
Pomiędzy zakwaszalnikiem 2 i fermentorem głównym 3a jest umieszczona przegroda 17, a pomiędzy fermentorem głównym 3a i fermentorem lekko obciążonym 3b jest umieszczona podwójna przegroda 18 i również pomiędzy fermentorem lekko obciążonym 3b i osadnikiem 4 jest zamocowana przegroda 19 w sposób stały lub ruchomy. Wzdłuż zakwaszalnika 2 są zamocowane elementy oddzielające w postaci mieszadeł 7 z napędami 6 do mieszania zawartości zakwaszalnika. Napędy 6 mieszadeł 7 uruchamiane są przez element sterujący 14 poprzez sygnały przesyłane liniami przesyłowymi 15. Poprzez linię przesyłową 16, element sterujący 14 jest również połączony z pompą 5c, która przepompowuje roztwór z zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a poprzez rurociągi 5b i 5a. W tym celu koniec dyszy ssącej /króciec ssący/ rurociągu 5b jest umieszczony w górnej części zakwaszalnika 2, np. powyżej połowy jego wysokości. Fermentor główny 3a i fermentor lekko obciążony 3b mogą mieć niepokazane przegrody. Podwójna przegroda 18 pomiędzy fermentorem głównym 3a i fermentorem lekko obciążonym 3b jak również przegroda 19 pomiędzy fermentorem lekko obciążonym 3b a osadnikiem 4, mogą mieć przesyłowe porty 20 lub przelewy, poprzez które zawarto ść z jednej komory może przemieszczać się do następnej komory.
Podstawa urządzenia pokazanego na fig. 1 może być zbudowana w gruncie, czego dla uproszczenia nie pokazano na rysunku.
Jakkolwiek pokazane na fig. 1 zakwaszalnik 2, fermentory 3a i 3b oraz osadnik 4 mają wspólną podstawę to mogą one być wykonane indywidualnie w kształcie wanien lub okrągłych zbiorników.
Na fig. 2 pokazano widok przekroju urządzenia 1 przedstawionego na fig. 1, w którym przykrycie 13 z impregnowanego brezentu przykrywa fermentor główny 3a i fermentor lekko obciążony 3b. Pod przykryciem 13 może gromadzić się produkowany biogaz tak, że impregnowany brezent wybrzusza się w sposób pokazany na fig. 2.
Na fig. 2 schematycznie pokazano doprowadzenie materiału płynnego A przez rurociąg 8 i materiału stałego przez rurociąg 9 lub podajnik, oraz alternatywnie doprowadzenie do materiału stałego B materiałów po obróbce wstępnej w urządzeniu 25. Materiał płynny A normalnie jest doprowadzany poprzez rurociąg, a materiał stały B może być doprowadzany przenośnikiem taśmowym, lub dozownikiem, ze zbiornika. Jeśli materiał stały B jest dostępny w postaci pasty lub pęczniejącej masy, to również może być doprowadzany rurociągiem 9. Na fig. 2 pokazano możliwość doprowadzania materiału po wstępnej obróbce w urządzeniu 25 razem ze materiałem stałym B.
Na fig.3 pokazano inne wykonanie urządzenia 1 przedstawionego na fig. 1. W tym wykonaniu elementem oddzielającym jest sito 12 umieszczone na króćcu ssącym rurociągu 5b, którym transportuje się roztwór z zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a. W tym rozwiązaniu sito 12 jest umieszczone na wysokości środkowej części zakwaszalnika 2, przy czym może ono być umieszczone powyżej lub poniżej środka wysokości zakwaszalnika 2. Sito 12 ma zwymiarowane oczka tak, że cząstki niedokwaszone nie przechodzą przez sito i zostają zatrzymane w zakwaszalniku 2. Zamiast rurociągu 5b i sita 12 jako element oddzielający można zastosować sito lub zębatkę w przepływie spływowym z automatycznie zamykanym zaworem, przez który materiał z zakwaszalnika 2 może przepływać do fermentora głównego 3a. Tego typu przepływ spływowy może być umieszczony na górnym końcu przegrody 17 i może mieć zamknięcie. Opisany przepływ spływowy może również być umieszczony w środku lub w dolnej części przegrody 17.
Jako element oddzielający zamiast sita 12 można zastosować inne dostępne urządzenia do oddzielania materiałów ukształtowanych od materiałów miękkich lub płynnych, takie jak np. urządzenia sedymentacyjne. Z urządzeń sedymentacyjnych oddzielone stałe materiały zawracane się z powrotem do zakwaszalnika 2 celem dokwaszenia.
Na fig. 4 pokazano następne wykonanie urządzenia 1 według wynalazku, w którym rurociąg 5e ma wejście umieszczone w dolnej części zakwaszalnika 2. Element oddzielający w postaci urządzenia flotacyjnego ma doprowadzenie powietrza lub gazu rurociągiem 10 do dolnej części zakwaszalnika 2. Pompa 5d ma połączenie poprzez sygnał, pneumatycznie, hydraulicznie lub linią napięciową, z elementem sterującym 14, który może uruchamiać pompę 5d, albo niepokazany automatyczny zawór. Ponadto, element sterujący 14 jest połączony z umieszczonym opcjonalnie napędem 6 mieszadła 7, i/lub z urządzeniem flotacyjnym składającym się z rurociągu 10 z umieszczonymi w końcowej części
PL 210 706 B1 otworami 11 i pompy 21, poprzez jeden lub więcej sygnałów, pneumatycznie, hydraulicznie, lub linią napięciową, poprzez które można uruchamiać te urządzenia.
Pierwsze wykonanie sposobu według wynalazku zostanie opisane w oparciu o fig. 1 i fig. 2.
Rurociągiem 8 doprowadza się do zakwaszalnika 2 wodę odpadową z browaru - płynny materiał A, np. w sposób regulowany doprowadza się wodę poprocesową. Wysłodziny, drożdże i pozostałości z filtracji powstają ce w browarze moż na również dodawać do zakwaszalnika 2 jako materiał stały B, w stanie nieprzetworzonym, całkowicie lub częściowo przetworzonym, poprzez odpowiednie urządzenie przesyłowe, jak rurociąg, przenośnik taśmowy lub podobne. W tym urządzeniu zachodzi częściowa fermentacja wywołana przez bakterie kwaszące z wytworzeniem organicznych kwasów, wodoru, dwutlenku węgla jak również niskich alkoholi. Uzyskuje się wartości pH w przybliżeniu 6, i poniżej 5,5 i niżej. Reakcję wspomaga się przez mieszanie zawartości zakwaszalnika 2 mieszadłami 7.
Materiał płynny A i materiał stały B doprowadza się do zakwaszalnika 2 w sposób ciągły lub periodyczny. Transportowanie materiałów z zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a może być prowadzone w sposób ciągły lub okresowy. W tym czasie napędy 6 mieszadeł 7, lub innych urządzeń mieszających, są wyłączone przez element sterujący 14. Po kilku do dziesięciu minut od wyłączenia mieszadeł, elementy stałe które są zwykle niedokwaszone osadzają się w dolnej części zakwaszalnika
2. W górnej części zakwaszalnika 2 gromadzą się materiały zakwaszone, materiały płynne jak również namoknięte, a tym samym wystarczająco zakwaszone, materiały stałe. Po sedymentacji materiałów w zakwaszalniku 2, która następuje po wyłączeniu napędów 6 mieszadeł 7, element sterujący 14 włącza pompę 5c, która rurociągami 5b i 5a przepompowuje górną część zawartości zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a, albo w innym wykonaniu element sterujący 14 alternatywnie otwiera zainstalowany odpowiedni zawór.
W fermentorze głównym 3a i w fermentorze lekko obciążonym 3b zakwaszony materiał fermentuje tworząc metan i odpowiednio biogaz, a pozostałości z fermentora lekko obciążonego 3b poddaje się końcowej obróbce w osadniku 4. Materiały z osadnika 4 można przesłać pompą 22 i rurociągiem 23 do fermentora lekko obciążonego 3b, lub w sposób kontrolowany na zewnątrz, poprzez zawór 24, jako nadmiar osadu, jak pokazano na Fig. 3.
Wysłodziny i pozostałości po filtracji można siekać mechanicznie lub inaczej oczyszczać, gdyż w przeciwnym razie zawierają materiały stałe wielkości ziarna. Taka obróbka jest korzystna dla kontroli procesu, jak również dla przyspieszenia zakwaszania cząstek stałych.
Inny sposób wykonania zostanie objaśniony w oparciu o fig. 3. Sposób dodawania materiałów A i B do zakwaszalnika 2 jak również do fermentorów 3a i 3b oraz osadnika 4 jest taki sam jak opisany powyżej na fig. 1 i fig. 2.
W tym wykonaniu materiały transportuje się w sposób ciąg ły lub okresowy, z zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a poprzez sito 12 umieszczone na rurociągu 5b i niepokazaną pompę. Sito 12 zatrzymuje niedokwaszone cząstki stałe i przepuszcza zakwaszony płyn i namoknięte materiały. W tym wykonaniu pobiera się zakwaszony materiał płynny w środku wysokości zakwaszalnika 2, jak to pokazano na fig. 3, albo trochę niżej lub trochę wyżej.
Ponadto stosuje się urządzenie do oczyszczania sita 12 w postaci zgarniacza, który zgarnia nagromadzone na sicie niedokwaszone materiały stałe. W tym celu zgarniacz przesuwa się w po powierzchni sita 12 i zgarnia nagromadzone tam materiały. Urządzenia do mieszania, w tym wykonaniu to napęd 6 z mieszadłem 7, mogą być podczas transportowania włączane i wyłączane.
Następny sposób wykonania wynalazku zostanie objaśniony w oparciu o fig. 4. Również w tym wykonaniu sposób podawania materiałów A i B do zakwaszalnika 2 jak również do fermentorów 3a i 3b oraz osadnika 4 jest taki sam jak opisany powyż ej na fig. 1 i fig. 2. Tu elementem oddzielają cym jest urządzenie do flotacji. Dla przesłania materiałów z zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a za pomocą elementu sterującego 14 uruchamia się pompę 21, która doprowadza powietrze lub gaz poprzez rurociąg 10 do dolnej części zakwaszalnika 2. Powietrze lub gaz, uchodzi przez otwory 11 w dolnej części rurociągu 10 i wywołuje flotację w zakwaszalniku 2, przy czym niedokwaszone cząstki stałe wypływają na powierzchnię. W tym czasie element sterujący 14 uruchamia pompę 5d, która rurociągiem 5e przepompowuje zakwaszony materiał płynny z zakwaszalnika 2 do fermentora głównego 3a, przy czym dysza zasilająca pompy 5e jest umieszczona w dolnej części zakwaszalnika 2, ponieważ podczas flotacji to w tej strefie nie występują niedokwaszone stałe cząstki materiałów. Jeżeli nie prowadzi się flotacji a oddzielanie następuje poprzez sedymentację stałych cząstek to dysza zasilająca może być umieszczona w środku wysokości lub w górnej części zakwaszalnika 2.
PL 210 706 B1
Opcjonalnie zamontowane mieszadło 7 z napędem 6, korzystnie są wyłączone podczas transportowania materiałów.
W opisanym powyż ej sposobie moż liwe jest, np. prowadzenie zakwaszania materiału płynnego A w zakwaszalniku 2 w ciągu 5 do 15, korzystnie do 10 godzin, i materiału stałego B w ciągu 30 i 150, korzystnie 100 godzin. Dzięki temu możliwy jest transport do fermentora głównego 3a tylko zakwaszonych materiałów i równocześnie wspólne lub oddzielne obrabianie materiałów płynnych A i materiałów stałych B.
Stwierdzono, że opisanym sposobem utylizacji można przetwarzać 80% i więcej stałych materiałów dla produkcji biogazu.
Wielką korzyścią w ekonomicznym i proceduralno-operacyjnym aspekcie jest redukcja linii produkcyjnej do jednego reaktora przy obrabianiu zróżnicowanych organicznych materiałów.
Claims (13)
1. Urządzenie do beztlenowej fermentacji materiałów organicznych, płynnych i stałych mające zakwaszalnik do zakwaszania materiałów płynnych i stałych, fermentory do fermentacji zakwaszonych materiałów organicznych, płynnych i stałych, połączone urządzeniami przesyłowymi do transportowania materiałów z zakwaszalnika do fermentorów, znamienne tym, że zakwaszalnik (2) zawiera elementy oddzielające (6, 7; 12; 10, 11) wystarczająco zakwaszone materiały od niedokwaszonych materiałów, zamontowane na urządzeniach przesyłowych transportujących wystarczająco zakwaszone materiały z zakwaszalnika (2) do fermentorów (3a, 3b), a urządzenia przesyłowe stanowią rurociągi (5a, 5b, 5e) i pompy (5c, 5d; 21) połączone z urządzeniem sterującym (14).
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że urządzenia przesyłowe stanowi rurociąg (5a), rurociąg (5b) i pompa (5c) odprowadzająca wystarczająco zakwaszone materiały z zakwaszalnika (2).
3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że króciec ssący rurociągu (5b) jest umieszczony w górnej części zakwaszalnika (2).
4. Urzą dzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, ż e element sterują cy (14) jest umieszczony między pompą (5c) a napędami (6) mieszadeł (7).
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienne tym, że na króćcu ssącym rurociąg (5b) ma sito (12).
6. Urządzenie wedł ug zastrz. 1, znamienne tym, ż e element oddzielają cy stanowi urzą dzenie flotacyjne składające się z pompy (21), rurociągu (10) i otworów (11) doprowadzających gaz, a rurociąg (5e) jest umieszczony w dolnej części zakwaszalnika (2).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że element sterujący (14) steruje uruchamianiem pompy (21) wywołującej flotację i pompy (5d) odprowadzającej.
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, ż e obejmuje urządzenie (25) do mechanicznej obróbki wstępnie rozdrabniające co najmniej część materiałów stałych (B).
9. Sposób beztlenowej fermentacji materia łów płynnych i stałych obejmujący etapy: zakwaszania w którym materiały płynne i stałe zakwasza się w zakwaszalniku, transportowania materiałów płynnych z zakwaszalnika do fermentorów, i fermentowania zakwaszonych materiałów w fermentorach, znamienny tym, że przed transportowaniem materiału płynnego z zakwaszalnika (2) do fermentorów (3a, 3b) oddziela się zakwaszone materiały od niedokwaszonych materiałów, i niedokwaszone materiały pozostawia się w zakwaszalniku.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że oddzielanie prowadzi się przez sedymentację w zakwaszalniku (2) a zakwaszone materiał y pł ynne (A) pobiera się z góry zakwaszalnika (2).
11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że podczas transportowania zakwaszonych materiałów płynnych (A) przepuszcza się je przez sito (12).
12. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że oddzielanie prowadzi się przez flotację w zakwaszalniku (2) i pobiera się frakcję zakwaszonych materiał ów z dolnej części zakwaszalnika (2).
13. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że co najmniej część materiału stałego (B) poddaje się wstępnej obróbce przez mechaniczne rozdrabnianie przed doprowadzeniem go do zakwaszalnika (2).
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP20020025529 EP1419995A1 (de) | 2002-11-13 | 2002-11-13 | Anaerobfermenter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL376953A1 PL376953A1 (pl) | 2006-01-09 |
PL210706B1 true PL210706B1 (pl) | 2012-02-29 |
Family
ID=32116261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL376953A PL210706B1 (pl) | 2002-11-13 | 2003-11-07 | Urządzenie do beztlenowej fermentacji i sposób beztlenowej fermentacji materiałów |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060099697A1 (pl) |
EP (1) | EP1419995A1 (pl) |
CN (1) | CN1318322C (pl) |
BR (1) | BR0316216B1 (pl) |
CA (1) | CA2505860A1 (pl) |
MX (1) | MXPA05005098A (pl) |
PL (1) | PL210706B1 (pl) |
RU (1) | RU2335464C2 (pl) |
UA (1) | UA87972C2 (pl) |
WO (1) | WO2004043867A2 (pl) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1818315A1 (de) | 2006-02-07 | 2007-08-15 | Reinhart Dr.-Ing. Von Nordenskjöld | Dynamischer Mikromischer |
DE102006011951B4 (de) * | 2006-03-15 | 2008-06-12 | Meri Entsorgungstechnik für die Papierindustrie GmbH | Verfahren zur anaeroben Aufbereitung von Abwasser |
DE102007004892A1 (de) | 2007-01-05 | 2008-07-10 | Reinhart von Dr.-Ing. Nordenskjöld | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung organischer Reststoffe aus Biogasanlagen |
DE102008038502A1 (de) * | 2008-08-20 | 2010-02-25 | Dieter Freinecker | Verfahren zur Erzeugung und Verteilung von Energie |
DE102011084511A1 (de) * | 2011-10-14 | 2013-04-18 | Voith Patent Gmbh | Biogaserzeugung |
DE102011085474A1 (de) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Peter Rohn | Verfahren und Behälter zur Vorbehandlung organischer Stoffe einer Biogasanlage |
RU2572417C2 (ru) * | 2014-04-10 | 2016-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" | Метантенк |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE581860C (de) * | 1932-03-22 | 1933-08-03 | Max Kusch Dr Ing | Zweistufiger Schlammfaulraum |
US2064529A (en) * | 1935-01-28 | 1936-12-15 | Dorr Co Inc | Sewage sludge multidigestion |
JPS5444350A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-07 | Agency Of Ind Science & Technol | Aerobic digesting method |
GB2167055A (en) * | 1984-11-13 | 1986-05-21 | Biosystem E Ab | Method and apparatus for the treatment of wastewater and organic waste material |
US5015384A (en) * | 1988-05-25 | 1991-05-14 | Burke Dennis A | Anaerobic digestion process |
US4919815A (en) * | 1989-02-06 | 1990-04-24 | Zimpro/Passavant Inc. | Two-stage anaerobic/aerobic treatment process |
US5198113A (en) * | 1990-10-23 | 1993-03-30 | Daniels Byron C | Septic system filtering arrangement, filter material and method of using |
DE4418060C2 (de) * | 1994-05-24 | 1999-05-06 | Eisenmann Kg Maschbau | Verfahren und Anlage zum Abbau organischer Abfälle mit Biogasgewinnung |
US5958756A (en) * | 1996-01-26 | 1999-09-28 | Reynell; Christopher Paul | Method and apparatus for treating waste |
DE19804007A1 (de) * | 1998-02-02 | 1999-08-05 | Nordenskjoeld Reinhart Von | Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Behandlung eines organisch belasteten Fluids unter Biogasgenerierung |
DE19937876C2 (de) * | 1999-08-17 | 2002-11-14 | Aquatec Gmbh Inst Fuer Wassera | Verfahren zur biologischen Umsetzung von organischen Stoffen zu Methangas |
NL1017690C2 (nl) * | 2001-03-26 | 2002-09-27 | Paques Bio Syst Bv | Werkwijze alsmede inrichting voor het anaeroob zuiveren van een organische bestanddelen bevattende slurry. |
US7297274B2 (en) * | 2001-10-24 | 2007-11-20 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Fixed-film anaerobic digestion of flushed waste |
KR100521866B1 (ko) * | 2001-11-16 | 2005-10-17 | 씨에이치투엠 힐. 인크. | 미립자 생분해성 유기 폐기물의 처리 방법 및 장치 |
US6692642B2 (en) * | 2002-04-30 | 2004-02-17 | International Waste Management Systems | Organic slurry treatment process |
US20030213702A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-20 | Zamview Pty Ltd. Acn 010 805 731 | Waste disposal apparatus and method |
-
2002
- 2002-11-13 EP EP20020025529 patent/EP1419995A1/de not_active Withdrawn
-
2003
- 2003-11-07 PL PL376953A patent/PL210706B1/pl unknown
- 2003-11-07 CA CA 2505860 patent/CA2505860A1/en not_active Abandoned
- 2003-11-07 RU RU2005115446A patent/RU2335464C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2003-11-07 BR BRPI0316216-8A patent/BR0316216B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2003-11-07 CN CNB200380108590XA patent/CN1318322C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-11-07 US US10/534,889 patent/US20060099697A1/en not_active Abandoned
- 2003-11-07 UA UA2005004464A patent/UA87972C2/ru unknown
- 2003-11-07 MX MXPA05005098A patent/MXPA05005098A/es active IP Right Grant
- 2003-11-07 WO PCT/EP2003/012473 patent/WO2004043867A2/de active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2335464C2 (ru) | 2008-10-10 |
CN1735565A (zh) | 2006-02-15 |
BR0316216B1 (pt) | 2012-01-24 |
CA2505860A1 (en) | 2004-05-27 |
WO2004043867A2 (de) | 2004-05-27 |
WO2004043867A3 (de) | 2004-07-29 |
EP1419995A1 (de) | 2004-05-19 |
UA87972C2 (ru) | 2009-09-10 |
RU2005115446A (ru) | 2005-12-20 |
BR0316216A (pt) | 2005-09-27 |
CN1318322C (zh) | 2007-05-30 |
PL376953A1 (pl) | 2006-01-09 |
MXPA05005098A (es) | 2005-07-01 |
US20060099697A1 (en) | 2006-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI79827B (fi) | Foerfarande och apparat foer anaerob fermentering av fast avfall i vatten i tvao steg. | |
US4053394A (en) | Process for separating and converting waste into useable products | |
US7297274B2 (en) | Fixed-film anaerobic digestion of flushed waste | |
KR101532371B1 (ko) | 축산분뇨의 자원화를 위한 고효율 액비제조시스템 | |
US6555359B2 (en) | Process for the anaerobic treatment of flowable and nonflowable organic waste | |
US20220362821A1 (en) | Organic waste treatment | |
US7235178B2 (en) | Process and assembly for the treatment of waste water on ships | |
JPH07507481A (ja) | 混合供給物の生産方法および装置 | |
PL210706B1 (pl) | Urządzenie do beztlenowej fermentacji i sposób beztlenowej fermentacji materiałów | |
CN104232690B (zh) | 餐厨垃圾的处理方法 | |
US6841072B2 (en) | Method and device for the anaerobic purification of a slurry which contains organic constituents | |
CN111704325A (zh) | 啤酒废水处理系统 | |
Bolzonella et al. | Treatment of food processing wastewater | |
CN217555944U (zh) | 一种应用于餐厨垃圾厌氧沼液的碳源投加系统 | |
RU2093480C1 (ru) | Метантенк | |
JPH07136635A (ja) | 固形有機物含有廃液の濃度調整機 | |
RU2111179C1 (ru) | Установка анаэробной стабилизации осадков сточных вод | |
Picavet | Development of the inverted anaerobic sludge blanket reactor: A novel technology for the treatment of industrial wastewater containing fat | |
JP2000263076A (ja) | 有機性固形物含有排水の処理方法及び処理装置 | |
JPH0679298A (ja) | ケーキ状汚泥の消化装置 | |
CZ287409B6 (cs) | Způsob a zařízení pro výrobu humusového hnojiva z kejdy hospodářských zvířat | |
AU2002339950A1 (en) | A process for the anaerobic treatment of flowable and nonflowable organic waste |