PL238287B1 - Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków - Google Patents
Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków Download PDFInfo
- Publication number
- PL238287B1 PL238287B1 PL409365A PL40936514A PL238287B1 PL 238287 B1 PL238287 B1 PL 238287B1 PL 409365 A PL409365 A PL 409365A PL 40936514 A PL40936514 A PL 40936514A PL 238287 B1 PL238287 B1 PL 238287B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- slurry
- electrodes
- sewage
- organic substances
- tank
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims description 27
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 title description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 claims 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 6
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 abstract 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 abstract 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical group 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000001949 Taraxacum officinale Species 0.000 description 1
- 235000005187 Taraxacum officinale ssp. officinale Nutrition 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- -1 stillage stillage Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Wynalazek rozwiązuje zagadnienie sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i ścieków i zestawu do realizacji tego sposobu. Sposób polega na tym, że, w zbiorniku (1) uprzednio wypełnionym ściekami (2) podgrzanymi do temperatury 80 - 90°C zanurza się elektrody, usytuowane w niewielkiej odległości jedna od drugiej i doprowadza się prąd stały. W zbiorniku (1) są zanurzone elektrody, anoda (3) i katoda (4), przy czym nad anodą (3) jest zamontowany zbiornik gazów (A), natomiast nad katodą (4) znajduje się zbiornik gazów (B).
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków, znajdujący zastosowanie w rolnictwie oraz w gospodarce komunalnej.
Rozwiązanie, według wynalazku może być przydatne również w oczyszczaniu innych zanieczyszczonych roztworów i zawiesin, zawierających drobiny materiałów organicznych, takich jak grzyby, bakterie, wirusy i inne. Chodzi głównie o zanieczyszczenia groźne dla zdrowia i życia ludzkiego oraz zwierząt, zagrażające środowisku naturalnemu. Do takich należy zaliczyć ścieki i odpady z gorzelni, z zakładów garbarskich, z mleczami oraz inne.
Znane są przemysłowe sposoby oczyszczania gnojowicy, wywarów gorzelnianych, ścieków komunalnych i przemysłowych oraz innych roztworów i zawiesin, polegające na poddawaniu ich procesom fermentacji trwającym co najmniej 28 dni. Tak długi okres fermentacji jest uwarunkowany czasem trwania pełnego cyklu rozkładu substancji organicznych i nieorganicznych. Należy podkreślić, że w trakcie fermentacji udaje się uzyskać substancje i związki chemiczne przydatne do dalszej produkcji lub do innych celów. Między innymi do wytwarzania energii elektrycznej, o czym jest mowa w licznych publikacjach poświęconych produkcji energii elektrycznej z biogazu.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US5159900, znany jest sposób wytwarzania gazu z wody do stosowania jako paliwo, w którym para oddalonych od siebie elektrod węglowych umieszczona jest w komorze reakcyjnej, wypełnionej cieczą. Prąd elektryczny doprowadzony do elektrod węglowych, powoduje wytworzenie łuku elektrycznego pomiędzy elektrodami i ich spalanie, w wyniku czego wytwarza się tlenek węgla i wodór.
Z amerykańskiego opisu patentowego nr US5417817, znane jest urządzenie do zagazowywania roztworu ciekłej biomasy. Urządzenie to posiada reakcyjną komorę płynnej biomasy, zawierającej co najmniej wodę i dwutlenek węgla. W roztworze tej płynnej biomasy są zanurzone elektrody węglowe, zasilane prądem elektrycznym. Pomiędzy elektrodami jest wytwarzany łuk elektryczny, przechodzący z jednej elektrody na drugą i tym samym utleniający węgiel jednej elektrody. Utlenione postacie węgla, tlenek węgla, wodór oraz mieszaniny innych gazów są uwalniane z ciekłej biomasy i osadzają się na przeciwległej elektrodzie. Zachodzi wówczas produkcja dwutlenku węgla.
Znane procesy oczyszczania gnojowicy, ścieków komunalnych i przemysłowych oraz innych roztworów i zawiesin są kosztowne oraz długotrwałe. Wymagają budowania kosztownych zbiorników o dużej pojemności, przeznaczonych do magazynowania ścieków poddawanych utylizacji. W takich technologiach koszty oczyszczania podwyższają czas trwania procesu fermentacji beztlenowej lub tlenowej.
Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem jest wyeliminowanie dotychczasowych niedogodności poprzez opracowanie sposobu oczyszczania, głównie gnojowicy oraz ścieków organicznych, umożliwiającego znaczne skrócenie czasu utylizacji. Chodzi też o umożliwienie odzyskiwania ze ścieków substancji przydatnych w innych procesach, w tym gazów, które będzie można przeznaczyć na potrzeby chociażby częściowego zaspokojenia potrzeb energetycznych użytkownika.
Istotę wynalazku stanowi sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków, z wykorzystaniem zjawiska „gorącej hydrolizy”.
Sposób, zgodnie z rozwiązaniem polega na tym, że w zbiorniku uprzednio wypełnionym gnojowicą i/lub ściekami, podgrzanymi do temperatury 80-90°C zanurza się elektrody, usytuowane w niewielkiej odległości jedna od drugiej, skierowane względem siebie oraz względem podłoża ukośnie. Pod kątem 30-120°. Do elektrod doprowadza się prąd stały. Pod wpływem przepływu prądu stałego pomiędzy elektrodami następuje wyładowanie elektryczne powodujące dekompozycję związków organicznych i nieorganicznych na molekuły w postaci stałej i gagowej.
Wytwarzany pomiędzy elektrodami łuk elektryczny ma wysoką temperaturę, rzędu 5000-20000°C, przez co niszczy zawarte w ściekach i/lub w gnojowicy substancje patogenne i chorobotwórcze, w tym grzyby, bakterie, wirusy sterylizując gnojowicę i/lub ścieki. Związki zawarte w gnojowicy i/lub w ściekach są rozkładane na biologicznie sterylne molekuły w postaci stałej i gazowej. Molekuły w postaci gazowej unoszące się nad powierzchnią, a są nimi: wodór, dwutlenek węgla, etylen, etan, acetylen, tlen, azot, metan i tlenek węgla są gromadzone w zbiornikach, a następnie odprowadzane na zewnątrz i wykorzystywane. Badania prowadzone dla wody z domieszką soli ułatwiających przewodzenie prądu w wodzie z zastosowaniem elektrod węglowych dowiodły, że są to gazy nadające się do wytwarzania energii.
PL 238 287 B1
Zestaw do realizacji sposobu utylizacji ścieków, zgodnie z rozwiązaniem stanowi zbiornik wypełniony gnojowicą i/lub ściekami. W zbiorniku są zanurzone elektrody, anoda i katoda, zbliżone na końcach jedna do drugiej i rozchylone pod kątem a = 30-120°. Nad anodą jest zamontowany zbiornik gazów A, gromadzący gazy powstające nad anodą, natomiast nad katodą znajduje się zbiornik gazów B, gromadzący gazy zbierające się nad katodą.
Realizacja wynalazku umożliwia zniszczenie zawartych w gnojowicy i/lub w ściekach substancji patogennych i chorobotwórczych, nadając gnojowicy i/lub ściekom sterylny charakter. Umożliwia odzyskiwanie ze ścieków niektórych związków przeznaczonych do dalszego zużycia, w tym takich gazów jak: wodór, dwutlenek węgla, etylen, etan, acetylen, tlen, azot, metan i dwutlenek węgla.
Rozstawienie elektrod względem siebie ukośnie, pod kątem a zabezpiecza je przed osadzaniem na nich zanieczyszczeń stałych.; Chodzi o takie zanieczyszczenia jak: piasek, drobne kamienie, zdrewniałe części roślin, korzenie lub inne.
Dzięki realizacji sposobu, zgodnie z wynalazkiem znacznie skraca się czas utylizacji gnojowicy i/lub ścieków co ogranicza koszty inwestycyjny i eksploatacyjne, pozwalając na uzyskanie dodatkowych korzyści z pozyskanego gazu. Rozwiązanie, według wynalazku będzie mieć duży, pozytywny wpływ na ochronę środowiska naturalnego.
Przedmiot wynalazku został zaprezentowany na załączonym rysunku ilustrującym zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków. Przykład dotyczy gnojowicy.
Sposób utylizacji, według wynalazku w odniesieniu do gnojowicy jest realizowany za pomocą zestawu urządzeń i polega na tym, że w zbiorniku 1, wypełnionym gnojowicą 2 uprzednio podgrzaną do temperatury 85°C zanurza się elektrody, anodę 3 i katodę 4. Nad anodą 3 jest umieszczony zbiornik gazów A, natomiast nad katodą 4 znajduje się zbiornik gazów B. Pomiędzy anodą 3 a katodą 4, nachylonymi względem siebie ukośnie, pod kątem a = 80° i usytuowanymi na końcach w niewielkim oddaleniu jedna od drugiej, przepuszcza się prąd stały o natężeniu 80 A. Pod wpływem przepływu prądu pomiędzy elektrodami 3 i 4 następuje wyładowanie elektryczne, powodując dekompozycję związków organicznych i nieorganicznych na molekuły w postaci stałej i gazowej. Molekuły gazowe z anody 3 są gromadzone w zbiorniku A, natomiast molekuły gazowe z katody 4 są gromadzone w zbiorniku B, po czym są wyprowadzane na zewnątrz do zbiornika i wykorzystywane gospodarczo. Wytwarzany pomiędzy anodą 3, a katodą 4 łuk elektryczny ma temperaturę około 6000°C, niszczącą substancje patogenne i chorobotwórcze, zawarte w gnojowicy. Są to grzyby, bakterie, wirusy i inne formy. W ten sposób następuje sterylizacja roztworu. Badania dowiodły, że gazy takie jak: wodór, dwutlenek węgla, etylen, etan, acetylen, tlen, azot i metan, wydzielane na anodzie 3 i katodzie 4 są gazami palnymi, nadającymi się do wytwarzania energii na cele, głównie gospodarstw domowych.
Przewidywany skład mieszaniny gazów palnych po reakcji przedstawia się następująco:
| 1. | wodór | 46,473% |
| 2. | dwutlenek węgla | 9,329% |
| 3. | etylen | 0,049% |
| 4. | etan | 0,005% |
| 5. | acetylen | 0,616% |
| 6. | tlen | 1,164% |
| 7. | azot | 3,813% |
| 8. | tlenek węgla | 38,370% |
| Razem | 100,000% |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (3)
1. Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków, realizowany w zbiorniku z zanurzonymi elektrodami, przez które przepływa prąd stały, znamienny tym, że zbiornik (1) wypełnia się uprzednio podgrzanymi do temperatury 80-90°C gnojowicą i/lub ściekami (2) i zanurza w nich elektrody, anodę (3) i katodę (4), rozmieszczone w niewielkiej odległości jedna od drugiej, usytuowane względem siebie pod kątem a, wynoszącym 30-120°, a wytworzone w wyniku wyładowań gazy palne gromadzi się w zbiornikach (A) i (B).
PL 238 287 Β1
2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że elektrody (3) i (4) są wykonane z materiałów przewodzących prąd, w tym z metalu, lub z węgla lub z wilgotnego drewna lub ze słomy lub z innych materiałów organicznych.
3. Zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków, zaopatrzony w zbiornik, wypełniony gnojowicą lub ściekami podgrzanymi do temperatury 80-90°, w których są zanurzone elektrody zasilane prądem stałym, znamienny tym, że elektrody w zbiorniku (1) są usytuowane względem siebie pod kątem (a) wynoszącym 30-120° i zbliżone na końcach w miejscu największego zbliżenia na niewielką odległość, przy czym nad anodą (3) jest zamontowany zbiornik gazów (A), a nad katodą (4) zbiornik gazów (B), ponadto zbiorniki (A) i (B) otwartą częścią są skierowane ku dołowi, zanurzone w gnojowicy i/lub ściekach.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409365A PL238287B1 (pl) | 2014-09-03 | 2014-09-03 | Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409365A PL238287B1 (pl) | 2014-09-03 | 2014-09-03 | Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL409365A1 PL409365A1 (pl) | 2016-03-14 |
| PL238287B1 true PL238287B1 (pl) | 2021-08-02 |
Family
ID=55450783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL409365A PL238287B1 (pl) | 2014-09-03 | 2014-09-03 | Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL238287B1 (pl) |
-
2014
- 2014-09-03 PL PL409365A patent/PL238287B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL409365A1 (pl) | 2016-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Abouelenien et al. | Improved methane fermentation of chicken manure via ammonia removal by biogas recycle | |
| Lee et al. | Electrochemical ammonia accumulation and recovery from ammonia-rich livestock wastewater | |
| De la Rubia et al. | Preliminary trials of in situ ammonia stripping from source segregated domestic food waste digestate using biogas: effect of temperature and flow rate | |
| Lien et al. | Water scrubbing for removal of hydrogen sulfide (H2S) inbiogas from hog farms | |
| CO2019009452A2 (es) | Purificación de agua usando electrodo de carbono poroso | |
| Elmaadawy et al. | Enhanced treatment of landfill leachate with cathodic algal biofilm and oxygen-consuming unit in a hybrid microbial fuel cell system | |
| JP5773541B2 (ja) | 被処理水の生物学的浄化剤、生物学的浄化システムおよび生物学的浄化方法 | |
| CN107500815A (zh) | 基于富氧和自由基强化的好氧低氮堆肥化方法及装置 | |
| Neczaj et al. | Boosting production of methane from sewage sludge by addition of grease trap sludge | |
| CN204607826U (zh) | 一种污泥臭氧破解反应器 | |
| ECSP11011325A (es) | Sistema de digestion de desperdicios de solidos ( solid waste digestion system) | |
| ES2925577T3 (es) | Procedimiento para el tratamiento y generación de energía a partir de biomasas | |
| PL238287B1 (pl) | Sposób utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków oraz zestaw do realizacji sposobu utylizacji substancji organicznych, zwłaszcza gnojowicy i/lub ścieków | |
| CN103663695B (zh) | 一种去除废水中氮磷的方法 | |
| Wang et al. | Combination of electrolysis and microalgae cultivation for beneficial reuse of fertilizer wastewater from poultry manure anaerobic digestion effluent | |
| CN104830667A (zh) | 城乡环境中废弃有机物厌氧发酵沼气罐 | |
| Mana et al. | Optimizing hydrogen production from the landfill leachate by electro-coagulation technique | |
| CA2511091A1 (fr) | Procede electrochimique de conditionnement et stabilisation des boues d'epuration municipales et industrielles | |
| Wang et al. | Combination of Electrolysis and Microalgae cultivation to treat effluent from anaerobic digestion of poultry manure | |
| Hidalgo et al. | Production of Microbial Fuel Cell Material from Industrial Wastewater Sludge: Recent Trends and Development | |
| Cimochowicz-Rybicka | Sewage sludge mass minimization technology-from legislation to application | |
| CN105600929B (zh) | 应用连续流生物产电脱盐装置处理含乙腈炼化废水的方法 | |
| Nayak et al. | Photosynthetic microalgal microbial fuel cell (PMMFC) a novel strategy for wastewater treatment and bioenergy generation | |
| KR101264608B1 (ko) | 가축 집단 매립지의 침출수 처리 장치 및 침출수 처리 방법 | |
| Zhang et al. | Effects of anaerobic digestion on antibiotic resistance genes in sludge |