PL27862B1 - Sposób rozkladu stalego lub pólstalego materialu organicznego przez fermentacje za pomoca bakterii. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu rozkladu stalego lub pólstalego materialu organicznego przez fermentacje za pomoca bakterii w celu wytworzenia produktu utle¬ nionego i zasadniczo odwodnionego. Spo¬ sób ten nie jest równoznaczny ze sposoba¬ mi oczyszczania scieków, przy których o- trzymany produkt koncowy jest roztworem o nieznanym skladzie.Rozklad materialu organicznego przez fermentacje za pomoca bakterii jest oczy¬ wiscie procesem naturalnym, przy czym — o ile warunki w masie sa takie, iz wzmaga¬ ja dzialanie bakterii — otrzymuje sie prze¬ mieniony i uzyteczny produkt koncowy.Taki proces naturalny wymaga jednakze bardzo dlugiego okresu czasu, to tez skró¬ cenie tego okresu czasu osiagano przez sztuczne regulowanie warunków fermenta¬ cji w celu zwiekszenia aktywnosci bak¬ terii.Przy obróbce duzych ilosci materialu w sposób ekonomiczny, jak np. przy obrób¬ ce odpadków miejskich, jest rzecza wazna, aby okres czasu trwania tej obróbki byl mozliwie najkrótszy.Glównym celem wynalazku niniejszego jest ekonomiczny sposób przemiany duzych ilosci stalego lub pólstalego materialu or¬ ganicznego w czasie stosunkowo krótkim na produkt zasadniczo odwodniony i pozy¬ teczny.Obróbke sposobem wedlug wynalazku niniejszego przeprowadza sie w dwóch o-krasach. PieMfczy okres jest anaerobowy, a drugi — aerobowy. Istotna cecha tego spo¬ sobu jest utrzymywanie w fermentujacej masie podczas trwania procesu mozliwie najwyzszej temperatury, stosowanie w ot?u okresach bakterii termofilowych i niszcze¬ nie bakterii chorobotwórczych.Sposób wedlug wynalazku niniejszego polega na napawaniu materialu organiczne¬ go termofilowymi bakteriami anaerobowy- mi i bakteriami aerobowymi, wprowadza¬ nymi oddzielnie lub razem, i dzialaniu ni¬ mi na material, poddawany obróbce, w dwóch okresach. W pierwszym"okresie pod¬ daje sie material obróbce za pomoca bakte¬ rii anaerobowych — chroniac go jednocze¬ snie przed dostepem powietrza — przez ta¬ ki okres czasu, aby temperatura fermentu¬ jacej masy przekroczyla 50° w celu umozli¬ wienia rozwiniecia aktywnosci termofilo¬ wych bakterii anaerobowych. W drugim okresie poddaje sie mase te dzialaniu ter¬ mofilowych bakterii aerobowych nawie- trzajac ja jednoczesnie, przy czym obrób¬ ke prowadzi sie przez okres czasu, wystar¬ czajacy do osiagniecia zadanej temperatu¬ ry, najdogodniejszej dla rozwoju bakterii termofilowych, i utrzymuje sie te tempera¬ ture tak dlugo, az fermentujaca masa ule¬ gnie dostatecznej przemianie i odwodnie¬ niu.Sposób wedlug wynalazku polega za¬ tem na ogrzewaniu fermentujacej masy w pierwszym okresie anaerobowym do tem¬ peratury, w której odbywa sie fermentacja w drugim czyli aerobowym okresie za po¬ moca bakterii termofilowych, poniewaz zas okres: czasu, w ciagu którego nastepuje przemiana materialu w zadany produkt koncowy, zalezy od aktywnosci bakterii w drugim okresie, wiec jest rzecza pozada¬ na, aby temperatura podgrzania w pierw¬ szym okresie zblizyla sie mozliwie doklad¬ nie do temperatury, w której dzialanie bak¬ terii w ciagu drugiego okresu obróbki jest na jenergiczniej sze.W praktyce obróbke w ciagu pierwsze¬ go okresu prowadzi sie w temperaturze najwyzej 80°C, a w ciagu drugiego okresu — w temperaturze najwyzej 85°C i tempe¬ rature te utrzymuje sie tak dlugo, az pro¬ dukt koncowy osiagnie zadany stopien u- tlenienia i odwodnienia.Poniewaz podczas zmiany jednego o- kresu obróbki na drugi nastepuje spadek temperatury, dzieki czemu zwieksza sie o- kres czasu potrzebny do osiagniecia naj¬ wiekszej aktywnosci bakterii w drugim o- kresie, jest rzecza pozadana prowadzenie procesu w ten sposób, aby nie nastepowal wyzej wymieniony spadek temperatury.Osiaga sie to przez przeprowadzanie obrób¬ ki w obu kolejnych okresach bez wyjmowa¬ nia materialu z komory, w której pierwot¬ nie go umieszczono, jak równiez przez o- grzewanie powietrza i tlenu lub samego tle¬ nu, dodawanych do fermentujacej masy w ciagu okresu aerobowego.Jezeli material poddawany obróbce nie jest dostatecznie zasadowy, konieczne jest wyregulowanie stezenia jonów wodoro¬ wych w celu unikniecia niepozadanej kwa¬ sowosci. Uskutecznia sie to dowolnym zna¬ nym sposobem, np. przez dodanie odpo¬ wiednich ilosci wapna pogazowego, wegla¬ nu wapnia, siarczanu wapnia lub innych odpowiednich zwiazków zasadowych. Tak samo korzystne jest regulowanie wilgoci w komorze.Rozumie sie, ze bakterie termofilowe, potrzebne do przeprowadzenia obróbki, mozna wprowadzac w dowolnej postaci w zaleznosci od rodzaju materialu poddawa¬ nego obróbce oraz zadanych wlasciwosci produktu koncowego. Przy obróbce stalych materialów organicznych, takich jak od¬ padki z domów mieszkalnych, wskazane jest wprowadzanie bakterii w cieklym o- srodku, poniewaz w ten sposób osiaga sie tanio i latwo wstepne zwilzenie materialu, potrzebne do osiagniecia calkowitej aktyw¬ nosci- bakterii anaerobowych. — 2 —Aktywnosc bakterii anaerobowych zale¬ zy w znacznej mierze od tego, w jakim stopniu zostanie komora i jej zawartosc pozbawiona tlenu. W tym celu do materia¬ lu organicznego poddawanego obróbce do¬ daje sie grzybków, np. plesniaków, zuzy¬ wajacych tlen, komore sie zamyka i usuwa z niej mechanicznie glówna ilosc powietrza, dzieki czemu umozliwia sie pochloniecie resztek tlenu przez dodane plesniaki.Stwierdzono, ze do tego celu nadaja sie grzybki wybrane ze znanych grup plesnia¬ ków, jak penicillium i aspergillus. Sposród ostatnio wymienionych plesniaków mozna przytoczyc aspergillus glaucus Ascosporic.Spomiedzy bakterii, które stosowano z ko¬ rzyscia przy wykonywaniu sposobu niniej¬ szego, mozna wymienic: B. Ammoniage- ness, B. Trauffautie, B. Ureae, B. Radici- cola, B. Proteus i Azotobacter Chroccoc- cum. Rozumie sie jednakze, ze w mysl wy¬ nalazku mozna stosowac równiez inne bak¬ terie, czynne w temperaturach podwyzszo¬ nych.Mozna stosowac z korzyscia ozonizowa- nie cieplego powietrza wprowadzanego do komory podczas okresu aerobowego, przy czym wprowadzanie to uskutecznia sie z przerwami. Na przyklad strumien powietrza wprowadza sie przez cztery godziny, a na¬ stepnie przerywa sie nawietrzanie na prze¬ ciag czterech godzin. Powietrze stosuje sie w nadmiarze, to jest w ilosci wiekszej od potrzebnej bakteriom, a temperature tego wprowadzanego powietrza ozoni- zowanego utrzymuje sie zawsze o 1 — 2°C nizsza od temperatury, która posiada fer¬ mentujaca masa, podnoszac temperature powietrza stopniowo w miare wzrostu tem¬ peratury w komorze podczas fermentacji.W celu utrzymywania stalej temperatury w granicach zadanych stosuje sie regulato¬ ry temperatury. W tych warunkach proces * przebiega z szybkoscia mozliwie najwiek¬ sza, niezaleznie od warunków klimatycz¬ nych. Posiada to bardzo duze znaczenie w tych miejscowosciach/ w których wilgot¬ nosc i temperatura wahaja sie w szerokich granicach.Do przepuszczania powietrza przez ma¬ se i ogrzewania powietrza przed jego wej¬ sciem do komory mozna stosowac urzadze¬ nia dowolne, lecz najlepiej jest ogrzewac powietrze za pomoca ciepla odpadkowego, uzyskiwanego z samej komory fermentacyj¬ nej po sprezeniu tego powietrza, o ile sto¬ suje sie sprezarke, poniewaz w ten sposób osiaga sie mozliwie najwieksza sprawnosc sprezarki.W celu zwiekszenia szybkosci utlenia¬ nia masy oraz usuniecia zapachów do stru¬ mienia powietrza wprowadza sie strumien ozonu z aparatu wytwarzajacego ozon.Przez zastosowanie ogrzanego powie¬ trza ozonizowanego nie zmniejsza sie ak¬ tywnosci bakterii, lecz osiaga sie wiekszy stopien utlenienia i lepsze zwiazanie azotu.Powietrze spreza sie do 1 —6 atmosfer w zaleznosci od warunków pracy* Jezeli sposób wedlug wynalazku stosu¬ je sie do obróbki duzych ilosci materialu organicznego, jak np. odpadków miejskich i domowych, korzystnie jest zastosowac kilka komór, które kolejno laduje sie nad¬ chodzacymi smieciami, przy czym mate¬ rial w kazdej nastepujacej komorze zaka¬ za sie wprowadzajac do niej czesc masy fermentujacej z komory poprzedzajacej, która nie byla ogrzewana do 75°C dluzej niz przez 24 godziny. PL

Claims (14)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób rozkladu stalego lub pólsta¬ lego materialu organicznego przez fermen¬ tacje za pomoca bakterii, znamienny tym, ze material organiczny napawa sie termofi- lowymi bakteriami anaerobowymi i bakte¬ riami aerobowymi, wprowadzanymi razem lub oddzielnie, i traktuje sie ten material wzmiankowanymi bakteriami w dwóch o- kresach, przy czym w pierwszym okresie — 3 -traktuje sie go bakteriami anaerobowymi bez dostepu powietrza, w ciagu okresu cza¬ su wystarczajacego do ogrzania sie fer¬ mentujacej masy powyzej 50°C w celu o- siagniecia aktywnosci termofilowych bak¬ terii anaerobowych, a w drugim okresie traktuje sie material termofilowymi bakte¬ riami aerobowymi nawietrzajac jednocze¬ snie fermentujaca mase przez taki okres czasu, az osiagnie sie potrzebna tempera¬ ture najdogodniejsza dla rozwoju bakterii termofilowych, i utrzymuje te temperatu¬ re tak dlugo, az material zostanie dosta¬ tecznie przemieniony i odwodniony.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w pierwszym okresie (anaerobo- wym) doprowadza sie temperature mate¬ rialu poddawanego obróbce mozliwie blisko do temperatury, w której osiaga sie naj- energiczniejsze dzialanie bakterii w ciagu drugiego okresu (aerobowego).
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze w celu unikniecia strat cie¬ pla, wytworzonego w pierwszym okresie, oba okresy przeprowadza sie kolejno w tej samej komorze nie wyjmujac z niej mate¬ rialu poddawanego obróbce.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tym, ze w pierwszym okresie (a- naerobowym) material poddaje sie dziala¬ niu bakterii w komorze zamknietej, z któ¬ rej usunieto powietrze i w której utrzymu¬ je sie odpowiednia temperature i wilgot¬ nosc.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze z materialu poddawanego obróbce usuwa sie tlen za pomoca grzyb¬ ków, które tlen pochlaniaja, przy czym grzybków tych dodaje sie do materialu, za¬ nim zabezpieczy sie go przed dostepem po¬ wietrza w okresie anaerobowym.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 ¦—5, zna¬ mienny tym, ze zadana temperature w obu okresach podtrzymuje sie przez ogrzewanie dodatkowe.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze nawietrzanie fermentujacej masy w okresie aerobowym uskutecznia sie za po¬ moca ogrzanego, najlepiej ozonizowanego powietrza*
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamienny tym, ze temperature doprowadzanego po¬ wietrza utrzymuje sie stale tylko niewiele nizsza od temperatury fermentujacej masy.
9. 9. Sposób wedlug zastrz. 1 — 8, zna¬ mienny tym, ze nawietrzanie fermentujacej masy w okresie aerobowym osiaga sie za pomoca powietrza, najlepiej ozonizowane¬ go, sprezonego do 1 — 5 atmosfer*
10. 10. Sposób wedlug zastrz. 1 — 9, zna¬ mienny tym, ze nawietrzanie masy w okre¬ sie aerobowym uskutecznia sie okresowo.
11. 11. Sposób wedlug zastrz. 1 — 10, zna¬ mienny tym, ze w pierwszym okresie (ana¬ erobowym) osiaga sie temperature od 56 — 80°C, a w okresie aerobowym utrzymuje sie temperature 85°C lub okolo 85°C, naj¬ dogodniejsza dla rozwoju bakterii.
12. 12. Sposób wedlug zastrz. 1 — 11, zna¬ mienny tym, ze material poddawany obrób¬ ce napawa sie bakteriami anaerobowymi i bakteriami aerobowymi, wprowadzanymi do tego materialu w odpowiednim cieklym o- srodku.
13. 13. Sposób wedlug zastrz. 1 — 12, zna¬ mienny tym, ze stezenie jonów wodoro¬ wych reguluje sie przez dodawanie odpo¬ wiedniej ilosci srodków zasadowych.
14. 14. Sposób wedlug zastrz. 1 — 13, zna¬ mienny tym, ze material poddawany obrób¬ ce laduje sie kolejno do kilku komór, przy czym material w kazdej komorze zakaza sie wprowadzajac do niej czesc masy fer¬ mentujacej z poprzedniej komory, która nie byla ogrzewana do 75°C dluzej niz 24 go¬ dzin. Wellesley Holdings Limited. Zastepca: Inz. F. Winnicki, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL