RU121804U1 - Комплекс переработки органических отходов - Google Patents

Abstract

1. Комплекс переработки органических отходов, содержащий подключенную к соответствующим блокам и узлам комплекса систему электропитания и управления комплексом, подключенную к ней систему телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом, последовательно соединенные трубопроводом блок анализаторов свойств субстрата, узел финишной подготовки субстрата, узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел распределения жидкого органического удобрения, соединенный с узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством газопровода и дополнительного газопровода узел распределения биогаза и/или его компонентов, а также устанавливаемые в комплексе с возможностью подключения к нему блок накопителей жидкого органического удобрения, соединяемый посредством дополнительного трубопровода с узлом распределения жидкого органического удобрения, блок накопителей биогаза и/или его компонентов, соединяемый посредством дополнительного газопровода с узлом распределения биогаза и/или его компонентов, узел предварительной подготовки субстрата, устанавливаемый между блоком анализаторов свойств субстрата и узлом финишной подготовки субстрата и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода, узел удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, устанавливаемый между узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узлом распределения жидкого органического удобрения и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода, а также соединенный посредством дополнительного газопровода, имеющего однонаправленный клапан, с дополнительным газопр

Description

Полезная модель относится к области сельского хозяйства и может быть использована для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и приготовления удобрений из навоза животных и отходов сельскохозяйственного производства.

Известна установка для анаэробной переработки органических отходов, включающая в себя анаэробный биореактор с основным нагревателем биомассы, снабженный патрубками загрузки сырья и выгрузки жидкого органического удобрения, систему подачи исходного сырья, систему отвода биогаза с компрессором, систему удаления жидкого органического удобрения, систему управления технологическим процессом. Система подготовки исходного сырья снабжена трубопроводом, соединенным с системой удаления жидкого органического удобрения. Анаэробный биореактор разделен переливной и двумя перегородками-теплообменниками на три сообщающиеся между собой секции. Корпус биореактора имеет систему наружного обогрева, газгольдер, предназначенный для сбора и хранения биогаза и соединенный с системой удаления биогаза с одной стороны и с источником теплоснабжения с другой стороны (RU, №2370457, C02F 3/28, 14.07.2008).

Недостатком известной установки является недостаточно высокий уровень эффективности переработки органических отходов вследствие отсутствия анализа свойств субстрата и биогаза в процессе его подготовки, возможностей многопараметрической подготовки субстрата и его стерилизации, реализации процесса инокуляции, дегазации органического удобрения, а также возможностей изменения архитектуры комплекса и автоматического контроля параметров протекающих процессов.

Также известна установка анаэробной переработки органических отходов, содержащая анаэробный биореактор с основным нагревателем биомассы, систему подачи исходного сырья, систему удаления биогаза с вакуум-насосом, систему удаления жидкого органического удобрения, систему подготовки исходного сырья, подсоединенную к входу системы подачи исходного сырья, выполненную в виде емкости для приема сырья, оснащенной устройством для измельчения, устройством для перемешивания и смешения исходной биомассы с шламом и устройством для ее предварительного нагрева, устройство интенсивного перемешивания биомассы внутри анаэробного биореактора, а также систему управления технологическим процессом, при этом выход системы подачи исходного сырья подсоединен к полости загрузочной секции анаэробного биореактора (RU, №2006110378, C02F 3/28, 03.04.2006).

Недостатком известной установки является недостаточно высокий уровень эффективности переработки органических отходов вследствие отсутствия анализа свойств субстрата, технических средств анализа и подготовки биогаза, возможностей его многопараметрической подготовки и стерилизации, реализации процесса инокуляции, дегазации органического удобрения а также автоматического контроля параметров протекающих процессов.

Также известна установка для анаэробной переработки органических отходов животного и растительного происхождения, производства биогаза и жидкого органического удобрения, содержащая систему подачи предварительно подогретого и измельченного исходного сырья, систему интенсивного перемешивания биомассы, биореактор с нагревателем биомассы и боковой мешалкой, систему удаления биогаза из реактора с вакуумным насосом, систему управления технологическим процессом, систему выгрузки и розлива готового продукта. Биореактор выполнен в виде герметичной емкости цилиндрической формы с размещенными в ней с зазором с ней и между собой, по принципу «матрешки», емкостями (RU, №86589, C05F 11/04, 16.02.2009).

Недостатком известной установки является недостаточно высокий уровень эффективности переработки органических отходов вследствие отсутствия анализа свойств субстрата, анализа характеристик биогаза и технических средств для его подготовки, а также возможностей многопараметрической подготовки и стерилизации субстрата, реализации процесса инокуляции, дегазации органического удобрения и возможностей изменения состава систем комплекса в процессе его функционирования.

Также известна система комплексной переработки органических отходов, включающая в себя средства подготовки отходов в виде измельчителя, смесителя и насоса для подачи отходов в нижнюю часть емкости реакторного блока, средства вывода продуктов переработки, реакторный блок для выработки биогаза, блок газоразделения, трубопроводную и запорную арматуру, аппаратуру контроля и управления. Реакторный блок содержит средства для поддержания уровня рабочих температур и концентрации газов в массе отходов, выход реакторного блока по биогазу соединен через блоки осушки, очистки и накопительный приемник с входом блока газоразделения, включающего, по крайней мере, один мембранный контакторный модуль для селективного выделения из биогаза метана, диоксида углерода и дополнительных компонентов. Реакторный блок выполнен в виде вертикально установленной емкости в форме тела вращения и снабжен осевой мешалкой с пневмоприводом, теплообменной рубашкой, полость которой соединена патрубками с водонагревателем, средствами для подачи в емкость навески штаммов бактерий и профилактической очистки рабочего объема. Накопительный приемник содержит эластичную емкость для приема биогаза, размещенную внутри металлического сосуда в форме цилиндра, объем которого соединен с воздушным компрессором для регулируемой подачи биогаза в блок газоразделения. Реакторный блок, блоки газоразделения, осушки, очистки и накопительный приемник имеют дополнительные входные и выходные патрубки и элементы запорной арматуры, аппаратуры контроля и управления, в том числе, для отработки режимов и увеличения функциональных возможностей системы. В рассмотренной системе переработки органических отходов возможно проведение технологической переработки различных органических субстанций с помощью термофильного и мезофильного анаэробного разложения отходов с получением метана или анаэробного продуцирования водорода с использованием фототрофных микроорганизмов, в том числе, пурпурных, циановых или зеленых бактерий. Реализация системы переработки органических отходов позволяет проводить комплексную биохимическую переработку органических отходов, в том числе, зеленой массы, отходов сельского хозяйства, животноводческих ферм и лесопереработки, водных растворов лактата, малата и другого органического сырья с получением товарных количеств биогаза и конечных целевых продуктов, в том числе, энергоносителей метана и водорода, ценных производных в виде твердых и жидких удобрений, а также диоксида углерода, аммиака, сероводорода и др. (RU, №65048, C12M 1/00, B01D61/00, 01.03.2007).

Недостатком известной системы переработки органических отходов является невысокий уровень эффективности переработки органических отходов, обусловленный отсутствием технических средств анализа свойств субстрата, узлов переработки и распределения жидкого органического удобрения, недостаточным количеством подготовительных операций субстрата и отсутствием его стерилизации, дегазации органического удобрения, а также относительно низкой эффективностью процесса инокуляции.

Задачей полезной модели является создание многофункционального комплекса переработки органических отходов.

Техническим результатом, достигаемым при решении задачи, является повышение эффективности процесса функционирования комплекса, обеспечиваемое за счет:

- рационального алгоритма проведения предварительной и финишной подготовки субстрата, реализуемого с учетом показателей измерений, полученных с блока анализаторов свойств субстрата;

- осуществления стерилизации субстрата, что в конечном итоге, позволяет получать жидкие удобрения и биогаз и/или его компоненты с более высокими потребительскими, санитарными и экологическими показателями;

- ввода инокулюма в узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством системы трубопроводов, в том числе, и с управляемыми клапанами, что позволяет реализовать режим технологического процесса с оптимальными параметрами в узле анаэробной метаногенной ферментации субстрата;

- осуществления дегазации органического удобрения, что в конечном итоге, позволяет повысить качество жидкого удобрения и получить дополнительное количество биогаза и/или его компонентов;

- увеличения характеристик надежности процесса функционирования комплекса, обеспечиваемого за счет использования дублирующих трубопроводов, соединяющих блок анализаторов свойств субстрата и узел его финишной подготовки, узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел распределения жидкого органического удобрения, а также газопровода соединения узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узла распределения биогаза и/или его компонентов.

Задача решается, а технический результат достигается при использовании комплекса переработки органических отходов, содержащего подключенную к соответствующим блокам и узлам комплекса систему электропитания и управления комплексом, подключенную к ней систему телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом, последовательно соединенные трубопроводом блок анализаторов свойств субстрата, узел финишной подготовки субстрата, узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел распределения жидкого органического удобрения, соединенный с узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством газопровода и дополнительного газопровода узел распределения биогаза и/или его компонентов, а также устанавливаемые в комплексе с возможностью подключения к нему блок накопителей жидкого органического удобрения, соединяемый посредством дополнительного трубопровода с узлом распределения жидкого органического удобрения, блок накопителей биогаза и/или его компонентов, соединяемый посредством дополнительного газопровода с узлом распределения биогаза и/или его компонентов, узел предварительной подготовки субстрата, устанавливаемый между блоком анализаторов свойств субстрата и узлом финишной подготовки субстрата и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода, узел удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, устанавливаемый между узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узлом распределения жидкого органического удобрения и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода, а также соединенный посредством дополнительного газопровода, имеющего однонаправленный клапан, с дополнительным газопроводом, соединяющим узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел распределения биогаза и/или его компонентов, узел анализаторов и подготовки биогаза, выход которого посредством дополнительного газопровода соединен с соответствующим входом узла распределения биогаза и/или его компонентов, а его соответствующие входы соединены с выходом узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством дополнительного газопровода или параллельно соединены дополнительными газопроводами с соответствующими выходами узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узла удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, узел стерилизации субстрата, устанавливаемый на линии трубопровода между узлом финишной подготовки субстрата и узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата, резервный трубопровод, соединяющий соответствующий выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата, резервный газопровод, соединяющий соответствующий выход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соответствующий вход узла распределения биогаза и/или его компонентов, дополнительный резервный газопровод, соединяющий соответствующий выход узла удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации и соответствующий вход узла распределения биогаза и/или его компонентов, инокулятор, соответствующий вход которого соединен с трубопроводом на участке соединения узла финишной подготовки субстрата и узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством дополнительного трубопровода, имеющего регулирующий клапан, а выход инокулятора сообщен посредством дополнительного трубопровода с соответствующим входом узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соединен посредством дополнительного трубопровода с трубопроводом на участке соединения соответствующего выхода узла финишной подготовки субстрата и соответствующего входа узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата после точки соединения трубопровода и дополнительного трубопровода, имеющего регулирующий клапан, а также посредством дополнительного трубопровода - с резервным трубопроводом, соединяющим соответствующий выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата, дополнительный резервный трубопровод, соединяющий соответствующий выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход инокулятора, при этом дополнительные трубопроводы связи выхода инокулятора с трубопроводом и резервным трубопроводом выполнены с однонаправленными клапанами, соответствующие выходы узла распределения жидкого органического удобрения и узла распределения биогаза и/или его компонентов выполнены с возможностью сообщения с потребителем посредством дополнительного трубопровода и дополнительного газопровода, соответственно, а дополнительный трубопровод, расположенный между узлом распределения жидкого органического удобрения и накопителем жидкого органического удобрения, дополнительный газопровод, расположенный между узлом распределения биогаза и/или его компонентов и накопителем жидкого органического удобрения, а также участок дополнительного газопровода, расположенный между узлом анализаторов и подготовки биогаза и узлом распределения биогаза и/или его компонентов, выполнены в виде одного или нескольких параллельных трубопроводов или газопроводов.

Решению поставленной задачи и достижению указанного технического результата способствуют также частные существенные признаки полезной модели.

В комплексе подключение системы электропитания и управления комплексом к системе телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом выполнено посредством узла электропроводной или беспроводной связи.

Комплекс снабжен загрузочным устройством, сообщающимся с блоком анализаторов свойств субстрата посредством дополнительного трубопровода.

В комплексе регулирующий и однонаправленные клапаны выполнены дистанционно управляемыми.

На фигуре представлена структурная схема комплекса переработки органических отходов.

Комплекс переработки органических отходов содержит подключенную к соответствующим блокам и узлам комплекса систему 1 электропитания и управления комплексом, подключенную к ней систему 2 телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом, последовательно соединенные трубопроводом 3 блок 4 анализаторов свойств субстрата, узел 5 финишной подготовки субстрата, узел 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел 7 распределения жидкого органического удобрения, соединенный с узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством газопровода 8 и дополнительного газопровода 9 узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов. Также комплекс содержит устанавливаемые в нем с возможностью подключения к нему блок 11 накопителей жидкого органического удобрения, соединяемый посредством дополнительного трубопровода 12 с узлом 7 распределения жидкого органического удобрения, блок 13 накопителей биогаза и/или его компонентов, соединяемый посредством дополнительного газопровода 14 с узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов, узел 15 предварительной подготовки субстрата, устанавливаемый между блоком 4 анализаторов свойств субстрата и узлом 5 финишной подготовки субстрата и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода 16, узел 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, устанавливаемый между узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узлом 7 распределения жидкого органического удобрения и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода 18, а также соединенный посредством дополнительного газопровода 19, имеющего однонаправленный клапан 20, с дополнительным газопроводом 9, соединяющим узел 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов. Также в состав функциональных элементов комплекса могут быть подключены узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, выход которого посредством дополнительного газопровода 9 соединен с соответствующим входом узла 10 распределения биогаза и/или его компонентов, а его соответствующие входы соединены с выходом узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством дополнительного газопровода 9 или параллельно соединены дополнительными газопроводами 9 и 19 с соответствующими выходами узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узла 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, узел 22 стерилизации субстрата, устанавливаемый на линии трубопровода 3 между узлом 5 финишной подготовки субстрата и узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата. Также комплекс содержит устанавливаемые в нем с возможностью подключения резервный трубопровод 23, соединяющий соответствующий выход узла 5 финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата, резервный газопровод 24, соединяющий соответствующий выход узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соответствующий вход узла 10 распределения биогаза и/или его компонентов, дополнительный резервный газопровод 25, соединяющий соответствующий выход узла 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации и соответствующий вход узла 10 распределения биогаза и/или его компонентов. Также к комплексу может быть подключен инокулятор 26, соответствующий вход которого соединен с трубопроводом 3 на участке соединения узла 5 финишной подготовки субстрата и узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством дополнительного трубопровода 27, имеющего регулирующий клапан 28, а выход инокулятора 26 сообщен посредством дополнительного трубопровода 29 с соответствующим входом узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соединен посредством дополнительного трубопровода 30 с трубопроводом 3 на участке соединения соответствующего выхода узла 5 финишной подготовки субстрата и соответствующего входа узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата после точки соединения трубопровода 3 и дополнительного трубопровода 27, имеющего регулирующий клапан 28, а также посредством дополнительного трубопровода 31 - с резервным трубопроводом 23, соединяющим соответствующий выход узла 5 финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата. Также в состав комплекса может быть подключен дополнительный резервный трубопровод 32, соединяющий соответствующий выход узла 5 финишной подготовки субстрата и соответствующий вход инокулятора 26. При этом дополнительные трубопроводы 30 и 31 связи выхода инокулятора 26 с трубопроводом 3 и резервным трубопроводом 23 выполнены, соответственно, с однонаправленными клапанами 33 и 34. При этом соответствующие выходы узла 7 распределения жидкого органического удобрения и узла 10 распределения биогаза и/или его компонентов выполнены с возможностью сообщения с потребителем посредством дополнительного трубопровода 35 и дополнительного газопровода 36, соответственно, а дополнительный трубопровод 12, расположенный между узлом 7 распределения жидкого органического удобрения и накопителем 11 жидкого органического удобрения, дополнительный газопровод 14, расположенный между узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов и накопителем 13 жидкого органического удобрения, а также участок дополнительного газопровода 9, расположенный между узлом 21 анализаторов и подготовки биогаза и узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов, выполнены в виде одного или нескольких параллельных трубопроводов или газопроводов. В комплексе подключение системы 1 электропитания и управления комплексом к системе 2 телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом может быть выполнено посредством узла 37 электропроводной или беспроводной связи. Комплекс может быть снабжен загрузочным устройством 38, сообщающимся с блоком 4 анализаторов свойств субстрата посредством дополнительного трубопровода 39. Регулирующий 28 и однонаправленные клапаны 20, 33, 34 могут быть выполнены дистанционно управляемыми.

Комплекс переработки органических отходов функционирует следующим образом.

В качестве исходных компонентов, необходимых для работы комплекса, используются различные органосодержащие отходы, в том числе, экскременты крупного рогатого скота, свиней, птицы, отходов забоя и прочие. Субстрат через загрузочное устройство 38 по дополнительному трубопроводу 39 поступает на блок 4 анализаторов свойств субстрата, после чего последовательно по трубопроводу 3 поступает на узел 5 финишной подготовки субстрата, на узел 6 анаэробной метаногенной ферментации, и далее по трубопроводу 3 - на узел 7 распределения жидкого органического удобрения. На блоке 4 анализаторов свойств субстрата происходят различные измерения входящего потока, в том числе, по таким показателям как температура, влажность, водородный показатель (pH), содержание растворенного кислорода, механический состав и прочие показатели. На узле 5 финишной подготовки субстрата происходит финишная гомогенизация субстрата и доведение его до оптимальных заданных показателей для подачи на узел 6 анаэробной метаногенной ферментации. На узле 6 анаэробной метаногенной ферментации происходит анаэробное брожение поступившего подготовленного органического субстрата, и результатом брожения являются выделившийся биогаз и ферментированный субстрат, который после подготовки в дальнейшем может быть использован как жидкое органическое удобрение. Жидкое органическое удобрение после узла 7 распределения жидкого органического удобрения по дополнительному трубопроводу 35 направляется для конечного потребления, хранения, розлива по емкостям и таре или для последующей модификации. Весь отходящий от узла 6 анаэробной метаногенной ферментации биогаз затем последовательно следует по резервному газопроводу 24 на узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов, а далее по дополнительному газопроводу 36 - на потребление и/или трансформацию, и/или хранение биогаза и/или его компонентов. При этом по газопроводу 8 подготовленный/неподготовленный биогаз и/или его компоненты (углекислый газ, метан, обогащенный по метану биогаз и прочие) могут подаваться на узел 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата для улучшения работы последнего. Система 2 телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом позволяет системе 1 электропитания и управления комплексом получать данные о текущем состоянии всего комплекса в целом и его отдельных частей и узлов, а также при необходимости изменять режимы работы отдельных частей и узлов, в частности, управляя работой автоматизированными клапанами и прочей запорной арматуры. Система 2 телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом позволяет оператору осуществлять наблюдение за различными фазами технологического процесса для принятия необходимых решений, касающихся режимов управления работой комплекса, в частности, управлять клапанами и прочей запорной арматурой в режиме ручного управления. Описанная выше технологическая конфигурация комплекса является базовой. При необходимости, установленные в составе комплекса с возможностью подключения к нему указанные ниже узлы и/или трубопроводы (газопроводы) могут подключаться как по одному, так и в любых их сочетаниях.

Посредством дополнительного трубопровода 16 между блоком 4 анализаторов свойств субстрата и узлом 5 финишной подготовки субстрата может подключаться узел 15 предварительной подготовки субстрата, на котором происходит предварительная подготовка субстрата, поступающего с блока 4 анализаторов свойств субстрата, в том числе, удаление камней, предварительное измельчение до определенных размеров, разбавление или сгущение до заданных показателей, или совершаются иные подготовительные операции с последующей подачей на узел 5 финишной подготовки субстрата. Посредством дополнительного трубопровода 18 между узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации и узлом 7 распределения жидкого органического удобрения может подключаться узел 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, на котором происходит удаление из субстрата после анаэробной ферментации посредством различных методов остатков биогаза. При этом дегазированный субстрат подается на узел 7 распределения жидкого органического удобрения, а выделенный биогаз по дополнительному газопроводу 19 поступает в дополнительный газопровод 9. Дополнительный газопровод 19 примыкает к дополнительному газопроводу 9 на участке между узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов. Дополнительный газопровод 19 оборудован однонаправленным клапаном 20, позволяющим биогазу из узла 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации беспрепятственно попадать в дополнительный газопровод 9 и не позволяющим биогазу из дополнительного газопровода 9 попадать в дополнительный газопровод 19.

В дополнительный газопровод 9 между узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации и узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов может подключаться узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, в котором происходит измерение количества поступившего биогаза и/или его компонентов, качественного и количественного их состава, оценка физических, физико-химических и химических показателей, по необходимости, осушка, удаление примесей, удаление индивидуальных газов и/или газовых смесей, выравнивание давления по эксплуатационным показателям, разделение на компоненты. После узла 21 анализаторов и подготовки биогаза биогаз и/или его компоненты поступают на узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов, после чего биогаз и/или его компоненты идут на конечное потребление, хранение или по дополнительному газопроводу 36 - на последующую модификацию. Если в состав комплекса подключаются одновременно узел 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, дополнительный газопровод 19 с однонаправленным клапаном 20 и узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, то обеспечивается независимое поступление биогаза на узел 21 анализаторов и подготовки биогаза от узла 6 анаэробной метаногенной ферментации, а также от узла 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации. В случае включения в трубопровод 3 на участке между узлом 5 финишной подготовки субстрата и узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации узла 22 стерилизации субстрата, на котором происходит полная или частичная стерилизация поступающего субстрата, на узел 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата по трубопроводу 3 поступает полностью или частично стерилизованный субстрат.

Также к трубопроводу 3 на участке между узлом 5 финишной подготовки субстрата и узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации посредством дополнительного трубопровода 27 может подключаться инокулятор 26, в котором происходит хранение и поддержание в активной форме микробиологического комплекса, необходимого для эффективного и бесперебойного функционирования узла 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата. В этом случае ввод инокулюма непосредственно в узел 6 анаэробной метаногенной ферментации осуществляется по дополнительному трубопроводу 29, а также по дополнительному трубопроводу 31 с однонаправленным клапаном 34 - в резервный трубопровод 23, и по дополнительному трубопроводу 30 с однонаправленным клапаном 33 - в трубопровод 3. При включении в состав комплекса одновременно узла 22 стерилизации субстрата и инокулятора 26 стерильный субстрат из узла 22 стерилизации может одновременно поступать как в узел 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата, так и в инокулятор 26. От узла 10 распределения биогаза и/или его компонентов посредством дополнительного газопровода 14, представляющего собой один или нескольких малых газопроводов, позволяющих проходить содержимому и в прямом и в обратном направлениях, биогаз и/или его компоненты могут поступать в подключаемый блок 13 накопителей биогаза и/или его компонентов, позволяющий как временно хранить биогаз и/или его компоненты, так и при необходимости возвращать биогаз и/или его компоненты в узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов. Узел 7 распределения жидкого органического удобрения может быть связан с подключаемым блоком 11 накопителей жидкого органического удобрения посредством дополнительного трубопровода 12, представляющего собой один или нескольких малых трубопроводов, позволяющих проходить содержимому в прямом и обратном направлениях. Блок 11 накопителей жидкого органического удобрения позволяет как временно хранить жидкое органическое удобрение, так и регулировать рабочее давление в дополнительном трубопроводе 12. В том случае, если в состав комплекса одновременно подключены блок 13 накопителей биогаза и/или его компонентов и узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, то участок дополнительного газопровода 9 между узлом 21 анализаторов и подготовки биогаза и узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов может быть выполнен в виде одного или нескольких малых газопроводов, позволяющих проходить содержимому в прямом и обратном направлениях. Узел 5 финишной подготовки субстрата может быть связан с узлом 6 анаэробной метаногенной ферментации посредством подключаемого резервного трубопровода 23 для подачи в узел 6 анаэробной метаногенной ферментации субстрата с нативным микробиологическим комплексом. В том случае, если в состав комплекса подключен узел 22 стерилизации субстрата, то резервный трубопровод 23 может выполнять функцию аварийного трубопровода, позволяющего поступать субстрату, прошедшему финишную подготовку, на узел 6 анаэробной метаногенной ферментации, минуя узел 22 стерилизации субстрата и соответствующий участок трубопровода 3, в том числе, минуя и инокулятор 26 с дополнительным трубопроводом 27, при условии их включения в состав комплекса. Если в состав комплекса включен кроме дополнительного трубопровода 23 и инокулятор 26 со связанным с ним дополнительным трубопроводом 27, то ввод инокулюма в поток субстрата осуществляется и посредством резервного трубопровода 23. При подключении к комплексу инокулятора 26 узел 6 анаэробной метаногенной ферментации может быть связан с инокулятором 26 посредством дополнительного резервного трубопровода 32. При этом, при включении в состав комплекса еще и узла 22 стерилизации субстрата дополнительный резервный трубопровод 32 может выполнять функцию аварийного трубопровода, позволяющего поступать субстрату, прошедшему финишную подготовку, на инокулятор 26, минуя узел 22 стерилизации субстрата и соответствующие участки трубопровода 3 и дополнительного трубопровода 27. Узел 6 анаэробной метаногенной ферментации может быть связан с узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов посредством подключаемого резервного газопровода 24. При этом, если комплекс включает в себя и узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, то резервный газопровод 24 может выполнять функцию аварийного газопровода, позволяющего поступать неподготовленному биогазу на узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов, минуя узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, участок дополнительного газопровода 9, соединяющего узел 6 анаэробной метаногенной ферментации с узлом анализаторов 21 и подготовки биогаза, и участок дополнительного газопровода 9, соединяющий узел 21 анализаторов и подготовки биогаза и узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов.

Узел 17 удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации может быть связан с узлом 10 распределения биогаза и/или его компонентов посредством дополнительного резервного газопровода 25, при этом, если комплекс включает в себя и узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, то дополнительный резервный газопровод 25 может выполнять функцию аварийного газопровода, позволяющего поступать неподготовленному биогазу на узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов, минуя узел 21 анализаторов и подготовки биогаза, дополнительный газопровод 19 и участок дополнительного газопровода 9, соединяющий узел 21 анализаторов и подготовки биогаза и узел 10 распределения биогаза и/или его компонентов. Соответствующие устройства, узлы и блоки комплекса обеспечивают транспортирование субстрата и продуктов переработки на соответствующих стадиях протекающих процессов.

Изменение конфигурации комплекса за счет подключения тех или иных блоков и сопряженных с ними совокупности трубопроводов или газопроводов позволяет производить адаптацию технологических режимов его работы для реализации поставленной задачи на текущем интервале времени. При этом в узле анаэробной метаногенной ферментации субстрата реализуется режим технологического процесса с оптимальными параметрами. Используемое в комплексе, в случае реализации полной конфигурации, дублирование ряда трубопроводов увеличивает характеристики надежности комплекса. Алгоритм проведения предварительной и финишной подготовки субстрата назначается с учетом показателей измерений, полученных с блока анализаторов свойств субстрата. Высокие, в том числе, экологические показатели как жидких удобрений, так и биогаза и/или его компонентов обеспечиваются за счет осуществления стерилизации субстрата, а также возможностей дополнительного анализа и подготовки биогаза.

Комплекс переработки органических отходов путем анаэробного метаногенного брожения имеет повышенные характеристики эффективности его использования и позволяет осуществлять комплексную переработку органических отходов, преимущественно сельскохозяйственного происхождения, с получением в качественного конечного продукта жидкого органического удобрения и биогаза и/или его компонентов.

Claims (4)

1. Комплекс переработки органических отходов, содержащий подключенную к соответствующим блокам и узлам комплекса систему электропитания и управления комплексом, подключенную к ней систему телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом, последовательно соединенные трубопроводом блок анализаторов свойств субстрата, узел финишной подготовки субстрата, узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел распределения жидкого органического удобрения, соединенный с узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством газопровода и дополнительного газопровода узел распределения биогаза и/или его компонентов, а также устанавливаемые в комплексе с возможностью подключения к нему блок накопителей жидкого органического удобрения, соединяемый посредством дополнительного трубопровода с узлом распределения жидкого органического удобрения, блок накопителей биогаза и/или его компонентов, соединяемый посредством дополнительного газопровода с узлом распределения биогаза и/или его компонентов, узел предварительной подготовки субстрата, устанавливаемый между блоком анализаторов свойств субстрата и узлом финишной подготовки субстрата и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода, узел удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, устанавливаемый между узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узлом распределения жидкого органического удобрения и сообщающийся с ними посредством дополнительного трубопровода, а также соединенный посредством дополнительного газопровода, имеющего однонаправленный клапан, с дополнительным газопроводом, соединяющим узел анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узел распределения биогаза и/или его компонентов, узел анализаторов и подготовки биогаза, выход которого посредством дополнительного газопровода соединен с соответствующим входом узла распределения биогаза и/или его компонентов, а его соответствующие входы соединены с выходом узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством дополнительного газопровода или параллельно соединены дополнительными газопроводами с соответствующими выходами узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и узла удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации, узел стерилизации субстрата, устанавливаемый на линии трубопровода между узлом финишной подготовки субстрата и узлом анаэробной метаногенной ферментации субстрата, резервный трубопровод, соединяющий соответствующий выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата, резервный газопровод, соединяющий соответствующий выход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соответствующий вход узла распределения биогаза и/или его компонентов, дополнительный резервный газопровод, соединяющий соответствующий выход узла удаления остатков биогаза из субстрата после ферментации и соответствующий вход узла распределения биогаза и/или его компонентов, инокулятор, соответствующий вход которого соединен с трубопроводом на участке соединения узла финишной подготовки субстрата и узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата посредством дополнительного трубопровода, имеющего регулирующий клапан, а выход инокулятора сообщен посредством дополнительного трубопровода с соответствующим входом узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата и соединен посредством дополнительного трубопровода с трубопроводом на участке соединения соответствующего выхода узла финишной подготовки субстрата и соответствующего входа узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата после точки соединения трубопровода и дополнительного трубопровода, имеющего регулирующий клапан, а также посредством дополнительного трубопровода - с резервным трубопроводом, соединяющим соответствующий выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход узла анаэробной метаногенной ферментации субстрата, дополнительный резервный трубопровод, соединяющий соответствующий выход узла финишной подготовки субстрата и соответствующий вход инокулятора, при этом дополнительные трубопроводы связи выхода инокулятора с трубопроводом и резервным трубопроводом выполнены с однонаправленными клапанами, соответствующие выходы узла распределения жидкого органического удобрения и узла распределения биогаза и/или его компонентов выполнены с возможностью сообщения с потребителем посредством дополнительного трубопровода и дополнительного газопровода соответственно, а дополнительный трубопровод, расположенный между узлом распределения жидкого органического удобрения и накопителем жидкого органического удобрения, дополнительный газопровод, расположенный между узлом распределения биогаза и/или его компонентов и накопителем жидкого органического удобрения, а также участок дополнительного газопровода, расположенный между узлом анализаторов и подготовки биогаза и узлом распределения биогаза и/или его компонентов, выполнены в виде одного или нескольких параллельных трубопроводов или газопроводов.

2. Комплекс по п.1, характеризующийся тем, что подключение системы электропитания и управления комплексом к системе телеметрии и видеонаблюдения за технологическим процессом выполнено посредством узла электропроводной или беспроводной связи.

3. Комплекс по п.1, характеризующийся тем, что снабжен загрузочным устройством, сообщающимся с блоком анализаторов свойств субстрата посредством дополнительного трубопровода.

4. Комплекс по п.1, характеризующийся тем, что регулирующий и однонаправленные клапаны выполнены дистанционно управляемыми.