RU130990U1

RU130990U1 - DEVICE FOR PROCESSING FOR BIOGAS AND ORGANIC FERTILIZERS OF AGRICULTURAL WASTE

Info

Publication number: RU130990U1
Application number: RU2013101823/05U
Authority: RU
Inventors: Михаил Сергеевич Давыдов; Михаил Георгиевич Беренгартен
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-08-10

Abstract

1. Устройство для переработки на биогаз и органическое удобрение сельскохозяйственных отходов, включающее твердофазный и жидкофазный метантенки, соединенные между собой трубопроводами в верхней части для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части - для циркуляции фильтрата, загрузочный патрубок в верхней части твердофазного метантенка и разгрузочный патрубок для удаления переработанного субстрата в нижней части жидкофазного метантенка, а также патрубки для отбора биогаза, отличающееся тем, что твердофазный метантенк снабжен горизонтальной мелкоячеистой сеткой, размещенной ниже уровня жидкой фракции субстрата, выпускное отверстие загрузочного патрубка размещено под сеткой, а патрубок для подачи жидкой фракции субстрата смонтирован над сеткой, при этом патрубок для циркуляции фильтрата из твердофазного метантенка в жидкофазный метантенк смонтирован по касательной к внутренней поверхности последнего.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что жидкофазный метантенк по всей высоте снабжен лопастной мешалкой, свободно установленной на оси.1. A device for processing into biogas and organic fertilizer of agricultural waste, including solid-phase and liquid-phase digesters, interconnected by pipelines in the upper part for feeding the liquid fraction of the substrate, and in the lower part for circulating the filtrate, a loading pipe in the upper part of the solid-phase digester and unloading a nozzle for removing the processed substrate in the lower part of the liquid-phase digester, as well as nozzles for biogas selection, characterized in that the solid-phase digester is equipped with a small mesh mesh located below the level of the liquid fraction of the substrate, the outlet of the loading nozzle is placed under the mesh, and the nozzle for supplying the liquid fraction of the substrate is mounted above the mesh, while the nozzle for circulating the filtrate from the solid-phase digester is mounted tangentially to the inner surface of the latter. 2. The device according to claim 1, characterized in that the liquid-phase digester is provided with a paddle mixer along the entire height, freely mounted on the axis.

Description

Полезная модель предназначена для использования в сельском хозяйстве для пофазного анаэробного сбраживания подстилочного навоза и помета животноводческих и птицеводческих хозяйств, растительных отходов сельхозпроизводства с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, из яиц и семян сорняков, жидких минерализованных органических удобрений с высоким содержанием гумуса и горючего биогаза на энергетические цели.The utility model is intended for use in agriculture for phased anaerobic digestion of litter and litter of livestock and poultry farms, plant agricultural waste with the production of high-quality disinfected from pathogenic microflora, helminths, from eggs and seeds of weeds, liquid mineralized organic fertilizers with a high content and combustible biogas for energy purposes.

Из уровня техники известно устройство для последовательного пофазного анаэробного сбраживания неизмельченных и неразжиженных различных сбраживаемых твердых органических отходов с выработкой из них жидких органических удобрений и горючего биогаза на энергетические цели (RU 2250878, опубликовано 27.04.2005 г).The prior art device for sequential phase-by-phase anaerobic digestion of unmilled and non-liquefied various fermentable solid organic wastes with the production of liquid organic fertilizers and combustible biogas from them for energy purposes (RU 2250878, published April 27, 2005).

Устройство представляет собой метантенк, выполненный в виде герметичного горизонтального резервуара, разделенного внутренними попеременно не доходящими до верха и низа резервуара поперечными перегородками на газовые секции с газосборникамии жидкостные проточно сообщающиеся камеры с кранами слива, загрузочный и разгрузочный патрубки, нагреватели сбраживаемой массы и присоединенный к газосборникам газовых секций газопровод к газгольдеру. В резервуар встроен цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор с приводом, горизонтально расположенные друг над другом рабочие ветви которого с перфорированным ограждением между ними и вокруг них введены со стороны загрузочного патрубка во внутрь резервуара, ниже установленного в резервуаре уровня сбраживаемой жидкой органической массы.The device is a digester, made in the form of a sealed horizontal reservoir, divided by internal transverse partitions alternately not reaching the top and bottom of the reservoir into gas sections with gas collectors and liquid flowing communicating chambers with drain valves, loading and unloading nozzles, fermented mass heaters and connected to gas gas collectors sections of the gas pipeline to the gas tank. A chain-scraper loading and unloading elevator with a drive is built into the tank, the working branches of which are horizontally located one above the other with perforated guards between them and around them are introduced from the side of the loading nozzle into the inside of the tank, below the level of fermented liquid organic matter installed in the tank.

Недостатком этого известного метантенка является то, что внутреннее устройство метантенка сконструировано таким образом, что не позволяет полностью разделить субстрат на фракции, в частности выделить жидкую фракцию, в результате чего твердые частицы уносят метаногенную микрофлору из камеры жидкофазного сбраживания, для поддержания необходимого количества метаногенной биомассы камера жидкофазного сбраживания требует большого объема. Встроенный цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор сконструирован таким образом, что при выгрузке захватывает часть не обработанного субстрата.The disadvantage of this known digester is that the internal apparatus of the digester is designed in such a way that it is not possible to completely separate the substrate into fractions, in particular, to isolate the liquid fraction, as a result of which solid particles carry away methanogenic microflora from the liquid-phase digestion chamber to maintain the required amount of methanogenic biomass chamber liquid phase fermentation requires a large volume. The built-in chain-scraper loading and unloading elevator is designed in such a way that during unloading it captures part of the untreated substrate.

Наиболее близким к полезной модели по своей технической сущности и достигаемому результату относится устройство для сбраживания неизмельченных твердых бытовых отходов содержащих органические вещества (Панцхава Е.С., Пожарнов В.А. и др. Биогазовые технологии и решение современных проблем экологии, энергетики и агрохимии в России // Перспективы энергетики. Т.6, №2, М.: 2002 г. с.163-171)The closest to the utility model in its technical essence and the achieved result is a device for the fermentation of unmilled solid waste containing organic substances (Pantskhava ES, Pozharnov VA, etc. Biogas technologies and the solution of modern problems of ecology, energy and agricultural chemistry in Russia // Energy Prospects. T.6, No. 2, M .: 2002, p.163-171)

Устройство включает твердофазный и жидкофазный метантенки, соединенные между собой трубопроводами в верхней части для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части - для циркуляции фильтрата, загрузочный патрубок в верхней части твердофазного метантенка и разгрузочный патрубок для удаления переработанного субстрата в нижней части жидкофазного метантенка, а также патрубки для отбора биогаза.The device includes solid-phase and liquid-phase digesters, interconnected by pipelines in the upper part for feeding the liquid fraction of the substrate, and in the lower part for circulating the filtrate, a loading pipe in the upper part of the solid-phase digester and a discharge pipe for removing the processed substrate in the lower part of the liquid phase digester, and also pipes for biogas extraction.

Недостатком приведенного выше известного устройства является непригодность его использования для сбраживания неизмельченного подстилочного навоза и помета, использование в жидкофазном метантенке насыпного материал может способствовать образованию застойных зон, что ухудшает эффективность работы такого метантенка.The disadvantage of the above known device is the unsuitability of its use for fermentation of unshredded litter and manure, the use of bulk material in a liquid-phase digester can contribute to the formation of stagnant zones, which degrades the performance of such a digester.

Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности анаэробного сбраживания неизмельченного подстилочного навоза и помета животноводческих и птицеводческих хозяйств, растительных отходов сельхозпроизводства.The objective of this utility model is to increase the efficiency of anaerobic digestion of unmilled litter manure and litter of livestock and poultry farms, plant waste from agricultural production.

Согласно полезной модели поставленная задача решается тем, что устройство для переработки на биогаз и органическое удобрение сельскохозяйственных отходов, включающее твердофазный и жидкофазный метантенки, соединенные между собой трубопроводами в верхней части для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части - для циркуляции фильтрата, загрузочный патрубок в верхней части твердофазного метантенка и разгрузочный патрубок для удаления переработанного субстрата в нижней части жидкофазного метантенка, а также патрубки для отбора биогаза, согласно полезной модели, твердофазный метантенк снабжен горизонтальной мелкоячеистой сеткой, размещенной ниже уровня жидкой фракции субстрата, выпускное отверстие загрузочного патрубка размещено под сеткой, а патрубок для подачи жидкой фракции субстрата смонтирован над сеткой, при этом патрубок для циркуляции фильтрата из твердофазного метантенка в жидкофазный метантенк смонтирован по касательной к внутренней поверхности последнего.According to a utility model, the problem is solved in that a device for processing into biogas and organic fertilizer of agricultural waste, including solid-phase and liquid-phase digesters, interconnected by pipelines in the upper part for feeding the liquid fraction of the substrate, and in the lower part for circulating the filtrate, a loading pipe in the upper part of the solid-phase digester and discharge pipe for removing the processed substrate in the lower part of the liquid-phase digester, as well as pipes for bi According to a utility model, the solid-state digester is equipped with a horizontal fine mesh mesh located below the level of the liquid fraction of the substrate, the outlet of the loading nozzle is placed under the mesh, and the nozzle for supplying the liquid fraction of the substrate is mounted above the mesh, while the nozzle for circulating the filtrate from the solid-phase digester the digester is mounted tangentially to the inner surface of the latter.

В варианте выполнения конструкции жидкофазный метантенк по всей высоте снабжен лопастной мешалкой, свободно установленной на оси.In an embodiment of the design, the liquid-phase digester is provided with a paddle stirrer freely mounted on the axis along the entire height.

Технический результат заключается в том, что устройство по предложенной полезной модели позволяет повысить эффективность анаэробного сбраживания, уменьшить суммарный размер метантенков и за счет циркуляции жидкой фракции субстрата стабилизировать кислотно-щелочной баланс в них.The technical result consists in the fact that the device according to the proposed utility model allows to increase the efficiency of anaerobic digestion, reduce the total size of the digesters and stabilize the acid-base balance in them due to the circulation of the liquid fraction of the substrate.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено устройство для переработки на биогаз и органическое удобрение сельскохозяйственных отходов.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a device for processing into biogas and organic fertilizer of agricultural waste.

Устройство состоит из твердофазного метантенка 1 и жидкофазного метантенка 2, соединенных между собой в верхней части патрубком 3 для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части патрубком 4 для циркуляции фильтрата. Устройство содержит также, загрузочный патрубок 5 в верхней части твердофазного метантенка 1, патрубки 6 для отбора биогаза и разгрузочный патрубок 7 удаления переработанного субстрата, в нижней части твердофазного метантенка для отделения жидкой фракции субстрата установлена фильтрующая сетка-ткань 8, твердофазный метантенк снабжен горизонтальной мелкоячеистой сеткой 9, размещенной ниже уровня жидкой фракции субстрата, выпускное отверстие загрузочного патрубка размещено под сеткой 9, а патрубок 3 для подачи жидкой фракции субстрата смонтирован над сеткой, при этом патрубок 4 для циркуляции фильтрата из твердофазного метантенка в жидкофазный метантенк 2 смонтирован по касательной к внутренней поверхности последнего, по всей высоте снабженного многолопастной мешалкой 10, свободно установленной на оси.The device consists of a solid phase digester 1 and a liquid phase digester 2, interconnected in the upper part by a pipe 3 for supplying a liquid fraction of the substrate, and in the lower part by a pipe 4 for circulating the filtrate. The device also includes a loading nozzle 5 in the upper part of the solid-state digester 1, nozzles 6 for biogas extraction and an unloading nozzle 7 for removing the processed substrate, a filter mesh-cloth 8 is installed in the lower part of the solid-phase digester for separating the liquid fraction of the substrate, the solid-state digester is equipped with a horizontal fine mesh 9, located below the level of the liquid fraction of the substrate, the outlet of the loading nozzle is placed under the net 9, and the nozzle 3 for feeding the liquid fraction of the substrate, see ntirovan over the grid, the tube 4 for circulating the filtrate from solid-liquid phase digester to digester 2 is mounted tangentially to the inner surface of the latter, over the entire height equipped with a multiblade stirrer 10, freely mounted on axis.

Устройство по полезной модели работает следующим образом.The device according to the utility model works as follows.

В верхнюю часть средней секции 11 твердофазного метантенка 1 через загрузочный патрубок 5 подают сырьевой субстрат, а из нижней ее части через разгрузочный патрубок 7 выгружается переработанный субстрат. Нижняя секция 12 отделена от средней секции фильтрующей сеткой-тканью 8. Отфильтрованная циркуляционная жидкость по средством насоса 13 по соединительному патрубку 4 для циркуляции перекачивается в жидкофазный метантенк 2. Поток циркуляционной жидкости из твердофазного метантенка 1 направляют по касательной к внутренней поверхности жидкофазного, метантенка 2, и поток приводит в движение свободно установленную на оси многолопастную мешалку 10. Легко растворимые органические соединения, а также продукты их гидролиза поступают в жидкофазный метантенк 2, где являются питательной средой для содержащегося в нем анаэробного сообщества микроорганизмов, продукты жизнедеятельности которых повышают щелочность среды. Циркуляционная жидкость из жидкофазного метантенка 2 по соединительному патрубку 3 подают в верхнюю секцию 14 твердофазного метантенка 1, и осеменяет анаэробной микрофлорой содержащийся в нем субстрат. Кроме того, эта жидкость нормализует кислотность в твердофазном метантенке, которая вследствие повышенной нагрузки по органическому веществу в условиях приоритета стадии гидролиза склонна к повышению, что может привести к закисанию субстрата и полной остановке процесса анаэробного сбраживания с получением биогаза. Образовавшийся в процессе брожения биогаз удаляется через патрубки для отбора биогаза 6. Подогрев обоих метантенков до температуры термофильного режима сбраживания осуществляется через водяные рубашки 15.Raw material substrate is fed into the upper part of the middle section 11 of the solid-state digester 1 through the loading pipe 5, and the processed substrate is discharged from its lower part through the discharge pipe 7. The lower section 12 is separated from the middle section by a filter mesh-cloth 8. The filtered circulating fluid is pumped through the connecting pipe 4 to the liquid-phase digester 2 through a connecting pipe 4 for circulation 2. The flow of the circulating fluid from the solid-phase digester 1 is directed tangentially to the inner surface of the liquid-phase digester, 2, and the flow drives the multi-paddle mixer 10, freely mounted on the axis. Easily soluble organic compounds, as well as their hydrolysis products, enter the liquid phase digester 2, which are breeding grounds for the contained anaerobic microbial communities, which waste products increase the alkalinity of the medium. The circulation fluid from the liquid-phase digester 2 through the connecting pipe 3 is fed into the upper section 14 of the solid-state digester 1, and inseminates with anaerobic microflora the substrate contained therein. In addition, this liquid normalizes the acidity in the solid-state digester, which, due to the increased load on the organic matter under the conditions of the priority of the hydrolysis stage, tends to increase, which can lead to acidification of the substrate and complete stoppage of the anaerobic digestion process to produce biogas. Biogas formed during fermentation is removed through pipes for biogas selection 6. Both digesters are heated to the temperature of the thermophilic mode of fermentation through water jackets 15.

Приведенное выше выполнение предлагаемой полезной модели позволяет сбраживать неподготовленные подстилочный навоз и помет животноводческих и птицеводческих хозяйств, растительные отходы сельхозпроизводства с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, из яиц и семян сорняков жидких, минерализованных органических удобрений с высоким содержанием гумуса и горючего биогаза.The above implementation of the proposed utility model allows fermentation of unprepared bedding manure and litter of livestock and poultry farms, plant agricultural waste with the production of high-quality disinfected from pathogenic microflora, helminths, from eggs and seeds of weeds, liquid, mineralized organic fertilizers with a high content of humus and hot .

Существенным достоинством предлагаемой полезной модели метантенка является его способность отдельного сбраживания твердой и жидкой фракций субстрата, что позволяет уменьшить суммарный размер метантенков и за счет циркуляции жидкой фракции субстрата стабилизировать кислотно-щелочной баланс в метантанках.A significant advantage of the proposed utility model of the digester is its ability to separately ferment solid and liquid fractions of the substrate, which allows to reduce the total size of the digesters and stabilize the acid-base balance in the digesters due to the circulation of the liquid fraction of the substrate.

Claims

1. A device for processing into biogas and organic fertilizer of agricultural waste, including solid-phase and liquid-phase digesters, interconnected by pipelines in the upper part for feeding the liquid fraction of the substrate, and in the lower part for circulating the filtrate, a loading pipe in the upper part of the solid-phase digester and unloading a nozzle for removing the processed substrate in the lower part of the liquid-phase digester, as well as nozzles for biogas selection, characterized in that the solid-phase digester is equipped with rizontalnoy fine mesh placed below the liquid fraction of the level of the substrate, an outlet boot nozzle taken under the net, and a branch pipe for supplying the liquid fraction of the substrate is mounted over the net, the pipe for circulating the filtrate from the solid-phase digester in liquid phase digester is mounted tangentially to the inner surface of the latter.

2. The device according to claim 1, characterized in that the liquid-phase digester is provided with a paddle stirrer freely mounted on the axis along the entire height.