RU2062299C1 - Bioreactor - Google Patents
Bioreactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2062299C1 RU2062299C1 SU5019328A RU2062299C1 RU 2062299 C1 RU2062299 C1 RU 2062299C1 SU 5019328 A SU5019328 A SU 5019328A RU 2062299 C1 RU2062299 C1 RU 2062299C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- substrate
- shut
- valves
- compartment
- float
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к биоэнергетическим устройствам и может быть использовано для утилизации отходов сельхозпроизводства. The present invention relates to bioenergy devices and can be used for disposal of agricultural waste.
Известны секционные биореакторы, снабженные для осуществления перемешивания в процессе метанового сбраживания органического вещества механическими мешалками, насосами,а также нагревателями (1). Sectional bioreactors are equipped with mechanical stirrers, pumps, and also heaters (1) for mixing during the methane digestion of organic matter.
Известны также секционные биореакторы, в которых перемешивание осуществляется барботажем биогаза (1). Sectional bioreactors are also known in which mixing is carried out by bubbling biogas (1).
К недостаткам первых относятся возможность разгерметизации биореакторов из-за наличия сальниковых выходов приводных валов, заиление и засорение насосов крупными частицами навоза, налипание осадка на трубы нагревателей. Кроме того, каждая секция должна иметь свое индивидуальное средство перемешивания, т. к. нарушение сложившегося посекционного симбиоза микроорганизмов ведет к образованию токсичных конечных продуктов. The disadvantages of the first include the possibility of depressurization of bioreactors due to the presence of stuffing box outputs of drive shafts, siltation and clogging of pumps with large particles of manure, and the accumulation of sediment on the pipes of the heaters. In addition, each section should have its own individual means of mixing, since a violation of the prevailing sectional symbiosis of microorganisms leads to the formation of toxic end products.
К недостаткам вторых относится образование корки на поверхности субстрата, что ведет к уменьшению выделения биогаза и образованию осадка на донных частях секций биореакторов. The disadvantages of the second include the formation of a crust on the surface of the substrate, which leads to a decrease in the release of biogas and the formation of sediment on the bottom of the sections of bioreactors.
Целью предлагаемого изобретения является предотвращение образования корки и неподвижного осадка на донных частях секций биореактора, обеспечение однородности среды субстрата по концентрации питательных элементов и сокращение количества технологических механизмов обслуживания до минимума. The aim of the invention is to prevent the formation of a crust and a stationary sediment on the bottom of the sections of the bioreactor, ensuring the uniformity of the substrate environment in the concentration of nutrients and reducing the number of technological maintenance mechanisms to a minimum.
Поставленная цель достигается тем, что биореактор, содержащий резервуар башенного или горизонтального типа с изолированными отсеками, в каждом из которых размещена отдельно сложившаяся симбиозная группа микроорганизмов субстрата, магистрали для подачи и возврата субстрата, вакуум-насос, соединенный с магистралями отсоса и транспортирования в рессивер биогаза, запорные клапаны на магистралях, снабжен дополнительным резервуаром и дополнительным грязесборником. This goal is achieved by the fact that the bioreactor containing a tank tower or horizontal type with isolated compartments, each of which contains a separate symbiotic group of substrate microorganisms, lines for feeding and returning the substrate, a vacuum pump connected to the suction and transportation lines to the biogas receiver , shut-off valves on highways, equipped with an additional tank and an additional dirt collector.
Дополнительный резервуар связан через запорные клапаны с каждым из отсеков основного резервуара магистралями подачи и возврата субстрата. An additional tank is connected through shut-off valves to each of the compartments of the main tank with supply and return lines of the substrate.
Дополнительный грязесборник установлен в конце магистрали возврата перед дополнительным резервуаром: таким образом, что патрубок магистрали входит в грязесборник тангенциально, а после выхода из грязесборника через запорный клапан соединяется с дополнительным резервуаром. An additional dirt collector is installed at the end of the return line in front of the additional tank: in such a way that the pipe nozzle enters the dirt collector tangentially and, after exiting the dirt collector, is connected to the additional tank through a shut-off valve.
Корпус грязесборника состоит из двух отсеков нижнего и верхнего. The dirt collector housing consists of two lower and upper compartments.
Нижний отсек имеет воронкообразное днище, переходящее в две концевые выпускные горловины, на которых установлены запорные клапаны, через цилиндрический придонный участок, а внутри отсека размещена цилиндрическая перегородка, оканчивающаяся конической горловиной. The lower compartment has a funnel-shaped bottom passing into two end outlet necks, on which shut-off valves are installed, through a cylindrical bottom section, and a cylindrical partition ending in a conical neck is placed inside the compartment.
Верхнее отверстие перегородки закрыто фильтром, а между фильтром и выпускными горловинами с возможностью перемещения no вертикальной оси от основания горловин до входа во внутреннюю полость цилиндрической перегородки размещен поплавок, снабженный в нижней части дистанционными стержнями, несущими на определенном расстоянии от нижней плоскости поплавка диск с эластичной кромкой, выполненный диаметром, большим диаметра конической горловины цилиндрической перегородки и равным внутреннему диаметру цилиндрического придонного участка днища нижнего отсека. The upper opening of the partition is closed by the filter, and between the filter and the outlet necks with the possibility of moving no vertical axis from the base of the necks to the entrance to the inner cavity of the cylindrical partition there is a float equipped with distance rods in the lower part that carry a disk with an elastic edge at a certain distance from the bottom plane of the float made with a diameter larger than the diameter of the conical neck of the cylindrical partition and equal to the inner diameter of the cylindrical bottom section d looking for lower compartment.
Поплавок снабжен центральным отверстием, соединенным верхней кромкой с гибким шлангом, сформированным в виде пружинной спирали с выходным патрубком нижнего отсека. The float is provided with a Central hole connected by the upper edge to a flexible hose formed in the form of a spring spiral with the outlet pipe of the lower compartment.
Верхняя часть нижнего отсека, выполненная в виде воронкообразной горловины с эластичной кромкой, несет на себе свободно лежащий глухой поплавок и входит во внутреннюю полость верхнего отсека, который выполнен с верхним люком, герметично закрытым быстросъемной крышкой, вогнутой вниз. The upper part of the lower compartment, made in the form of a funnel-shaped neck with an elastic edge, carries a freely lying deaf float and enters the inner cavity of the upper compartment, which is made with the upper hatch, hermetically closed by a quick-detachable lid, concave downward.
В верхней части верхнего отсека расположен запорный клапан для возможности сообщения полости отсека с атмосферой. A shut-off valve is located in the upper part of the upper compartment to allow the compartment cavity to communicate with the atmosphere.
Полости верхнего и нижнего отсека сообщаются между собой через запорный клапан. The cavities of the upper and lower compartment communicate with each other through a shut-off valve.
Верхняя часть верхнего отсека связана через клапан с дополнительным резервуаром, который, в свою очередь, через запорный клапан связан с магистралью отсоса биогаза перед всасывающим патрубком вакуум-насоса, напорный патрубок которого одним ответвлением тройника через запорный клапан связан с магистралью транспортировки биогаза в рессивер, а вторым ответвлением тройника через запорный и обратный клапаны с началом магистрали возврата субстрата. The upper part of the upper compartment is connected through a valve to an additional tank, which, in turn, is connected through a shut-off valve to the biogas suction line in front of the suction pipe of the vacuum pump, the pressure pipe of which is connected by one branch of the tee through the shut-off valve to the biogas transport line to the receiver, and the second branch of the tee through the shut-off and check valves with the beginning of the substrate return line.
На фиг. 1 схематично изображена система биореактора; на фиг. 2 - грязесборник в состоянии опорожнения; на фиг. 3 разрез по А А на фиг. 2; на фиг. 4 грязесборник в процессе очистки субстрата. In FIG. 1 schematically shows a bioreactor system; in FIG. 2 - a dirt collector in a state of emptying; in FIG. 3 is a section along A A in FIG. 2; in FIG. 4 dirt collector in the process of cleaning the substrate.
Биореактор состоит из герметичного резервуара 1 башенного типа, разделенного конусообразными днищами на три технологических отсека, заполненных субстратом 2, в каждом из которых субстрат находится на определенной, исключающей воздействие соседней, стадии симбиоза микроорганизмов и выделяющимся биогазом 3. Полость каждого из отсеков через запорные клапаны 4, 5, 6 связана с напорной магистралью 7 подачи субстрата, исходящей из дополнительного резервуара 8, представляющего из себя герметичный сосуд плавных форм с конусообразным днищем и начинающимся конусным раструбом у основания днища. Полость дополнительного резервуара через верхний свод посредством запорного клапана 9 и дополнительного грязесборника 10 связана с самотечной магистралью 11 возврата субстрата, соединенной через зaпорные клапаны 12, 13, 14 с каждым из отсеков резервуара 1. The bioreactor consists of a tower-type sealed tank 1, divided by cone-shaped bottoms into three technological compartments filled with
Кроме того, полости отсеков своими верхними частями свободно сообщаются между собой, а через запорный клапан 15 с верхней частью дополнительного резервуара 8, а также с всасывающим патрубком вакуум-насоса 16 магистралью 17. In addition, the cavity of the compartments with their upper parts freely communicate with each other, and through the shut-off valve 15 with the upper part of the additional tank 8, as well as with the suction pipe of the vacuum pump 16 line 17.
Вакуум-насос на напорном патрубке имеет разветвление, одно ответвление через запорный клапан 18 и обратный клапан 19 продувочной магистралью 20 связано с начальной частью самотечной магистрали 11 возврата субстрата. Другое ответвление через запорный клапан 21 связано с рессивером (на чертеже не показано) магистралью 22 транспортировки биогаза. The vacuum pump on the discharge pipe has a branch, one branch through the shut-off valve 18 and the check valve 19 by the purge line 20 is connected to the initial part of the gravity line 11 of the return of the substrate. Another branch through the shut-off valve 21 is connected to a receiver (not shown) of the biogas transport line 22.
Дополнительный грязесборник 10 состоит из герметичного корпуса (фиг. 2, 4), включающего верхний 23 и нижний 24 отсеки.
Верхний отсек, выполненный, например, в виде цилиндра, имеет наверху люк, герметизируемый быстросъемной крышкой 25, вогнутой в полость отсека. В верхней части отсек снабжен двумя запорными клапанами 26 и 27, из которых клапан 26 создает возможность сообщения полости отсека с атмосферой, а 27 связан магистралью с верхней частью полости дополнительного резервуара 8. The upper compartment, made, for example, in the form of a cylinder, has a hatch at the top, which is sealed by a quick-
Нижний отсек 24 имеет воронкообразные, оканчивающиеся горловинами, свод и днище. Днище переходит в две концевые выпускные горловины, на которые установлены запорные клапаны 28, например, ротационного типа, через цилиндрический придонный участок. The
Внутри отсека размещена цилиндрическая перегородка 29, оканчивающаяся конической горловиной. Верхнее отверстие перегородки закрыто фильтром 30, например, сетчатого типа, а между фильтром и выпускными горловинами с возможностью перемещения по вертикальной оси от основания горловин до входа во внутреннюю полость цилиндрической перегородки размещен поплавок 31, снабженный в нижней части дистанционными стержнями 32, несущими на определенном расстоянии от нижней плоскости поплавка диск 33 с эластичной кромкой, выполненный диаметром большим, чем диаметр конической горловины цилиндрической перегородки 29 и равным внутреннему диаметру цилиндрического придонного участка днища отсека. Inside the compartment there is a
Поплавок снабжен центральным отверстием, соединенным верхней кромкой с гибким шлангом 34, например, оплетенным или кольчатым, сформированным в гибкую спираль пружинного типа, например, витками пружинной проволоки, скрепленной со шлангом снаружи или помещенной внутри. Другой конец шланга соединен с выходным патрубком 35 грязесборника, в то же время входной патрубок 36 тангенциально расположен над выходным патрубком, а оба патрубка являются элементами связи с самотечной магистралью 11 возврата субстрата. Верхняя горловина снабжена эластичной кромкой, несущей на себе свободно лежащий глухой округлый поплавок 37, удерживаемый от смещения от оси во время всплытия направляющими (на чертеже не показано) входит во внутреннюю полость верхнего отсека. The float is provided with a central hole connected by the upper edge to the
Полости верхнего и нижнего отсеков грязесборника сообщаются между собой через клапан 38. На фиг. 2, 4 показан твердый осадок 39 и плавучий загрязнитель 40. The cavities of the upper and lower mud compartments communicate with each other through the
Работа биореактора состоит из следующих последовательных операций и включаемых в работу элементов. The work of the bioreactor consists of the following sequential operations and the elements included in the work.
Продувка. Открыты запорные клапаны 18-19-12, включен вакуум-насос 16. Биогаз по магистрали 20 подается в низ первого отсека, где происходит продувка сливного патрубка отсека и барботаж субстрата. Purge. Shut-off valves 18-19-12 are open, the vacuum pump 16 is turned on. Biogas is fed through line 20 to the bottom of the first compartment, where the compartment drain pipe is purged and the substrate is bubbled.
Заполнение субстратом грязесборника. Открыты клапаны 12-38-27-15. Субстрат по самотечной магистрали 11 возврата поступает через тангенциальный патрубок 36 в нижний отсек 24 грязесборника 10 и полностью наполняет отсеки 23 и 24 грязесборника за счет сообщения между собой через клапан 38 полостей обоих отсеков, всплытия поплавка 37 и вытеснения биогаза из грязесборника через клапан 27 в общее биогазовое пространство. Filling with a dirt collector substrate. Valves 12-38-27-15 are open. The substrate flows through the gravity return line 11 through the
В то же время поплавок 31 всплывает вверх и эластичной кромкой диска 33 упирается в кромку конуса цилиндрической перегородки 29, срабатывая как клапан, перекрывающий доступ субстрата внутрь перегородки снизу и фиксируется таким образом до операции опорожнения грязесборника. At the same time, the
Очистка и слив субстрата в дополнительный резервуар. Открыты клапаны 12-9-15. Очистка субстрата происходит следующим образом. Благодаря тангенциальному расположению входного патрубка 36 и объему удаляемого из грязесборника субстрата равному объему поступающего в грязесборник субстрата остальная масса совершает циркуляционное движение. В то же время происходит разделение загрязнений по фракциям, т.е. тяжелая в виде песка, глины, цемента оседает внизу, не имея доступа к выходному патрубку 35, а легкая фракция в виде всплывающих кверху коркообразующих компонентов субстрата, таких как ботва, солома, корма, попадает через отверстие между поплавком 37 и верхней горловиной свода нижнего отсека и концентрируется в верхнем отсеке грязесборника. Cleaning and draining the substrate into an additional tank. Valves 12-9-15 are open. Cleaning the substrate is as follows. Due to the tangential location of the
Очищенный таким образом субстрат через фильтр 30, центральное отверстие поплавка 31, шланг 34, патрубок 35, клапан 9 сливается в резервуар 8. The substrate thus cleaned through the
Опорожнение грязесборника. Откpыты клапаны 12-38-9-27-15. При полном опустошении отсека резервуара 1 и постепенном понижении уровня субстрата поплавок 37 перекрывает входную горловину нижнего отсека, закрывая доступ к выходу плавучих загрязнителей из верхнего отсека, а слив субстрата происходит через клапан 36. При понижении уровня до верха цилиндрической перегородки неудаленные плавучие загрязнители оседают на сетке 30 фильтра. При понижений уровня до самого возможно низкого диск 33 локализует отверстие поплавка 31 от попадания в него твердого осадка. Emptying the dirt collector. Valves 12-38-9-27-15 open. When the tank compartment 1 is completely empty and the substrate level gradually decreases, the
Подача субстрата в отсек. Открыты клапаны 18-19-38-9-4, включен вакуум-насос 16. В результате из дополнительного резервуара субстрат выжимается по магистрали 7 подачи субстрата через клапан 4 в верхний отсек резервуара 1. Причем одновременно биогазом из грязесборника 10 выжимаются остатки субстрата "досуха", сводя на нет вероятность смещения сембионтов соседних отсеков при последующей операции с другими отсеками. Submission of substrate to the compartment. Valves 18-19-38-9-4 are open, the vacuum pump 16 is turned on. As a result, the substrate is squeezed out of the substrate supply line 7 through the valve 4 into the upper compartment of the tank 1. Moreover, the remaining residues are squeezed out of the
Описанные операции производятся со средним и нижним отсеками резервуара 1. По мере надобности, например, после полного цикла со всеми отсеками резервуара 1 производится откачка биогаза и очистка от накопившихся загрязнений из биореактора. The described operations are performed with the middle and lower compartments of tank 1. As necessary, for example, after a full cycle with all compartments of tank 1, biogas is pumped out and the accumulated contaminants are cleaned from the bioreactor.
Откачка биогаза. Открыты клапаны 9-27-15-21, включен вакуум-насос 16. Биогаз по магистрали 22 поступает в рессивер. При этом в результате создания вакуума дополнительно стимулируется выделение биогаза из субстрата. Pumping biogas. Valves 9-27-15-21 are open, the vacuum pump 16 is turned on. Biogas on line 22 enters the receiver. Moreover, as a result of creating a vacuum, the release of biogas from the substrate is additionally stimulated.
Затем система биореактора отключается до накопления необходимого объема биогаза, после чего цикл повторяется
Очистка грязесборника. От твердого осадка очистка производится с помощью ротационных затворов 28 постоянно. От легких фракций очистка производится после откачки биогаза из системы следующим образом. Клапаны 18-38-9-27 обязательно перекрыты. Отрывается клапан 26 сообщения полости верхнего отсека атмосферного давления. За счет перепада давлений, т.е. вакуума в нижнем отсеке грязесборника после откачки биогаза из системы, притягивающего поплавок 37 и атмосферного давления на поплавок, воздух в нижний отсек не проникает.Then the bioreactor system is turned off until the accumulation of the required volume of biogas, after which the cycle repeats
Cleaning the dirt collector. From solid sediment cleaning is performed using
Затем открывается крышка 25 и удаляется осадок 40. После удаления осадка крышка герметично закрывается, а в процессе заполнения грязесборника и вытеснения субстратом воздуха через клапан 26 закрывается и сам клапан. Then the
Таким образом, с помощью грязесборника из субстрата удаляются твердые частицы в виде песка, цемента, глины, а также флотирующие коркообразующие, такие, как ботва, солома, корма и т.д. обеспечивается однородность среды субстрата, а также интенсификация процесса выделения биогаза при экономии электроэнергии и упрощении всей конструкции. ЫЫЫ2 Thus, with the help of a dirt collector, solid particles in the form of sand, cement, clay, as well as floating crust-forming ones, such as tops, straw, feed, etc., are removed from the substrate. homogeneity of the substrate environment is ensured, as well as the intensification of the biogas evolution process while saving energy and simplifying the entire structure. YYY2
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5019328 RU2062299C1 (en) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Bioreactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5019328 RU2062299C1 (en) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Bioreactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2062299C1 true RU2062299C1 (en) | 1996-06-20 |
Family
ID=21592945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5019328 RU2062299C1 (en) | 1991-12-24 | 1991-12-24 | Bioreactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2062299C1 (en) |
-
1991
- 1991-12-24 RU SU5019328 patent/RU2062299C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дубровский В.С. и ВиестурУ.Э. Метановое сбраживание сельскохозяйственных отходов.- Рига.: Зинатне, 1988, с.12 - 32, 40 - 52. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101346525B1 (en) | Device to cohere and to dispose of wastes water | |
BR112013000208A2 (en) | scrubber for purifying a fluid such as effluent and methods for the aerobic or anaerobic purification of an effluent fluid using a scrubber | |
CN101531445A (en) | Aeration-less water treatment system | |
CN218115229U (en) | Sewage pollution discharge treatment structure | |
CN111847706A (en) | A sedimentation tank for chemical industry waste water | |
CN105417893B (en) | Multiphase circular integration sewage disposal device | |
CN101952015B (en) | Wastewater treatment system and method for the treatment of wastewater | |
KR101728283B1 (en) | Apparatus and system for washing sediment sand | |
US6982033B2 (en) | Aerobic treatment plant with filter pipe | |
KR101662491B1 (en) | Method of sewage treatment | |
RU2062299C1 (en) | Bioreactor | |
RU1836301C (en) | Installation for waste-water-cleaning | |
CN209853876U (en) | Integrated grease separation water purifier | |
CN105585215A (en) | Multiphase circulation integrated sewage treatment process | |
CA2728913A1 (en) | Apparatus for cleaning sewage | |
KR20190018884A (en) | Apparatus for removing sediment of anaerobic disgester | |
CN100351187C (en) | Method for anaerobic sludge digestion and a digester | |
CN85109079A (en) | The upflow gas eductor induced air flotation separator device | |
US6827850B2 (en) | Diffusion bar aerobic treatment plant | |
RU47880U1 (en) | SEWAGE TREATMENT PLANT | |
CN208055081U (en) | A kind of catering industry sewage purification tower | |
CN218853711U (en) | Biological interception device and sewage treatment system | |
KR100328338B1 (en) | A waste water disposal plant | |
CN209507735U (en) | A kind of skid-mounted type sewage-treatment plant | |
CN211283848U (en) | Unpowered digestion tank |