RU2081865C1

RU2081865C1 - Method and apparatus for processing manure or mixture thereof with organic fillers to fertilizer and biogas

Info

Publication number: RU2081865C1
Application number: RU94031086A
Authority: RU
Inventors: В.П. Лосяков; И.К. Глазков; А.А. Ковалев; Г.В. Комаров; В.С. Федотов
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: starting organic, mass is first subjected to aerobic decomposition, followed by pumping liquid manure having moisture content 98% and more from methane tank into decomposed organic mass. Next moistened manure is blown-through by air oxygen to reach temperature 65-75 C. Aerobic conditions are provided for reaction mass, whereafter combustible biogas starts liberating during time when temperature drop takes place. Liquid manure and water are discharged from hydraulic seal into collecting tank, gas bell is taken off, and processed organic mass is discharged. EFFECT: accelerated procedure for processing manure or mixture thereof with organic fillers to produce high-quality fertilizers and biogas. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, приготовлению удобрений из отходов сельскохозяйственного производства, из навоза животных и растительных материалов. The invention relates to the field of agriculture, in particular, the preparation of fertilizers from agricultural waste, from animal manure and plant materials.

Известно устройство для получения тепла из навоза. Патент Швейцарии N 673075, кл. A 01 C 3/02, 1990. Устройство содержит закрываемый изолированный резервуар, из которого выступают вниз в навоз трубчатые вертикально расположенные зонды. Навоз расположен на опускаемой площадке. Рассол, циркулирующий в зондах, применяется непосредственно для нагревания воды или для работы теплового насоса. Это устройство не позволяет создать анаэробных условий после разогрева навоза, и получить метан в этом резервуаре практически невозможно. A device for producing heat from manure is known. Switzerland patent N 673075, cl. A 01 C 3/02, 1990. The device comprises a lockable insulated tank from which tubular vertically located probes protrude down into the manure. The manure is located on a lowered platform. The brine circulating in the probes is used directly to heat water or to operate a heat pump. This device does not allow creating anaerobic conditions after heating manure, and it is almost impossible to obtain methane in this tank.

Наиболее близок по сущности патент Франции N 2327974, кл. C 05 F 9/02, 1977. "Способ обработки хозяйственных отходов и установка для его осуществления". Способ предусматривает измельчение отходов до получения плотности около 0,65 т/м³, перемешивание при одновременном орошении жидкостью, активирующей жизнь бактерий. Затем органическая масса помещается в герметичную емкость, в которой масса при температуре 60-65^oC постоянно орошается жидкой смесью на уровне смесителя, что позволяет осуществить ферментацию с получением биогаза.The closest in essence patent of France N 2327974, class. C 05 F 9/02, 1977. "Method for the processing of household waste and installation for its implementation." The method involves grinding waste to a density of about 0.65 t / m ³ , mixing while irrigation with a liquid that activates the life of bacteria. Then the organic mass is placed in a sealed container in which the mass at a temperature of 60-65 ^o C is constantly irrigated with a liquid mixture at the level of the mixer, which allows fermentation to produce biogas.

Этот способ не предусматривает ускоренный разогрев органической массы с использованием вентилятора и освобождение ее от излишней жидкости после окончания переработки. Устройством не предусмотрен слив жидкости и быстрое освобождения метантенка от переработанной органической массы. This method does not provide accelerated heating of the organic matter using a fan and freeing it from excess liquid after processing. The device does not provide for draining the liquid and the quick release of the digester from the processed organic matter.

Задачей данного способа является ускоренное создание анаэробных условий при достижении наивысшей температуры органической смеси и жидкости в аэробных условиях, а также удаление жидкости после переработки. The objective of this method is the accelerated creation of anaerobic conditions upon reaching the highest temperature of the organic mixture and liquid under aerobic conditions, as well as the removal of liquid after processing.

В результате использования изобретения осуществляется ускоренная переработка навоза или смеси его с органическими наполнителями с получением качественных удобрений и биогаза с концентрацией питательных веществ в меньшем объеме и массе. As a result of the use of the invention, accelerated processing of manure or a mixture of it with organic fillers is carried out to produce high-quality fertilizers and biogas with a concentration of nutrients in a smaller volume and mass.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в органическую массу после аэробного разложения закачивают жидкий навоз влажностью 98% и выше на некоторую высоту метантенка, затем продувают увлажненный навоз кислородом воздуха до достижения температуры 65 75^oC, создают анаэробные условия с последующим выделением горючего биогаза в течение времени падения температуры, сливают жидкий навоз и воду из гидрозатвора в накопитель, снимают газовый колокол и выгружают переработанную органическую массу.The above result is achieved by the fact that after aerobic decomposition, liquid manure is pumped into the organic mass with a moisture content of 98% or higher to a certain height of the digester, then humidified manure is purged with atmospheric oxygen until the temperature reaches 65 75 ^o C, anaerobic conditions are created, followed by the release of combustible biogas over time temperature drops, liquid manure and water are drained from the water trap into the reservoir, the gas bell is removed and the processed organic matter is unloaded.

Задачей данного устройства является создание упрощенной конструкции метантенка, позволяющей быстро создать анаэробные условия после аэробной переработки и быстро обезводить увлажненный навоз с целью неоднократного использования нагретого жидкого навоза при последующих загрузках метантенка непереработанным навозом или смесью его с органическими наполнителями. Так как процесс переработки цикличный, количество метантенков будет зависеть от суточного выхода навоза. The objective of this device is to create a simplified design of the digester, which allows you to quickly create anaerobic conditions after aerobic processing and quickly dehydrate wet manure in order to repeatedly use heated liquid manure during subsequent loading of the digester with unprocessed manure or a mixture of it with organic fillers. Since the processing process is cyclical, the number of digesters will depend on the daily output of manure.

В результате использования изобретения выделение биогаза увеличивается за счет того, что подтопленный навоз быстро освобождается от газов аэробного разложения и твердая фракция становится иммобилизационным материалом для развития метанообразующих микроорганизмов. As a result of using the invention, biogas evolution increases due to the fact that the flooded manure is quickly freed from aerobic decomposition gases and the solid fraction becomes immobilization material for the development of methane-forming microorganisms.

Вышеуказанный результат достигается тем, что ороситель смонтирован в съемном газовом колоколе с петлями, а сам колокол опущен в гидрозатвор в верхней части корпуса метантенка. В нижней части метантенка установлена перегородка с отверстиями для сбора жидкости, которая сливается самотеком по гибкому трубопроводу из образованного перегородкой и дном объема в накопитель жидкого навоза. Вода из гидрозатвора после окончания цикла переработки также сливается по гибкому трубопроводу в накопитель жидкого навоза. The above result is achieved by the fact that the sprinkler is mounted in a removable gas bell with loops, and the bell itself is lowered into a water lock in the upper part of the digester tank. In the lower part of the digester, a partition is installed with openings for collecting liquid, which is drained by gravity through a flexible pipe from the volume formed by the partition and the bottom of the tank into a slurry collector. After the end of the processing cycle, water from the water trap is also drained through a flexible pipe into a slurry tank.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Устройство состоит из метантенка 1, стоящего на опорах 2. В нижней части метантенка имеется перегородка 3 с отверстиями, фланец 4, в который вмонтирован гибкий трубопровод (или шланг) 5 с краном 6, связанный с вентилятором 7. В верхней части метантенка имеется кран 8 для создания гидрозатвора. В карман опущена кромка газового колокола 9, в который вмонтирован газовый патрубок 10 с краном 11. В газовый колокол вмонтирован также вращающийся ороситель 12 с гибким патрубком 13, краном 14 и гидравлическим насосом 15 с регулируемой производительностью. Насос связан также с заборным трубопроводом 16, барботажным трубопроводом 17, с краном 18 и выгрузным трубопроводом 19, с краном 20. Жидкий навоз хранится в накопителе 21, заглубленном в землю и имеющем люк 22 и теплоизоляцию 23. Жидкий навоз из метантенка вытекает по гибкому трубопроводу 24 с краном 25. Вода из гидрозатвора стекает по гибкому трубопроводу 26 с краном 27. Метантенк имеет теплоизоляцию 28, а газовый колокол петли 29 для снятия колокола любым подъемным устройством. The device consists of a digester 1, standing on supports 2. In the lower part of the digester there is a partition 3 with holes, a flange 4, in which a flexible pipe (or hose) 5 is mounted with a valve 6 connected to the fan 7. There is a valve 8 in the upper part of the digester to create a water seal. The edge of the gas bell 9 is lowered into the pocket, into which the gas pipe 10 with a valve 11 is mounted. A rotating sprinkler 12 with a flexible pipe 13, a valve 14 and a hydraulic pump 15 with adjustable capacity is also mounted in the gas bell. The pump is also connected to the intake pipe 16, the bubbler pipe 17, with the crane 18 and the discharge pipe 19, with the crane 20. The liquid manure is stored in the drive 21, buried in the ground and having a hatch 22 and insulation 23. Liquid manure flows from the digester through a flexible pipe 24 with a faucet 25. Water from a water trap flows through a flexible pipe 26 with a faucet 27. The methane tank has thermal insulation 28, and the gas bell has a loop 29 for removing the bell by any lifting device.

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Любым погрузочным средством или вручную загружают навоз или заранее приготовленную смесь навоза с опилками, торфом, соломой и т.д. в метантенк 1. Влажность навоза должна быть в пределах 45-70% Затем любым подъемным устройством с помощью петель 29 поднимают колокол 9 и опускают его в карман 8 на корпусе метантенка, имеющего теплоизоляцию 28. В карман 8 заливают воду и к метантенку 1 подсоединяют: гибкие трубопроводы (или шланги) 5 с открытым краном 6, 13, с закрытым краном 14, 26, с закрытым краном 27 и 24, с закрытым краном 25. Кран 11 на газовом патрубке 10 открыт. Так как вращающийся разбрызгиватель 12 закреплен на газовом колпаке, то и он к моменту переработки готов к работе. Включается вентилятор 7 и, работая с перерывами, он насыщает органическую массу кислородом воздуха, пройдя через сетку 3. На 4-5-й день температура массы поднимается до 65-75^oC. Из изолированной емкости 23, заглубленной в землю, насосом 15 с регулируемой производительностью при открытом кране 14 и закрытых 18 и 20 жидкий навоз через вращающийся ороситель 12 закачивается в верхнюю зону метантенка. Вентилятор продолжает работать, чтобы постепенно прогрелась и навозная жидкость до температуры 65-75^oC. Жидкость закачивается примерно до половины метантенка, что определяется понижением уровня в навозонакопителе. Затем отключается вентилятор, закрывается кран 6, отключается насос 15 и закрывается кран 14. Газопровод 10 соединен с мокрым газгольдером, (на чертеже показан), куда начинает поступать биогаз при создании анаэробных условий. Когда выделение биогаза прекратится, открывается кран 25 и жидкий нагретый навоз сливается в накопитель 23 по трубопроводу 24. Также сливают воду из гидрозатвора по гибкому трубопроводу 26 при открытом кране 27. После этого подчеленным механизмом поднимают за петли газовый колокол 9, отсоединяют гибкие трубопроводы 5, 24, 27 и при помощи загрузчика-опрокидывателя переработанную массу из метантенка 1 перегружают в тракторный прицеп, или кузов автомашины, или в бурт. После этого цикл повторяется. Если дно метантенка заилится, то его прочищают подручными средствами при открытом фланце 4. При переполнении накопителя жидкого навоза его выгружают насосом через выгрузной трубопровод 19 при открытом кране 20 и закрытых 18 и 14. При необходимости жидкий навоз можно перемешать тем же насосом 15 при открытом кране 18 и закрытых 14 и 20 через выгрузную трубу 16.Any loading means or manually load manure or a pre-prepared mixture of manure with sawdust, peat, straw, etc. in the digester 1. Humidity of the manure should be within 45-70%. Then, using any loops 29, raise the bell 9 and lower it into pocket 8 on the digester shell having thermal insulation 28. Water is poured into pocket 8 and connected to digester 1: flexible pipelines (or hoses) 5 with an open valve 6, 13, with a closed valve 14, 26, with a closed valve 27 and 24, with a closed valve 25. The valve 11 on the gas pipe 10 is open. Since the rotating sprinkler 12 is mounted on a gas cap, it is also ready for operation at the time of processing. The fan 7 is turned on and, working intermittently, it saturates the organic mass with atmospheric oxygen, passing through the grid 3. On the 4th-5th day, the temperature of the mass rises to 65-75 ^o C. From the insulated container 23 buried in the ground with a pump for 15 s adjustable performance with the open crane 14 and closed 18 and 20, liquid manure is pumped through the rotary sprinkler 12 into the upper zone of the digester. The fan continues to work so that the manure liquid gradually warms up to a temperature of 65-75 ^o C. The liquid is pumped to about half of the digester, which is determined by a decrease in the level in the manure collector. Then the fan turns off, the valve 6 closes, the pump 15 turns off and the valve 14 closes. The gas pipeline 10 is connected to a wet gas tank (shown in the drawing), where biogas begins to flow when anaerobic conditions are created. When the biogas evolution stops, the valve 25 opens and the liquid heated manure is discharged into the accumulator 23 through the pipe 24. The water is also drained from the water seal through the flexible pipe 26 with the crane 27 open. After that, the gas bell 9 is lifted by the hinged mechanism, the flexible pipes 5 are disconnected, 24, 27 and using the loader-tipper, the processed mass from the digester 1 is loaded into a tractor trailer, or a car body, or into a pile. After that, the cycle repeats. If the bottom of the digester is silted, then it is cleaned with improvised means with the flange 4 open. When the liquid manure accumulator is full, it is unloaded by the pump through the discharge pipe 19 with the open valve 20 and closed 18 and 14. If necessary, the liquid manure can be mixed with the same pump 15 with the open valve 18 and closed 14 and 20 through the discharge pipe 16.

Claims

1. A method of processing manure or a mixture of it with organic fillers into fertilizer and biogas by saturating the air with oxygen and exothermic heating of the organic mixture, characterized in that liquid manure with a moisture content of 98% or higher is pumped into the organic mass after aerobic decomposition, then the moistened mixture is purged with air oxygen to reach 65 75 ^o C, anaerobic conditions are created with the subsequent release of combustible biogas during the temperature drop, then liquid manure and water are drained and the processed waste is discharged the mass of hog.

2. A device for processing manure or a mixture of it with organic fillers into fertilizer and biogas containing a digester, gas bell, gas pipelines, pump and air blower, characterized in that the sprinkler is mounted in a removable gas bell with hinges and connected by a flexible pipe to the feed pump liquid manure from the accumulator to the sprinkler, or a vehicle, or to bubble liquid in the accumulator, and the bell itself is lowered into the water lock in the upper part of the digester tank and in the lower part of the digester a partition with holes and flexible pipelines are also connected from the blower to the digester, from the water seal and the volume space between the bottom and the partition to the drive.