RU2088543C1 - Утилизационная биометановая установка - Google Patents
Утилизационная биометановая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2088543C1 RU2088543C1 RU9494024822A RU94024822A RU2088543C1 RU 2088543 C1 RU2088543 C1 RU 2088543C1 RU 9494024822 A RU9494024822 A RU 9494024822A RU 94024822 A RU94024822 A RU 94024822A RU 2088543 C1 RU2088543 C1 RU 2088543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- rotor
- fermentation
- fermentation chamber
- methane fermentation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Использование: утилизация фекально-бытовых стоков (ФБС), твердых бытовых отходов (ТБО) с выработкой биометана и интенсификацией жизнедеятельности метаногенов вводом малоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и может быть применена на атомных тепловых и электрических станциях, на базах атомного подводного и надводного флота, на исследовательских реакторах. Сущность изобретения: после сбраживания субстрата из ФБС и ТБО в камерах 5, 6, 7 и 8 кислого, регрессии кислого, нейтрального, щелочного брожения, бражку отбирают и сбраживают в камере 9 метанового брожения. К бражке добавляют малоактивные ЖРО для интенсификации метаногенеза в секциях 17 при продувке биогаза нагнетателями 18 через перфорированные перегородки 12 и слой иммобилизационной насадки 11. Бражка перетекает сверху вниз по переточным стаканам 19 и 20. Биомассу отделяют в инерционном микрофильтре 21 и дезинтегрируют в насосе 22. При вращении ротора жидкость выбрасывается из впадин через кольцевой зазор между стержнями, выполненными со свободными концами. Гидродинамический напор переходит в статический, подобные трансформации осуществляются многократно, что приводит к нагреву жидкости. Между стержнями и во впадинах ротора возникают разрежения с образованием пара из жидкости. Вибрирование свободных концов стержней повышает интенсивность гидродинамических, кавитационных и тепловых воздействий на оболочки метаногенов с освобождением при дезинтеграции физиологически активных веществ и ферментов для разложения воды в камере 9 метанового брожения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к утилизации фекально-бытовых стоков (ФБС), твердых бытовых отходов (ТБО) с выработкой биометана и интенсификацией жизнедеятельности метаногенов вводом малоактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и может быть использовано на атомных тепловых и электрических станциях, на базах атомного подводного и надводного флота, на исследовательских реакторах.
Известна УБУ, содержащая сборники ФБС и ТБО, сообщенные с диспергатором приготовления субстрата и теплообменником для его нагрева и последующего сбраживания в камерах кислого, регрессии кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, снабженных перемешивающими устройствами и иммобилизационной насадкой, и насосами перемещения субстрата и бражки, в которой отсутствует достаточность стабилизации температурного режима в камере метаногенов, причем колебания температуры не должны превышать 1oC в сутки, что снижает эффективность работы установки.
На фиг.1 показан насос, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 схема утилизационной биометановой установки (УБУ).
УБУ содержит сборник 1 ФБС и сборник 2 ТБО, сообщенные с диспергатором 3 и теплообменником 4 и по субстрату с камерами 5 кислого, 6 регрессии кислого, 7 нейтрального и 8 щелочного брожения и последние по биогазу и бражке сообщены с камерой 9 метанового брожения, причем камеры 5, 6, 7 и 8 выполнены с перемешивающим устройством 10 и иммобилизационной насадкой 11, при этом камера 9 метанового брожения снабжена перегородками с перфорацией 12, образующими секции 13, а по оси камеры 9 метанового брожения смонтирован приводной вал 14 с лопастями 15 и дисками 16, причем диски 16 с перфорированными перегородками 12, образуют дутьевые секции 17, сообщенные с нагнетателями 18, при этом секции 13 сообщены друг с другом переливными стаканами 19 и 20, а внизу камера 9 метанового брожения сообщена с инерционным микрофильтром 21 и насосом 22, содержащим улиткообразный корпус 23 с патрубками 24 всасывания и 25 нагнетания, установленный в корпусе 23 ротор 26 с лопастями, в виде чередующихся выступов 27 и впадин 28 с разгрузочными отверстиями 29 на боковой поверхности, при этом в кольцевом зазоре 30 между корпусом 23 и ротором 26 установлены стержни 31, чередующиеся своими свободными концами 32 относительно кольцевого зазора 30 между корпусом 23 и ротором 26, при этом насос 2 своим патрубком нагнетания 25 сообщен с верхом камеры 9 метанового брожения, а микрофильтр 21 по избыточной биомассе сообщен с камерой 33 пиролиза, включающей транспортный орган 34 с верхней 35 сушильной и нижней 36 пиролизной ветвями, а под ложным днищем 37 размещена топка 38, сообщенная по биометану с камерой 9 метанового брожения, а камера 33 пиролиза по коксу сообщена с контейнером 39 твердых радиоактивных отходов (ТРО).
УБУ работает следующим образом.
ФБС поступают в сборник 1 и освобождаются от минеральных включений, В сборнике 2 ТБО отбирают для использования углеродсодержащие отходы (макулатура, пищевые отходы и т.д.). ФБС и ТБО измельчают в диспергаторе 3 с приготовлением субстрата с концентрацией взвесей 1-5% и соотношением углерода, азота и фосфора в пределах 100:5:1. Субстрат нагревают в теплообменнике 4 до 36-38oC и последовательно сбраживают в камерах 5, 6, 7 и 8 при перемешивании устройством 10 в присутствии иммобилизационной насадки 11. Недоброд из камеры 8 щелочного брожения перемещают в камеру 7 нейтрального брожения для получения слабощелочной среды за счет гидрата окиси аммония и двууглекислого аммония. Бражка из камеры 8 щелочного брожения поступает в камеру 9 метанового брожения и по переточным стаканам 19 и 20 перетекает сверху вниз, причем в бражку из сборника 40 добавляют малоактивные ЖРО для интенсификации жизнедеятельности метаногенов. Биогаз из камеры 8 щелочного брожения нагнетателями 18 через дутьевые секции 17 продувают через перфорированные перегородки 12 и слой бражки с иммобилизационной насадкой 11. Причем биогаз отбирают нагнетателями 18 из предыдущей секции 13 и перемещают через слой бражки в последующую секцию 13 с исчерпыванием диоксида углерода и восстановления его в метан. Из нижней части камеры 9 метанового брожения бражку, со взвешенными в ней старыми и мертвыми клетками метаногенов, отбирают в центробежный микрофильтр 21 для отделения биомассы, которая обрабатывается в насосе 22 с разрушением оболочек метаногенов в кольцевом зазоре 30 между корпусом 23 и ротором 26 гидродинамическим, кавитационным и тепловым воздействием при многократных переходах динамического давления в статическое и наоборот, причем часть энергии давления переходит в тепловую с интенсификацией трансформации давления вибрированием свободных концов 32 стержней 31. При дезинтегрировании оболочек метаногенов освобождаются ферменты, которые поступают в верхнюю часть камеры 9 метанового брожения. Ферменты дезинтеграта совместно с ферментами молодых клеток метаногенов осуществляют разложение воды на водород и кислород ферментолиз. Водород ферментолиза восстанавливает диоксид углерода до метана, а кислород окисляет примеси, например сероводород, до органической серы, являющейся микроэлементом питания. Иммобилизационная насадка 11 обеспечивает адаптацию метаногенов к изменению состава бражки при ее движении сверху вниз по переточным стаканам 19 и 20. Нагнетатели 18 последовательно перемещают биогаз из нижележащих секций 17 в вышележащие с переводом его в биометан. Бражка из камеры 9 метанового брожения поступает в инерционной микрофильтр 21 для отделения биомассы метаногенов, которую дезинтегрируют в насосе 22. Избыточная биомасса метаногенов, которая сорбировала на своей поверхности радионуклиды в поступает в пиролизную камеру 33. На верхней ветви 35 транспортного органа 34 биомассу подсушивают, на нижней 36 подвергают сухой перегонке без доступа воздуха в среде нагретых топочных газов, получаемых от сжигания биометана в топке 38, причем продукты сгорания поступают в нагнетатель 18 камеры 9 метанового брожения для утилизации тепла и диоксида углерода. Образующийся кокс от сухой перегонки биомассы метаногенов ТРО поступает в контейнер 39. Избыточный биометан УБУ может быть использован для выработки электроэнергии привода оборудования установки. Особенностью радионуклидов является то, что они не угнетают жизнедеятельности метаногенов и одновременно обеспечивают высокие коэффициент накопления, порядка 103-105. Максимальные концентрации радионуклидов в метаногенах достигаются через 5-10 мин после ввода ЖРО в камеру 9 метанового брожения. Использование в камере 9 бражки до минимума уменьшает массу кокса, а соответственно, потребность в контейнерах 39.
Утилизационная биометановая установка обеспечивает оздоровление экологической обстановки вокруг атомных тепловых и электрических станций, поселка энергетиков. Ее использование в бассейнах выдержки ТВЭЛов сокращает время выдержки, в установках дезактивации оборудования при его ремонтах обеспечивает нормализацию санитарной обстановки для обслуживающего персонала.
Claims (1)
- Утилизационная биометановая установка, содержащая камеры кислого и щелочного брожения, камеру метанового брожения, сообщенную по биогазу и бражке с камерой щелочного брожения и выполненную с перфорированными перегородками, дутьевыми секциями, нагнетателями, сообщающими секции переливными стаканами и микрофильтр, отличающаяся тем, что она снабжена сборниками фекальнобытовых стоков и твердых бытовых отходов с диспергатором и теплообменником, соединенными с камерой кислого брожения, имеющей также камеры регрессии кислого и нейтрального брожения, камеры снабжены перемешивающими устройствами и иммобилизационной насадкой, камера метанового брожения снабжена установленным по оси приводным валом с лопастями и дисками, которые с перфорированными перегородками образуют дутьевые секции, а также сообщенным с микрофильтром насосом, который имеет улиткообразный корпус с патрубками всасывания и нагнетания, и установленный в корпусе ротор с лопастями в виде чередующихся выступов и впадин с разгрузочными отверстиями по боковой поверхности, в кольцевом зазоре между корпусом и ротором установлены стержни, чередующиеся свободными концами относительно стенок корпуса и ротора, патрубок нагнетания насоса соединен с верхней частью камеры метанового брожения, установка снабжена камерой пиролиза, выполненной из верхней сушильной и нижней пиролизной секции с транспортным органом и топкой, камера пиролиза сообщена по метану с камерой метанового брожения, а по коксу со сборником твердых отходов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494024822A RU2088543C1 (ru) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Утилизационная биометановая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9494024822A RU2088543C1 (ru) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Утилизационная биометановая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94024822A RU94024822A (ru) | 1997-03-20 |
RU2088543C1 true RU2088543C1 (ru) | 1997-08-27 |
Family
ID=20157966
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9494024822A RU2088543C1 (ru) | 1994-06-30 | 1994-06-30 | Утилизационная биометановая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2088543C1 (ru) |
-
1994
- 1994-06-30 RU RU9494024822A patent/RU2088543C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1798333, кл. C 02 F 11/04, 1993. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94024822A (ru) | 1997-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101823793B (zh) | 双路循环全混式厌氧反应器 | |
CN103087901B (zh) | 生物发酵分布式供能系统 | |
CN104944732A (zh) | 一种有机固体废弃物的节能资源化处理处置系统及工艺 | |
CN101337838A (zh) | 有机固体废弃物联合厌氧发酵方法 | |
CN102874921B (zh) | 升流式厌氧污泥床反应器和操作方法 | |
CN101045901A (zh) | 一种联体式沼气池 | |
CN106434296B (zh) | 一种一体式干湿厌氧消化装置 | |
CN102212561A (zh) | 干法湿法联合发酵秸秆的加工方法 | |
CN103708693B (zh) | 一种城市污水处理所产生污泥的消解系统及方法 | |
CN110819662A (zh) | 在厌氧反应体系中添加生物炭促进中链脂肪酸产出的方法 | |
CN207581802U (zh) | 一种带有水热处理的混合物料发酵生产沼气的装置 | |
CN112777896A (zh) | 一种利用畜禽粪污生产高甲烷含量沼气的装置 | |
CN111484219A (zh) | 一种两相厌氧消化处理污泥的系统及方法 | |
RU2088543C1 (ru) | Утилизационная биометановая установка | |
CN201321456Y (zh) | 一种高效厌氧发酵罐 | |
KR101181834B1 (ko) | 발전소 배가스의 폐열을 이용한 미세조류 전열처리와 고온 고효율 수소 및 메탄발효장치 | |
CN211814428U (zh) | 生化综合中常温厌氧处理系统 | |
CN102586095A (zh) | 气提对流循环厌氧消化反应器 | |
CN110964625A (zh) | 一种湿式厌氧发酵搅拌与换热方法及湿式厌氧发酵系统 | |
CN207581801U (zh) | 一种带有低温灭菌的混合物料发酵生产沼气装置 | |
CN212076783U (zh) | 污泥处理发酵罐 | |
RU2073652C1 (ru) | Очистное сооружение | |
CN202246667U (zh) | 连续式干法高浓度厌氧反应器 | |
CN220239618U (zh) | 一种小型餐厨垃圾快速发酵装置 | |
CN108587895A (zh) | 一种智能生物能有机废弃物处理装置及方法 |