RU2144015C1 - Organic waste processing line - Google Patents

Organic waste processing line Download PDF

Info

Publication number
RU2144015C1
RU2144015C1 RU98114643A RU98114643A RU2144015C1 RU 2144015 C1 RU2144015 C1 RU 2144015C1 RU 98114643 A RU98114643 A RU 98114643A RU 98114643 A RU98114643 A RU 98114643A RU 2144015 C1 RU2144015 C1 RU 2144015C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bioreactors
bioreactor
heat
hinged
wall
Prior art date
Application number
RU98114643A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Гаврилин
А.В. Чурносов
Н.В. Гаврилин
Original Assignee
Гаврилин Валерий Павлович
Чурносов Александр Васильевич
Гаврилин Николай Валерьевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гаврилин Валерий Павлович, Чурносов Александр Васильевич, Гаврилин Николай Валерьевич filed Critical Гаврилин Валерий Павлович
Priority to RU98114643A priority Critical patent/RU2144015C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2144015C1 publication Critical patent/RU2144015C1/en

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
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • 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
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

FIELD: processing of organic waste, applicable for production of fertilizers from manure, poultry excrements, straw, pot-herb leaves, shaft, sawdust, peat, lignin, etc. SUBSTANCE: the processing line has bioreactors with front, rear and side walls, monitor sensors of temperature, moisture and oxygen content and a compressor plant. The rear wall of each bioreactor is made hinged, with the hinges in its upper part. Made in the lower part of each bioreactor is a triangular-section compartment, whose one wall represents a perforated bottom installed with inclination to the hinged wall. The bottom angle of inclination is determined by the conditions of material gravity unloading from the bioreactor and minimum capacity of the container. The bioreactors are interconnected through pipes for feeding the heat- transfer agent, located in the lower part of the bioreactors in the triangular-section compartments. EFFECT: accelerated waste processing due to redistribution of heat of exothermic reaction of fermentation among the bioreactors, enhanced capacity of unloading of finished product. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к переработке органических отходов, в частности навоза, птичьего помета, соломы, ботвы, костры, опилок, торфа, лигнина, на удобрение для закрытых и открытых грунтов и кормовые добавки. The invention relates to the processing of organic waste, in particular manure, bird droppings, straw, tops, bonfires, sawdust, peat, lignin, fertilizer for indoor and outdoor soil and feed additives.

Известна технологическая линия для переработки отходов, в частности, птичьего помета и навоза по /1/, образованная рядом биореакторов, снабженных перфорированными трубками для аэрации, закрепленных в основании емкостей. A known production line for processing waste, in particular, bird droppings and manure according to / 1 /, formed by a number of bioreactors equipped with perforated tubes for aeration, fixed in the base of the tanks.

Недостатками устройства по /1/ являются значительная длительность процессов ферментации (из-за отсутствия подвода энергии извне) - 10 - 12 дней и значительная трудоемкость обслуживания. The disadvantages of the device according to / 1 / are the significant duration of the fermentation processes (due to the lack of supply of energy from the outside) - 10 - 12 days and the significant complexity of the service.

Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является технологическая линия по /2/, в которой обеспечена концентрация выделяющегося во время ферментации тепла внутри биореактора и передача его контактным путем через продольные общие стенки и уменьшение рассеивания тепла через поперечные стороны в окружающую среду. The closest in technical essence to the present invention is the production line according to / 2 /, in which the concentration of heat generated during fermentation inside the bioreactor and its transfer by contact through the longitudinal common walls and the reduction of heat dissipation through the transverse sides to the environment are ensured.

Недостатки /2/: низкая эффективность теплопередачи из-за малой теплопроводности воздуха, вследствие чего переработка отходов также затягивается на 10-12 дней и более, а также высокая трудоемкость погрузочно-разгрузочных работ. Disadvantages / 2 /: low heat transfer efficiency due to the low thermal conductivity of the air, as a result of which waste processing is also delayed by 10-12 days or more, as well as the high complexity of loading and unloading.

В самом деле, по /2/ в первый день обработки температура ферментируемой массы в каждом биореакторе равна температуре окружающей среды. Затем, благодаря подаче кислорода, окисление материала приводит к повышению температуры и на 5-7 день она равна максимальной - 50-60oC. Однако на практике температура иногда повышается и до 100oC, а в отдельных случаях имеет место и возгорание материала. Поэтому эффективный взаимообогрев биореакторов обеспечивает не только ускорение процессов ферментации и, значит, обработки материала, но и сохранение его свойств, которые ухудшаются при температуре выше 85oC.In fact, according to / 2 /, on the first day of treatment, the temperature of the fermented mass in each bioreactor is equal to the ambient temperature. Then, due to the supply of oxygen, the oxidation of the material leads to a temperature increase and for 5-7 days it is equal to the maximum - 50-60 o C. However, in practice, the temperature sometimes rises to 100 o C, and in some cases there is a fire of the material. Therefore, effective mutual heating of bioreactors provides not only acceleration of the fermentation processes and, therefore, processing of the material, but also the preservation of its properties, which deteriorate at temperatures above 85 o C.

По /2/ каждый цикл обработки материала идет 11 - 13 дней после начала ферментации. Для переработки помета, производимого средней птицефабрикой, требуется 96 биореакторов при объеме каждого 20 м3, что свидетельствует о чрезвычайной важности фактора времени.By / 2 / each cycle of processing the material is 11 - 13 days after the start of fermentation. For processing litter produced by an average poultry farm, 96 bioreactors are required for each 20 m 3 volume, which indicates the extreme importance of the time factor.

Задачей заявленного предложения является ускорение процессов переработки материала за счет перераспределения между биореакторами тепла экзотермической реакции ферментации, а также повышение производительности выгрузки готового продукта. The objective of the proposed proposal is to accelerate the processes of material processing due to the redistribution of heat between the bioreactors of the exothermic fermentation reaction, as well as increasing the productivity of unloading the finished product.

Поставленная задача решается за счет того, что в технологической линии, имеющей ряд биореакторов, подготовительное отделение для измельчения и смешивания материала, механизмы подачи воздуха, загрузки материала и выгрузки готового продукта, биореакторы соединены замкнутой системой труб, заполненных перемещаемым теплоносителем, для размещения которых в нижней части каждого биореактора, имеющего откидную стенку с шарнирами сверху, выполнен отсек треугольного сечения, одну сторону которого составляет днище с углом наклона к откидной стенке, определяемым из условия гравитационной выгрузки материала из биореактора, минимального объема отсека и оптимальными условиями теплообмена между теплоносителем и материалом. Для экономии подаваемого воздуха размеры отверстий перфорации днища выбираются из условия подачи одинакового количества кислорода к каждой единице материала. The problem is solved due to the fact that in the technological line, which has a number of bioreactors, a preparatory department for grinding and mixing the material, air supply mechanisms, material loading and unloading of the finished product, the bioreactors are connected by a closed pipe system filled with a transported coolant, for placement of which in the lower of each bioreactor having a hinged wall with hinges on top, a triangular section compartment is made, one side of which is a bottom with an angle of inclination to the hinged wall nk determined from the conditions of gravitational discharge of material from the bioreactor, the minimum volume of the compartment and the optimal conditions of heat transfer between the coolant and the material. To save supplied air, the dimensions of the holes of the bottom perforation are selected from the condition of supplying the same amount of oxygen to each unit of material.

На фиг. 1 изображена заявленная технологическая линия, на фиг. 2 - поперечный разрез биореактора. In FIG. 1 shows the claimed production line, in FIG. 2 is a cross section of a bioreactor.

Технологическая линия состоит из ряда (рядов) биореакторов 1 для ферментации органических отходов. Передняя стенка биореактора снабжена окном 2 для разгрузки материала. Внутри биореактора установлены датчики 3 для контроля температуры, влажности, содержания кислорода. Задняя стенка 4 выполнена откидной с шарнирами сверху, а снаружи ниже задней стенки установлен транспортер 5 для выгрузки готового продукта. The technological line consists of a number (s) of bioreactors 1 for the fermentation of organic waste. The front wall of the bioreactor is equipped with a window 2 for unloading material. Sensors 3 are installed inside the bioreactor to control temperature, humidity, and oxygen content. The rear wall 4 is hinged with hinges on top, and on the outside below the rear wall there is a conveyor 5 for unloading the finished product.

К крайним биореакторам пристроены компрессорная станция 6, бытовая комната 7 и помещения 8 для расфасовки и складирования готового продукта. Compressor station 6, a household room 7 and rooms 8 for packaging and warehousing of the finished product are attached to the extreme bioreactors.

Обрабатываемый материал 9 лежит на днище 10, имеющем отверстия 11. Размеры отверстий 11 в правой (нижней) части днища могут быть большими для того, чтобы к каждой единице объема материала подавалось одинаковое количество кислорода. Днище 10 образует вместе с боковой и нижней стенками биореактора отсек 12 треугольной формы. Угол наклона днища 10 к горизонту выбирается из условий высыпания материала 9, оптимальных режимов теплопередачи от теплоносителя к материалу 9 и обратно, а также минимального объема отсека 12. The material 9 to be processed lies on the bottom 10 having openings 11. The dimensions of the openings 11 in the right (lower) part of the bottom can be large so that the same amount of oxygen is supplied to each unit volume of the material. The bottom 10 forms, together with the side and lower walls of the bioreactor, a triangular-shaped compartment 12. The angle of inclination of the bottom 10 to the horizon is selected from the conditions of precipitation of the material 9, the optimal modes of heat transfer from the coolant to the material 9 and vice versa, as well as the minimum volume of the compartment 12.

В отсеке 12 уложены трубы для подачи воздуха 13, имеющие выпускное отверстие 14, а также, касаясь днища 10, - основная и байпасные трубы 15 с теплоносителем (водой), перемещаемым насосом. В верхней части биореактора имеется патрубок 16 для выпуска газовых фракций с гидрозатвором, клапаном и др. известными устройствами для их улавливания (не показаны). In the compartment 12, pipes for air supply 13 are laid, having an outlet 14, and also, touching the bottom 10, the main and bypass pipes 15 with coolant (water) moved by the pump. In the upper part of the bioreactor there is a pipe 16 for the release of gas fractions with a water seal, valve, and other known devices for trapping them (not shown).

Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.

Сырой помет влажностью 70-80% предварительно смешивают с торфом в соотношении 1: 1, минеральными добавками, биозатравкой. Смесь загружают поочередно в биореакторы 1 через загрузочные окна 2, которые закрывают и с помощью компрессоров или вентиляторов подают воздух в отсек 12 по трубам 13 с отверстиями 14. Через отверстия 11 днища 10 воздух подается к смеси 9, проходя сквозь нее снизу вверх. Температура ферментируемой массы в каждом биореакторе в первый день равна температуре окружающей среды. Затем она начинает повышаться и достигает максимума 60oC и больше. Если в прототипе этот период "разгона" биореактора составляет до 6 - 7 дней, то применение предлагаемых устройств позволяет сократить этот срок почти в два раза за счет подвода тепла по трубам 15, передающим тепло от других, уже вошедших в режим ферментации биореакторов. Смесь 9 нагревается как непосредственно от теплопроводного металла днища 10, так и через воздух, нагреваемый в отсеке 12 от труб 15 и днища 10. Благодаря большому суммарному сечению отверстий 11 в нижней части днища 10 к каждой единице объема смеси 9 подается одинаковое количество кислорода. Отработанный воздух и все газовые фракции удаляются через патрубок 16 и локализуются гидрозатворами или др. известными устройствами.Raw droppings with a moisture content of 70-80% are pre-mixed with peat in a ratio of 1: 1, mineral additives, bio-seed. The mixture is loaded alternately into the bioreactors 1 through the loading windows 2, which are closed and with the help of compressors or fans supply air to the compartment 12 through pipes 13 with holes 14. Through the holes 11 of the bottom 10, air is supplied to the mixture 9, passing through it from the bottom up. The temperature of the fermentable mass in each bioreactor on the first day is equal to the ambient temperature. Then it begins to rise and reaches a maximum of 60 o C and more. If in the prototype this period of “acceleration” of the bioreactor is up to 6 - 7 days, then the use of the proposed devices can reduce this time by almost half due to the heat input through pipes 15 that transfer heat from others that have already entered the bioreactor fermentation mode. The mixture 9 is heated both directly from the heat-conducting metal of the bottom 10 and through the air heated in the compartment 12 from the pipes 15 and the bottom 10. Due to the large total cross section of the holes 11 in the lower part of the bottom 10, the same amount of oxygen is supplied to each unit volume of the mixture 9. The exhaust air and all gas fractions are removed through the pipe 16 and are localized by hydraulic locks or other known devices.

В случаях проведения профилактических или других работа байпасные трубы могут отключаться с помощью задвижек. In cases of preventive or other work, bypass pipes can be switched off using valves.

Существенными признаками, отличающими заявленное техническое решение от известных и обуславливающими его новизну и изобретательский уровень, являются следующие:
- в отличие от прототипа, где подогрев исходной массы осуществляют путем контактного подвода теплоты от других биореакторов через их общие стенки, в заявленном предложении имеет место эффективный теплоперенос теплоносителем, что существенно ускоряет процесс передачи тепла и полностью исключает неконтролируемый саморазогрев ферментируемой массы за счет отдачи излишнего тепла теплоносителю;
- угол наклона днища биореактора подобран таким образом, чтобы объем отсека под днищем был минимальным, выгрузка продукта была полной и в то же время спокойной и площадь контакта днища с материалом была максимальной, что достигнуто при минимальной потере полезного объема биореактора;
- в работу включен эффективным образом еще один теплоноситель - воздух, который нагревается как в отсеке перед днищем, так и проходя через него по отверстиям, и отдает тепло непосредственно обрабатываемому материалу;
- благодаря наклонному днищу имеет место саморазгрузка готового продукта.The essential features that distinguish the claimed technical solution from the known ones and determine its novelty and inventive step are the following:
- unlike the prototype, where the initial mass is heated by contacting heat from other bioreactors through their common walls, the claimed proposal contains effective heat transfer by the heat carrier, which significantly accelerates the heat transfer process and completely eliminates uncontrolled self-heating of the fermented mass due to the transfer of excess heat coolant;
- the angle of inclination of the bottom of the bioreactor is selected so that the volume of the compartment under the bottom is minimal, unloading of the product is complete and at the same time calm and the contact area of the bottom with the material is maximum, which is achieved with a minimum loss of useful volume of the bioreactor;
- another coolant is included in the work in an efficient manner - air, which is heated both in the compartment in front of the bottom and passing through it through the holes, and gives off heat directly to the processed material;
- due to the inclined bottom there is a self-unloading of the finished product.

Достигаемый технический результат заключается в уменьшении срока переработки материала, исключении его перегрева и снижении энергозатрат на подогрев исходной массы и разгрузку готового продукта. Achievable technical result consists in reducing the processing time of the material, eliminating its overheating and reducing energy consumption for heating the initial mass and unloading the finished product.

Claims (2)

1. Технологическая линия для переработки органических отходов, содержащая биореакторы с передними, задними и боковыми стенками, датчики контроля температуры, влажности и содержания кислорода и компрессорную станцию, отличающаяся тем, что задняя стенка каждого биореактора выполнена откидной с шарнирами в ее верхней части, в нижней части каждого биореактора выполнен отсек треугольного сечения, одна из стенок которого представляет собой перфорированное днище, установленное с наклоном к откидной стенке, угол которого определяется условиями гравитационной выгрузки материала из биореактора и минимального объема отсека, причем биореакторы соединены между собой трубами для подачи теплоносителя, расположенными в нижней части биореакторов в отсеках треугольного сечения. 1. A production line for processing organic waste, containing bioreactors with front, rear and side walls, temperature, humidity and oxygen sensors and a compressor station, characterized in that the back wall of each bioreactor is hinged with hinges in its upper part, in the lower each bioreactor has a triangular section compartment, one of the walls of which is a perforated bottom mounted with an inclination to the hinged wall, the angle of which is determined by the conditions gravitational discharge of material from the bioreactor and the minimum volume of the compartment, moreover, the bioreactors are interconnected by pipes for supplying coolant located in the lower part of the bioreactors in compartments of a triangular section. 2. Технологическая линия по п.1, отличающаяся тем, что отверстия перфорированного днища выполнены с уменьшением их размера по ходу от нижней части днища к верхней части из условия подачи одинакового количества кислорода к каждой единице объема обрабатываемого материала. 2. The production line according to claim 1, characterized in that the holes of the perforated bottom are made with decreasing size along the bottom of the bottom to the top of the condition of supplying the same amount of oxygen to each unit volume of the processed material.
RU98114643A 1998-07-27 1998-07-27 Organic waste processing line RU2144015C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114643A RU2144015C1 (en) 1998-07-27 1998-07-27 Organic waste processing line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114643A RU2144015C1 (en) 1998-07-27 1998-07-27 Organic waste processing line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2144015C1 true RU2144015C1 (en) 2000-01-10

Family

ID=20209109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98114643A RU2144015C1 (en) 1998-07-27 1998-07-27 Organic waste processing line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2144015C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010047622A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-29 Shelikhov Andrei Vyacheslavovich Manure processing device
WO2014004562A1 (en) * 2012-06-25 2014-01-03 Organix, Inc. A system and method for the anaerobic digestion of organic material to biogas and post-digested fiber
CN104788193A (en) * 2015-04-14 2015-07-22 潍坊盛泉生物科技有限公司 Bioreactor technology for improving crops
CN104829277A (en) * 2015-06-01 2015-08-12 东北农业大学 Bio-organic fertilizer, and preparation method and application thereof
RU2603754C2 (en) * 2012-06-06 2016-11-27 Новозимс Биоаг А/С Industrial solid-phase bioreactor, industrial solid-phase bioreactor system

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010047622A1 (en) * 2008-10-21 2010-04-29 Shelikhov Andrei Vyacheslavovich Manure processing device
RU2603754C2 (en) * 2012-06-06 2016-11-27 Новозимс Биоаг А/С Industrial solid-phase bioreactor, industrial solid-phase bioreactor system
WO2014004562A1 (en) * 2012-06-25 2014-01-03 Organix, Inc. A system and method for the anaerobic digestion of organic material to biogas and post-digested fiber
CN104788193A (en) * 2015-04-14 2015-07-22 潍坊盛泉生物科技有限公司 Bioreactor technology for improving crops
CN104829277A (en) * 2015-06-01 2015-08-12 东北农业大学 Bio-organic fertilizer, and preparation method and application thereof
CN104829277B (en) * 2015-06-01 2017-11-10 东北农业大学 A kind of biological organic fertilizer and preparation method and application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110209355A1 (en) Biomass converters and processes
CN105084966B (en) A kind of film liner container-type installation for fermenting and utilize the device carry out compost, deodorization method
JPS58199792A (en) Organic material aerobic fermentation treatment and device
CN107621144A (en) A kind of foodstuff seed drying unit and storage method
RU2144015C1 (en) Organic waste processing line
KR0137056Y1 (en) Apparatus for manufacturing fermented feed
CN111349542A (en) Dynamic organic sludge fermentation drying system and dynamic organic sludge fermentation process
JP3604954B2 (en) Aerobic fermentation method of organic solid waste and its apparatus
CN209778823U (en) Dynamic organic sludge fermentation drying system
JP2001247388A (en) Apparatus for composting treatment of livestock manure and method for composting treatment of swine manure using the same apparatus
JP3504958B2 (en) Solid organic waste treatment equipment
JP4782595B2 (en) Method and apparatus for fermentation treatment of food waste
CN212425838U (en) Poultry excrement and urine mummification system
JPH11292669A (en) Production of aerobically fermented fertilizer and production apparatus therefor
KR0182839B1 (en) Apparatus for producing fertilizer of domestic animal's excrement
RU2321984C1 (en) Manure processing system
JP2951905B2 (en) Disposal device that eliminates organic matter contained in liquid with bacteria
CN215893060U (en) Bee pollen continuous drying device
JP2005053738A (en) Vertical two-tank-type composter
JP7120682B1 (en) Dried feces production method and production system
EP1255714A1 (en) Method of preparing soil conditioner, and apparatus used in the method
JPH0536391B2 (en)
JPH11300395A (en) Belt conveyor-type sludge treating method and sludge treating system
JP7486281B2 (en) Storage method for palm kernel shells
JPH11300327A (en) Garbage non-residue treatment system equipped with solar hot water heater, and sludge composting treatment system