RU2167828C2 - Установка утилизации сельхозотходов - Google Patents
Установка утилизации сельхозотходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2167828C2 RU2167828C2 RU99102336/13A RU99102336A RU2167828C2 RU 2167828 C2 RU2167828 C2 RU 2167828C2 RU 99102336/13 A RU99102336/13 A RU 99102336/13A RU 99102336 A RU99102336 A RU 99102336A RU 2167828 C2 RU2167828 C2 RU 2167828C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermenter
- housing
- communicated via
- communicated
- methane
- Prior art date
Links
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 title claims abstract description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N Heavy water Chemical compound [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims abstract description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-PWCQTSIFSA-N Tritiated water Chemical compound [3H]O[3H] XLYOFNOQVPJJNP-PWCQTSIFSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 241000192700 Cyanobacteria Species 0.000 claims abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims description 14
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims description 4
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 1
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 abstract description 4
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 abstract 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 6
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 3
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010020056 Hydrogenase Proteins 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N Tritium Chemical compound [3H] YZCKVEUIGOORGS-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 2
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 2
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 2
- 235000013594 poultry meat Nutrition 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 229910052722 tritium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 2
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 2
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- WUPZNKGVDMHMBS-UHFFFAOYSA-N azane;dihydrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[OH-].[OH-] WUPZNKGVDMHMBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000035 biogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- FDJOLVPMNUYSCM-UVKKECPRSA-L cobalt(3+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2,7, Chemical compound [Co+3].N#[C-].C1([C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP([O-])(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)[N-]\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O FDJOLVPMNUYSCM-UVKKECPRSA-L 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 244000144980 herd Species 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 210000002977 intracellular fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 1
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 1
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 1
- -1 moreover Chemical compound 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 235000014786 phosphorus Nutrition 0.000 description 1
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 1
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 1
- 238000009374 poultry farming Methods 0.000 description 1
- 235000013613 poultry product Nutrition 0.000 description 1
- 235000005974 protein supplement Nutrition 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 235000019195 vitamin supplement Nutrition 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике утилизации отходов и может быть использовано на сельскохозяйственных предприятиях. Установка содержит сборник сельхозотхоцов, связанный с метантенком, камеры которого снабжены диспергаторами. Метантенк по биогазу и бражке сообщен с ферментатором, корпус которого выполнен со светопроницаемыми стенками и с размещенными с внешней стороны стенок светильниками и разделен поперечными перфорированными перегородками на секции, сообщенные одна с другой переливными трубами. Нижняя секция ферментатора связана с нагнетателем биогаза, а верхняя сообщена по метану через гидравлический затвор с газгольдером и сельхозэлектростанцией, состоящей из газовой турбины и электрогенератора. На поперечных перфорированных перегородках размещена иммобилизационная насадка в вице полых стеклянных шариков. Нижняя секция ферментатора сообщена по бражке с центробежным микрофильтром, а по биомассе сине-зеленых водорослей - с динамическим дезинтегратором, включающим корпус с патрубками входа и выхода, установленный по оси корпуса ротор с глухими отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями перфорированного кольца, образующего с корпусом полость, изолированную от патрубков входа и выхода и сообщенную патрубком со сборником тяжелой воды. Патрубок выхода динамического дезинтегратора соединен с верхней секцией ферментатора, а по избыточному дезинтеграту с последующей ступенью ферментатора с центробежным микрофильтром, динамическим дезинтегратором и сборником сверхтяжелой воды. Изобретение повышает эффективность переработки сельхозотходов за счет дополнительной выработки метана, кормовой белково-витаминной добавки, биоудобрения, тяжелой и сверхтяжелой воды. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технике утилизации сельхозотходов и может быть использовано на сельхозпредприятиях агропромышленного комплекса /АПК/ для снижения себестоимости производства продуктов животноводства и птицеводства за счет выработки метана /CH4/, белково-витаминной добавки /БВД/, биоудобрения /БУ/, тяжелой /Д2О/ и сверхтяжелой /Т2О/ воды.
Известна установка УСХО, включающая источник СХО, например свиноферму, сообщенный со сборником СХО и с метантенком, состоящим из камер: кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, снабженных диспергаторами в виде корпуса с выступами на внутренней боковой поверхности, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами ротора, причем метантенк по биогазу сообщен через гидравлический затвор с газгольдером и сельхозэлектростанцией /СЗЭС/, состоящей из газовой турбины с электрогенератором /с. 18-19, рис. 2.2. , 2.3. , У.Э.Виестур, А.М.Кузнецов, В.В.Савенков. Системы ферментации. Рига, "Зинатне", 1986/, недостатком которой является низкая концентрация метана /CH4/ в биогазе, что снижает калорийность и выход электроэнергии.
Известна установка УСХО, включающая источник СХО, сообщенный со сборником СХО и с метантенком, а по биогазу с ферментатором, включающим корпус со светопроницаемыми стенками и размещенными с внешней стороны стенок светильниками, поперечными перегородками, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами /патент РФ N 2068812, кл. C 02 F 11/02, 1991/, в которой отсутствуют условия для выработки тяжелой /Д2О/ и сверхтяжелой воды /Т2О/ для последующего использования дейтерия /Д2/ и трития /Т2/ в термоядерных реакторах /ТЯР/ для выработки энергии при их распаде.
Цель изобретения - выработка тяжелой /Д20/ и сверхтяжелой /Т2О/ воды при утилизации СХО достигается тем, что нижняя секция ферментатора сообщена по бражке с центробежным микрофильтром /ЦМФ/, а по биомассе синезеленых водорослей /СЗВ/ с динамическим дезинтегратором /ДД/, включающим корпус с патрубками входа и выхода, установленный по оси корпуса ротор с глухими отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями перфорированного кольца, образующего с корпусом полость, изолированную от входного и выходного патрубков и сообщенную патрубком со сборником тяжелой /Д2О/ воды, патрубок выхода ДД сообщен с верхней секцией ферментатора, а по избыточному дезинтеграту сообщен о последующей ступенью ферментатора с ЦМФ и ДД и сборником сверхтяжелой /Т20/ воды.
Сине-зеленые водоросли /СЗВ/ в процессе жизнедеятельности исчерпывают из биогаза CO2 для построения своей клеточной биомассы, т.е. происходит обогащение биогаза метаном /CH4/. Одновременно серобактерии исчерпывают сероводород с переводом в микроэлемент серы. Для СЗВ коэффициент накопления Д2О составляет порядка 107-109, а концентрация Д20 порядка 0,4-0,6% от веса биомассы СЗВ. При динамической дезинтеграции происходит освобождение ферментов, которые разлагают воду на водород и кислород
2H2O ---> 2H2+O2,
а водород восстанавливает CO2:
CO2+4H2 ---> CH4+2H2O
За счет ферментолиза масса CH4 на 20-30% превышает массу распада беззольной органики.
2H2O ---> 2H2+O2,
а водород восстанавливает CO2:
CO2+4H2 ---> CH4+2H2O
За счет ферментолиза масса CH4 на 20-30% превышает массу распада беззольной органики.
В ферментаторе в условиях фотосинтеза под воздействием фермента гидрогеназы на пигмент белка хлорофилла происходит выработка H2
СЗВ ---> H2.
СЗВ ---> H2.
Дезинтеграция ассоциатов молекул легкой /H2O/ и тяжелой /Д2О/ воды происходит в поле центробежных сил вследствие того, что плотность тяжелой воды на 10% выше плотности легкой, и она переходит в полость, изолированную от основного потока, а выходу препятствует вязкость тяжелой воды, на 23% превышающая вязкость легкой.
Температура кипения тяжелой воды 101,42oC, и она хуже испаряется и лучше конденсируется в сравнении с легкой водой, т.е. динамическая дезинтеграция сопровождается статической.
В последующих ступенях дезинтеграторов осуществляется динамическая и статическая дезинтеграция ассоциатов тяжелой и сверхтяжелой воды, причем сверхтяжелая вода имеет плотность, на 33% превышающую плотность легкой, а температуру кипения 104oC.
При использовании смеси легкой и тяжелой воды в ТЯР температура плазмы должна составлять порядка миллиарда градусов, для смеси тяжелой и сверхтяжелой порядка ста миллионов, а при использовании сверхтяжелой воды существенно ниже, что уже достигается в ТЯР 80-х годов. Использование 1 кг дейтерия в ТЯР эквивалентно сжиганию 10000 т угля, т.е. эшелону из 100 вагонов по 100 т грузоподъемностью каждый.
На чертеже схематически показана установка УСХО, включающая источник СХО, например свиноферму 1, сообщенную со сборником СХО 2 и с метантенком 3, состоящим из камер: 4 - кислого, 5 - нейтрального, 6 - щелочного, 7 - метанового брожения, снабженных диспергаторами 8 в виде корпуса 9 с выступами 10 на внутренней боковой поверхности, взаимодействующими через кольцевой канал 11 с выступами 12 ротора 13, причем метантенк 3 по биогазу и бражке сообщен с ферментатором 14, включающим корпус 15 со светопроницаемыми стенками и размещенными с внешней стороны стенок корпуса 15 светильниками 16, поперечными перфорированными перегородками /ППП/ 17, образующими секции 18, сообщенные друг с другом переливными трубами 19, причем нижняя секция 18 сообщена с нагнетателем 20 биогаза, а верхняя секция 18 сообщена по метану через гидравлический затвор 21 с газгольдером 22 и СХЭС, состоящей из газовой турбины 23 и электрогенератора 24. На ППП 17 размещена иммобилизационная насадка 25 в виде полых стеклянных шариков.
Нижняя секция 18 ферментатора 14 сообщена по бражке с ЦМФ 26, а по биомассе СЗВ с ДД 27, включающим корпус 28 с патрубками 29 входа, 30 - выхода, установленный по оси корпуса 28 ротор 30a с глухими отверстиями 31, взаимодействующими через кольцевой канал 32 с отверстиями 33 перфорированного кольца 34, образующего с корпусом 28 полость 35, изолированную от патрубков 29 входа и 30 выхода и сообщенную патрубком 36 со сборником 37 тяжелой /Д2О/ воды, а патрубок 30 выхода ДД 27 сообщен c верхней секцией 18 ферментатора 14, а по избыточному дезинтеграту сообщен с последующей ступенью ферментатора 38 с ЦМФ 39, ДД 40 и сборником 41 сверхтяжелой /Т2О/ воды. Камера 7 метантенка 3 по шламу сообщена с ленточным пресс-фильтром /ЛПФ/ 42 и сушилкой 43 биудобрения /БУ/. ЦМФ 26 по избыточной биомассе СЗВ сообщен с ЛПФ 44, сушилкой 45 белково-витаминной добавки /БВД/. ЦМФ 39 по избыточной биомассе СЗВ сообщен с ЛПФ 46 и сушилкой 47 БВД.
Установка УСХО работает следующим образом.
СХО со свинофермы 1 гидросмывом и гидросплавом поступают в сборник 2. Особенностью СХО свинофермы 1 является избыточное содержание практически в 2 раза по отношению к углероду. Для снижения процесса ингибирования в сборник 2 вводят измельченные растительные остатки с тем, чтобы C:N=20:1. Подготовленный субстрат последовательно сбраживают в метантенке 3, в котором по высоте 4/5 занимает субстрат, а верхнюю часть камер 4-7 занимает парогазовый объем. По результатам жизнедеятельности кислогенов, ацетогенов, ацетогидрогенов. . .метаногенов pH среды изменяется от кислой в камере 4 до щелочной в камере 7 за счет образования гидрата окиси аммония и двууглекислого аммония, причем концентрация микрофлоры в камерах 4-7 не превышает 40 г/м3 субстрата. Микроорганизмы иммобилизованы на взвесях, образуют парогазовые оболочки, которые флотируют взвеси в верхнюю часть метантенка 3. Парогазовые оболочки снижают массообменные процессы микрофлоры на границе между взвесями и субстратом. Для интенсификации массообмена субстрат отбирают из камер 4-7 и обрабатывают в диспергаторах 8 с разрушением парогазовых оболочек срезающими усилиями между выступами 10 и 12. При выбросе субстрата из впадин между выступами 12 ротора 13 в кольцевом канале 11 скоростной напор переходит в статический. После опорожнения впадины между выступами 12 вновь заполняются новыми порциями субстрата. При пульсации скоростных и статических напоров часть энергии напоров теряется и переходит в тепловую с нагревом субстрата, предпочтительная температура сбраживания порядка 30-40oC, причем колебания температуры субстрата не должны превышать одного градуса в сутки.
Термостатирование осуществляется путем отключения привода диспергаторов 8 от реле температуры /на чертеже не показаны/. Использование диспергаторов 8 устраняет потребность в установке в метантенке 3 специальной теплообменной аппаратуры. Субстрат-бражка из камеры 7 метантенка 3 с pH щелочной среди поступает в ферментаторы 14, 38 и т.д., прочем количество ступеней ферментаторов определяется из условия выработки сверхтяжелой воды в сборнике 41. Из камеры 7 метантенка 3 отбирают биогаз, который продувают нагнетателями 20 с перемещением его через перфорацию ППП 17, слои насадки 25, на которой культивируют СЗВ. СЗВ исчерпывают из биогаза CO2 и используют его для построения своей клеточной биомассы, а серобактерии исчерпывают сероводород и на выходе из ферментаторов 14 и 38 получают практически чистый метан /CH4/, который через гидравлической затвор 21 поступает в газгольдер 22 для освобождения от водяных паров и сжигается в газовой турбине 23 СХЭС привода электрогенератора 24.
Выхлоп СХЭС состоит из CO2 и водяных паров и его направляют в нагнетатели 20 для утилизации, а тепло выхлопа термостатирует теплообменные массообменные процессы в ферментаторах 14 и 38. Из ДД 27 в ферментаторы 14, 38 поступает дезинтеграт с ферментами, биогенными элементами питания, включающими до 45% углерода, 11% азота и до 5% фосфора, микроэлементы, витамины. Ферменты обеспечивают ферментолиз, т.е. разложение воды на водород и кислород, причем водород восстанавливает CO2 до CH4, а кислород окисляет сероводород. За счет ферментолиза вес вырабатываемого CH4 превышает вес распавшейся части беззольной органики. Фермент гидрогеназа воздействует на пигмент белка хлорофилла и является катализатором выработки СЗВ ворода, участвующего в процессе ферментолиза. Стеклянные полые шарики переломляют свет от светильников 16 в глубину слоя бражки.
Иммобилизация СЗВ на насадке 25 обеспечивает популяционную автоселекцию, т.е. размножаются высокопродуктивные особи СЗВ, а низкопродуктивные отмирают и выносятся вместе с бражкой через переливные трубы 19 из ферментаторов 14, 38. При длительной эксплуатации СЗВ нижележащих секций 18 вырабатывают способность использовать в качестве источника питания продукты жизнедеятельности /метаболиты/ микрофлоры вышележащих секций - сукцессия. Отделение биомассы осуществляют в ЦМФ 26, 39 на нежесткой фильтровальной перегородке, находящейся под напряжением электрического тока. В факеле распыла поля центробежных сил ЦМФ 26 биомасса поступает в патрубок 29 ДД 27 и перемещается по кольцевому каналу 32 к патрубку выхода 30. При выбросе биомассы из глухих отверстий 31 между столбом биомассы и днищем отверстия 31 возникает разрежение и в жидкости появляются пузырьки пара.
В поступившей порции жидкости в кольцевом канале 32 пузырьки пара конденсируются. Объем конденсата в тысячу раз меньше объему пара, из которого образовался конденсат, появляются пустоты, которые схлопываются с гидравлическими ударами, причем центрами конденсации являются СЗВ, и оболочки их клеток разрушаются с освобождением внутриклеточной жидкости и появлением дезинтеграта, существенно ожижающего биомассу СЗВ. За счет освобождаемых из СЗВ нуклеиновых кислот происходит перестройка ассоциатов молекул воды с образованием линейных макромолекул, что сокращает гидравлические сопротивления между молекулами, и вода приобретает скользкость, повышающую скорость ее перемещения в кольцевом канале 32 и скорость заполнения и опорожнения глухих отверстий 31. При перемещении в кольцевом канале 32 по поверхности перфорированного кольца 34 над отверстиями 33 возникают очаги разрежения, проводящие к появлению пузырьков пара, которые конденсируются в промежутках между отверстиями 33 с образованием пустот и их схлопыванием с разрывом линейных цепок ассоциатов молекул воды. СЗВ в процессе жизнедеятельности накопили в составе своих клеток тяжелую /Д20/ и сверхтяжелую /Т20/ до концентраций 0,4-0,6% от массы СЗВ. При дезинтеграции одновременно с дезинтеграцией клеток СЗВ происходит дезинтеграция ассоциатов молекул. Тяжелая вода имеет плотность, на 10% превышающую плотность легкой /H2O/. Еще более существенней отличается плотность сверхтяжелой воды, на 33% превышающая плотность легкой. В поле центробежных сил тяжелая и сверхтяжелая вода проходят через отверстия 33 в кольце 34 в полость 35, вытесняя из нее легкую воду.
Выходу тяжелой воды препятствует ее вязкость, на 23% превышающая вязкость легкой. Для сверхтяжелой воды разница в вязкости еще более существенней. Тяжелая вода кипит при температуре 101,42oC, а сверхтяжелая при 104oC, следовательно, они хуже испаряются и быстрее конденсируются в сравнении с легкой, т.е. динамическая дезинтеграция ассоциатов молекул воды дополняется статической, обусловленная нагревом воды в кольцевом канале 32 под воздействуем пульсации напоров. Тяжелую воду отводят по патрубку 36 в сборник 37, а сверхтяжелую воду в сборник 41. При распаде водорода и дейтерия, в термоядерном реакторе /ТЯР/ температура плазмы должна быть порядка миллиарда градусов, для дейтерия порядка ста миллионов градусов, а для смеси дейтерия и трития существенно ниже, что уже достижимо в поколениях ТЯР, созданных в РФ, Японии, США. Человечество стоит на пороге широкого применения термоядерной энергии. 1 кг дейтерия выделяет энергию, эквивалентную сжиганию 10000 т угля.
При утилизации СХО образуется практически чистый метан /CH4/. Характеристикой теплотворной способности углеводородного топлива является отношение H/C, у метана оно равно 4, у бензина порядка 2 и для угля в пределах единицы. Перевод автотранспорта с бензина на метан увеличивает в 2 раза межремонтный ресурс ДВС, на 15% сокращается расход смазочных материалов. Особенно перспективно использование метана в авиации, так как плотность жидкого метана в 2 раза ниже керосина, т.е. повышается полезная нагрузка, дальность перевозок, имеются преимущества в оборонной авиации.
СЗВ содержат до 50% белка, биостимуляторы, витамины, в том числе витамин B12. Применение биомассы СЗВ в виде БВД сокращает расход основных кормов на 20%, а расходы на корма составляют порядка 70-90% всех расходов в животноводстве и птицеводстве. При расходе БВД 1 г а.с.в. на 1 кг живого веса животных и птицы повышается яйценосность, надои молока, привесы мяса, снижается падеж молодняка, улучшается генетика родительского стада животных и птицы, снижаются издержки производства микробного белка.
При комплексной утилизации СХО получают биоудобрение, которое лишено неприятного запаха свиного навоза и приобретает запах свежей земли.
Claims (1)
- Установка утилизации сельхозотходов, включающая источник сельхозотходов, например свиноферму, сообщенную со сборником сельхозотходов и с метантенком, состоящим из камер кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, снабженных диспергаторами в виде корпуса с выступами на внутренней боковой поверхности, взаимодействующими через кольцевой канал с выступами ротора, причем метантенк по биогазу и бражке сообщен с ферментатором, включающим корпус со светопроницаемыми стенками и размещенными с внешней стороны стенок корпуса светильниками, поперечными перфорированными перегородками, образующими секции, сообщенные друг с другом переливными трубами, при этом нижняя секция сообщена с нагнетателем биогаза, а верхняя секция сообщена по метану через гидравлический затвор с газгольдером и сельхозэлектростанцией, состоящей из газовой турбины и электрогенератора, отличающаяся тем, что на поперечных перфорированных перегородках размещена иммобилизационная насадка в виде полых стеклянных шариков, нижняя секция ферментатора сообщена по бражке с центробежным микрофильтром, а по биомассе сине-зеленых водорослей - с динамическим дезинтегратором, включающим корпус с патрубками входа и выхода, установленный по оси корпуса ротор с глухими отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями перфорированного кольца, образующего с корпусом полость, изолированную от патрубков входа и выхода и сообщенную патрубком со сборником тяжелой воды,
при этом патрубок выхода динамического дезинтегратора сообщен с верхней секцией ферментатора, а по избыточному дезинтеграту - с последующей ступенью ферментатора с центробежным микрофильтром, динамическим дезинтегратором и сборником сверхтяжелой воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102336/13A RU2167828C2 (ru) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Установка утилизации сельхозотходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102336/13A RU2167828C2 (ru) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Установка утилизации сельхозотходов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99102336A RU99102336A (ru) | 2001-04-27 |
| RU2167828C2 true RU2167828C2 (ru) | 2001-05-27 |
Family
ID=20215560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99102336/13A RU2167828C2 (ru) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Установка утилизации сельхозотходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2167828C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2207325C2 (ru) * | 2001-09-12 | 2003-06-27 | Чесноков Борис Павлович | Способ инициирования анаэробного процесса сбраживания органических веществ |
| MD4130C1 (ru) * | 2010-10-25 | 2012-05-31 | Государственный Университет Молд0 | Установка для очистки биогаза |
| RU2684594C2 (ru) * | 2013-06-28 | 2019-04-09 | Скайуорлд Интернешнл Оверсиз Лимитед | Установка для переработки и использования жидких отходов животного происхождения, включая метанизацию, культивирование микроскопических водорослей и макрофитов и вермикультивирование |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2073652C1 (ru) * | 1994-06-30 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Очистное сооружение |
| RU2073653C1 (ru) * | 1994-06-30 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Биоэнергетическая установка |
| RU2073651C1 (ru) * | 1994-06-02 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Биоустановка для обработки и утилизации сточных вод |
-
1999
- 1999-02-08 RU RU99102336/13A patent/RU2167828C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2073651C1 (ru) * | 1994-06-02 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Биоустановка для обработки и утилизации сточных вод |
| RU2073652C1 (ru) * | 1994-06-30 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Очистное сооружение |
| RU2073653C1 (ru) * | 1994-06-30 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Биоэнергетическая установка |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2207325C2 (ru) * | 2001-09-12 | 2003-06-27 | Чесноков Борис Павлович | Способ инициирования анаэробного процесса сбраживания органических веществ |
| MD4130C1 (ru) * | 2010-10-25 | 2012-05-31 | Государственный Университет Молд0 | Установка для очистки биогаза |
| RU2684594C2 (ru) * | 2013-06-28 | 2019-04-09 | Скайуорлд Интернешнл Оверсиз Лимитед | Установка для переработки и использования жидких отходов животного происхождения, включая метанизацию, культивирование микроскопических водорослей и макрофитов и вермикультивирование |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101920258B (zh) | 二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的系统 | |
| Razaviarani et al. | Algal biomass dual roles in phycoremediation of wastewater and production of bioenergy and value-added products | |
| US8735139B2 (en) | System and method for continuous fermentation of algae | |
| US20020102673A1 (en) | Biogasification of solid waste with an anaerobic-phased solids-digester system | |
| US9593300B2 (en) | Device for fuel and chemical production from biomass-sequestered carbon dioxide and method therefor | |
| CN101108758A (zh) | 淀粉、酒精废水综合利用的方法及设备 | |
| CN101466824A (zh) | 用于获得生物燃料的能量光转换器 | |
| RU2167828C2 (ru) | Установка утилизации сельхозотходов | |
| JP2011240238A (ja) | 嫌気性バイオリアクタ | |
| CN215288413U (zh) | 无害化减量处理城市垃圾箱 | |
| RU2164891C2 (ru) | Установка комплексной утилизации сельхозотходов | |
| RU2164893C2 (ru) | Установка биологической переработки сельхозотходов | |
| RU2167829C2 (ru) | Установка комплексной переработки сельхозотходов | |
| RU2097332C1 (ru) | Биотехнологическая утилизационная установка | |
| RU2167934C2 (ru) | Способ обогащения биогаза на сельскохозяйственных предприятиях агропромышленного комплекса | |
| RU2164497C2 (ru) | Установка комплексной микробной утилизации сельхозотходов | |
| RU2167827C2 (ru) | Установка комплексной утилизации сельхозотходов крупного рогатого скота | |
| AU2009292607B2 (en) | Apparatus and process for biological wastewater treatment | |
| RU2164496C2 (ru) | Установка комплексной биологической утилизации сельхозотходов | |
| RU2164892C2 (ru) | Установка комплексной переработки сельхозотходов | |
| RU2170761C2 (ru) | Биофильтр агропромышленного комплекса | |
| Malakahmad et al. | Identification of anaerobic microorganisms for converting kitchen waste to biogas | |
| US9758413B1 (en) | Process and system for removing pollutants from contaminated water and for the production of an algal biomass | |
| RU2164530C2 (ru) | Дезинтегратор хлореллы и ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды | |
| RU2165970C2 (ru) | Дезинтегратор |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040209 |