RU2250878C1 - Метантенк - Google Patents
Метантенк Download PDFInfo
- Publication number
- RU2250878C1 RU2250878C1 RU2003137869A RU2003137869A RU2250878C1 RU 2250878 C1 RU2250878 C1 RU 2250878C1 RU 2003137869 A RU2003137869 A RU 2003137869A RU 2003137869 A RU2003137869 A RU 2003137869A RU 2250878 C1 RU2250878 C1 RU 2250878C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- tank
- liquid
- biogas
- fermentable
- 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
Abstract
Изобретение предназначается для использования в коммунальном и в сельском хозяйствах для последовательного пофазного анаэробного сбраживания различных твердых неотсортированных и неизмельченных сбраживаемых органических отходов городов и поселков, отходов сельхозпроизводства, сельских усадеб и дачных участков с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, из яиц и семян сорняков жидких минерализованных органических удобрений с высоким содержанием гумуса и горючего биогаза на энергетические цели. Метантенк содержит горизонтальный резервуар, разделенный внутренними попеременно не доходящими до верха и низа резервуара поперечными перегородками на газовые секции с газосборниками и жидкостные проточно сообщающиеся камеры с кранами слива, загрузочный и разгрузочный патрубки, нагреватели сбраживаемой массы и присоединенный к газосборникам газовых секций газопровод к газгольдеру. В резервуар встроен цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор с приводом, горизонтально расположенные друг над другом рабочие ветви которого с перфорированным ограждением между ними и вокруг них введены со стороны загрузочного патрубка во внутрь резервуара, ниже установленного в резервуаре уровня сбраживаемой жидкой органической массы. К газосборнику первой газовой секции присоединен газопровод отсоса из нее биогаза в инжектор, взаимодействующий с насосом откачки сбраживаемой в камере массы и нагнетания ее обратно в камеру, через соединенный с ним инжектор и рассредоточитель образуемой в инжекторе газожидкостной смеси. Технический результат: усовершенствование метантенка, обеспечение эффективного расщепления твердых сбраживаемых органических веществ отходов и наибольшая выработка высококачественных жидких минерализованных насыщенных гумусом органических удобрений и горючего биогаза высокой калорийности. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение предназначается к использованию в коммунальном и в сельском хозяйствах для последовательного пофазного анаэробного cбраживания различных твердых неотсортированных и неизмельченных сбрасываемых органических отходов городов и поселков, отходов сельхозпроизводства, сельских усадеб и дачных участков с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков жидких минерализованных органических удобрений с высоким содержанием гумуса и горючего биогаза на энергетические цели.
Известен метантенк /ферментер/ для последовательного пофазного анаэробного сбраживания неизмельченных и неразжиженных различных сбраживаемых твердых органических отходов с выработкой из них жидких органических удобрений и горючего биогаза на энергетические цели, резервуар которого снабжен газосборником и цепочно-скребковым загрузочно-разгрузочным элеватором твердых отходов, что позволило провести исследования по выявлению градиента рН по высоте резервуара и установить зону активной биоконверсии неизмельчаемого при загрузке цельного пера птицы, включая маховые /журнал "БИОТЕХНОЛОГИЯ", 1989, т. 5 № 2, стp.222-224, pиc.3"б"/.
Недостатком этого известного метантенка является то, что расположение ветвей его цепочно-скребкового элеватора осуществлено вертикально по противоположным сторонам резервуара и днища метантенка через нейтральную зону сбраживания с рН 7,0 и через нижнюю зону сбраживания с рН более 7,2, где не наблюдается активное участие расщепляющих /гидролизующих/ органические вещества микроорганизмов и где твердые органические отходы остаются без их расщепления.
Известен также метантенк установки для производства жидких органических удобрений и биогаза из различных измельченных и разжиженных органических отходов коммунального и сельского хозяйств по а.с. СССP № 1198026, содержащий утепленный и обогреваемый горизонтальный цилиндрической формы резервуар, разделенный внутри поперечными попеременно не доходящими до верха и низа резервуара перегородками на газовые секции с газосборниками и проточные жидкостные камеры сбраживания, загрузочный и разгрузочный патрубки с затворами, теплообменник, люки очистки камер, газопровод от газосборников к газгольдеру, что обеспечивает последовательное пофазное анаэробное сбраживание различных разжиженных и измельченных сбраживаемых органических отходов.
Недостатком приведенного выше известного по а.с. СССР № 1198026 метантенка является непригодность его использования для анаэробного сбраживания твердых неизмельченных и неразжиженных органических отходов.
Вместе с тем по своей технической сущности и достигаемому результату метантенк по а.с. № 1198026 является наиболее близким к изобретению.
Задачей настоящего изобретения является создание такого метантенка, который не содержал бы приведенные выше недостатки известного и обеспечил бы более эффективное расщепление /гидролизацию/ твердых сбраживаемых органических веществ отходов без их измельчения в кислой фазе сбраживания при рН менее 7,0 активным симбиозом расщепляющих /гидролизующих/ микроорганизмов при выработке из твердых сбраживаемых органических отходов наибольшего количества высококачественных жидких минерализованных насыщенных гумусом органических удобрений и горючего биогаза высокой калорийности.
Согласно изобретению поставленная задача в создании нового метантенка достигается тем, что в резервуар встроен цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор с приводом, горизонтально расположенные друг над другом рабочие ветви которого с перфорированным ограждением между ними и вокруг них введены со стороны загрузочного патрубка во внутрь резервуара ниже установленного в резервуаре уровня сбраживаемой жидкой органической массы, а к газосборнику первой газовой секции присоединен газопровод отсоса из нее биогаза в инжектор, взаимодействующий с насосом откачки сбраживаемой в камере массы и нагнетания ее обратно в камеру через соединенный с ним инжектор и рассредоточитель, образуемой в инжекторе газожидкостной смеси, тогда как резервуар метантенка изготавливают по своей форме в поперечном сечении круглым, овальным, квадратным, прямоугольным или многоугольным.
Поставленная задача достигается и тем, что газопровод отсоса биогаза из первой газовой секции соединен с газопроводом к газгольдеру посредством двух обособленных газопроводов, в один из которых встроен редукционный клапан сброса избыточного давления биогаза из первой газовой секции в газопровод к газгольдеру, а во второй газопровод встроен редукционный клапан подачи биогаза из газопровода к газгольдеру в первую газовую секцию при образовании в ней вакуума, тогда как элеватор имеет Г-образную форму и отметка расположения порога стока жидкости из выгружаемых несброженных твердых отходов разгрузочного патрубка Г-образного элеватора выполнена выше отметки уровня сбраживаемой в резервуаре органической массы.
На фиг.1 показан метантенк в разрезе; на фиг.2 - вид на метантенк на фиг.1 сверху; на фиг.3 - вид по А-А на фиг.1; на фиг.4 - вид фрагмента цепочно-скребкового элеватора сверху; на фиг.6 - вид на фрагмент цепочно-скребкового элеватора на фиг.4 сбоку.
Показанный на чертежах метантенк представляет собой резервуар 1, горизонтально выполняемый в поперечном сечении круглой, овальной, квадратной, прямоугольной или многоугольной формы и изготавливаемый из различных материалов, включая бетон, железобетон, кирпич, камень и др., имеет газосборники 2 и 3 над обособленными газосборными секциями, газопровод к газгольдеру 4 с редукционными клапанами 5 и 6, присоединенными к газопроводу 7 отсоса биогаза из газосборника 2 первой газосборной секции, патрубок слива сброженной массы 8 с шибером 9 регулирования уровня сбраживаемой в резервуаре 1 массы, люки 10 удаления осадка из камер сбраживания. К резервуару 1 присоединен насос 11, взаимодействующий с инжектором 12, соединенным трубопроводом 13 подачи газожидкостной смеси из инжектора 12 в установленный в первой камере рассредоточитель 14, тогда как по расположенному в первой камере всасывающему трубопроводу 15 сбраживаемая в первой камере масса поступает в насос 11 для обеспечения приготовления в инжекторе 12 газожидкостной смеси, перемешивающей сбраживаемую массу в первой камере. Для нагрева сбраживаемой в резервуаре 1 массы установлен радиатор 16, соединенный трубопроводами 17 с нагревателем, а для обеспечения выпуска из резервуара 1 жидкости и газа установлены краны 18 и 19, тогда как внутренний объем резервуара 1 поочередно не доходящими до его низа и верха перегородками 20 разделен на проточные жидкостные камеры, количество и объемы которых устанавливают в зависимости от объема резервуара 1, состава и количества сбраживаемых отходов, технологического режима сбраживания и ожидаемого количества и качества продуктов брожения. Резервуар 1 снабжен опорами 21 для его установки в проектное положение, имеет снаружи термоизоляционное покрытие 22.
С торца, со стороны загрузочного патрубка, в резервуаре 1 выполнена горловина 35 с круговыми фланцами, в которую введен и к фланцу которой болтами 36 присоединен съемный для регулировок и очистки цепочно-скребковый Г-образный по форме элеватор 23 с загрузочным 24 и разгрузочным 25 патрубками, а рабочие друг над другом расположенные и противоположно направленно работающие верхняя 26 и нижняя 27 ветви с перфорированным /решето, сетка/ ограждением между ними 28 и внешним вокруг них 29 и 40, - горизонтальной своей частью установлен внутри резервуара 1 ниже уровня сбраживаемой органической массы, образуя своим перфорированным ограждением обособленно выделенную зону, в которой осуществляется первая фаза анаэробного сбраживания в кислой среде при рН менее 7,0 и из которой через перфорированное ограждение в сбраживаемую в резервуаре 1 во второй фазе органическую массу в щелочной среде при рН более 7,2 стекают жидкие продукты распада /гидролиза/ твердых отходов первой фазы сбраживания, тогда как несброженная часть твердых отходов и несбраживаемые неорганические включения, загруженные в патрубок 24 в составе неотсортированных твердых отходов, выгружаются из патрубка 25, будучи частично осушены стекающей обратно в резервуар 1 жидкостью через перфорированную наклонную поверхность 30. Для перегруза сбраживаемых твердых отходов с верхней 26 ветви на нижнюю 27 в ограждении 28 выполнено окно 31, что на фиг.1 показано дуговой стрелкой.
В зависимости от размера и формы выполнения метантенка, частоты его загрузки, количества и качества твердых отходов и устанавливаемого технологическим регламентом режима сбраживавия привод 32 ветвей 26 и 27 его элеватора 23 может быть выполнен ручным /рычаг, штурвал/ или электромеханическим с программным управлением работы его ведущих 33 и направляющих боковых 34 звездочек, определяющих положение рабочих ветвей элеватора 23, состоящих из тяговых пластинчатых цепей 37 с присоединенными к ним скребками 38. Для периодического контроля, осмотра и ремонта рабочей камеры выполнен люк 39. При наличии в составе твердых отходов песка, грунта, мелкого щебня, ракушек и других мелкоразмерных несбраживаемых минеральных включений, которые могут через перфорированное ограждение 29 рабочих ветвей 26 и 27 выпадать во внутрь резервуара 1 с образованием на его днище минерального осадка, нижний лист перфорированного ограждения 29 надлежит заменить на сплошной лист 40 /фиг.3/, для чего при частичном снижении уровня жидкости в резервуаре 1 надо отсоединить элеватор 23, вынуть его из резервуара 1 и заменить перфорированный лист 29 сплошным.
Выполнение цепочно-скребкового элеватора 23 в прямоугольном в плане виде, как это показано пунктиром на фиг.2, позволяет и резервуар 1 метантенка изготавливать по форме в поперечном сечении круглым, овальным, квадратным, прямоугольным или многоугольным с использованием различных материалов по выявлению эффективности и доступности применения того или иного варианта изготовления метантенка в конкретных условиях его использования.
Работа предлагаемого изобретением метантенка по осуществлению способа последовательного пофазного анаэробного сбраживания неизмельченных, неотсортированных и неразжиженных твердых сбраживаемых органических отходов в зависимости от вида, качества и влажности сырья, необходимости выработки из него требуемого количества и качества горючего биогаза и жидкого минерализованного насыщенного гумусом органического удобрения, необходимости обеспечения эффективного обеззараживания сбраживаемых твердых отходов от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков с другими нежелательными включениями может осуществляться в широком диапазоне размеров и производительности различной формы метантенков из различных материалов, изменяемых доз цикличной или непрерывной загрузки при температурах сбраживания от +10°С до +60°С, что назначается технологическим регламентом конкретного использования метантенка избранной емкости и формы изготовления.
Анаэробное сбраживание твердых неизмельченных, неотсортированных и неразжиженных сбраживаемых различных органических отходов, образуемых в сельском и в коммунальном хозяйствах, в производственных и в бытовых условиях фабрик, ферм, комплексов, индивидуальных домов и усадеб, дачных и садово-огородных участках, на пищевых и им подобным предприятиях общественного питания, столовых, ресторанах, кафе и др., в предложенном изобретением метантенке выполняют следующим образом.
В заранее заполненный анаэробно сбраживаемой органической массой резервуар 1, каковой могут быть экскременты животных и птицы или сбраживаемая масса из другого работающего метантенка, через загрузочный патрубок 24 установленного в рабочее проектное положение элеватора 23 вводят при повороте привода 32 твердые отходы без какой бы то либо подготовки. Загрузка может быть одноразовой в сутки, многоразовой или непрерывной, что определяет технологический регламент для каждого метантенка с учетом вышеприведенных факторов. Загрузка может осуществляться как на обе рабочие ветви 26 и 27 элеватора 23, так и только на одну верхнюю 26, что обуславливает двухсуточное сбраживание ежесуточно загружаемых твердых отходов, тогда как при ежедневной загрузке на обе 26 и 27 ветви элеватора 23 сбраживание будет осуществляться только сутки с ежесуточной выгрузкой несброженных твердых отходов и несбраживаемых минеральных веществ, имевшихся в загруженных твердых отходах. Соответствующее сбраживание будет осуществляться и при других приемах загрузки.
Приведенное выше выполнение предлагаемого изобретением метантенка позволяет полностью использовать как жидкие, так и газообразные продукты расщепления /гидролиза/ твердых органических отходов первой фазы сбраживания в кислой среде при рН менее 7,0 во второй фазе сбраживания в щелочной среде при рН более 7,2, что обеспечивает выработку из твердых органических отходов наибольшего количества и лучшего качества жидких минерализованных насыщенных гумусом органических удобрений и горючего биогаза повышенной калорийности. При этом достигается почти полный распад /гидролиз/ органического вещества загружаемых в метантенк твердых сбраживаемых органических отходов.
Существенным достоинством предлагаемого изобретением метантенка является также его способность отделять и использовать находящиеся в загружаемых различных твердых отходах сбраживаемые органические вещества от несбраживаемых и от минеральных неорганических включений в составе твердых отходов и выгружать их во вне метантенка обезвоженными. Это достоинство предлагаемого изобретением метантенка в осуществлении сепарирования твердых отходов в процессе их сбраживания исключает необходимость сепарировать состав твердых отходов до их сбраживания, как и исключает необходимость их сортировки, измельчения и разжижения.
Claims (4)
1. Метантенк для последовательного пофазного анаэробного сбраживания различных твердых неизмельченных и неотсортированных сбраживаемых органических отходов с выработкой из них жидкого минерализованного с гумусом органического удобрения и горючего биогаза, содержащий горизонтальный резервуар, разделенный внутренними попеременно не доходящими до верха и низа резервуара поперечными перегородками на газовые секции с газосборниками и жидкостные проточно сообщающиеся камеры с кранами слива, загрузочный и разгрузочный патрубки, нагреватели сбраживаемой массы и присоединенный к газосборникам газовых секций газопровод к газгольдеру, отличающийся тем, что в резервуар встроен цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор с приводом, горизонтально расположенные друг над другом рабочие ветви которого с перфорированным ограждением между ними и вокруг них введены со стороны загрузочного патрубка во внутрь резервуара ниже установленного в резервуаре уровня сбраживаемой жидкой органической массы, а к газосборнику первой газовой секции присоединен газопровод отсоса из нее биогаза в инжектор, взаимодействующий с насосом откачки сбраживаемой в камере массы и нагнетания ее обратно в камеру, через соединенный с ним инжектор и рассредоточитель образуемой в инжекторе газожидкостной смеси.
2. Метантенк по п.1, отличающийся тем, что резервуар изготавливают по своей форме в поперечном сечении круглым, овальным, квадратным, прямоугольным или многоугольным.
3. Метантенк по п.1, отличающийся тем, что газопровод отсоса биогаза из первой секции соединен с газопроводом к газгольдеру посредством двух обособленных газопроводов, в один из которых встроен редукционный клапан сброса избыточного давления биогаза из первой газовой секции в газопровод газгольдеру, а во второй газопровод встроен редукционный клапан подачи биогаза из газопровода к газгольдеру в первую газовую секцию при образовании в ней вакуума.
4. Метантенк по п.1, отличающийся тем, что элеватор имеет Г-образную форму и отметка расположения порога стока жидкости из выгружаемых несброженных твердых отходов разгрузочного патрубка Г-образного элеватора выполнена выше отметки уровня сбраживаемой в резервуаре органической массы.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137869A RU2250878C1 (ru) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Метантенк |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003137869A RU2250878C1 (ru) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Метантенк |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2250878C1 true RU2250878C1 (ru) | 2005-04-27 |
Family
ID=35635909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003137869A RU2250878C1 (ru) | 2003-12-26 | 2003-12-26 | Метантенк |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2250878C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544700C2 (ru) * | 2013-07-22 | 2015-03-20 | Владимир Петрович Кузнецов | Устройство для утилизации органических отходов |
-
2003
- 2003-12-26 RU RU2003137869A patent/RU2250878C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2544700C2 (ru) * | 2013-07-22 | 2015-03-20 | Владимир Петрович Кузнецов | Устройство для утилизации органических отходов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101337838B (zh) | 有机固体废弃物联合厌氧发酵方法 | |
CN206156994U (zh) | 水生态处理中淤泥及衍生物的再利用处理系统 | |
CN104893961A (zh) | 餐厨废弃物能源与肥料一体化处理装置及方法 | |
CN107513540A (zh) | 一种集成式厌氧发酵工艺及系统 | |
CN104774055A (zh) | 一种有机废弃物生态循环利用系统 | |
Ghosh et al. | A review study on anaerobic digesters with an Insight to biogas production | |
CN112625873A (zh) | 一种两相干法厌氧消化发酵系统 | |
CN102260019A (zh) | 分离式两相厌氧发酵发酵装置 | |
CN102690754A (zh) | 联合厌氧发酵罐 | |
CN102628016A (zh) | 生活垃圾全封闭水气联动间歇式内旋转恒温厌氧消化装置 | |
CN206502756U (zh) | 一种剩余污泥混配厨余垃圾产甲烷制有机肥的装置 | |
CN102260007A (zh) | 餐饮泔水工业化处理方法 | |
CN101786771B (zh) | 一种城市生活有机垃圾强化水解和厌氧消化产生生物燃气的配套设备 | |
CN204550559U (zh) | 一种餐厨垃圾自搅拌厌氧消化沼气生产设备 | |
CN105624033A (zh) | 一种有机垃圾干式厌氧发酵装置 | |
WO2013190361A1 (en) | System and method for biogas and fertilizer production from household organic waste | |
CN202107700U (zh) | 分离式两相厌氧发酵发酵装置 | |
RU2250878C1 (ru) | Метантенк | |
CN105950446A (zh) | 一种利用高温干式厌氧消化处理脱水藻泥和秸秆混合物的装置 | |
CN110499241A (zh) | 一种隧道龙骨水车式的厌氧干发酵装置 | |
RU2399184C1 (ru) | Биогазовый комплекс | |
CN107881091A (zh) | 一种智能封闭式温控管道有机垃圾、污水沼气发生系统 | |
RU2251536C1 (ru) | Способ последовательного пофазного анаэробного сбраживания твёрдых и жидких сбраживаемых органических и бытовых отходов и метантенк для его осуществления | |
CN102241463B (zh) | 污泥洗涤、生物处理系统和方法 | |
RU2234468C1 (ru) | Метантенк |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081227 |