RU2315721C1 - Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization - Google Patents
Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2315721C1 RU2315721C1 RU2006110378A RU2006110378A RU2315721C1 RU 2315721 C1 RU2315721 C1 RU 2315721C1 RU 2006110378 A RU2006110378 A RU 2006110378A RU 2006110378 A RU2006110378 A RU 2006110378A RU 2315721 C1 RU2315721 C1 RU 2315721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bioreactor
- anaerobic
- section
- liquid
- biomass
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y02W10/12—
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и топливной энергетики, а более конкретно - к способам и устройствам для переработки различных жидких органических отходов, например навоза, птичьего помета и т.п., в биогаз (газообразное органическое топливо) и жидкое органическое удобрение.The invention relates to the field of agriculture and fuel energy, and more specifically to methods and devices for processing various liquid organic waste, such as manure, bird droppings, etc., into biogas (gaseous organic fuel) and liquid organic fertilizer.
Известны различные способы и установки для переработки органических отходов в экологически чистые и полезные вещества, например в удобрения и биогаз (см. а.с. СССР №785231, C02F 11/04, 1978, а.с. СССР №1247354, C02F 11/04, 1984, а.с. СССР №1437355, C02F 03/28, 1987, а.с. СССР №1451103, C02F 11/04, 1986, а.с. СССР №1585299, C02F 03/28, 1988, патент РФ №2040515, C05F 03/06, 1993 и др.). Как показала практика, все эти способы и установки из-за ряда своих технологических и конструктивных особенностей недостаточно эффективны для современных требований.There are various methods and installations for processing organic waste into environmentally friendly and useful substances, for example, fertilizers and biogas (see AS USSR No. 785231, C02F 11/04, 1978, AS USSR No. 1247354, C02F 11 / 04, 1984, AS of the USSR No. 1437355, C02F 03/28, 1987, AS of the USSR No. 1451103, C02F 11/04, 1986, AS of the USSR No. 1585299, C02F 03/28, 1988, patent RF №2040515, C05F 03/06, 1993, etc.). As practice has shown, all these methods and installations, due to a number of their technological and design features, are not effective enough for modern requirements.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу по технической сущности и достигаемому результату от его использования является известный способ анаэробной переработки органических отходов по патенту США №6663777, C02F 3/28, 2003, заключающийся в том, что сначала влажную органическую биомассу подают в узел сбраживания, состоящий из двух анаэробных биоректоров, в каждом из которых присутствуют анаэробные бактерии, обеспечивающие сбраживание влажной биомассы (при этом используются слабые культуры микроорганизмов), причем в первом анаэробном биореакторе (концентраторе) происходит накопление мезофильной и термофильной культур, которые и осуществляют сбраживание, а во втором анаэробном биореакторе обеспечивают циклическое изменение давления от 0,5 атм (вакуума) до атмосферного и выше (1,5 атм). Процесс проводят при температуре 35 град.С.The closest technical solution to the claimed method according to the technical essence and the achieved result from its use is the known method of anaerobic processing of organic waste according to US patent No. 6663777, C02F 3/28, 2003, which consists in the fact that first the wet organic biomass is fed to the fermentation unit, consisting of two anaerobic biorectors, each of which contains anaerobic bacteria that ferment wet biomass (using weak cultures of microorganisms), moreover, in the first aerobic bioreactor (Hub) accumulation mesophilic and thermophilic cultures, and that the fermentation is carried out, and in the second anaerobic bioreactor provide a cyclic change in pressure of 0.5 bar (vacuum) to atmospheric pressure and above (1.5 atm). The process is carried out at a temperature of 35 degrees C.
В процессе обработки исходной биомассы обеспечивают ее технологическое перемещение без интенсивного перемешивания, а именно перемещение влажной биомассы из первого биореактора во второй и возврат биомассы из второго анаэробного биореактора в первый анаэробный биореактор. При этом производится продувка биогазом сбраживаемой смеси, так называемая "газовая пластификация".In the process of processing the original biomass provide its technological movement without intensive mixing, namely the movement of wet biomass from the first bioreactor to the second and the return of biomass from the second anaerobic bioreactor to the first anaerobic bioreactor. In this case, the biogas is purged with the fermented mixture, the so-called "gas plasticization".
На протяжении всего процесса из обоих анаэробных биореакторов производят отбор биогаза и органического удобрения.Throughout the process, biogas and organic fertilizers are selected from both anaerobic bioreactors.
Весь процесс управляется программируемым компьютером, в который заложена база данных по сбраживанию различных по составу биомасс при различных условиях. Программа позволяет выбирать оптимальные параметры технологического процесса для обеспечения максимального выхода биогаза.The whole process is controlled by a programmable computer, which contains a database for the fermentation of biomass of various compositions under various conditions. The program allows you to select the optimal process parameters to ensure maximum biogas output.
Данный способ хотя и позволяет получать биогаз из влажной органической биомассы, однако, он обладает рядом существенных недостатков.This method, although it allows you to get biogas from wet organic biomass, however, it has several significant drawbacks.
Во-первых, выход биогаза затруднен из-за образования корки на поверхности биомассы внутри каждого анаэробного биореактора, что снижает производительность процесса.Firstly, biogas output is difficult due to the formation of a crust on the biomass surface inside each anaerobic bioreactor, which reduces the productivity of the process.
Во-вторых, производительность процесса по биогазу существенно ограничена из-за плохого массообмена, который связан с недостаточным перемешиванием органической биомассы внутри реактора и небольшим путем прохождения частиц биомассы внутри каждого анаэробного биореактора.Secondly, the biogas process productivity is significantly limited due to poor mass transfer, which is associated with insufficient mixing of the organic biomass inside the reactor and a small path of the passage of biomass particles inside each anaerobic bioreactor.
В-третьих, процесс сбраживания в известном способе проводят при невысокой температуре, что снижает степень конверсии органического вещества, а следовательно, снижает производительность процесса.Thirdly, the fermentation process in the known method is carried out at a low temperature, which reduces the degree of conversion of organic matter, and therefore, reduces the productivity of the process.
В-четвертых, как показала практика, используемые в известном способе различные переменные сочетания параметров процесса по давлению и температуре являются неоптимальными.Fourth, as practice has shown, the various variables used in the known method for combining process parameters with respect to pressure and temperature are not optimal.
В-пятых, применяемый в известном способе основной температурный режим (при температуре 35 град.С) не обеспечивает полное уничтожение патогенной микрофлоры и тем самым не обеспечивает экологическую чистоту процесса и санитарные, а следовательно, потребительские качества удобрения.Fifth, the main temperature regime used in the known method (at a temperature of 35 degrees C) does not ensure the complete destruction of pathogenic microflora and thereby does not ensure the ecological purity of the process and the sanitary, and therefore consumer qualities of the fertilizer.
В-шестых, применение бедной ординарной смешанной культуры анаэробов, постепенно выращиваемой в первом биореакторе, не позволяет быстро достичь максимального выхода биогаза и поддерживать его на всем протяжении работы установки.Sixth, the use of a poor, ordinary mixed culture of anaerobes, which is gradually grown in the first bioreactor, does not allow one to quickly reach the maximum biogas yield and maintain it throughout the installation.
В-седьмых, пластификация сбраживаемой массы биогазом (т.е. его избыток) по законам химической кинетики должна сдвигать равновесие суммы химических реакций разложения в сторону исходных продуктов, таким образом снижая степень конверсии и эффективность процесса как по биогазу, так и по удобрению.Seventhly, plasticization of the fermented mass with biogas (i.e., its excess) according to the laws of chemical kinetics should shift the equilibrium of the sum of chemical decomposition reactions towards the starting products, thereby reducing the degree of conversion and the efficiency of the process for both biogas and fertilizer.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение арсенала уже имеющихся технических средств определенного назначения, связанных с повышением эффективности процесса производства биогаэа и жидкого органического удобрения из исходной влажной органической биомассы.The task to which the invention is directed is to expand the arsenal of existing technical equipment for a specific purpose, associated with increasing the efficiency of the production process of biogas and liquid organic fertilizers from the source of wet organic biomass.
Данная задача решается с помощью технического результата от использования предлагаемого изобретения, заключающегося в существенном повышении производительности и в обеспечении экологической чистоты процесса, в существенном увеличении количества производимого биогаза, а также в получении высококачественного жидкого органического удобрения по непрерывному циклу.This problem is solved using the technical result from the use of the invention, which consists in a significant increase in productivity and in ensuring the environmental cleanliness of the process, in a significant increase in the amount of biogas produced, as well as in obtaining high-quality liquid organic fertilizer in a continuous cycle.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе анаэробной переработки органических отходов, заключающемся в том, что в анаэробный биореактор помещают влажную предварительно подготовленную органическую биомассу с анаэробными бактериями (закваской) и обеспечивают ее сбраживание с нагреванием, при этом из анаэробного биореактора производят отбор биогаза и жидкого органического удобрения, причем управление процессом осуществляют с помощью программируемого компьютера,This result is achieved by the fact that in the known method of anaerobic processing of organic waste, which consists in placing moist pre-prepared organic biomass with anaerobic bacteria (sourdough) in the anaerobic bioreactor and ensuring its fermentation with heating, while biogas and biogas are selected from the anaerobic bioreactor liquid organic fertilizer, and process control is carried out using a programmable computer,
во-первых, всю исходную биомассу предварительно измельчают и перемешивают, а также смешивают с переброженным шламом для дополнительного осеменения и предварительно нагревают, после чего ее помещают в анаэробный биореактор, разделенный на секции (например, на четыре секции, как в нижеописанном примере реализации способа, хотя количество секций может быть и другим), и интенсивно перемешивают в течение всего процесса с периодичностью несколько раз в час в соответствии с заложенной в компьютер программой,firstly, the entire initial biomass is pre-crushed and mixed, and also mixed with the fermented sludge for additional insemination and pre-heated, after which it is placed in an anaerobic bioreactor divided into sections (for example, into four sections, as in the example of the method described below, although the number of sections may be different), and intensively mixed throughout the process with a frequency of several times per hour in accordance with the program embedded in the computer,
во-вторых, анаэробный биореактор герметизируют и создают в нем постоянный вакуум от 0,05 до 0,90 атм. при температуре от 40 до 56 град.С, выдерживая эти параметры в течение всего процесса.secondly, the anaerobic bioreactor is sealed and a constant vacuum is created in it from 0.05 to 0.90 atm. at a temperature of 40 to 56 degrees C. Withstanding these parameters throughout the process.
Введение дополнительных операций, особенно внесение при запуске биореактора мощной дозы закваски с сильными, заранее адаптированными к процессу культурами микроорганизмов, с активным перемешиванием перерабатываемой биомассы, а также особые режимы выполнения уже имеющихся операций позволяют существенно повысить эффективность производства биогаза и жидкого органического удобрения с гарантированным обеспечением экологической чистоты процесса.The introduction of additional operations, especially the introduction at the start of the bioreactor of a powerful dose of starter culture with strong cultures of microorganisms pre-adapted to the process, with active mixing of the processed biomass, as well as special modes of performing existing operations, can significantly increase the efficiency of biogas and liquid organic fertilizer production with guaranteed environmental purity of the process.
Предлагаемый способ легко реализуется с помощью специальной разработанной и апробированной авторами нижеописанной установки.The proposed method is easily implemented using a specially developed and tested by the authors of the following installation.
Известны различные установки для анаэробной переработки органических отходов.Various plants for anaerobic processing of organic waste are known.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой установке по технической сущности и достигаемому результату от его использования является известная установка анаэробной переработки органических отходов по патенту США №6663777, C02F 3/28, 2003.The closest technical solution to the claimed installation on the technical nature and the achieved result from its use is the well-known installation of anaerobic processing of organic waste according to US patent No. 6663777, C02F 3/28, 2003.
Данная установка содержит:This installation contains:
два анаэробных биореактора с нагревателями биомассы, первый из которых является концентратором, в котором выращивают и накапливают мезофильную и термофильную культуры, которые и осуществляют сбраживание исходной биомассы, а во втором анаэробном биореакторе обеспечивают циклическое изменение давления от вакуума до атмосферного и выше,two anaerobic bioreactors with biomass heaters, the first of which is a concentrator in which mesophilic and thermophilic cultures are grown and accumulated, which ferment the initial biomass, and in the second anaerobic bioreactor, provide a cyclic pressure change from vacuum to atmospheric and higher,
систему подачи исходного сырья,feed system,
систему удаления биогаза с вакуум-насосом,biogas removal system with vacuum pump,
систему удаления органического удобрения (в т.ч. жидкого),organic fertilizer removal system (including liquid),
систему управления технологическим процессом, выполненную в виде программируемого компьютера.a process control system made in the form of a programmable computer.
Такая установка хотя и позволяет перерабатывать органические отходы в биогаз и удобрения, однако область ее использования ограничена тем, что она:Such a plant, although it allows you to process organic waste into biogas and fertilizers, however, its use is limited in that it:
во-первых, имеет довольно сложную конструкцию, что снижает надежность ее работы и увеличивает ее себестоимость;firstly, it has a rather complex structure, which reduces the reliability of its work and increases its cost;
во-вторых, имеет относительно небольшую производительность, обусловленную малой поверхностью массообмена внутри каждого биореактора, затрудненным выходом биогаза из всего объема биореактора и, как следствие, низкой скоростью процесса сбраживания.secondly, it has a relatively small productivity due to the small mass transfer surface inside each bioreactor, the difficulty for biogas to escape from the entire volume of the bioreactor, and, as a consequence, the low speed of the fermentation process.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение арсенала уже имеющихся технических средств определенного назначения, связанного с повышением эффективности процесса производства биогаза и жидкого органического удобрения из исходной влажной органической биомассы.The task to which the invention is directed is to expand the arsenal of existing technical equipment for a specific purpose, associated with increasing the efficiency of the production process of biogas and liquid organic fertilizer from the source of wet organic biomass.
Данная задача решается с помощью технического результата от использования предлагаемого изобретения, заключающегося:This problem is solved using the technical result from the use of the invention, consisting of:
- в повышении надежности работы установки путем упрощения ее конструкции;- to increase the reliability of the installation by simplifying its design;
- в существенном повышении производительности установки путем обеспечения предварительной (до подачи в биореактор) обработки исходного сырья, ускорения процесса сбраживания за счет существенного увеличения поверхности массообмена внутри биореактора и обеспечения беспрепятственного выхода биогаза из всего объема биореактора;- a significant increase in plant productivity by providing preliminary (prior to feeding to the bioreactor) processing of the feedstock, accelerating the fermentation process by significantly increasing the mass transfer surface inside the bioreactor and ensuring unhindered release of biogas from the entire volume of the bioreactor;
- в обеспечении возможности получения высококачественного жидкого органического удобрения по непрерывному циклу.- in providing the possibility of obtaining high-quality liquid organic fertilizer in a continuous cycle.
Указанный результат достигается тем, что в известной установке анаэробной переработки органических отходов, содержащейThe specified result is achieved by the fact that in the known installation of anaerobic processing of organic waste containing
анаэробный биореактор с основным нагревателем биомассы,anaerobic bioreactor with a main biomass heater,
систему подачи исходного сырья,feed system,
систему удаления биогаза с вакуум-насосом,biogas removal system with vacuum pump,
систему удаления жидкого органического удобрения,liquid organic fertilizer removal system,
систему управления технологическим процессом, выполненную в виде программируемого компьютера,a process control system made in the form of a programmable computer,
во-первых, анаэробный биореактор выполнен в виде герметично закрытой емкости, разделенной с помощью вертикальных перегородок (перегородкой-теплообменником, установленной по высоте от дна корпуса биореактора до зеркала жидкости в биореакторе, и набором из шести перпендикулярно расположенных к ней переливных перегородок) на четыре гидравлически сообщенные между собой секции: первой (загрузочной) секции, соединенной с системой подачи исходного сырья, второй секции (подготовительной), третьей секции (промежуточной) и четвертой (сливной), сообщенной с системой удаления жидкого органического удобрения,firstly, the anaerobic bioreactor is made in the form of a hermetically sealed container, separated by vertical partitions (a heat exchanger partition installed in height from the bottom of the bioreactor body to the liquid mirror in the bioreactor, and a set of six overflow partitions perpendicular to it) into four hydraulically interconnected sections: the first (loading) section connected to the feed system, the second section (preparatory), the third section (intermediate) and the fourth (discharge), with Communication system removing liquid organic fertilizer,
при этом первая переливная перегородка установлена на выходе из загрузочной секции по высоте с недоходом до дна корпуса биореактора, с превышением над зеркалом жидкости в биореакторе и с недоходом до крышки корпуса биореактора,wherein the first overflow baffle is installed at the outlet of the loading section in height with non-profit to the bottom of the bioreactor body, with excess liquid above the mirror in the bioreactor and with non-profit to the cover of the bioreactor,
вторая переливная перегородка установлена на входе в подготовительную секцию по высоте от дна корпуса биореактора, с недоходом до зеркала жидкости в биореакторе,a second overflow baffle is installed at the entrance to the preparatory section in height from the bottom of the bioreactor body, with underflow to the liquid mirror in the bioreactor,
третья переливная перегородка установлена на выходе из подготовительной секции по высоте, с недоходом до дна корпуса биореактора, с превышением над зеркалом жидкости в биореакторе и с недоходом до крышки корпуса биореактора,the third overflow baffle is installed at the outlet of the preparatory section in height, with underflow to the bottom of the bioreactor body, with excess liquid above the mirror in the bioreactor and with underflow to the cover of the bioreactor,
четвертая переливная перегородка установлена на выходе из промежуточной секции по высоте от дна корпуса биореактора, с недоходом до зеркала жидкости в биореакторе,the fourth overflow baffle is installed at the outlet of the intermediate section in height from the bottom of the bioreactor body, with underflow to the liquid mirror in the bioreactor,
пятая переливная перегородка установлена на входе в сливную секцию по высоте, с недоходом до дна корпуса биореактора, с превышением над зеркалом жидкости в биореакторе и с недоходом до крышки корпуса биореактора,the fifth overflow partition is installed at the entrance to the drain section in height, with underflow to the bottom of the bioreactor body, with excess of liquid in the bioreactor above the mirror and with underflow to the cover of the bioreactor,
шестая переливная перегородка установлена на выходе из сливной секции по высоте от дна корпуса биореактора, с недоходом до зеркала жидкости в биореакторе;the sixth overflow weir is installed at the outlet of the drain section in height from the bottom of the bioreactor body, with a shortfall to the liquid mirror in the bioreactor;
во-вторых, дополнительно введена система подготовки исходного сырья, подсоединенная ко входу системы подачи исходного сырья, выполненная в виде емкости для приема сырья, оснащенной устройством для измельчения, устройством для перемешивания и смешения исходной биомассы с переброженным шламом и устройством для ее предварительного нагрева, при этом выход системы подачи исходного сырья подсоединен к полости загрузочной секции анаэробного биореактора;secondly, an additional feedstock preparation system has been introduced, connected to the input of the feedstock feed system, made in the form of a tank for receiving raw materials, equipped with a grinding device, a device for mixing and mixing the initial biomass with fermented sludge and a device for its preliminary heating, this output of the feedstock supply system is connected to the cavity of the loading section of the anaerobic bioreactor;
в-третьих, введено устройство интенсивного перемешивания биомассы внутри анаэробного биореактора, выполненное в виде двух насосов, установленных снаружи корпуса анаэробного биореактора, первый из которых подсоединен с одной стороны к выходному патрубку полости подготовительной секции анаэробного биореактора, а с другой стороны подсоединен к входному патрубку полости загрузочной секции анаэробного биореактора, при этом второй насос подсоединен с одной стороны к выходному патрубку полости сливной секции анаэробного биореактора, а с другой стороны подсоединен к входному патрубку полости промежуточной секции анаэробного биореактора.thirdly, a device for intensive mixing of biomass inside the anaerobic bioreactor was introduced, made in the form of two pumps installed outside the body of the anaerobic bioreactor, the first of which is connected on the one hand to the outlet pipe of the cavity of the preparatory section of the anaerobic bioreactor, and on the other hand is connected to the inlet pipe of the cavity the loading section of the anaerobic bioreactor, while the second pump is connected on one side to the outlet pipe of the cavity of the drain section of the anaerobic bioreactor, and with nother side is connected to the inlet of the cavity of the intermediate section anaerobic bioreactor.
Введение в конструкцию установки новых блоков и элементов, а также особое выполнение уже имеющихся основных узлов установки и особое размещение их элементов позволяет существенно повысить эффективность эксплуатации такой установки за счет повышения ее производительности, а также за счет обеспечения высокой надежности ее работы при одновременном обеспечении удобства ее эксплуатации в любых самых сложных условиях.Introduction to the installation design of new blocks and elements, as well as the special implementation of the existing main installation units and the special placement of their elements, can significantly increase the operational efficiency of such an installation by increasing its productivity, as well as by ensuring high reliability of its operation while ensuring its convenience operation in any most difficult conditions.
Заявляемое изобретение пояснено чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:
на Фиг.1 показан вид спереди на анаэробный биореактор с вырезами для показа его внутренних элементов;figure 1 shows a front view of an anaerobic bioreactor with cutouts to show its internal elements;
на Фиг.2 показан вид сверху на анаэробный биореактор со снятой верхней крышкой;figure 2 shows a top view of the anaerobic bioreactor with the top cover removed;
на Фиг.3 показано сечение по А-А первой (загрузочной) секции анаэробного биореактора с блок-схемой систем подготовки и подачи исходного сырья;figure 3 shows a section along aa of the first (boot) section of the anaerobic bioreactor with a block diagram of the systems for the preparation and supply of feedstock;
на Фиг.4 показано сечение по Б-Б сливной секции анаэробного биореактора для показа конструкции системы удаления жидкого органического удобрения.4 shows a section along BB of the drain section of an anaerobic bioreactor to show the design of a liquid organic fertilizer removal system.
Заявляемая установка анаэробной переработки органических отходов содержит анаэробный биореактор 1 с основным нагревателем биомассы, выполненным в виде водогрейного котла 2, работающего на биогазе, производимом предлагаемой установкой, теплоноситель которого (например, вода) поступает в теплообменник, функцию которого выполняет полая вертикальная перегородка 3, расположенная внутри анаэробного биореактора 1. Кроме этого, установка содержит систему 4 подачи исходного сырья, систему 5 удаления биогаза с вакуум-насосом, систему 6 удаления жидкого органического удобрения и систему 7 управления технологическим процессом, выполненную в виде программируемого компьютера.The inventive plant for the anaerobic processing of organic waste contains an anaerobic bioreactor 1 with a main biomass heater made in the form of a biogas boiler 2 operating on the biogas produced by the proposed plant, the heat transfer agent of which (for example, water) enters the heat exchanger, the function of which is performed by a hollow vertical partition 3 located inside the anaerobic bioreactor 1. In addition, the installation contains a feedstock supply system 4, a biogas removal system 5 with a vacuum pump, and a removal system 6 liquid organic fertilizer and a process control system 7 made in the form of a programmable computer.
Анаэробный биореактор 1 выполнен в виде герметично закрытой емкости, разделенной с помощью вертикальных перегородок (полой вертикальной перегородкой 3 - теплообменником, установленной по высоте от дна корпуса биореактора до зеркала жидкости 8 в биореакторе, и набором из шести перпендикулярно расположенных к ней переливных перегородок) на четыре гидравлически сообщенные между собой секции: первой (загрузочной) секции 9, соединенной с системой 4 подачи исходного сырья, второй секции (подготовительной) 10, третьей секции (промежуточной) 11 и четвертой (сливной) секции 12, сообщенной с системой 6 удаления жидкого органического удобрения. При этом первая переливная перегородка 13 установлена на выходе из загрузочной секции 9 по высоте с недоходом до дна корпуса биореактора 1, с превышением над зеркалом жидкости 8 в биореакторе 1 и с недоходом до крышки корпуса биореактора 1. Вторая переливная перегородка 14 установлена на входе в подготовительную секцию 10 по высоте от дна корпуса биореактора 1, с недоходом до зеркала жидкости 8 в биореакторе 1. Третья переливная перегородка 15 установлена на выходе из подготовительной секции 10 по высоте с недоходом до дна корпуса биореактора 1, с превышением над зеркалом жидкости 8 в биореакторе 1 и с недоходом до крышки корпуса биореактора 1. Четвертая переливная перегородка 16 установлена на выходе из промежуточной секции 11 по высоте от дна корпуса биореактора 1, с недоходом до зеркала жидкости 8 в биореакторе 1. Пятая переливная перегородка 17 установлена на входе в сливную секцию 12 по высоте, с недоходом до дна корпуса биореактора 1, с превышением над зеркалом жидкости 8 в биореакторе 1 и с недоходом до крышки корпуса биореактора 1. Шестая переливная пере городка 18 установлена на выходе из сливной секции 12 по высоте от дна корпуса биореактора 1, с недоходом до зеркала жидкости 8 в биореакторе 1.The anaerobic bioreactor 1 is made in the form of a hermetically sealed container, separated by vertical partitions (a hollow vertical partition 3 — a heat exchanger installed in height from the bottom of the bioreactor body to the liquid mirror 8 in the bioreactor, and a set of six overflow partitions perpendicular to it) into four hydraulically interconnected sections: the first (boot) section 9 connected to the feed supply system 4, the second section (preparatory) 10, the third section (intermediate) 11 and VERT (outlet) section 12 communicating with 6 remove the liquid system of an organic fertilizer. In this case, the first overflow partition 13 is installed at the outlet of the loading section 9 in height with underflow to the bottom of the bioreactor 1 body, with excess of liquid 8 in the bioreactor 1 above the mirror and with underflow to the cover of the bioreactor 1. The second overflow partition 14 is installed at the entrance to the preparatory section 10 in height from the bottom of the body of the bioreactor 1, with underflow to the liquid mirror 8 in the bioreactor 1. The third overflow partition 15 is installed at the outlet of the preparatory section 10 in height with underflow to the bottom of the body of the bioreactor 1, with p rising above the liquid mirror 8 in the bioreactor 1 and with no access to the cover of the bioreactor body 1. The fourth overflow baffle 16 is installed at the outlet of the intermediate section 11 in height from the bottom of the bioreactor 1 body, with no access to the liquid mirror 8 in the bioreactor 1. Fifth overflow baffle 17 installed at the entrance to the drain section 12 in height, with underflow to the bottom of the bioreactor body 1, with excess above the mirror of liquid 8 in the bioreactor 1 and with underflow to the cover of the bioreactor body 1. The sixth overflow port 18 is installed at the outlet of the drain section 12 in height from the bottom of the housing of the bioreactor 1, the liquid to nedohodom mirror 8 in the bioreactor 1.
Имеется также система 19 подготовки исходного сырья, подсоединенная ко входу системы 4 подачи исходного сырья, выполненная в виде емкости 20 для приема сырья, оснащенной устройством 21 для измельчения, устройством 22 для перемешивания и смешения исходной биомассы с переброженным шламом и устройством 23 для ее предварительного нагрева, при этом выход системы 4 подачи исходного сырья подсоединен к полости загрузочной секции 9 анаэробного биореактора 1.There is also a feedstock preparation system 19 connected to the input of the feedstock supply system 4, made in the form of a tank 20 for receiving raw materials, equipped with a grinding device 21, a device 22 for mixing and mixing the initial biomass with fermented sludge and a device 23 for preheating it while the output of the feed supply system 4 is connected to the cavity of the loading section 9 of the anaerobic bioreactor 1.
Кроме этого, имеется устройство 24 интенсивного перемешивания биомассы внутри анаэробного биореактора 1, выполненное в виде двух насосов, установленных снаружи корпуса анаэробного биореактора 1, первый 25 из которых подсоединен с одной стороны к выходному патрубку 26 полости подготовительной секции 10 анаэробного биореактора 1, а с другой стороны подсоединен к входному патрубку 27 полости загрузочной секции 9 анаэробного биореактора 1, при этом второй насос 28 подсоединен с одной стороны к выходному патрубку 29 полости сливной секции 12 анаэробного биореактора 1, а с другой стороны подсоединен к входному патрубку 30 полости промежуточной секции 11 анаэробного биореактора 1.In addition, there is a device 24 for intensive mixing of biomass inside the anaerobic bioreactor 1, made in the form of two pumps installed outside the body of the anaerobic bioreactor 1, the first 25 of which are connected on one side to the outlet pipe 26 of the cavity of the preparation section 10 of the anaerobic bioreactor 1, and on the other the side is connected to the inlet pipe 27 of the cavity of the loading section 9 of the anaerobic bioreactor 1, while the second pump 28 is connected on one side to the outlet pipe 29 of the cavity of the drain section 12 of the anaerobic oh bioreactor 1, and on the other hand is connected to the inlet pipe 30 of the cavity of the intermediate section 11 of the anaerobic bioreactor 1.
Предлагаемая установка анаэробной переработки органических отходов работает следующим образом.The proposed installation of anaerobic processing of organic waste works as follows.
Исходное сырье в виде влажной органической биомассы загружают в приемную емкость 20 системы 19 подготовки исходного сырья, где его с помощью соответствующих устройств измельчают (21), перемешивают и смешивают с переброшенным шламом (22) для предварительного осеменения и предварительно подогревают (23). Такая подготовка сырья значительно ускоряет процесс сбраживания и обеспечивает скорейший выход анаэробного биореактора 1 на нужный оптимальный режим.The feedstock in the form of wet organic biomass is loaded into the receiving tank 20 of the feedstock preparation system 19, where it is crushed using the appropriate devices (21), mixed and mixed with the transferred sludge (22) for pre-insemination and preheated (23). This preparation of raw materials significantly accelerates the fermentation process and ensures the speedy exit of the anaerobic bioreactor 1 to the desired optimal mode.
После этого тщательно подготовленную исходную биомассу с закваской с помощью системы подачи 4 подают (см. Фиг.3) в полость загрузочной секции 9, а через нее и во все другие сообщенные с нею секции 10, 11 и 12 анаэробного биореактора 1. После заполнения биомассой всех секций анаэробный биореактор 1 готов к работе.After that, a carefully prepared initial biomass with starter using a feed system 4 is fed (see Figure 3) into the cavity of the loading section 9, and through it to all the other sections 10, 11 and 12 of the anaerobic bioreactor 1 communicated with it, 1. After filling with the biomass of all sections, the anaerobic bioreactor 1 is ready for use.
С помощью системы управления 7 включают основной нагреватель 2, подключенный к входному и выходному патрубкам на корпусе биореактора 1 (см. Фиг.1) для подвода и отвода теплоносителя (воды), и нагревают исходную влажную биомассу до 40...56 град.С, поддерживая эту температуру в течение всего процесса, а также включают вакуум-насос 5 системы удаления биогаза, создавая необходимый вакуум и поддерживая его в течение всего процесса в пределах от 0,05 до 0.9 атм.Using the control system 7, the main heater 2 is turned on, connected to the inlet and outlet pipes on the bioreactor housing 1 (see Fig. 1) for supplying and discharging the heat carrier (water), and the initial wet biomass is heated to 40 ... 56 deg. C , maintaining this temperature throughout the process, and also include a vacuum pump 5 of the biogas removal system, creating the necessary vacuum and maintaining it throughout the process in the range from 0.05 to 0.9 atm.
В течение всего процесса с помощью первого 25 и второго 28 насосов биомасса внутри анаэробного биореактора 1 интенсивно перемешивается с периодичностью несколько раз в час в соответствии с заложенной в компьютер программой управления процессом.Throughout the whole process, with the help of the first 25 and second 28 pumps, the biomass inside the anaerobic bioreactor 1 is intensively mixed at intervals several times per hour in accordance with the process control program installed in the computer.
В течение всего процесса с помощью системы 5 с вакуум-насосом биогаз удаляется через патрубок в верхней крышке корпуса анаэробного биореактора 1, а с помощью системы 6 через патрубок в верхней части стенки сливной секции 12 анаэробного биореактора 1 жидкое органическое удобрение сливается самотеком в емкость для готового продукта.Throughout the process, with the help of a system 5 with a vacuum pump, biogas is removed through a pipe in the upper cover of the anaerobic bioreactor 1 body, and using a system 6 through a pipe in the upper part of the wall of the drain section 12 of the anaerobic bioreactor 1, liquid organic fertilizer is drained by gravity into a container for the finished product product.
Таким образом обеспечивается непрерывный цикл процесса и обеспечивается высокая производительность установки.This ensures a continuous process cycle and ensures high plant performance.
Использование предлагаемой группы изобретений позволяет:Using the proposed group of inventions allows:
1. Повысить производительность процесса при обеспечении его гарантированной экологической чистоты.1. To increase the productivity of the process while ensuring its guaranteed environmental cleanliness.
2. Существенно увеличить количество производимого биогаза, а также высококачественного жидкого органического удобрения по непрерывному циклу.2. Significantly increase the amount of biogas produced, as well as high-quality liquid organic fertilizer in a continuous cycle.
3. Обеспечить высокую надежность работы установки при одновременном обеспечении удобства ее эксплуатации в любых самых сложных условиях.3. To ensure high reliability of the installation while ensuring the convenience of its operation in any of the most difficult conditions.
4. Повысить технологичность и снизить затраты на изготовление таких установок за счет упрощения конструкции основных узлов.4. To increase manufacturability and reduce the cost of manufacturing such plants by simplifying the design of the main components.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006110378A RU2315721C1 (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006110378A RU2315721C1 (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006110378A RU2006110378A (en) | 2007-10-10 |
| RU2315721C1 true RU2315721C1 (en) | 2008-01-27 |
Family
ID=38952562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006110378A RU2315721C1 (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2315721C1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491330C1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-08-27 | Владимир Николаевич Кононов | Biological reactor |
| RU2522105C2 (en) * | 2008-12-10 | 2014-07-10 | Мкб Гмбх | Upward flow reactor with controlled circulation of biomass |
| RU2536988C2 (en) * | 2013-02-21 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр новых энергетических технологий" (ООО "ЦНЭТ") | Reactor of anaerobic digestion of biomass |
| MD4289C1 (en) * | 2013-08-17 | 2015-01-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for producing biogas |
| WO2015030624A1 (en) | 2013-09-02 | 2015-03-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Биоэнергия" | Method of preparing raw material for anaerobic digestion of organic waste and installation for implementing same |
| RU2544700C2 (en) * | 2013-07-22 | 2015-03-20 | Владимир Петрович Кузнецов | Device for disposal of organic wastes |
| RU2595426C1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" | Method of processing organic wastes and biogas plant therefor |
| RU169959U1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | INSTALLATION FOR DEEP BIO-CONVERSION OF ORGANIC WASTE |
| RU171741U1 (en) * | 2017-01-10 | 2017-06-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | MULTI-CHAMBER BIOGAS REACTOR OF CONTINUOUS LOADING OF RAW MATERIALS |
| RU195674U1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" | Continuous feed biogas reactor |
| RU2776792C1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Installation for production of biogas and compost in recycling of animal waste and food waste |
-
2006
- 2006-04-03 RU RU2006110378A patent/RU2315721C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522105C2 (en) * | 2008-12-10 | 2014-07-10 | Мкб Гмбх | Upward flow reactor with controlled circulation of biomass |
| RU2491330C1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-08-27 | Владимир Николаевич Кононов | Biological reactor |
| RU2536988C2 (en) * | 2013-02-21 | 2014-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр новых энергетических технологий" (ООО "ЦНЭТ") | Reactor of anaerobic digestion of biomass |
| RU2544700C2 (en) * | 2013-07-22 | 2015-03-20 | Владимир Петрович Кузнецов | Device for disposal of organic wastes |
| MD4289C1 (en) * | 2013-08-17 | 2015-01-31 | Государственный Университет Молд0 | Process for producing biogas |
| WO2015030624A1 (en) | 2013-09-02 | 2015-03-05 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Биоэнергия" | Method of preparing raw material for anaerobic digestion of organic waste and installation for implementing same |
| US10597629B2 (en) | 2013-09-02 | 2020-03-24 | “Bioenergy” Limited Liability Company | Method and system for preparation of substrate for use in anaerobic digestion of organic waste |
| RU2595426C1 (en) * | 2015-06-30 | 2016-08-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Эволюция Биогазовых Систем" | Method of processing organic wastes and biogas plant therefor |
| RU169959U1 (en) * | 2016-05-04 | 2017-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина", ФГБОУ ВО "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | INSTALLATION FOR DEEP BIO-CONVERSION OF ORGANIC WASTE |
| RU171741U1 (en) * | 2017-01-10 | 2017-06-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | MULTI-CHAMBER BIOGAS REACTOR OF CONTINUOUS LOADING OF RAW MATERIALS |
| RU195674U1 (en) * | 2019-11-21 | 2020-02-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный аграрный университет имени В.Я. Горина" | Continuous feed biogas reactor |
| RU2776792C1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-07-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Installation for production of biogas and compost in recycling of animal waste and food waste |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006110378A (en) | 2007-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2315721C1 (en) | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization | |
| US20060289356A1 (en) | Digesters | |
| US4435188A (en) | Installation for preparing combustible gases through fermentation | |
| CN102242052B (en) | Horizontal baffled dry anaerobic fermentation reaction unit | |
| CN202148310U (en) | Straw methane reactor | |
| US6982035B1 (en) | Biphase orbicular biodigester | |
| RU2370457C1 (en) | Unit for anaerobic digestion of organic waste | |
| CN111808727A (en) | Horizontal plug-flow anaerobic reactor and treatment method for kitchen waste materials | |
| RU2407266C1 (en) | Method for livestock waste storage and preparation for recycling | |
| KR100780384B1 (en) | Organic Waste Treatment System | |
| CZ20002784A3 (en) | Process and apparatus for bio-aeration of liquid when producing biogas | |
| CN106148171B (en) | A kind of device and application method of straw degradation and anaerobic ferment for methane | |
| KR101363477B1 (en) | Innovation anaerobic sequencing batch reactor developed the conventional anaerobic digestion technology | |
| KR101552317B1 (en) | Energy use for heating in the aerobic fermentation balhyoyeol large organic waste anaerobic digestion system | |
| CN102101744B (en) | Biogas slurry treatment system for use in biogas project | |
| RU171741U1 (en) | MULTI-CHAMBER BIOGAS REACTOR OF CONTINUOUS LOADING OF RAW MATERIALS | |
| KR101444870B1 (en) | Fabricating machine and its method of which organic effluent from bio gas plants can be used for liquid fertilizer | |
| RU2365080C2 (en) | Biogas unit for processing of animal dung | |
| RU97124U1 (en) | METHEN | |
| RU2655795C1 (en) | Device for producing pig breeding sewage wastes biogas and fertilizers | |
| RU2646873C1 (en) | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank | |
| RU131375U1 (en) | BIOENERGY INSTALLATION | |
| RU86589U1 (en) | INSTALLATION FOR ANAEROBIC PROCESSING OF ORGANIC WASTE ANIMAL AND VEGETABLE ORIGIN, PRODUCTION OF BIOGAS AND LIQUID ORGANIC FERTILIZER | |
| RU115350U1 (en) | INSTALLATION OF ANAEROBIC PROCESSING OF ORGANIC WASTE | |
| JP4015413B2 (en) | Methane fermentation method and methane fermentation tank |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120404 |