RU2630456C1 - Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body - Google Patents

Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body Download PDF

Info

Publication number
RU2630456C1
RU2630456C1 RU2016141408A RU2016141408A RU2630456C1 RU 2630456 C1 RU2630456 C1 RU 2630456C1 RU 2016141408 A RU2016141408 A RU 2016141408A RU 2016141408 A RU2016141408 A RU 2016141408A RU 2630456 C1 RU2630456 C1 RU 2630456C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
caps
gas
array
landfill body
pipes
Prior art date
Application number
RU2016141408A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Ежов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ)
Priority to RU2016141408A priority Critical patent/RU2630456C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630456C1 publication Critical patent/RU2630456C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/02—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment
    • F23G5/027—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor with pretreatment pyrolising or gasifying stage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/20—Waste processing or separation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: method for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body includes drilling wells in the thickness of the landfill body and installing vertical perforated discharge pipes in them, solar heating and moistening of the landfill body, located under pyramidal transparent caps, atmospheric precipitations and feedwater from the grooves between the caps, anaerobic fermentation in the thickness of the landfill body with the production of bio-gas (methane), its withdrawal from the caps and pores of the landfill body via vertical perforated discharge pipes connected via gas pipelines to the compressor, which creates a vacuum in the cavity of the caps and gas pipelines connected to it on the suction durm and compresses the biogas at the outlet, which enters the tube space of the air cooler under pressure, cooled by external air due to natural draft, where it is cooled and significant portion of water vapouts and heavy hydrocarbons is condensed. Purified and cooled biogas, consisting mainly of CH4, enters the gas collector, and the condensate, consisting of water and heavy hydrocarbons, is supplied to a storage tank. The device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body contains a section of the landfill body at the bottom of the waste dumping ground, drilled in the landfill body along the calculated N-well array, into which the vertical disposal perforated pipes are inserted, connected to the gas pipelines, N transparent sealed pyramidal caps with gaps between them are mounted above the wells along the horizon with width of Δ 1 and immersion depth in thelandfill body of ∆2, which form grooves. Each of the above mentioned caps is made of a framework formed by a lower square frame and an upper ring, interconnected by inclined ribs coated with a transparent sheath. In each cap, the disposal vertical perforated pipes are passed through the upper ring, the pipes reach the bottom of the ground by the lower end, their upper end is inserted into the inlet nozzle of an ordinary gas collector connected to a common gas collector, connected to the compressor located outside the ground boundary, the air tubular cooler and the gas collector via a suction gas pipeline. The grooves of the boundary caps are connected to the feed pump via a distributing gutter.
EFFECT: reduced costs, increased efficiency.
2 cl, 5 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для обезвреживания и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения за счет солнечной энергии и атмосферных осадков.The present invention relates to the protection of the environment and can be used for the disposal and disposal of urban and industrial waste of organic origin due to solar energy and precipitation.

Известен способ утилизации отходов, включающий вскрытие угольного пласта скважиной, формирование полости подземного газогенератора и последующее газифицирование углеродсодержащей фракции отходов в подземном газогенераторе, причем полость подземного газогенератора формируют посредством гидромониторного агрегата, осуществляют термическую подготовку массива к газификации, для чего в полость подают газ с температурой 350-400°C, по завершении чего полость газогенератора загружают углеродсодержащей фракцией бытовых отходов, которые перед вводом в подземный газогенератор подвергают пиролизу при температуре 500-600°C, подают газовую смесь, включающую CO2, O2 , в состав дутья вводят пары воды, при этом после окончания выгазовывания первой порции отходов полость газогенератора заполняют следующей порцией отходов и так далее до полного заполнения полости газогенератора зольным остатком [Патент РФ №2167011, МПК В09В03/00, Е21В 3/295, F23 G 5/027, 2001].A known method of waste disposal, including opening a coal seam with a borehole, forming an underground gas generator cavity and subsequent gasification of the carbon-containing waste fraction in an underground gas generator, wherein the underground gas generator cavity is formed by means of a hydraulic monitoring unit, thermally prepares the array for gasification, for which gas with a temperature of 350 is fed into the cavity -400 ° C, after which the cavity of the gas generator is loaded with a carbon-containing fraction of household waste, which d gasifier entering into the subterranean pyrolyzed at a temperature of 500-600 ° C, a gas mixture comprising CO 2, O 2, is introduced into the blowing water vapor, wherein after degasification first waste portion gasifier cavity filled with the next portion of waste, etc. until the gas generator cavity is completely filled with ash residue [RF Patent No. 2167011, IPC B09B03 / 00, E21B 3/295, F23 G 5/027, 2001].

Основными недостатками известного способа и устройства являются невозможность использования для обезвреживания отходов природных факторов (энергии солнца и атмосферных осадков), необходимость установки подземного газификатора-реактора в угольном пласте, что ведет к техническим трудностям и высоким издержкам, а также необходимость транспортировки отходов к месту расположения газификатора–реактора, что делает невозможным проведение одновременно стабилизации полигона и обезвреживания отходов внутри самого полигона.The main disadvantages of the known method and device are the impossibility of using natural factors (waste energy from the sun and precipitation) to neutralize waste, the need to install an underground gasifier-reactor in a coal seam, which leads to technical difficulties and high costs, as well as the need to transport waste to the location of the gasifier –Reactor, which makes it impossible to simultaneously stabilize the landfill and neutralize waste within the landfill itself.

Более близким к предлагаемому изобретению является способ для термической утилизации твердых бытовых отходов, содержащий бурение скважины на полигоне захоронения отходов и проведение газификации органических компонентов отходов непосредственно в массиве складированных отходов при помощи контролируемого нагрева, включающего подачу топлива и воздуха, горение топлива, в результате чего температура в прилегающей к горелке зоне и начинается горение отходов до температуры 900°C, при которой внутри участка массива отходов образуется реакторная зона, где происходит контролируемая газификация органических компонентов твердых отходов в автотермическом режиме и образование синтез-газа, в околореакторном пространстве за счет системы перфорированных труб создается зона пониженного давления, в результате чего синтез-газ извлекается из тела полигона. Closer to the proposed invention is a method for the thermal utilization of municipal solid waste, comprising drilling a well at a landfill and gasifying the organic components of the waste directly in the storage of waste using controlled heating, including the supply of fuel and air, burning fuel, resulting in a temperature in the zone adjacent to the burner, the waste begins to burn to a temperature of 900 ° C, at which a reaction is formed inside the waste mass section In the autonomous zone, where controlled gasification of organic components of solid waste takes place in autothermal mode and the formation of synthesis gas, a zone of reduced pressure is created in the near-reactor space due to a system of perforated pipes, as a result of which synthesis gas is extracted from the landfill body.

Реализацию известного способа осуществляют с помощью устройства, содержащего проложенную в скважине газовоздушную магистраль, снабженную горелкой и электрическим поджигом (камеры сгорания), которую перемещают внутри массива по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб [Патент РФ №2536944, МПК B09B 3/00, B09C 1/06, F23G 5/027, F23G 5/34, 2014].The implementation of the known method is carried out using a device containing a gas-air line laid in the well, equipped with a burner and electric ignition (combustion chambers), which are moved vertically inside the array by immersion-extraction of the supply and exhaust pipes, and horizontally - by drilling wells according to the calculated grid with alternating inlet and outlet pipes [RF Patent No. 2536944, IPC B09B 3/00, B09C 1/06, F23G 5/027, F23G 5/34, 2014].

Основными недостатками известного способа являются невозможность использования для обезвреживания отходов природных факторов (энергии солнца и атмосферных осадков), необходимость сжигания топлива от постороннего источника в подземной передвижной камере сгорания, выбросы значительной части газообразных продуктов, полученных в результате происходящих в массиве реакций, через наружную поверхность массива отходов в окружающую атмосферу, что снижает экологическую и экономическую эффективность известного способа.The main disadvantages of this method are the impossibility of using natural factors (waste energy from the sun and precipitation) to neutralize waste, the need to burn fuel from an external source in an underground mobile combustion chamber, emissions of a significant part of gaseous products resulting from reactions occurring in the array through the outer surface of the array waste into the atmosphere, which reduces the environmental and economic efficiency of the known method.

Основными недостатками известного устройства являются необходимость камеры сгорания с подводящими и отводящими трубопроводами, ее монтажа и перемещения внутри массива по вертикали путем погружения-извлечения подводящих и отводящих труб, а по горизонтали - путем бурения скважин по рассчитанной сетке с чередованием подводящих и отводящих труб, что обусловливает технические трудности, низкую надежность и высокие издержки на создание и эксплуатацию известного устройства и, в конечном итоге, снижает его надежность, экологическую и экономическую эффективность.The main disadvantages of the known device are the need for a combustion chamber with inlet and outlet pipes, its installation and movement inside the array vertically by immersing and removing the inlet and outlet pipes, and horizontally - by drilling wells on a calculated grid with alternating inlet and outlet pipes, which causes technical difficulties, low reliability and high costs for the creation and operation of a known device and, ultimately, reduces its reliability, environmental and economy effective efficiency.

Техническим результатом, на решение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности, экологической и экономической эффективности способа и устройства для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов.The technical result, the solution of which the claimed invention is directed, is to increase the reliability, environmental and economic efficiency of the method and device for the disposal and disposal of an array of household waste.

Технический результат достигается тем, что способ для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов содержит бурение скважин в толще массива и установку в них вертикальных перфорированных отводящих труб, солнечный нагрев и увлажнение массива, размещенного под пирамидальными прозрачными колпаками, атмосферными осадками и питательной водой из канавок между колпаками, анаэробное брожение в толще массива с получением био–газа (метана), вывод его из колпаков и пор массива через вертикальные перфорированные отводящие трубы, соединенные через газопроводы с компрессором, который создает разрежение в полости колпаков и соединенных с ним на всасе газопроводов и сжимает на выходе биогаз, поступающий далее под давлением в трубное пространство воздушного холодильника, охлаждаемого наружным воздухом за счет естественной тяги, где происходит его охлаждение с конденсацией значительной части водяных паров и тяжелых углеводородов, после чего очищенный и охлажденный биогаз, состоящий в основном из CH4, поступает в газосборник, а конденсат, состоящий из воды и тяжелых углеводородов, направляют в накопительную емкость.The technical result is achieved by the fact that the method for neutralizing and disposing of the household waste array comprises drilling wells in the thickness of the array and installing vertical perforated outlet pipes therein, solar heating and humidification of the array located under the pyramidal transparent caps, precipitation and feed water from the grooves between the caps , anaerobic fermentation in the bulk of the array to produce bio-gas (methane), its output from the hoods and pores of the array through vertical perforated outlet pipes, connecting through gas pipelines with a compressor, which creates a vacuum in the cavity of the caps and gas pipelines connected to it at the inlet and compresses the biogas at the outlet, which then flows under pressure into the tube space of the air cooler cooled by the outside air due to natural draft, where it is cooled with significant condensation parts of water vapor and heavy hydrocarbons, after which the purified and cooled biogas, consisting mainly of CH 4 , enters the gas collector, and the condensate, consisting of water and heavy hydrocarbons childbirth, sent to the storage tank.

Устройство для реализации предлагаемого способа обезвреживания и утилизации бытовых отходов приведено на фиг. 1–5 (на фиг.1, 2 – общий вид, на фиг.3–5 – основные узлы).A device for implementing the proposed method of disposal and disposal of household waste is shown in FIG. 1–5 (Figs. 1, 2 are a general view, and Figs. 3-5 are the main nodes).

Устройство для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов содержит участок массива 1 на подошве 2 полигона захоронения отходов, пробуренные в массиве 1 по рассчитанной сетке N скважины 3, над которыми установлены N прозрачных герметичных пирамидальных колпаков 4 с зазорами между собой по горизонту шириной ∆1 и глубиной погружения в массив 1 ∆2, образующими канавки 5, каждый колпак 4 изготовлен из каркаса 6, образованного нижней квадратной рамой 7, и верхнего кольца 8, соединенных между собой наклонными ребрами 9, покрытыми прозрачной оболочкой 10 (например, полиэтиленовой пленкой), причем в каждом колпаке 4 через верхнее кольцо 8 пропущены в скважины 3 сквозные отводящие вертикальные перфорированные трубы 11, достигающие нижним торцом подошвы 2 полигона, верхний торец которых вставлен в приемный патрубок 12 рядового газового коллектора 13, соединенного с общим газовым коллектором 14, соединенного через всасывающий газопровод 15 с расположенными за границей полигона компрессором 16, воздушным трубчатым холодильником 17 и газосборником (на фиг. 1–5 не показан), а канавки 5 пограничных колпаков 4 соединены (на фиг. 1–5 узел соединения не показан) через распределительный лоток 18 с питательным насосом (на фиг. 1–5 не показан).A device for neutralizing and disposing of a household waste array contains a section of array 1 on the sole 2 of the landfill, drilled in array 1 according to the calculated grid N of well 3, above which N transparent sealed pyramidal hoods 4 are installed with gaps between each other with a width of ∆ 1 and depth immersion in the array 1 Δ 2 , forming grooves 5, each cap 4 is made of a frame 6 formed by a lower square frame 7, and the upper ring 8, interconnected by inclined ribs 9, covered with a transparent shell 10 (for example, plastic wrap), and in each cap 4 through the upper ring 8 passed through the hole 3 through the outlet vertical perforated pipes 11, reaching the bottom end of the sole 2 of the landfill, the top end of which is inserted into the receiving pipe 12 of the ordinary gas manifold 13 connected with a common gas manifold 14 connected through a suction gas pipeline 15 to a compressor 16 located outside the landfill, an air tube cooler 17 and a gas collector (in FIG. 1–5), and the grooves 5 of the boundary caps 4 are connected (the connection unit is not shown in FIGS. 1–5) through the distribution tray 18 with the feed pump (not shown in FIGS. 1–5).

В основу работы предлагаемого способа и устройства положены хорошая растворимость диоксида углерода, находящегося в дождевой воде, в сыром массиве бытовых отходов, ввиду наличия в нем белков, жиров и других органических соединений [К. Неницеску. Общая химия. – М.: Мир, 1968, 4, с.490] и возможность получения метана при сбраживании сырого массива бытовых отходов [С. В. Яковлев и др. Канализация. – М.: Госстройизд, 1976, с. 263].The work of the proposed method and device is based on the good solubility of carbon dioxide in rainwater in a raw mass of household waste, due to the presence of proteins, fats and other organic compounds in it [K. Nenicecu. General chemistry. - M .: Mir, 1968, 4, p. 490] and the possibility of producing methane by fermentation of a raw mass of household waste [S. V. Yakovlev and others. Sewerage. - M.: Gosstroyizd, 1976, p. 263].

Предлагаемый способ обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов осуществляется в предлагаемом устройстве следующим образом. The proposed method of disposal and disposal of an array of household waste is carried out in the proposed device as follows.

Предварительно, вблизи полигона захоронения отходов монтируют стационарное оборудование установки (место установки этого оборудования желательно располагать также поблизости от источника водоснабжения), а именно: компрессор 16, воздушный трубчатый холодильник 17, распределительный лоток 18, газосборник, накопительную емкость и питательный насос (на фиг. 1–5 не показаны), на участке массива 1 полигона захоронения бурят скважины 3, куда вставляют отводящие вертикальные перфорированные трубы 11, достигающие нижним торцом подошвы 2 полигона, после чего засыпают свободное пространство скважин 3. Затем на вышеупомянутом участке массива 1 устанавливают N предварительно собранных, прозрачных герметичных пирамидальных колпаков 4 с зазорами между собой по горизонту шириной ∆1 и глубиной погружения в массив 1 ∆2, образующими канавки 5. При этом глубина погружения ∆2 должна обеспечивать достаточную герметичность колпаков 4, а ширина зазоров ∆1 и их глубина должны обеспечивать надежное увлажнение площади и толщи массива 1 под колпаками 4. Далее на верхние торцы труб 11 надевают приемные патрубки 12 рядовых газовых коллектора 13, соединяют их с общим газовым коллектором 14, который соединяют через всасывающий газопровод 15 с компрессором 16.Preliminarily, stationary equipment of the installation is mounted near the landfill (it is advisable to place the installation site of this equipment also near the water supply), namely: compressor 16, air tube cooler 17, distribution tray 18, gas collector, storage tank and feed pump (in FIG. 1–5 are not shown), in the area of array 1 of the landfill, wells 3 are drilled, where the outlet vertical perforated pipes 11 are inserted, reaching the bottom end of the sole 2 of the landfill, then fill the free space of the wells 3. Then, in the aforementioned section of the array 1, N pre-assembled, transparent, sealed pyramidal caps 4 are installed with horizontal gaps of width ∆ 1 and immersion depth into the array 1 ∆ 2 forming grooves 5. The immersion depth ∆ 2 should provide sufficient tightness of the hoods 4, and the width of the gaps ∆ 1 and their depth should provide reliable wetting of the area and thickness of the array 1 under the hoods 4. Next, the receiving ends are put on the upper ends of the pipes 11 the nozzles 12 of the ordinary gas manifold 13, connect them to a common gas manifold 14, which is connected through the suction gas pipe 15 to the compressor 16.

Примечание. Площадь колпаков 4 находят, исходя из оптимального расстояния всасывания биогаза трубой 11 и увлажнения массива 1 из канавок 5, а угол наклона ребер 9 должен быть не меньше угла естественного откоса воды. Количество пирамидальных прозрачных колпаков 4 N и соответствующее им количество скважин 3 с отводящими трубами 11 лимитируется аэродинамическим сопротивлением всасывающей части газопроводов установки.Note. The area of the hoods 4 is found based on the optimal distance of biogas absorption by the pipe 11 and the moistening of the array 1 from the grooves 5, and the angle of inclination of the ribs 9 should be no less than the angle of natural slope of the water. The number of pyramidal transparent caps 4 N and the corresponding number of wells 3 with outlet pipes 11 is limited by the aerodynamic resistance of the suction part of the plant’s gas pipelines.

Проведение обезвреживания органических компонентов полигона захоронения отходов осуществляют в теплое время года непосредственно в массиве 1 складированных отходов при помощи солнечного нагрева и дождевого увлажнения (при недостаточном естественном увлажнении используют подачу воды в канавки 5 из постороннего источника водоснабжения посредством питательного насоса и распределительного лотка 18) с получением биогаза (метана) и его последующим выводом через отводящие трубы 11 и поры массива 1 в пространство под колпаком 4 и газопроводы 3. При насыщении массива 1 дождевой водой или водой из источника водоснабжения и нагрева его солнечными лучами через прозрачную оболочку пирамидальных колпаков 4, в толще массива 1 образуется нечто подобное сырому осадку в метантенке с температурой (20–30)°С, которая достаточно близка к оптимальной температуре анаэробного брожения (30–50)°С. Температура в толще массива 1 может также повышаться за счет экзотермических реакций, происходящих между его компонентами. В то же время, наряду с увлажнением, массив 1 насыщается примесями, присутствующими в дождевой или подпиточной воде (СО2, NOX, SOX, соли Са, Mg и пр.), в результате процессов абсорбции, адсорбции и хемосорбции, которые протекают с компонентами массива бытовых отходов (частицами белков, жирами, песком, глиной и. д.), причем в массиве 1 при разложении жиров, белков, минеральных солей и пр. образуется СО2, а дождевая вода уменьшает рН массива 1, что также интенсифицирует процессы образования СН4. В результате взаимодействия вышеперечисленных факторов происходит обезвреживание органических компонентов сырого массива 1 путем анаэробного сбраживания, которое является основным методом обезвреживания сырых осадков сточных вод, имеющих приблизительно тот же состав, что и массив бытовых отходов. При этом, в результате распада органических веществ бытовых отходов и взаимодействия продуктов распада с диоксидом углерода в качестве основных продуктов получается метан.The neutralization of the organic components of the landfill is carried out in the warm season directly in the waste storage array 1 using solar heating and rain wetting (if there is insufficient natural moisture, use the water supply to the grooves 5 from an external source of water through the feed pump and distribution tray 18) to obtain biogas (methane) and its subsequent output through the outlet pipes 11 and the pores of the array 1 into the space under the hood 4 and gas pipelines 3 When saturating array 1 with rainwater or water from a water supply source and heating it with sunlight through the transparent shell of the pyramidal caps 4, in the thickness of array 1, something similar to raw sediment is formed in a digester with a temperature of (20–30) ° С, which is quite close to optimal temperature of anaerobic fermentation (30–50) ° С. The temperature in the thickness of the array 1 may also increase due to exothermic reactions occurring between its components. At the same time, along with moistening, array 1 is saturated with impurities present in rain or make-up water (СО 2 , NO X , SO X , Ca, Mg salts, etc.) as a result of absorption, adsorption and chemisorption processes that occur with components of the household waste array (protein particles, fats, sand, clay, etc.), moreover, in array 1, decomposition of fats, proteins, mineral salts, etc., produces CO 2 , and rainwater reduces the pH of array 1, which also intensifies processes of formation of CH 4 . As a result of the interaction of the above factors, the organic components of the raw array 1 are neutralized by anaerobic digestion, which is the main method for the neutralization of raw sewage sludge having approximately the same composition as the household waste array. Moreover, as a result of the decay of organic substances from household waste and the interaction of decay products with carbon dioxide, methane is obtained as the main products.

Метан образуется в результате восстановления СО2 или метильной группы уксусной кислотыMethane is formed as a result of reduction of CO 2 or methyl group of acetic acid

Figure 00000001
Figure 00000001

где АН2 – органическое вещество, служащее для метанообразующих бактерий донором водорода (жирные кислоты кроме уксусной и спирты кроме метилового).where AN 2 is an organic substance that serves as a hydrogen donor for methane-forming bacteria (fatty acids except acetic and alcohols except methyl).

Кроме этого многие виды метанообразующих бактерий окисляют молекулярный водород, образующийся в кислой фазе по реакции:In addition, many types of methane-forming bacteria oxidize molecular hydrogen formed in the acid phase by the reaction:

Figure 00000002
Figure 00000002

Микроорганизмы, использующие уксусную кислоту и метиловый спирт, осуществляют реакции:Microorganisms using acetic acid and methyl alcohol carry out the reactions:

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

При этом, если в массиве 1 имеется свободный СО2, скорость реакций (1), (2) увеличивается, а реакций (3), (4) уменьшается, что повышает долю метана в получаемом газе.Moreover, if there is free CO 2 in array 1, the rate of reactions (1), (2) increases, and reactions (3), (4) decrease, which increases the proportion of methane in the produced gas.

Полученный биогаз компрессором 16 подают в трубное пространство воздушного холодильника 17, который охлаждается наружным воздухом за счет естественной тяги, где происходит его охлаждение с конденсацией значительной части водяных паров и тяжелых углеводородов. Очищенный и охлажденный биогаз, состоящий в основном из CH4, поступает в газосборник (на фиг. 1–5 не показан), а конденсат направляют в накопительную емкость. При этом в результате работы компрессора 16, в полости колпаков 4 создается некоторое разрежение, которое увеличивает скорость отрыва молекул компонентов биогаза от поверхности массива 1 под колпаком 4, в результате чего также увеличивается скорость движения этих молекул в порах массива 1, затрудняется движение их к поверхности канавок 5 и предотвращается их попадание в атмосферу. Кроме того, постоянное присутствие влаги на поверхности канавок 1 также препятствует попаданию молекул компонентов биогаза в атмосферу.The resulting biogas is fed by compressor 16 to the tube space of the air cooler 17, which is cooled by external air due to natural draft, where it is cooled with condensation of a significant part of water vapor and heavy hydrocarbons. The purified and cooled biogas, consisting mainly of CH 4 , enters the gas collector (not shown in Figs. 1–5), and the condensate is sent to the storage tank. In this case, as a result of the compressor 16, a certain vacuum is created in the cavity of the hoods 4, which increases the detachment rate of the biogas component molecules from the surface of the array 1 under the hood 4, as a result of which the speed of movement of these molecules in the pores of the array 1 also increases, their movement to the surface becomes difficult grooves 5 and their entry into the atmosphere is prevented. In addition, the constant presence of moisture on the surface of the grooves 1 also prevents the molecules of biogas components from entering the atmosphere.

Полученный метан может быть использован как топливо для теплогенераторов, конденсат в зависимости от типа и концентрации в нем углеводородов направляют на дальнейшую переработку или сбрасывают с питательной водой на увлажнение массива 1, а сброженный массив после отделения от него посторонних предметов используется как высокоэффективное удобрение для сельского хозяйства.The methane obtained can be used as fuel for heat generators, depending on the type and concentration of hydrocarbons in it, condensate is sent for further processing or dumped with feed water to moisten array 1, and the fermented mass after separation of foreign objects from it is used as a highly effective fertilizer for agriculture .

Процесс обезвреживания участка массива 1 проводят в течение теплого периода одного года (длительность процесса зависит от средней температуры теплого периода, толщины и пористости массива 1, содержания и характера органических компонентов отходов). По окончании обезвреживания демонтируют все оборудование одновременно с вывозом сброженных бытовых отходов и устанавливают его на следующем участке полигона захоронения отходов. Для ускорения процесса обезвреживания полигона можно устраивать несколько одновременно функционирующих участков массива 1.The process of neutralizing the area of the array 1 is carried out during the warm period of one year (the duration of the process depends on the average temperature of the warm period, the thickness and porosity of the array 1, the content and nature of the organic components of the waste). Upon completion of neutralization, all equipment is dismantled simultaneously with the removal of fermented household waste and set it up at the next section of the landfill. To speed up the process of neutralizing the landfill, you can arrange several simultaneously functioning sections of array 1.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство за счет использования природных факторов (солнечного тепла и атмосферных осадков), наряду с улучшением экологической ситуации в местах обезвреживания бытовых отходов, обеспечивают утилизацию их наиболее опасной (органической) части с получением биогаза (топливного газа–метана), без существенных энергетических затрат (энергия тратится только на привод компрессора и питательного насоса), что повышает надежность, экологическую и экономическую эффективность процесса обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов.Thus, the proposed method and device through the use of natural factors (solar heat and precipitation), along with improving the environmental situation in places of disposal of household waste, ensure the disposal of their most dangerous (organic) parts to produce biogas (fuel gas – methane), without significant energy costs (energy is spent only on the drive of the compressor and the feed pump), which increases the reliability, environmental and economic efficiency of the process of disposal and disposal natsii array of household waste.

Claims (2)

1. Способ для обезвреживания и утилизации массива бытовых отходов, содержащий бурение скважин в толще массива и установку в них вертикальных перфорированных отводящих труб, нагрев массива и получение топливного газа, вывод его через вертикальные перфорированные отводящие трубы, отличающийся тем, что участок массива бытовых отходов покрывают пирамидальными прозрачными колпаками, после чего в течение теплого периода года вышеупомянутый участок подвергается солнечному нагреву и увлажнению атмосферными осадками и питательной водой из канавок между колпаками, в результате чего происходит анаэробное брожение в толще массива с получением топливного газа в форме биогаза (метана), вывод его из колпаков и пор массива через вертикальные перфорированные отводящие трубы, соединенные через газопроводы с компрессором, который создает разрежение в полости колпаков и соединенных с ним на всасе газопроводов, подает под давлением вышеупомянутый биогаз в трубное пространство воздушного трубчатого холодильника, который охлаждается наружным воздухом за счет естественной тяги, где происходит его охлаждение с конденсацией значительной части водяных паров и тяжелых углеводородов, после чего очищенный и охлажденный биогаз, состоящий в основном из CH4, поступает в газосборник, а конденсат, состоящий из воды и тяжелых углеводородов, направляют в накопительную емкость.1. A method for neutralizing and disposing of an array of household waste, comprising drilling wells in the thickness of the array and installing vertical perforated outlet pipes therein, heating the array and producing fuel gas, outputting it through vertical perforated outlet pipes, characterized in that a portion of the array of household waste is covered pyramidal transparent caps, after which, during the warm season, the aforementioned area is subjected to solar heating and humidification with atmospheric precipitation and feed water from the cessation between the caps, as a result of which anaerobic fermentation occurs in the bulk of the array with the production of fuel gas in the form of biogas (methane), its withdrawal from the caps and pores of the array through vertical perforated outlet pipes connected through gas pipelines to the compressor, which creates a vacuum in the caps gas pipelines connected to it at the inlet, feeds the aforementioned biogas under pressure into the tube space of the air tube cooler, which is cooled by outside air due to natural draft, where its cooling occurs with the condensation of a significant part of water vapor and heavy hydrocarbons, after which the purified and cooled biogas, consisting mainly of CH 4 , enters the gas collector, and the condensate, consisting of water and heavy hydrocarbons, is sent to the storage tank. 2. Устройство по реализации способа по п. 1, содержащее участок массива на подошве полигона захоронения отходов, пробуренные в массиве по рассчитанной сетке N скважины, в которые вставлены отводящие вертикальные перфорированные трубы, соединенные с газопроводами, отличающееся тем, что над скважинами установлены N прозрачных герметичных пирамидальных колпаков с зазорами между собой по горизонту шириной ∆1 и глубиной погружения в массив ∆2, образующими канавки, каждый из вышеупомянутых колпаков изготовлен из каркаса, образованного нижней квадратной рамой, и верхнего кольца, соединенных между собой наклонными ребрами, покрытыми прозрачной оболочкой, причем в каждом колпаке через верхнее кольцо пропущены отводящие вертикальные перфорированные трубы, достигающие нижним торцом подошвы полигона, верхний торец которых вставлен в приемный патрубок рядового газового коллектора, соединенного с общим газовым коллектором, соединенного через всасывающий газопровод с расположенными за границей полигона компрессором, воздушным трубчатым холодильником и газосборником, причем канавки пограничных колпаков соединены через распределительный лоток с питательным насосом.2. The device for implementing the method according to claim 1, containing a section of the array at the bottom of the landfill, drilled in the array according to the calculated grid of N wells, into which the outlet vertical perforated pipes connected to gas pipelines are inserted, characterized in that N transparent are installed above the wells pyramidal caps sealed with gaps between them on the horizontal width Δ 1 and a depth of immersion into an array Δ 2 forming the groove, each of the aforementioned caps made of a framework formed nizhne square frame, and the upper ring, interconnected by inclined ribs covered with a transparent shell, and in each cap, the outlet vertical perforated pipes are passed through the upper ring, reaching the bottom end of the polygon sole, the top end of which is inserted into the receiving pipe of an ordinary gas collector connected to a common a gas manifold connected through a suction gas pipeline to a compressor located outside the landfill, an air tube cooler and a gas collector, and Navki Edge caps are connected via a distributor tray with a nutrient pump.
RU2016141408A 2016-10-21 2016-10-21 Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body RU2630456C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141408A RU2630456C1 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016141408A RU2630456C1 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2630456C1 true RU2630456C1 (en) 2017-09-08

Family

ID=59798024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016141408A RU2630456C1 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630456C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2685394C1 (en) * 2018-04-24 2019-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Device for deodorisation and deactivation of gaseous emissions
RU2701678C2 (en) * 2017-10-02 2019-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) Method and apparatus for disposal and recycling of municipal solid waste
RU2778321C1 (en) * 2021-09-29 2022-08-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) Method and device for obtaining biogas from an array of household waste

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2856319A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-24 Grangeon Et Fils Plant for biotreatment and storage of diverse solid wastes, has multifunctional drainage-, biogas removal- and leachate injection pipe network
RU2320426C1 (en) * 2006-07-05 2008-03-27 ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия") Method of collecting and discharging biological gas from solid waste polygon
RU2539517C2 (en) * 2013-11-29 2015-01-20 Владимир Иванович Лунев Complex development method of underground coal formation through wells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2856319A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-24 Grangeon Et Fils Plant for biotreatment and storage of diverse solid wastes, has multifunctional drainage-, biogas removal- and leachate injection pipe network
RU2320426C1 (en) * 2006-07-05 2008-03-27 ОАО "Уральский научно-исследовательский и проектный институт галургии" (ОАО "Галургия") Method of collecting and discharging biological gas from solid waste polygon
RU2539517C2 (en) * 2013-11-29 2015-01-20 Владимир Иванович Лунев Complex development method of underground coal formation through wells

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2701678C2 (en) * 2017-10-02 2019-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет "(ЮЗГУ) Method and apparatus for disposal and recycling of municipal solid waste
RU2685394C1 (en) * 2018-04-24 2019-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) Device for deodorisation and deactivation of gaseous emissions
RU2778321C1 (en) * 2021-09-29 2022-08-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) (RU) Method and device for obtaining biogas from an array of household waste

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100381352C (en) Method and device for plasma producing hydrogen by using garbage biomass and water as raw material
US8658414B2 (en) Biomass processing
US20080193993A1 (en) Method and Plant for Producing Biogas from Bio-Organic Residual Matters
CA2937608A1 (en) Subterranean gasification system and method
CN102500604A (en) Household solid garbage recycling and renewable biological carbon circulating technology
RU2630456C1 (en) Method and device for neutralisation and recovery of domestic waste landfill body
CN103402929A (en) Eco-friendly system for generating a bio gas in high concentration and treating fermentation remnants using livestock excretions
CN105546548A (en) Multifunctional solid waste treatment device and solid waste treatment method thereof
CN101591548B (en) Device and method for recovering glass reinforced plastic by pyrolysis
US20090221865A1 (en) Method and apparatus for injecting enriched steam
CN101850967A (en) Integrated device and method for preparing activated carbon by using organic wastes
KR20180016024A (en) A kind of the lower absorption type intermittent consecutive injection of immobilized gasification machine for disposal plastic and organic household waste
RU2701678C2 (en) Method and apparatus for disposal and recycling of municipal solid waste
RU2778321C1 (en) Method and device for obtaining biogas from an array of household waste
US10876057B1 (en) Waste to energy conversion without CO2 emissions
RU2536944C1 (en) Method of household wastes thermal disposal
Ezhov et al. Technology for utilization and neutralization of municipal waste
RU2258535C2 (en) Apparatus for extracting of biogas for neutralizing range proving ground for storage of solid domestic wastes
CN207372017U (en) A kind of refuse disposal installation
CN205046055U (en) Novel gaseous heat carrier dry distillation and nature gas power generation integration device
CN204454924U (en) The coal gas comprehensive utilization manganese slag prefabrication system of environment-protecting clean
CN205424934U (en) Device of solid wastes material of many function processing
RU2685394C1 (en) Device for deodorisation and deactivation of gaseous emissions
CN216976794U (en) Household garbage pyrolysis furnace
УСТАНОВКА ENERGY INDUSTRY

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181022