RU2646873C1 - Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank - Google Patents
Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank Download PDFInfo
- Publication number
- RU2646873C1 RU2646873C1 RU2017103882A RU2017103882A RU2646873C1 RU 2646873 C1 RU2646873 C1 RU 2646873C1 RU 2017103882 A RU2017103882 A RU 2017103882A RU 2017103882 A RU2017103882 A RU 2017103882A RU 2646873 C1 RU2646873 C1 RU 2646873C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biogas
- tank
- air
- liquid
- manure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
- C05F3/00—Fertilisers from human or animal excrements, e.g. manure
- C05F3/06—Apparatus for the manufacture
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/20—Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
Abstract
Description
Изобретение относится к способам утилизации органических отходов, а именно к способам анаэробной переработки свиноводческих стоков и птицеводства и получения при этом биогаза и удобрения для индивидуальных и фермерских хозяйств, использующих, предпочтительно, бесподстилочное содержание и гидросмыв отходов жизнедеятельности животных и птиц.The invention relates to methods for the disposal of organic waste, and in particular to methods for anaerobic processing of pig farms and poultry farming and producing biogas and fertilizer for individual and farm enterprises, using, preferably, bedding and water washing of animal and bird wastes.
Широкое внедрение установок получения биогаза определяется решением двух основных задач:The widespread adoption of biogas plants is determined by the solution of two main tasks:
утилизация органических отходов (решение экологической проблемы);utilization of organic waste (solving an environmental problem);
получением тепловой и электрической энергии, обеспечивающей работу собственно установки получения биогаза, а также получение избыточной тепловой и электрической энергии для реализации.obtaining thermal and electric energy, ensuring the operation of the actual biogas plant, as well as obtaining excess heat and electric energy for sale.
Для эффективной работы биогазовых установок необходимо осуществлять переработку органических отходов с получением достаточно дешевой тепловой и электрической энергии, в частности при использовании в качестве сырья продуктов жизнедеятельности животных и птиц. Кроме того, биогаз физиологически воздействует на людей, животных и растения, является источником специфического запаха и участвует в «парниковом эффекте».For the efficient operation of biogas plants, it is necessary to process organic waste with obtaining sufficiently cheap thermal and electric energy, in particular when using animal and bird vital products as raw materials. In addition, biogas physiologically affects people, animals and plants, is a source of a specific smell and is involved in the “greenhouse effect”.
Количество биогаза, образующегося на объекте, зависит от стадии биохимических процессов. Для увеличения количества образующегося биогаза необходимо устройство для перемешивания отходов, образование при этом большого количества пены и устройство надежной газонепроницаемой изоляции, которая может предотвратить миграцию газовых скоплений в устройстве и выделение биогаза из пенообразующей массы жидкости.The amount of biogas generated at the facility depends on the stage of biochemical processes. To increase the amount of biogas generated, a device for mixing the waste is needed, the formation of a large amount of foam and a device for reliable gas-tight insulation, which can prevent the migration of gas accumulations in the device and the release of biogas from the foam-forming mass of liquid.
Экологическая безопасность применения и калорийность биогаза в сочетании с простой технологией его получения является положительным фактором для дальнейшего развития и распространения биогазовой технологии при переработке сельскохозяйственных отходов, в частности, для фермерских хозяйств.The environmental safety of the use and caloric content of biogas in combination with the simple technology for its production is a positive factor for the further development and dissemination of biogas technology in the processing of agricultural waste, in particular for farms.
Следует отметить, что переработка различных органических отходов методом анаэробного сбраживания с образованием биогаза становится в последние годы приоритетным направлением для фермерских хозяйств по утилизации отходов и др.It should be noted that the processing of various organic wastes by the method of anaerobic digestion with the formation of biogas has become in recent years a priority for farms for waste disposal, etc.
Образующийся в процессах метаногенеза жидкий и твердый шлам - отходы от работающей биогазовой установки, вывозят на поля и используют в качестве органических удобрений.Liquid and solid sludge formed during methanogenesis processes - waste from a working biogas plant, is transported to the fields and used as organic fertilizer.
Метановое сбраживание представляет собой многостадийный процесс микробиологической переработки органического вещества до конечных продуктов, в основном метана и углекислого газа. При этом метанобразующие бактерии развиваются в анаэробных условиях.Methane digestion is a multi-stage process of microbiological processing of organic matter to final products, mainly methane and carbon dioxide. Moreover, methane-forming bacteria develop under anaerobic conditions.
Следует отметить, что здесь не рассматривается весь процесс протекания сбраживания постадийно, а конкретно, в результате волнообразования на поверхности аэрируемой жидкости, образуется пена, обогащенная кислородом воздуха в закрытой емкости, который используется для аэрации жидкости путем многократной рециркуляции последней, а это в свою очередь позволяет создавать улучшенные условия эксплуатации установки и создает надлежащие санитарно-гигиенические условия в зоне ее работы. В конечном итоге, позволяет обеспечить необходимый гидродинамический режим во всем объеме сооружения, более равномерное насыщение жидкости кислородом, увеличить объем аэрационной емкости без увеличения энергозатрат или при равном объеме аэрационной емкости сократить энергозатраты примерно в 1,2 раза за счет увеличения коэффициента использования кислорода воздуха.It should be noted that the entire process of fermentation is not considered in stages, but specifically, as a result of wave formation on the surface of the aerated liquid, a foam is formed enriched with oxygen in air in a closed container, which is used to aerate the liquid by repeatedly recirculating the latter, and this in turn allows create improved operating conditions of the installation and creates proper sanitary conditions in the area of its operation. Ultimately, it allows to provide the necessary hydrodynamic regime in the entire volume of the structure, more uniform saturation of the liquid with oxygen, to increase the volume of the aeration tank without increasing energy consumption, or with an equal volume of aeration tank to reduce energy consumption by about 1.2 times due to an increase in the utilization rate of air oxygen.
Выход биогаза в основном зависит от состава и вида используемого сырья, при этом такие стоки используются и как удобрение для орошения, однако здесь необходимо учитывать образование избыточного активного ила, который не должен сразу поступать на орошение в связи с его опасностью для окружающей среды, а использование его для удобрения полей возможно только после продолжительного хранения и переработки на специальной установке.The biogas output mainly depends on the composition and type of raw materials used, while such effluents are also used as fertilizer for irrigation, but here it is necessary to take into account the formation of excess activated sludge, which should not immediately come to irrigation due to its environmental hazard, and use it for fertilizing the fields is possible only after prolonged storage and processing at a special installation.
Биогаз - это дешевый и доступный способ получения энергии. В настоящее время разработано и применяется большое количество технологий получения биогаза, основанных на использовании различных вариантов температурного режима, влажности, концентрации микробной массы, длительности протекания и т.д. Кроме того, анаэробной переработке органических отходов в биогаз посвящены десятки статей, обзоров патентов. Однако на сегодня актуальным остается вопрос поиска наиболее эффективных, дешевых и доступных способов интенсификации процесса получения биогаза и удобрений при использовании свиноводческих стоков или птичьего помета на индивидуальных и фермерских хозяйствах, в частности использования корпуса емкости хранения из пластикового прочного материала, основание которого имеет днище, к которому крепится узел для аэрируемой жидкости.Biogas is a cheap and affordable way to generate energy. Currently, a large number of biogas production technologies have been developed and applied, based on the use of various options for temperature, humidity, microbial mass concentration, duration of leakage, etc. In addition, dozens of articles and patent reviews are devoted to the anaerobic processing of organic waste into biogas. However, today the issue of finding the most effective, cheap and affordable ways to intensify the process of biogas and fertilizer production using pig farms or poultry manure on individual and farm enterprises, in particular the use of a storage tank body made of durable plastic material, the base of which has a bottom, remains relevant. which mounts the unit for aerated fluid.
Известен способ анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов и устройство для его осуществления (Патент RU №2073401, кл. A01C 3/00, C02F 3/00 от 20.02.1997).A known method of anaerobic digestion of liquefied organic waste and a device for its implementation (Patent RU No. 2073401, class A01C 3/00, C02F 3/00 from 02.20.1997).
Сущность известного изобретения состоит в том, что анаэробное сбраживание органических отходов осуществляют последовательно во внешней и внутренней камерах метатенка, а перемешивание сбраживаемых отходов во внешней камере осуществляют путем подачи в нее вводимых в метатенк органических отходов.The essence of the known invention lies in the fact that anaerobic digestion of organic waste is carried out sequentially in the external and internal chambers of the metaten, and the mixing of fermented waste in the external chamber is carried out by feeding organic waste introduced into the metaten.
Недостатком известного изобретения является то, что не используются условия относительно продолжительности времени, по времени процесс переработки отходов для индивидуальных и фермерских хозяйств с небольшим количеством животных (например, свиней), т.е. оно предназначено для большого времени выдержки и большим потребным суммарным объемом. Кроме того, при эксплуатации установки требуется значительный расход воды для разбавления отходов.A disadvantage of the known invention is that the conditions regarding the length of time are not used, the time-consuming waste processing process for individual and farm households with a small number of animals (e.g. pigs), i.e. it is designed for a long exposure time and a large total required volume. In addition, the operation of the installation requires a significant flow of water to dilute the waste.
Известен способ получения биогаза из экскрементов животных WO 2012/152266, заявка PCT/DE 2012/100124, опубл. 15.11.2012, кл. C12P 5/02).A known method of producing biogas from animal feces WO 2012/152266, application PCT / DE 2012/100124, publ. 11/15/2012, class C12P 5/02).
Указанное решение заявлено первоначально в Германии и в 116 странах мира и предлагает несколько стадий брожения для отделения метана. В качестве исходного субстата используется жидкий навоз или куриный помет. Первый этап брожения происходит в течение от 1 до 4 дней с добавлением фермента, а затем раствора аммиака. После чего происходит отделение газа, содержащего около 50% CO2, H2S, NH3. Затем проводится повторная ферментации от 10 до 30 дней при температуре от 35°С и выше, определенной кислотности и после этого повторно отделяют биогаз, содержащий метан 75%.This solution was announced initially in Germany and in 116 countries and offers several stages of fermentation for the separation of methane. Liquid manure or chicken droppings are used as the initial substate. The first stage of fermentation occurs within 1 to 4 days with the addition of an enzyme, and then a solution of ammonia. After which there is a separation of gas containing about 50% CO 2 , H 2 S, NH 3 . Then, repeated fermentation is carried out from 10 to 30 days at a temperature of 35 ° C and above, a certain acidity, and then biogas containing 75% methane is re-separated.
Недостатком известного решения является длительность и сложность его применения, например, для применения небольшими фермерскими хозяйствами. Кроме того, поддерживается достаточно высокий температурный режим реакции.A disadvantage of the known solution is the duration and complexity of its application, for example, for use by small farms. In addition, a sufficiently high reaction temperature is maintained.
Известен также способ метанового сбраживания навозных стоков (Патент №2413408, кл. A01C 3/00, C02F 11/04, C02F 3/34 от 10.03.2009).There is also known a method of methane digestion of manure (Patent No. 2413408, class A01C 3/00,
Недостатком этого способа являются большие затраты теплоэнергии на подогрев и поддержание реактора при температуре 37,5°C, что повышает расходы небольших фермерских хозяйств, в частности, в течение всего года, т.е. ведет к удорожанию способа.The disadvantage of this method is the high cost of heat energy for heating and maintaining the reactor at a temperature of 37.5 ° C, which increases the costs of small farms, in particular, throughout the year, i.e. leads to a rise in price of the method.
Навоз, в частности свиноводческий, содержит все необходимые для метанового сбраживания бактерии, следовательно, нет необходимости дополнительно вводить метаногенерирующие структуры, необходимо лишь обеспечить уже имеющимся бактериям оптимальные условия для их жизнедеятельности.Manure, in particular pig breeding, contains all the bacteria necessary for methane fermentation, therefore, there is no need to additionally introduce methane generating structures, it is only necessary to provide the bacteria that are already in optimal conditions for their life.
За прототип принята известная установка для переработки отходов животноводства и производства удобрений, содержащая блоки нейтрализации и очистки, компремирования и хранения газа, первый из которых выполнен в виде последовательно установленных накопителя навоза с жидкостным разбавителем и насосом подачи, теплообменника, метатенка и сепаратора с магистралями вывода твердой и жидкой фракций, подключенными соответственно через насосы - активаторы к потребителю и отстойнику, при этом перед метатенком на линии подачи подогретого навоза установлен газожидкостный эжектор, а в метатенке установлен эрлифтный барботер, соединенный по входу с выходом газожидкостного эжектора, вход которого по газу соединен с выходом блока компремирования и хранения газа (Патент RU №2056393, кл. C05F 3/06 от 20.03.1996).The prototype is a well-known installation for processing livestock waste and fertilizer production, containing neutralization and purification units, gas compression and storage, the first of which is made in the form of sequentially installed manure storage with a liquid diluent and a feed pump, a heat exchanger, a methane tank and a separator with solid output lines and liquid fractions, connected respectively through pumps - activators to the consumer and the sump, while in front of the digester on the feed line of heated manure It becomes a gas-liquid ejector and metatenke set airlift bubbler connected to a terminal in a yield of gas-liquid ejector having an input connected to gas output of the gas storage and compression of (Patent RU №2056393, Cl. C05F 3/06 from 20.03.1996).
Недостатком известного изобретения является то, что необходима температура для протекания реакции метангенерации (55±2°C), которая поддерживается нагревателем, и в качестве греющей среды необходимо большое количество горячей воды, что неприемлемо для небольших фермерских хозяйств, особенно в летнее теплое время. Кроме того, сложность самого процесса получения биогаза, соответственно отбора сброженной массы в трубопроводы, отвода отработанного активного ила с отбором жидкой фракции из емкости.A disadvantage of the known invention is that a temperature is required for the methane generation reaction to occur (55 ± 2 ° C), which is maintained by the heater, and a large amount of hot water is needed as a heating medium, which is unacceptable for small farms, especially in the summer warm season. In addition, the complexity of the process of obtaining biogas, respectively, the selection of the fermented mass in pipelines, the disposal of spent activated sludge with the selection of the liquid fraction from the tank.
Навоз из свиноводческих стоков содержит все необходимые для метанового сбраживания бактерии, следовательно, нет необходимости предварительно обработанный органический субстат свиностоков, который доведен до влажности 90% с последующей загрузкой в герметичную емкость с днищем, дополнительно проводить после этого длительно выдержку (около 7 суток), необходимо лишь использовать полученную массу с уже имеющимися бактериями оптимальные для условия их жизнедеятельности в герметичной емкости с днищем.Manure from pig breeding stock contains all the bacteria necessary for methane digestion, therefore, there is no need for a pre-treated organic substate of pig stocks, which is brought to a moisture content of 90%, followed by loading into a sealed container with a bottom, additionally after this, a long exposure time (about 7 days) is necessary only use the resulting mass with existing bacteria optimal for the conditions of their life in a sealed container with a bottom.
Техническим результатом настоящего изобретения является интенсификация процесса метанного брожения жидкого навоза внутри герметичной закрытой емкости с аэрирующим узлом и расширение технологических возможностей переработки жидкого навоза в биогаз и органическое удобрение.The technical result of the present invention is the intensification of the process of methane fermentation of liquid manure inside a sealed closed container with an aeration unit and the expansion of technological capabilities for processing liquid manure into biogas and organic fertilizer.
Способ получения биогаза и удобрений из отходов свиноводческих стоков, предусматривающий использование емкости, которая заполняется жидким навозом с помощью насоса, и при подаче сжатого воздуха от компрессора или баллона через пневмопровод он поступает в данную емкость, где жидкий навоз перемешивается, при одновременном поступлении воздуха в аэрируемую жидкость, находящуюся в герметично закрытой емкости, причем в герметично закрытой емкости под действием давления сжатого воздуха, поступающего от компрессора или баллона, клапан корпуса открывается и воздух с большой скоростью по трубопроводам через форсунки истекает на обрабатываемый участок, при этом пена, обогащенная кислородом воздуха, через толщу аэрируемой жидкости, накапливается в верхних слоях, активно насыщаясь газовоздушной смесью, жидкость, насыщенная растворенным кислородом, постоянно закручивается с иловым осадком в емкости и сбраженная масса начинает, при использовании нагревателя, возмущаться заполненным продуктом с примесями и обеспечивать вовлечение во вращательное движение всей массы продукта во взвешенном состоянии, при этом ориентированность форсунок и заборных воздушных патрубков трубопроводами под углом к стенке емкости (к касательной окружности) обеспечивает вовлечение всего заполняемого объема навозной массы (жидкого навоза) во вращательное движение в емкости, в верхней ее части создается давление выделяющегося биогаза из пены, биогаз собирается в газосборные перфорированные трубы, далее в сборный коллектор и собирается в компрессорную станцию, откуда периодически подается в сжатом состоянии потребителю, кроме того, извлеченный биогаз также может поступать в когенератор, где происходит обезвреживание биогаза, далее преобразование энергии сжигаемого биогаза в электрическую и тепловую с последующей доставкой потребителю, после прекращения выделения биогаза содержимое из твердых фракций и с частью сбраживаемой массы удаляется в шнековый сепаратор за счет подачи сжатого воздуха и с уклоном днища к центру не менее 15° и используется как органическое удобрение, после освобождения рабочей емкости цикл переработки органических отходов в биогаз и удобрение повторяется.A method of producing biogas and fertilizers from pig waste waste, which involves the use of a tank that is filled with liquid manure using a pump, and when compressed air is supplied from a compressor or cylinder through a pneumatic line, it enters this tank, where liquid manure is mixed, while air enters the aerated liquid in a hermetically sealed container, and in a hermetically sealed container under the action of compressed air pressure coming from a compressor or cylinder, the valve body sa opens and air flows at high speed through pipelines through nozzles to the treated area, while foam enriched with oxygen from the air, accumulates in the upper layers through the thickness of the aerated liquid, being actively saturated with the gas-air mixture, liquid saturated with dissolved oxygen is constantly twisted with sludge when using a heater, the fermented mass begins to resent the filled product with impurities and ensure that the entire mass of the product is involved in the rotational movement about the suspended state, while the orientation of the nozzles and intake air pipes by pipelines at an angle to the tank wall (to the tangent circle) ensures that the entire filled volume of the manure (liquid manure) is involved in the rotational movement in the tank, the pressure of the generated biogas from the foam is created in its upper part , biogas is collected in gas-gathering perforated pipes, then in a collection manifold and collected in a compressor station, from where it is periodically supplied in a compressed state to the consumer, in addition, The extracted biogas can also go to the cogenerator, where the biogas is neutralized, then the energy of the burned biogas is converted into electric and heat, and then delivered to the consumer, after the biogas is stopped, the contents of the solid fractions and part of the fermented mass are removed to the screw separator by supplying compressed air and with a slope of the bottom to the center of at least 15 ° and is used as an organic fertilizer, after releasing the working capacity, the cycle of processing organic waste into biogas and fertilizer s repeated.
Использование заявленного технического решения позволит получить следующий результат:Using the claimed technical solution will allow you to get the following result:
- упростить способ переработки жидкого илового осадка;- to simplify the method of processing liquid sludge;
- обеспечить надежность и полноту отбора биогаза из перерабатываемого жидкого свиноводческого стока за счет газодренажной конструкции в закрытой емкости, совмещающей функции вертикального газового отвода биогаза и использование отработанного илового осадка или удобрения;- to ensure the reliability and completeness of biogas extraction from the processed liquid pig breeding runoff due to the gas drainage design in a closed container, combining the functions of vertical gas removal of biogas and the use of spent sludge sludge or fertilizer;
- термин биогаз, используемый в формуле, получаемый в результате распада органического материала в виде илового осадка и полученный в результате жизнедеятельности в кислородной среде в достаточном количестве, позволяет соблюдать технологию сбраживания осадка микроорганизмами, осуществляющими свою жизнедеятельность;- the term biogas used in the formula, obtained as a result of the decay of organic material in the form of a sludge sediment and obtained as a result of vital activity in an oxygen environment in sufficient quantities, allows observing the technology of fermentation of the sediment by microorganisms that carry out their vital activity;
- следует отметить, что каждый вид микроорганизмов анаэробного размножения отличается специфической потребностью аэрируемой жидкости, обогащенной кислородом воздуха;- it should be noted that each type of microorganisms of anaerobic reproduction is characterized by the specific need of an aerated liquid enriched with atmospheric oxygen;
- активное насыщение атмосферным воздухом от компрессора представляет собой водовоздушную смесь, получаемую с образованием пены на поверхности жидкости путем растворения воздуха в сточной воде, т.е. процесс растворения воздуха в сточной воде интенсифицируется за счет дробления воздушных пузырьков, где воздух выходит по трубопроводам через форсунки на обрабатываемый иловый осадок в герметично закрытой емкости.- active saturation with atmospheric air from the compressor is a water-air mixture obtained with the formation of foam on the surface of a liquid by dissolving air in wastewater, i.e. the process of dissolving air in wastewater is intensified by crushing air bubbles, where the air flows through pipelines through nozzles to the treated sludge in a hermetically sealed container.
Сопоставительный анализ заявленного способа с известными позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение удовлетворяет критерию изобретения «новизна».A comparative analysis of the claimed method with the known allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."
Из известной патентной и научно-технической литературы не известен способ получения биогаза и удобрения из отходов свиноводческих стоков с вертикальной цилиндрической емкостью, в которой воздух под действием сжатого воздуха подается в пневмопровод, поступающего от компрессора или баллона, клапан корпуса открывается, в котором установлено несколько патрубков, расположенных веерообразно по периферии внутри корпуса емкости, кроме того, это также способствует повышению степени чистоты днища и повышению надежности предлагаемой вертикальной цилиндрической емкости (резервуара). Все это в целом, после окончания отбора газа, освобождает стенку емкости от механических нагрузок ила, что также повышает надежность вертикальной пластмассовой цилиндрической емкости и может быть реализовано небольшими фермерскими хозяйствами.From the well-known patent and scientific literature, there is no known method for producing biogas and fertilizer from pig waste waste with a vertical cylindrical tank in which air is supplied to a pneumatic pipe coming from a compressor or cylinder under the action of compressed air, the valve of the housing opens, in which several pipes are installed located fan-shaped around the periphery inside the container body, in addition, it also helps to increase the degree of cleanliness of the bottom and increase the reliability of the proposed vertical cylindrical tank (tank). All this in general, after the end of gas extraction, frees the tank wall from mechanical loads of sludge, which also increases the reliability of the vertical plastic cylindrical tank and can be implemented by small farms.
Заявленный способ получения биогаза и удобрения из отходов свиноводческих стоков осуществляется с помощью устройства:The claimed method of producing biogas and fertilizer from pig waste wastes is carried out using the device:
на фиг. 1 схематически представлен общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 и общий вид; на фиг. 3 представлен узел А, схема подключения сборного коллектора к транспортирующему трубопроводу; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2.in FIG. 1 is a schematic general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 and general view; in FIG. 3 shows a node A, a connection diagram of a prefabricated collector to a conveying pipeline; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 2.
Способ осуществляется в следующей последовательности.The method is carried out in the following sequence.
В герметично закрытой емкости 1, которая содержит основание 2 с уложенным на нем днищем 3, к которому крепится корпус 4, соединенный с пневмопроводом 5. Воздух под действием давления сжатого воздуха, поступающего от компрессора или баллона, подают в пневмопровод 5 и нагреватель 7.In a hermetically sealed container 1, which contains a
Клапан корпуса 4 открывается, и воздух с большой скоростью по трубопроводам и иззаданного расчета количества патрубков 8 (более двух), расположенных веерообразно по периферии внутри корпуса 4, через форсунки 11 истекает на обрабатываемый участок. Патрубки с помощью эластичных муфт 9 соединяют с трубопроводами 10, имеющими на конце щелевую форсунку 11 (сопло).The valve of the housing 4 opens, and air at high speed through the pipelines and from a predetermined calculation of the number of nozzles 8 (more than two) located fan-shaped around the periphery inside the housing 4, through
Крепление трубопроводов к раме внутри емкости 1 выполняют с помощью гаек 12, навинчиваемых на ходовой винт 13. Гайки закрепляют к трубопроводу с возможностью поворота оси 14, закрепленной накладкой 15. Ходовой винт 13 закрепляют на раме кронштейнами 16. Вращение ходового винта осуществляют маховиком 17. Ходовой винт на участках, взаимодействует с разными гайками 12, имеющими различный шаг, увеличенный от оси емкости.The pipelines are fixed to the frame inside the tank 1 with the help of
На участке 18 ходового винта 13 шаг больше, чем на участке 19. Это позволяет обеспечить при повороте ходового винта равномерное перемещение трубопроводов 10.In
Заполнение сточных вод производится до общей проектной высоты емкости 1, выше которой осуществляют отбор биогаза через газосборные трубы 20, сборный коллектор 21, транспортирующий трубопровод 22, компрессорную станцию 23, когенератор 24 и кондесатосборник 26 для подачи сжатого биогаза к промышленным потребителям. Основание 2 с уложенным днищем 3 в нижней части с трубопроводом 27, шнековый сепаратор 28 соответственно сброженной массы 29 отбора жидкой фракции, далее в трубопровод 30 подачи жидкости в отстойник (не показан) и трубопровод 31 отбора сухого остатка.Wastewater is filled to the total design height of the tank 1, above which biogas is taken through
Температура среды, необходимая для протекания реакции метангенерации (55±2°С), поддерживается нагревателем 7. Нагреватель 7 использует в качестве греющей среды горячую воду.The temperature of the medium necessary for the progress of the metangeneration reaction (55 ± 2 ° C) is maintained by the
Предлагаемое техническое решение работает следующим образом.The proposed technical solution works as follows.
Емкость 1 заполняют жидким навозом с помощью насоса (не показан), и далее он при подаче сжатого воздуха от компрессора или баллона через пневмопровод 5 поступает в емкость 1, где жидкий навоз превращается во вращательное движение и перемешивается, одновременно воздух поступает в аэрируемую жидкость, активно насыщаясь газовоздушной смесью, находящейся в герметично закрытой пластмассовой емкости 1. При этом в герметично закрытой емкости 1 под действием давления сжатого воздуха, поступающего от компрессора 6 или баллона, клапан корпуса 4 открывается и воздух с большой скоростью по трубопроводам 10 через форсунки 11 истекает на обрабатываемую массу продукта с примесями. Пена, обогащенная выделяющимся кислородом из продукта с примесями, через толщу аэрируемой жидкости, в верхней части емкости 1 создает давление выделяющегося биогаза из пены, биогаз собирается в газосборные перфорированные трубы 20, далее в сборный коллектор 21 и собирается в компрессорную станцию 23, откуда периодически подается в сжатом состоянии потребителю 26. Кроме того, извлеченный биогаз также может поступать в конгенератор 24, где происходит обезвреживание биогаза, далее преобразование энергии сжигаемого биогаза в электрическую и тепловую с последующей доставкой потребителю. После прекращения выделения биогаза содержимое из твердых фракций и с частью сбраживаемой массы удаляется в шнековый сепаратор 28 за счет подачи сжатого воздуха и с уклоном днища 3 к центру не менее 15° и используется как органическое удобрение, после освобождения рабочей емкости 1 цикл переработки органических отходов в биогаз и удобрение повторяется.Tank 1 is filled with liquid manure using a pump (not shown), and then when compressed air is supplied from a compressor or cylinder through a pneumatic pipe 5, it enters tank 1, where liquid manure turns into rotational motion and mixes, while air enters the aerated liquid, actively saturating the gas-air mixture located in a hermetically sealed plastic container 1. In this case, in a hermetically sealed container 1 under the action of compressed air pressure coming from the
Таким образом, ориентированность форсунок 11 и заборных воздушных патрубков 8 трубопроводами 10 под углом к стенке (к касательной окружности) обеспечивает вовлечение всего заполняемого объема навозной массы (жидкого навоза) во вращательное движение в емкости 1.Thus, the orientation of the
При вращении маховика 17 вращаются ходовые винты 13, в результате чего гайки 12, перемещаясь вдоль винтов, перемещают трубопроводы 10 на необходимый угол, сближая или удаляя их друг от друга.When the
Емкости могут состоять из пакета отдельных секций, когда каждая из них может выполнять операции: заполнение сточной массы продукта, осуществление процесса сбраживания и опорожнение секции.Tanks can consist of a package of separate sections, when each of them can perform operations: filling the waste mass of the product, the process of fermentation and emptying of the section.
Все это в целом способствует повышению степени очистки днища и повышается надежность предлагаемой вертикальной цилиндрической емкости.All this as a whole helps to increase the degree of bottom cleaning and increases the reliability of the proposed vertical cylindrical tank.
Турбулентный вихревой воздушный гидропоток, который создается форсунками 11 (соплами) завихрения на обрабатываемый участок с вращательным движением всей массы продукта во взвешенном состоянии, связан с трубопроводами 10. А сам, выделенный биогаз из пены собирается под газовым куполом емкости 1, при этом подогрев биомассы до заданной температуры достигает до 55°С.The turbulent vortex air hydroflow created by the nozzles 11 (nozzles) of turbulence to the treated area with the rotational movement of the entire mass of the product in suspension is connected to
Увеличение или уменьшение частоты перемешивания всей массы продукта в герметичной закрытой емкости 1 осуществляется регулировкой подачи сжатого воздуха от компрессора или баллона посредством крана. При использовании предложенного способа обеспечивается наибольшее получение биогаза при образовании пены, обогащенной кислородом воздуха, даже при относительно невысоких температурах брожения.An increase or decrease in the frequency of mixing the entire mass of the product in a sealed container 1 is carried out by adjusting the supply of compressed air from the compressor or cylinder by means of a crane. Using the proposed method provides the greatest biogas production in the formation of foam enriched with atmospheric oxygen, even at relatively low fermentation temperatures.
Таким образом, предлагаемый способ с устройством позволяет интенсифицировать процесс насыщения растворенным кислородом постоянно закручиваемого илового осадка в емкости для сбраживаемой массы навоза за счет предлагаемого узла, соединенного с пневмопроводом, и образования более глубокого перемешивания для образования большой массы пены, обогащенной кислородом воздуха, под крышкой цилиндрической емкости в результате ускорения потока массы и ее закручивания за счет дробления воздушных пузырьков при взаимодействие нескольких форсунок (сопел) между собой в полости емкости смешения. Рассмотренным техническим решением обеспечено выполнения задачи повышения эффективности и расширены технологические возможности переработки жидкого навоза в биогаз и органическое удобрение в условиях значительного изменения климатических условий и характеристик исходного материала с одновременным обеспечением надежности работы полиэтиленовой емкости производства биогаза в условиях также значительного понижения температуры окружающей среды, одновременно выполняя функцию водоохранного сооружения, в частности, для небольших фермерских хозяйств без применения дорогостоящих катализаторов и ферментов.Thus, the proposed method with the device allows to intensify the process of saturation with dissolved oxygen of a continuously swirling sludge in the tank for the fermented mass of manure due to the proposed unit connected to the pneumatic pipe and the formation of deeper mixing for the formation of a large mass of foam enriched with air oxygen under the cover of a cylindrical containers as a result of acceleration of the mass flow and its twisting due to crushing of air bubbles during the interaction of several nozzles k (nozzles) in a cavity between a mixing vessel. The considered technical solution ensured the fulfillment of the task of increasing efficiency and expanded the technological capabilities of processing liquid manure into biogas and organic fertilizer under conditions of a significant change in climatic conditions and characteristics of the source material while ensuring the reliability of the polyethylene capacity of biogas production under conditions of a significant decrease in ambient temperature, while simultaneously fulfilling water protection function, in particular for small fairies Merck farms without using expensive catalysts and enzymes.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103882A RU2646873C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017103882A RU2646873C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2646873C1 true RU2646873C1 (en) | 2018-03-12 |
Family
ID=61627547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017103882A RU2646873C1 (en) | 2017-02-06 | 2017-02-06 | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2646873C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114651560A (en) * | 2022-04-29 | 2022-06-24 | 吴长福 | A it fertilizies integrative structure to wet composting for garden engineering |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4002455A (en) * | 1974-05-28 | 1977-01-11 | Institutul De Proiectari Pentru Industria Chimica Anorganica Si A Ingrasamintelor | Process for treating and recovering waste water from the fertilizer manufacture |
| SU896850A1 (en) * | 1980-07-10 | 1991-07-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт применения гражданской авиации в народном хозяйстве | Device for distributing liquid from flying vehicle |
| RU2056393C1 (en) * | 1993-03-19 | 1996-03-20 | Фирма "Яконто" | Installation for processing of animal husbandry waste and production of fertilizers |
| RU2372155C1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-11-10 | Закрытое акционерное общество "Экология" | Method of obtaining biogas and fertiliser from organic wastes |
-
2017
- 2017-02-06 RU RU2017103882A patent/RU2646873C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4002455A (en) * | 1974-05-28 | 1977-01-11 | Institutul De Proiectari Pentru Industria Chimica Anorganica Si A Ingrasamintelor | Process for treating and recovering waste water from the fertilizer manufacture |
| SU896850A1 (en) * | 1980-07-10 | 1991-07-23 | Всесоюзный научно-исследовательский институт применения гражданской авиации в народном хозяйстве | Device for distributing liquid from flying vehicle |
| RU2056393C1 (en) * | 1993-03-19 | 1996-03-20 | Фирма "Яконто" | Installation for processing of animal husbandry waste and production of fertilizers |
| RU2372155C1 (en) * | 2008-04-07 | 2009-11-10 | Закрытое акционерное общество "Экология" | Method of obtaining biogas and fertiliser from organic wastes |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114651560A (en) * | 2022-04-29 | 2022-06-24 | 吴长福 | A it fertilizies integrative structure to wet composting for garden engineering |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1471409B (en) | Concept for slurry separation and biogas production | |
| KR20100021483A (en) | Fermenter for generating biogas from pumpable organic material | |
| JP2009532193A (en) | Devices, processes and systems for anaerobic digestion of sludge | |
| US20170354086A1 (en) | System and method for anaerobic digestion of animal wastes | |
| CN103923821A (en) | Anaerobic digestion device and digestion method for kitchen waste | |
| RU2646873C1 (en) | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank | |
| US11608482B2 (en) | Device for producing biogas with high methane content by utilizing livestock and poultry feces | |
| FI125284B (en) | A process for the production of biogas from biomass by anaerobic digestion and a corresponding reactor | |
| CN104787999A (en) | Device and method for treating intensive pig farm feces | |
| RU110217U1 (en) | BIOGAS PLANT FOR PRODUCING BIOGAS FROM AGRICULTURAL WASTE | |
| RU2463761C1 (en) | Method of production of biogas from agricultural waste and biogas plant for its implementation | |
| CN108128894B (en) | Dirty low-cost high-efficient fermentation processing system of milk cow and live pig plant excrement | |
| RU2655795C1 (en) | Device for producing pig breeding sewage wastes biogas and fertilizers | |
| KR101183744B1 (en) | A method and apparatus for producing livestock manure wastewater discharge, rapid fermentation and liquid fertilization using livestock waste including livestock litter in a cylindrical or polygonal sealed fermenter with moisture control agent. | |
| Sultonov et al. | Usage Biogas Plants with regarding climate conditions of Uzbekistan | |
| RU2399184C1 (en) | Biogas complex | |
| CN203878143U (en) | Anaerobic digestion device of kitchen wastes | |
| US11304359B2 (en) | System and method for anaerobic digestion of animal wastes | |
| CN112553053A (en) | Device and method for co-producing gas fertilizer in integrated methane tank | |
| RU2413408C1 (en) | Method of methane fermentation of manure drains | |
| CN206256068U (en) | The automatic continuous feed system of solid dry fermentation | |
| CN204737868U (en) | Dirty processing apparatus of scale pig farm excrement | |
| CN110104898A (en) | A kind of rubbish anaerobism, aerobic compost, purification of waste water processing system | |
| Kokieva et al. | Production of Biogas using method of agricultural waste fermentation | |
| RU2427998C1 (en) | Biogas complex |