SK6422002A3 - Apparatus for processing fluids - Google Patents

Description

Upravovací systém a spôsob úpravy spracovávanej kvapaliny

Oblasť techniky

Vynález sa týka upravovacieho systému na úpravu spracovávanej kvapaliny a najmä, avšak nie výlučne, zariadenia na spracovanie kalov obsahujúcich pevné látky v kvapalinách.

Vynález sa týka zdokonaleného zariadenia, v ktorom prebiehajú komplexné upravovacie a spracovávacie, najmä biologické procesy.

Jednou z oblastí techniky, v ktorej sa tieto kaly upravujú na ďalšie upotrebenie, je spracovanie organického materiálu pôsobením baktérií, najmä pri takzvaných vyhnívacích procesoch, v ktorých sa kal upravuje a ktoré sú známe na spracovanie organických odpadových materiálov.

Ak sa vyžaduje biologické pôsobenie, najmä ak je treba na prebehnutie celého procesu pomerne dlhý časový interval, dochádza k tomu, že materiál privedený následne v kratšom čase, ako je čas potrebný na prechod celou priemernou dráhou procesu, môže byť nedostatočne spracovaný.

Kolísanie výsledkov procesu je zvlášť nevýhodné, ak je spracovávací proces založený na biologickom rozklade odpadových látok, pretože čiastočne upravený materiál nemôže byť vhodný na použitie, pre ktoré je nutný celkom upravený materiál. Napríklad biologickým rozkladom odpadového organického materiálu, najmä zvieracích exkrementov, sa produkuje po prebehnutí celého spracovávacieho procesu zvyškový pevný materiál, ktorý nezapácha a obsahuje mnoho živín vhodných na využitie ako záhradníckeho alebo poľnohospodárskeho hnojiva. Nedostatočne spracovaný materiál však na druhej strane nemôže byť bez zápachu a najmä môže obsahovať zvyškové nečistoty, patogény a semená, z ktorých prvé zložky môžu byť nebezpečné alebo aspoň nežiaduce a posledná zložka si stále zachováva klíčivosť, a tým sa znižuje hodnota materiálu ako hnojiva.

Doterajší stav techniky

Zariadenie tohto druhu, opísané v úvodnej časti, je opísané v predchádzajúcej britskej prihláške vynálezu GB-A-2 305 369.

Podstata vynálezu

Nedostatky tohto známeho zariadenia sú odstránené upravovacím systémom na spracovávanú kvapalinu, obsahujúcim skupinu komôr, prepojených medzi sebou v slede za sebou na umožnenie prietoku kvapaliny celou skupinou, a prostriedky na prívod plynu do najmenej jednej z komôr a vytváranie bublín na vyvolanie cirkulačného pohybu spracovávanej kvapaliny vo vnútri komory pri stúpaní bublín spracovávanou kvapalinou. Podstata vynálezu spočíva v tom, že zariadenie je ďalej opatrené zahrievacími prvkami na voliteľné regulovanie teploty spracovávanej kvapaliny, nachádzajúcej sa v aspoň jednej z vybraných komôr, aby sa rôznymi tepelnými podmienkami nastavenými v týchto komorách, podporilo osadzovanie rôznych komôr systému rôznymi druhmi baktérií.

Vynálezom je vyriešený tiež spôsob upravovania spracovávanej kvapaliny v skupine komôr, prepojených medzi sebou do série, takže spracovávaná kvapalina je vedená postupne touto skupinou komôr, pri ktorom sa privádza plyn do aspoň niektorých komôr na vytváranie bublín na podporovanie cirkulácie spracovávanej kvapaliny stúpaním bublín vo vnútri najmenej jednej komory, a pri ktorom sa odvádza prebytočný plyn, vyvíjajúci sa vo vnútri komory pri procese prebiehajúcom v komore. Podstata vynálezu pri tomto spôsobe spočíva v tom, že teplota spracovávanej kvapaliny vo vnútri aspoň niektorých komôr sa reguluje selektívne, aby v jednotlivých komorách systému prebehli rôzne časti komplexného procesu v dôsledku rôznych teplotných podmienok nastavených v jednotlivých komorách.

Vo výhodnom uskutočnení vynálezu je zariadenie na upravovanie spracovávanej kvapaliny upravené tak, že čas zotrvania spracovávanej kvapaliny vo vnútri rôznych komôr zariadenia môže byť v podstate rovnaký pre všetky časti spracovávanej kvapaliny. Výnimka z tejto zásady sa týka zhlukov alebo väčších kúskov pevných materiálov, ktoré vďaka svojej veľkosti nemôžu prejsť výstupom príslušnej komory a ktoré tak môžu zostávať v zariadení alebo v niektorej komore dlhší čas, pokiaľ sa upravovacím procesom nezmenšia rozmery zhlukov alebo kúskov materiálu na hodnotu, ktorá umožňuje prechod výstupom komory alebo pokiaľ nepríde k ich zhromažďovaniu ústrojenstvom na zhromažďovanie pevných látok, ktoré bude opísané v ďalšej časti.

Ďalší problém spojený s upravovacím procesom na spracovávanie kvapalín spočíva v skutočnosti, že kvapaliny privádzané na spracovanie môžu obsahovať tiež iné materiály, najmä čiastočky kovu, sklo, kamene a podobne. Je zrejmé, že tieto materiály nie sú ovplyvňované bakteriologickým upravovacím procesom, ktorým sa spracováva kvapalina, a ak nie sú zaistené opatrenia na odstránenie týchto materiálov, môže dochádzať k vzniku nežiaducich pevných látok v upravovacom zariadení a najmä k zníženiu výkonu s možnosťou zanesenia alebo upchania celého systému.

Vo výhodnom vyhotovení vynálezu je systém opatrený prostriedkami, ktorými sa môžu odstraňovať anorganické pevné materiály (alebo tiež organické pevné materiály, ktoré sú dostatočne hutné alebo sú spojené do dostatočne veľkých kúskov, ktoré sa nemôžu rozložiť bakteriologickým procesom v časovom intervale, počas ktorého materiál zotrváva vo vnútri spracovávacieho zariadenia) zo spracovávacieho zariadenia na ďalšie spracovanie pred separátnou úpravou, recykláciou alebo, pokiaľ je to výhodné, pred spätným zavádzaním týchto materiálov do upravovacieho zariadenia.

V ďalšom výhodnom vyhotovení vynálezu je upravovacie zariadenie opatrené komorou na prijímanie spracovávanej kvapaliny, ktorá má aspoň dve volné vnútorné oblasti a v každej z nich je kvapalina nútená sledovať cirkulačnú dráhu, pričom komora je vytvarovaná tak, že dráhy sledované spracovávanou kvapalinou medzi vstupom a výstupom komory nie sú v podstate odlišné vo svojej dĺžke pre všetky časti spracovávanej kvapaliny .

Podľa iného výhodného vyhotovenia vynálezu sú v zariadení vytvorené rady vstupov na vháňanie bublín, z ktorých sa má vytvoriť blokovacia clona. V tejto konkrétnej konštrukčnej úprave, opísanej v predchádzajúcej časti, v ktorej majú komory dve oblasti, v ktorých je spracovávaná kvapalina nútená cirkulovať vo vzájomne opačných smeroch a v ktorých doprava spracovávanej kvapaliny z jednej oblasti do druhej prebieha pri jej postupe komorou, pričom bubliny uvádzajúce kvapalinu do cirkulačného pohybu môžu vytvárať „clonu medzi oboma oblasťami, takže spracovávaná kvapalina musí prechádzať pri svojom prechode komorou touto clonou z bublín plynu. Všetky pomerne hutné a ťažké častice pevného materiálu, unášané v spracovávanej kvapaline, strácajú pri prechode clonou z bublín značnú časť svojho vztlaku a v dôsledku toho padajú do oblasti na zhromažďovanie pevných látok.

Výhodné konštrukčné vyhotovenie zariadenia podľa vynálezu, ktoré je opatrené radmi vstupov na prívod bublín, sa môže opatriť medzi dvomi radmi vstupov pre bubliny kanálom, slúžiacim ako zberná oblasť, pričom v tomto zbernom kanáli je výhodne uložená závitovka alebo iné ústrojenstvo na dopravu a zhromažďovanie pevných častíc a ich dopravu k rozdeľovaciemu bodu, odkiaľ sa môžu odoberať z nádrže.

Odoberanie takýchto pevných látok z nádoby sa môže uskutočňovať použitím vodného stĺpca, v ktorom sa pevné látky môžu zdvíhať hore napríklad pomocou ďalšej závitovky alebo plynového zdvíhacieho ústrojenstva, a ktoré súčasne slúži na udržiavanie plynotesného uzáveru nádoby a pritom však umožňuje odoberanie pevných látok z komôr.

Bez ohľadu na tvar komôr (a na určité výhodné konkrétne vyhotovenia, ktoré budú môže upravovaci systém podrobnej šie na úpravu opísané v ďalšej časti) spracovávanej kvapaliny obsahovať skupinu nádrží, zapojených do série a vymedzujúcich komory s prostriedkami a ústrojenstvami parametrov tak, že v rôznych nádržiach na zmenu procesných prebiehajú rozdielne procesy. Zariadenie môže byť ďalej opatrené prostriedkami na usmerňovanie spracovávanej kvapaliny z výstupu jednej komory do vstupu rovnakej komory alebo inej komory v smere prietoku kvapaliny alebo proti smeru prietoku spracovávanej kvapaliny systémom.

Okrem teploty sa môžu v komorách regulovať tiež ďalšie parametre, ako je rýchlosť toku spracovávanej kvapaliny komorou, zaisťovanie presného bakteriologického obsahu (v prípade biologických procesov, ktoré sa môžu zaistiť privedením určitého druhu baktérií na očkovanie materiálu umiestneného vo vnútri komôr) a/alebo zaisťovanie prítomnosti iných činidiel na udržovanie požadovaného procesu, najmä rôznych kvapalín a plynov.

Privádzanie plynu do upravovacej komory sa môže jednoducho uskutočňovať uvádzaním spracovávanej kvapaliny do cirkulačného pohybu vo vnútri nádrže, pričom v tomto prípade sa môže plyn vybrať zo skupiny plynov zaisťujúcich udržiavanie aeróbnych alebo anaeróbnych podmienok v závislosti od toho, ktoré z týchto podmienok proces vyžaduje, poprípade v alternatívnom uskutočnení môže byť plyn plynom podieľajúcom sa na reakčných procesoch vo vnútri nádrží.

Ak je skupina komôr vytvorená vo forme jednotlivých oddielov vo vnútri nádrže, oddelených od seba priečkami, alebo ak sú tvorené jednotlivými nádržami, prepojenými medzi sebou potrubiami, je výhodné, aby aspoň niektoré zo stien, ohraničujúcich komory, boli v kontakte s kvapalinou dodávajúcou výmenníkovým spôsobom teplo, ktorá prúdi v opačnom smere ako postupujúca spracovávaná kvapalina prechádzajúca systémom. Týmto spôsobom môže napríklad dochádzať k exotermickej reakcii, prebiehajúcej v niektorých komorách a komory sa môžu chladiť látkou zaisťujúcou výmenu tepla a teplo sa môže previesť do iných komôr, v ktorých sa má zvýšiť teplota materiálu obsiahnutého v týchto komorách.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude bližšie objasnený pomocou príkladov vyhotovenia zobrazených na výkresoch, kde znázorňujú:

obr. 1 axonometrický pohľad na prvé príkladné vyhotovenie nádoby, obr.. 2 priečny rez prvým príkladným vyhotovením nádoby, obr. 3 schematický axonometrický pohľad na usporiadanie nádob tvoriacich systém na spracovanie kalov podľa vynálezu, obr. 4 pôdorysný pohľad na usporiadanie nádob, obr. 5 bočný pohľad na prvé príkladné vyhotovenie nádoby, obr. 6 schematický axonometrický pohľad na deliacu stenu umiestnenú medzi dvoma susednými nádobami, obr. 7 pozdĺžny osový rez konštrukciou nádrže, obsahujúcej dvojplášťovú deliacu stenu, zobrazené na obr. 6, obr. 8 schematický axonometrický pohľad na prívodnú rúrku na prívod plynu, opatrenú štrbinovými výstupnými otvormi a obr. 9 schematický pohľad na zariadenie na odčerpávanie plynu slúžiace na odvádzanie plynu zo systému.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie zobrazené v príkladnom vyhotovení na obr. 1 obsahuje jednu nádobu 11, vytvorenú vo forme podlhovastej nádrže so srdcovitým tvarom svojho priečneho prierezu, ktorý je podrobnejšie objasnený v našej predchádzajúcej GB prihláške vynálezu. Nádoba 11 má prvú koncovú stenu 12 so vstupným potrubím 13 a protiľahlú koncovú stenu 12' s výstupným potrubím

14_.

Tvar priečneho prierezu nádoby 11, ktorý je podrobnejšie zobrazený na obr. 2, má dve samostatné oblasti 17, 18 alebo komory, ktoré sú od seba oddelené strednou rovinou X-X súmernosti (obr. 2) , po jej oboch stranách sú umiestnené rúrky 19, 20 na prívod plynu, opatrené po celej svojej dĺžke radmi otvorov 21, 22, z ktorých pri prevádzke vystupujú dva rady bubliniek 24, 25 (obr. 2) na vytvorenie „clony bubliniek.

Vstupné potrubie 13 na jednom konci nádoby 11 vyúsťuje do prvej oblasti 17 alebo komory na jednej strane od clony vytvorenej z bubliniek 24, 25 a výstupné potrubie 14 je vyvedené z druhej oblasti 18 alebo z druhej komory, takže spracovávaný materiál, privádzaný do nádoby 11, sa uvádza pri svojom prechode prvou oblasťou do cirkulácie najprv v jednom smere, opačnom k smeru pohybu hodinových ručičiek ako je zobrazené na obr. 2 prerušovanými šípkami a je nútený prechádzať z prvej oblasti 17 alebo komory do druhej oblasti 18 alebo komory a prechádzať pritom clonou bubliniek 24, 25, kde materiál cirkuluje pri svojom prechode touto druhou oblasťou v opačnom smere, prebiehajúcom v smere pohybu hodinových ručičiek, ako je znázornené na obr. 2, pred výstupom materiálu z nádoby 11 výstupným potrubím 14.

Pri prechode materiálu clonou vytvorenou zo vzduchových bubliniek 24, 25 sa pri všetkých pevných časticiach hutného materiálu, unášaného v spracovávanej tekutine, znižuje ich vztlak v dôsledku prítomnosti bubliniek 24, 25 oproti vztlaku v oblastiach 17, 18 alebo komorách, takže tieto častice klesajú do zberného kanálu 26, umiestneného medzi dvoma radami otvorov 21, 22, z ktorých vystupuje do vnútorného prostredia prúd plynu.

V priebehu cirkulačného prúdenia vo vnútri prvej oblasti 17 sleduje spracovávaná kvapalina špirálovitú dráhu a pri postupe kvapaliny pozdĺž nádoby 11 sa postupne zväčšuje priemer prúdu a v druhej oblasti 18 sa prúd kvapaliny pohybuje po špirálovitej dráhe s postupne sa zmenšujúcim priemerom, ako je to zobrazené prerušovanými šípkami B na obr. 2. Skutočná dráha, po ktorej sa pohybujú jednotlivé častice pri špirálovitom prúdení v priebehu svojho pohybu vo vnútri prvej oblasti 17 alebo komory, má postupne sa zväčšujúci priemer a prebieha pozdĺž prvej oblasti 17 alebo komory, (a zodpovedajúca cirkulačná dráha okolo a pozdĺž druhej oblasti 18 alebo komory), má preto dĺžku, ktorá je mnohonásobne väčšia ako je dĺžka nádoby 11. Toto predĺženie cirkulačnej dráhy znamená, že čas zotrvania všetkých častíc vo vnútri komory je vždy aspoň minimálnou hodnotou, predstavovanou časom prechodu častíc pozdĺž jednej z oboch oblastí 17, 18 alebo komôr. V skutočnosti je čas zotrvania každej častice v podstate rovnaký ako čas zotrvania všetkých častíc, pretože v zariadení neexistuje žiadna alternatívna dráha, po ktorej by mohli častice nepozorovane prechádzať zo vstupného potrubia 13 do výstupného potrubia 14 po dráhe kratšej., ako je dĺžka dráhy pohybu ostatných častíc, takže by tieto častice neboli dostatočne upravené. Napríklad ak častice zostávajú v prvej oblasti 17 alebo komore pri svojom prechode pozdĺž celej jej dĺžky pred vstupom do druhej oblasti 18, budú sa nachádzať na výstupnom konci a prejdú pomerne rýchlo do výstupného potrubia 14 . Iné častice môžu rýchlo cirkulovať smerom k radiálne vonkajšej polohe v prvej oblasti 17 už v čase, kedy sa nachádzajú pomerne blízko pri vstupnom konci. Tieto častice sa majú teraz pohybovať po celej dĺžke nádoby 11 pred dosiahnutím výstupného potrubia 14, po špirálovitej dráhe, ktorá má v podstate rovnakú dĺžku ako je dráha, po ktorej sa pohybujú častice opísané v prechádzajúcej časti.

Zberný kanál 26 pre ťažké častice obsahuje závitovkový dopravník 27, ktorý je schematicky zobrazený na obr. 5, a ktorý zasahuje do uzavretej komory 28, z ktorej vystupuje zvislý stĺpec 29, naplnený upravovanou kvapalinou. V tomto zvislom stĺpci 2 9 je uložený zvislý závitovkový dopravník 30 vedúci k výtoku 31. Častice zhromaždené v zbernom kanáli 26 sa tak dopravujú najprv do uzavretej komory 28 a potom sa dopravujú po dĺžke zvislého stĺpca 29 hore a vystupujú nad hornú hladinu upravovanej kvapaliny a odtekajú výtokom 31, na ktorom sa môžu oddeľovať. Tie častice, ktoré sa môžu znovu upravovať spôsobom podľa vynálezu (napríklad hutné kúsky organického materiálu) sa môžu rozdrviť a znovu privádzať do upravovanej kvapaliny, zatiaľ čo tie častice, ktoré sa nemôžu upravovať spôsobom podľa vynálezu, sa recyklujú na iné účely.

Obr. 3 a 4 zobrazujú zariadenie podľa vynálezu obsahujúce skupinu nádrží (v znázornenom príkladnom vyhotovení je použitých šesť nádrží vo forme nádob, aj keď zariadenie môže obsahovať štyri, päť, šesť alebo aj viac nádob). Každá nádoba 11 je v tomto usporiadaní označená príslušným indexom χ až 6 na identifikáciu jej polohy v sústave. Ako je zrejmé z obr. 4, každá nádoba 11 je pripojená k nasledujúcej nádobe 11 na striedavo opačných stranách a alebo b, takže výstupné potrubie 13, vedúce k nádobe 11χ vyúsťuje do ľavej oblasti a prepájacie potrubie 10, vedúce z oblasti b nádoby 11χ vyúsťuje do oblasti b druhej nádoby 11₂ ·

Cirkulujúci prúd kvapaliny vo vnútri každého bočného laloku vedie, ako už bolo objasnené v prechádzajúcej časti, k vytváraniu dráhy prúdu tekutiny prebiehajúcej po špirále, ktorá je zobrazená zakrivenou šípkou v každej nádrži, zobrazenej na obr. 4, pričom je treba pripomenúť, že každá dráha prúdu tekutiny je znázornená len schematicky a že žiadne častice v skutočnosti nesledujú dráhu šípok, ale skôr sa pohybujú po viac skrútenej dráhe, ktorá bola opísaná pri objasňovaní príkladov z obr. 1 a 2.

Nádoby 11 sú uložené v kúpeli alebo v kalovom rybníku 36 (zobrazených len schematicky), ktoré sú naplnené kvapalinou do rovnakej výšky ako upravovaná kvapalina v jednotlivých nádobách, aby sa tak vyrovnali tlaky pôsobiace na steny nádob, a tým sa umožnilo použitie pomerne tenkého plošného materiálu, najmä plastového materiálu, na vytvorenie nádrži na uloženie spracovávanej kvapaliny bez toho, aby pri prevádzke vznikali v stenách nadmerné napätia. Kalový rybník 36 sa v tomto prípade môže vytvoriť vo forme vyhĺbenej jamy.

Pod strednou vrcholovou časťou každej nádoby 11 je umiestnený výmenník 37 tepla, napájaný ohrievacou kvapalinou, ako bude podrobnejšie opísaná v ďalšej časti opisu.

Pôsobenie tepla na túto časť nádob 11 podporuje konvenčný prenos tepla, ktorý zosilňuje cirkuláciu alebo dokonca nahrádza pôsobenie plynových bublín, privádzaných do vrcholovej oblasti, na vyvolanie nútenej cirkulácie kvapaliny.

Pri prevádzke zariadenia podlá vynálezu, opísaného pri objasňovaní príkladu zobrazeného na obr. 3 a 4 a najmä pri opise spracovávanej kvapaliny obsahujúcej kašu organického odpadového materiálu, aeróbnych alebo anaeróbnych častí organických zvieracích a/alebo rastlinných materiálov, vznikajú jednoduché látky. Tie môžu obsahovať vysoký podiel plynných a rozpustných produktov. Plynné produkty, ktoré môžu obsahovať najmä metán, sa odsávajú z potrubia 38 (obr. 1 a 2) na vrchu každej nádoby 11, alebo skôr z vrchnej časti každej z nádob 11, v ktorej vznikajú plynné produkty.

Plynné produkty samozrejme nemusia nutne vznikať priamo v priebehu procesu, pretože proces prebiehajúci v prvej nádobe 11 alebo v komore po privedení kvapaliny môže zahŕňať nanajvýš predbežné prevzdušňovanie, pri ktorom sa vzduch vháňa vo forme bubliniek tvoriacich hnaciu látku vyvolávajúcu cirkuláciu. Z prvého potrubia sa odvádza len prebytočný plyn z tohto procesu. Potom môže prebiehať anaeróbny vyhnívací proces zahŕňajúci štepenie polysacharidov, lipidov a proteínov extracelulárnymi enzýmami, pričom polysacharidy, lipidy a proteíny sa rozkladajú a vytvárajú cukry, mastné kyseliny a glycerín. Táto počiatočná fáza rozkladného procesu, ktorá napríklad prebieha v nádobe 11₂, nevyvoláva bezprostredne tvorbu plynných produktov.

Predbežne upravená kvapalina potom prechádza do nádoby 11₃ a proces pokračuje zahájením fermentácie rôznymi organizmami, pri ktorej vznikajú produkty, ktoré môžu obsahovať acetát, butyrát, etanol, laktát, propionát a sukcinát spoločne s oxidom uhoľnatým a vodíkom. Tieto procesy sú veľmi zložité a tento opis má slúžiť len na naznačenie niektorých procesov pri prevádzke. Oxid uhoľnatý a vodík sú bakteriologický metabolizované na acetát niektorou z baktérií, ktoré sú prítomné v kvapaline, zatiaľ čo iné baktérie môžu premieňať oxid uhoľnatý a vodík na metán.

Ďalšie nádoby 11_4> 11¾ atď. môžu byť osadené rôznymi baktériami v dôsledku rôznych podmienok existujúcich alebo vytvorených v týchto nádržiach, napríklad teploty, tlaku, prietoku a podobne. Tieto baktérie môžu metabolizovať etanol, laktát a iné produkty východiskovej fermentácie a pritom sa môže produkovať acetát a vodík.

Teplota, pri ktorej prebiehajú rôzne bakteriologické a/alebo iné procesy, sa môže regulovať rôznymi neznázornenými prostriedkami, ktorými sa ovláda činnosť výmenníka 37 tepla.

Rýchlosť, ktorou sa plyn privádza do rúrok 19, 20 na dopravu plynu, určuje spolu s konvekčnými prúdmi určenými výmenníkom 37 tepla, rýchlosť cirkulácie pracovnej kvapaliny vo vnútri nádrži a môže sa regulovať nezávisle pomocou neznázornených prostriedkov. Čas zotrvania kvapaliny, nachádzajúcej sa vo vnútri rôznych nádrží sa môže regulovať tiež inými neznázornenými regulačnými prostriedkami, napríklad obtokovými ventilmi, odpadovými ventilmi, pomocnými zadržiavacimi nádržami, uzavieracími ventilmi, spätnoväzbovými alebo recirkulačnými slučkami a podobne. Vybraným plynom, ktorý sa má privádzať ako hnací plyn na zaistenie cirkulácie a ktorý je privádzaný rúrkami 19, 20, môže byť vzduch napríklad v prvej nádobe 11i a v najmenej jednej ďalšej nádobe 11₂, 116, zatiaľ čo metán sa môže privádzať do medziľahlých nádob 11₄, 11¾ a inertný plyn sa privádza do nádob 11₃, 11₄. Metán sa môže samozrejme produkovať pri vlastnom vyhnívacom procese. Metán sa môže priamo recyklovať alebo odvádzať zo zásobných nádrži.

Výsledný vyhnitý kal, vystupujúci z poslednej nádoby 11₆ zo skupiny nádob zapojených do série, môže prechádzať do odlučovača, kde sa pevné častice odlúčia od kvapalín na získanie nepáchnuceho hnojiva, bohatého na živiny, a kvapaliny, ktorá sa môže tiež využiť ako hnojivo (v závislosti od konkrétnej spracovávanej kvapaliny a od presnosti spracovávacieho procesu), alebo

I ktorá sa môže po pripadne ďalšej koncovej čistiacej úprave vypúšťať.

V alternatívnom príkladnom vyhotovení zariadenia podľa vynálezu, (ktoré nie je na výkresoch zobrazené), sa môže na odstraňovanie nežiaducich pevných látok z nádrží, ako bolo opísané pri objasňovaní príkladu na obr. 5, využiť namiesto závitovkového dopravníka 30 v zvislom stĺpci 29 čerpadlo, ktoré dopravuje „zátku tvorenú vodou po dĺžke potrubia do výtoku 31, pripadne plynový zdvíhací systém, využívajúci najmä vzduch.

Obr. 6 znázorňuje tvar dvojplášťovej deliacej priečky, ktorá môže od seba oddeľovať dve susedné nádrže v systéme obsahujúcom skupinu nádob a zobrazenom na obr. 3. Obvodová stena 35 oddeľuje od seba dve rovinné koncové steny 33, 34 na ohraničenie vnútornej komory. Tým sa umožní, aby jedna alebo obe rovinné koncové steny 33, 34 obsahovali alebo boli opatrené polopriepustnou membránou, umožňujúcou odoberanie zložiek spracovávanej kvapaliny, ako je soľ, ťažké kovy alebo iné zložky. Umiestnenie výstupného otvoru 32 alebo prechodového priechodu z jednej komory do ďalšej v strednom bode, zobrazenom na obr. 6, hrá úlohu pri zaisťovaní stavu, v ktorom polopriepustná membrána zostáva čistá vďaka miernemu oplachovaciemu pôsobeniu cirkulujúcej spracovávanej kvapaliny, ktorá je pri svojom prietoku deliacou priečkou 36 z jednej komory do ďalšej v kontakte s polopriepustnou membránou.

Tento otvor 32, zobrazený na obr. 6, môže byť nastaviteľný napríklad uzavieracou doštičkou 39, spojenou ovládacím káblom 40 s ovládacou rukoväťou 41 na hornej časti deliacej priečky 36 nad hornou stranou nádrže. Manipuláciou s ovládacou rukoväťou 41 sa ovládači kábel 40 posúva v celej svojej dĺžke v jednom alebo druhom smere, aby sa tak menila poloha uzavieracej doštičky 39 a tým sa tiež reguloval prietok kvapaliny otvorom 32.

Medzi dvomi koncovými stenami 33, 34 je umiestnená tiež skupina snímačov, obsahujúcich mikrofón, ako bolo opísané v predchádzajúcej časti, ktoré majú snímať rýchlosť cirkulujúceho prúdu na základe hluku, ktorý pri takejto cirkulácii vzniká. V koncových stenách 33, 34 je tiež osadený bezpečnostný tlakový ventil 42, ktorý je tvorený guiičkou 43 uloženou v príslušne tvarovanom otvore 44, do ktorého sa môže gulička £3 vtiahnuť pôsobením ťahovej sily v kábli 45, vyvedenom von na hornú časť nádrže v mieste susediacom s ovládacou rukoväťou £1 na otváranie ventilového otvoru. Ak je rozdiel tlakov, pôsobiacich na oba plášte deliacej priečky 36 väčší, ako vopred určená prahová hodnota, gulička 43 sa vytláča z tvarovaného otvoru 44, aby sa umožnil prietok kvapaliny medzi susednými komorami a dosiahlo sa vyrovnanie tlakov alebo aspoň zníženie tlakového rozdielu v po sebe nasledujúcich komorách. Gulička 43 sa môže jednoducho premiestniť do svojej východiskovej polohy vyvodením ťahovej sily na kábel 45, aby sa gulička 43 opäť vtiahla do tvarovaného otvoru ££. Vo vonkajších stenách radu nádrží, ktoré sú prepojené s kalovým rybníkom, je osadený podobný bezpečnostný ventil, ktorý je však v tomto prípade opatrený krehkou vonkajšou doštičkou, ktorá nie je v príkladoch vyhotovenia zobrazená.

Obr. 7 a 8 zobrazuje príkladné vyhotovenie prívodných rúrok

19, 20, ktoré sa môžu využiť v znázornenom príkladnom vyhotovení, pri ktorom sú susedné nádrže od seba oddelené dvojplášťovými deliacimi priečkami, zobrazenými na obr. 6. V tomto príklade je zobrazená prívodná rúrka 19 tvaru L, aby sa umožnilo jej vyberanie z horného otvoru 46 na hornej strane nádrže.

Vodorovné rameno 19h je opatrené skupinou štrbinových otvorov 47, ktoré sú rozmiestnené po celom jej obvode. Materiál prívodnej rúrky 19 je mierne elastický, takže štrbiny prívodnej trubky 19 sa pri privádzaní plynu pôsobením už malého tlaku mierne roztvárajú. Štrbinové otvory 47 tak pôsobia ako ventily zamedzujúce spätnému prúdeniu plynu alebo kvapaliny dovnútra prívodnej rúrky 19 aj v prípade, keď sa do prívodnej rúrky 19 neprivádza žiadny plyn.

Na obr. 9 je zobrazená bloková schéma čerpacieho systému na stláčanie plynu, vznikajúceho vo vnútri komôr, na ktoré je napojené potrubie 60. Čerpací systém obsahuje skupinu štyroch zvislých dutých stĺpcov 61, 62, 63, 64, z ktorých každý je čiastočne naplnený vodou a ktoré sú spolu spojené na svojich spodných koncoch do dvojíc cez čerpadlá 65, 66. Zvislé duté stĺpce 61, 62, 63, 64 sú na svojich horných koncoch pripojené cez ventily 67, 68, 69, 70 s potrubím 60 a štvrtý ventil 70 je spojený s dopravným potrubím 71, vedúcim do zásobníka 72 na zhromažďovanie plynu, z ktorého sa stlačený plyn dopravuje dopravným výstupom 73 do neznázorneného zásobníka plynu.

Zhromažďovací zásobník 72 plynu je vytvorený vo forme obráteného plynojemu, ktorého obvodová hrana je ponorená do kvapalinového kúpeľa 75 v hore otvorenej nádrži 74.

Počas prevádzky sú ventily 67 - 70 ovládané neznázorneným riadiacim obvodom, ovládajúcim ich striedavé otváranie a uzavieranie na umožnenie vstupu plynu z potrubia 60 do najmenej jedného zo zvislých dutých stĺpcov 61 - 64. Akonáhle sa stĺpec naplní, príslušný ventil sa uzavrie a voda sa prečerpáva čerpadlom 65, 66 zo vstupného potrubia do potrubia na zhromažďovanie plynu a tým dochádza k stláčaniu plynu obsiahnutému v potrubí. Ventily 67 - 70 sa potom otvoria a/alebo zatvoria na vymedzenie vhodnej dráhy na stlačený plyn pri jeho privádzaní do zásobníka 72, odkiaľ sa môže odvádzať výstupom 73 podľa potreby na ďalšiu úpravu.

Claims (17)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Upravovací systém pre spracovávanú kvapalinu, obsahujúci skupinu komôr (11χ, II2, 113, H4, H5, 11ε) , prepojených medzi sebou do série na umožnenie prietoku kvapaliny celou skupinou, a prostriedky (19, 20) na privádzanie plynu do najmenej jednej z komôr a vytváranie bublín (24, 25) na vyvolanie cirkulačného pohybu spracovávanej kvapaliny vo vnútri komory pri stúpaní bublín (24, 25) spracovávanou kvapalinou, vyznačujúci sa tým, že najmenej jedna komora (11i, 11₂, H3, II4, H5,

   11₆) je opatrená zohrievacími prvkami (37) na vytváranie konvekčných prúdov v priebehu procesu v spracovávanej kvapaline počas jej zotrvávania v najmenej jednej z týchto komôr (11i, II2, II3, 11₄, II5, 11β) na podporu cirkulácie spracovávanej kvapaliny, uvádzanej do pohybu bublinkami (24, 25) plynu privádzaného do komôr (11i, II2, 113, H4, H5, 11ε) prívodnými prostriedkami (19, 20) na prívod plynu.
2. 2. Upravovací systém podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že je opatrený ústrojenstvom na zmenu procesných parametrov vo vnútri zvolenej komory (11i, II2, H3, H4, H5, 11ε) , zahrňujúcich teplotu, tlak, rýchlosť cirkulácie, čas zotrvania kvapaliny a zloženie atmosféry vo vnútri komory.
3. 3. Upravovací systém podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujú- ci sa tým, že je opatrený prostriedkami na voliteľné ovládanie zohrievacieho ústrojenstva (37) na zmenu teploty spracovávanej kvapaliny v najmenej jednej z vybraných komôr (11i, 11₂, H3, H4, H5, 11ε) i pričom zohrievacie ústrojenstvo obsahuje výmenník (37) tepla, ktorý je v tepelnom kontakte s látkou vymieňajúcou teplo.
4. 4. Upravovací systém podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa t ý m, že je opatrený prostriedkami (38) na odvádzanie plynu, vznikajúceho v jednej komore (11i, 11₂, 11₃, 11₄, 11₅, 11₆) pri procese prebiehajúcom vo vnútri, do tej istej a/alebo ďalšej komory na uvádzanie kvapaliny do cirkulačného pohybu v tej istej alebo inej komore.
5. 5. Upravovaci systém podlá nárokov 1 až 4, vyznačujú - c i sa tým, že je opatrený prostriedkami na zavádzanie vzduchu do prvých a/alebo posledných komôr (11i, 11₂, H3/ II4,

   II5, Íle)r radených za sebou, na prevzdušnenie spracovávanej kvapaliny v komorách.
6. 6. Upravovaci systém podľa nárokov 1 až 5, vyznačujú - c i sa t ý m, že medzi všetkými komorami (lli, 11₂, 11₃, llo

   II5, Ιΐθ) systému sú umiestnené dočasné skladovacie komory alebo nádrže a systém je opatrený prostriedkami na voliteľné usmerňovanie spracovávanej kvapaliny z každej komory (11i, 11₂,

   11₃, II4, II5, 11₆) do priradenej dočasnej skladovacej komory alebo nádrže na zmenu času zotrvania spracovávanej kvapaliny v zvolenej procesnej komore bez prerušenia plynulého privádzania spracovávanej kvapaliny do prvej komory (11χ)ζ procesných komôr (lli, H2, 113, H4, H5, 116) radených za sebou.
7. 7. Upravovaci systém podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že komory (11χ, 11₂, H3, H₄, II5, 11ε) sú vytvorené vo forme nádrži, spojených spolu do série a usporiadaných v dvoch radoch so spojovacím potrubím na jednom konci každej rady a vstupným potrubím (13) a výstupným potrubím (14) zo systému na opačných stranách príslušných radov.
8. 8. Upravovaci systém podľa nárokov 1 až 7, vyznačujú c i sa t ý m, že každá komora (11i, 11₂, 11₃, H4, H5, Hg) je opatrená prostriedkami (27, 28, 29, 30, 31) na odstraňovanie pevných častíc z komôr bez porušenia plynotesného utesnenia komory.
9. 9. Upravovaci systém podlá nárokov 3 až 8, vyznačujú c i sa t ý m, že každá komora (11χ, II2, II3, II4, II5, Ιΐβ) má prierez srdcovitého tvaru a výmenník (37) tepla alebo iné zohrievacie ústrojenstvo sú upravené na prevod tepla do steny alebo komory v blízkosti lalokov srdcovky alebo na nich.
10. 10. Upravovaci systém podľa nárokov laž 9, vyznačujúci sa t ý m, že najmenej jedna z komôr (11i, II2, H3, 114, 11₅, 116) je opatrená výstupom (32) s meniteľným prietokovým prierezom na regulovanie celkového prietokového množstva spracovávanej kvapaliny komorou.
11. 11. Upravovaci systém podľa nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa t ý m, že každá komora (11i, II2, II3, H4, H5, 11β) obsahuje obmedzovaciu nádrž, v podstate celú ponorenú v kúpeli (36) alebo v kalovom rybníku s kvapalinou na vyváženie tlakov vo vnútri nádrže s tlakom na vonkajšej strane nádrže naplnenej spracovávanou kvapalinou.
12. 12. Upravovaci systém podľa nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa t ý m, že tvar komôr (11i, 11₂, H3, H4, II5, 11δ) je upravený na premiestňovanie spracovávanej kvapaliny pozdĺž komory od jej jedného konca k druhému koncu medzi vstupným potrubím (13) a výstupným potrubím (14), pričom cirkulačná dráha spracovávanej kvapaliny je priečna k dĺžke komory a výstup (14) z aspoň jednej komory je umiestnený v protiľahlej koncovej stene (12') komory približne uprostred vzhľadom na cirkulačnú dráhu spracovávanej kvapaliny v tejto časti komory na účinné odfiltrovanie pomerne veľkých častíc pevného materiálu alebo častíc s väčšou hustotou, unášaných spracovávanou kvapalinou opúšťajúcou komoru, pôsobením víru vytváraného pri zvyšovaní rýchlosti pohybu spracovávanej kvapaliny počas jej približovania k v strede umiestnenému výstupného potrubia (14).
13. 13. Upravovací systém podľa nárokov 1 až 12, vyznačujúci sa t ý m, že prostriedky na privádzanie plynu do komory (lli, II2, H3, H4, H5, 11β) obsahujúcej podlhovastú prívodnú rúrku (19), opatrenú skupinou axiálne prebiehajúcich štrbinových otvorov (47), ktorá má elasticitu umožňujúcu pôsobenie štrbinových otvorov (47) ako jednotlivých jednosmerných ventilov na umožnenie unikaniu plynu z rúrky (19) a zamedzenie spätného vnikaniu plynu aj pri rozdielnom tlaku na vnútornej strane a vonkajšej strane prívodnej rúrky (19).
14. 14. Upravovací systém podľa nárokov 1 až 13, vyznačujúci sa t ý m, že plyn vyvíjajúci sa v komore (11i, II2, II3, 11₄, II5, 11β) je privádzaný do rúrkového čerpacieho systému (61, 62, 63, 64), v ktorom sa tlak plynu vo vnútri rúrky mení zmenou úrovne hladiny kvapaliny, pričom kvapalina pôsobí ako tesnenie výstupu z rúrky.
15. 15. Spôsob upravovania spracovávanej kvapaliny v skupine komôr (lli, H2, H3, H4, H5, 11β) prepojených medzi sebou do série tak, že spracovávaná kvapalina je vedená postupne touto skupinou komôr, pri ktorom sa privádza plyn do aspoň niektorých komôr na vytváranie bublín (24, 25) na podporovanie cirkulácie spracovávanej kvapaliny stúpaním bublín (24, 25) vo vnútri najmenej jednej komory, a odvádza sa prebytok plynu, obsahujúceho plyn vyvíjajúci sa vo vnútri komory v priebehu procesu prebiehajúceho v komore, vyznačujúci sa tým, že teplota spracovávanej kvapaliny vo vnútri aspoň niektorých komôr sa reguluje zohrievacími prostriedkami na podporovanie konvekčných prúdov v komore, posilňujúcich cirkuláciu vyvolávanú bublinkami (24, 25) .
16. 16. Spôsob podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že v najmenej jednej z komôr (11i, II2, H3, H4, H5, Íle) sa mení najmenej jeden procesný parameter, zahŕňajúci teplotu, tlak vo vnútri regulovanej komory alebo regulovaných komôr, čas zotrvania spracovávanej kvapaliny v regulovanej komore alebo v regulovaných komorách, rýchlosť cirkulácie spracovávanej kvapaliny, atmosféru vo vnútri kontrolovanej komory alebo komôr, a/alebo inokuláciu spracovávanej kvapaliny v kontrolovanej komore alebo komorách baktériami alebo inými činidlami, zaisťujúcimi úpravu spracovávanej kvapaliny a/alebo selektívne odvádzanie podstatných častí spracovávanej kvapaliny z regulovanej komory alebo komôr.
17. 17. Spôsob podľa nároku 16, vyznačujúci sa tým, že teplota sa reguluje pomocou látky prenášajúcej teplo a nachádzajúcej sa vo výmenníku tepla a teplota látky prenášajúcej teplo zostáva v podstate konštantná a rýchlosť jej prietoku sa mení.