SU1599320A1 - Метантенк - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сооружени м дл  биохимической анаэробной обработки стоков и сточных вод и может быть использовано в м сомолочной, пищевой и других отрасл х промышленности, а также в коммунальном и сельском хоз йстве дл  очистки сточных вод. Цель изобретени  - повышение эффективности работы метантенка за счет интенсификации перемешивани  биомассы при одновременном снижении металлоемкости. Вертикальна  перегородка, раздел юща  корпус, выполнена в виде цилиндрической обечайки, что позвол ет вовлечь в процесс колебаний всю сбраживаемую массу, включа  пристенные периферийные слои, тем самым исключить образование застойных зон и обеспечить равномерное перемешивание всего сырь . Кроме того, выполнение перегородки в виде цилиндра позвол ет снизить нагрузку, оказываемую движущейс  жидкостью на единицу поверхности, что дает возможность уменьшить толщину перегородки в 23 раза и снизить металлоемкость конструкции. Выполнение днища в виде р да каналов обеспечивает уменьшение площади и соответственно увеличение скорости движени  жидкости в каналах, турбулизацию потока, увеличение интенсивности массообмена. Одновременно потоком жидкости вымываетс  накопившийс  на днище осадок крупных частиц органического вещества и вовлекаетс  в процесс анаэробного сбраживани , что способствует повышению выхода биогаза. Использование устройства дл  барботажа обеспечивает равномерное распределение барботирующего газа в объеме камеры, тщательное перемешивание и однородность биомассы, предотвращает сегрегацию частиц и образование корки. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к сооруже- .ни м дл  биохимической анаэробной обработки осадков и сточных вод, мо- , жет быть использовано в м сомолочной, пищевой и других отрасл х промьшитен- ности, а также в коммунальном и сельском хоз йстве Дл  очистки сточных вод.

Цель изобретени  - повышение эффективности работы метантенка за счет интенсификации перемешивани  биомассы при одновременном снижении металлоемкости конструкции.

На фиг„ 1 и ображен метантенк, продольный разрез; нл фиг. 2 - разрез на фиг. 1; на фнг. 3 - разрез Б-Б

.11599320

4 - разрез Б-Б на

4

{на фиг. 2; на фиг

фиг, 2.

Метантенк состоит из цшгандрическо;го корпуса 1, верхн   часть которого выполнена из металла, а нижн   - из бетона и заглублена в грунт. Цвпивд- рической перегородкой 2, опирающейс  |на выступы 3 днища 4 и имеющей газо- 1 непроницаемое соединение с крышкой 5, ,Q корпус разделен на две равновеликие . i,сообщающиес  между собой в нижней части камеры: внешнюю и внутреннюю Перегородка совмещена с теплообменным элеОрганические отходы подаютс  в ре актор через штуцер 13 до уровн  пере ливного штуцера 14. Первоначально по верхность жидкости в обеих камерах . уравновешена (показано на фиг. 1 сплошной линией). Вьделение биогаза во внутренней л внешней камерах происходит непрерьгено при условии акти ности микробной биомассы, состо щей из метанообразующих и других бактерий , по всему объему метантенка. В ходе процесса крупные частицы органи ческого вещества осаждаютс , а мелки

4 Ч v i m-ivwn - -

ментом 6, обеспечиваюш ш заданный тем-|5 вспльшают и образуют на поверхности

25

30

пературный режим ферментации; дл  входа и выхода- теплоносител  предназначены штуцеры 7 и 8 соответственно. Днище 4 метантенка оребренное, состоит из р да впадин 9 - каналов пере- jO менного сечени , сужаю1Щ1хс  от периферии к центру и ограниченных выступами 3. На днище 4 установлено барботажное устройство 10 дл  подачи биогаза на перемешивание содержимого внутренней камеры, состо щее из пучка перфорированных труб, соединенных кольцевым коллектором 11 со штуцером 12 подачи газа в метантенк. Крьш1ка 5 над внешней камерой метантенка имеет форму усеченного конуса, над внутренней камерой - форму перевернутого конуса. Така  конструкци  крышки обусловлена необходимостью уменьшени  объема газовой пйлости внутренней камеры дл  быстрого достижени  определенной величины перепада давлени  в газовых полост х внутренней и внешней камер. Органические отходы подаютс  в реактор через впускной штуцер 13, а сброженна  масса выгружаетс  через специальный переливной штуцер 14с запорным устройством. Биогаз, образуюш 1й- с  в процессе аназробного сбраживани , вьшускаетс  через штуцер 15 и идет в дд - газовую систему установки. Имеетс  быстродействующий клапан 16 дл  выравнивани  давлени  в камерах, располо- . женный на внешнем трубопроводе, объедин ющем обе камеры. Во внешней камере предусмотрено устройство 17 дл  коркоразрушени , во внутренней камере расположено устройство 18 дл  пенога- шени . Козьрек 19 служит от - попадани  на крьш1ку метантенка атмосферных осадков

Метантенк работает шедующнм образом .

35

40

50

55

жидкой фазы плотную корку, в резуль тате чего интенсивность газовьщелен снижаетс , позтому необходимо период чески перемешивать содержимое метан тенка

Перемешивание осуществл етс  сле юнщм образом. Через штуцер 12 и кол цевой коллектор 11 под давлением подаетс  биогаз через отверсти  тру бок барботажного устройства 10 дл  содержимого внутренней камеры, В ре зультате барботажа содержимое камер принудительно насъщаетс  биогазом. зырьки биогаза, поднима сь, обеспеч вают перемешивание ферментной массы при этом в газовой полости внутренней камеры давление биогаза повышае с  по сравнению с газовой полостью в нижней камеры, что вызывает обрат ное движение жидкости по впадинам - каналам 9.из внутренней камеры во внешикж) камеру. Соответственно, уро вень жидкости во внутренней камере нижаетс , а во внешней камере повышаетс  (на фиг. 1 показано пунктирной линией); происходит колебание сбраживаемого материала. Когда перепад давлени  достигнет определенно величины (обычно 13,3-66,5 кПа),бы родействующий клапан 16 открываетс давление сбрасьшаетс , вследствие чего поток ферментной массы из вне ней камеры устремл етс  во внутрен нюю камеру и позвол ет быстро выра н ть давление в камерах. Кинетичес знерги  жидкого потока переходит в турбулентное перемешивание во внеш ней камере Дополнительна  кинетическа  знерги  дл  вторичного пере шивани  приходит в внешнюю камеру питающим потоком через штуцер 13. Комбинаци  зтих двух кинетических знергий в внешней камере обеспечив

4

Органические отходы подаютс  в реактор через штуцер 13 до уровн  переливного штуцера 14. Первоначально поверхность жидкости в обеих камерах . уравновешена (показано на фиг. 1 сплошной линией). Вьделение биогаза во внутренней л внешней камерах происходит непрерьгено при условии активности микробной биомассы, состо щей из метанообразующих и других бактерий , по всему объему метантенка. В ходе процесса крупные частицы органического вещества осаждаютс , а мелкие

5 вспльшают и образуют на поверхности

5

30

O , дд -

35

40

50

55

жидкой фазы плотную корку, в результате чего интенсивность газовьщелени  снижаетс , позтому необходимо периодически перемешивать содержимое метантенка

Перемешивание осуществл етс  следу- юнщм образом. Через штуцер 12 и кольцевой коллектор 11 под давлением подаетс  биогаз через отверсти  трубок барботажного устройства 10 дл  содержимого внутренней камеры, В результате барботажа содержимое камеры принудительно насъщаетс  биогазом. Пузырьки биогаза, поднима сь, обеспечивают перемешивание ферментной массы, при этом в газовой полости внутренней камеры давление биогаза повышаетс  по сравнению с газовой полостью в нижней камеры, что вызывает обратное движение жидкости по впадинам - каналам 9.из внутренней камеры во внешикж) камеру. Соответственно, уровень жидкости во внутренней камере понижаетс , а во внешней камере повышаетс  (на фиг. 1 показано пунктирной линией); происходит колебание сбраживаемого материала. Когда перепад давлени  достигнет определенной величины (обычно 13,3-66,5 кПа),быстродействующий клапан 16 открываетс , давление сбрасьшаетс , вследствие чего поток ферментной массы из внешней камеры устремл етс  во внутрен нюю камеру и позвол ет быстро вырав- н ть давление в камерах. Кинетическа  знерги  жидкого потока переходит в турбулентное перемешивание во внешней камере Дополнительна  кинетическа  знерги  дл  вторичного перемешивани  приходит в внешнюю камеру с питающим потоком через штуцер 13. Комбинаци  зтих двух кинетических знергий в внешней камере обеспечивает тщательное перемешивание органи-- ческих отходов и микробной биомассы.

Такие периодические встр хивани , сочетаюпще колебание сбраживаемого материала с барботажем, способствуют также выравниванию температуры по всей массе жидкости

В случае образовани  на поверхност жидкой фазы корки она разрушаетс  в процессе колебаний, встреча  на своем пути специальное, устройство 17, и пузырьки биогаза, освобо да сь из жидкости , выход т в газовую полость внешней камеры При барботаже содержимого внутренней камеры на поверхности образуетс  пена, дл  предотвращени  попадани  ее в трубопроводы имеетс  устройство 18 дл  пеногашени . После выполнени  операций коркоразрущени  и перемешивани  запорные устройства штуцеров 14 и t5 открываютс  и процесс продолжаетс  при нейтральном рабочем положении уровн  ферментной массыо

При стабилизации технологического режима анаэробного сбраживани  био- газ, полученный реакторе, поступает через штуцер 15 в газовую систему установки

Использование устройства дл  бар- ботажа газа в виде пучка труб обеспечивает равномерное распределение бар- ботирующего газа в объеме камеры, тщательное перемешивание и однородность биомассы, предотвращает сегрегацию частиц и образование корки.

Выполнение днища в виде р да каналов обеспечивает уменьшение площади днища и соответственно увеличение скорости движени  жидкости в каналах по сравнению с плоским днищем реактора. Это повышает турбулизацию потока, увеличивает интенсивность массообмена одновременно потоком жидкости накопившийс  на днище осадок крупных частиц органического вещества вовлекаетс  в процесс ферментации, что способствует увеличению выхода биогаза.

Использование цилиндрической пере- ;городки в конструкции метантенка, применение барботажа газа дл  перемешивани  реакционной массы интенсифицируют массообмен.

Выполнение днища оребренным с чередующимис  впадинами и выступами,

Q 5 0

5

О

Q j

5

служащими опорами перегородки, позвол ет максимально приблизить перегородку к днищу и создать в момент колебаний направленное движе1ше жидкости по впадинам - каналам переменного сечени , тем самым значительно увеличить скорость потока в придонной части без применени  дополнительных механических устройств, отрицательно вли ющих на микробную биомассу.

Интенсификаци  процесса перемешивани  позвол ет сократить врем  сбраживани  с 12 до 8 сут в предлага- емьй метантенк, т.е. в 1,5 раза.

Замена вертикальной перегородки на цилиндрическую позвол ет уменьшить ее в 23 раза и, следовательно, снизить металлоемкость конструк1щи.

Claims (2)

1. Формула изобретени  I

   to Метантенк, содержащий цилиндрический корпус, разделенный вертикальной перегородкой на две камеры равных объемов, cboбщaюп иec  снизу, устройства дл  коркоразрушени  и пеногашени , а также штуцеры ;и1  подачи сырь , отвода газа, вывода сброженного осадка, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  эффективности работы метантенка за счет интенсификации перемешивани  биомассы при одновременном снижении металлоемкости конструкции, вертикальна  перегородка выполнена и илиндрической с образованием внутренней и внешней камер, днище корпуса выполнено оребренным с че- редукщимис  выступами и впадинами, а внутренн   камера снабжена барботаж- ным устройством.
2. 2. Метантенк по п. 1, отличающийс  тем, что впадины днища выполнены в виде каналов пере- менного сечени , сужаюп ихс  от периферии к центру и ограниченных выступами , служащими опорами дл  цилиндрической перегородки. I

   3, Метантенк по п. 1, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что барботажное устройство вьтолнено в виде кольцевого коллектора и пучка перфорированных труб, расположенных во впадинах днища .

   Г

   J

   Редактор Н„ Киштулинец

   Составитель Л. Суханова

   Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

   Заказ 3117

   Тираж 792

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

   6-6

   Подписное