SU1696403A1 - Метаногенератор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к обработке осадков и стоков, а именно к устройствам дл  анаэробного сбраживани , и предназначено дл  обработки экскрементов животных с высоким содержанием аммиака, поверхностно-активных веществ и может быть использовано дл  обработки других органических веществ. Цель изобретени  - повышение метаногенерзции стоков. Мета- ногенератор состоит из камеры 1 метанового сбраживани , котора  последовательно соединена с расположенными во внутренней ее полости камерами 2 и 3 дегазации и сорбции, вокруг которой расположена камео СО фиг.1

Description

pa Ј рекумерацин, св занна  с подающим трубопроводом 5, В центральной части камеры 3 сорбции расположена камера б термического гидролиза, котора  св зывает расположенную над ней камеру 7 термоста- тированм и камеру 3 сорбции. Камеры 6 и 7 соединены между собой переливным патрубком 8, а камеры 6 и 3 - вы еснительным патрубком 9. Камера 2 дегазации сообщена с камерой метанового сбраживани  в придонной часто через окно 11. Камера 4 св зана с камерой 7 патрубком 12 подачи исходной жидкости. Камера 7 в придонной части оснащена гэзодиспергатором 13, который св зан через газоподогреватель 14 и

регул тор давлени  с газовой полостью 15 камеры 7, у перекрыти  которой установлен циклон 16. Камера 1 метанового сбраживани  имеет выгрузной канал 31, подключенный к сборнику сброженного продукта 20, от которого отходит трубопровод 32. Данна  конструкци  дает возможность обрабатывать стоки с содержанием более 4 г/л аммонийных соединений и с высокой концентрацией ПАВ. Изобретение позвол ет увеличить нагрузку, уменьшить объем со- оруже и , а также увеличить производительность метаногенератора и повысить эффективность сбраживани , 1 з.п. ф-лы,

Изобретение относитс  к технике обработки осадков и стоков, а именно к устройствам дл  анаэробного сбраживани , и предназначено дл  обработки экскрементов животных с высоким содержанием аммиака , поверхностно-активных веществ и может быть использовано дл  обработки других органических отходов.

Целью изобретений  вл етс  повышение эффективности мет з и ече рации стоков.

На фиг.1 изображен ьетаногенераюр, продольный разрез; на фиг.2 - переливной патрубок, продольный разрез; на фиг.З - вид A va фиг.2,

Метаногенератор состоит из камеры метанового сбраживани , котора  последовательно соецинена с расположенными во внутренней ее полости камерами 2 и 3 соответственно дегазации и сорбции. Камера сорбции выполнена из теплопровод  еч: материала. Вокруг камеры сорбции по периметру расположена камера 4 рекуперации, св занна  с подающим трубопроводом 5. В центральной част  камеры сорбции расположена камера б термического гидролиза, котора  св зывает расположенную над ней камеоуТтермостатировани  и камеру 3 сорбции . Камеры 6 и 7 соедин ютс  через регулируемый переливной патрубок 8, з камеры 6 и 3 - через вытесчительиый патрубок 9. Входное отверстие 10 патрубка 9 расположено у перекрыти  камеры термического гидролиза. Камера 2 дегазации сообщаетс  с камерой метанового сбраживани  в придонной ее части через окно 11. Камера 4 рекуперации св зана с камерой 7 при псмощи патрубка 12 поцачи исходной жидкости. Камера 7 термостатироваим  в придонной части оснащена газодиспергатором 13, который св зан через газоподогреватель 14 и регул тор давлени  с газовой полостью 15 камеры дегазации. У перекрыти  в камере 7 установлен отделитель пеноконденсата - циклон 16. Его (азоотвод щее сопло 17 подключено к газоводу 18, з осадкоудал ющее сопло 19 - к сборнику сброженного продукта 20 через конденсатопровод 21. Газова  погость 22 камеры 7 отграничиваетс  от объема, запитого жидкостью 23, датчиком

24 уровн  жидкости. Kav,epg 3 сорбции ос- нзщена газодиспергатором 25, св занным через компрессор 26 с ГЭЗОРОЙ полостью 27 камеры метанового сбраживани , и соедин етс  с камерой дегазаи. чи посредством

перепускного патрубка 28 с затвором 29. Газовые полости 22 и 27 сообщаютс  посредством газовода с обратным клапаном 80. Камера метанового сбраживани  имеет ьзгрузной канал 31, подключенный к сборн«5ку 20 сброженного продукта, от которого стходит отвод щий трубопровод 32.

Переливной патрубок 8 рыполнен з виде канала с двум  продольно изолированными секци ми 33 и 34, К секции 33 с противопонужной стороны входного отверсти  35 пере: ливного патрубка присоединен патрубок 12 подачи подогретой жидкости. Внутри секций шарнирно установлен с возможностью вращени  вокруг оси Б- Б дл  изменени  сзчеим  секций общий клапан 36. Клапан прижимаетс  « фиксаторам 37 пружиной 38 через штангу 39, расположенную вне патрубка и жестко св занную с шарниром 40, который закреплен в общей стен не секций.

Вусога расположени  входного отверсти  регулируемого перелг.пнолз патрубка 8 шд перепускным патрубком. 28 равна Р - Vi

, где F ;ьт..злемие газа в газоh

0

Vi - V2

вой полости камеры термостатировани , Vi, Va - соответственно обьем верхней от перепускного патрубка части камеры сорбции и объем части камеры термостатировани  от входного отверсти  35 переливного патрубка 8 до датчика 24 уровн  жидкости.

Камера гидролиза выполнена из материала с низкой теплопроводностью.

Метаногенератор работает следующим образом.

Исходна  жидкость по подающему трубопроводу 5 поступает в камеру 4 рекуперации , где она подогреваетс , охлажда  термически гидролизованную жидкость в камере 3. Из камеры 4 подогрета  жидкость через патрубок 12 вытекает в камеру 7 термостатировани  до уровн  расположени  датчика 24. Здесь она подогреваетс  до температуры термического гидролиза за счет барботажа подогретого в газоподогревателе 14 биогаза через газодиспергатор 13. При барботаже биогаза при высокой температуре из жидкости легко отдуваютс  водона- сыщенные пары аммиака и флотируютс  поверхностно-активные вещества. Собирающа с  в газовой полости 22 смесь биогаза, пены и вод ного пара, насыщенного аммиаком , поступают через сопло 17 в циклон 16, где пеноводоконденсат, насыщенный аммиаком , отдел етс  от бчогазов и через сопло 19 по конденсатопроводу 21 удал етс  а сборник 20 сброженного продукта.

Разогрета  жидкость из камеры 7 через регулируемый переливной патрубок 8 самотеком поступает в камеру 6 термического гидролиза, где труднодоступные органические соединени  разлагаютс  на простые, а оттуда по вытеснительному патрубку 9 - в камеру 3 сорбции. В камере 3 сорбции жидкость под давлением насыщаетс  продуцируемым в камере 1 метанового сбраживани  биогазом, который компрессором 26 забираетс  из газовой полости 27 и распыл етс  в камере 3 газодиспергатором 25. В камере 3 жидкости одновременно охлаждаетс  до температуры мезофильного сбраживани  за счет передачи тепла исходной жидкости в камере 4. При насыщении охлажденной до мезофмльной температуры жидкости биогазом под даалением из биогаза раствор етс  сероводород в форме серной кислоты и углекислый газ в форме углекислоты. Жидкость подкисл етс  и после того, как затвор 29 открывает сечение перепускного патрубка 28, произвольно поступает в камеру 2 дегазации. Здесь выдел етс  очищенный и обогащенный биогаз, который из газовой полости 15 поступает на газоподогреватель 14. Дегазированна  жидкость из камеры 2 через окно 11 выходи г в камеру

1, где подвергаетс  анаэробному мезофиль- ному метановому сбраживанию. Сброженна  жидкость по выгрузному каналу 31 собираетс  в сборнике 20, смешиваетс  с

5 пеноводоаммиакоконденсатом и по отвод щему трубопроводу удал етс  по назначению . Продуцируемый в камере 1 биогзз удал етс  компрессором 26 либо через обратный клапан, преп тствующий обратно0 му движению биогаза, поступает в газовую полость 22 камеры 7.

Регулируемый переливной патрубок 8 работает следующим образом,

При подаче жидкости по патрубку 12 к

5 секции 34 клапан 26 давлением жидкости поднимаетс , открыва  сечени  секций 34 и 33. Исходна  жидкость по секции 34 поступает в нижнюю часть камеры 7 термостатировани , а подогрета  и очищенна  от ПАВ и

0 аммони  через входное отверстие 35 за счет того, что высота его расположени  над перепускным патрубком 28 составл ет

. Р Vi

h тт-ITU поступает в камеру термиче5 ского гидролиза через секцию 33.

После прекращени  подачи жидкости по патрубку 12 клапан 36 прижимаетс  пружиной 38 через штангу 39 к фиксаторам 37, перекрыва  сечение секций.

0 Метаногенератор позвол ет обрабатывать стоки с высоким содержанием поверхностно-активных веществ и аммони . Интенсивное барботирование разогретого до температуры термического гидролиза

5 стока обеспечивает, во-первых, флотирование ПАВ, во-вторых, отгонку аммиака в виде насыщенного вод ного пара, который при контакте с пеной конденсируетс  и выдел етс  в циклоне. Удаление ПАВ и аммиака уско-0 р ет процесс метаниобразовани , сокращает длительность сбраживани , позвол ет оптимизировать де тельность мета- ногенного биценоза за счет предотвращени  его ингибировзни  удал емыми веществами,

5 делает работу камеры метанового сбраживани  более стабильной, повышает выход биогаза и эффективность сбраживани .

Изобретение дает возможность очищать .биогаз от пены, гр зи, конденсируемых па0 ров воды за счет наличи  в камере термостэ- тировани  циклона, нем упоощаетс  дальнейшее использование отвод щего би- огазз.

Наличие в метаногенераторе камеры сор5 бции, в которой жидкость насыщаетс  под давлением продуцируемым в камере метано-, вого сбраживани  биогазом, позвол ет насыщать гидролизсванные экскременты углекислотой, котора  при последующем метановом сбраживании служит продуцентом метана. Выход метана и его скорость образовани  возрастают. При растворении в камере сорбции под давлением биогаза в экскрементах раствор етс  часть сероводорода , при этом снижение в биогазе сероводорода повышает надежность работы всего газового оборудований, используемого дл  утилизации биогаза, долговечность его работы , упрощает процесс подготовки биогаза к использованию, а увеличение содержани  метана в биогазе за счет уменьшени  углекислого газа сопровождаетс  ростом теплоты его сгорани  и повышением эффективности утилизации.

При растворении биогаза в камере сорбции наблюдаетс  подкисление экскрементов , смешивание их со сбраживаемой массой нейтрализует щелочную реакцию среды, снижа  тем самым концентрацию свободного аммиака в экскрементах, наиболее токсичную форму соединений азота, чем процесс метанообразовани  интенсифицируетс .

Предлагаема  конструкци  метаногене- ратора при отделении .перед сбраживанием от экскрементов аммиака не уменьшает его агрохимическую ценность, поскольку пено- конденсат включающий в себ  водный раствор аммиака, смешиваетс  со сброженными экскрементами в сборнике сброженного продукта .

Метаногенерзтор не включает сложных в работе узлов, прост и надежен в работе.

Метаногенератор предназначен дл  метанового сбраживани  экскрементов животных с низким влагосодержанием, или с высокой концентрацией аммиака, дл  обработки органических отходов, имеющих значительное содержание ПАВ, дл  обработки осадков и избыточного ила городских очистных сооружений.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Метаногенератор, содержащий камеры термического гидролиза и метанового сбраживани , подающий и отвод щий tpyбопроводы , газопровод и сборник сброженного продукта, отличающийс  тем, что, с целью повышени  метаногенерации стоков, он снабжен камерами термостати- ровани  и сорбции, а также расположеныыми вокруг нее камерами дегазации и рекуперации, к которой подключен подающий трубопровод, камера термостатирова- ни  снабжена установленным в ее придонной части газодиспергатором. газоподогревателем , регул тором давлени , св занными с газовой полостью камеры дегазации , а также переливным патрубком, св зывающим последнюю с камерой термического гидролиза и камерой рекуперации,

   и отделителем пеноконденсатэ, который рэсполох ен в ее газовой полости, сообщен с газовой полостью камеры метанового сбраживани  и выполнен с газоотвод щим соплом, подключенным к газопроводу и соплом удалени  осадка, подключенным к сборнику сброженного продукта, при этом камера термического гидролиза снабжена расположенным в верхней части вытесни- тельным патрубком, сообщенным с камерой

   сорбции, котора  снабжена перепускным патрубком с обратным клапаном, св зывающим ее с камерой дегазации, сообщенной в своей донной части с камерой метанового сбраживани .
2. 2. Метаногенератор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что переливной патрубок выполнен в виде двух изолированных каналов с общей стенкой и перекрывающей регулировочной пластиной, шарниром,

   0 закрепленным на общей стенке дл  обеспечени  поворота, и подпружиненной штангой , расположенной снаружи переливного патрубка и жестко св занной с шарниром.

   фие.2

   фиг.З