RU2776792C1 - Installation for production of biogas and compost in recycling of animal waste and food waste - Google Patents
Installation for production of biogas and compost in recycling of animal waste and food waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU2776792C1 RU2776792C1 RU2021139538A RU2021139538A RU2776792C1 RU 2776792 C1 RU2776792 C1 RU 2776792C1 RU 2021139538 A RU2021139538 A RU 2021139538A RU 2021139538 A RU2021139538 A RU 2021139538A RU 2776792 C1 RU2776792 C1 RU 2776792C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fermenter
- installation
- conical
- biogas
- organic mixture
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000002361 compost Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 5
- 239000010794 food waste Substances 0.000 title claims description 13
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 title claims description 6
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 12
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 12
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 10
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 6
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 4
- 239000003895 organic fertilizer Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 230000000789 acetogenic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 206010040925 Skin striae Diseases 0.000 description 1
- 208000031439 Striae Distensae Diseases 0.000 description 1
- 230000002053 acidogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- -1 bird droppings Substances 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000010812 mixed waste Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и топливной энергетики, а конкретно - к устройствам для переработки различных жидких органических отходов, например навоза, птичьего помета, пищевых отходов и т.п., в биогаз (газообразное органическое топливо), и жидкое органическое удобрение в виде компоста, а также может использоваться на малых объектах - источниках органических отходов: фермерских хозяйствах и др. комплексах.The present invention relates to the field of agriculture and fuel energy, and specifically to devices for processing various liquid organic waste, such as manure, bird droppings, food waste, etc., into biogas (gaseous organic fuel), and liquid organic fertilizer into in the form of compost, and can also be used on small objects - sources of organic waste: farms and other complexes.
В СССР пищевые отходы собирали и использовали в качестве кормовой добавки на свиноводческих комплексах после соответствующей термической обработки. В настоящее время большинство пищевых отходов вывозят на полигоны для размещения твердых отходов, где они в естественных условиях трансформируются под действием различных видов микроорганизмов (иногда патогенных) и ухудшают экологическую ситуацию вокруг этих полигонов. Кроме того, пищевые отходы на полигонах являются пищей для многих насекомых, грызунов и птиц, которые могут быть разносчиками заболеваний.In the USSR, food waste was collected and used as a feed additive in pig breeding complexes after appropriate heat treatment. Currently, most food waste is taken to landfills for solid waste, where they are naturally transformed under the influence of various types of microorganisms (sometimes pathogenic) and worsen the ecological situation around these landfills. In addition, food waste in landfills is food for many insects, rodents and birds that can carry diseases.
Задача по обеззараживанию сточных вод и пищевых отходов позволяет считать данный вид технических устройств неотъемлемой частью природоохранных воднотехнических систем предприятий - источников соответствующих сточных вод, органических и пищевых отходов.The task of disinfecting wastewater and food waste allows us to consider this type of technical devices as an integral part of the environmental water engineering systems of enterprises - sources of wastewater, organic and food waste.
Известна установка, содержащая анаэробный биореактор с основным нагревателем биомассы, систему подачи исходного сырья, систему удаления биогаза с вакуум-насосом, систему удаления жидкого органического удобрения и систему управления технологическим процессом (Пат. RU №2315721, C02F 3/28, C02F 11/04, опубл. Бюл. №).Known installation containing an anaerobic bioreactor with a main biomass heater, a feedstock supply system, a biogas removal system with a vacuum pump, a liquid organic fertilizer removal system and a process control system (Pat. RU No. 2315721,
Данная установка для анаэробной переработки органических отходов позволяет получать биогаз из влажной органической биомассы, однако, обладает рядом существенных недостатков:This plant for anaerobic processing of organic waste allows to obtain biogas from wet organic biomass, however, it has a number of significant disadvantages:
Во-первых, сложность конструкции анаэробного биореактора, характеризующаяся наличием восьми разделительных перегородок, что нецелесообразно, так как весь процесс анаэробного распада происходит в четыре стадии (гидролиз, кислое брожение, ацетогенная стадия и образование метана), при этом кислое и ацетогенное брожение протекает параллельно.Firstly, the complexity of the design of an anaerobic bioreactor, characterized by the presence of eight dividing partitions, which is impractical, since the entire process of anaerobic decomposition occurs in four stages (hydrolysis, acid fermentation, acetogenic stage and methane formation), while acid and acetogenic fermentation proceeds in parallel.
Во-вторых, при предлагаемом расположении перегородок переход биомассы из подготовительной в промежуточную секцию осуществляется под углом 180°, что приводит к большому гидравлическому сопротивлению, и как следствие, к замедлению движения вязкой массы.Secondly, with the proposed location of the partitions, the transition of biomass from the preparatory to the intermediate section is carried out at an angle of 180°, which leads to a large hydraulic resistance, and as a result, to a slowdown in the movement of a viscous mass.
В-третьих, обогрев биореактора с помощью перегородки-теплообменника вызывает большой температурный градиент по объему биореактора, а именно повышенную температуру в центре и пониженную, особенно в зимнее время, по периферии, что вызывает большие теплопотери в окружающую среду и может привести к замедлению процесса анаэробного сбраживания.Thirdly, heating the bioreactor using a heat exchanger partition causes a large temperature gradient over the volume of the bioreactor, namely, an increased temperature in the center and a lower temperature, especially in winter, along the periphery, which causes large heat losses to the environment and can lead to a slowdown in the anaerobic process. fermentation.
В-четвертых, создание вакуума в биореакторе с помощью вакуум-насоса приводит к дополнительным техническим сложностям, при этом не влияя на интенсивность процесса брожения. Кроме того, при отборе биогаза из верхней части биореактора вместе с газом захватываются капельки влаги из верхнего слоя жидкости, что приводит к повышенной влажности биогаза и ухудшает его тепловые свойства.Fourthly, the creation of a vacuum in the bioreactor using a vacuum pump leads to additional technical difficulties, while not affecting the intensity of the fermentation process. In addition, when biogas is withdrawn from the upper part of the bioreactor, moisture droplets from the upper liquid layer are captured along with the gas, which leads to increased humidity of the biogas and worsens its thermal properties.
В-пятых, применение двух переливных насосов для перемешивания жидкости приводит к перемешиванию биомассы на различных стадиях брожения, что снижает интенсивность процесса газообразования на поверхности жидкости.Fifthly, the use of two overflow pumps for mixing the liquid leads to mixing of the biomass at various stages of fermentation, which reduces the intensity of the process of gas formation on the surface of the liquid.
В-шестых, непрерывная подача исходного сырья и непрерывная выгрузка органического удобрения приводят к тому, что снижается эффективность работы установки, при этом бактерии субстрата в указанный период также замедляют свою деятельность.Sixthly, the continuous supply of raw materials and the continuous discharge of organic fertilizer lead to the fact that the efficiency of the plant is reduced, while the bacteria of the substrate also slow down their activity during this period.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению (прототипом) является установка для приготовления удобрений, содержащая ферментер, корпус которого посредством воздуховода сообщен с источником подачи воздуха, устройство для подачи в ферментер исходного материала, приспособление для его распределения и средство для выгрузки удобрений. При этом корпус ферментера выполнен в виде вертикально установленного конуса, обращенного своим основанием вверх. Устройство для подачи в ферментер исходного материала выполнено в виде пневматического погрузчика, сообщенного с корпусом ферментера посредством трубопровода с загрузочным патрубком, установленным в основании конуса. Средство для выгрузки удобрений выполнено в виде расположенного в днище корпуса выгружного шнека. Воздуховод выполнен в виде набора перфорированных патрубков, которые установлены в корпусе ферментера горизонтально, при этом отверстия перфорации выполнены в упомянутых патрубках под углом к их продольной оси и обращены в направлении днища корпуса. Приспособление для распределения исходного материала выполнено в виде конической пластины, установленной в корпусе под выходным концом загрузочного патрубка и вертикальной оси, нижний конец которой закреплен на воздуховоде, а на верхнем, - с возможностью вращения в горизонтальной плоскости, установлена упомянутая пластина (Пат. RU №2044435, А01С 3/02, опубл. 1995 г.).Closest to the proposed invention (prototype) is a plant for the preparation of fertilizers, containing a fermenter, the body of which is connected through an air duct to an air supply source, a device for feeding the initial material into the fermenter, a device for distributing it and a means for unloading fertilizers. At the same time, the body of the fermenter is made in the form of a vertically mounted cone with its base facing upwards. The device for supplying the initial material to the fermenter is made in the form of a pneumatic loader connected to the fermenter body through a pipeline with a loading nozzle installed at the base of the cone. The means for unloading fertilizers is made in the form of an unloading auger located in the bottom of the housing. The air duct is made in the form of a set of perforated pipes, which are installed horizontally in the fermenter body, while the perforation holes are made in the said pipes at an angle to their longitudinal axis and facing towards the bottom of the body. The device for distributing the source material is made in the form of a conical plate installed in the housing under the outlet end of the loading pipe and a vertical axis, the lower end of which is fixed on the air duct, and on the upper end, with the possibility of rotation in a horizontal plane, the said plate is installed (Pat. RU No. 2044435,
Недостатками известной установки, принятой за прототип, являются ее низкая эффективность, значительная трудоемкость обслуживания, а также неполная ферментация биосырья. Причина неполной ферментации - недостаточное перемешивание биомассы по высоте корпуса ферментера и недостаточная аэрация для развития аэробных микроорганизмов при возможном смешивании с пищевыми отходами.The disadvantages of the known installation, taken as a prototype, are its low efficiency, significant maintenance complexity, as well as incomplete fermentation of biological raw materials. The reason for incomplete fermentation is insufficient mixing of the biomass along the height of the fermenter body and insufficient aeration for the development of aerobic microorganisms, with possible mixing with food waste.
Указанные недостатки обусловлены следующим: Устройство сложно в управлении, система трубопроводов с отверстиями закреплена на оси воздухопровода неподвижно и удерживается только за счет растяжек, а вращающийся верхний конический распределитель не обеспечивает перемешивания части биомассы верхнего слоя в корпусе ферментера, так как он предназначен только для распределения массы при загрузке. При этом в нижних слоях не происходит интенсивного перемешивания биомассы в сторону конусного днища, а с другой стороны, при выгрузке удобрений она налипает на стенки корпуса ферментера, происходит остаточное оседание биомассы. Избыток оставшейся биомассы приводит к уменьшению загрузки материала, что снижает производительность процесса.These shortcomings are due to the following: The device is difficult to control, the piping system with holes is fixed on the axis of the air duct and is held only by stretch marks, and the rotating upper conical distributor does not provide mixing of part of the biomass of the upper layer in the fermenter body, since it is intended only for distributing the mass while loading. At the same time, in the lower layers there is no intensive mixing of biomass towards the cone bottom, and on the other hand, when fertilizers are unloaded, it sticks to the walls of the fermenter body, and residual biomass sedimentation occurs. Excess remaining biomass leads to a decrease in material loading, which reduces the productivity of the process.
Весь процесс не управляется программируемым компьютером, в который может быть заложена база данных по сбраживанию различных по составу смешиваемых отходов при различных условиях, т.е. это недостаточно промышленно удобно для использования в современных условиях развития компьютерной техники, в частности, в сельском хозяйстве. А значит, отсутствует возможность выбирать оптимальные параметры технологического процесса для обеспечения максимального выхода биогаза из-за образующегося в этом процессе пенообразования, а также получения качественного компоста для выхода удобрений. Другим недостатком является образование корки на поверхности биомассы внутри корпуса ферментера - это также снижает производительность процесса.. Таким образом, производительность процесса по биогазу существенно ограничена из-за плохого массообмена, который связан с недостаточным перемешиванием по всей высоте внутри ферментера. Кроме того, в известной установке температура может поддерживаться в смеси только при наличии развития самих аэробных микроорганизмов и не привязана к изменяющимся внешним условиям атмосферы воздуха, а это также снижает степень конверсии органического вещества, а следовательно, и производительность процесса. При этом уровень поступлении кислорода зависит от самого устройства воздуховодки, которая не контролируется в автоматическом режиме.The whole process is not controlled by a programmable computer, which can contain a database on the fermentation of mixed wastes of different composition under various conditions, i.e. it is not industrially convenient enough for use in modern conditions of development of computer technology, in particular, in agriculture. This means that it is not possible to choose the optimal parameters of the technological process to ensure the maximum yield of biogas due to the foaming formed in this process, as well as to obtain high-quality compost for the release of fertilizers. Another disadvantage is the formation of a crust on the surface of the biomass inside the fermenter body - this also reduces the productivity of the process. Thus, the biogas productivity of the process is significantly limited due to poor mass transfer, which is associated with insufficient mixing over the entire height inside the fermenter. In addition, in a known installation, the temperature can be maintained in the mixture only if there is development of the aerobic microorganisms themselves and is not tied to changing external conditions of the air atmosphere, and this also reduces the degree of conversion of organic matter, and hence the productivity of the process. At the same time, the level of oxygen supply depends on the air duct device itself, which is not automatically controlled.
Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемая установка для получения биогаза и компоста при переработке животноводческих стоков и пищевых отходов, включающая вертикальный термоизолированный герметичный корпус-ферментер с конусным днищем, средство для загрузки исходной органической смеси с заглушкой в верхней его части и шнековое разгрузочное устройство в донной части, средство для распределения загружаемой органической смеси, устройство для подачи кислородсодержащего атмосферного воздуха, перфорированный воздуховод и датчики температуры и содержания кислорода, которая, согласно предлагаемому изобретению, оборудована центральной осью вращения на всю глубину ферментера, в верхней части которой смонтировано устройство для распределения и перемешивания загружаемой биомассы в виде горизонтальных лопастей с направленными вниз вертикальными лопатками, а в конусной части ферментера ось оборудована шнеком-сепаратором, винтовая поверхность которого направлена вниз в направлении горизонтального разгрузочного шнека с уменьшением диаметра, устройство для подачи теплого сжатого атмосферного воздуха выполнено в виде импеллера с газоанализатором, воздуховод представляет собой размещенный по верхней границе конического днища сообщенный с импеллером кольцевой трубопровод с несколькими симметрично отходящими от него перфорированными и заглушенными снизу патрубками, располагаемыми по конической поверхности днища на всю его глубину, установка снабжена озонатором и водяным насосом, а крышка корпуса ферментера оборудована патрубком для подачи воды и патрубком для отвода биогаза в озонатор, при этом установка имеет систему управления, выполненную в виде программируемого компьютера. Кроме того, средство для загрузки исходного материала выполнено в виде скребкового транспортера с наклонным желобом на конце, а вращение центральной вертикальной оси ферментера обеспечивается электродвигателем и гибкой ременной передачей.To eliminate these shortcomings, the proposed plant for producing biogas and compost during the processing of animal waste and food waste, including a vertical thermally insulated sealed fermenter with a conical bottom, a means for loading the initial organic mixture with a plug in its upper part and an auger unloading device in the bottom part, a means for distributing the loaded organic mixture, a device for supplying oxygen-containing atmospheric air, a perforated air duct and sensors for temperature and oxygen content, which, according to the invention, is equipped with a central axis of rotation for the entire depth of the fermenter, in the upper part of which a device for distributing and mixing the loaded biomass is mounted in the form of horizontal blades with vertical blades directed downwards, and in the conical part of the fermenter, the axis is equipped with a screw-separator, the helical surface of which is directed downwards towards the horizon auger with a decrease in diameter, the device for supplying warm compressed atmospheric air is made in the form of an impeller with a gas analyzer, the air duct is an annular pipeline located along the upper boundary of the conical bottom communicated with the impeller with several symmetrically perforated and muffled from below branch pipes located along the conical the surface of the bottom to its entire depth, the unit is equipped with an ozonator and a water pump, and the cover of the fermenter body is equipped with a pipe for supplying water and a pipe for removing biogas to the ozonizer, while the plant has a control system made in the form of a programmable computer. In addition, the source material loading means is made in the form of a scraper conveyor with an inclined chute at the end, and the rotation of the central vertical axis of the fermenter is provided by an electric motor and a flexible belt drive.
Новый технический результат от применения предлагаемой установки заключается в повышении ее производительности за счет существенного увеличения пенообразования и количества производимого биогаза, а также в увеличении выхода высококачественного жидкого органического компоста на удобрение, обеспечивая необходимую для процесса температуру при любых внешних условиях, при этом имея возможность в базе данных программируемого компьютера выбирать и обеспечивать оптимальные условия процесса при периодической очистке внутренней поверхности ферментера от налипающего осадка.A new technical result from the use of the proposed installation is to increase its productivity due to a significant increase in foaming and the amount of biogas produced, as well as to increase the yield of high-quality liquid organic compost for fertilizer, providing the temperature necessary for the process under any external conditions, while being able to data of a programmable computer to select and provide optimal process conditions during periodic cleaning of the inner surface of the fermenter from adhering sediment.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена предлагаемая установка в разрезе, на фиг. 2 - разрез предлагаемой установки по А-А.The present invention is illustrated by drawings, where in Fig. 1 shows the proposed installation in section, Fig. 2 - section of the proposed installation along A-A.
Предлагаемая установка включает вертикальный термоизолированный герметичный корпус-ферментер 1 с коническим днищем 6, средство 3 для загрузки исходного материала в верхней его части в виде скребкового транспортера с наклонным желобом 4 на конце, разгрузочный горизонтальный шнек 9 в донной части 6 корпуса-ферментера 1. Установка оборудована центральной осью 5 вращения на всю глубину ферментера 1. В верхней части оси 5 смонтировано устройство для распределения и перемешивания загружаемого материала в виде горизонтальных лопастей 12 с направленными вниз вертикальными лопатками 13. В конусной части 6 ферментера 1 ось 5 оборудована шнеком-сепаратором 8, винтовая поверхность которого направлена вниз к разгрузочному шнеку 9 с уменьшением диаметра. Установка снабжена импеллером 2 с газоанализатором 19 для подачи в ферментер сжатого теплого кислородсодержащего атмосферного воздуха. Воздуховод 30 сообщен с импеллером 2 и представляет собой размещенный по верхней границе конического днища 6 кольцевой трубопровод с несколькими симметрично отходящими от него перфорированными и заглушенными снизу патрубками 31, которые располагаются по конической поверхности днища на всю его глубину. Установка снабжена озонатором 17 для сбора и обеззараживания выделяющегося газа и водяным насосом 28 для промывки внутренней полости ферментера. Крышка 7 корпуса-ферментера оборудована патрубком 15 с шаровым клапаном 16 для подачи воды с целью доведения до необходимой влажности загружаемой органической смеси и патрубком для отвода выделяемого газа в озонатор 17. Вращение оси 5 обеспечивается электродвигателем 10 и гибкой ременной передачей 11. Установка снабжена датчиком 18 для контроля температуры в ферментере 1. Газоанализатор 19 регулирует количество кислорода, подаваемого импеллером 2 с атмосферным воздухом. Система управления представляет собой программируемый компьютер 20, в который заложена база данных по сбраживанию различных по составу биомасс при различных условиях. Программа позволяет выбирать оптимальные параметры работы устройства для обеспечения образования максимального количества биогаза.The proposed installation includes a vertical thermally insulated sealed fermenter body 1 with a conical bottom 6, a
К компьютеру 20 по линиям связи 21, 22, 23, 24, 25 подсоединены соответственно: газоанализатор 19, электромагнитный клапан 26 золотника импеллера 2, реле времени 29 импеллера 2, электромагнитный клапан 27 золотника водяного насоса 28, датчик 18 температуры. (Реле времени водяного насоса не показано).The following are connected to the
Предлагаемая установка для получения компоста и биогаза при переработке животноводческих стоков и пищевых отходов работает следующим образом:The proposed plant for the production of compost and biogas in the processing of animal waste and food waste works as follows:
Включением электродвигателя 10 приводят во вращение ось 5. Предварительно измельченные пищевые отходы, смешанные с разного рода животноводческими стоками - например, навоза, птичьего помета и т.п., с помощью загрузочного скребкового транспортера 3, который более подходит для загрузки жидких смесей, чем шнековый, подают в ферментер 1. По наклонному желобу 4 органическая смесь поступает на поверхность вращающихся лопастей 12 с направленными вниз вертикальными лопатками 13 устройства для распределения и перемешивания загружаемой органической смеси, что способствует более интенсивному образованию пены. Кроме того, это устройство предотвращает образование под крышкой 7 ферментера корки, мешающей поступлению газа в озонатор 17. При необходимости доведения поступившей в ферментер органической смеси до необходимой для сбраживания влажности (оптимальная 70-75%) через патрубок 15 с шаровым краном 16 подают расчетное количество воды. Через этот же патрубок при необходимости можно добавить в смесь субстрат, активизирующий деятельность микроорганизмов по сбраживанию конкретной органической смеси. Опускаясь глубже в ферментер 1, органическая смесь попадает в его коническое днище 6 с уклоном не менее 45°, где равномерно «укладывается» по высоте конического днища и интенсивно перемешивается шнеком-сепаратором 8. Затем по компьютерной связи 22 открывают электромагнитный клапан золотника 26 и по компьютерной связи 23 через реле времени включают импеллер 2, подающий в ферментер теплый сжатый, содержащий кислород атмосферный воздух. Газоанализатор 19 контролирует количество поступающго с воздухом кислорода (5-15%). Если количество поступившего кислорода не хватает, газоанализатор подает сигнал компьютеру, и тот увеличивает время поступления воздуха через импеллер. Датчик температуры 18 контролирует температуру в ферментере. Для начала нормальной деятельности метанобразующих микроорганизмов она должна быть не ниже +22°. В ферментере 1 в органической смеси начинают активно развиваться аэробные микроорганизмы, которые повышают температуру смеси до 60-70°. Теплый сжатый воздух из импеллера 2 поступает в кольцевой трубопровод 30 по верхней границе конусного днища 6, а из него в перфорированные и заглушенные снизу патрубки 31. Размещение патрубков 31 симметрично от трубопровода 30 вниз по конической поверхности днища на всю его глубину и постоянное перемешивание шнеком - сепаратором 8 обеспечивает органической смеси полный контакт с кислородом воздуха, что способствует активному образованию пены и выделению из нее пузырьков газа. Выделившийся биогаз поступает в озонатор 17, где обеззараживается и далее преобразовывается в электрическую или тепловую энергию.By turning on the electric motor 10, the
После прекращения выделения биогаза останавливают работу импеллера, содержимое ферментера в виде жидкого компоста удаляют с помощью шнека-сепаратора 8, направляющего биомассу к горизонтальному выгружному шнеку 9 с открытой к этому времени заслонкой. После освобождения ферментера от удобрения командой с компьютера 20 включают водяной насос 28, который подает воду через воздуховод 30 и перфорированные патрубки 31 в корпус-ферментер, смывая с его внутренней поверхности налипший осадок. После этого цикл можно повторять.After the cessation of biogas release, the operation of the impeller is stopped, the contents of the fermenter in the form of liquid compost are removed using the screw-separator 8, which directs the biomass to the horizontal unloading screw 9 with the damper open by this time. After the fermenter is released from fertilizer, a command from the
Таким образом, предлагаемая установка для получения биогаза и компоста при переработке животноводческих стоков и пищевых отходов позволяет существенно увеличить количество производимого биогаза, а также получать высококачественный жидкий компост как органическое удобрение при обеспечении экологической чистоты процесса, его надежности и технологичности, позволяет создавать разные режимы аэробного сбраживания смешанных видов отходов в биомассу, имея возможность работы при любых погодных температурах и промывки внутренней поверхности ферментера.Thus, the proposed plant for the production of biogas and compost during the processing of animal waste and food waste can significantly increase the amount of biogas produced, as well as obtain high-quality liquid compost as an organic fertilizer while ensuring the environmental cleanliness of the process, its reliability and manufacturability, allows you to create different modes of aerobic digestion mixed types of waste into biomass, having the ability to work at all weather temperatures and flushing the internal surface of the fermenter.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2776792C1 true RU2776792C1 (en) | 2022-07-26 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226971U1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-06-28 | Юрий Иванович Хрипко | Reactor for processing organic waste |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044435C1 (en) * | 1992-06-04 | 1995-09-27 | Малое государственное предприятие "Эколог" | Fertilizer-preparation unit |
| US6663777B2 (en) * | 2002-03-12 | 2003-12-16 | Keith A. Schimel | Apparatus, system, and process for anaerobic conversion of biomass slurry to energy |
| RU2315721C1 (en) * | 2006-04-03 | 2008-01-27 | Виктор Валентинович Мохов | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044435C1 (en) * | 1992-06-04 | 1995-09-27 | Малое государственное предприятие "Эколог" | Fertilizer-preparation unit |
| US6663777B2 (en) * | 2002-03-12 | 2003-12-16 | Keith A. Schimel | Apparatus, system, and process for anaerobic conversion of biomass slurry to energy |
| RU2315721C1 (en) * | 2006-04-03 | 2008-01-27 | Виктор Валентинович Мохов | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU226971U1 (en) * | 2023-12-08 | 2024-06-28 | Юрий Иванович Хрипко | Reactor for processing organic waste |
| RU2836323C1 (en) * | 2024-04-12 | 2025-03-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Казанский ГАУ) | Biogas plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205295176U (en) | Good oxygen compost system of compost production fertilizer | |
| US4435188A (en) | Installation for preparing combustible gases through fermentation | |
| JP2009532193A (en) | Devices, processes and systems for anaerobic digestion of sludge | |
| KR101112429B1 (en) | Sludge Treatment Facility and Method | |
| CN205874405U (en) | A reactor for adopting anaerobic digestion is by living beings bio gas | |
| KR100798690B1 (en) | Livestock Manure Fermentation System | |
| KR100912916B1 (en) | Recycling system for treatment of livestock excretion | |
| RU2463761C1 (en) | Method of production of biogas from agricultural waste and biogas plant for its implementation | |
| RU2315721C1 (en) | Method of the anaerobic reprocessing of the organic wastes and the installation for the method realization | |
| RU2776792C1 (en) | Installation for production of biogas and compost in recycling of animal waste and food waste | |
| KR100881849B1 (en) | Organic Compound Fertilizer Manufacturing Equipment | |
| KR101276756B1 (en) | Batch aerobic and anaerobic sequential dry fermentation system and method | |
| RU2540019C1 (en) | Bioreactor | |
| RU110217U1 (en) | BIOGAS PLANT FOR PRODUCING BIOGAS FROM AGRICULTURAL WASTE | |
| KR100732492B1 (en) | Tower type unstirred compost device and method | |
| CN206109231U (en) | Wet or dry livestock manure handling device | |
| CN108840732A (en) | A kind of full-automatic aerobic fermentation reactor of chain-plate type | |
| CN106187332A (en) | A kind of Wet-dry livestock and poultry excrement treating device | |
| RU2655795C1 (en) | Device for producing pig breeding sewage wastes biogas and fertilizers | |
| RU2427998C1 (en) | Biogas complex | |
| RU2646873C1 (en) | Method for obtaining biogas and fertilizers from pig waste dropping with a vertical cylindrical tank | |
| RU2254699C2 (en) | Liquid mineralized organic fertilizer prepared from anaerobically fermented liquefied and ground organic wastes, method and apparatus for preparing the same | |
| CN212560233U (en) | Renewable energy production system | |
| RU111398U1 (en) | LINE FOR PREPARING ORGANIC AND ORGANOMINERAL ADDITIVES FROM WASTE OF PLANT AND ANIMAL ORIGIN | |
| RU2605312C1 (en) | Biogas plant |