Устройство анаэробного сбраживания органического субстракта с помощью постоянных магнитов

Авторы патента:

Полезная модель относится к сельскому хозяйству и может быть использована при создании биоэнергетических установок.

В целях повышения эффективности анаэробное сбраживание органического субстрата осуществляется в метантенке с установленной на его наружной стенке магнитной системой и размещенной внутри мешалкой, на лопастях которой установлены постоянные магниты. При этом система постоянных магнитов 2, расположенная на метантенке, и постоянные магниты 4, установленные на мешалке 3, расположены разноименными полюсами друг к другу с чередованием полярности по высоте, что приводит к созданию между ними магнитных полей, активирующих микроорганизмы и жидкую фазу субстрата в течении всего времени сбраживания. Периодическое вращение мешалки 3 приводит также к сочетанию магнитостатической и магнитодинамической обработок, что позволяет повысить эффективность магнитной обработки, которая также повышается за счет увеличения продолжительности воздействия магнитного поля, длящегося в течении всего процесса сбраживания органического субстрата.

Назначение устройства: активация жизнедеятельности микроорганизмов магнитным полем с целью ускорения процесса анаэробного сбраживания органического субстрата.

Известны 1. устройство и способ для обработки биомассы, используемой для получения горючего газа, в частности осадка сточных вод, содержащее емкость для приема биомассы, первую магнитную систему по меньшей мере с одним первым постоянным магнитом, имеющую первую конфигурацию, и вторую магнитную систему по меньшей мере с одним вторым постоянным магнитом, имеющую вторую конфигурацию, причем все первые постоянные магниты первой магнитной системы расположены по внешней окружности емкости и своим северным полюсом обращены к емкости, а своим южным полюсом - в сторону от емкости, в то время как все вторые постоянные магниты второй магнитной системы расположены по внешней окружности емкости и своим южным полюсом обращены к емкости, а своим северным полюсом - в сторону от емкости, так что магнитные силовые линии от северного полюса одного первого постоянного магнита проходят через емкость к южному полюсу по меньшей мере одного второго постоянного магнита, при этом первые и вторые постоянные магниты установлены в аксиальном направлении, перпендикулярном их магнитным осям, в порядке чередования, а в направлении вдоль окружности, перпендикулярном магнитной оси постоянных магнитов и аксиальному направлению, последовательно установлены только первые или вторые постоянные магниты, так что в направлении вдоль окружности вокруг емкости образуется полное кольцо первых или, соответственно, вторых постоянных магнитов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в аксиальном направлении в порядке чередования установлены три постоянных магнита первой или второй магнитной системы и два постоянных магнита другой конфигурации магнитной системы.

7. Способ обработки биомассы, используемой для получения горючего газа, отличающийся тем, что при подаче биомассы в отстойную камеру и/или при нахождении биомассы в ней, биомасса подвергается воздействию магнитного поля с помощью устройства в соответствии с предшествующими пунктами формулы изобретения (прототип - /1/).

Известен способ переработки органических отходов на удобрение и биогаз, при котором в целях интенсификации сбраживания органических отходов и снижения энергозатрат, рециркулируемый поток сбраживаемой массы подвергают воздействию постоянного магнитного поля (аналог - /2/).

Сущность полезной модели

Устройство и способ направлены на активацию жизнедеятельности микроорганизмов для ускорения процесса анаэробного сбраживания и повышения эффективности при утилизации органических отходов и получении биогаза.

Известны 1. устройство для обработки биомассы, используемой для получения горючего газа, в частности осадка сточных вод, содержащее емкость для приема биомассы, первую магнитную систему по меньшей мере с одним первым постоянным магнитом, имеющую первую конфигурацию, и вторую магнитную систему по меньшей мере с одним вторым постоянным магнитом, имеющую вторую конфигурацию, причем все первые постоянные магниты первой магнитной системы расположены по внешней окружности емкости и своим северным полюсом обращены к емкости, а своим южным полюсом - в сторону от емкости, в то время как все вторые постоянные магниты второй магнитной системы расположены по внешней окружности емкости и своим южным полюсом обращены к емкости, а своим северным полюсом - в сторону от емкости, так что магнитные силовые линии от северного полюса одного первого постоянного магниты проходят через емкость к южному полюсу по меньшей мере одного второго постоянного магнита, при этом первые и вторые постоянные магниты установлены в аксиальном направлении, перпендикулярном их магнитным осям, в порядке чередования, а в направлении вдоль окружности, перпендикулярном магнитной оси постоянных магнитов и аксиальному направлению, последовательно установлены только первые или вторые постоянные магниты, так что в направлении вдоль окружности вокруг емкости образуется полное кольцо первых или, соответственно, вторых постоянных магнитов.

7. Способ обработки биомассы, отличающийся тем, что при подаче биомассы в отстойную камеру и/или при нахождении биомассы в ней, биомасса подвергается воздействию магнитного поля с помощью устройства описанного выше (прототип - /1/).

Недостатками вышеуказанных устройства и способа являются невысокая эффективность воздействия магнитным полем при подаче биомассы в отстойную камеру вследствие малого времени экспозиции обработки биомассы магнитным полем, так как биомасса обрабатывается в потоке и невозможно создание необходимого магнитного поля при нахождении биомассы в отстойной камере.

Заявляемое в качестве аналога изобретение представляет способ, при котором в целях интенсификации сбраживания органических отходов и снижения энергозатрат, рециркулируемый поток сбраживаемой массы подвергают воздействию постоянного магнитного поля (аналог - /2/).

Недостатками вышеуказанного способа являются малое время экспозиции обработки массы магнитным полем при увеличении скорости рециркулируемого потока и невысокая эффективность воздействия магнитным полем вследствие того, что воздействие осуществляется только в момент гидравлического перемешивания, при этом воздействию подвергается не вся сбраживаемая масса, а ее порция.

Техническим результатом предлагаемых устройства и способа является повышение эффективности процесса анаэробного сбраживания органического субстрата сочетанием магнитостатической и магнитодинамической обработок с увеличением продолжительности воздействия магнитного поля на микроорганизмы.

Технический результат достигается установкой постоянных магнитов на корпусе метантенка и лопастях мешалки разноименными полюсами друг к другу, что приводит к созданию между ними магнитного поля, воздействующего на микроорганизмы, участвующие в процессах анаэробного разложения органического субстрата и образования биогаза. Помимо этого, в процессе анаэробного сбраживания, мешалкой осуществляется периодическое перемешивание органического субстрата, приводящее к повышению эффективности магнитной обработки, за счет сочетания магнитостатической и магнитодинамической обработок. Воздействие магнитного поля на органический субстрат позволяет интенсифицировать жизнедеятельность находящихся в нем микроорганизмов, что приводит к увеличению выхода биогаза и интенсификации процесса анаэробного сбраживания.

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез устройства для анаэробного сбраживания органических веществ и на фиг.2 поперечный разрез для показа расположения лопастей мешалки.

Анаэробное сбраживание осуществляется в метантенке 1, на наружной стенке корпуса которого многорядно по окружности установлены постоянные магниты 2. Внутри метантенка размещена мешалка 3 с лопастями в несколько рядов, по количеству рядов магнитов по высоте метантенка, на каждой из которых установлены постоянные магниты 4. При этом полярность установленных на метантенке и мешалке рядов магнитов чередуется по высоте. В верхней части метантенка размещен электропривод 5 мешалки.

Устройство и способ работает следующим образом. В метантенк загружается органический субстрат, сбраживание которого осуществляется в анаэробных условиях. При этом система постоянных магнитов 2, расположенная на метантенке, и постоянные магниты 4, установленные на мешалке 3, расположены разноименными полюсами друг к другу, что приводит к созданию между ними магнитных полей, находящихся внутри метантенка. Созданные таким образом магнитные поля воздействуют на органический субстрат в течение всего времени сбраживания, тем самым постоянно активируя микроорганизмы и жидкую фазу субстрата. Помимо этого в процессе анаэробного сбраживания мешалкой 3 осуществляется периодическое перемешивание сбраживаемой массы. Периодическое вращение мешалки 3 с установленными на лопастях постоянными магнитами относительно магнитной системы метантенка 2 приводит к сочетанию магнитостатической и магнитодинамической обработок, что позволяет повысить эффективность магнитной обработки, которая также повышается за счет увеличения продолжительности воздействия магнитного поля, длящегося в течении всего процесса сбраживания органического субстрата.

Источники информации

1. Патент Евразийского патентного ведомства 013695, C02F 1/48, C02F 11/04, C12M 1/42, 2006.07.05.

2. Авторское свидетельство SU 1733432, C05F 3/00, C02F 11/04, 20.02.90.

Устройство анаэробного сбраживания органического субстрата, отличающееся тем, что используется мешалка, размещенная внутри метантенка, на лопастях которой установлены постоянные магниты, взаимодействующие с системой постоянных магнитов, установленных на корпусе метантенка, при этом магниты на мешалке и корпусе метантенка установлены разноименными полюсами друг к другу с чередованием полярности по высоте.