Биореактор

 

Использование: анаэробное сбраживание органических отходов, преимущественно навоза, для ускорения процесса сбраживания и снижения энергоемкости. Сущность изобретения: в биореакторе корпус выполнен в виде последовательно соединенных вертикальных секций подготовки сырья и активного брожения. Секции подготовки сырья снабжены теплообменными вертикальными выгородками. Верхняя часть каждой предыдущей секции соединена трубопроводами с нижней частью каждой последующей, а последняя секция по ходу сырья соединена с последовательно соединенными теплообменными выгородками . Нижняя часть каждой предыдущей выгородки соединена с верхней частью каждой последующей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<>s С 02 F 11/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4897985/26 (22) 29.12.90 (46) 28.02,93, Бюл. М 8 (75) Л,Л, Гринюс, Д.А. Лауринавичюс и С,В. Москаленко (56) Патент ФРГ N 3411264, С 02 F 11/04, 1985. (54) БИОРЕАКТОР (57) Использование: анаэробное сбраживание органических отходов, преимущественно навоза, для ускорения процесса сбраживания и снижения энергоемкости.

Сущность изобретения: в биореакторе корИзобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов. преимущественно навоза, предназначенных для получения биогаэа, органических удобрений и обеззараживания отходов, и может быть использовано при очистке коммунальных или промышленных стоков, Цель изобретения — ускорение процесса сбраживания и снижение энергоемкости.

На чертеже изображен биореактор, продольный разрез.

Биореактор содержит секции 1 подготовки сырья, которые последовательно соединены соединительными трубопроводами

2 с секциями 3 активного брожения. Секции подготовки сырья снабжены теплообменными выгородками 4.

Все секции соединены последователь. но, причем сырье и выделившийся биогаз из верхней части каждой предыдущей секции подаеТся в нижнюю часть каждой последующей. Кроме того, секции подготовки сырья снабжены внутренними вертикальными гер„„Я2„„1798334 А1 пус выполнен в виде последовательно соединенных вертикальных секций подготовки сырья и активного брожения. Секции подго- товки сырья снабжены теплообменными вертикальными выгородками. Верхняя часть каждой предыдущей секции соединена трубопроводами с нижней частью ка>кдой последующей, а последняя секция по ходу сырья соединена с последовательно соединенными теплообменными выгородками. Нижняя часть каждой предыдущей выгородки соединена с верхней частью каждой последующей. 1 ил. метичными выгородками с хорошо теплопроводящими стенками. В эти выгородки в последовательном порядке подается отработанное сырье s направлении, противоположном потоку свежего сырья, причем отработанное сырье подается из нижней части каждой последующей выгородки в верхнюю часть каждой последующей, Секции выполнены в виде вертикальных герметичных теплоизолированных каналов, площадь поперечного сечения которых больше отношения величины расхода сырья к средней скорости осаждения шлама; для случая периодической подпитки требования по размеру каналов другие — объем секции должен быть значительно больше обьема максимально возможной дозы загрузки (подпитки).

Биореактор работает следующим образом.

Исходное сырье поступает в секции 1 подготовки, проходя их последовательно, где нагревается по регенеративному принципу уходящим отработанным сырьем и

1798334 проходит первую стадию сбраживания — ми микроорганизмами и ассоциированные с гидролиэ. В последней по ходу сырья сек- ним (шламом) твердые органические частиции подготовки, верхний слой сырья, перед цы сырья в реакторе, так как сырье в каждой тем, как поступить впервую секцию 3 актив- секции подается непосредственно в конного брожения, догревается до рабочей или 5 центрированный осадок, богатый микроорнескольковышееетемпературырециркули- ганизмами, что создает оптимальные руемым горячим биогазом (или углекислым условия для жизнедеятельности последних, газам, отведенным от биогаза), барботируе- а из верхней части секции удаляется частичмым через этот слой сырья. Затем сырье и но осветленная жидкость, степень осветлерециркулируемый газ поступают в секции 3 1О ния которой, а значит и процент задержки активного брожения, проходя их последова- органики и микроорганизмов, возрастает с тельно, увеличением высоты каждой секции, периоПосле прохождения всех секций 3 ак- дическая частичная рециркуляция тоже спотивного брожения, отработанное сырье и собствует задержке шлама в биореакторе, выделившийся биогаз поступает в последо- "5 т.к. из каждой последующей по ходу сырья вательно включенные теплообменные выго- в каждую предыдущую секцию вместе с миродки 4 секций подготовки 1, где биогаз . неральным осадком попадает значительная сепарируется в верхней части выгородок, часть наиболее концентрированного шлаоткуда непрерывно или периодически уда- ма. значительное избыточное давление, обляется, а отработанное сырье дображивает- 2О разующееся в первых по ходу секциях за ся и отдает тепло свежему сырью. счетналичияпоследовательныхгидрозатвоПоследняя по ходу выгородка 4 выполняет ров в опускных трубопроводах, обраэованроль первичного отстойника, так как забор ных биогазом, значительно повышает жидкой фракции производится не из ниж- концентрацию растворенного в жидкости ней, а из промежуточной (Ilo высоте) части 25 углекислого газа, выделяемого в результате этой выгородки, в которой в результате брожения (особенно на первых его ступебольшой скорости осаждения сброженного нях), который является сырьем для жиэнедешлама происходит значительное осветле- ятельности бактерий, что способствует ние жидкости и образование на дне осадка. оптимальному газовыделению; снизить до

Этот концентрированный шлам непрерыв- 3О минимума энергоемкость установки за счет но или периодически удаляется из нижней максимального использования тепла сброчасти выгородки 4 по трубопроводу. женного сырья путем передачи его свежему

Периодически путем открытия дренаж- сырью по регенеративному принципу, прин-. ной арматуры на трубопроводе подачи . цип "противотока" в регенеративномтеплосырья под действием избыточного давления 35 обменнике, совпадающий с направлением биогаза происходит частичная рециркуля- естественной циркуляции (охлаждаемая ция сырья. При этом избыточное количество жидкость движется вниз,а нагреваемая— минерального осадка, скопившееся на дне вверх), значительная длина теплообменникаждой из секций, попадает в предыдущую ка (равна суммарной высоте всех секций (под ходу сырья) секцию, а из первой секции 40 подготовки) и значительное время тепловоподготовки концентрированный осадок уда- ro контакта жидкостей (до 24 ч) способствует ляется наружу, Таким образом во всех сек- максимальномуэффективномутеплообмену циях количество минерального осадка s и экономии тепла, потребность во внешнем процессе всей эксплуатации остается по- подогреве сырья в данной установке будет стоя н ным. 45 .определяться только потерями тепла в окруИспользование предлагаемой установ- жающую среду, которые можно снизить, ки по сравнению с прототипом позволяет: применивэффективнуютеплоизоляцию; позначительно повысить скорость сбражива- высить надежность установки с точки зрения сырья и, как следствие, повысить удель- ния зарастания трубопроводов сырьем, так ную интенсивность газовыделения 5О как в даннойустановке использован общий (основной критерий совершенства биогазо- канал для циркуляции сырья и биогаза, что выхустановок), ееудельнуюпроизводитель- ведет к непрерывной самоочистке трубопность по обеззараживанию отходов за счет роводов, кроме того, периодическая рецирследующих факторов: соотношение между куляция сырья гарантирует сохранение . площадью поперечного сечения секций и 55 нормальной проходимости трубопроводов в расходом сырья при достаточно большой течение всего периода эксплуатации уставысоте каналов позволяет осуществить в ус- новки.. тановке многоступенчатую (по количеству Формула изобретения секций активного брожения) гравитацион- Биореактор, содержащий корпус и соеную задержку шлама с метанообразующи- динительные трубопроводы. о т л и -, à |01798334 ье

Составитель Л, Гринас

Редактор Т, Горячева Техред M,Ìoðãåíòàë Корректор Т. Палий

Заказ 750 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 шийся тем, что, с целью ускорения процесса сбраживания и снижения энергоемкости, корпус выполнен в виде последовательно соединенных вертикальных секций подготовки сырья и активного брожения, секции подготовки сырья снабжены теплообменными вертикальными выгородками, верхняя часть каждой предыдущей секции соединена трубопроводами с нижней частью каждой последующей; а последняя секция по ходу сырья соединена с последовательно соединенными теплооб5 менными выгородками, при этом нижняя часть каждой предыдущей выгородки соединена с верхней частью каждой последующей.