Установка для анаэробной обработки отходов

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для обработки отходов, в частности навоза на животноводческих фермах и комплексах. Цель изобретения - интенсификация процесса сбраживания за счет сокращения времени технологической выдержки, сокращения реакционного объема, повышения выхода биогаза и удобрительной ценности обработанных отходов. Установка содержит подогреватели отходов, ферментер нагретых отходов и снабжена центрифугами первой и второй ступеней, реактором-гасителем, абсорбером и газгольдерами для сбора биогаза, причем змеевик подогревателя и рубашка ферментера соединены с трубопроводом фугата центрифуги второй ступени, газгольдер биогаза из ферментера через компрессор и трубопровод нагнетания соединен с реактором-гасителем, связанный с емкостью для извести, а абсорбер соединен с трубопроводом рециркуляции фугата и снабжен трубопроводами аммиачной воды и концентрированного биогаза. 1 ил.

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 С 02 F 11/04, 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4310315/31-26 (22) 29.09.87 (46) 23.08.90. Бюл. №- 31 (71) Харьковский политехнический институт им. В,И.Ленина (72) Г.А.Ткач, В.Ф.Моисеев, N.Г.Зинченко, В,П.Шапорев, И.В. Семененка и С.И.Якушко (53) 628.336(088.8) (56) Заявка Японии ¹ 57-41318, кл, С 02 Р 3/28, 1982. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ АНАЭРОБНОИ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ (57) Изобретение относится к.биотехнологии и может быть использовано для обработки отходов, в частности навоза на животноводческих фермах и комплексах, Цель изобретения — интенсификация процесса сбраживания эа счет сокИзобретение относится к биотехнологии H может Быть использовано для обработки отходов, в частности для .переработки навоза на животноводческих фермах и комплексах.

Цель изобретения — интенсификация процесса анаэробной обработки за счет сокращения времени технологической выдержки, сокращения реакционного объема, повышения выхода биогаза и удобрительной ценности обработанных отходов °

На чертеже изображена технологическая схема установки,.

Установка содержит сборник 1 отхо- дов с погружным насосом 2, соединен-. ный через трубопровод 3 подачи отхо„„Я0„„1587О21 А 1

2 ращения времени технологической выдержки, сокращения реакционного объема, повышения выхода биогаза и удобрительной ценности обработанных отхо" дов. Установка содержит подогреватели отходов, ферментер нагретых отходов и снабжена центрифугами первой и второй ступеней, реактором-гасителем, абсорбером и газгольдерами для сбора био- " газа, причем змеевик подогревателя .и рубашка ферментера соединены с трубопроводом фугата центрифуги второй ступени, газгольдер биогаза из ферментера через компрессор и трубопровод нагнетания соединен с реакторомгасителем, связанный с емкостью для извести, а абсорбер соединен с трубо-, проводом рециркуляции фугата и снабжен трубопроводами аммиачной воды и концентрированного биогаза.,1 ил ° дов с ловушкой 4, снабженной трубопроводом 5 промывной . воды, подогреватель 6 со змеевиковым теплообменником

7, соединенный входом с трубопроводом

8 фугата центрифуги 9 второй ступени, а выходом — с трубопроводом 10 рецир куляции фугата абсорбера 11, снабженного патрубками ввода сжатого очищенного биогаза 12 и вывода кднцентрированного биогаза 13 и трубопроводом 14 аммиачной воды, дополнительный подо- с греватель 15, установленный после подогревателя 6, с трубопроводом 16 нагретых отходов и со змеевиковым теп лообменником 17, соединенным входом с трубопроводом 18 горячей воды, а выходом — с трубопроводом 1 9 охлажденной воды.

С

3 1587021 г

Дополнительный подогреватель 15 через трубопровод 16 нагретых отходов соединен с патрубком 20 ввода отходов ферментера 21, снабженного рубашкой

22, мешалкой 23, патрубками вывода отходов 24 и биогаза 25, причем рубашка 22 ферментера 21 соединена с ггрубопровсдом 8 фугата центрифуги 9 второй ступени.

1О

Ферментер 21 через патрубок 24 выода отходов соединен с емкостью 26 я сбора отферментированной массы, ентрифугой 27 первой ступени, емкотью 28 для сбора фугата и насосом ,9 первой ступени, а через трубопро-. вод 30 фугата первой ступени — с реактором-гасителем 31 с емкостью 32 фля извести, снабженным патрубками вода бисгаза 33 и вывода очищаемого: иогаза 34 и трубопроводом 35 обезза1гаженнсгс фугата, соединенным с емкостью 36 для обеззараженного фугата !

» центрифугой 9 второй ступени. Фер »ентер 21 через патрубок 25 вывода .биогаза соединен с газгольдером 37, Который через компрессор 38 с трубо1»ровсдом 39 нагнетания соединен с патрубком 33 ввода биогаза реакторагасителя 3!.

Патрубок 34 вывода очищенного бисгаэа через компрессор 40 очищенного биогаза и трубопровод 41 нагнетания очищенного биогаза соединен с патрубком 1 2 ввода сжатого очищенного биогаза абсорбера 11, который патрубком

13 концентрированного биогаэа через трубопровод 42 концентрированногс биогаэа соединен с гаэгольдерои 43 концентрированного биогаэа.

О

Установка работает следующим об- . разом.

Исходное сырье, например навоз, смывают таким количеством воды, которое обеспечивает содержание сухого вещества в жидком навозе 6-103, и подают в сборник 1 отходов. Полученный субстрат погружным насосом 2 направляют по трубопроводу 3 подачи отходов через ловушку 4 в подогреватель 6, а

БО затем в дополнительный подогреватель \

15. Ловушку периодически промыв ают очищенным фугатом и сток по трубопроводу 5 промывной воды подают в сборник 1 отходов. Подогреватель 6 и дополнительный подогреватель 15 снабже55 ны мешалками (не показаны) и змееви= ковыми теплообменниками 7 и 17, причем в змеевик 7 подогревателя 6 по трубопроводу 8 фугата фентрифуги 9 второй ступени с насосом подают горя-. чий фугат после центрифуги 9 второй ступени с температурой 60 С, а в змеевик дополнительного подогревателя

17 по трубопроводу 18 горячей воды подают воду иэ теплоцентрали. Экономия биогаза на подогрев теплоносителя эа счет использования вторичного тепла фугата в дополнительном подогравателе 1/ составляет 50 нм /сут.

В подогревателе 6 осуществляют подогрев, а в дополнительном подогревателе 17 — выдерживание сырья при темо пературе метаногенеэа (55 C) в течение 8-10 ч. Подготовленньп» таким образом субстрат по трубопроводу 16 нагретых отходов подают в ферментер 21, имеющий патрубки ввода отходов 20, вывода отходов 24 и биогаза 25. Ферментер снабжен мешалкой 23 и рубашкой 22 для обогрева аппарата и поддержания оптимальной температуры феро ментации (55 С). В змеевики рубашки

22 пс трубопроводу 8 фугата второй ступени подают горячий фугат после центрифуги 9 второй ступени, За счет эффективной подготовки сырья в подогревателях 7 и 17 время сбраживания сырья в ферментере сокращается дс

7-8 сут (против 20-50 сут по известному способу). При этом образуется

1 5-17 и биогаэа в 1 ч с содержанием з метана 60-70Х, который поступает в газгольдер 37. Сброженпую массу через патрубок 24 вывода отходов подают в емкость для сбора отферментированной массы 26. Иэ емкости 26 биомассу определенными порциями периодически подают на центрифугу 27 первой ступе— ни для разделения, оттуда обеэвоженный осадок (шлам)подают на автотранспорт для вывода, а фугат поступает в емкость 28 для сбора фугата и насосом

29 первой ступени по трубопроводу 30 фугата первой ступени подается в реактор-гаситель 31.

Реактор-гаситель предназначен для дополнительного обеззараживания фугата, а также очистки биогаэа от диоксида углерода. Он представляет собой колонньп» аппарат, оснащенный крупнодырчатыми тарелками, имеющий патрубок

33 ввода биогаза на очистку от СО: .. и патрубок 34 вывода очищенного био1 газа, а также трубопровод 35 обеззараженного фугата. Известь иэ емкости

32 с дозатором и фугат первой ступени

5 158 подают в аппарат 31 прямотокбм в массовом соотношении известь: фугат =

1-20:25, взаимодействие потоков с образованием гашеной; извести происходит на контактных элементах — дырчатых тарелках. При этом температура о смеси повышается до 65-75 С и патогеш«ые микроорганизмы, сохранившие жизнеспособность при ферментации, гибнут. Таким образом достигается гарантированное обеззараживание фугата, Одновременно компрессором 38 из газгольдера 37 по трубопроводу,39 нагнетания через патрубок 33 ввода биогаза подается биогаз, который поднимается противотоком к фугату. При взаимодействии этих потоков на контактных элементах происходит абсорбция диоксида углерода гашеной известью, концентрация метана в биогаэе возрастает до

90%.

При обработке фугата гашеной из— вестью в реакторе-гасителе 31 происходит быстрое осветление жидкости, исчезновение черного цвета и неприятного запаха, при этом в осадок выпадают легко фильтрукициеся гидроокиси, карбонаты, фосфаты, нитраты кальция и железа, IIEcок. Обеззараженный фугат выводится из нижней части реакторагасителя и по трубопроводу 25 обеззараженного фугата попадает в емкость

36, а затем направляется на центрифугу 9 второй ступени, где определяется твердая фаза (шлам) с влажностью 4050%, а фугат по трубопроводу 8 фугата второй ступени подают в змеевиковый теплообменник подогревателя 6, Отделенный на центрифуге 9 шлам содержит до 10 кг/т связанного азота, до 15 кг/т связанного фосфора (Р О ), до 3 кг/т связанного калия (в пересчете на

К О); 20 кг/т СаСО а также примеси железа,, песок и может быть использован как фосфорно-азотное удобрение, обладающее свойствами мелиоранта, 7021 6 кости, охлажденной е подогревателе 6 о до 25-30 С, с биогазом и хемосорбция аммиака, а также диоксида углерода из газового потока. Обогащенный биогаз с концентрацией метана 95% направляется по трубопроводу 42 концентрированного биогаэа в газгольдер 43, откуда направляется потребителю, Фугат, подаваемый в абсорбер 11, циркулирует по трубопроводу 10 рециркуляции фугата, замкнутому контуру до получения аммиачной воды, которая периодически выводится иэ контура по трубопроводу 14 аммиачной воды и используется в качестве удобрения °

Таким образом, предлагаемая установка позволяет сократить время технологической выдержки в ферментере до

7-8 сут, повысить выход биогаэа и удобрительную ценность обработанных отходов, а кроме того, происходит доочистка осветленных стоков.

Формула изобретения

Установка для анаэробной обработки отходов, с оде ржаща я сборник отходов, подогреватель со эмеевиковым теплооботходов и вывода отходов и биогаза, рубашкой иперемешивающим устройством, газгольдер, емкость для извести, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью интенсификации процесса анаэробной обработки эа счет сокращения времени технологической выдержки, сокращения реакционного объема, повышения выхода биогаза, повышения удобрительной ценности обработанных отходов, она снабжена дополнительным подогревателем, установленным после подогревателя и соединенным через трубопровод нагретых отходов с патрубком ввода отходов ферментера, реакторомгасителем с патрубками ввода биогаза и вывода очищенного биогаза и трубопроводом обеззараженного фугата, сое30.менником,ферментер с патрубками ввода

Биогаз из реактора-носителя 31 компрессором 40 очищенного биогаэ а по трубопроводу 41 нагнетания очищенного биогаэа подается в тарельчатый абсорбер 11 для извлечения примесей аммиака. Лбсорбер снабжен патрубками ввода сжатого очищенного биогаза 12 и вывода концентрированного биогаза 13, а также трубопроводом 10 рециркуляции фугата, На тарелках абсорбера происходит взаимодействие осветленной жиддиненным с емкостью для извести, аб сорбером, снабженным патрубками сжа-. того очищенного биогаза и вывода концентрированного биогаза и трубопроводами аммиачной воды и рециркуляции фугата, центрифугами первой и второй ступеней с трубопроводами фугата, причем центрифуга первой ступени через трубопровод фугата первой ступени сбединена с реактором-гасителем, подогреватель со змеевиковым теплообмен1587021

Составитель E . .Войцеховская

Редактор И,Дербак Техред Л.Олийнык Корректор С,Шевкун

Заказ 2396 Тираж 798 Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина„101

М и псом соединен входом с трубопроводом фугата центрифуги второй ступени, а вы— одом — с трубопроводом рециркуляции фугата абсорбера, рубашка ферментера, 5 также соединена с трубопроводом фугата центрифуги второй ступени, а газгольдер снабжен компрессором с трубопроводом нагнетания, через который он соединен с патрубком ввода биогаза реактора-гасителя.