Биореактор

 

Использование: выработка биогаза и биоудобрения из продуктов жизнедеятельности животных и птиц, растительных остатков в тепличных хозяйствах. Сущность изобретения: биореактор содержит корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газосборником, включающим плавающий колокол, нижняя кромка которого размещена в гидравлическом затворе, и твердофазный ферментатор. Твердофазный ферментатор размещен концентрично гидравлическому затвору и выполнен со стенкой в виде полуколец с шарниром, причем плавающий колокол снабжен патрубком ввода подщелачивающей среды через дополнительный гидравлический затвор с устройством для заливки, например емкостью, а камера брожения выполнена с патрубком отвода избыточного субстрата. 2 ил.

Изобретение относится к выработке биогаза и биоудобрения из продуктов жизнедеятельности животных и птицы, растительных остатков и может быть использовано в тепличных хозяйствах.

Известен биореактор, содержащий корпус с камерой брожения и газовой полостью в верхней части его, сообщенной с газосборником (см. SU авт. свид. 1152541, кл. С 12 М 1/107, 1985).

Техническая задача изобретения повышение эффективности работы биореактора.

Это достигается тем, что в биореакторе, содержащем корпус с камерой брожения и газовой полостью в верхней части корпуса и газосборник согласно изобретению камера брожения оснащена концентрично расположенным твердофазным ферментом с гидравлическим затвором между ними, а газосборник выполнен в виде плавающего колокола, нижняя кромка которого размещена в гидравлическом затворе, причем стенка твердофазного ферментера образована укрепленными на шарнире полукольцами, плавающий колокол снабжен для ввода подщелачивающей среды, сообщенным с помощью дополнительного гидравлического затвора с устройством для заливки, а камера брожения имеет патрубок для отвода избыточного субстрата.

Такое выполнение позволяет образовывать в массе твердого субстрата слои с кислотой, нейтральной и щелочной реакцией брожения, за счет применения подщелачивающей среды (известковое молоко, вытяжка древесной золы, карбоната натрия и т.д.), причем щелочная среда возникает в области жизнедеятельности метаногенов.

На фиг. 1 показан продольный разрез биореактора; на фиг. 2 схема загрузки и разгрузки биореактора.

Биореактор содержит корпус 1 с камерой 2 брожения и газовой полостью 3 в верхней части корпуса, сообщенной с газосборником 4, включающим плавающий колокол 5, нижняя кромка 6 которого размещена в гидравлическом затворе 7. Концентрично гидравлическому затвору 7 размещен твердофазный фермент 8, стенка 9 которого образована полукольцами 10 с шарниром 11, причем плавающий колокол 5 снабжен патрубком 12 для ввода подщелачивающей среды, сообщенным через дополнительный гидравлический затвор 13 с устройством для заливки, например емкостью 14, а камера 2 брожения выполнена с патрубком 15 для отвода избыточного субстрата. Плавающий колокол 5 укреплен на направляющей штанге 16, размещенной во втулке 17 поворотной укосины 18, и снабжен патрубком 19 для отвода биогаза.

Биореактор работает следующим образом.

Плавающий колокол 5 укосиной 18 перемещают из положения "А" в положение "Б", и камеру 2 брожения загружают вручную продуктами жизнедеятельности животных и птицы (навоз, помет) и растительными остатками. Загрузку утрамбовывают и сверху заливают стоиками, гидравлический затвор 7 заполняют водой и колокол 5 перемещают из положения "Б" в положение "А". Через 5-10 суток наступает процесс брожения с выделением биогаза, причем первые порции содержат избыточное количество углекислоты и этот газ выпускают в помещение теплицы. С началом брожения из емкости 14 через дополнительный гидравлический затвор 13 и патрубок 12 в камеру 2 брожения вводят подщелачивающую среду. В результате обработки образуются последовательно размещенные слои субстрата: "В" щелочной, "Г" нейтральный и "Д" сохраняет кислую реакцию, что соответствует жизнедеятельности кислотогенов, ацетогенов, ацетогидрогенов и метаногенов по высоте камеры 2. Процесс брожения продолжается 30-40 суток, причем избыточную жидкую составляющую субстрата отводят по патрубку 15 и используют для подкормки растений в качестве биостимулятора. При исчерпывании биогенных элементов питания колокол 5 опускается, вытесняя остатки биогаза из газосборника 4. Стенку 9 твердофазного фермента 8 из полуколец 10 разводят относительно шарнира 11 из положения "А" в положение "Б" и выгружают компост. Полукольца 10 после выгрузки сдвигают из положения "Б" в положение "А", поднимают колокол 5 и укосиной 18 переводят его из положения "А" в положение "Б" и выполняют перегрузку субстрата из камеры 2 брожения в ферментер 8, оставляя там порядка десятой части в качестве закваски. Камеру 2 заполняют свежим субстратом и повторяют описанные ранее операции. Твердофазная ферментация обеспечивает термостатирование процесса брожения в камере 2.

Формула изобретения

Биореактор, содержащий корпус с камерой брожения и газовой полостью в верхней части корпуса и газосборник, отличающийся тем, что камера брожения оснащена концентрично расположенным твердофазным ферментером с гидравлическим затвором между ними, а газосборник выполнен в виде плавающего колокола, нижняя кромка которого размещена в гидравлическом затворе, причем стенка твердофазного ферментера образована укрепленными на шарнире полукольцами, плавающий колокол снабжен патрубком для ввода подщелачивающей среды, сообщенным с помощью дополнительного гидравлического затвора с устройством для заливки, а камера брожения имеет патрубок для отвода избыточного субстрата.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2