Биореактор для теплиц

 

Использование: утилизация навоза и помета с выработкой биогаза для обогрева теплиц, биоудобрения для грунта и субстрата для внекорневой подкормки растений. Сущность: биореактор содержит корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газосборником, включающем плавающий колокол, нижняя кромка которого погружена в гидравлическом затворе. С внешней стороны размещен твердофазный ферментатор, а концентрично ему между двумя обечайками размещен регенеративный теплообменник, заполненный насадкой, например, стальной стружкой, в нижней части которого установлена газовая горелка сжигания биогаза, а верхняя часть сообщена с помещением теплицы. Твердофазный ферментатор снабжен коллектором подвода жидкости в верхней части и патрубком отвода стоков нижней части. 1 ил.

Изобретение относится к утилизации навоза и помета с выработкой биогаза для обогрева теплиц, биоудобрения для грунта и субстрата для внекорневой подкормки растений.

Известен биореактор, с внешней стороны которого размещен твердофазный ферментатор, в котором низкая эффективность твердофазной ферментации и соответственно термостатирования процесса брожения, что снижает эффективность его работы [1] Известен биореактор, содержащий корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газосборником, включающем плавающий колокол, нижняя кромка которого погружена в гидравлическом затворе в виде двух концентрически расположенных обечаек, заполненных водой, недостатком которого является высокий расход энергии на термостатирование процесса брожения [2] Цель изобретения повышение эффективности работы биореактора - достигается тем, что концентрично твердофазному ферментатору между двумя обечайками размещен регенеративный теплообменник, заполненный насадкой, например, стальной стружкой, в нижней части которого размещена газовая горелка сжигания биогаза, а верхняя часть сообщена с помещением теплицы, а твердофазный ферментатор снабжен коллектором подвода жидкости в верхней части и патрубком отвода стоков в нижней части.

Процессы в твердофазном ферментаторе протекают при температуре 50-70^oC, что обеспечивает гибель патогенной флоры помета или навоза, предварительно обработанного в камере брожения. Для повышения температуры компоста в твердофазном ферментаторе для устранения всхожести семян сорняков концентрично ему размещен регенеративный теплообменник, насадка которого обогревается продуктами сгорания биогаза. Для исключения подсыхания компоста его орошают из коллектора, размещенного в верхней части ферментатора, а внизу собирают стоки, которые используют для внекорневой подкормки растений. Образующиеся продукты сжигания биогаза: двуокись углерода и водяные пары стабилизируют атмосферу в теплице и термостатируют процесс брожения навоза и помета.

На чертеже показан продольный разрез биореактора для теплиц.

Биореактор содержит корпус 1 с камерой 2 брожения в нижней части и газовой полостью 3 в верхней, сообщенной с газосборником 4, включающем плавающий колокол 5, нижняя кромка 6 которого погружена в гидравлическом затворе 7 в виде двух концентричных обечаек 8 и 9. С внешней стороны биореактора между обечайками 9 и 10 размещен твердофазный ферментатор 11, а концентрично ему между обечайками 10 и 12 размещен регенеративный теплообменник, заполненный насадкой 13, например, стальной стружкой, в нижней части которого размещена газовая горелка 14, а верхняя часть 15 сообщена с помещением теплицы, а твердофазный ферментатор 11 снабжен коллектором 16 подвода жидкости в верхней части и патрубком 17 отвода стоков в нижней части. Колокол 5 снабжен патрубком 18 подвода подщелачивающей жидкости и направляющей трубой 19, перемещающейся в направляющей втулке 20 укосины 21. Корпус 1 выполнен с патрубком 22 отвода стоков из камеры 2 брожения. Колокол 5 выполнен с патрубком 23 отвода биогаза в горелку 14.

Биореактор для теплиц работает следующим образом.

Навоз или помет, завозимый в теплицу, при отведенном в сторону колоколе 5, загружают в камеру брожения 2. Заполняют водой гидравлический затвор 7 и опускают в него кромкой 6 колокол 5. Сверху загрузку орошают через патрубок 18 известковым молоком, вытяжкой из древесной золы или другим подщелачивающим составом. Образующийся биогаз отводят через патрубок 23 и сжигают в горелке 14, нагревая насадку 13 регенеративного теплообменника, при это продукты сгорания отводят через верхнюю часть 15 в помещение теплицы, выполняя обогрев и повышение влажности. Жидкую составляющую из камеры 2 брожения отводят через патрубок 22 и используют для внекорневой подкормки растений. Через 30-40 суток обечайки 10 и 12 раздвигают, колокол 5 отводят в сторону и после выгрузки компоста из твердофазного ферментатора 11 обечайки 10 и 12 сводят вместе их половины, и твердую составляющую послеброжевого остатка перегружают из камеры 2 в твердофазный ферментатор 11, в котором происходит его дополнительное разложение при орошении жидкостью из коллектора 16, что позволяет получать высокоэффективное удобрение, а из патрубка 17 подкормку для растений.

Формула изобретения

Биореактор для теплиц, содержащий корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газосборником, включающим плавающий колокол, нижняя кромка которого погружена в гидравлический затвор в виде двух концентрично расположенных обечаек, заполненных водой, а с внешней стороны размещен твердофазный ферментатор, отличающийся тем, что концентрично твердофазному ферментатору между двумя обечайками размещен регенеративный теплообменник, заполненный насадкой, например, стальной стружкой, в нижней части которого размещена газовая горелка сжигания биогаза, верхняя часть сообщена с помещением теплицы, а твердофазный ферментатор снабжен коллектором подвода жидкости в верхней части и патрубком отвода стоков в нижней части.

РИСУНКИ

Рисунок 1