Биореактор

 

Назначение: утилизация продуктов жизнедеятельности животных, птицы, человека, растительных остатков для выработки биогаза. Сущность изобретения: биореактор содержит корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газовой емкостью, включающей плавающий колокол с патрубком отвода биогаза и гидравлическим затвором, и размещенный с внешней стороны корпуса твердофазный ферментатор. Концентрично плавающему колоколу размещена прозрачная перегородка с образованием дополнительной газовой полости над твердофазным ферментатором, содержащим раздвижную перегородку, например, с шарниром. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к утилизации продуктов жизнедеятельности животных, птицы, человека, растительных остатков: углерод-азотсодержащих отходов, различных стоков для выработки биогаза в индивидуальных хозяйствах.

Известен биореактор, содержащий корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газовой емкостью, включающей плавающий колокол с патрубком отвода биогаза и гидравлическим затвором. [1] недостатком которого является высокий расход биогаза на термостатирование процесса брожения.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности переработки отходов при их утилизации и переводе в биогаз. Задача решается тем, что концентрично плавающему колоколу размещена прозрачная перегородка с образованием дополнительной газовой полости над твердофазным ферментатором, включающим раздвижную перегородку, например, с шарниром.

На фиг. 1 показан продольный разрез биореактора; на фиг. 2 схема биореактора при разгрузке твердофазного ферментатора.

Биореактор содержит корпус 1 с камерой 2 брожения в нижней части и газовой полостью 3 в верхней, сообщенной с газовой емкостью 4, включающий колокол 5 с патрубком 6 отвода биогаза и гидравлическим затвором 7 и размещенным концентрично ему твердофазным ферментатором 8, а концентрично плавающему колоколу 5 размещена прозрачная перегородка 9, например из полиэтиленовой пленки, с образованием дополнительной газовой полости 10 над твердофазным ферментатором 8, включающим раздвижную перегородку 11, например, с шарниром 12. Плавающий колокол 5 выполнен со шлангом 13, размещенной в направляющей 14 укосины 15, причем колокол 5 снабжен подъемным устройством, включающим блок 16, трос 17 и лебедку 18.

Биореактор работает следующим образом.

При приподнятом колоколе 5 с помощью подъемного устройства, включающего блок 16, трос 17 и лебедку 18, и сдвинутой в сторону на опоре 19 укосины 15 перегружают недоброд из камеры 2 брожения в твердофазный ферментатор 8, затем устанавливают на место колокол 5. В твердофазном ферментаторе 8 за счет термохимических процессов температура повышается до 50 70^oC, что приводит к гибели патогенной флоры и потере всхожести семян сорняков. Одновременно тепло, выделяющееся в твердофазном ферментаторе 8 через гидравлический затвор 7, термостатирует процесс брожения в камере брожения 2. Выделяющийся биогаз поднимает колокол 5 из положения "А" в положение "Б" с отбором его через патрубок 6, при этом направляющая штанга 13 перемещается по направляющей 14 укосины 15, обеспечивая центрирование колокола 5 относительно гидравлического затвора 7. Прозрачная перегородка 9 и дополнительная газовая полость 10 термостатируют процессы в камере 2 и твердофазном ферментаторе 8 и снижают до минимума распространение запаха и потери азота в атмосферу. После завершения процесса брожения и снижения выхода биогаза отводят в сторону колокол 5, раздвигают в сторону перегородку 11, например, относительно шарнира 12 и выгружают содержимое из твердофазного ферментатора 8, являющееся ценным удобрением/ лишенным запаха и с погибшей патогенной флорой и семенами сорняков. Из камеры 2 при сдвинутой в кольцо перегородке 11 в твердофазный ферментатор 8 перегружают недоброд, а в камеру 2 загружают свежие отходы. Часть недоброда оставляют в качестве затравки процесса брожения на днище камеры 2. Для эффективного брожения загрузки в камере 2 колебания температуры не должно превышать 1^oC в сутки. Это достигается за счет изоляции с боковой поверхности гидравлическим затвором 7 с водой, обладающей высокой инерционностью и слоем компоста в твердофазном ферментаторе 8, снизу камера 2 термостатируется грунтом, а сверху слоем биогаза под плавающим колоколом 5 и газовой полостью 10 и прозрачной перегородкой 9.

Такие биореакторы целесообразны для объемов камеры 2 брожения порядка 1, 2 и 3 кубометра загрузки. Целесообразна работа параллельных двух биореакторов, когда один работает с максимальным выходом биогаза, а во втором происходит снижение выхода биогаза и перезагрузка и выход на эксплуатационный режим.

Формула изобретения

1. Биореактор, содержащий корпус с камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней части, соединенной с газовой емкостью в виде плавающего колокола с патрубком отвода биогаза и гидравлическим затвором, причем под колоколом концентрично колоколу установлен твердотельный ферментатор, отличающийся тем, что между колоколом и ферментатором концентрично размещена прозрачная перегородка, а твердотельный ферментатор содержит раздвижную перегородку.

2. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что прозрачная перегородка выполнена из полимерной пленки.

3. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что раздвижная перегородка выполнена с шарниром.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2