Биометановая установка

 

Использование: утилизация навоза с выработкой биогаза и биоудобрений на фермах крупного рогатого скота предприятий АПК. Сущность изобретения: биометановая установка содержит корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения с патрубками отбора субстрата в верхних частях и патрубками подвода через диспергатор в нижних частях, причем камера кислого брожения через диспергатор сообщена со сборником гидросбыта и гидросплава навоза, а камера метанового брожения сообщена с газосборником, включающим сборник осветленной воды и плавающий колокол, при этом с внешней стороны корпуса размещен аэробный твердофазный ферментатор, включающий канал с перфорированной перегородкой и перфорированным стояком, сообщенными с нагревателем воздуха. Твердофазный ферментатор выполнен с откидными стенками с левой и правой стороны корпуса на шарнирах со смещением во времени их откидывания, причем верхняя часть ферментатора сообщена по иловому осадку с камерой метанового брожения, а канал ферментатора - со сборником осветленной воды газосборника биометановой установки. 2 ил.

Изобретение относится к утилизации навоза с выработкой биогаза и биоудобрения и может быть использовано на фермах крупного рогатого скота предприятий АПК.

Известна биометановая установка, содержащая корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения с патрубками отбора субстрата в верхней части и подвода через диспергатор в нижней, причем камера кислого брожения через диспергатор сообщена со сборником гидросмыва и гидросплава навоза, а камера метанового брожения сообщена с газосборником, включающим сборник осветленной воды и плавающий колокол (Виестур У.Э. и др. системы ферментации, Рига, 1986, с. 19), недостатком которой является высокий расход энергии на термостабилизацию процесса брожения.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности работы установки.

Поставленная задача решается тем, что твердофазный ферментатор выполнен с откидными стенками на шарнирах с левой и правой стороны корпуса со смещением во времени их откидывания, причем верхняя часть ферментатора сообщена по иловому осадку с камерой метанового брожения, а канал ферментатора, со сборником осветленной воды газосборника, причем канал выполнен с перфорированной перегородкой и перфорированным стояком.

Выполнение твердофазного ферментатора с откидными стенками и смещение во времени периодического опорожнения загрузки уменьшает до минимума влияния термостатирования на процесс брожения. Собственно продолжительность разгерметизации продолжается менее часа при установке стенки в вертикальное положение термостатирование выполняется не нарушенной частью ферментатора. При этом часть загрузки остается в качестве "затравки". Использование илового осадка из камеры метанового брожения для заполнения твердофазного ферментатора повышает степень его распада и качество биоудобрения.

На фиг. 1 схематически показан продольный разрез установки; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Биометановая установка содержит корпус 1 с перегородками 2 камер: 3- кислого, 4 нейтрального, 5 щелочного; 6 метанового брожения, с патрубками 7 отбора субстрата в верхних частях и патрубками 8 для подвода через диспергатор 9 в нижних частях, причем камера 3 кислого брожения через диспергатор 9 сообщена со сборником 10 гидросмыва и гидросплава навоза, а камера 6 ментанового брожения сообщена с газосборником 11, включающим сборник 12 осветленной воды и плавающий колокол 13, при этом с внешней стороны корпуса 1 размещен аэробный твердофазный ферментатор 14, включающий канал 15 с перфорированной перегородкой 16 и перфорированным стояком 17, сообщенными с нагревателем 18 воздуха. Твердофазный ферментатор 14 выполнен с откидными стенками 19 и 20 с левой и правой стороны корпуса 1 на шарнирах 21 со смещением во времени их откидывания, причем верхняя часть 22 ферментатора 14 сообщена по иловому осадку с камерой 6 метанового брожения, а канал 15 ферментатора 14 со сборником 12 осветленной воды газосборника 11 биометановой установки.

Биометановая установка работает следующим образом.

Гидросмыв и гидросплав навоза из сборника 10 диспергатором 9, который гомогениизирует взвеси, непрерывно поступает в камеру 3 кислого брожения и последовательно проходит по камерам 4 нейтрального, 5 щелочного и 6 - метанового брожения. В каждой камере субстрат рециркулирует через диспергатор 9, например, системой запорной арматуры, управляемой от реле времени (не показан), что приводит к гомогенизации субстрата, отбираемого через патрубок 7 и вводимого в соответствующую камеру по патрубку 8, что препятствует агрегатированию частиц, в частности образованию корки в верхних частях камер. Биогаз из камеры 6 метанового брожения отводят в газосборник 11 под плавающий колокол 13.

Для термостатирования процесса брожения используют твердофазный ферментатор 14, размещенный с внешней стороны корпуса 1. На перфорированную перегородку 16 и вокруг перфорированных стояков 17 располагают растительные остатки (сено, солому и т.д.) для исключения явления кальматации закупорки отверстий и на образованную таким образом подложку подают твердую составляющую илового осадка из камеры 6 метанового брожения в верхнюю часть 22 ферментатора 14 с аэробным разложением недоброда в присутствии кислорода воздуха, вдуваемого нагнетателем 18 через канал 15 и стояки 17. Распад органики недоброда приводит к повышению температуры до 50-70^oC, что обеспечивает термостатирование процессов брожения в камерах 3, 4, 5, 6. Жидкая составляющая недоброда фиксируется через слой компоста и из канала 15 поступает в гидравлический затвор сборника 12 и в дальнейшем используется для гидросмыва и гидросплава навоза, т.е. водообороте. Обработка недоброда в ферментаторе 14 при температуре 50-70^oC приводит к гибели патогенной флоры и потере всхожести сорняков.

Периодически стенки 19 и 20 на шарнире 21 переводят из положения "Б" в положение "В" и выполняют выгрузку компоста, причем часть его оставляют для "затравки" при переводе стенки 20 в вертикальное положение "Б". С торцов и сверху корпус 1 закрывают, например, пленкой для устранения потерь тепла, а воздух, подаваемый нагнетателем 18, выводится через неплотности в соединениях. Забор воздуха из помещения фермы способствует снижению уровня запахов, т.е. создаются санитарно-гигиенические условия для обслуживающего персонала. Биотермическая стабилизация процессов брожения устраняет расходование биогаза на внутренние нужды установки.

Процесс выгрузки компоста составляет доли часа и существенного влияния на термостатирование брожения не оказывает.

Формула изобретения

Биометановая установка, содержащая корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения с патрубками отбора субстрата в верхних частях и патрубками подвода через диспергатор в нижних частях, причем камера кислого брожения через диспергатор сообщена со сборником гидросмыва и гидросплава, а камера метанового брожения сообщена с газосборником, включающим сборник осветленной воды и плавающий колокол, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит твердофазный ферментатор, расположенный с внешней стороны корпуса и содержащий канал с перфорированной перегородкой и перфорированным стояком, сообщенными с одной стороны с нагнетателем воздуха, а с другой стороны со сборником осветленной воды, причем ферментатор выполнен с независимо открываемыми стенками с левой и правой сторон корпуса, укрепленными на шарнирах, а верхняя часть ферментатора сообщена с камерой метанового брожения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2