Устройство для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза (биотуалет без канализации)

 

Использование: анаэробное сбраживание органических отходов и может быть применено в качестве биотуалета без канализации для отдельно стоящих жилых домов (дача, загородный дом и т.д.). Сущность изобретения: устройство содержит горизонтальный корпус, разделенный перегородкой на две последовательно соединенные секции. В первой секции установлены узлы раздельной загрузки жидких и твердых отходов. Во второй секции - узел выгрузки сброженной массы, который через насос связан с емкостью ее хранения. Узел загрузки твердых отходов снабжен дробилкой, соединенной с электродвигателем с валом мешалки, имеющей вертикальные винтообразные лопасти, насаженные на горизонтальный вал. Корпус снабжен водяной рубашкой с нагревателем в виде ТЭНа, утеплителем и датчиками минимального и максимального уровней сбраживаемой массы. Узел загрузки жидких отходов соединен с источником жидких отходов трубопроводом, установленным с уклоном в сторону корпуса. Корпус снабжен съемной боковой крышкой с Г-образной переливной трубкой. Устройство позволяет создать равномерный нагрев и перемешивание сбраживаемой массы. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для анаэробного сбраживания органических отходов и может быть использовано, в частности, в качестве биотуалета без канализации для отдельно стоящих жилых домов (дача, загородный дом и т.д.).

Оно предназначено для получения биогаза (метана) и экологически чистых, лишенных патогенной микрофлоры нитритов и нитратов, удобрений.

Известно устройство для анаэробного сбраживания органических отходов с образованием метана, содержащее камеры для сбраживания отходов, систему перемешивания, подогрева, отвода метана, узлы загрузки и выгрузки твердого субстрата [1].

Недостатками известного устройства являются его большие габариты и сложность.

Известно наиболее близкое к предлагаемому техническое решение - устройство для анаэробного сбраживания органических отходов сполучением биогаза, содержащее горизонтальный корпус, разделенный перегородками на последовательно соединенные секции, нагреватель, механическую мешалку, узлы загрузки отходов и выгрузки сброженной массы, отвод биогаза, насос [2].

Недостатком известного устройства является неравномерность нагрева и перемешивания сбраживаемой массы.

Целью изобретения является создание равномерного нагрева и перемешивания сбраживаемой массы.

Данная цель достигается тем, что в устройстве для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза, содержащем горизонтальный корпус, разделенный перегородками на последовательно соединенные секции, нагреватель, механическую мешалку, узлы загрузки отходов и выгрузки сброженной массы, согласно изобретению, корпус снабжен водяной рубашкой с утеплителем и датчиками минимального и максимального уровней сбраживаемой массы, нагреватель выполнен в виде ТЭНа и установлен на водяной рубашке, в первой секции расположены узлы раздельной загрузки жидких и твердых отходов, во второй - узел выгрузки сброженной массы, причем узел загрузки твердых отходов снабжен дробилкой, связанной с валом мешалки и с электродвигателем.

Кроме того, мешалка выполнена в виде вертикальных винтообразных лопастей, насаженных на горизонтальный вал.

Кроме того, узел загрузки жидких отходов соединен с источником жидких отходов трубопроводом, установленным с уклоном в сторону корпуса.

Кроме того, устройство снабжено съемной боковой крышкой, в которую вмонтирована переливная трубка Г-образной формы, низ которой ниже минимального уровня, а верх трубки - на высоте максимального уровня сбраживаемой массы.

На фиг. 1 представлен общий вид предложенного устройства.

На фиг. 2 - продольный разрез устройства.

Устройство для анаэробного сбраживания органических отходов содержит горизонтальный корпус 1, вокруг которого расположена водяная рубашка 2 для его обогрева при помощи нагревателя ТЭНа 3. Поверх водяной рубашки 2 имеется утеплитель 4.

Корпус 1 разделен на две секции вертикальной перегородкой 5. В первой секции установлены узлы 6 и 7 загрузки жидких отходов и твердых отходов. Узел 6 загрузки жидких отходов соединен трубопроводом 8 с источником жидких отходов, например, унитазом 9 и сливным бачком 10. Трубопровод 8 установлен с уклоном в сторону корпуса 1. Узел 7 загрузки твердых отходов снабжен дробилкой 11, соединенной с электродвигателем 12 и с валом мешалки 13, имеющей вертикальные винтообразные лопасти 14. Корпус 1 выполнен со съемной боковой крышкой 15, предназначенной для ремонта и обслуживания устройства. В крышке 15 установлена Г-образная переливная трубка 16.

Узел 17 выгрузки сброженной массы размещен внизу корпуса 1 и связан через насос 18 с емкостью 19 для хранения удобрений. Датчики 20 и 21 минимального и максимального уровней сбраживаемой массы соединены с насосом 18. В верхней части корпуса 1 размещен отвод 22 биогаза (метана).

Все устройство расположено в колодце 23.

Устройство работает следующим образом.

Загрузку корпуса 1 осуществляют через узлы 6 и 7 загрузки жидких и твердых отходов. Источником жидких отходов могут быть, например, сточные воды от унитаза 9 с бачком 10, установленные в теплом помещении, которые самотеком по трубопроводу 8 попадают в первую секцию корпуса 1 через узел 6 загрузки жидких отходов. Пищевые отходы, бумагу, траву и т.д. загружают вручную также в первую секцию корпуса 1 через узел 7 загрузки твердых отходов.

Для измельчения отходов в узле 7 загрузки твердых отходов установлена дробилка 11, соединенная с электродвигателем 12 и с валом мешалки 13. Включение дробилки 11 производят вручную (от кнопки) во время загрузки отходов. Выключение дробилки 11 производят по мере измельчения отходов.

Электропривод дробилки 11 совмещен с приводом мешалки 13, поэтому перемешивание субстрата в корпусе 1 осуществляется по мере включения дробилки 11.

Винтообразные лопасти 14 мешалки 13 выполнены таким образом, что при перемешивании разбивается корка на поверхности сбраживаемой массы и обеспечивается ее перелив через перегородку из первой секции во вторую.

Производят разогрев сбраживаемой массы до 52-55^oC с помощью водяной рубашки 2 и теплового ТЭНа 3. Температура регулируется при помощи терморегулятора (на чертеже не показан). При достижении температуры реакции начинается процесс метангенерации. Образующийся биогаз выводят из корпуса 1 реактора через отвод 22. Сброженную массу выводят из корпуса 1 через узел 17 выгрузки насосом 18 и подают в емкость 19 для хранения удобрений. Включение и выключение насоса 18 производится автоматически от датчиков 20 и 21 минимального и максимального уровней сбраживаемой массы в корпусе 1. Г-образная трубка 16, вмонтированная в съемную крышку 15, выполняет функцию переливной трубы в случае выхода из строя насоса 18 откачки сброженной массы.

Таким образом, предложенное устройство для анаэробного сбраживания органических отходов обеспечивает равномерный нагрев и перемешивание сбраживаемой массы, что позволяет получить экологически чистые биогаз и удобрения, т. к. при метангенерации в термофильном режиме за 2-3 ч экспозиции полностью погибает патогенная микрофлора, яйца гельминтов, семена сорняков, уничтожаются неприятные запахи.

Формула изобретения

1. Устройство для анаэробного сбраживания органических отходов с получением биогаза (биотуалет без канализации), содержащее горизонтальный корпус, разделенный перегородками на последовательно соединенные секции, нагреватель, механическую мешалку, узлы загрузки отходов и выгрузки сброженной массы, отвод биогаза насос, отличающееся тем, что корпус снабжен водяной рубашкой с утеплителем и датчиками минимального и максимального уровней сбраживаемой массы, нагреватель выполнен в виде ТЭНа и установлен на водяной рубашке, в первой секции расположены узлы раздельной загрузки жидких и твердых отходов, во второй - узел выгрузки сброженной массы, причем узел загрузки твердых отходов снабжен дробилкой, связанной с валом мешалки и с электродвигателем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что мешалка выполнена в виде вертикальных винтообразных лопастей, насаженных на горизонтальный вал.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что узел загрузки жидких отходов соединен с источником жидких отходов трубопроводом, установленным с уклоном в сторону корпуса.

4. Устройство по пп.1 - 3, отличающееся тем, что оно снабжено съемной боковой крышкой, в которую вмонтирована переливная трубка Г-образной формы, низ которой ниже минимального уровня, а верх трубки - на высоте максимального уровня сбраживаемой массы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2