Метантенк

 

Изобретение относится к переработке отходов и предназначено для последовательного пофазного анаэробного сбраживания различных разжиженных органических отходов, навоза и помета с выработкой из них органических удобрений и горючего биогаза. Метантенк содержит герметичный резервуар с газосборной горловиной, прикрепленную внутри резервуара к его верхней части не доходящую до дна резервуара коаксиальную концентрическую перегородку, разделяющую резервуар на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов во внешнюю камеру, отвода сброженного осадка из внутренней камеры и отвода биогаза из внешней и внутренней камер. Резервуар выполнен шарообразной формы, а перегородка - в виде усеченного конуса с обращенным вниз основанием. Изобретение обеспечивает повышение надежности и стабильности работы метантенка, упрощение его изготовления и эксплуатации и сокращение потерь тепла. 2 ил.

Изобретение относится к канализации и преимущественно предназначается к использованию в сельском хозяйстве на животноводческих и птицеводческих фермах и комплексах, усадьбах сельских жителей и на индивидуальных садово-огородных и дачных участках для анаэробного сбраживания навоза, помета, фекалий и различных измельченных разжиженных растительных отходов с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков органических удобрений и горючего биогаза.

Известен метантенк для сбраживания осадка сточных вод /а.с. СССР N 356251/, содержащий резервуар цилиндрической формы с наклонными днищем и куполом с закрепленной на куполе и не доходящей до днища резервуара концентрической кольцевой перегородкой, имеющей снизу обращенный к стенке резервуара раструб и разделяющей резервуар на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, патрубки подвода сырого осадка во внутреннюю камеру и выгрузки из нее сброженного, отвода биогаза из зоны сбраживания внутренней камеры и отвода биогаза и иловой воды из внешней камеры сбраживания.

Недостатком известного метантенка является то, что он не может быть использован для осуществления последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов во внешней, а затем во внутренней камерах, так как сырой осадок поступает во внутреннюю камеру, где сразу, без какой-либо предварительной подготовки, смешивается с находящейся в нижней части резервуара сбраживаемой массой, а значительная часть образуемого во внутренней камере биогаза с увлекаемым им осадком поступает во внешнюю камеру, нарушая режим последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов.

Известен также метантенк для последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, содержащий выполняемый из различных материалов герметичный резервуар с газосборной горловиной, прикрепленную внутри резервуара к его верхней части не доходящую до днища резервуара коаксиальную концентрическую перегородку, разделяющую резервуар на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов во внешнюю камеру, отвода сброженного осадка из внутренней камеры к биогаза из внешней и внутренней камер, выпуклый к центру резервуара по периметру на его внутренней стенке отражатель в виде внутренней части полого или сплошного кольца различной формы в поперечном сечении /патент РФ N 2108702/.

Недостатками этого известного метантенка являются сложность в изготовлении отражателя различной формы на внутренней стенке резервуара, повышенное соотношение внешней поверхности резервуара к его объему, что увеличивает теплопотери метантенка во внешнюю среду с равным термическим сопротивлением утеплителя.

По своей технической сущности конструктивного выполнения и достигаемому результату известный по патенту РФ N 2108702 метантенк является наиболее близким к изобретению.

Задачей настоящего изобретения является создание такого метантенка для последовательного пофазного анаэробного сбраживания различных разжиженных органических отходов, который обладал бы высокой степенью надежности и стабильности в работе, доступной простотой изготовления и эксплуатации при наименьших теплопотерях в окружающую среду.

Согласно изобретению поставленная задача достигается тем, что резервуар метантенка выполнен шарообразной формы, а прикрепленная внутри резервуара к его верхней части не доходящая до днища резервуара коаксиальная концентрическая перегородка, разделяющая резервуар на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, выполнена в виде усеченного конуса с обращенным вниз основанием.

На фиг.1 изображен метантенк в разрезе, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1.

Метантенк представляет собой герметичный резервуар 1 шарообразной формы, внутри которого к верхней его части прикреплена не доходящая до днища резервуара 1 коаксиальная концентрическая перегородка 2, разделяющая резервуар 1 на внешнюю 3 и внутреннюю 4 камеры сбраживания и выполненная в виде усеченного конуса с обращенным вниз основанием. Сверху над резервуаром 1 выполнена газосборная горловина 5, во внешнюю камеру 3 встроен патрубок подачи разжиженных органических отходов 6 с разнонаправленными отводами 7, а во внутреннюю камеру 4 встроен патрубок отвода сброженного осадка 8. Над внешней камерой 3 установлен патрубок отвода биогаза 9, а над внутренней камерой 4 и ее газосборной горловиной 5 установлен биогазоотводящий патрубок 10. Прикрепленными снизу к резервуару стойками 11 метантенк установлен на фундамент 12. Другие трубопроводы /для подогрева сбраживаемой массы, перемешивания, контроля уровня к перелива к др./ на чертежах не показаны и их выполнение и размещение в метантенке возможно в разных приемах.

Работа метантенка в зависимости от вида, качества и влажности сырья, необходимости обеспечения эффективного обеззараживания сбраживаемых органических отходов от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков, может осуществляться в широком диапазоне разных доз цикличной или непрерывной загрузки при различных температурах сбраживания, что назначается технологическим регламентом его конкретного использования.

Шарообразная форма метантенка, обеспечивая наименьшие теплопотери на единицу объема, предотвращает при устройстве конической перегородки поступление биогаза из внутренней камеры 4 во внешнюю камеру 3, тогда как содержимое камеры 3 может свободно стекать в камеру 4 по мере поступления свежих отходов в камеру 3 из патрубка 6.

Последовательное пофазное анаэробное сбраживание разжиженных органических отходов сельского и коммунального хозяйства в предложенном метантенке выполняют следующим образом.

Свежие разжиженные и измельченные органические отходы влажностью 93 ± 4% по патрубку 6 под напором вводят во внешнюю камеру 3, где разнонаправленными из тройника 7 струями перемешивают с содержимым камеры 3. Всплывающие при этом трудносбраживаемые легкие включения, содержащие целлюлозу, лигнин, жиры, белки и другие вещества, перемешиваются со сбраживаемой в камере 3 массой и обсеменяются содержащимся в ней симбиозом расщепляющих /гидролизующих/ микроорганизмов, обеспечивающих в первой фазе анаэробного сбраживания разрушение сложных соединений на более простые с образованием из них во второй фазе сбраживания при pH менее 7,2 более плотных кислот и аминокислот, которые стекают из камеры 3 вниз в камеру 4, где при более высоком значении pH осуществляется завершающая фаза последующего анаэробного сбраживания с образованием биогаза с большим содержанием метана. Отвод менее калорийного биогаза из внешней камеры 3 и более богатого метаном биогаза из внутренней камеры 4 производится через патрубки 9 и 10. Поступление биогаза снизу вверх в камере 4 обеспечивает эффективное перемешивание сбраживаемой массы, создает у основания газосборной горловины 5 постоянно "кипящую" поверхность жидкости, препятствуя тем самым образованию "корки", способствуя при этом досбраживанию легких частиц массы и поглощению из биогаза углекислоты и сероводорода, используемых в сбраживаемой массе на формирование симбиоза микроорганизмов, осуществляющих в метантенке анаэробное сбраживание органики.

Формула изобретения

Метантенк, содержащий выполняемый из различных материалов герметичный резервуар с газосборной горловиной, прикрепленную внутри резервуара к его верхней части не доходящую до дна резервуара коаксиальную концентрическую перегородку, разделяющую резервуар на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов во внешнюю камеру, отвода сброженного осадка из внутренней камеры и отвода биогаза из внешней и внутренней камер, отличающийся тем, что резервуар выполнен шарообразной формы, а прикрепленная внутри резервуара к его верхней части не доходящая до дна резервуара коаксиальная концентрическая перегородка, разделяющая резервуар на внешнюю и внутреннюю камеры сбраживания, выполнена в виде усеченного конуса с обращенным вниз основанием.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2