Дезинтегратор

 

Изобретение относится к технике дезинтеграции и может быть использовано при очистке стоков товарных свиноферм. Дезинтегратор содержит корпус с входящим и выходящим патрубками, установленный по оси корпуса цилиндрический ротор с отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса. Ротор фрикционно сопряжен с дополнительным ротором. Отверстия корпуса выполнены в перфорированных кольцах, образующих с корпусом полости, изолированные от входящего и выходящего патрубков и сообщенные с последующими ступенями динамических дезинтеграторов и с приемной камерой установки электролиза. Выходящий патрубок первой ступени динамических дезинтеграторов связан с хлореллогенератором со светопроницаемыми стенками, светильниками и провальными поперечными перегородками, образующими секции, из которых верхняя секция по бражке, а нижняя секция по биогазу сообщены с метантенком, камеры брожения которого снабжены диспергаторами. Камера метанового брожения метантенка по шламу соединена с ленточным пресс-фильтром, а камера кислого брожения - со сборником свиного навоза. Нижняя секция хлореллогенератора по воде со взвешенной в ней хлореллой сообщена с центробежным микрофильтром, а по биомассе - с ленточным пресс-фильтром, причем его сборник отжатой воды соединен с входящим патрубком динамических дезинтеграторов, а их выходящий патрубок - с верхней секцией хлореллогенератора по дезинтеграту хлореллы. Изобретение обеспечивает повышение производительности и эффективности работы дезинтегратора за счет дополнительной выработки биоудобрения, белково-витаминной добавки, метана, дейтерия и кислорода. 1 ил.

Изобретение относится к области дезинтеграции и может быть применено при очистке стоков товарных свиноферм агропромышленного комплекса, работающих c гидросмывом и гидросплавом навоза c выработкой при комплексной утилизации биоудобрения /БУ/, белково-витаминной добавки /БВД/ метана /CH₄/, дейтерия /Д₂/, кислорода /О₂/.

Известен дезинтегратор, включающий корпус с входящим и выходящим патрубками, установленный по оси корпуса цилиндрический ротор с отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса /патент РФ N 2086641, кл. C 12 M 1/33, C 02 F 3/00, 1997/, недостатком которого является невысокая производительность.

Цель изобретения - повышение производительности достигается тем, что ротор фрикционно сопряжен с дополнительным ротором, а отверстия корпуса выполнены в перфорированных кольцах, образующих с корпусом полости, изолированные от входящего и выходящего патрубков, сообщенные патрубками с последующими ступенями динамических дезинтеграторов /ДД/ и с приемной камерой установки электролиза, включающей катодную и анодную секции, а выходной патрубок первой ступени ДД сообщен с хлореллогенератором /ХГ/ со светопроницаемыми стенками и светильниками, ХГ выполнен с провальными поперечными перегородками, образующими секции, причем верхняя секция по бражке, а нижняя секция по биогазу сообщены с метантенком /МТ/, включающим камеры: кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, снабженные диспергаторами в виде корпуса с внутренней волновой поверхностью, взаимодействующей через кольцевой канал с волновой поверхностью ротора, камера метанового брожения по шламу сообщена с ленточным пресс-фильтром /ЛПФ/, а камера кислого брожения сообщена со сборником свиного навоза, нижняя секция ХГ сообщена по осветленной воде с центробежным микрофильтром /ЦМФ/, а по биомассе - с ЛПФ, его сборник отжатой воды сообщен с входящим патрубком ДД первой ступени, а выходящий патрубок сообщен с верхней секцией ХГ по дезинтеграту.

Удвоение количества роторов повышает производительность ДД. Сообщение входного патрубка ДД с ЦМФ по биомассе и с ЛПФ по отжатой воде обеспечивает наличие в воде после дезинтеграции фрагментов хлореллы, повышающих скользкость воды, а соответственно, в 1,5-2 раза скорость ее перемещения от входного патрубка к выходному, т.е. повышение производительности - достижение цели изобретения.

На чертеже схематически показана установка комплексной утилизации навоза товарной свинофермы с применением ДД.

Дезинтегратор включает корпус 1 с входящим 2 и выходящим 3 патрубками, установленный по оси корпуса 1 цилиндрический ротор 4 с отверстиями 5, взаимодействующими через кольцевой канал 6 с отверстиями 7 корпуса 1. Ротор 4 фрикционно сопряжен с дополнительным ротором 8, а отверстия 7 корпуса 1 выполнены в перфорированных кольцах 9, образующих с корпусом 1 полости 10, изолированные от входящего 2 и выходящего 3 патрубков, сообщенные патрубком 11 с последующими ступенями ДД 12 и 13 и с приемной камерой 14 установки электролиза 15, включающей катодную 16 и анодную 17 секции, а выходящий патрубок 3 первой ступени ДД 18 сообщен с ХГ 19 со светопроницаемыми стенками и светильниками 20, причем ХГ 19 выполнен с провальными поперечными перегородками /ППП/ 21, образующими секции 22, причем верхняя секция 22 по бражке, а нижняя секция 22 по биогазу сообщены с МТ 23, включающим камеры: 24 - кислого, 25 - нейтрального, 26 - щелочного, 27 - метанового брожения, снабженные диспергаторами 28 в виде корпуса 29 с внутренней волновой поверхностью, взаимодействующей через кольцевой канал 30 с волновой поверхностью ротора 31, камера 27 метанового брожения по шламу сообщена с ЛПФ 32, а камера 24 кислого брожения сообщена со сборником 33 свиного навоза, нижняя секция 22 ХГ 19 по воде со взвешенной в ней хлореллой сообщена с ЦМФ 34, а по биомассе с ЛПФ 35, его сборник 36 отжатой воды сообщен с входящим патрубком 2 ДД 18, а выводящий патрубок ДД 18 сообщен с верхней секцией 22 ХГ 19 по дезинтеграту хлореллы.

Дезинтегратор в установке комплексной установки утилизации навоза работает следующим образом.

Свиной навоз гидросмывом и гидросплавом поступает в сборник 33, в котором освобождается от минеральных взвесей/песок, металл и т.д./ и корректируется по азоту за счет ввода углеродсодержащих добавок. Навоз сбраживают в МТ 23 в его камерах 24-27 воздействием анаэробов: кислотогенов, ацетогенов, ацетогидрогенов...метаногенов. При сбраживании взвеси флотируются прилипающими к ним пузырьками газов и паров, выносящих их вверх в объем биогаза, занимающего 1/5 часть объема МТ 23. Газо-парооболочки взвесей разрушаются в кольцевых каналах 30 между волновыми поверхностями корпуса 29 и ротора 31, одновременно происходит измельчение взвесей соударениями волновых поверхностей с гомогенизацией и обновлением поверхностей контакта между взвесями и микрофлорой. При соударениях происходит нагрев субстрата, что исключает применение теплообменных устройств и позволяет стабилизировать тепловой режим сбраживания с колебаниями температуры, не превышающими одного градуса в сутки. Бражка и биогаз из камеры 27 МТ 23 поступают в ХГ 19 и перемещаются навстречу друг другу по секциям 22. На биогенных элементах питания бражки фотосинтезирующая хлорелла исчерпывает из биогаза диоксид углерода, а фотосинтезирующие серобактерии переводят сероводород в элементарную серу, используемую микрофлорой в качестве микроэлемента. Одновременно фотосинтезирующая микрофлора использует биогенные элементы питания дезинтеграта /нуклеиновые кислоты, ферменты, микроэлементы, витамины, биостимуляторы/, поступающие из патрубка 3 ДД 18. В результате микробной обработки биогаза на выходе из секции 22 ХГ 19 получают практически чистый метан, который может быть использован в качестве горючего в двигателях внутреннего сгорания. Его применение в 2 раза повышает межремонтный ресурс, на 15% сокращает расход смазочных материалов, выхлоп становится экологически чистым /водяной пар, CO₂/. За время перемещения бражки по высоте ХГ 19 происходит исчерпывание биогенных элементов до кондиций чистой воды, которую отделяют в ЦМФ 34, а биомассу хлореллы отжимают на ЛПФ 35 с получением БВД, расход которого из расчета 1 грамм а.с. в. на 1 кг живого веса животных и птицы сокращает расход основных кормов на 20%, повышается яйценоскость, надои молока, привесы мяса. При выпойке молодняка сокращается падеж, улучшается генетика родительского стада. Отжим из сборника 36 ЛПФ 35 и биомасса хлореллы после ЦМФ 34 через патрубок 2 поступает в ДД 18. При перемещении воды со взвешенной в ней хлореллой от входящего патрубка 2 до выходящего 3 по кольцевым каналам 6 происходит многократный выброс воды из отверстий 5. При их опорожнении между порцией выбрасываемой воды и отверстием 5 создается разрежение и в выбрасываемой порции воды появляются пузырьки пара. В кольцевом канале 6 пузырьки пара конденсируются. Поскольку объем конденсата в тысячу раз меньше объема пара, из которого он образовался, в воде появляются пустоты, которые схлопываются с гидравлическими ударами, причем центрами конденсации являются микроорганизмы, оболочки которых разрушаются c освобождением содержимого микрофлоры. Нуклеиновые кислоты, попадая в воду, создают линейные цепочки ассоциатов молекул воды, увеличивая скользкость воды, а соответственно, почти в 2 раза повышая скорость ее перемещения по кольцевым каналам 6. При вращении воды, вовлекаемой в перемещение отверстиями 5, при прохождении над отверстиями 7 перфорированных колец 9 в воде возникает разрежение, локальное вскипание, появление пузырьков пара и их конденсация на перемычках между отверстиями 7 с пустотами и последующим гидроударным заполнением пустот. Наряду с дезинтеграцией микрофлоры происходит дезинтеграция ассоциатов молекул тяжелой /Д₂O/ и легкой /H₂O/ воды, разрыв по водородным связям. Плотность тяжелой воды на 10% выше плотности легкой, и она в поле центробежных сил проходит через отверстия 7 колец 9 в полость 10. Обратному выходу тяжелой воды из полости 10 в кольцевой канал 6 препятствует вязкость воды, которая на 23% превышает вязкость легкой. При выбросе воды из отверстий 5 в кольцевой канал 6 скоростной напор переходит в статический, при более высоком статическом напоре вода заполняет опорожненные отверстия 5 и выбрасывается из них при более высоком скоростном напоре. Пульсация скоростного и статического напора сопровождается потерей энергии напоров, потерянная энергия напоров переходит в тепловую с нагревом воды. Тяжелая вода имеет температуру кипения 101,42^oC. Следовательно, она труднее испаряется и легче конденсируется в сравнении с легкой водой, т. е. динамическая дезинтеграция сопровождается статической. Смесь тяжелой и легкой воды из полости 10 по патрубку 11 поступает в последующие ступени ДД 12 и 13, количество их подбирают из условия доведения концентрации тяжелой воды до 90-95%. Тяжелую воду разделяют в установке электролиза 15 на дейтерий /Д₂/ и кислород /О₂/. Дейтерий /Д₂/ используют в термоядерном реакторе /на чертеже не показан/, при его термоядерном распаде при массе 1 кг образуется энергия, эквивалентная сжиганию 10000 т угля. В анодной секции 17 образуется кислый раствор /КР/, обладающий бактерицидными свойствами, и его используют для гидросмыва навоза на товарной свиноферме. В катодной секции 16 образуется щелочной раствор, являющийся биостимулятором жизнедеятельности свиней, и ЩР используют для приготовления корма.

Комплексная утилизация жидкого свиного навоза улучшает экологическую обстановку вокруг товарных свиноферм и способствует снижению себестоимости производства свинины.

Формула изобретения

Дезинтегратор, включающий корпус с входящим и выходящим патрубками, установленный по оси корпуса цилиндрический ротор с отверстиями, взаимодействующими через кольцевой канал с отверстиями корпуса, отличающийся тем, что ротор фрикционно сопряжен с дополнительным ротором, отверстия корпуса выполнены в перфорированных кольцах, образующих с корпусом полости, изолированные от входящего и выходящего патрубков и сообщенные патрубками с последующими ступенями динамических дезинтеграторов и с приемной камерой установки электролиза, включающей катодную и анодную секции, а выходящий патрубок первой ступени динамических дезинтеграторов сообщен с хлореллогенератором со светопроницаемыми стенками и светильниками, причем хлореллогенератор выполнен с провальными поперечными перегородками, образующими секции, из которых верхняя секция по бражке, а нижняя секция по биогазу сообщены с метантенком, включающим камеры кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, снабженные диспергаторами в виде корпуса с внутренней волновой поверхностью, взаимодействующей через кольцевой канал с волновой поверхностью ротора, при этом камера метанового брожения по шламу сообщена с ленточным пресс-фильтром, а камера кислого брожения сообщена со сборником свиного навоза, кроме того, нижняя секция хлореллогенератора по воде со взвешенной в ней хлореллой сообщена с центробежным микрофильтром, а по биомассе - с ленточным пресс-фильтром, причем его сборник отжатой воды сообщен с входящим патрубком динамических дезинтеграторов, а выходящий патрубок динамических дезинтеграторов сообщен с верхней секцией хлореллогенератора по дезинтеграту хлореллы.

РИСУНКИ

Рисунок 1