Биореактор

,1 л 1 м ) й"1:. Еи секции 1 овательно, ому прин- сырьем и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ГАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(57) Использование: анаэробное сбраживание Органических отходов, преимущественно навоза, для ускорения процесссбраживания и снижения энергоемкостиСущность изобретения: в биореакторе кор Изобретение относится к установкам анаэробного сбраживания органических отходов. преимущественно навоза, предназначенных для получения биогаэа, оргаНических удобрений и обеззараживания отходов, и может быть использовано при очистке коммунальных или промышленных стоков,Цель изобретения - ускорение процесса сбраживания и снижение энергоемкости.На чертеже изображен биореактор,. продольный разрез.Биореактор содержит секции 1 подготовки сырья, которые последовательно соединены соединительными трубопроводами 2 с секциями 3 активного брожения. Секции подготовки сырья снабжены теплообменными выгородками 4.Все секции соединены последовательно, причем сырье и выделившийся биогаз из верхней части каждой предыдущей секции подаеТся в нижнюю часть каждой последующей. Кроме того, секции подготовки сырья снабжены внутренними вертикальными герпус выполнен в виде последовательно соединенных вертикальных секций подготовки сырья и активного брожения. Секции подго- товки сырья снабжены теплообменными вертикальными выгородками. Верхняя часть каждой предыдущей секции соединена трубопроводами с нижней частью какдой последующей, а последняя секция по ходу сырья соединена с последовательно соединенными теплообменными выгородками, Нижняя часть каждой предыдущей выгородки соединена с верхней частью каждой последующей. 1 ил,метичными выгородками с хорошо тепло- проводящими стенками. В эти выгородки в последовательном порядке подается отработанное сырье в направлении, противоположном потоку свежего сырья, причем отработанное сырье подается из нижней части каждой последующей выгородки в верхнюю часть каждой последующей,Секции выполнены в виде вертикальных герметичных теплоизолированных каналов, площадь поперечного сечения которых больше отношения величины расхода сырья к средней скорости осаждения шлама; для случая периодической подпитки требования по размеру каналов другие - объем секции должен быть значительно больше обьема максимально возможной дозы загрузки (подпитки).Биореактор работает следующим образом,Исходное сырье поступает подготовки, проходя их после где нагревается по регенератив ципу уходящим отработаннымпроходит первую стадию сбраживания - ми микроорганизмами и ассоциированные с гидролиэ. В последней по ходу сырья сек- ним (шламом) твердые органические частиции подготовки, верхний слой сырья, перед цы сырья в реакторе, так как сырье в каждой тем, как поступить впервую секцию 3 актив- секции подается непосредственно в конного брожения, догревается до рабочей или 5 центрированный осадок, богатый микроорнескольковышееетемпературырециркули- ганизмами, что создает оптимальные руемым горячим биогазом (или углекислым условия для жизнедеятельности последних, газам, отведенным от биогаза), барботируе- а из верхней части секции удаляется частичмым через этот слой сырья, Затем сырье и но осветленная жидкость, степень осветлерециркулируемый газ поступают в секции 3 1 О ния которой, а значит и процент задержки активного брожения, проходя их последова- органики и микроорганизмов, возрастает с тельно, увеличением высоты каждой секции, периоПосле прохождения всех секций 3 ак- дическая частичная рециркуляция тоже спотивного брожения, отработанное сырье и собствует задержке шлама в биореакторе, выделившийся биогаз поступает в последа т.к. из каждой последующей по ходу сырья вательно включенные теплообменные выго- в каждую предыдущую секцию вместе с миродки 4 секций подготовки 1, где биогаз неральным осадком попадает значительная сепарируется в верхней части выгородок, часть наиболее концентрированного шлаоткуда непрерывно или периодически уда- ма. значительное избыточное давление, обляется, а отработанное сырье дображивает О разующееся в первых по ходу секциях за ся и отдает тепло свежему сырью, счетналичияпоследовательныхгидрозатвоПоследняя по ходу выгородка 4 выполняет ров в опускных трубопроводах, обраэованроль первичного отстойника, так как забор ных биогазом, значительно повышает жидкой фракции производится не из ниж- концентрацию растворенного в жидкости ней, а из промежуточной (по высоте) части 25 углекислого газа, выделяемого в результате этой выгородки, в которой в результате брожения (особенно на первых его ступе- большой скорости осаждения сброженного нях), который является сырьем для жиэнедешлама происходит значительное осветле- ятельности бактерий, что способствуетние жидкости и образование на дне осадка, оптимальному газовыделению; снизить до Этот концентрированный шлам непрерыв минимума энергоемкость установки за счет но или периодически удаляется из нижней максимального использования тепла сброчасти выгородки 4 по трубопроводу. женного сырья путем передачи его свежемуПериодически путем открытия дренаж- сырью по регенеративному принципу, прин-. ной арматуры на трубопроводе подачи . цип "противотока" в регенеративномтеплосырья под действием избыточного давления 35 обменнике, совпадающий с направлением биогаза происходит частичная рециркуля- естественной циркуляции (охлаждаемая ция сырья. При этом избыточное количество жидкость движется вниз,а нагреваемая - минерального осадка, скопившееся на дне вверх), значительная длина теплообменникаждой изсекций, попадает в предыдущую ка (равна суммарной высоте всех секций (под ходу сырья) секцию, а из первой секции "О подготовки) и значительное время теплово- подготовки концентрированный осадок уда- го контакта жидкостей (до 24 ч) способствует ляется наружу, Таким образом во всех сек- максимальномуэффективномутеплообмену циях количество минерального осадка в и экономии тепла, потребность во внешнем процессе всей эксплуатации остается по- подогреве сырья в данной установке будет стоянным, 45 .определяться только потерями тепла в окруИспользование предлагаемой установ- жающую среду, которые можно снизить, ки по сравнению с прототипом позволяет; применивэффективнуютеплоизоляцию; по- значительно повысить скорость сбражива- высить надежность установки с точки зрения сырья и, как следствие, повысить удель- ния зарастания трубопроводов сырьем, так ную интенсивность газовыделения 5 О как в даннойустановке использован общий основной критерий совершенства биогазо- канал для циркуляции сырья и биогаза, что выхустановок), ееудельнуюпроизводитель- ведет к непрерывной самоочистке трубопность по обеззараживанию отходов за счет роводов, кроме того, периодическая рецирследующих факторов: соотношение между куляция сырья гарантирует сохранение . площадью поперечного сечения секций и 55 нормальной проходимости трубопроводов в расходом сырья при достаточно большой течение всего периода эксплуатации уста- высоте каналов позволяет осуществить в ус- новкитановке многоступенчатую (по количеству Формула изобретения секций активного брожения) гравитацион- Биореактор, содержащий корпус и соеную задержку шлама с метанообразующи- динительные трубопроводы. о т л и, а ю. Палий Заказ 750 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса сбраживания и снижения энергоемкости, корпус выполнен в виде последовательно соединенных вертикальных секций подготовки сырья и активного брожения, секции подготовки сырья снабжены теплообменными вертикальными выгородками, верхняя часть каждой предыдущей секции соединена трубопроводами с нижней частью каждой последующей; а последняя секция по ходу сырья соединена с последовательно соединенными теплооб менными выгородками, при этом нижняячасть каждой предыдущей выгородки соединена с верхней частью каждой последующей,