початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2253631

СПОСІБ ПОСЛІДОВНОГО пофазні анаеробного зброджування НЕІЗМЕЛЬЧЁННИХ ТВЕРДИХ зброжує ОРГАНІЧНИХ ВІДХОДІВ І метантенки ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ

Ім'я винахідника: Андрюхин Тимофій Якович
Ім'я патентовласника: Андрюхин Тимофій Якович
Адреса для листування: 125445, Москва, Ленінградське ш., 112 / 1-4, кв.930, Т.Я. Андрюхіна
Дата початку дії патенту: 2003.12.11

Винахід призначений для використання в комунальному і в сільському господарствах для зброджування твердих неподрібнених органічних відходів міст і селищ, гною і посліду тваринницьких і птахівничих ферм, рослинних відходів сільгоспвиробництва, різних органічних відходів сільських садиб і дачних ділянок з виробленням з них високоякісних стерильних від патогенної мікрофлори, гельмінтів, їх яєць і насіння бур'янів рідких мінералізованих органічних добрив з високим вмістом гумусу і пального біогазу на енергетичні потреби. Зброджування твердих органічних відходів без їх подрібнення і сортування здійснюють в відокремлено відокремленої перфорованим огорожею кислому зоні першої фази анаеробного зброджування з використанням продуктів їх розщеплення / гидролизации / в другій фазі лужного зброджування з утворенням в ній рідких мінералізованих органічних добрив і пального біогазу, який використовують до виведення його з метантенка для перемішування зброджуються в ньому відходів. У метантенке збоку в його верхній частині виконаний знімний ланцюговий-скребковий елеватор, дві горизонтально розташовані один над одним і протівонаправленним працюють гілки якого мають між собою і зовні перфоровані огородження і введені в горловину. Технічний ефект - забезпечення повного розщеплення відходів з утворенням з продуктів їх розпаду як пального біогазу на енергетичні потреби, так і рідких мінералізованих органічних добрив, більш ефективних, ніж гній тварин та послід курей.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід призначається для використання в комунальному та сільському господарствах для послідовного пофазного анаеробного зброджування твердих неподрібнених зброджуваний органічних відходів міст і селищ, гною і посліду тваринницьких і птахівничих ферм, рослинних відходів сільгоспвиробництва, різних органічних відходів сільських садиб і дачних ділянок з виробленням з них високоякісних стерильних від патогенної мікрофлори, гельмінтів, їх яєць і насіння бур'янів рідких мінералізованих органічних добрив і пального біогазу на енергетичні потреби.

Відомий спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування різних органічних відходів, реалізований в метантенке за патентом РФ № 2149531, згідно з яким свіжі органічні відходи перед їх зброджуванням подрібнюють і розріджують до вологості пульпи 93 ± 5% і під напором вводять в зовнішню камеру резервуара метантенка, утворену приєднаної до куполу і не доходить до днища метантенка розділової концентрической перегородкою, де завантажену в метантенк пульпу перемішують з сбраживаемой у зовнішній камері масою. При цьому малоплотних органічні речовини спливають і піддаються активному впливу симбіозом розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів, забезпечуючи в першій фазі зброджування при рН менше 7,0 освіту стікають вниз жирних кислот і амінокислот, тоді як щільні органічні речовини осідають на дно метантенка в зону другої фази зброджування з рН більше 7,2 і залишаються в лужному середовищі без розщеплення з утворенням з них осаду сброженной маси.

Недоліком відомого здійснюваного в метантенке за патентом РФ способу послідовного пофазного анаеробного зброджування різних органічних відходів є те, що тверді органічні відходи необхідно подрібнювати і розріджувати до їх завантаження в метантенк, тоді як конструктивне виконання метантенка за патентом РФ № 2149531 не забезпечує зброджування неподрібнених твердих відходів.

Разом з тим відомий спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування неізмельчаемих і неразжіжаемих різних органічних відходів з виробленням з них добрив і пального біогазу, який здійснюється в установці для анаеробного зброджування твердих органічних відходів в режимі часткової рециркуляції сбраживаемой маси, забезпеченою газосборником і ланцюговий-скребковим елеватором завантаження і вивантаження твердих відходів / Див. ж-л "Біотехнологія", 1989, т.5, № 2, стор.222, рис.3 "б" /.

Недоліком цього відомого способу анаеробного зброджування твердих неподрібнених і неразжіженних органічних відходів в забезпеченому ланцюговий-скребковим елеватором метантенке є те, що тверді відходи занурюють лише в середню і нижню зони метантенка, тобто в нейтральну при рН = 7,0 і в лужну при рН більше 7,2 зони зброджування, в яких перша фаза анаеробного зброджування при рН менше 7,0 здійснюється при слабкій активності симбіозу розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів, що залишає більше 90% завантажуються в метантенк твердих органічних відходів без їх розщеплення і освіти з них біогазу.

Конструктивним недоліком наведеної вище відомої установки для анаеробного зброджування твердих відходів у вигляді вбудованого в метантенк завантажувально-розвантажувального ланцюговий-скребкового елеватора є те, що транспортування гілок його елеватора здійснено лише тільки через нейтральну і лужну зони зброджування в центрі і знизу метантенка і не проходить через розташовану у верхній частині метантенка кислотну зону з рН менше 7,0 активного розщеплення, в якій здійснюється активна перша фаза анаеробного зброджування симбіозом розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів.

Разом з тим за своєю технічної сутності і досягається результату наведені вище спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування твердих органічних відходів та пристрій для його здійснення, наведене в журналі "БІОТЕХНОЛОГІЯ", є найбільш близькими до винаходу.

Першим завданням цього винаходу є створення такого способу послідовного пофазного анаеробного зброджування твердих зброджуваний органічних відходів, який усував би наведені вище недоліки відомого способу і забезпечив би більш ефективне використання симбіозу розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів першої кислотної зони анаеробного зброджування з рН менше 7,0 для більш повного освіти з зброджуваний твердих органічних відходів жирних кислот і амінокислот з їх введенням в другу зону лужного зброджування при рН більше 7,2 і вироблення з них метаногенів мікроорганізмами найбільшої кількості біогазу.

Другим завданням даного винаходу є створення такого метантенка для здійснення наведеного вище способу, яке забезпечило б завантажувально-розвантажувальних ланцюговий-скребковим елеватором введення завантажуються твердих органічних відходів безпосередньо в верхню частину резервуара метантенка в його кислу першу зону анаеробного зброджування при рН менше 7,0.

Згідно винаходу поставлена ​​задача в створенні нового способу досягається тим, що введення відходів в резервуар метантенка здійснюють в відокремлено відокремлену в верхній частині резервуара метантенка газоводопроніцаемой перфорованої огороджувальної перегородкою / решетом, сіткою / зону першої фази анаеробного зброджування симбіозом розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів, а продукти їх життєдіяльності - у вигляді жирних кислот, амінокислот і інших виділень вводять через перфоровані огородження відокремленої зони в нижню частину резервуара метантенка, де з них здійснюють другу фазу анаеробного зброджування метаногенів мікроорганізмами з утворенням пального біогазу, який пропускають знизу вгору через огороджену перфоровану газоводопроніцаемую зону першої фази анаеробного зброджування твердих відходів і через газосборнік виводять з метантенка, тоді як незброджені тверді органічні відходи і несбражіваемих неорганічні включення, що завантажуються в метантенк в складі твердих відходів без їх сортування, - вивантажують з відокремлено відокремленої перфорованим огорожею / решетом, сіткою / зони верхньої частини резервуара метантенка. Досягається поставлена ​​задача в створенні нового способу і тим, що першу фазу анаеробного зброджування виконують в кислому середовищі з рН менше 7,0, а другу фазу - в лужному середовищі з рН більше 7,2, тоді як введення твердих органічних відходів в відокремлено відокремлену зону верхньої частини резервуара метантенка здійснюють безперервно або порційно періодично в межах загальної сумарної встановлюється технологічним регламентом їх добової дози для певного обсягу метантенка, складу, якості і вологості вводяться відходів, режиму їх зброджування, що задається кількості і якості продуктів зброджування.

Поставлена ​​задача в створенні нового метантенка можливою завдяки тому, що збоку у верхній частині резервуара виконана горловина з приєднаним до неї знімним ланцюговий-скребковим завантажувально-розвантажувальних елеватором, горизонтально розташовані один над одним протівонаправленним працюють гілки якого, мають між собою і зовні перфоровані огородження / решето, сітка /, - введені в горловину і розміщені в резервуарі зверху, а зовнішня частина приєднаного до горловини резервуара елеватора виконана похилій з непроникним зовнішнім захисним огородженням його ланцюговий-скребкових робочих гілок, їх приводом, патрубками завантаження і розвантаження при позначці порога вивантаження вище позначки підстави газосборника . Поставлена ​​задача в створенні нового метантенка досягається і тим, що за формою свого виконання в плані його виготовляють круглим, квадратним, прямокутним або багатокутний з різних матеріалів, а привід ланцюговий-скребкового завантажувально-розвантажувального елеватора виконують у вигляді ручної рукоятки / штурвала / або електромеханічним з задається програмним управлінням.

На фіг.1 показаний метантенк в розрізі; на фіг.2 - вид на метантенк на фіг.1 зверху; на Фіг.3 - вид по А-А на фіг.1; на фіг.4 - вид фрагмента ланцюговий-скребкового елеватора зверху; на фіг.5 - вид на фрагмент ланцюговий-скребкового елеватора на фіг.4 збоку.

Показаний на кресленнях метантенк являє собою герметичний резервуар 1, що виконується круглої, квадратної, прямокутної або багатокутної форми в плані і виготовляється з різних матеріалів, має газосборнік 2, патрубок зливу 3, патрубок спорожнення 4 і бічну горловину 5 з приєднаним до неї знімним ланцюговий-скребковим завантажувально-розвантажувальних елеватором 6 з патрубками завантаження 7 і вивантаження 8, приводом 9 ручного або електромеханічного управління по задається програмою.

Інші трубопроводи / для підігріву і перемішування сбраживаемой в метантенке маси, контролю рівня та ін. / На кресленнях не показані і їх виконання та розміщення можливі в різних варіантах виконання.

Приєднаний до бічної горловині 5 резервуара 1 знімний завантажувально-розвантажувальний ланцюговий-скребковий елеватор 6 своїми горизонтально розташованими один над одним протівонаправленним працюють верхній 10 і нижній 11 гілками, що мають між собою і зовні перфоровані огородження / решето, сітка / 14 і 16 з перевантажним вікном 15 в проміжному між гілками 10 і 11 перфорованому огорожі 14, що показано на фіг.1 дугового стрілкою, - введений в горловину 5 і розміщений в резервуарі 1 зверху, тоді як зовнішня частина знімного завантажувально-розвантажувального ланцюговий-скребкового елеватора 6, виконана похилій з непроникним захисним огородженням його ланцюговий-скребкових робочих органів так, що поріг переливу сбраживаемой в резервуарі 1 рідини встанови льон вище підстави газосборника 2 на величину "Н", яка більше тиску біогазу / 150-250 мм вод.ст. / в два-три рази, тоді як поріг патрубка зливу 3 вище підстави газосборника 2 лише на величину "h", приблизно рівну тиску біогазу, тобто на 150-250 мм.

Для забезпечення кращої осушки вивантажуються незброджених твердих відходів і несбражіваемих неорганічних включень, завантажених в метантенк в складі твердих відходів без їх сортування, - під похилою частиною розвантажувальної гілки 11 елеватора 6, в продовженні нижнього перфорованого огорожі 16, виконана його похила частина 17, з під якої стікає з вивантажується маси рідина повертається в резервуар 1. Закріплення знімного елеватора 6 в бічній горловині 5 здійснюється болтами 18, що з'єднують відбортовані фланці бічній горловини 5 і елеватора 6.

Виконання ланцюговий-скребкового елеватора 6 в прямокутному 19 виготовленні в плані, як це показано на фіг.2, дозволяє і резервуар 1 метантенка виготовляти за формою в плані круглим, квадратним, прямокутним або багатокутний з різних матеріалів згідно виявлення ефективності застосування того чи іншого варіанту виготовлення метантенка в конкретних умовах.

Залежно від обсягу метантенка, частоти, кількості і якості завантажуються на добу твердих відходів виконання приводу 9 ланцюговий-скребкового завантажувально-розвантажувального елеватора 6 може бути як ручним / важіль з рукояткою або штурвалом /, так і електромеханічним з заданим програмним управлінням. Основою роботи приводу 9 елеватора 6 є встановлені на загальному валу провідні зірочки 12, тоді як допоміжні бічні і кінцеві зірочки 13 визначають установче положення і натяг його протилежно направлено працюють один над одним ланцюговий-скребкових гілок 10 і 11, що показано стрілками на фіг.1 і в розрізі по А-А на фіг.3.

На наведених в двох видах на фіг.4 і 5 фрагментах ланцюговий-скребкового завантажувально-розвантажувального елеватора 6 показано можливе конструктивне виконання провідної тягового ланцюга 20 і прикріплених до неї скребків 21, що забезпечує простоту і доступність їх виготовлення і зручність експлуатації.

Робота пропонованого винаходом метантенка по здійсненню способу послідовного пофазного анаеробного зброджування неподрібнених твердих зброджуваний органічних відходів, - в залежності від виду, якості і вологості сировини, вироблення з нього необхідної кількості і якості пального біогазу та рідкого мінералізованою органічного добрива, необхідності забезпечення ефективного знезараження зброджуються відходів від патогенної мікрофлори, гельмінтів, їх яєць і насіння бур'янів, - може здійснюватися в широкому діапазоні розмірів і продуктивності різної форми метантенков з різних матеріалів, змінюваних доз циклової або безперервної завантаження при температурах зброджування від + 10 ° С до + 60 ° С, що призначається технологічним регламентом конкретного використання метантенка обраної ємності і форми виготовлення.

Анаеробне зброджування твердих неподрібнених зброджуваний різних органічних відходів, утворених як у сільському та комунальному господарствах у виробничих і побутових умовах фабрик, ферм, комплексів, індивідуальних будинків і садиб, дачних і садово-городніх ділянках, так і на харчових і їм подібним підприємствах громадського харчування, їдалень, ресторанах, кафе та ін., - в запропонованому винаходом метантенке виконують наступним чином.

Свіжі або кілька підсушені або підв'ялений і підгнилі неподрібнене зброджувані різні тверді органічні відходи, в межах встановленої добової дози їх зброджування, - одноразово, циклічно або безперервно щодоби завантажують в патрубок 7 при обертанні приводу 9 на верхню гілку 10 при рівномірному і равноплотном розрівнюванні. При одноразової завантаженні добової дози відходів їх розміщують приблизно на 1 / 3-1 / 4 загальної довжини елеватора, тобто від рівня рідини у патрубка 7 до положення вікна перевантаження 15 / на фіг.1 показано дугового стрілкою /, що забезпечує повне занурення свіжих відходів в зброжує в резервуарі 1 рідку заздалегідь приготовлену масу з органічних речовин, якими можуть бути екскременти або гній тварин та птиці.

Первинно завантажені тверді органічні відходи при одноразової їх завантаженні в патрубок 7 добу витримують на гілки 10 в кислому середовищі при рН менше 7,0 першої фази анаеробного зброджування симбіозом розщеплюють / гидролизующих / мікроорганізмів при утворенні з них продуктів їх життєдіяльності у вигляді жирних кислот, амінокислот і інших виділень, що стікають вниз через перфоровані огородження в зброжує в резервуарі 1 масу. Залежно від виду первинно завантажених твердих відходів, їх кількості та габаритів окремих складових, - не завжди за одну добу може бути забезпечено повне зброджування всієї завантаженої і розміщеної на гілки 10 маси в першій фазі, що обумовлює в необхідності продовжити час зброджування для недосброженной частини першої дози добової їх завантаження шляхом перевантаження її на нижню гілку 11. Здійснення перевантаження і збільшення тим самим часу проведення першої фази зброджування первинно завантаженою добової дози відходів автоматично виконується при завантаженні через добу наступній добової дози відходів. При цьому залишки недосброженних твердих відходів першої дози добового завантаження, як і несбражіваемих неорганічні включення, завантажені в метантенк в складі твердих відходів без їх сортування, - перевантажуються через вікно 15 з гілки 10 на гілку 11, а гілка 10 через патрубок 7 буде заповнена наступній добовій дозою твердих відходів, тоді як на гілки 11 до кінця другої доби буде здійснено повне досбражіваніе раніше завантаженої першої дози відходів. На третій день при завантаженні черговий добової дози відходів на гілку 10 автоматично здійснюється перевантаження як недосброженной на гілки 10 другий добової дози на гілку 11, так і з гілки 11 через патрубок 8 буде здійснено вивантажити незбродженого частини першої добової дози відходів і несбражіваемих неорганічних включень.

Для малорозмірних і легкосбражіваемих твердих відходів / гній великої рогатої худоби, свиней та птиці / доза одноразової добової завантаження може бути збільшена і за одну їх завантаження на добу можуть бути заповнені твердими відходами одночасно обидві гілки 10 і 11 на всю їх довжину горизонтальної частини, т. е. майже весь занурений в рідину ланцюговий-скребковий елеватор 6. У цьому випадку забезпечується найбільш висока продуктивність метантенка.

При здійсненні циклової або безперервної завантаження елеватора 6 твердими відходами наведені вище операції зброджування виконують в тій же послідовності, але при менших швидкостях переміщення гілок елеватора 6 відповідно до пори між завантаженнями.

Одноразова, циклічна або безперервна завантаження твердих відходів в завантажувальний патрубок 7 елеватора 6 забезпечують за час виконання першої фази зброджування відповідне надходження продуктів розпаду твердих відходів, що розщеплюються / гідроліз / мікроорганізмами в зброжує в резервуарі 1 в другій фазі масу з утворенням в ній метаногенів мікроорганізмами пального біогазу, піднімається вгору в газосборнік 2 і проходить через перфоровані поверхні 14 і 16 з перемішуванням в резервуарі 1 сбраживаемой маси.

Для метантенков малих обсягів / приблизно від 1 до 12-15 кубометрів їх ємності /, використання яких призначається в основному для сільського будинку і садиби, дачних і садово-городніх ділянок, - може бути застосований ланцюговий-скребковий елеватор 6 з ручним приводом 9 при використанні його переважно для одноразового завантаження на добу або раз за 2-3 діб і більше, тому що тривалу перерву між завантаженнями свіжими твердими відходами не зупиняє процес їх зброджування і відбивається лише на продуктивності метантенка і добового вироблення біогазу.

Зброджування твердих відходів в метантенке з вбудованим ланцюговий-скребковим завантажувально-розвантажувальному елеватором виявило високу і надійну його працездатність при використанні різних за складом неподрібнених твердих відходів з гною тварин і птиці, рослинних відходів і пошкоджених плодів. Так, наприклад, в першій фазі зброджування були повністю розщеплені / гідроліз / включені в твердий кал курей їх не подрібнене пір'я, в т.ч. і махові, скинуті курми під час линьки.

Послідовне виконання наведених вище операцій відокремленого пофазного зброджування неподрібнених твердих відходів забезпечує повне їх розщеплення / гідролізаціей / с освітою з продуктів їх розпаду як пального біогазу на енергетичні потреби, так і рідких мінералізованих органічних добрив з відсутністю в їх складі несброженного органічного осаду, що істотно покращує їх якість і ефективність використання в порівнянні з традиційно застосовуваними гноєм і послідом.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб послідовного пофазного анаеробного зброджування неподрібнених твердих зброджуваний органічних відходів з виробленням з них пального біогазу, що включає введення відходів в резервуар метантенка, витримку і перемішування в сбраживаемой і підігрівається в метантенке органічної маси і вивантаження з метантенка незбродженого частини завантажених твердих органічних відходів, що відрізняється тим , що введення відходів в резервуар метантенка здійснюють в відокремлено відокремлену в верхній частині резервуара метантенка газоводопроніцаемой перфорованої огороджувальної перегородкою (решетом, сіткою) зону першої фази анаеробного зброджування симбіозом розщеплюють (гидролизующих) мікроорганізмів, а продукти їх життєдіяльності у вигляді жирних кислот, амінокислот і інших виділень , вводять через перфоровані огородження відокремленої зони в нижню частину резервуара метантенка, де з них здійснюють другу фазу анаеробного зброджування метаногенів мікроорганізмами з утворенням пального біогазу, який пропускають знизу вгору через огороджену перфоровану газоводопроніцаемую зону першої фази анаеробного зброджування твердих відходів і через газосборнік виводять з метантенка, тоді як незброджені тверді органічні відходи і несбражіваемих неорганічні включення, що завантажуються в метантенк в складі твердих відходів без їх сортування, вивантажують з відокремлено відокремленої перфорованим огорожею (решетом, сіткою) зони верхньої частини резервуара метантенка.

2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що першу фазу анаеробного зброджування виконують в кислому середовищі з рН менше 7,00, а другу фазу - в лужному середовищі з рН більше 7,2.

3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що введення твердих органічних відходів в відокремлено відокремлену зону верхній частині резервуара метантенка здійснюють раз на добу безперервно або порційно періодично в межах загальної сумарної встановлюється технологічним регламентом їх добової дози для певного обсягу метантенка, складу, якості і вологості вводяться відходів, режиму їх зброджування, що задається кількості і якості продуктів зброджування.

4. Метантенк для здійснення способу послідовного пофазного анаеробного зброджування неподрібнених твердих зброджуваний органічних відходів з виробленням з них пального біогазу та рідкого мінералізованою органічного добрива, що містить резервуар з газосборником і розміщені всередині нього, огороджені завантажувально-розвантажувальні гілки ланцюговий-скребкового елеватора, технологічні трубопроводи і теплоізоляцію зовні резервуара, що відрізняється тим, що збоку у верхній частині резервуара виконана горловина з приєднаним до неї знімним ланцюговий-скребковим завантажувально-розвантажувальних елеватором, горизонтально розташовані один над одним, протівонаправленним працюють гілки якого, мають між собою і зовні перфоровані огородження (решето, сітка) , введені в горловину і розміщені в резервуарі зверху, а зовнішня частина приєднаного до горловини резервуара елеватора виконана похилій з непроникним зовнішнім захисним огородженням його ланцюговий-скребкових робочих гілок, їх приводом, патрубками завантаження і розвантаження при позначці порога вивантаження вище позначки підстави газосборника.

5. Метантенк по п.4, що відрізняється тим, що за формою свого виконання в плані його виготовляють круглим, квадратним, прямокутним або багатокутний з різних матеріалів.

6. Метантенк по п.4, що відрізняється тим, що привід ланцюговий-скребкового завантажувально-розвантажувального елеватора виконують у вигляді ручної рукоятки (штурвалу) або електромеханічним з заданим програмним управлінням.

Версія для друку
Дата публікації 28.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів