УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НА БИОГАЗ И ОРГАНИЧЕСКИЕ УДОБРЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОТХОДОВ

Полезная модель предназначена для использования в сельском хозяйстве для пофазного анаэробного сбраживания подстилочного навоза и помета животноводческих и птицеводческих хозяйств, растительных отходов сельхозпроизводства с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, из яиц и семян сорняков, жидких минерализованных органических удобрений с высоким содержанием гумуса и горючего биогаза на энергетические цели.
Из уровня техники известно устройство для последовательного пофазного анаэробного сбраживания неизмельченных и неразжиженных различных сбраживаемых твердых органических отходов с выработкой из них жидких органических удобрений и горючего биогаза на энергетические цели (RU 2250878, опубликовано 27.04.2005 г).
Устройство представляет собой метантенк, выполненный в виде герметичного горизонтального резервуара, разделенного внутренними попеременно не доходящими до верха и низа резервуара поперечными перегородками на газовые секции с газосборникамии жидкостные проточно сообщающиеся камеры с кранами слива, загрузочный и разгрузочный патрубки, нагреватели сбраживаемой массы и присоединенный к газосборникам газовых секций газопровод к газгольдеру. В резервуар встроен цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор с приводом, горизонтально расположенные друг над другом рабочие ветви которого с перфорированным ограждением между ними и вокруг них введены со стороны загрузочного патрубка во внутрь резервуара, ниже установленного в резервуаре уровня сбраживаемой жидкой органической массы.
Недостатком этого известного метантенка является то, что внутреннее устройство метантенка сконструировано таким образом, что не позволяет полностью разделить субстрат на фракции, в частности выделить жидкую фракцию, в результате чего твердые частицы уносят метаногенную микрофлору из камеры жидкофазного сбраживания, для поддержания необходимого количества метаногенной биомассы камера жидкофазного сбраживания требует большого объема. Встроенный цепочно-скребковый загрузочно-разгрузочный элеватор сконструирован таким образом, что при выгрузке захватывает часть не обработанного субстрата.
Наиболее близким к полезной модели по своей технической сущности и достигаемому результату относится устройство для сбраживания неизмельченных твердых бытовых отходов содержащих органические вещества (Панцхава Е.С., Пожарнов В.А. и др. Биогазовые технологии и решение современных проблем экологии, энергетики и агрохимии в России // Перспективы энергетики. Т.6, №2, М.: 2002 г. с.163-171)
Устройство включает твердофазный и жидкофазный метантенки, соединенные между собой трубопроводами в верхней части для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части - для циркуляции фильтрата, загрузочный патрубок в верхней части твердофазного метантенка и разгрузочный патрубок для удаления переработанного субстрата в нижней части жидкофазного метантенка, а также патрубки для отбора биогаза.
Недостатком приведенного выше известного устройства является непригодность его использования для сбраживания неизмельченного подстилочного навоза и помета, использование в жидкофазном метантенке насыпного материал может способствовать образованию застойных зон, что ухудшает эффективность работы такого метантенка.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности анаэробного сбраживания неизмельченного подстилочного навоза и помета животноводческих и птицеводческих хозяйств, растительных отходов сельхозпроизводства.
Согласно полезной модели поставленная задача решается тем, что устройство для переработки на биогаз и органическое удобрение сельскохозяйственных отходов, включающее твердофазный и жидкофазный метантенки, соединенные между собой трубопроводами в верхней части для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части - для циркуляции фильтрата, загрузочный патрубок в верхней части твердофазного метантенка и разгрузочный патрубок для удаления переработанного субстрата в нижней части жидкофазного метантенка, а также патрубки для отбора биогаза, согласно полезной модели, твердофазный метантенк снабжен горизонтальной мелкоячеистой сеткой, размещенной ниже уровня жидкой фракции субстрата, выпускное отверстие загрузочного патрубка размещено под сеткой, а патрубок для подачи жидкой фракции субстрата смонтирован над сеткой, при этом патрубок для циркуляции фильтрата из твердофазного метантенка в жидкофазный метантенк смонтирован по касательной к внутренней поверхности последнего.
В варианте выполнения конструкции жидкофазный метантенк по всей высоте снабжен лопастной мешалкой, свободно установленной на оси.
Технический результат заключается в том, что устройство по предложенной полезной модели позволяет повысить эффективность анаэробного сбраживания, уменьшить суммарный размер метантенков и за счет циркуляции жидкой фракции субстрата стабилизировать кислотно-щелочной баланс в них.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображено устройство для переработки на биогаз и органическое удобрение сельскохозяйственных отходов.
Устройство состоит из твердофазного метантенка 1 и жидкофазного метантенка 2, соединенных между собой в верхней части патрубком 3 для подачи жидкой фракции субстрата, а в нижней части патрубком 4 для циркуляции фильтрата. Устройство содержит также, загрузочный патрубок 5 в верхней части твердофазного метантенка 1, патрубки 6 для отбора биогаза и разгрузочный патрубок 7 удаления переработанного субстрата, в нижней части твердофазного метантенка для отделения жидкой фракции субстрата установлена фильтрующая сетка-ткань 8, твердофазный метантенк снабжен горизонтальной мелкоячеистой сеткой 9, размещенной ниже уровня жидкой фракции субстрата, выпускное отверстие загрузочного патрубка размещено под сеткой 9, а патрубок 3 для подачи жидкой фракции субстрата смонтирован над сеткой, при этом патрубок 4 для циркуляции фильтрата из твердофазного метантенка в жидкофазный метантенк 2 смонтирован по касательной к внутренней поверхности последнего, по всей высоте снабженного многолопастной мешалкой 10, свободно установленной на оси.
Устройство по полезной модели работает следующим образом.
В верхнюю часть средней секции 11 твердофазного метантенка 1 через загрузочный патрубок 5 подают сырьевой субстрат, а из нижней ее части через разгрузочный патрубок 7 выгружается переработанный субстрат. Нижняя секция 12 отделена от средней секции фильтрующей сеткой-тканью 8. Отфильтрованная циркуляционная жидкость по средством насоса 13 по соединительному патрубку 4 для циркуляции перекачивается в жидкофазный метантенк 2. Поток циркуляционной жидкости из твердофазного метантенка 1 направляют по касательной к внутренней поверхности жидкофазного, метантенка 2, и поток приводит в движение свободно установленную на оси многолопастную мешалку 10. Легко растворимые органические соединения, а также продукты их гидролиза поступают в жидкофазный метантенк 2, где являются питательной средой для содержащегося в нем анаэробного сообщества микроорганизмов, продукты жизнедеятельности которых повышают щелочность среды. Циркуляционная жидкость из жидкофазного метантенка 2 по соединительному патрубку 3 подают в верхнюю секцию 14 твердофазного метантенка 1, и осеменяет анаэробной микрофлорой содержащийся в нем субстрат. Кроме того, эта жидкость нормализует кислотность в твердофазном метантенке, которая вследствие повышенной нагрузки по органическому веществу в условиях приоритета стадии гидролиза склонна к повышению, что может привести к закисанию субстрата и полной остановке процесса анаэробного сбраживания с получением биогаза. Образовавшийся в процессе брожения биогаз удаляется через патрубки для отбора биогаза 6. Подогрев обоих метантенков до температуры термофильного режима сбраживания осуществляется через водяные рубашки 15.
Приведенное выше выполнение предлагаемой полезной модели позволяет сбраживать неподготовленные подстилочный навоз и помет животноводческих и птицеводческих хозяйств, растительные отходы сельхозпроизводства с выработкой из них высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, из яиц и семян сорняков жидких, минерализованных органических удобрений с высоким содержанием гумуса и горючего биогаза.
Существенным достоинством предлагаемой полезной модели метантенка является его способность отдельного сбраживания твердой и жидкой фракций субстрата, что позволяет уменьшить суммарный размер метантенков и за счет циркуляции жидкой фракции субстрата стабилизировать кислотно-щелочной баланс в метантанках.