УСТАНОВКА ДЛЯ АНАЭРОБНОГО СБРАЖИВАНИЯ
ANAEROBIC FERMENTATION INSTALLATION

Изобретение относится к устройствам для анаэробного сбраживания сточных вод, содержащих органические отходы сельскохозяйственного производства, и может быть использовано при очистке стоков с органическими включениями промышленных предприятий и коммунального хозяйства.
Известна установка для анаэробной очистки сточных вод. Она состоит из резервуара с патрубком для ввода исходной жидкости, желоба для сбора очищенной воды, коллекторной системы для сбора и удаления газа из жидкости в виде нагнетательной трубы с колпаками, а также из разделительной камеры, соединенной с нагнетательными трубами коллекторных систем (Авторское свидетельство СССР, №1400501, C02F 3/28, 1984) [1].
Недостатком этой установки является то, что при обработке низко концентрированных сточных вод велика вероятность вымыва анаэробной биомассы из реактора. Кроме того, она сложна в изготовлении и эксплуатации.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является установка анаэробного сбраживания, входящая в состав биогазового комплекса (Патент РФ №2399184, А01С 3/02, 20.09.2010) [2].
Установка анаэробного сбраживания содержит емкость метантенка, патрубки для подачи животноводческих стоков, иммобилизованный носитель анаэробной биомассы, патрубок для отвода биогаза, газгольдер, отводной патрубок для отвода биогаза потребителям.
Недостатком указанной конструкции является сложность в изготовлении, а также отсутствие каких-либо периодических возмущающих действий, способствующих повышению интенсивности анаэробного сбраживания.
Задачей изобретения является создание метантенка с улучшенными эксплуатационными свойствами.
Сущность изобретения заключается в том, чтобы интенсифицировать процесс анаэробного сбраживания в метантенке с комбинированным созданием циклических возмущений для очистки сточных вод от органических веществ и получения биогаза. Установка для анаэробного сбраживания дополнительно содержит перфорированную трубу, гидравлический затвор и триггер. При этом триггер на входе скоммутирован с линией слива через вентиль, а на выходе скоммутирован с насосом, выполненным с возможностью подачи биогаза из газгольдера через патрубок в перфорированную трубу, расположенную на дне емкости метантенка. Это позволяет создавать циклические возмущения в емкости метантенка за счет изменения скорости движения сбраживаемого субстрата, колебания уровня свободной поверхности и изменения гидростатического давления. Гидравлический затвор скоммутирован на входе с емкостью метантенка, а на выходе скоммутирован с газгольдером, который позволяет предотвратить обратное движение биогаза из газгольдера в емкость метантенка.
На фиг. изображена установка для анаэробного сбраживания в виде принципиальной схемы. Она состоит из насоса 1, патрубка 2 для подачи животноводческих стоков, емкости 3 метантенка, патрубка 4 для отвода биогаза, гидравлического затвора 5, патрубка 6 для отвода биогаза потребителям, газгольдера 7, триггера 8, насоса 9, патрубка 10 для подачи биогаза, сливного вентиля 11, патрубка 12 для отвода обработанного субстрата, перфорированной трубы 13, иммобилизированого носителя 14.
Внутри горизонтальной теплоизолированной емкости 3 расположен иммобилизированный носитель 14 с развитой поверхностью, на которой иммобилизируются микроорганизмы. Отвод обработанного субстрата осуществляется через сливной вентиль 11 линии слива 12. Большая часть метантенка, заполняется сбраживаемым субстратом. Отвод биогаза из емкости 3 происходит через гидравлический затвор 5, что обеспечивает относительно постоянное давление. В состав установки также входят перфорированная труба 13, расположенная на дне емкости 3 и патрубок 10, подающий газ, соединяющий перфорированную трубу 13 с насосом 9 и газгольдером 7. В устройстве имеется триггер 8, регулирующий выход обработанного субстрата и биогаза.
Цикл изменения давления и колебания уровня субстрата в емкости 3 протекает в следующем порядке. Животноводческие стоки с постоянным расходом, который обеспечивается насосом 1, поступают на обработку в метантенк через патрубок 2, а обработанный субстрат отводится по отводному патрубку 12. Сбраживание животноводческих стоков происходит в рабочем объеме метантенка и заключается в разложении органического вещества с выделением биогаза, который накапливается в газовом объеме метантенка. В результате постоянного выделения биогаза, давление газа возрастает. При достижении величины давления, соответствующей глубине погружения патрубка 4, происходит отвод биогаза в корпус гидравлического затвора 5 и затем биогаз скапливается в газгольдере 7 и по патрубку 6 поступает к потребителю. После чего триггер 8 дает команду насосу 9, который подает некоторое количество биогаза из газгольдера 7 через патрубок 10 в перфорированную трубу 13, для поднятия образующегося ила на дне реактора. После чего происходит опорожнение емкости метантенка 3 так же с помощью триггера 8 через патрубок 12. Последовательное действие барботажного перемешивания и опорожнения емкости метантенка 3 способствуют удалению иловых масс, предотвращая кольматирование, зарастание и забивку рабочего пространства емкости 3 метантенка. Срабатывание триггера 8 на опорожнение приводит к понижению уровня свободной поверхности сбраживаемого субстрата и снижению давления газа в емкости 3 метантенка, что способствует эффективному пеногашению. Затем триггер 8 закрывает сливной вентиль 11 и в следствии это идет заполнение емкости 3 метантенка. Уровень свободной поверхности повышается и по достижении верхнего уровня колебания, начинается новый цикл работы метантенка.
Предлагаемое изобретение имеет простую конструкцию и доступно в эксплуатации. Оно позволяет повысить эффективность работы метантенка, путем создания циклических возмущений.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Авторское свидетельство СССР, №1400501, C02F 3/28, 1984.
2. Патент РФ №2399184, А01С 3/02, 20.09.2010 - прототип.