АНАЭРОБНЫЙ РЕАКТОР ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ С ОДНОВРЕМЕННО ФУНКЦИОНИРУЮЩИМИ ФАЗАМИ

1. Способ очистки водной текучей среды, посредством которого производят биогаз в установке, содержащей биореактор (1), предпочтительно биореактор, работающий в анаэробных условиях, и отдельный резервуар (2), при этом способ включает (i) стадию загрузки в биореактор, далее (ii) стадию циклической реакции, на которой вырабатывают биогаз, который временно хранят в отдельном резервуаре (2), и далее по меньшей мере одну последующую стадию (iii), включающую стадию осаждения и/или стадию слива выходящего потока водной текучей среды, причем биогаз, хранящийся в отдельном резервуаре (2), используют для снижения колебаний потока биогаза на выходе из установки (15), а последующая стадия (iii) включает в себя фазу осаждения водной суспензии и/или слив выходящего потока текучей среды.
2. Способ по п. 1, согласно которому во время по меньшей мере части (ii) стадии циклической реакции используют отдельный резервуар (2) в качестве осадителя, в котором обеспечено осаждение твердых частиц из водной суспензии, присутствующей в резервуаре.
3. Способ по п. 2, согласно которому на стадии циклической реакции (ii) в биореакторе (1) формируют биогаз и одновременно обеспечивают осаждение в указанном резервуаре (2) любой водной суспензии из биореактора (1), которая была предварительно введена в первую секцию (2а) отдельного резервуара (2).
4. Способ по п. 3, согласно которому на (i) стадии загрузки биореактора
- водная текучая среда, содержащая биоразлагаемое органическое вещество, подается в биореактор (1) через указанное входное отверстие (14) для водной текучей среды, предпочтительно во время перемешивания, причем входное отверстие (14) расположено в верхней части биореактора,
- замещают газ, присутствующий в биореакторе, водной текучей средой, подаваемой в биореактор (1), и указанный газ формирует по меньшей мере часть выходного потока (15) биогаза во время стадии загрузки,
- обеспечивают осаждение в первой секции (2а) любой водной суспензии, поступающей из биореактора (1), которая ранее была введена в первую секцию (2а) отдельного резервуара (2), таким образом формируя верхнюю фазу текучей среды, которая имеет сниженное содержанием твердых частиц по сравнению с указанной суспензией и предпочтительно свободна, по меньшей мере по существу свободна от твердой фазы, и нижнюю фазу ила, в которой содержание твердых частиц увеличено по сравнению с указанной суспензией;
(ii) стадия циклической реакции включает в себя (iia) первую фазу циклической реакции и (iib) вторую фазу циклической реакции, на которых биоразлагаемое органическое вещество перерабатывается при помощи микроорганизмов в биореакторе (1) при перемешивании суспензии в биореакторе (1), причем:
- в (iia) первой фазе работы циклического реактора обеспечивают осаждение в первой секции (2а) любой суспензии из биореактора (1), которая предварительно была введена в первую секцию (2а) отдельного резервуара (2),
- во (iib) второй фазе работы циклического реактора возвращают в биореактор по меньшей мере часть осажденного ила, сформированного в нижней части первой секции (2а), посредством трубопровода между выпускным отверстием (6) первой секции (2а) и впускным отверстием (8) в нижней секции биореактора (1), причем образующийся излишек ила сливается из установки непосредственно из биореактора,
- хранят часть биогаза, выработанного в биореакторе (1), во второй секции (2b) резервуара (2),
причем
(iii) на стадии слива выходящего потока текучей среды, следующей за второй фазой работы циклического реактора или предшествующей ей,
- сливают фазу водной текучей среды из первой секции (2а) через выпускное отверстие (6) и сливное отверстие (7) после удаления по существу всего ила из первой секции (2а)
- удаляют газ из суспензии в биореакторе (1) при перемешивании суспензии, и
после второй фазы работы циклического реактора и стадии слива выходящего потока текучей среды на (iv) стадии слива из биореактора по меньшей мере часть дегазированной суспензии выводят из биореактора (1) из нижней секции биореактора (1) через выпускное отверстие (16) и подают в первую секцию (2а) резервуара (2) через впускное отверстие (3), соединенное с выпускным отверстием (16) посредством трубопровода.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, согласно которому стадия (iii) включает осаждение твердых частиц водной суспензии, в частности ила, взятого из биореактора (1) в отдельном резервуаре (2), посредством чего формируют фазу, содержащую осажденные твердые частицы и возвращают указанную фазу в биореактор по трубопроводу между выпускным отверстием (6) отдельного резервуара (2) и впускным отверстием (8) в нижней секции биореактора (1), и сливают избыточную суспензию, в частности ил, из установки непосредственно из биореактора.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, согласно которому биореактор (1) содержит водную суспензию, которая имеет жидкую фазу и твердую фазу и содержит анаэробные микроорганизмы, при этом отдельный резервуар (2) используется для размещения обработанной водной текучей среды (2a) из биореактора (1) и размещения биогаза (2b) из биореактора (1),
причем указанный способ включает:
(i) стадию загрузки биореактора, на которой водная текучая среда, содержащая биоразлагаемое органическое вещество, подается в биореактор (1) и далее
(ii) стадию циклической реакции, на которой биоразлагаемое органическое вещество перерабатывается в биореакторе (1) при помощи анаэробных микроорганизмов, в результате чего формируется биогаз, при этом во время фазы циклической реакции на выходе из установки формируется и поддерживается выходной поток биогаза, причем во время по меньшей мере части фазы циклической реакции по меньшей мере часть произведенного биогаза временно хранится в отдельном резервуаре (2), затем следует
(iii) по меньшей мере еще одна стадия, которая включает стадию осаждения и/или стадию слива выходящего потока водной текучей среды,
и при которой биогаз, хранящийся в отдельном резервуаре (2), используется для снижения колебаний выходного потока (15) биогаза во время стадии циклической реакции или после нее.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором биореактор содержит хлопьеобразную биомассу.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором биогаз хранится в верхней части отдельного резервуара (2), а отдельный резервуар (2) имеет гибкую верхнюю крышку (17), которая содержит надувную двойную мембрану, имеющую первую и вторую мембраны, между которыми при надувании образуется пространство.
9. Способ по п. 8, в котором пространство между первой и второй мембранами надувают или сдувают, таким образом поддерживая давление биогаза (2b) внутри отдельного резервуара (2) в пределах заданного диапазона.
10. Способ по п. 8 или 9, в котором пространство между первой и второй мембранами увеличивают для того, чтобы вызывать подачу биогаза (2b) хранящегося в резервуаре (2) к выходному отверстию (15) для биогаза в том случае, когда выходной поток биогаза становиться ниже порогового значения, и/или пространство между первой и второй мембранами уменьшают для обеспечения хранения большего количества биогаза, когда производительность выработки биогаза выше верхнего порогового значения.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором поток биогаза из биореактора (1) или уровень производительности биогаза в биореакторе (1) контролируют по меньшей мере во время (ii) стадии циклической реакции и используют для определения момента перехода к следующей стадии.
12. Способ по п. 1 или любому из пп. 5-11, зависящих от п. 1, предпочтительно осуществляемый в анаэробных условиях, согласно которому биореактор (1) содержит внутреннюю сепараторную систему (11), расположенную в биореакторе (1) над впускным отверстием для водной текучей среды, содержащей биоразлагаемое вещество, и ниже выпускного отверстия (16) для вывода обработанной водной текучей среды из биореактора (1), причем сепараторная система (11) используется для отделения водной текучей среды суспензии от твердой фазы и биогаза, и где отделяемая водная текучая среда собирается в верхней части биореактора (1) над сепараторной системой (11), причем
во время (i) стадии загрузки в биореактор
- водную текучую среду, содержащую биоразлагаемое органическое вещество, подают в биореактор (1) через указанное впускное отверстие (14) для водной текучей среды без значительного перемешивания кроме перемешивания, возникающего в результате загрузки,
- отделяемую водную текучую среду выводят из биореактора через выпускное отверстие (16) и по меньшей мере часть этой водной текучей среды подают в первую секцию (2а) отдельного резервуара (2),
- при необходимости, биогаз, находящийся во второй секции (2b) отдельного резервуара (2), используют для обеспечения по меньшей мере части выходного потока (15) биогаза во время стадии загрузки.
во время (ii) стадии циклической реакции
- водную суспензию в биореакторе (1) перемешивают,
- при необходимости, водную суспензию выводят из биореактора через выпускное отверстие (16), расположенное выше внутренней сепараторной системы (11) и подают обратно в биореактор по линии рециркуляции (12b), входное отверстие которой расположено ниже внутренней сепараторной системы (11),
- водную текучую среду, хранящуюся в первой секции (2а), выводят из установки через выпускное отверстие (6) для водной текучей среды,
и где после (ii) стадии циклической реакции следует (iii) стадия осаждения, во время которой может продолжаться стадия переработки биоразлагаемого органического вещества при помощи микроорганизмов,
- стадия осаждения включает осаждение твердых частиц в биореакторе, посредством чего формируется фаза водной текучей среды над внутренней сепараторной системой,
- водную текучую среду, хранящуюся в первой секции (2а), выводят из установки через выпускное отверстие (6) для водной текучей среды,
- при наличии излишка суспензии ее сливают из биореактора через выпускное отверстие (9) в нижней части биореактора,
- при необходимости биогаз из второй секции (2b) используют для обеспечения по меньшей мере части выходного потока (15) биогаза во время стадии осаждения.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором указанные стадии повторяют множество циклов и в котором по меньшей мере после первого цикла поддерживают по меньшей мере по существу постоянный выходной поток биогаза в течение указанных стадий.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором подлежащая обработке водная текучая среда имеет общее содержание органических веществ в диапазоне 0,3-100 гХПК/л и/или общее содержание твердых веществ в диапазоне 1-30 г/л.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором из первой секции (2а) отдельного резервуара (2) выводят выходящий водный поток, который по меньшей мере по существу свободен от твердых частиц, видимых невооруженным глазом.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором ниже по потоку относительно установки, выходящий поток (7) из первой секции (2а) резервуара (2) подвергают стадии очистки.
17. Способ по п. 16, в котором (i) стадию загрузки в биореактор, (ii) стадию циклической реакции и (iii) стадию осаждения и/или стадию слива выходящего потока текучей среды выполняют одновременно по меньшей мере в течение значительной части.
18. Установка для микробиологической обработки водной текучей среды, содержащей биоразлагаемое органическое вещество, содержащая биореактор (1), который содержит перемешивающее устройство для перемешивания водной текучей среды в биореакторе (1) и отдельный резервуар (2), который содержит
- первую секцию (2а) для размещения обработанной водной текучей среды из биореактора (1), имеющую впускное отверстие для обработанной водной текучей среды, которое соединено с выпускным отверстием для обработанной водной текучей среды из биореактора (1) посредством выполненного с возможностью перекрывания трубопровода (3) и выпускного отверстия для удаления содержимого первой секции посредством выполненного с возможностью перекрывания трубопровода (6), и
- вторую секцию (2b) для размещения биогаза, содержащую впускное отверстие для биогаза, которое соединено с выпускным отверстием для биогаза из биореактора (1) посредством трубопровода (4),
причем установка также содержит входное отверстие (14) для подачи потока текучих водных отходов в установку, выпускное отверстие (15) для вывода биогаза из установки, сливное отверстие (7) для выходного водного потока и выпускное отверстие (9) для вывода ила из установки.
19. Установка по п. 18, в которой вторая секция (2b) занимает верхнюю часть отдельного резервуара (2) и имеет расширяемую верхнюю крышку (17), предпочтительно двойную мембрану.
20. Установка по п. 18 или 19, которая содержит управляющую систему для регулирования биогаза, выполненную с возможностью регулирования выходного потока (15) биогаза из установки, когда установка используется для микробиологической обработки водной текучей среды, содержащей биоразлагаемое органическое вещество.
21. Установка по любому пп. 18-20, в которой первая секция (2а) содержит сепаратор жидкой и твердой фаз, имеющий наклонное внутреннее оборудование, выполненное с возможностью повышения осаждаемости твердых частиц в водной текучей среде, такой как суспензия или ил.
22. Установка по п. 21, в которой сепаратор жидкой и твердой фаз представляет собой наклонно-пластинчатый осадитель.
23. Использование установки по любому из пп. 18-20 для микробиологической обработки водной текучей среды, содержащей биоразлагаемое органическое вещество, с образованием биогаза из указанного биоразлагаемого вещества, предпочтительно способом по любому из пп. 1-17.