УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к сельскому хозяйству, а именно к устройствам по переработки жидких органических отходов и производству из них удобрений и биогаза.
Известна установка для получения обеззараженных органических удобрений (см. патент РФ на изобретение №2292702, А01C 3/02, С05F 3/06, опубликовано 20.10.2007 г.), содержащую заглубленную в землю герметичную емкость для анаэробного сбраживания исходного сырья, узел его загрузки с измельчителем, крышку, систему обогрева, сетку для удержания вспененной массы и предотвращения образования «корки», систему отвода биогаза с фильтром, компрессор, клапан для вывода углекислого газа, узел ввода катализатора, емкость для приема и хранения биогаза и узел выгрузки полученного удобрения.
Известно устройство для хранения навоза (прототип) (см. авторское свидетельство СССР №1822631, А01C 3/02, 8/08, опубл. 23.06.1993 г., БИ №23), содержащее установленную на влагонепроницаемом основании ограждающую перфорированную стенку, выполненную из вертикальных стоек и поярусно расположенных горизонтальных кольцевых элементов, трубопровод подачи исходного навоза, жижеотводящий канал, связанный с жижесборником и расположенный у ограждающей стенки, по периферии которой по обеим сторонам размещен теплоизолирующий фильтрующий материал, выполненные в ограждающей стенке ворота, при этом устройство снабжено средством стабилизации биотермического процесса в навозной массе, которое выполнено в виде коллектора, а также соединенного с ним источника подачи стабилизирующей среды, при этом каждый из горизонтальных кольцевых элементов выполнен в виде перфорированного трубопровода и соединен с коллектором.
Недостатками указанных устройств является низкая производительность и эффективность получения высококачественного органического удобрения, а также вредное экологическое воздействие на окружающую среду.
Задача, решаемая полезной моделью - повышение производительности и эффективности получения высококачественного органического удобрения и снижение вредного экологического воздействия на окружающую среду.
Поставленная задача достигается тем, что заявляемое устройство, содержащее установленную на влагонепроницаемом основании ограждающую перфорированную цилиндрическую стенку из вертикальных стоек, образующих основную емкость, по периферии которой размещен теплоизолирующий фильтрующий материал, трубопровод подачи исходного субстрата, ворота, согласно полезной модели, вокруг внутренней ограждающей стенки расположена концентрично и выше по высоте вторая внешняя ограждающая цилиндрическая стенка с теплоизолирующим фильтрующим материалом и влагонепроницаемым основанием, образуя кольцевую емкость, на дне которой размещен кольцевой дренажный лоток стоков с решеткой, соединенный с жижесборником и устройством подачи сжатого воздуха, а над вводом трубопровода подачи исходного субстрата установлена приемная камера в виде колпака, при этом на поверхности жидкой фракции субстрата размещены съемные плавающие газгольдеры, соединенные между собой подвижно гибкими трубопроводами, подключенными к магистральному газопроводу, а внутри основной емкости расположены мешалки-гомогенизаторы, связанные через трубопровод с источником сжатого воздуха или биогаза. Кроме того, корытообразные газгольдеры выполнены из пластмассы с термоизолирующим слоем на внутренней верхней поверхности, с отверстиями для пропуска биогаза и монтажными петлями для сцепления друг с другом, а ворота в ограждающих стенках выполнены подвижно в вертикальной плоскости.
Отличительными от прототипа признаками являются:
- наличие второй внешней ограждающей цилиндрической стенки, расположенной концентрично и выше по высоте первой внутренней стенки, с воротами, теплоизолирующим фильтрующим материалом и влагонепроницаемым основанием, образующими кольцевую емкость;
- на дне кольцевой емкости размещен кольцевой дренажный лоток стоков с решеткой, соединенный с жижесборником и устройством подачи сжатого воздуха;
- над вводом трубопровода подачи исходного субстрата в основную емкость установлена приемная камера в виде колпака;
- на поверхности жидкой фракции субстрата размещены съемные плавающие газгольдеры, соединенные между собой подвижно гибкими трубопроводами, подключенными к магистральному газопроводу;
- газгольдеры выполнены корытообразными из пластмассы с термоизолирующим слоем на внутренней верхней поверхности, с отверстиями для пропуска биогаза и монтажными петлями для сцепления друг с другом;
- внутри основной емкости расположены мешалки-гомогенизаторы, связанные через трубопровод с источником сжатого воздуха или биогаза
- ворота в ограждающих стенках выполнены подвижно в вертикальной плоскости.
Выполнение устройства, для переработки жидких органических отходов, содержащее основную емкость, состоящую из внутренней ограждающей перфорированной цилиндрической стенки, выполненной из вертикальных стоек с теплоизолирующим фильтрующим материалом по периферии, установленную на влагонепроницаемом основании, и кольцевую емкость, состоящую из второй внешней ограждающей цилиндрической стенки, расположенной концентрично и выше по высоте первой внутренней стенки, с влагонепроницаемым основанием и теплоизолирующим материалом по периферии, на дне которой размещен кольцевой дренажный лоток стоков с решеткой, соединенный с жижесборником и устройством подачи сжатого воздуха, а над вводом трубопровода подачи исходного субстрата установлена приемная камера в виде колпака, при этом на поверхности жидкой фракции субстрата размещены съемные плавающие газгольдеры, соединенные между собой подвижно гибкими трубопроводами, подключенными к магистральному газопроводу, а внутри основной емкости расположены мешалки-гомогенизаторы, связанные через трубопровод с источником сжатого воздуха или биогаза, позволяет повысить производительность и эффективность получения высококачественного органического удобрения и снижает вредное экологического воздействие на окружающую среду.
Устройств с заявляемой совокупностью отличительных признаков в патентной и научно-технической литературе не обнаружено.
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен вид прямо с продольным разрезом устройства, на фиг.2 - вид сверху устройства, на фиг.3 - вид сверху газгольдера, на фиг.4 - разрез В-В и С-С газгольдера.
Устройство включает ограждающую перфорированную внутреннюю цилиндрическую стенку 1 из вертикальных стоек 2, выполненных из железобетона с защитным покрытием от воздействия агрессивных сред, основной емкости 3, установленную на влагонепроницаемом основании 4, теплоизолирующий фильтрующий материал 5, трубопровод подачи исходного субстрата 6, с приемной камерой 7 в виде колпака, вторую внешнюю ограждающую цилиндрическую стенку 8, расположенную концентрично и выше первой внутренней стенки кольцевой емкости 9, с теплоизолирующим материалом 10 и влагонепроницаемым основанием 11, кольцевой дренажный лоток 12 с решеткой, соединенный с жижесборником 13, съемные плавающие газгольдеры 14 с термоизолирующим слоем 15 на внутренней верхней поверхности с отверстиями для пропуска биогаза 16 и монтажными петлями 17 для сцепления друг с другом, мешалки-гомогенизаторы 18 с подачей на них сжатого воздуха или биогаза, ворота для выгрузки органического удобрения, выполненные в первой внутренней и во второй внешней ограждающей стенке (не показаны)
Устройство работает следующим образом.
Первоначально кольцевая емкость 9 загружается обезвоженной фракцией субстрата (навоза), в дальнейшем кольцевая емкость 9 пополняется произвольно за счет перетекания корки субстрата из основной емкости 3. Жидкие отходы от объектов производства (свинокомплекс и т.д.) без разделения на фракции перекачиваются по трубопроводу 6 с нижней подачей в основную емкость 3 через приемную камеру 7, где за счет гравитации жидкая фракция субстрата, проходя через щелевые проемы внутренней ограждающей стенки и теплоизолирующий гигроскопичный фильтрующий материал 5 (солома, торф, лигнин и т.п.) фильтруется в кольцевой емкости 9, поступая в дренажный лоток 12, затем через трубопровод поступает в жижесборник 13 и может быть отправлена в другие отстойники-накопители для дальнейшей многократной биологической очистки.
При пассивном способе в твердой фракции субстрата влажностью 70-75% находящейся в основной и кольцевой емкостях, протекает естественный биотермический процесс, который продолжается по нормам не менее 1-3 месяцев, при этом происходит ее обеззараживание.
В насыщенном влагой теплоизолирующем фильтрующим материале также начинают развиваться биотермические процессы, в результате чего происходит их минерализация, что приводит к образованию дополнительных органических удобрений.
Для получения качественных органических удобрений необходимо, чтобы в субстрате (навозной массе) протекало анаэробное брожение с температурой обрабатываемой массы не менее 30-35°С (мезофильное). Для ускоренного получения качественных органических отходов в основную 3 и кольцевую 9 емкости подается сжатый воздух на мешалки-гомогенизаторы 18 через трубопровод (не показан) и кольцевой дренажный лоток 12 под решетку. За счет принудительной подачи воздуха под решетку лотка 12 через воздуховод в субстрате кольцевой емкости 9 происходит термофильный (температура 50-55°С) аэробный процесс, при котором образуется тепло, обогревающее среду основной емкости 3. В связи с этим сокращаются сроки получения качественных органических удобрений до 7-8 суток.
При биотермических реакциях, протекающих в субстрате основной емкости, выделяется биогаз (метан), который собирается при помощи плавающих переносных газгольдеров 14, расположенных на верхней поверхности субстрата, которые в месте с тем выполняют функцию теплоизоляции основной емкости 3 сверху. Продолжительность переработки органических удобрений с получением биогаза до 20 дней. Управление биотермическими реакциями, протекающими в обеих емкостей заявляемого устройства, позволяет создать условия для стабильного протекания как мезофильного, так и термофильного брожения в субстрате, независимо от складывающихся внешних условий, что приводит к образованию качественной органики и повышению производительности и эффективности ее получения. Использование плавающих съемных газгольдеров в заявляемом устройстве для сбора выделяющегося в процессе переработки органических отходов биогаза - метана способствует снижению вредного экологического воздействия на окружающую среду.
3
Количество и внутренний объем емкостей заявленного устройства рассчитывается в зависимости от количества поступающего на переработку субстрата. Например, при объеме субстрата от 1000 до 4000 м в сутки диаметр емкостей устройства составляет от 15 м до 30 м и высота ограждающих стенок от 3,5 м до 4,5 м. Количество устройств колеблется от 2 до 12.
Готовое органическое удобрение через ворота вывозится для последующей переработки в сухие гранулированные органо-минеральные удобрения, либо на поля в качестве органических удобрений.
Заявляемое устройство для переработки жидких органических отходов позволяет обеспечить оптимальные условия хранения отходов круглый год в различных природно-климатических зонах, получать высококачественное органическое удобрение и удовлетворять современным требованиям охраны окружающей среды.