RU188085U1 - Bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste - Google Patents
Bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU188085U1 RU188085U1 RU2018118108U RU2018118108U RU188085U1 RU 188085 U1 RU188085 U1 RU 188085U1 RU 2018118108 U RU2018118108 U RU 2018118108U RU 2018118108 U RU2018118108 U RU 2018118108U RU 188085 U1 RU188085 U1 RU 188085U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biogas
- bioreactor
- screw
- casing
- seal
- Prior art date
Links
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 title claims abstract description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 abstract description 4
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004886 process control Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 6
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000556204 Huso dauricus Species 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/107—Apparatus for enzymology or microbiology with means for collecting fermentation gases, e.g. methane
- C12M1/113—Apparatus for enzymology or microbiology with means for collecting fermentation gases, e.g. methane with transport of the substrate during the fermentation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/02—Biological treatment
- C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к переработке органических, бытовых и сельскохозяйственных отходов методом анаэробного сбраживания и может быть использована для получения биогаза в индивидуальных хозяйствах и предприятиях сельскохозяйственного направления.The utility model relates to the processing of organic, household and agricultural waste by anaerobic digestion and can be used to produce biogas in individual farms and agricultural enterprises.
Поставленная цель достигается тем, что в биореакторе для получения биогаза при переработке органических бытовых и сельскохозяйственных отходов, содержащем цилиндрический горизонтальный корпус с зонами кислотного, нейтрального, щелочного и метанового брожения, имеется горизонтальный вал с приводом и шнеком, при этом с передней части корпуса закреплен корпус измельчителя, в котором установлены дисковые ножи, а на валу установлен шнек уплотнителя, к корпусу измельчителя закреплен корпус уплотнителя с загрузочным бункером и уплотняющим поршнем, причем в зоне щелочного и метанового брожения корпуса установлен секционный кольцевой нагревательный элемент, выполненный с возможностью регулирования температуры в каждой секции, в верхней части корпуса установлен газосборник с патрубком отвода биогаза, а в нижней части корпуса установлен патрубок отвода твердой фазы. Корпус измельчителя с шнеком уплотнителя выполнен коническим, сужающимся к дисковым ножам. В верхней части корпуса, над шнеком имеется осевой канал для биогаза. Патрубок отвода твердой фазы расположен в углубленном канале с наклоном к патрубку. Загрузочный бункер имеет задвижку.This goal is achieved by the fact that in the bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste, containing a cylindrical horizontal casing with zones of acid, neutral, alkaline and methane fermentation, there is a horizontal shaft with a drive and a screw, while the casing is fixed from the front of the casing the chopper, in which the disk knives are installed, and the seal screw is installed on the shaft, the seal body with the loading hopper and the sealing is fixed to the chopper body a piston, and in the zone of alkaline and methane fermentation of the casing, a sectional ring heating element is installed, made with the possibility of temperature control in each section, a gas collector with a biogas outlet pipe is installed in the upper part of the housing, and a solid phase outlet pipe is installed in the lower part of the housing. The chopper body with a seal screw is made conical, tapering to circular knives. In the upper part of the body, above the screw there is an axial channel for biogas. The branch pipe for the removal of the solid phase is located in the recessed channel with an inclination to the branch pipe. The loading hopper has a valve.
Таким образом, представленный биореактор позволит повысить эффективность работы биореактора и расширит диапазон регулирования процесса по температуре. 4 з.п. ф-лы, 3 ил. Thus, the presented bioreactor will improve the efficiency of the bioreactor and will expand the range of process control by temperature. 4 s.p. f-ly, 3 ill.
Description
Полезная модель относится к переработке органических, бытовых и сельскохозяйственных отходов методом анаэробного сбраживания и может быть использована для получения биогаза в индивидуальных хозяйствах и предприятиях сельскохозяйственного направления.The utility model relates to the processing of organic, household and agricultural waste by anaerobic digestion and can be used to produce biogas in individual farms and agricultural enterprises.
Известны устройства для получения биогаза при анаэробном сбраживании биомассы, состоящей из различных органических отходов (Роза А. Возобновляемые источники энергии. Физико-технические основы: учебное пособие. Пер. с англ. под редакцией С.П. Малышенко, О.С. Понеля. Издательский дом "Интеллект" М. Издательский дом МЭИ. 2010,704 с, стр 530-538 рис 11.4). Известны устройства для переработки органических отходов - метантенки, в которых происходит анаэробное сбраживание биомассы. (А.С. Тимонин Инженерно-экологический справочник. (Т.З. Калуга, изд. Н. Бонкаревой, 2003 - 1024 с. Рис 3.11 стр. 697).Known devices for producing biogas in anaerobic digestion of biomass, consisting of various organic waste (Rose A. Renewable energy sources. Physicotechnical fundamentals: a training manual. Translated from English under the editorship of SP Malyshenko, OS Ponel. Publishing House "Intellect" M. Publishing House MEI. 2010,704 s, pp. 530-538 (Fig. 11.4). Known devices for the processing of organic waste - digesters, in which anaerobic digestion of biomass occurs. (A.S. Timonin Environmental Engineering Handbook. (T.Z. Kaluga, published by N. Bonkareva, 2003 - 1024 pp. Fig. 3.11, p. 697).
Недостатком приведенных устройств является необходимость предварительного измельчения отходов и доведения биомассы до необходимой консистенции.The disadvantage of these devices is the need for preliminary grinding of waste and bringing biomass to the required consistency.
Известны устройства, в которых производится предварительное измельчение отходов и подогрев (Патент №2098481, №105624). В этих устройствах отсутствует качественное перемешивание биомассы и перемещение состава по различным зонам метантенков.Known devices in which the preliminary grinding of waste and heating (Patent No. 2098481, No. 105624). In these devices, there is no high-quality mixing of biomass and movement of the composition in different zones of the digesters.
Известен метановый аппарат с горизонтальным расположением корпуса (Патент №2102467) принятый нами за прототип. Недостатки прототипа следующие:Known methane apparatus with a horizontal housing (Patent No. 2102467) adopted by us for the prototype. The disadvantages of the prototype are as follows:
1) Отсутствует устройство поддерживания необходимой температуры, которая должна быть 37°С - при мезофильном сбраживании и 55°С - при термофильном сбраживании.1) There is no device to maintain the required temperature, which should be 37 ° C for mesophilic fermentation and 55 ° C for thermophilic fermentation.
2) Низкокачественное измельчение исходных отходов т.к. в перфорированном цилиндре 14 происходит только перемешивание, а значительная часть отходов закупоривает перфорационные отверстия и протекание процесса брожения ухудшается.2) Low-quality grinding of the original waste since in the
3) Перемещение субстрата по секциям кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения происходит без принудительного механического воздействия, только за счет баланса сообщающихся сосудов, и если соотношение расходов приходящего субстрата и отводимого субстрата будет меняться за счет закупоривания перфораций в цилиндре 14, то характер процесса брожения будет меняться и качество полученного биогаза будет ухудшаться.3) The movement of the substrate through acidic, neutral, alkaline and methane fermentation sections occurs without forced mechanical action, only due to the balance of communicating vessels, and if the ratio of the flow rate of the incoming substrate and the withdrawn substrate changes due to clogging of the perforations in
Проблема технического решения заключается в низкой эффективности работы биореактора.The problem of the technical solution is the low efficiency of the bioreactor.
Технический результат, на достижение которого направленно предполагаемое устройство - повышение эффективности работы биореактора с расширением диапазона регулирования по температуре.The technical result, the achievement of which the proposed device is directed to, increase the efficiency of the bioreactor with expanding the temperature control range.
Поставленная цель достигается тем, что в биореакторе для получения биогаза при переработке органических бытовых и сельскохозяйственных отходов, содержащем цилиндрический горизонтальный корпус с зонами кислотного, нейтрального, щелочного и метанового брожения, имеется горизонтальный вал с приводом и шнеком, при этом с передней части корпуса закреплен корпус измельчителя, в котором установлены дисковые ножи, а на валу установлен шнек уплотнителя, к корпусу измельчителя закреплен корпус уплотнителя с загрузочным бункером и уплотняющим поршнем, причем в зоне щелочного и метанового брожения корпуса установлен секционный кольцевой нагревательный элемент, выполненный с возможностью регулирования температуры в каждой секции, в верхней части корпуса установлен газосборник с патрубком отвода биогаза, а в нижней части корпуса установлен патрубок отвода твердой фазы. Корпус измельчителя с шнеком уплотнителя выполнен коническим, сужающимся к дисковым ножам. В верхней части корпуса, над шнеком имеется осевой канал для биогаза. Патрубок отвода твердой фазы расположен в углубленном канале с наклоном к патрубку. Загрузочный бункер имеет задвижку.This goal is achieved by the fact that in the bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste, containing a cylindrical horizontal casing with zones of acid, neutral, alkaline and methane fermentation, there is a horizontal shaft with a drive and a screw, while the casing is fixed from the front of the casing the chopper, in which the disk knives are installed, and the seal screw is installed on the shaft, the seal body with the loading hopper and the sealing is fixed to the chopper body a piston, and in the zone of alkaline and methane fermentation of the casing, a sectional ring heating element is installed, made with the possibility of temperature control in each section, a gas collector with a biogas outlet pipe is installed in the upper part of the housing, and a solid phase outlet pipe is installed in the lower part of the housing. The chopper body with a seal screw is made conical, tapering to circular knives. In the upper part of the body, above the screw there is an axial channel for biogas. The branch pipe for the removal of the solid phase is located in the recessed channel with an inclination to the branch pipe. The loading hopper has a valve.
Предполагаемая схема биореактора представлена на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3. Здесь:The proposed bioreactor circuit is shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3. Here:
1 - корпус;1 - housing;
2 - вал;2 - shaft;
3 - шнек;3 - auger;
4 - корпус измельчителя;4 - chopper body;
5 - корпус уплотнителя;5 - seal housing;
6 - поршень;6 - the piston;
7 - загрузочный бункер;7 - loading hopper;
8 - задвижка;8 - valve;
9 - шнек уплотнителя;9 - seal auger;
10 - подвижные ножи;10 - movable knives;
11 - неподвижные ножи;11 - fixed knives;
12 - осевой канал;12 - axial channel;
13 - секционный нагреватель;13 - sectional heater;
14 - газосборник;14 - gas collector;
15 - гидрозатвор;15 - water seal;
16 - патрубок отвода биогаза;16 - branch pipe biogas;
17 - патрубок отвода тв. отходов;17 - branch pipe tv. waste;
18 - канал сбора тв. отходов;18 - tv collection channel waste;
19 - теплоизолирующий кожух.19 - heat insulating casing.
Биореактор представляет собой цилиндрический корпус 1 с горизонтальной осью, в которой коаксиально расположен вал 2 с приводом и с возможностью вращения на узлах вращения 19. На валу 2 расположен шнек 3. В передней части корпуса 1 расположен неподвижные ножи 11. К передней части корпуса 1 крепится корпус измельчителя 4, представляющий собой усеченный конус, с узкой частью, соответствующий диаметру корпуса 1. Вал 2 проходит через корпус измельчителя 4 и на валу установлен шнек уплотнителя 9 и в самой узкой части корпуса 4 подвижный нож 10 вплотную с неподвижным ножом 11. В широкой части корпуса 4 расположен корпус уплотнителя 5 с поршнем 6. На корпусе уплотнителя 5 находится загрузочный бункер 7 с задвижкой 8. На корпусе 1 по верхней образующей цилиндра имеется продольный осевой канал 12, который доходит до газосборника 14. Газосборник 14 соединен с гидрозатвором 15, на котором находится патрубок отвода биогаза 16. В нижней части цилиндрического корпуса 1 находится канал сбора твердых отходов 18 с наклоном к патрубку отвода твердых отходов 17. Корпус 1 по всему периметру имеет теплоизоляционный кожух 19.The bioreactor is a
Биореактор работает следующим образом. Аппарат загружается биомассой через загрузочный бункер 7 при открытой задвижке 8. При вращении вала 2 шнек уплотнителя 9 подает смесь на подвижные 10 и неподвижные 11 ножи, крупные фракции измельчаются и поступают в пространство корпуса 1, где шнеком 3 начинают перемещатся последовательно по зонам кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения. При этом процессе включаются нагревательные секции 13 и поддерживается необходимый температурный режим(37°С - при мезофильном сбраживании и 55°С - при термофильном сбраживании). По мере расходования биоматериала через бункер 7 добавляются новые порции биомассы и при закрытой задвижке 8 уплотняются поршнем 6. Выделяющийся при реакции биогаз поднимается в корпусе 1 наверх по осевому каналу 12, поступает в газосборник 14 и пройдя через гидрозатвор 15, через патрубок 16, отводится потребителю. Твердые фракции, остающиеся после процесса шнеком 3 перемещаются в канал сбора твердых отходов 18 и удаляется через патрубок 17.The bioreactor operates as follows. The apparatus is loaded with biomass through the
Для интенсификации процесса анаэробного брожения и увеличения производительности биогаза можно увеличить зону нагрева секционного нагревателя 13 и интенсифицировать температурный режим. Наличие теплоизолирующего кожуха 19 позволяет существенно уменьшить теплопотери от секций нагревателя 13 во внешнюю среду и существенно повышает общий к.п.д. биореактора. Для поддержания необходимых температурных режимов внутри биореактора устанавливаются температурные датчики (не показанны) несколько, по длине корпуса, в зонах секций нагревателя 13.To intensify the process of anaerobic fermentation and increase biogas productivity, it is possible to increase the heating zone of the
Таким образом, представленный биореактор позволит повысить эффективность работы биореактора и расширит диапазон регулирования процесса по температуре.Thus, the presented bioreactor will improve the efficiency of the bioreactor and will expand the range of process control by temperature.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118108U RU188085U1 (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118108U RU188085U1 (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU188085U1 true RU188085U1 (en) | 2019-03-28 |
Family
ID=66087795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018118108U RU188085U1 (en) | 2018-05-16 | 2018-05-16 | Bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU188085U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200960U1 (en) * | 2020-06-29 | 2020-11-20 | Александр Сергеевич Малышев | Vertical continuous pyrolysis unit with moving pyrolysis material by movable mechanisms |
RU220010U1 (en) * | 2023-05-23 | 2023-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Laboratory bioreactor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073653C1 (en) * | 1994-06-30 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Biological power-generating unit |
RU2102467C1 (en) * | 1995-01-17 | 1998-01-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Methane apparatus |
RU2254700C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-27 | Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования (НТЦ РТО) | Biogas apparatus for anaerobic fermentation of organic wastes |
RU105624U1 (en) * | 2010-11-23 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | COMBINED BIOREACTOR |
RU2580221C1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-04-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Animal waste disposal unit |
-
2018
- 2018-05-16 RU RU2018118108U patent/RU188085U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2073653C1 (en) * | 1994-06-30 | 1997-02-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Biological power-generating unit |
RU2102467C1 (en) * | 1995-01-17 | 1998-01-20 | Виктор Игнатьевич Тумченок | Methane apparatus |
RU2254700C1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-27 | Научно-технический центр по разработке технологий и оборудования (НТЦ РТО) | Biogas apparatus for anaerobic fermentation of organic wastes |
RU105624U1 (en) * | 2010-11-23 | 2011-06-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева (КГТУ-КАИ) | COMBINED BIOREACTOR |
RU2580221C1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-04-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Animal waste disposal unit |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU200960U1 (en) * | 2020-06-29 | 2020-11-20 | Александр Сергеевич Малышев | Vertical continuous pyrolysis unit with moving pyrolysis material by movable mechanisms |
RU220010U1 (en) * | 2023-05-23 | 2023-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Laboratory bioreactor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103060179B (en) | Large granular straw biogas fermentation device | |
CN204550537U (en) | A kind of complete mixed biogas production system | |
CN103173348B (en) | Integrated two phase dry anaerobic digestion reactor and processing method | |
RU188085U1 (en) | Bioreactor for biogas in the processing of organic household and agricultural waste | |
CN107118952A (en) | High concentration multi-element material mixing anaerobic reaction test device | |
CN203820589U (en) | Combined anaerobic treatment system | |
CN101786782B (en) | Cattle manure anaerobic fermentation process | |
CN103436319B (en) | Method for preparing briquettes fuel from deoiled kitchen waste | |
CN101864358B (en) | Continuous solar biomass energy fermentation device | |
CN201704332U (en) | Continuous solar energy and biomass energy fermentation device for small apartments | |
CN205501313U (en) | Organic rubbish dry -type anaerobic fermentation device | |
CN102476959A (en) | Anaerobic rapid starting and anaerobic-aerobic integrated fermentation method at low temperature | |
CN104893958B (en) | A kind of organic waste high-temperature dry-type anaerobic ferment devices | |
CN110628602A (en) | Device for preparing biogas at high temperature from agricultural waste straw mixed raw materials | |
CN111040936A (en) | Small-scale non-mixed inoculation continuous solid anaerobic fermentation device and fermentation method | |
CN103074208B (en) | High-concentration straw methane fermentation equipment | |
CN201144245Y (en) | Novel automatic feed and discharge large rotary cracking mixing methane tank | |
CN201010650Y (en) | Multifunctional biogas tank | |
CN107653180A (en) | A kind of vertical continuous dry fermentation device | |
CN203668408U (en) | Controllable header type anaerobic fermentation device | |
CN2910942Y (en) | Constant pressure methane generating pit | |
CN105985902A (en) | Internal-circulation dry type anaerobic reaction apparatus | |
CN103103117B (en) | Methane fermentation device for straw | |
CN105039604A (en) | Control method and control system of utilizing high-concentration organic raw material for biogas fermentation | |
CN215208704U (en) | Kitchen garbage natural pond liquid biochemical reactor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200517 |