RU2091338C1 - Method and apparatus for fermentolysis - Google Patents
Method and apparatus for fermentolysis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091338C1 RU2091338C1 SU5038766A RU2091338C1 RU 2091338 C1 RU2091338 C1 RU 2091338C1 SU 5038766 A SU5038766 A SU 5038766A RU 2091338 C1 RU2091338 C1 RU 2091338C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chambers
- biogas
- acidic
- casing
- substrate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике производства биогаза из продуктов жизнедеятельности животных, птицы, фекально-бытовых сточных вод и может быть использовано на очистных сооружениях агропромкомплексов. The invention relates to techniques for the production of biogas from the waste products of animals, poultry, domestic wastewater and can be used in wastewater treatment plants of agricultural complexes.
Известен способ ферментолиза, включающий подготовку субстрата, который нагревают до температуры 32-38oC, диспергируют взвеси до размеров частиц, сопоставимых с размерами бактерий, выращивают биомассу при перемешивании с газовой и температурной изоляцией от воздействия внешней среды [1]
Известно устройство для осуществления ферментолиза, содержащее корпус с технологическими патрубками с приспособлениями для нагрева и диспергирования взвесей и перемешивания субстрата, выполненный с камерами кислого, регрессии кислого, щелочного и метанового брожения, причем камеры кислого, регрессии кислого, щелочного брожения выполнены с нежесткими перекрытиями камер и корпуса, с образованием газовых емкостей под перекрытием камер и между ним и перекрытием корпуса [2]
Недостатком способа и устройства для его осуществления является низкая эффективность процесса ферментолиза из-за дестабилизации температурного режима в корпусе.A known method of fermentolysis, including the preparation of a substrate that is heated to a temperature of 32-38 o C, disperse suspensions to particle sizes comparable with the size of bacteria, grow biomass with stirring with gas and temperature insulation from the environment [1]
A device for carrying out fermentolysis is known, comprising a housing with technological nozzles with devices for heating and dispersing suspensions and mixing the substrate, made with acidic chambers, acidic regression, alkaline and methane fermentation, wherein acidic, acidic, alkaline fermentation chambers are made with non-rigid overlapping chambers and housing, with the formation of gas tanks under the overlap of the chambers and between it and the overlap of the housing [2]
The disadvantage of the method and device for its implementation is the low efficiency of the fermentolysis process due to the destabilization of the temperature regime in the housing.
Цель изобретения повышение эффективности ферментолиза. The purpose of the invention is to increase the efficiency of fermentolysis.
Цель достигается тем, что в способе биогаз из камер метанового брожения направляют в емкость между перекрытиями камер кислого, регрессии кислого, щелочного брожения и перекрытием корпуса, в которой конденсируют водяные пары биогаза. The goal is achieved in that in the method, biogas from methane fermentation chambers is sent to a container between the overlaps of the acidic chambers, regression of acidic, alkaline fermentation and the closure of the casing, in which water vapor of the biogas is condensed.
В устройстве эта цель достигается тем, что нежесткое перекрытие корпуса, выполненное с возможностью аксиальных перемещений, снабжено гидравлическим затвором в виде двух концентричных труб, из которых наружная установлена на перемычках между камерами, а внутренняя закреплена на перекрытии корпуса, и сообщено с источником потребления биогаза, с возможностью перемещения относительно наружной трубы, а перекрытия камер снабжены гидравлическими клапанами для сброса конденсата в камеры. In the device, this goal is achieved by the fact that the non-rigid overlapping of the body, made with the possibility of axial movements, is equipped with a hydraulic shutter in the form of two concentric pipes, of which the external is mounted on the jumpers between the chambers, and the internal is fixed to the ceiling of the body, and communicated with the source of biogas consumption, with the possibility of movement relative to the outer pipe, and the overlap of the chambers are equipped with hydraulic valves to discharge condensate into the chambers.
Такое выполнение способа и устройства устраняет дестабилизацию температурного режима в камерах кислого, регрессии кислого и щелочного брожения при колебаниях суточных и годовых температур наружного воздуха за счет тепла конденсации водяных паров биогаза в емкости между перекрытиями камер и корпуса, при этом образуются газовые слои под перекрытием камер и между перекрытиями камер и корпуса с изменением высоты последнего при изменении количества отбора газа к источнику потребления. This embodiment of the method and device eliminates the destabilization of the temperature in the chambers of acidic, regression of acidic and alkaline fermentation due to fluctuations in daily and annual outdoor temperatures due to the heat of condensation of biogas water vapor in the tank between the ceilings of the chambers and the housing, while gas layers are formed under the overlap of the chambers and between the ceilings of the chambers and the casing with a change in the height of the latter when the amount of gas withdrawal to the source of consumption changes.
На фиг.1 представлена схема установки для ферментолиза; на фиг.2 - устройство для осуществления способа, продольный разрез; на фиг.3 узел I на фиг. 2; на фиг.4 разрез А-А на фиг.3; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг.3. Figure 1 presents the installation diagram for fermentolysis; figure 2 - device for implementing the method, a longitudinal section; in Fig. 3, the node I in Fig. 2; figure 4 section aa in figure 3; in Fig.5 section BB in Fig.3.
Устройство для осуществления способа ферментолиза содержит корпус 1 с технологическими патрубками 2-5 с приспособлениями 6 для нагрева и 7 - диспергирования взвесей и 8 перемешивания субстрата, выполненный с камерами 9 кислого, 10 регрессии кислого, 11 щелочного и 12-14 метанового брожения, причем камеры 9-11 выполнены с нежесткими перекрытиями 15 и нежестким перекрытием 16 корпуса 1 с образованием газовых емкостей 17 под перекрытием 15 камер 9-11 и 18 между ним и перекрытием 16 корпуса 1. Нежесткое перекрытие 16 корпуса 1 выполнено с возможностью аксиальных перемещений, например, гофра 19, снабжено гидравлическим затвором 20 в виде двух концентрических труб 21 и 22, из которых наружная 21 установлена на перемычках 23 между камерами 9-11, а внутренняя 22 закреплена на перекрытии 16 корпуса, и сообщено с источником 24 потребления биогенеза с возможностью перемещения относительно наружной трубы 21, а перекрытия 15 камер 9-11 снабжены гидравлическими клапанами 25 для сброса конденсата в камеры. Камеры 12-14 метанового брожения сообщены с микрофильтрами 25, а последние по биомассе сообщены с дезинтеграторами 27, а по осветленной бражке с биокультиваторами 28, микрофильтрами 29, дезинтеграторами 30, теплообменником 31 и емкостью 32 для избыточной биомассы. A device for implementing the fermentolysis method comprises a housing 1 with technological nozzles 2-5 with devices 6 for heating and 7 for dispersing suspensions and 8 mixing the substrate, made with cameras 9 acidic, 10 regression of acidic, 11 alkaline and 12-14 methane fermentation, and the camera 9-11 are made with
Пример осуществления способа ферментолиза. An example implementation of the method of fermentolysis.
Субстрат концентрацией 2-10 г/л, нагретый до температуры 32-38oC, по патрубку 2 поступает в камеру 3 кислого брожения корпуса 1, в котором подвергают диспергированию до размеров частиц, соответствующих размеру молочно- и маслянокислых бактерий в деспергаторе 7 с последующим перемешиванием приспособлением 8.A substrate with a concentration of 2-10 g / l, heated to a temperature of 32-38 o C, through the pipe 2 enters the chamber 3 of acidic fermentation of the housing 1, in which it is dispersed to particle sizes corresponding to the size of lactic and butyric acid bacteria in the despergator 7, followed by mixing device 8.
В камере 9 происходит распад жиров, белков и углеводов, причем клетчатка углеводов разлагается
3C6H10O5 + 3H2O _____→ 4CO2 + 3CH3COOH + + 4H2.In the chamber 9, the breakdown of fats, proteins and carbohydrates occurs, and the fiber of carbohydrates decomposes
3C 6 H 10 O 5 + 3H 2 O _____ → 4CO 2 + 3CH 3 COOH + + 4H 2 .
В камере 10 регрессии кислого брожения происходит распад этилового спирта и уксусной кислоты, например, для последней
CH3COOH _____→ CH4 + CO2.In the chamber 10 of regression of acidic fermentation, the decomposition of ethyl alcohol and acetic acid occurs, for example, for the latter
CH 3 COOH _____ → CH 4 + CO 2 .
Продолжение распада белка
Белки + H2O
В камере 11 щелочного брожения из комплекса, полученного при распаде белка, образуется двууглекислый аммоний
NH3 + CO2 + H2O -----L (NH4)HCO3
и гидрат окиси аммония
NH3 + H2O -----L (NH4)OH,
причем эти соединения обеспечивают слабощелочную реакцию в камере 11.Continued protein breakdown
Proteins + H 2 O
In the alkaline fermentation chamber 11, ammonium bicarbonate is formed from the complex obtained by protein decomposition
NH 3 + CO 2 + H 2 O ----- L (NH 4 ) HCO 3
and ammonium oxide hydrate
NH 3 + H 2 O ----- L (NH 4 ) OH,
moreover, these compounds provide a slightly alkaline reaction in the chamber 11.
Осветленная бражка из камер 9-11 поступает в соответствующие камеры 12-14 метанового брожения, а через патрубки 3 отбирают биогаз из емкостей 17, которые перемещают навстречу друг другу в камерах 12-14, в которых продолжается распад остаточной клетчатки
C6H10O5 + H2O -----L 3CH4 + 3CO2 и восстановление диоксида углерода до метана
CO2 + 4H2 -----L CH4 + 2H2O, помимо водорода, поступающего из камер 9 и 10, в камерах 12-14 образуется он за счет ферментного разложения воды ферментолиза
2H2O -----L 2H2 + O2,
в результате ферментолиза количество биогаза по массе превышает массу распада органики.The clarified mash from the chambers 9-11 enters the corresponding chambers 12-14 of methane fermentation, and through the nozzles 3 biogas is taken from the
C 6 H 10 O 5 + H 2 O ----- L 3CH 4 + 3CO 2 and reduction of carbon dioxide to methane
CO 2 + 4H 2 ----- L CH 4 + 2H 2 O, in addition to hydrogen coming from chambers 9 and 10, it is formed in chambers 12-14 due to the enzymatic decomposition of fermentolysis water
2H 2 O ----- L 2H 2 + O 2 ,
as a result of fermentolysis, the amount of biogas by mass exceeds the mass of decomposition of organic matter.
Образующийся при ферментолизе кислород окисляет примеси биогаза, в частности сероводород, что повышает его качество, а органическая сера используется в качестве микроэлемента питания метаногенов
2H2S + O2 -----L 2S + 2H2O.Oxygen generated during fermentolysis oxidizes biogas impurities, in particular hydrogen sulfide, which improves its quality, and organic sulfur is used as a micronutrient for methanogens
2H 2 S + O 2 ----- L 2S + 2H 2 O.
Бражку со взвешенными в ней микроорганизмами направляют в микрофильтры 26, где отделяют биомассу, которую дезинтегрируют в дезинтеграторе 27 и дезинтеграт направляют на вход в камеры 12-14 для усиления ферментолиза за счет ферментов дезинтеграта, а избыточную часть используют в кормовых целях. Образующийся биогаз из камеры 12 поступает в емкость 18, в которой происходит конденсация водяных паров, конденсат заполняет гидравлический затвор 29 для последующего отбора к источнику 24 потребления биогаза, причем перекрытие 16 выполнено с возможностью аксиальных перемещений относительно перекрытия 15 за счет гофра 19 и возможности перемещения внутренней трубы 22 относительно наружной 21. Избыток конденсата из емкости 18 отводят через гидравлический клапан 25 в соответствующие камеры 9-11. The mash with microorganisms suspended in it is sent to microfilters 26, where the biomass is separated, which is disintegrated in the disintegrator 27 and the disintegrate is sent to the entrance to the chambers 12-14 to enhance fermentolysis due to disintegrate enzymes, and the excess is used for feed purposes. The resulting biogas from the chamber 12 enters the tank 18, in which condensation of water vapor occurs, the condensate fills the hydraulic shutter 29 for subsequent selection to the
Осветленная бражка из микрофильтров 26 поступает в биокультиваторы 28, на биогенных элементах питания которой происходит выращивание биомассы аэробов. Биомассу отделяют в микрофильтрах 29, часть биомассы дизинтегрируют в дезинтеграторе 29 и возвращают на вход в биокультиватор 28 в качестве биостимуляторов, а избыточную часть нагревают в теплообменнике 31 до температуры 90-95oC, направляют в емкость 32 и используют в качестве белково-витаминной добавки (БВД) в корм животным и птице.The clarified mash from microfilters 26 enters biocultivators 28, on the biogenic elements of which aerobic biomass is grown. The biomass is separated in microfilters 29, part of the biomass is disintegrated in the disintegrator 29 and returned to the inlet of the biocultivator 28 as biostimulants, and the excess part is heated in the heat exchanger 31 to a temperature of 90-95 o C, sent to the tank 32 and used as a protein-vitamin supplement (BVD) to feed animals and birds.
Такое выполнение способа позволяет увеличивать степень распада органики с 5-50% до 90-95% повышается содержание метана в биогазе с 65-70% до 95-98% выход биогаза возрастает с 0,6-0,8 кг с 1 кг органики до 1,3-1,5 кг, сокращается время сбраживания с 10-60 сут до 0,5-1,2 сут с одновременным повышением качества биогаза за счет освобождения его от вредных примесей. Снижается до минимума расход биогаза на внутренние нужды установки, т.е. на стабилизацию температурного режима брожения. This embodiment of the method allows to increase the degree of decomposition of organics from 5-50% to 90-95%; the methane content in biogas increases from 65-70% to 95-98%; the biogas yield increases from 0.6-0.8 kg from 1 kg of organics to 1.3-1.5 kg, the time of fermentation is reduced from 10-60 days to 0.5-1.2 days with a simultaneous increase in the quality of biogas due to its liberation from harmful impurities. The biogas consumption for internal needs of the installation is reduced to a minimum, i.e. to stabilize the temperature of fermentation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038766 RU2091338C1 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Method and apparatus for fermentolysis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038766 RU2091338C1 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Method and apparatus for fermentolysis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2091338C1 true RU2091338C1 (en) | 1997-09-27 |
Family
ID=21602526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5038766 RU2091338C1 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Method and apparatus for fermentolysis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091338C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT413985B (en) * | 2004-01-09 | 2006-08-15 | Landfrisch Molkerei Registrier | METHOD AND DEVICE FOR CONVERSION AND UTILIZATION OF BY-PRODUCTS OF THE MILK-PROCESSING INDUSTRY |
-
1992
- 1992-04-20 RU SU5038766 patent/RU2091338C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Малофеев В.И. Технология безотходного производства в птицеводстве. - М.: Агропромиздат, 1986, с. 119 - 121. 2. Баротфи И., Рафаи П. Энергосберегающие технологии и агрегаты на животноводческих фермах. - М.: Агропромиздат, 1988, с. 176 - 191. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT413985B (en) * | 2004-01-09 | 2006-08-15 | Landfrisch Molkerei Registrier | METHOD AND DEVICE FOR CONVERSION AND UTILIZATION OF BY-PRODUCTS OF THE MILK-PROCESSING INDUSTRY |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4710300A (en) | Method for processing of organic materials containing nitrogen compounds | |
CN101755041B (en) | Fermenter for generating biogas from pumpable organic material | |
US6569332B2 (en) | Integrated anaerobic digester system | |
KR100646076B1 (en) | Two-phase type methane fermentation reactor | |
KR100936540B1 (en) | Apart-shaped anaerobic digester for producing biogas | |
CN100399884C (en) | Waste-water purification in cattle-breeding system | |
CN110079448B (en) | Method and device for preparing biogas through straw and excrement three-stage co-fermentation | |
CN106316485A (en) | New method for harmless treatment of livestock feces | |
CN102459563A (en) | Bioreactor process for production of hydrogen from biomass | |
CN103146762A (en) | Treatment method of penicillin mushroom dregs | |
RU2091338C1 (en) | Method and apparatus for fermentolysis | |
CN203229513U (en) | Device for preparing engine gas by using kitchen waste or organic waste | |
EP0159054A1 (en) | A process for producing methane from solid vegetable material | |
CN102286540A (en) | Method for performing nitrogen fixation for straw anaerobic fermentation by utilizing organic wastewater | |
SU1838415A3 (en) | Method of biogas producing | |
CN101003409A (en) | Treatment method for radical curing black liquor of straw pulp from alkaline process | |
CN102351309A (en) | Azotification method by use of organic wastewater | |
RU2413408C1 (en) | Method of methane fermentation of manure drains | |
SU967417A1 (en) | Device for cultivating microalgae | |
SU1390198A1 (en) | Methane tank | |
RU2608814C2 (en) | Method for producing a gaseous energy carrier and organic-mineral fertilizers from liquid manure and device for implementation thereof | |
CN210419428U (en) | Tower type multistage hydrolysis acidification device | |
CN203668258U (en) | Biogas circulating-type anaerobic fermentation and organic fertilizer production system | |
TWI709539B (en) | Compound anaerobic trawl biological reaction system | |
SU1330081A1 (en) | Method of treating waste |