RU2102467C1 - Methane apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: waste disposal. SUBSTANCE: invention relates to treating waste waters, utilization of solid carbon- nitrogen-containing household wastes to form biogas by way of anaerobic fermentation for heating needs, preparing food, heating water in houses in remote areas. Methane apparatus contains horizontal casing with vertical partitions forming acid, neutral, alkaline, and methane fermentation sections with gas cavities in upper part of casing and alternate ports to pass substrate from loading device to discharge section. Stirring means is also available including horizontal shaft with drive and blades. The shaft is shifted in relation to axis of casing, and acid fermentation section includes perforated cylinder communicating through hydraulic gate with loading device provided with drive. EFFECT: enhanced efficiency of process. 3 dwg

Description

Изобретение относится к микробной очистке стоков и утилизации твердых углерод-азотсодержащих отходов анаэробными микроорганизмами с выработкой биометана для бытовых нужд в домах, удаленных от тепловых и электрических сетей. The invention relates to microbial wastewater treatment and disposal of solid carbon-nitrogen-containing wastes by anaerobic microorganisms with the production of biomethane for domestic needs in homes remote from heat and power networks.

Известен метановый аппарат, содержащий корпус с технологическими перегородками, патрубками подвода исходного продукта и отвода биометана и продуктов брожения /1/, в котором из-за антогонизма воздействия одних групп микроорганизмов на другие низкая степень распада беззольной органики. Known methane apparatus containing a housing with technological partitions, pipes for supplying the starting product and removal of biomethane and fermentation products / 1 /, in which, due to the antagonism of the influence of some groups of microorganisms on others, a low degree of decay of ashless organics.

Известен метановый аппарат, содержащий горизонтальный корпус с вертикальными перегородками, образующими секции кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, с газовыми полостями в верхней части корпуса и чередующимися окнами для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному и перемешивающее устройство, включающего горизонтальный вал, снабженный приводом и лопастями /2/, недостатком которого являются высокие усилия на перемешивание, что снижает эффективность работы аппарата. Known methane apparatus containing a horizontal housing with vertical partitions forming sections of acidic, neutral, alkaline and methane fermentation, with gas cavities in the upper part of the housing and alternating windows for the passage of substrate from the loading device to the unloading and mixing device, including a horizontal shaft equipped with a drive and blades / 2 /, the disadvantage of which is high mixing forces, which reduces the efficiency of the apparatus.

Технический результат повышение эффективности работы аппарата, достигается тем, что горизонтальный вал перемешивающего устройства смещен относительно оси аппарата, а секция кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром, сообщенным через гидравлический затвор с загрузочным устройством, снабженный крышкой. The technical result of increasing the efficiency of the apparatus is achieved by the fact that the horizontal shaft of the mixing device is offset relative to the axis of the apparatus, and the acidic fermentation section is made with a perforated cylinder communicated through a hydraulic shutter with a loading device equipped with a cover.

В метановых аппаратах от 1/5 до 1/4 высоты занимает газовая полость, что для одновременного разрушения корки сверху субстрата и перемешивания осадка внизу требует больших диаметров лопастей, поэтому смещение перемешивания относительно оси аппарата позволяет разрушать корку и перемешивать осадок при меньших диаметрах лопасти, что снижает усилие на привод. Выполнение секции кислого брожения с перфорированным цилиндром, сметаемым лопастью, позволяет существенно уменьшить диаметр лопасти в сравнении с секциями нейтрального, щелочного и метанового брожения. In methane apparatuses, a gas cavity occupies from 1/5 to 1/4 of the height, which for the simultaneous destruction of the crust on top of the substrate and mixing of the sediment at the bottom requires large diameters of the blades, so the mixing shift relative to the axis of the apparatus allows the crust to be destroyed and the sediment to be mixed at smaller blade diameters, which reduces drive force. The implementation of the acid fermentation section with a perforated cylinder swept off by the blade allows to significantly reduce the diameter of the blade in comparison with the sections of neutral, alkaline and methane fermentation.

На фиг. 1 показан продольный разрез аппарата; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 2; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the apparatus; in FIG. 2 node 1 in FIG. 2; in FIG. 3, section AA in FIG. 2.

Метановый аппарат содержит корпус 1 с вертикальными перегородками 2, образующими секции: 3 кислого, 4 нейтрального, 5 щелочного, 6 - метанового брожения, с газовыми полостями 7 в верхней части корпуса 1 и чередующимися окнами 8 для прохода субстрата от загрузочного устройства 9 к разгрузочному 10 и перемешивающее устройство, включающее горизонтальный вал 11, снабженный приводом 12 и лопастями 13. Горизонтальный вал 11 смещен относительно оси корпуса 1 аппарата, а секция 3 кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром 14, сообщенными через гидравлический затвор 15 с загрузочным устройством 9, снабженным крышкой 16. Секция 6 метанового брожения выполнена с гидравлическими затвором 17 и патрубком 18 отвода биогаза потребителю. Лопасти 13 установлены во впадине 19 горизонтального вала 11 на оси 20 с возможностью поворота. При высоте газовой полости H смещение горизонтального вала 11 относительно оси корпуса H/2, т.е. выравнивание перемешиваемых объемов сверху и снизу соответствующих секций, т.е. разрушение корки сверху и перемешивание осадка внизу. The methane apparatus contains a casing 1 with vertical partitions 2, forming sections: 3 acidic, 4 neutral, 5 alkaline, 6 - methane fermentation, with gas cavities 7 in the upper part of the casing 1 and alternating windows 8 for passage of the substrate from the loading device 9 to the unloading 10 and a mixing device comprising a horizontal shaft 11 provided with a drive 12 and blades 13. The horizontal shaft 11 is offset relative to the axis of the apparatus body 1, and the acid fermentation section 3 is made with a perforated cylinder 14 communicated through a guide a shutter 15 with a loading device 9 provided with a cover 16. The methane fermentation section 6 is made with a hydraulic shutter 17 and a biogas outlet pipe 18 to the consumer. The blades 13 are mounted in the cavity 19 of the horizontal shaft 11 on the axis 20 with the possibility of rotation. With the height of the gas cavity H, the displacement of the horizontal shaft 11 relative to the axis of the housing H / 2, i.e. alignment of mixed volumes above and below the respective sections, i.e. destruction of the crust from above and mixing of sediment below.

Метановый аппарат работает следующим образом. Methane apparatus operates as follows.

Аппарат заполняют стоками и углерод-азотсодержащими отходами при открытой крышке 16 через загрузочное устройство 9, причем количество твердых отходов принимают из условия создания в аппарате концентрации порядка 4-6% причем подбором отходов устанавливают соотношение между углеродом и азотом в пределах 20: 1. Взвеси измельчают в перфорированном цилиндре 14 до размеров частиц, которые должны быть меньше размеров отверстий в перфорации цилиндра 1. Субстрат последовательно проходит по секциям 3, 4, 5 и 6 и подвергается воздействию анаэробов-кислотогенов, ацетогенов, ацетогидрогенов и метаногенов, которые сбраживают субстрат при перемешивании от привода 12 лопастями 13 на горизонтальном валу 11, причем лопасти разрушают корку взвесей в верхней части и взмучивают осадок в нижней части корпуса 1. Образующийся биогаз из секции 6 из ее газовой полости 7 отводят через гидравлический затвор 17 по патрубку 18 потребителю. Выполнение лопастей 13 на оси 20 с возможностью перемешивания во впадине 19 горизонтального вала 11 позволяет осуществлять его монтаж со стороны привода 12. Послеброжевой остаток отводят через разгрузочное устройство 10 во время загрузки через устройство 9. The apparatus is filled with drains and carbon-nitrogen-containing wastes with the lid 16 open through the charging device 9, and the amount of solid wastes is taken from the condition of creating a concentration of about 4-6% in the apparatus, and the ratio of carbon and nitrogen is set within 20: 1 by selecting the wastes. in the perforated cylinder 14 to particle sizes that must be smaller than the holes in the perforation of cylinder 1. The substrate passes sequentially through sections 3, 4, 5 and 6 and is exposed to anaerobic acids ogens, acetogens, acetohydrogens and methanogens, which ferment the substrate with agitation from the drive 12 by the blades 13 on the horizontal shaft 11, and the blades destroy the crust of suspensions in the upper part and agitate the sediment in the lower part of the housing 1. The resulting biogas from section 6 from its gas cavity 7 divert through the hydraulic valve 17 through the pipe 18 to the consumer. The implementation of the blades 13 on the axis 20 with the possibility of mixing in the hollow 19 of the horizontal shaft 11 allows its installation from the side of the drive 12. After-fermentation residue is discharged through the unloading device 10 during loading through the device 9.

Метановый аппарат позволяет очищать стоки и утилизировать домашние отходы, обеспечивая выработку возобновляемого горючего для нужд домашнего хозяйства /обогрев жилища, приготовление пищи, нагрев воды/. Аппарат термостатируется теплотой воздуха помещения. The methane apparatus allows you to clean wastewater and dispose of household waste, ensuring the development of renewable fuels for the needs of the household / heating the home, cooking, heating water /. The device is thermostatically controlled by the heat of the room air.

Источники информации. Sources of information.

1. Янко В. Г. и др. Очистка сточных вод и осадка в метатенках. Киев, 1978, с. 40. 1. Yanko V. G. et al. Wastewater treatment and sludge in metatenki. Kiev, 1978, p. 40.

2. Виестур У. Э. и др. Системы ферментации. Рига: Зинантне, 1986, с. 18-19а 2. Viestur U. E. and other Fermentation systems. Riga: Zinante, 1986, p. 18-19a

Claims (1)

Метановый аппарат, содержащий горизонтальный корпус с вертикальными перегородками, образующими секции кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, с газовыми полостями в верхней части корпуса и чередующимися окнами для прохода субстрата от загрузочного устройства к разгрузочному и перемешивающее устройство, включающее горизонтальный вал, снабженные приводом и лопастями, отличающийся тем, что горизонтальный вал перемешивающего устройства смещен относительно оси корпуса аппарата, а секция кислого брожения выполнена с перфорированным цилиндром, сообщенным через гидравлический затвор с загрузочным устройством, снабженным крышкой. A methane apparatus containing a horizontal casing with vertical partitions forming acid, neutral, alkaline and methane fermentation sections, with gas cavities in the upper part of the casing and alternating windows for passing the substrate from the loading device to the unloading and mixing device, including a horizontal shaft, equipped with a drive and blades, characterized in that the horizontal shaft of the mixing device is offset relative to the axis of the apparatus body, and the acid fermentation section is made with perf orientated cylinder in communication through a hydraulic lock with a loading device equipped with a cover.

Images