RU2729366C1 - Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method - Google Patents

Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method Download PDF

Info

Publication number
RU2729366C1
RU2729366C1 RU2020111369A RU2020111369A RU2729366C1 RU 2729366 C1 RU2729366 C1 RU 2729366C1 RU 2020111369 A RU2020111369 A RU 2020111369A RU 2020111369 A RU2020111369 A RU 2020111369A RU 2729366 C1 RU2729366 C1 RU 2729366C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bioreactor
bark
dump
processing
bww
Prior art date
Application number
RU2020111369A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Юрьевич Максимов
Анна Владимировна Шилова
Юлия Геннадьевна Максимова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Имбиоком"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Имбиоком" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Имбиоком"
Priority to RU2020111369A priority Critical patent/RU2729366C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2729366C1 publication Critical patent/RU2729366C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • C05F11/08Organic fertilisers containing added bacterial cultures, mycelia or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology.SUBSTANCE: group of inventions relates to environmental and agricultural biotechnology, specifically to recycling and processing of material of bark separation process: bark and wood waste (BWW) of pulp-and-paper and woodworking industries to produce organic fertilizer. Method of processing bark and wood waste is carried out by introduction into bark and wood mass of activating solution containing biogenic elements limiting the biodegradation process and a community of microorganisms having cellulolytic and ligninolytic activities, as well as aeration of medium with atmospheric air. Process is ensured by application of the process line including the bioreactors immersed into the bark and wood mass, which are located in the form of a network and connected with pipelines, bioreactors are cylindrical perforated reservoirs equipped with a supply pipes system, through which the activating solution is periodically supplied and performs aeration, and the fluid phase formed as a result of processing, which is a liquid biofertilizer, is periodically pumped out from the inside of the bioreactor.EFFECT: providing the possibility of processing of bark and wood wastes in the bark and wood mass, multiple acceleration of processes of BWW biodecomposition and conversion of its mass into useful products – liquid and solid organic fertilizers.6 cl, 3 dwg, 3 tbl

Description

Группа изобретений относится к сфере экологической и сельскохозяйственной биотехнологии, а именно, к утилизации и переработке материала короотвала - кородревесных отходов (КДО) целлюлозно-бумажных и деревообрабатывающих производств с получением жидкого и твердого органического удобрения.The group of inventions relates to the field of environmental and agricultural biotechnology, namely, to the disposal and processing of material from a bark heap - bark and wood waste (BWW) of pulp and paper and woodworking industries to obtain liquid and solid organic fertilizers.

Отходы деревообработки являются одним из самых распространенных видов промышленных отходов в России. Так как они представляют собой ценное углеродсодержащее сырье, необходимы рациональные способы его использования. В настоящее время многие короотвалы содержат десятки миллионов кубометров кородревесных отходов, которые мало используются для получения товарной продукции или извлечения энергии, а представляют собой объекты накопленного экологического ущерба, экологическая опасность которых для окружающей среды состоит в закислении почвы и воды не нейтрализованными кислотами - продуктами разложения КДО, поступлении в водоемы дополнительных источников углерода, способствующих цветению воды, в склонности к возгораниям.Wood waste is one of the most common types of industrial waste in Russia. Since they are valuable carbonaceous raw materials, rational ways of using them are necessary. Currently, many bark dumps contain tens of millions of cubic meters of bark and wood waste, which are little used to obtain marketable products or to extract energy, but are objects of accumulated environmental damage, the environmental hazard of which to the environment consists in acidification of soil and water with non-neutralized acids - decomposition products of BWW , the entry of additional carbon sources into water bodies, contributing to water bloom, in a tendency to fire.

В короотвалах, ввиду открытости системы, идут естественные процессы биодеструкции и гумификации, однако данные процессы очень длительны. Как показали результаты наших исследований, эти процессы лимитированы низким содержанием ряда биогенных элементов (N, Р, Mg, S), так и другими факторами, такими, как герметизация и глубокий анаэробиоз обводненных нижележащих слоев, что, практически, приводит к их консервации и остановке биодеструкции. Очевидно, что в таком состоянии материал КДО может сохраняться сотни лет без переработки в грунт. А биодеструкции подвержены в большей степени вышележащие, более поздние слои. (Максимов А.Ю., Максимова Ю.Г., Шилова А.В., Колесова О.В., Simonetti G. Исследование свойств и микробиологического состава кородревесных отходов короотвала г. Краснокамск // Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. - 2018. - Вып. 4. - С. 98-112.).In the bark heaps, due to the openness of the system, there are natural processes of biodegradation and humification, but these processes are very long. As the results of our research have shown, these processes are limited by the low content of a number of biogenic elements (N, P, Mg, S) and by other factors, such as sealing and deep anaerobiosis of the watered underlying layers, which practically leads to their conservation and stoppage. biodegradation. Obviously, in this state, BWW material can be stored for hundreds of years without being processed into soil. And the overlying, later layers are more susceptible to biodegradation. (Maksimov A.Yu., Maksimova Yu.G., Shilova A.V., Kolesova O.V., Simonetti G. Investigation of the properties and microbiological composition of bark and wood waste from a bark dump in Krasnokamsk // Bulletin of PNRPU. Chemical technology and biotechnology. - 2018. - Issue 4. - S. 98-112.).

Распространенными способами утилизации материала короотвалов и других древесных отходов являются их применение в качестве топлива для получения энергии, а также пиролиз с получением древесного угля или сжигание с целью ликвидации без добычи энергии (Патент US 4235174, МПК: F23G 5/02, F23G 5/04, F23G 5/46, опубл. 25.11.1980. Патент RU 64209 МПК: С10В 1/04, опубл. 27.06.2007. Патент RU 171632, МПК: F23B 10/00, F23B 30/10, F23G 5/24, F23H 3/02, F23H 9/02, опубл. 07.06.2017. Патент RU 2654664, МПК: F23G 5/16; F23G 7/06, опубл. 21.05.2018). Однако в качестве топлива для получения энергии хорошо подходит только высушенный древесный материал. Большинство же короотвалов сложено из материала, накопленного в течение десятилетий, частично окисленного, увлажненного, имеющего даже в высушенном состоянии низкую теплоотдачу. Применение способов пиролиза и сжигания в целях ликвидации материала корооотвалов приводит к нерациональному использованию ценного органического ресурса, высоким энергозатратам и загрязнению атмосферного воздуха.Common methods of disposal of material from bark heaps and other wood waste are their use as a fuel for energy production, as well as pyrolysis to obtain charcoal or combustion for disposal without energy production (US Patent 4235174, IPC: F23G 5/02, F23G 5/04 , F23G 5/46, publ. 25.11.1980. Patent RU 64209 IPC: С10В 1/04, publ. 27.06.2007. Patent RU 171632, IPC: F23B 10/00, F23B 30/10, F23G 5/24, F23H 3/02, F23H 9/02, publ. 07.06.2017. Patent RU 2654664, IPC: F23G 5/16; F23G 7/06, publ. 05.21.2018). However, only dried wood material is well suited as a fuel for energy production. Most of the bark heaps are made of material accumulated over decades, partially oxidized, moist, and even in a dried state have a low heat transfer. The use of pyrolysis and combustion methods in order to eliminate material from bark dumps leads to irrational use of a valuable organic resource, high energy costs and air pollution.

Известны способы использования древесных отходов для получения композиционных материалов различного назначения (Патент RU 2515839, МПК: C08L 97/00, опубл. 20.05.2014. Патент US 10227460, МПК: C08J 5/00, опубл. 12.03.2019). Однако для получения качественных материалов необходимо сырье постоянного состава, не подвергнутое существенной природной окислительной деградации и биодеструкции, без гетерогенных примесей. Не свежий материал короотвалов не подходит для получения качественных композитов.Known methods of using wood waste to obtain composite materials for various purposes (Patent RU 2515839, IPC: C08L 97/00, publ. 05/20/2014. US patent 10227460, IPC: C08J 5/00, publ. 03/12/2019). However, to obtain high-quality materials, raw materials of constant composition are required, which are not subjected to significant natural oxidative degradation and biodegradation, and without heterogeneous impurities. Not fresh material of bark piles is not suitable for obtaining high-quality composites.

Также известны способы переработки органических отходов, в том числе древесных, путем компостирования и ускорения природных процессов их биодеградации в емкостях, ямах, кучах или реакторах емкостного типа в ограниченном объеме. Часть подобных способов предусматривает смешивание и двухкомпонентное компостирование древесных отходов с фекальными отходами животноводства (навоз, птичий помет) или антропогенными (бытовые сточные воды или их осадки), что существенно ускоряет процессы компостирования за счет добавления источника лимитирующих процессы естественной биодеградации биогенных элементов, количество которых в древесных отходах низко (например, азота), а также из-за наличия ферментирующей микрофлоры (Патент RU 2126779, МПК: A23K 1/00, C05F 9/00, опубл. 27.02.1999. Патент RU 2186048, МПК: C05F 11/00, C05F 3/00, опубл. 27.07. 2002. Патент SU 1733433, МПК: C05F 11/00, опубл. 15.05.1992).Also known are methods for processing organic waste, including wood waste, by composting and accelerating the natural processes of their biodegradation in containers, pits, heaps or reactors of a capacitive type in a limited volume. Some of these methods involve mixing and two-component composting of wood waste with faecal waste from animal husbandry (manure, poultry droppings) or anthropogenic (domestic wastewater or their sludge), which significantly speeds up the composting processes by adding a source of limiting natural biodegradation of biogenic elements, the amount of which in wood waste is low (for example, nitrogen), and also due to the presence of fermenting microflora (Patent RU 2126779, IPC: A23K 1/00, C05F 9/00, publ. 27.02.1999. Patent RU 2186048, IPC: C05F 11/00 , C05F 3/00, publ. 27.07.2002. Patent SU 1733433, IPC: C05F 11/00, publ. 15.05.1992).

Недостатками данных способов является необходимость затрат на экскавационные работы и тот факт, что количество перерабатываемый массы древесных отходов ограничивается объемом емкости или площадки для переработки. В случае совместного компостирования с фекальными отходами большие затраты связаны с транспортировкой обоих компонентов к месту компостирования. Также известно, что процессы биологической переработки длительны, что в совокупности с ограниченным объемом ведет к низкой производительности данной технологии и несущественности ее использования в отношении короотвалов ЦБК, содержащих миллионы кубометров отходов.The disadvantages of these methods are the need for costs for excavation work and the fact that the amount of processed wood waste is limited by the volume of the container or site for processing. In the case of co-composting with faecal waste, large costs are associated with transporting both components to the composting site. It is also known that the processes of biological processing are long-lasting, which, together with a limited volume, leads to low productivity of this technology and the insignificance of its use in relation to pulp-and-paper mills containing millions of cubic meters of waste.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому, является способ переработки короотвала (патент RU 2520022, МПК: C05F 11/00, опуб. 20.06.2014 Бюл. №17), по которому в образованный короотвал вводят осадки сточных вод (ОСВ) очистных сооружений, содержащие, мас. %: влажность 92-96; массовая доля органических веществ 62-66; массовая доля общего азота 5,6-7,3; массовая доля общего фосфора (P2O5) 4,8-6,5; тяжелые металлы 0,02-2,0; остаточная нефть 0,015-0,25; рН 6,8, в соотношении кора : реагент (ОСВ) соответственно 8:2 с последующей аэрацией короотвала атмосферным воздухом, при этом в качестве разбавителя для реагента используют дренажные воды короотвала, а для получения органического удобрения процесс прокачки тела короотвала реагентом и воздухом повторяют неоднократно. Ввод ОСВ в короотвал осуществляют из смесителя по прямоугольной сетке нагнетательных скважин, снабженных перфорационными трубами для закачки раствора, а также последующей прокачки скважин с помощью компрессора атмосферным воздухом, при этом в основании короотвала выполнена траншея с защитной дамбой, подключенной трубопроводом через насос к третьему входу смесителя. В патенте также описан реактор емкостного типа, объем переработки КДО в котором ограничен объемом реактора.The closest in technical essence to the claimed one is a method for processing a bark dump (patent RU 2520022, IPC: C05F 11/00, publ. 20.06.2014 Bull. No. 17), according to which sewage sludge (WWS) of treatment facilities is introduced into the formed bark dump, containing, wt. %: humidity 92-96; mass fraction of organic substances 62-66; mass fraction of total nitrogen 5.6-7.3; mass fraction of total phosphorus (P 2 O 5 ) 4.8-6.5; heavy metals 0.02-2.0; residual oil 0.015-0.25; pH 6.8, in the ratio of bark: reagent (WWS), respectively 8: 2, followed by aeration of the bark dump with atmospheric air, while the drainage water of the bunker dump is used as a diluent for the reagent, and to obtain organic fertilizer, the process of pumping the body of the bump with reagent and air is repeated repeatedly ... The WWS is injected into the dump from the mixer along a rectangular grid of injection wells equipped with perforation pipes for injecting the solution, as well as subsequent pumping of the wells using a compressor with atmospheric air, while at the base of the dump there is a trench with a protective dam connected by a pipeline through a pump to the third inlet of the mixer ... The patent also describes a tank-type reactor, the volume of BWW processing in which is limited by the volume of the reactor.

Недостатками данного способа являются использование осадков сточных вод бытовой канализации, которое не является безопасным в санитарно-гигиеническом и экологическом отношении, а также предусматривает затраты на транспортировку данного отхода в место утилизации короотвала, отсутствие возможности точной регуляции количества биогенных элементов, необходимых для ускорения биодеструкции, сбор дренажных вод в дренажной траншее, отсутствие получения жидкого органического удобрения, отсутствие механизма усреднения рециркуляции и перемешивания ожиженной фазы по высоте короотвала.The disadvantages of this method are the use of sewage sludge from the domestic sewage system, which is not safe in sanitary, hygienic and environmental terms, and also provides for the costs of transporting this waste to the disposal site of the bunker dump, the lack of the possibility of accurate regulation of the amount of biogenic elements necessary to accelerate biodegradation, collection drainage water in the drainage trench, lack of liquid organic fertilizer production, lack of a mechanism for averaging recirculation and mixing of the liquefied phase along the height of the dump.

Также из уровня техники известен башенный биореактор (патент RU 2019526, МПК: C02F 3/12, опубликован 15.09.1994), включающий цилиндрический корпус (К), аэратор с аэрационной трубой, цилиндрический кольцевой отстойник с коническим днищем и силовыми щелями, устройства ввода сточной и отвода очищенной воды, снабженный системой насосов и трубопроводов для циркуляции иловой смеси и ввода реагента, (К) в нижней части снабженный нижней и верхней коаксиально расположенными коническими диафрагмами с центральными отверстиями и струенаправляющим диффузором, на (К), под иловыми щелями отстойника, установлен кольцевой отражатель, устройство ввода сточных вод расположено в нижней части К, а отстойник выполнен встроенным и расположенным по периферии, своей цилиндрической частью образует горловину биореактора с отводом отходящих газов и снабжен отверстиями с шиберами для циркуляции иловой смеси и цилиндрической коаксиальной полупогружной перегородкой, создающей воздухоотделительное кольцевое пространство, аэратор может быть выполнен струйным или эрлифтным, причем эрлифтный аэратор может быть снабжен коаксиально расположенным кожухом в виде трубы. Данный башенный биореактор взят как прототип для заявляемого биореактора, используемого при осуществлении заявляемого способа. Недостатками башенного биореактора, устраняемыми заявляемым биореактором, является: ограничение объема перерабатываемого материала, в котором проходят процессы биодеструкции, внутренним объемом реактора; возможность переработки только жидких отходов, отсутствие возможности использования реактора для биодеструкции твердых отходов, таких, как КДО.Also known from the prior art is a tower bioreactor (patent RU 2019526, IPC: C02F 3/12, published on September 15, 1994), which includes a cylindrical body (K), an aerator with an aeration pipe, a cylindrical annular clarifier with a conical bottom and power slots, waste injection devices and removal of purified water, equipped with a system of pumps and pipelines for circulation of the sludge mixture and input of the reagent, (K) in the lower part, equipped with lower and upper coaxially located conical diaphragms with central holes and a jet diffuser, on (K), under the sludge slots of the settler, installed an annular reflector, a wastewater inlet device is located in the lower part of K, and the sump is built-in and located on the periphery, with its cylindrical part it forms the neck of the bioreactor with exhaust gases removal and is equipped with holes with gates for circulation of the sludge mixture and a cylindrical coaxial semi-submersible baffle that creates an air-separating annular space You, the aerator can be jet or air-lift, and the air-lift aerator can be provided with a coaxially located casing in the form of a pipe. This tower bioreactor is taken as a prototype for the inventive bioreactor used in the implementation of the inventive method. The disadvantages of the tower bioreactor, eliminated by the inventive bioreactor, are: limitation of the volume of the processed material, in which the biodegradation processes take place, by the internal volume of the reactor; the possibility of processing only liquid waste, the lack of the possibility of using a reactor for the biodegradation of solid waste, such as BWW.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является технологическая площадка (патент RU 2520022, МПК: C05F 11/00, опубл. 20.06.2014 Бюл. №17) для переработки и утилизации короотвала, включающая последовательно установленное и связанное трубопроводами с запорной арматурой следующее оборудование: смеситель для приготовления реагента, подключенный первым входом к емкости для разбавителя реагента, вторым входом - к емкости с ОСВ, а выходом - к насосной станции через компрессор к системе скважин, установленных в тело короотвала, например, по прямоугольной сетке нагнетательных скважин, снабженных перфорационными трубами для закачки реагента, а также последующей прокачки с помощью компрессора скважин атмосферным воздухом тела короотвала, при этом в основании короотвала выполнена траншея с защитной дамбой, подключенной трубопроводом через насос к третьему входу смесителя.The closest in technical essence to the claimed one is the technological site (patent RU 2520022, IPC: C05F 11/00, publ. 20.06.2014 Bull. No. 17) for processing and disposal of a boulder dump, including the following equipment installed in series and connected by pipelines with valves: mixer for preparation of the reagent, connected by the first inlet to the reservoir for the diluent of the reagent, the second inlet to the reservoir with the WWS, and the outlet to the pumping station through the compressor to the system of wells installed in the body of the bunker, for example, along a rectangular grid of injection wells equipped with perforation pipes for pumping the reagent, as well as subsequent pumping with the help of a compressor of the wells with atmospheric air of the body of the bunker dump, while at the base of the bunker dump a trench is made with a protective dam connected by a pipeline through a pump to the third inlet of the mixer.

Недостатками данной технологической площадки, устраняемыми заявляемым изобретением, являются: применение сточных вод, являющихся небезопасными с точки зрения санитарных норм; необходимость расположения короотвала вблизи источника бытовых стоков, либо расходы на транспортировку последних; отсутствие регулирования состава биогенных элементов, необходимых для биодеструкции; отсутствие процесса получения жидкого биоудобрения, введение реагента, содержащего осадки сточных вод, через перфарированные трубы без равномерного распределения и усреднения по глубине.The disadvantages of this technological site, eliminated by the claimed invention, are: the use of wastewater, which is unsafe from the point of view of sanitary standards; the need to locate the dump near the source of domestic wastewater, or the cost of transporting the latter; lack of regulation of the composition of nutrients required for biodegradation; the absence of a process for obtaining liquid biofertilizer, the introduction of a reagent containing sewage sludge through perforated pipes without uniform distribution and averaging over depth.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении настоящего изобретения, является обеспечение переработки кородревесных отходов в теле короотвала, многократное ускорение процессов биодеструкции КДО и превращение его массы в полезные продукты - жидкое и твердое органическое удобрение с небольшими затратами на использование дополнительных материалов.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to ensure the processing of bark and wood waste in the body of a bark dump, multiple acceleration of the processes of biodegradation of BWW and the transformation of its mass into useful products - liquid and solid organic fertilizer with low costs for the use of additional materials.

Этот результат достигается тем, что биологическая деструкция и переработка КДО происходит внутри тела короотвала, без их извлечения, с использованием открытых биореакторов нового типа, создающих зону ускоренной биологической переработки; оптимизацией состава среды биодеструкции введением лимитирующих биогенных элементов в толщу короотвала в виде активирующего раствора, представляющего собой сбалансированную по содержанию биогенных элементов смесь химических соединений и введением сообществ микроорганизмов - биодеструкторов КДО, в результате чего происходит переработка материала короотвала в твердое органическое удобрение с формированием также жидкого органического удобрения, которое подлежит выкачиванию и транспортировке на место его использования.This result is achieved by the fact that biological destruction and processing of BWW takes place inside the body of the dump, without removing them, using open bioreactors of a new type, creating a zone of accelerated biological processing; optimization of the composition of the biodegradation medium by the introduction of limiting biogenic elements into the thickness of the dump in the form of an activating solution, which is a mixture of chemical compounds balanced in the content of biogenic elements and the introduction of communities of microorganisms - biodegradants of BWW, as a result of which the material of the dump is processed into a solid organic fertilizer with the formation of a liquid organic fertilizer, which must be pumped out and transported to the place of its use.

Технический результат достигается с помощью способа, включающего получение активирующего раствора, сбалансированного по содержанию биогенных элементов - азота, фосфора, калия, магния, микроэлементов, а также включающего сообщества микроорганизмов-биодеструкторов КДО, введение в толщу короотвала активирующего раствора через биореакторы с перфорированной стенкой (что многократно ускоряет процесс биодеструкции), периодическую аэрацию материала короотвала через биореакторы с перфорированной стенкой, периодическое выкачивание образующегося в результате ускоренной биодеструкции жидкого биоудобрения из емкости биореактора.The technical result is achieved using a method including obtaining an activating solution balanced in terms of the content of biogenic elements - nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, microelements, as well as including communities of microorganisms-biodestructors of BWW, introducing an activating solution into the thickness of the bunker dump through bioreactors with a perforated wall (which repeatedly accelerates the process of biodegradation), periodic aeration of the material of the bunker dump through bioreactors with a perforated wall, periodic pumping of the liquid biofertilizer formed as a result of accelerated biodegradation from the bioreactor tank.

Способ осуществляется посредством технологической линии переработки и утилизации короотвала, включающей последовательно установленное и связанное трубопроводами с запорной арматурой и фильтрами следующее оборудование: бункер-смеситель для приготовления активирующего раствора, подключенный выходом через реверсивный насос к системе биореакторов, установленных в тело короотвала в виде гексагональной или прямоугольной сети, компрессор для аэрации, также подключенный выходом к системе биореакторов через трубопроводы, приемный бункер для сбора ожиженной фазы, представляющей собой жидкое биоудобрение, подключенный к системе биореакторов через реверсивный насос. Система биореакторов включает по меньшей мере один биореактор, а максимальное количество биореакторов не ограничено.The method is carried out by means of a technological line for processing and disposal of a bunker dump, which includes the following equipment installed in series and connected by pipelines with valves and filters: a bunker-mixer for preparing an activating solution, connected by an outlet through a reversible pump to a system of bioreactors installed in the body of a boulder dump in the form of a hexagonal or rectangular networks, a compressor for aeration, also connected with the outlet to the bioreactor system through pipelines, a receiving hopper for collecting the liquefied phase, which is a liquid biofertilizer, connected to the bioreactor system through a reversible pump. The bioreactor system includes at least one bioreactor, and the maximum number of bioreactors is not limited.

Применяемый в технологической линии биореактор представляет собой цилиндрическую конструкцию из легких прочных коррозионно-стойких материалов, с перфорированным корпусом, внутренней трубой и трубами для подвода от бункера-смесителя активирующего раствора и подачи воздуха, а также отвода ожиженной фазы в приемный бункер.The bioreactor used in the production line is a cylindrical structure made of light, durable corrosion-resistant materials, with a perforated body, an inner pipe and pipes for supplying the activating solution from the mixing hopper and air supply, as well as removing the liquefied phase into the receiving hopper.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат: многократное ускорение процессов биодесрукции КДО, переработка и утилизация короотвала с получением твердого и жидкого органического удобрения непосредственно в месте складирования, в теле короотвала.The above set of essential features allows to obtain the following technical result: multiple acceleration of the processes of BWW biodegradation, processing and disposal of the bark dump to obtain solid and liquid organic fertilizers directly at the storage site, in the body of the bark dump.

Изобретение дает возможность получить органическое удобрение при переработке органических отходов, исключить источник загрязнения воздуха, являющийся результатом самовозгорания массива короотвала, а также очистить и рекультивировать площадь, занимаемую телом короотвала.The invention makes it possible to obtain organic fertilizer during the processing of organic waste, to exclude the source of air pollution resulting from spontaneous combustion of the bark dump array, and also to clean and reclaim the area occupied by the bark dump body.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема биореактора для переработки короотвала; А-А - вид биореактора вы разрезе;The invention is illustrated in the drawings, where FIG. 1 shows a diagram of a bioreactor for processing a bark dump; A-A - sectional view of the bioreactor;

на фиг. 2 - схема подключения биореактора в технологическйю линию переработки и утилизации короотвала;in fig. 2 - diagram of the connection of the bioreactor to the technological line of processing and disposal of the dump;

на фиг. 3 - схема технологической линии с расположением системы биореакторов на короотвале.in fig. 3 is a diagram of a technological line with an arrangement of a bioreactor system on a dump.

Условные обозначения:Legend:

1 - наружная перфорированная стенка корпуса биореактора;1 - outer perforated wall of the bioreactor housing;

2 - отверстия в корпусе биореактора;2 - holes in the bioreactor body;

3 - внутренняя труба;3 - inner pipe;

4 - трубка для подачи активирующего раствора;4 - tube for activating solution supply;

5 - трубка для аэрации;5 - aeration tube;

6 - крышка биореактора6 - bioreactor cover

7 - биореактор,7 - bioreactor,

8 - емкость-смеситель,8 - mixing tank,

9 - клапан,9 - valve,

10 - фильтр,10 - filter,

11 - реверсивный регулируемый насос,11 - reversible variable pump,

12 - манометр,12 - pressure gauge,

13 - реверсивный регулируемый компрессор,13 - reversible variable compressor,

14 - приемный бункер14 - receiving hopper

15 - подача активирующего раствора;15 - supply of an activating solution;

16 - отвод ожиженной фазы - жидкого биоудобрения16 - removal of the liquefied phase - liquid biofertilizer

Биореактор (Фиг. 1) представляет собой цилиндрическую емкость наружные стенки 1 которой выполнены с перфорацией. Перфорация наружной стенки 1 корпуса биореактора представляет собой равноудаленные друг от друга по высоте и по окружности биореактора круглые отверстия 2. Внутри цилиндрической емкости биореактора по центру установлена внутренняя труба 3 без перфорации, приточная трубка 4 проложена между стенкой 1 корпуса биореактора и внутренней трубой 3. Свободный конец приточной трубки 4 открывается в пространство цилиндрической емкости биореактора. Вторая приточная трубка 5, предназначенная для аэрации, так же проложена в пространстве между внешней стенкой 1 биореактора и внутренней трубой 3, а конец трубки 5 через загиб выходит в центр трубы 3 в нижней части биореактора; верхняя часть биореактора закрывается крышкой 6.The bioreactor (Fig. 1) is a cylindrical container, the outer walls 1 of which are made with perforations. Perforation of the outer wall 1 of the bioreactor housing is equidistant from each other in height and around the circumference of the bioreactor, circular holes 2. Inside the cylindrical vessel of the bioreactor, an inner pipe 3 without perforation is installed in the center, the supply pipe 4 is laid between the wall 1 of the bioreactor housing and the inner pipe 3. Free the end of the supply pipe 4 opens into the space of the cylindrical tank of the bioreactor. The second supply pipe 5, intended for aeration, is also laid in the space between the outer wall 1 of the bioreactor and the inner pipe 3, and the end of the pipe 5 through the bend goes into the center of the pipe 3 in the lower part of the bioreactor; the upper part of the bioreactor is closed with a cover 6.

Биореактор (Фиг. 1), монтируется в тело короотвала и действует следующим образом: через приточную трубку 4 подается активирующий раствор для ускорения биодеструкции, усредняется за счет перемешивания во внутреннем объеме биореактора и через отверстия 2 в его корпусе поступает в тело короотвала, что обеспечивает формирование в теле короотвала вокруг биореактора зоны, в которой происходит многократное ускорение биодеструкции. Через приточную трубку 5 периодически подается атмосферный воздух в нижнюю часть биореактора и его восходящий поток во внутреннем объеме трубы 3, создает эффект эрлифтного перемешивания, а через отверстия 2 в корпусе биореактора происходит аэрация зоны ускоренной биодеструкции, что дополняет анаэробные процессы биодеструкции более быстрыми - аэробными. Также поток воздуха используется для продувки биореактора изнутри в случае закупоривании отверстий. Внутренняя труба 3 биореактора служит для усреднения, перемешивания и равномерного распределения активирующего раствора. Образующаяся при биодеструкции КДО в зоне короотвала снаружи биореактора жидкая фаза представляет собой жидкое биоудобрение, которое путем диффузии заполняет внутренний объем биореактора и далее откачивается из внутреннего объема биореактора путем реверсивной подачи через трубку 4 или 5. После работы биореактора в течение 6 месяцев окружающий его материал короотвала представляет собой твердое биоудобрение.The bioreactor (Fig. 1), is mounted in the body of the bunker dump and acts as follows: an activating solution is supplied through the supply pipe 4 to accelerate biodegradation, it is averaged by stirring in the internal volume of the bioreactor and through holes 2 in its body it enters the body of the bunker, which ensures the formation in the body of the dump around the bioreactor there is a zone in which a multiple acceleration of biodegradation occurs. Through the supply pipe 5, atmospheric air is periodically supplied to the lower part of the bioreactor and its ascending flow in the internal volume of the pipe 3, creates the effect of airlift mixing, and through the holes 2 in the bioreactor body aeration of the zone of accelerated biodegradation occurs, which complements the anaerobic processes of biodegradation by faster - aerobic ones. Also, the air flow is used to purge the bioreactor from the inside in case of blockage of the holes. The inner tube 3 of the bioreactor serves for homogenization, mixing and uniform distribution of the activating solution. The liquid phase formed during the biodegradation of BWW in the area of the bunker dump outside the bioreactor is a liquid biofertilizer, which, by diffusion, fills the internal volume of the bioreactor and is then pumped out of the internal volume of the bioreactor by reversing feed through tube 4 or 5. After the bioreactor has been operating for 6 months, the material surrounding the bunker dump is a solid biofertilizer.

Биореактор выполнен из полимерных или композиционных материалов, таких, как полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, полиакрилаты, композиционные материалы на основе эпоксидных смол и армирующих волокон или др. Такая особенность исполнения биореактора дает следующие преимущества:The bioreactor is made of polymeric or composite materials, such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyacrylates, composite materials based on epoxy resins and reinforcing fibers, etc. This feature of the bioreactor design provides the following advantages:

- легкость конструкции при достаточно высокой ее прочности, что важно при применении на короотвалах ввиду рыхлости, подвижности и неоднородности материала короотвала, ограничивающих применение тяжелых металлических или иных конструкций;- lightness of the structure with a sufficiently high strength, which is important when used on bunkers due to the looseness, mobility and heterogeneity of the material of the bunker, which limits the use of heavy metal or other structures;

- легкость монтажа конструкции, не требующая применения тяжелого оборудования, что также важно ввиду рыхлости, подвижности и неоднородности материала короотвала;- ease of installation of the structure, which does not require the use of heavy equipment, which is also important due to the looseness, mobility and heterogeneity of the material of the bunker blade;

- коррозионная стойкость конструкции, что важно ввиду работы в условиях увлажнения и присутствия растворенных солей;- corrosion resistance of the structure, which is important in view of work in conditions of humidification and the presence of dissolved salts;

- мобильность, возможность быстрой переустановки по мере необходимости на соседний участок.- mobility, the ability to quickly reinstall as needed to a neighboring site.

Технологическая линия для переработки короотвала (Фиг. 2) включает в себя следующие элементы: по меньшей мере один биореактор 7, установленный в тело короотвала; бункер-смеситель 8 для приготовления активирующего раствора, снабженный мешалкой для принудительного перемешивания, подключенный через запорный вентиль 9, фильтр 10, реверсивный регулируемый насос 11 и вентиль, снабженный манометром 12, к приточной трубке 4 биореактора; реверсивный регулируемый компрессор 13, снабженный фильтром 10 на входе и присоединенный выходом через клапан 9, снабженный манометром 12, к входу трубки 5 для аэрации биореактора; приемный бункер 14 для сбора жидкого биоудобрения, присоединенный через трубопроводы, снабженные клапанами 9, фильтром 10, реверсивным регулируемым насосом 11, манометром 12, к трубкам 4 и 5 биореактора.The technological line for processing the bark dump (Fig. 2) includes the following elements: at least one bioreactor 7 installed in the body of the bark dump; a bunker-mixer 8 for preparing an activating solution, equipped with a stirrer for forced mixing, connected through a shut-off valve 9, a filter 10, a reversible variable pump 11 and a valve equipped with a pressure gauge 12 to the supply pipe 4 of the bioreactor; a reversible variable compressor 13 equipped with a filter 10 at the inlet and connected with an outlet through a valve 9 equipped with a pressure gauge 12 to the inlet of a tube 5 for aeration of the bioreactor; receiving hopper 14 for collecting liquid biofertilizer, connected through pipelines equipped with valves 9, filter 10, reversible variable pump 11, manometer 12, to tubes 4 and 5 of the bioreactor.

К одному бункеру-смесителю 8 для приготовления активирующего раствора через реверсивный насос 11 и разводку трубопроводов может быть присоединено несколько биореакторов 7 в виде гексагональной или прямоугольной сети с шагом от 3 до 10 м, как показано на Фиг. 3. Количество биореакторов, подключенных в технологическую линию зависит от перерабатываемой площади короотвала. Рекомендуется размещать 1 биореактор на 12-100 квадратных метров в зависимости от желаемой скорости переработки. Все трубопроводы подачи активирующего раствора и воздуха, а также отведения жидкого биоудобрения снабжены фильтрами 10.Several bioreactors 7 in the form of a hexagonal or rectangular network with a pitch from 3 to 10 m can be connected to one mixing bin 8 for preparing an activating solution through a reversible pump 11 and piping, as shown in Fig. 3. The number of bioreactors connected to the technological line depends on the processed area of the dump. It is recommended to place 1 bioreactor on 12-100 square meters depending on the desired processing speed. All pipelines for the supply of the activating solution and air, as well as the discharge of liquid biofertilizer are equipped with filters 10.

Технологическая линия для переработки короотвала (Фиг. 2) действует следующим образом.The technological line for processing the bark dump (Fig. 2) operates as follows.

Активирующий раствор подается в биореактор 7 из бункера-смесителя 8, с помощью реверсивного насоса 11, через трубопровод, снабженный запорным вентилем 9, подключенный к приточной трубке 4 биореактора. Для приготовления активирующего раствора в бункер-смеситель 8 подают его компоненты в сухом виде или в виде концентратов, а также воду для разбавления из внешнего водопровода или емкости для воды. Все выходы трубопроводов снабжены запорными вентилями 9, фильтрами 10 и манометрами 12. Атмосферный воздух для аэрации забирается из внешней среды, фильтруется через фильтр грубой очистки и подается реверсивным регулируемым компрессором 13 в трубку 5 для аэрации биореактора. Ожиженная фаза из биореактора 7 периодически выкачивается по мере переработки КДО путем реверсивной подачи и переключения соответствующих клапанов 9 в приемный бункер 14.The activating solution is supplied to the bioreactor 7 from the mixing bunker 8, using a reversible pump 11, through a pipeline equipped with a shut-off valve 9, connected to the supply pipe 4 of the bioreactor. To prepare the activating solution, its components are fed into the mixer bunker 8 in dry form or in the form of concentrates, as well as water for dilution from an external water supply or water tank. All pipeline outlets are equipped with shut-off valves 9, filters 10 and pressure gauges 12. Atmospheric air for aeration is taken from the external environment, filtered through a coarse filter and fed by a reversible adjustable compressor 13 into the tube 5 for aeration of the bioreactor. The liquefied phase from the bioreactor 7 is periodically pumped out as the BWW is processed by reversing feeding and switching the corresponding valves 9 to the receiving hopper 14.

Способ переработки кородревесных отходов осуществляют следующим образом.The method for processing bark and wood waste is as follows.

В бункере-смесителе 8 готовят путем растворения в воде активирующий раствор, содержащий мг/л: N - 120-150; Р - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5; сообщество микроорганизмов -биодеструкторов КДО, обладающих целлюлолитической и лигнинолитической активностями 1010 КОЕ/л; рН - 7,5-8. По трубопроводу через реверсивный насос (11) готовый активриующий раствор периодически подают в биореакторы 7, погруженные в тело короотвала, при этом активирующий раствор усредняется и через отверстия 2 в наружной стенке 1 биореактора распределяется в теле короотвала, чем создается благоприятная среда для активации и многократного ускорения процесса биодеструкции. Также периодически проводят аэрация среды путем продувки КДО атмосферным воздухом, который нагнетается в реактор 7 компрессором 13. Для предотвращения засорения реверсивных насосов (11) все трубопроводы подачи активирующего раствора и воздуха, а также отведения жидкого биоудобрения снабжены фильтрами 10. По мере прохождения биодеструкции образуется жидкое биоудобрение, которое периодически выкачивают из емкости биореактора через реверсивный насос 11 в приемный бункер 14, а основная часть КДО превращается в твердое биоудобрение.In the bunker-mixer 8, an activating solution containing mg / l is prepared by dissolving in water: N - 120-150; P - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5; community of microorganisms - biodegradants of KDO, with cellulolytic and ligninolytic activities 10 10 CFU / l; pH - 7.5-8. Through a pipeline through a reversible pump (11), the ready-made activating solution is periodically fed into the bioreactors 7 immersed in the body of the bunker, while the activating solution is averaged and distributed through the holes 2 in the outer wall 1 of the bioreactor in the body of the bump, which creates a favorable environment for activation and multiple acceleration biodegradation process. Also, periodically, the medium is aerated by blowing the BWW with atmospheric air, which is pumped into the reactor 7 by compressor 13. To prevent clogging of the reversible pumps (11), all pipelines for supplying the activating solution and air, as well as for removing liquid biofertilizer are equipped with filters 10. As the biodegradation proceeds, a liquid biofertilizer, which is periodically pumped out of the bioreactor tank through a reversible pump 11 into the receiving hopper 14, and the main part of BWW is converted into solid biofertilizer.

Технический результат - ускорение в 1000 и более раз процессов биодеструкции КДО, переработка и утилизация короотвала с получением твердого и жидкого органического удобрения непосредственно в месте складирования, в теле короотвала - достигается за счет активирования роста аборигенной микрофлоры путем добавления необходимых биогенных элементов, отсутствующих в материале короотвала в необходимом количестве, внесения сообщества культур - биодеструкторов, а также за счет аэрации и частичного замещения медленных процессов биодеградации, характерных для анаэробных процессов, быстрыми аэробными процессами. Переработка КДО в теле короотвала, без извлечения и одновременное использование сети из множества легко монтируемых биореакторов, создающих вокруг себя зону ускоренной биодеградации и гумификации КДО, обеспечивает одновременную непрерывную переработку больших объемов короотвала, что компенсирует длительность процесса и делает его технологичным.EFFECT: acceleration of BWW biodegradation processes by 1000 or more times, processing and utilization of a bark dump to obtain solid and liquid organic fertilizer directly at the storage site, in the body of a bark dump - is achieved by activating the growth of aboriginal microflora by adding the necessary biogenic elements that are absent in the material of the bark dump in the required amount, the introduction of the community of cultures - biodestructors, as well as due to aeration and partial replacement of slow biodegradation processes, characteristic of anaerobic processes, by fast aerobic processes. Processing of BWW in the body of the dump, without extraction and the simultaneous use of a network of many easily assembled bioreactors, creating around itself a zone of accelerated biodegradation and humification of BWW, ensures the simultaneous continuous processing of large volumes of the dump, which compensates for the duration of the process and makes it technologically advanced.

В результате активированного процесса биодергадации происходит переработка материала КДО с образованием органоминерального удобрения, которое может быть использовано в тепличном и полевом земледелии, а также в приусадебном сельском хозяйстве.As a result of the activated biodergation process, the BWW material is processed to form an organic fertilizer, which can be used in greenhouse and field agriculture, as well as in home farming.

Для активирования микробиологических процессов раз в 1-4 дня производят прокачку биореакторов атмосферным воздухом со скоростью 30 м3/ч/1 м3 объема биореактора в течение 30-60 минут.To activate microbiological processes, once every 1-4 days, the bioreactors are pumped with atmospheric air at a rate of 30 m 3 / h / 1 m 3 of the bioreactor volume for 30-60 minutes.

Введение активирующего раствора значительно повышает обводненность верхних пересыхающих в жаркое время года, слоев короотвала, что значительно снижает его пожароопасность.The introduction of an activating solution significantly increases the water content of the upper layers of the bark dump, which dry up in the hot season, which significantly reduces its fire hazard.

Способ поясняется следующими примерами:The method is illustrated by the following examples:

Пример 1.Example 1.

Переработка КДО в присутствии активирующего реагента (минеральных солей).BWW processing in the presence of an activating reagent (mineral salts).

Переработку кородревесных отходов короотвала производят в лабораторных условиях в колбах Эрленмейера объемом 300 мл, в которые помещают 200 г материала КДО и доливают 50 мл стерильного активирующего раствора, содержащего, мг/л: N - 100-150; Р - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5-8.Processing of bark-wood waste of a bark dump is carried out in laboratory conditions in Erlenmeyer flasks with a volume of 300 ml, into which 200 g of BWW material are placed and 50 ml of sterile activating solution containing, mg / l: N - 100-150; P - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5-8.

Варианты состава активирующего раствора, мг/л:Variants of the composition of the activating solution, mg / l:

1) N - 100; Р - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5.1) N - 100; P - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5.

2) N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5.2) N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5.

3) N - 100; Р - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8.3) N - 100; P - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.

4) N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8.4) N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.

5) N - 100; Р - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8,5.5) N - 100; P - 20, K - 80; Mg - 15; Ca - 50; Fe - 3; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.5.

6) N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8,5.6) N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.5.

Культивирование проводят при комнатной температуре в течение 6 месяцев. Аэрацию осуществляют путем периодической продувки атмосферным воздухом со скоростью 30 л3/ч/1 л объема реакционной среды в течение 30-60 минут.The cultivation is carried out at room temperature for 6 months. Aeration is carried out by periodic blowing with atmospheric air at a rate of 30 l 3 / h / 1 l of the volume of the reaction medium for 30-60 minutes.

Многократное ускорение процесса переработки КДО при добавлении минеральных солей и аэрации обусловлено тем, что внесенные добавки компенсируют дефицит необходимых биогенных элементов в КДО и активируют в нем микробиологические процессы биодеструкции, а периодическая аэрация приводит к дополнению медленных анаэробных процессов биодеструкции быстрыми аэробными. Об интенсивности переработки КДО свидетельствует убыль сухой биомассы и увеличение количества экстрагируемых органических соединений. Результаты эксперимента приведены в табл. 1. По убыли сухой массы процесс биодеструкции ускоряется в 1000 и более раз. Получаемая ожиженная фаза представляет собой жидкое биоудобрение, а переработанный материал КДО - твердое биоудобрение.The multiple acceleration of the process of BWW processing with the addition of mineral salts and aeration is due to the fact that the introduced additives compensate for the deficiency of necessary biogenic elements in BWW and activate microbiological processes of biodegradation in it, and periodic aeration leads to the addition of slow anaerobic biodegradation processes with fast aerobic ones. The intensity of BWW processing is evidenced by a decrease in dry biomass and an increase in the amount of extracted organic compounds. The experimental results are shown in table. 1. According to the loss of dry mass, the biodegradation process is accelerated by a factor of 1000 or more. The resulting liquefied phase is a liquid biofertilizer, and the processed BWW material is a solid biofertilizer.

Пример 2.Example 2.

Переработка КДО сообществами микроорганизмов-биодеструкторов КДО, выделенных из верхних слоев короотвала.Processing of BWW by communities of microorganisms-biodegradants of BWW isolated from the upper layers of the bark dump.

Для выделения сообществ микроорганизмов-биодеструкторов КДО используют минеральную среду N (Максимов А.Ю. Влияние нитрилов и амидов на рост и нитрилгидратазную активность штамма Rhodococcus sp. gt1 // Прикладная биохимия и микробиология. 2003. №1. С. 63-68, с. 64) с добавлением промытого дистиллированной водой и простерилизованного материала КДО в количестве 10 г/л.To isolate communities of microorganisms-biodestructors of BWW, use the mineral medium N (Maksimov A.Yu. The effect of nitriles and amides on the growth and nitrile hydratase activity of the Rhodococcus sp. Gt1 strain // Applied Biochemistry and Microbiology. 2003. No. 1. P. 63-68, p. 64) with the addition of BWDW washed with distilled water and sterilized in an amount of 10 g / l.

Биодеструкцию КДО короотвала проводят как в примере 1. Колбы предварительно простерилизованных образцов КДО инокулируют предварительно выделенными из верхних слоев КДО короотвала сообществами микроорганизмов в концентрации 1010 КОЕ/л, содержащими целлюлолитические, лигнолитические и сбраживающие углеводы бактерии, например, представителей Cellulomonas, Streptomices и Lactobacillus. Об интенсивности процессов биодеструкции свидетельствует убыль сухой биомассы и увеличение количества экстрагируемых органических соединений.Biodegradation of BWW of bark dump is carried out as in example 1. Flasks of pre-sterilized BWW samples are inoculated with communities of microorganisms previously isolated from the upper layers of BWW of bark dump at a concentration of 10 10 CFU / l, containing cellulolytic, lignolytic and carbohydrate fermenting bacteria, for example, representatives of Cellulomonas, Streptomices and Lactobacillus. The intensity of biodegradation processes is evidenced by a decrease in dry biomass and an increase in the amount of extracted organic compounds.

Аэрацию осуществляют путем продувки атмосферным воздухом со скоростью 30 л3/ч/1 л объема реакционной среды в течение 30-60 часов. Культивирование проводят при комнатной температуре в течение 6 месяцев. Результаты эксперимента приведены в табл. 2. По убыли сухой массы процесс биодеструкции ускоряется в 1000 и более раз.Aeration is carried out by blowing atmospheric air at a rate of 30 L 3 / h / 1 L of the volume of the reaction medium for 30-60 hours. The cultivation is carried out at room temperature for 6 months. The experimental results are shown in table. 2. According to the loss of dry mass, the biodegradation process is accelerated by 1000 and more times.

Пример 3.Example 3.

Переработка КДО с использованием биореактора открытого типаBWW processing using an open-type bioreactor

Переработку КДО проводят в месте складирования КДО или в теле короотвала с использованием биореактора (фиг. 1). В качестве активирующего используют раствор, содержащий мг/л: N - 150; Р - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 8,0, сообщество микроорганизмов - биодеструкторов КДО, обладающих целлюлолитической и лигнинолитической активностями 1010 КОЕ/л; рН - 7,5-8,0. Проводят периодическую подачу активирующего раствора и аэрацию. Соотношение КДО : активирующий раствор варьируют в пределах 30:1-300:1. Аэрацию осуществляют путем периодической продувки биореактора воздухом 30 л3/ч/1 л в течение 6 месяцев.BWW processing is carried out at the BWW storage site or in the body of a bark dump using a bioreactor (Fig. 1). A solution containing mg / l is used as an activator: N - 150; P - 50, K - 160; Mg - 30; Ca - 150; Fe - 5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 8.0, the community of microorganisms - biodegradants of BWW, with cellulolytic and ligninolytic activities 10 10 CFU / l; pH - 7.5-8.0. A periodic supply of the activating solution and aeration are carried out. The ratio of EDV: activating solution varies in the range of 30: 1-300: 1. Aeration is carried out by periodically blowing the bioreactor with air of 30 l 3 / h / 1 l for 6 months.

Аэрацию осуществляют путем продувки атмосферным воздухом со скоростью 100 л3/ч в течение в течение 30-60 минут. Биодеструкцию проводят в течение 6 месяцев. Результаты эксперимента приведены в табл. 3.Aeration is carried out by blowing with atmospheric air at a rate of 100 l 3 / h for 30-60 minutes. Biodegradation is carried out within 6 months. The experimental results are shown in table. 3.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (6)

1. Способ переработки кородревесных отходов, по которому в короотвал вводят активирующий раствор с последующей аэрацией короотвала атмосферным воздухом, при этом процесс прокачки тела короотвала активирующим раствором и воздухом повторяют неоднократно, отличающийся тем, что активирующий раствор, содержащий мг/л: N - 120-150; Р - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0,5; Mn - 0,5; Zn - 0,5; В - 0,5, рН - 7,5-8,0 и сообщество микроорганизмов - биодеструкторов КДО, обладающих целлюлолитической и лигнинолитической активностями, подают в короотвал посредством технологической линии, содержащей по меньшей мере один биореактор, поргуженный в тело короотвала, после чего периодически аэрируют КДО в зоне переработки путем прокачивания атмосферного воздуха и по мере образования периодически выводят жидкое удобрение.1. A method for processing bark and wood waste, according to which an activating solution is introduced into the bunker dump, followed by aeration of the bark dump with atmospheric air, while the process of pumping the bark dump body with the activating solution and air is repeated repeatedly, characterized in that the activating solution containing mg / l: N - 120- 150; P - 20-50, K - 80-160; Mg - 15-30; Ca - 50-150; Fe - 3-5; Cu - 0.5; Mn 0.5; Zn - 0.5; B - 0.5, pH - 7.5-8.0 and the community of microorganisms - biodegradants of BWW, with cellulolytic and ligninolytic activities, are fed to the bark dump through a technological line containing at least one bioreactor buried in the body of the bark dump, after which periodically aerate BWW in the processing zone by pumping atmospheric air and, as it forms, periodically remove liquid fertilizer. 2. Технологическая линия для осуществления способа по п. 1, включающая по меньшей мере один погруженный в тело короотвала биореактор, снабженный системой подводящих труб, через которые периодически подают активирующий раствор и производят аэрацию, а образующуюся в результате переработки ожиженную фазу, представляющую собой жидкое биоудобрение, периодически выкачивают из внутренней части биореактора, бункер-смеситель для приготовления активирующего раствора, снабженный мешалкой для принудительного перемешивания, подключенный через запорный вентиль, фильтр, реверсивный регулируемый насос и вентиль, снабженный манометром, к приточной трубке биореактора, реверсивный регулируемый компрессор, снабженный фильтром на входе и присоединенный выходом через клапан, снабженный манометром, к входу трубки для аэрации биореактора, приемный бункер для сбора жидкого биоудобрения, присоединенный через трубопроводы, снабженные клапанами, фильтром, реверсивным регулируемым насосом, манометром, к трубкам биореактора.2. A technological line for implementing the method according to claim 1, comprising at least one bioreactor immersed in the body of the bump, equipped with a system of supply pipes through which the activating solution is periodically supplied and aerated, and the liquefied phase resulting from processing, which is a liquid biofertilizer , periodically pumped out from the inside of the bioreactor, a bunker-mixer for preparation of an activating solution, equipped with a stirrer for forced mixing, connected through a shut-off valve, a filter, a reversible variable pump and a valve equipped with a pressure gauge to the bioreactor supply pipe, a reversible variable compressor equipped with a filter on inlet and connected by outlet through a valve equipped with a pressure gauge to the inlet of a tube for aeration of the bioreactor, a receiving hopper for collecting liquid biofertilizer, connected through pipelines equipped with valves, a filter, a reversible variable pump, a manometer, to tubes b ioreactor. 3. Технологическая линия по п. 2, отличающаяся тем, что к бункеру-смесителю присоединены несколько биореакторов, расположенных в виде гексагональной или прямоугольной сети.3. The technological line according to claim 2, characterized in that several bioreactors are connected to the mixing hopper, located in the form of a hexagonal or rectangular network. 4. Биореактор для осуществления способа по п. 1, представляющий собой цилиндрическую емкость, наружные стенки которой выполнены с перфорацией, внутри которой по центру установлена внутренняя труба без перфорации, приточная трубка проложена между стенкой корпуса и внутренней трубой, при этом свободный конец приточной трубки открыт в пространство цилиндрической емкости, вторая приточная трубка, предназначенная для аэрации, так же проложена в пространстве между наружной стенкой и внутренней трубой, а конец трубки через загиб выходит в центр трубы в нижней части биореактора, при этом верхняя часть биореактора закрыта крышкой.4. A bioreactor for implementing the method according to claim 1, which is a cylindrical container, the outer walls of which are made with perforations, inside of which an inner pipe without perforation is installed in the center, the supply pipe is laid between the wall of the body and the inner pipe, while the free end of the supply pipe is open into the space of the cylindrical tank, the second supply pipe, intended for aeration, is also laid in the space between the outer wall and the inner pipe, and the end of the pipe through the bend goes into the center of the pipe in the lower part of the bioreactor, while the upper part of the bioreactor is closed with a lid. 5. Биореактор по п. 4, отличающийся тем, что перфорация наружной стенки представляет собой равноудаленные друг от друга по высоте и по окружности цилиндрической емкости круглые отверстия.5. The bioreactor according to claim 4, characterized in that the perforation of the outer wall is equidistant from each other along the height and around the circumference of the cylindrical container, round holes. 6. Биореактор по любому из пп. 4, 5, отличающийся тем, что он выполнен из полимерных или композиционных материалов, таких, как полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, полиакрилаты, композиционные материалы на основе эпоксидных смол и армирующих волокон или др.6. Bioreactor according to any one of paragraphs. 4, 5, characterized in that it is made of polymeric or composite materials, such as polypropylene, polyethylene, polyvinyl chloride, polyacrylates, composite materials based on epoxy resins and reinforcing fibers, etc.
RU2020111369A 2020-03-18 2020-03-18 Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method RU2729366C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111369A RU2729366C1 (en) 2020-03-18 2020-03-18 Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020111369A RU2729366C1 (en) 2020-03-18 2020-03-18 Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2729366C1 true RU2729366C1 (en) 2020-08-06

Family

ID=72085514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020111369A RU2729366C1 (en) 2020-03-18 2020-03-18 Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2729366C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135907A (en) * 1977-05-17 1979-01-23 Aerotherm, Inc. Pulp tree bark treatment
SU1654295A1 (en) * 1988-01-28 1991-06-07 Архангельский институт леса и лесохимии Method of producing organic fertilizer from bark
SU1733433A1 (en) * 1990-03-12 1992-05-15 Клайпедский Комбинат Древесных Материалов Method for production of organic fertilizer
RU2249583C2 (en) * 2001-01-29 2005-04-10 Туев Николай Антонович Method for production of organic fertilizers from wood bark
JP2005230000A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Abe Sogyo:Kk Soil improving method utilizing wood chip and lactic acid bacteria
RU2520022C2 (en) * 2011-09-08 2014-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Пермский научно-исследовательский институт бумаги" Method of processing of bark-dump and process area for its implementation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4135907A (en) * 1977-05-17 1979-01-23 Aerotherm, Inc. Pulp tree bark treatment
SU1654295A1 (en) * 1988-01-28 1991-06-07 Архангельский институт леса и лесохимии Method of producing organic fertilizer from bark
SU1733433A1 (en) * 1990-03-12 1992-05-15 Клайпедский Комбинат Древесных Материалов Method for production of organic fertilizer
RU2249583C2 (en) * 2001-01-29 2005-04-10 Туев Николай Антонович Method for production of organic fertilizers from wood bark
JP2005230000A (en) * 2004-02-19 2005-09-02 Abe Sogyo:Kk Soil improving method utilizing wood chip and lactic acid bacteria
RU2520022C2 (en) * 2011-09-08 2014-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Пермский научно-исследовательский институт бумаги" Method of processing of bark-dump and process area for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1471409B (en) Concept for slurry separation and biogas production
US7297274B2 (en) Fixed-film anaerobic digestion of flushed waste
Cheng et al. Swine wastewater treatment in anaerobic digesters with floating medium
US9163207B2 (en) Anaerobic treatment system and device
KR101375343B1 (en) Waste for energy production system
CN102557368A (en) High-temperature aerobic composting treatment process for municipal sludge
KR101044445B1 (en) Pig night soil treating apparatus of environment circulation-type and its method
WO2012115589A1 (en) Method and system for sanitization of pathogen containing liquid waste in composting applications
CN102976809B (en) Planetary type full-automatic sludge aerobic fermentation device and system
US6982035B1 (en) Biphase orbicular biodigester
CN101134681A (en) Organic waste and excrement treatment method and device
US7879236B2 (en) Micro gas attendant system
CN105330096B (en) A kind of sewage disposal external whole process deodoration system and application
CN112777896A (en) Device for producing high-methane-content biogas by using livestock and poultry manure
KR100453806B1 (en) High concentrated organic wastewater treatment apparatus and method thereof
CN210620525U (en) Water-fertilizer co-production device for breeding manure
RU2729366C1 (en) Method of processing of bark and wood wastes, bioreactor and process line for implementation of method
CN101643276A (en) Alga combined pond device
KR101316089B1 (en) Manufacturing method of liquid fertilizer aerobic fermentation and method for growing plants using liquid fertilizer
KR101595184B1 (en) Composting method organic waste
CN211946744U (en) Reaction system for sludge resource utilization
Nasr Treatment and reuse of sewage sludge
KR101977930B1 (en) Cohesion disposal apparatus for animal excretion
RU2655795C1 (en) Device for producing pig breeding sewage wastes biogas and fertilizers
RU2186475C2 (en) Manure water reprocessing method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20210120