SU1301790A1 - Installation for decontamination of livestock breeding waste - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технике обработки осадков сточных вод. Цель изобретени  - повьшение производительности и экономичности установки дл  обезвреживани  жидких отходов животноводства с целью исполь зовани  их в качестве удобрени  или получении биогаза за счет последовательных термофильной аэробной стабилизации их ну анаэробного сбраживани . Установка содержит цилиндрический термофильный аэробный резервуар с пневматическим аэратором 7 и затопленными винтовыми перегородками 5. Аэробный резервуар S сл а :А со Фаг.1This invention relates to a sewage sludge treatment technique. The purpose of the invention is to increase the productivity and efficiency of the installation for the disposal of liquid animal waste for the purpose of using them as fertilizer or biogas production due to the successive thermophilic aerobic stabilization of their anaerobic digestion. The installation contains a cylindrical thermophilic aerobic tank with a pneumatic aerator 7 and submerged screw partitions 5. Aerobic tank S sla: A with Phag.1

Description

через камеру 8 рециркул ции сообщен с анаэробным термофильным резервуаром 3. Последний расположен снаружи резервуара и оборудован барботером 11 и виктовой газонаправл ющей перегородкой 12, Исходный сток по трубопроводу 18 подаетс  в диспергатор 19, состо щий из конических перфорированных тарелок 20, и перемещаетс  внизthrough the recirculation chamber 8 communicates with the anaerobic thermophilic reservoir 3. The latter is located outside the reservoir and is equipped with a bubbler 11 and a victorial gas-guiding partition 12. The initial flow through conduit 18 is fed to the dispersant 19, consisting of conical perforated plates 20, and moves down

1one

Изобретение относитс  к технике обработки осадков сточных вод и предназначено дл  обработки лдадкого навоза , помета, избыточного активного ила и концентрированных стоков.The invention relates to a technique for treating sewage sludge and is intended for the treatment of manure manure, manure, excess activated sludge and concentrated wastewater.

Цель изобретени  - повышение производительности и экономичности установки .The purpose of the invention is to increase the productivity and efficiency of the installation.

На фиг, 1 изображена установка, продольный разрез; на фиг. 2 - аэроб 1-1ый резервуар, разрез по корпусу без сечени  внутренних элементов; на фиг, 3 - анаэробный резервуар, разрез по корпусу без сечени  внутренних элементов.Fig, 1 shows the installation, a longitudinal section; in fig. 2 - Aerob 1-1 tank, cut along the hull without section of the internal elements; Fig. 3 shows an anaerobic reservoir, a section through the body without section of the internal elements.

Установка содержит корпус 1 цилиндрического термофильного аэробного рез ервуара 2, расположенного внутри анаэробного резервуара 3 с цилиндрическим теплоизолированным корпусом 4, Аэробный резервуар разделен двум  винтовыми перегородками 5 на камеру 6 аэрации с расположенным в придонной области пневматическим аэратором 7 и камеру 8 рециркул ции , котора  соедин етс  через , переливное окно 9., расположенное в придонной части, с анаэробным резервуаром . Переливное окно оборудовано га30защитными козырьками 10,The installation includes a body 1 of a cylindrical thermophilic aerobic reservoir 2 located inside an anaerobic tank 3 with a cylindrical heat-insulated body 4, the aerobic tank is divided by two screw partitions 5 into an aeration chamber 6 with a pneumatic aerator 7 located in the bottom area and the recirculation chamber 8, which is connected through, overflow window 9., located in the bottom part, with an anaerobic reservoir. The overflow window is equipped with gas visors 10,

Анаэробный резервуар имеет бар- ботер 11 газов брожени , винтовую газонаправл ющую перегородку 12, газовый колпак 13 и трубопроводы удалени  газа 14, опорожнени  15 и удалени  сброженной массы 16. Отбор проб осуществл етс  через патрубки 1 7 ,The anaerobic reservoir has a fermentation gas bubbler 11, a gas gas screw screw 12, a gas cap 13 and gas removal pipe 14, emptying 15 and fermented mass removal 16. Sampling is carried out through pipes 1 7,

В аэробном резервуаре под питающим трубопроводом 18 расположен диспергатор 19 исходного стока, выпо винтовой перегородке 5 в камере 6 аэрации. Далее также по винтовой перегородке перемещаетс  в камеру 8 рециркул ции. Образующийс  биогаз благодар  газонаправл ющей перегородке 12 турбулизирует обрабатываемую массу, собираетс  в газовом колпаке 13 и удал етс  по трубопроводу 14. 3 3,п. ф-лы, 3 ил.In the aerobic tank under the feed pipe 18 there is a dispersant 19 of the source drain, a separator partition 5 in the aeration chamber 6. Further, it is also moved along the screw partition to the recycle chamber 8. The resulting biogas, due to the gas-guiding partition 12, is turbulizing the mass to be treated, is collected in the gas bell 13 and is removed through the pipeline 14. 3 3, p. f-ly, 3 ill.

полненный в виде конусоидальных перфорированных тарелок 20,filled in the form of cone-shaped perforated plates 20,

Контрольно-измерительные операции и управление интенсивностью аэрации осуществл етс  при помощи.блока 21, Использованный воздух из аэробного резервуара удал етс  через шахту 22,Control and measurement operations and aeration intensity control is carried out with the aid of block 21. The used air from the aerobic reservoir is removed through the shaft 22,

Установка работает следующимThe installation works as follows.

образом.in a way.

Исходный сток по трубопроводу 18 подаетс  на диспергатор 19 аэробного резервуара 2, где диспергируетс  на перфорированных тарелках 20 и перемещаетс  вниз в виде мелких частиц, аккумулиру  тепло и пары отход щего из резервуара воздуха. Пада  на поверхность жидкости, частицы гас т продуцируем;ую при аэрации пену, заTgj i увлекаемые рециркул ционнь м потоком , перемещаютс  вниз камеры 8 рециркул ции и поступают к пневматическому аэратору 7, Воздух, поступающий в жидкость через аэратор, перемещаетс  по винтовой камере 6 аэрации, увлека  рециркул ционный поток вверх и насыща  его кислородом , У поверхности жидкость вновь попадает в камеру 8 и перемещаетс The initial flow through conduit 18 is supplied to the dispersant 19 of the aerobic tank 2, where it is dispersed on the perforated plates 20 and moved downwards in the form of small particles, to the heat accumulator and to the vapor of the air leaving the tank. Drops onto the surface of the liquid, the particles are extinguished, the foam produced during aeration, after Tgj i carried by the recirculation stream, moves down the recirculation chamber 8 and goes to the pneumatic aerator 7. The air entering the liquid through the aerator moves through the screw chamber 6 of aeration entraining the recirculation flow upwards and filling it with oxygen. At the surface, the liquid again enters the chamber 8 and moves

вниз. Винтовое изолированное выполнение камер предотвращает попадание диспергированного воздуха из аэробного 2 в анаэробный 3 резервуар и возможность образовани  взрывоопасной смеси, так как оставшийс  в жидкости кислород по мере ее продвижени  в камере рециркул ции к переливному окну 9 раствор етс .way down. Screw insulated chambers prevent the dispersed air from aerobic 2 from entering the anaerobic 3 reservoir and the possibility of an explosive mixture, since the oxygen remaining in the liquid as it progresses in the recirculation chamber towards the overflow window 9 dissolves.

Попавша  через окно 9 в резервуар 3 масса подвергаетс  анаэробному сбраживанию. Образующийс  биогаз.After entering through the window 9 into the tank 3, the mass is subjected to anaerobic digestion. The resulting biogas.

33

поднимающийс  к поверхности жидкости , благодар  наличию винтовой газнаправл ющей перегородки 12 создает турбулентное движение массы. Дл  интенсификации перемешивани  перио- дически через барботер 11 подаютс  газы брожени , вызыва  аналогичное циркул ционное движение массы. Продуцируемый биогаз собираетс  в газовом колпаке 13 и отводитс  по трубо- проводу 14 на использование. Дл  предотвращени  проникновени  газов брожени  в аэробный резервуар окно 9 оборудовано газозащитными козырьками 10.. rising to the surface of the liquid, due to the presence of a screw gas guide rail 12, creates a turbulent mass movement. In order to intensify the mixing, fermentation gases are fed periodically through the bubbler 11, causing a similar circulation movement of the mass. The biogas produced is collected in a gas cap 13 and discharged through line 14 for use. To prevent the penetration of fermentation gases into the aerobic reservoir, the window 9 is equipped with gas visors 10.

Отделившийс  от жидкости в аэробном резервуаре воздух, насыщенный теплыми парами, перемещаетс  вверх через перфорированные тарелки 20, при контакте с диспергированными час тицами исходного стока отдает им пары, а затем выводитс  через шахту 22,The air saturated with warm vapors separated from the liquid in the aerobic reservoir moves upward through the perforated plates 20, when in contact with dispersed particles of the initial flow, gives them a pair, and then is discharged through the shaft 22,

Опорожнение резервуара осуществл етс  через трубопровод 15, отбор проб - через патрубки 17, удаление сброженной массы - по трубопроводу 16, Расход воздуха в зависимости от температуры массы в резервуаре 2 регулируетс  блоком 21,The tank is emptied through pipe 15, sampling through pipes 17, removal of fermented mass through pipe 16, Air flow is controlled by unit 21 depending on the mass temperature in tank 2

Установка позвол ет осуществл ть процесс биогазовой ферментации в термофильном режиме (t 50-55°С) без предварительного подогрева обрабатываемого материала и исходного воз- духа аэрации при полном уничтожении сем н сорных трав, обезвреживании и дегельминтизации стока, не требует строительства и эксплуатации различных нагревательных сооружений, пот- ребл ющих при работе энергию в форме биогаза.The installation allows the process of biogas fermentation in a thermophilic mode (t 50-55 ° C) without preheating the material being processed and the initial air of aeration with the complete destruction of weed seeds, decontamination and deworming of the flow, does not require the construction and operation of various heating elements. structures that require energy in the form of biogas during operation.

Сбраживаемый сток в предлагаемой установке подогреваетс  до термофильного уровн  лишь за счет тепла биохимических реакций и предельного уменьшени  теплопотерь, что достигаетс  коаксиальным расположением термофильного анаэробного резервуара, конденсацией паров отработанного воздуха, аккумулирующих основное количество тепла общих потерь на диспергированных частицах исходного стока , и применением системы аэрации с высоким коэффициентом использовани  кислорода и тщательной гомогенизахщ- ей стока.The fermented drain in the proposed installation is heated to a thermophilic level only by the heat of biochemical reactions and the extreme reduction of heat loss, which is achieved by the coaxial arrangement of the thermophilic anaerobic reservoir, the condensation of exhaust air vapors accumulating the main amount of heat of the total losses on dispersed particles of the initial drain, and using the aeration system with high oxygen utilization rate and thorough homogenizing runoff.

Уменьшение теплопотерь позвол ет окисл ть в аэробном резервуаре мень7904Reducing heat loss allows oxidation in an aerobic tank to a lesser 7904.

шее количество органических загр знений , увеличить тем самым объем загр знений , сбраживаемых на биогаз в анаэробном резервуаре, и общий выхо биогаза, В частности, от конденсации паров в диспергаторе выход газа возрастает на 6%,the amount of organic pollution, thereby increasing the volume of pollution fermented to biogas in the anaerobic reservoir, and the total output of biogas, in particular, from the condensation of vapors in the dispersant, the gas output increases by 6%,

За счет диспергировани  исходного стока и распределени  частиц по поверхности жидкости достигаетс  надежное гашение пены, образующейс  при аэрации.Due to the dispersion of the initial drain and the distribution of particles over the surface of the liquid, reliable suppression of the foam formed during aeration is achieved.

Высокий коэффициент использова ни  кислорода (до 16%), позвол ющий в три раза сократить подачу воздуха и энергозатраты на аэрацию в форме биогаза, и достаточна  интенсивность перемешивани  достигаютс  за счет направленного винтового движени  во- довоздушной смеси в аэробном резервуаре , где противоположно направленные изолированные рециркул ционный и аэрационный потоки не затрачивают энергию на взаимное турбулентное перемешивание , что не уменьшает их кинетическую энергию и скорость перемешивани . Это особенно важно при обработке концентрированных отходов : животноводства, когда необходима тщательна  гомогенизаци  в любой точке аэротенка.A high utilization rate of oxygen (up to 16%), which reduces the air supply and energy consumption for aeration in the form of biogas by three times, and sufficient mixing intensity is achieved due to the directional screw movement of the air-air mixture in an aerobic tank, where the oppositely directed insulated recirculation The aeration and aeration flows do not expend energy for mutual turbulent mixing, which does not reduce their kinetic energy and mixing speed. This is especially important in the treatment of concentrated waste: animal husbandry, when thorough homogenization is necessary at any point in the aero-tank.

Отделение зоны рециркул ции от зоны аэрации и соединение первой в придонной части с анаэробным резервуаром предотвращает попадание кислорода воздуха от пневмоаэратора в анаэробный резервуар, поскольку кислород пузырьков воздуха, не успевших отделитьс  от стока у поверхности и увлеченных : с рециркул ционным потоком вниз, раствор етс  ко времени подхода к окну. Это стабилизирует работу метаногенных бактерий, дл  которых кислород  вл етс  ингибитором и исключает образование взрывоопасной смеси биогаза с кислородом. Предлагаема  установка не требует использовани  механических гомогенизаторов в анаэробном резервуаре , которые при достаточной степени турбулизации сложны в эксплуатации во взрывоопасных услови х и потребл ют значительное количество биогаза. Предлагаема  система, включающа  винтовую потоконаправл ющую поверхность и барботер, создает высокие скорости движени  сбраживаемой массы при малых объемах подаваемого газа и, соответственно, низком потреблении энергии. В отличие от традиционных пневматических систем перемешивание сбраживаемой смеси она позвол ет обрабатывать сток с высоким содержанием твердых включений без образовани  осадка.Separating the recirculation zone from the aeration zone and connecting the first in the bottom part to the anaerobic tank prevents oxygen from the pneumoaerator from entering the anaerobic tank, since the oxygen of the air bubbles that did not have time to separate from the surface drain and carried away: downward, the recirculation stream dissolves to time to approach the window. This stabilizes the operation of methanogenic bacteria for which oxygen is an inhibitor and eliminates the formation of an explosive mixture of biogas with oxygen. The proposed installation does not require the use of mechanical homogenizers in the anaerobic tank, which, with a sufficient degree of turbulence, are difficult to operate in explosive conditions and consume significant amounts of biogas. The proposed system, which includes a screw flow-guiding surface and a bubbler, creates high velocities of the fermented mass with small volumes of feed gas and, consequently, low energy consumption. Unlike traditional pneumatic systems, mixing the fermentable mixture allows it to process the effluent with a high content of solid inclusions without sedimentation.

Установка проста в обслуживании, надежна в работе, в ней нет движущихс  узлов и механизмов, она позвол ет получать избыточного газа до 60% от общего количества при влалсности исходного материала 92%, зольности 5% и термофильном режиме брожени  (t 50-55°С), что на 20-25% больше, чем в известных конструкци х.The installation is easy to maintain, reliable in operation, it has no moving components and mechanisms, it allows to obtain excess gas up to 60% of the total amount with initial material content of 92%, ash content 5% and thermophilic fermentation mode (t 50-55 ° C ), which is 20-25% more than in known constructions.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 1 о Установка дл  обезвреживани  отходов животноводства, содержаща  азробный резервуар с азратором и теплоизолированный анаэробный резервуар , впускной трубопровод и трубопроводы опорожнени  и удалени  газа и сброженной массы, отличающа с  тем, что, с целью повышени  производительности и экономич1 o A plant for the disposal of animal waste containing a azobic tank with an azorator and a thermally insulated anaerobic tank, inlet pipe and pipelines for emptying and removing gas and fermented mass, in order to increase productivity and economical ности установки, аэробный резервуар установлен коаксиально внутри анаэробного и снабжен двум  винтовыми перегородками , образующими камеру аэрации , на дне которой размещен аэратор , и камеру рециркул ции, имеющую переливное окно, сообщающее ее с анаэробным резервуаром, последний снабжен винтовой газонаправл ющей перегородкой и барботером газов брожени  .installation, the aerobic tank is installed coaxially inside the anaerobic and equipped with two screw partitions forming the aeration chamber, at the bottom of which an aerator is located, and the recirculation chamber having an overflow window that connects it to the anaerobic reservoir, the latter is equipped with a screw gas-guiding partition and a fermentation gas bubbler . 2,Установка по п. 1, отличающа  с  тем, что объем каме )5 ры аэрации меньше объема камеры рециркул ции ,2, Installation according to claim 1, characterized in that the volume of the chamber aeration is less than the volume of the recirculation chamber, 3,Установка по пп. 1 и 2, о т - личающа с  тем, что переливное окно камеры рециркул 1щи снаб20 жено газозащ чтными козырьками,3, Installation on PP. 1 and 2, about t - with the fact that the overflow window of the chamber recirculates 1 to provide 20 gas receptacles with chambers, 4,Установка по пп, 1-3, отличающа с  тем, что она снабжена диспергатором исходного стока , выполненным в виде конусоидаль25 ньгх перфорированных тарелок и расположенных под аэробным резервуаром, под питающим трубопроводом.4, Installation on PP, 1-3, characterized in that it is provided with a dispersant of the initial flow, made in the form of a cone-shaped 25 perforated plates and located under the aerobic tank, under the supply pipeline. К TO Редактор Н. ВобковаEditor N. Vobkova Составитель Л. СухановаCompiled by L. Sukhanova Техред И.Попович Корректор А. ЗимокосовTehred I.Popovich Proofreader A. Zimokosov Заказ 1187/24Тираж 852ПодписноеOrder 1187/24 Circulation 852 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д, 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., d, 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4 Фиг.55