БЫТОВОЙ МИНИ-БИОРЕАКТОР

БЫТОВОЙ МИНИ-БИОРЕАКТОР


RU (11) 2096348 (13) C1

(51) 6 C02F11/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95101360/25 
(22) Дата подачи заявки: 1995.01.30 
(45) Опубликовано: 1997.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Виестур У.Э., Кузнецов А.М., Савенков В.В. Системы ферментации. - Рига: ЗИНАТНЕ, 1986, с. 16 - 17. 
(71) Заявитель(и): Тумченок Виктор Игнатьевич 
(72) Автор(ы): Тумченок Виктор Игнатьевич 
(73) Патентообладатель(и): Тумченок Виктор Игнатьевич 

(54) БЫТОВОЙ МИНИ-БИОРЕАКТОР 

Использование: очистка бытовых стоков. Сущность изобретения: бытовой минибиореактор содержит корпус, разделенный перегородками в виде горизонтально расположенных перфорированных дисков, между которыми расположены лопасти мешалки, на камеры нейтрального, щелочного и метанового брожения и камеру кислого брожения, образованную цилиндрической перегородкой, в которой размещены абразивная засыпка и перемешивающее устройство. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к очистке бытовых стоков, утилизации углерод-азотсодержащих твердых бытовых отходов с обработкой анаэробными микроорганизмами, выработкой биометана для нужд индивидуального хозяйства, удаленного от централизованных сетей тепло-, энергоснабжения и канализации.

Известен биореактор, содержащий вертикальный корпус с технологическими перегородками, камерами брожения субстрата и патрубками подвода и отвода сред (Янко В.Г. Янко Ю.Г. Обработка сточных вод и осадка в метантенках, Киев, 1978, с. 40, рис. 8), недостатком которого является длительность сбраживания субстрата, что требует увеличения габаритов и снижает производительность.

Известен биореактор, содержащий корпус с перегородками камер кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, с газовой полостью в верхней и осадительной в нижней частях корпуса, загрузочным и разгрузочными устройствами и размещенного между ними перемешивающего устройства в виде вала, снабженного приводом и винтовыми лопастями (Виестур У.Э. Кузнецов А.М. Савенков В. В. Системы ферментации. Рига, 1986, с.18-19, рис. 2.2.), в котором отсутствует интенсивное измельчение целлюлозосодержащих компонентов стоков и твердых бытовых отходов (макулатуры, соломы, сена, опилок и т.д.), что не позволяет корректировать соотношение между углеродом и азотом в пределах 20: 1 и снижает эффективность работы биореактора.

Цель изобретения повышение эффективности работы биореактора достигается тем, что параллельно валу основного перемешивающего устройства с винтовыми лопастями, размещенными под перфорированными дисками горизонтальных перегородок камер, размещено дополнительное перемешивающее устройство, снабженное приводом и винтовыми лопастями, смонтированное в камере кислого брожения, выполненной в виде цилиндрического корпуса, снабженного перфорированным днищем и зернистой абразивной иммобилизационной засыпкой (керамзит, вспученный перлит, модифицированный цеолит и т.д.), плотность которой меньше плотности субстрата.

При перемешивании стоков в цилиндрическом корпусе винтовыми лопастями происходит измельчение целлюлозосодержащих отходов до размеров частиц, сопоставимых с размерами анаэробных микроорганизмов, причем винтовые лопасти отводят абразивную засыпку и снижают до минимума ее переход в другие камеры. Плотность засыпки (меньше плотности субстрата) способствует сосредоточению ее в верхней части стоков, в которой находятся целлюлозосодержащие примеси, т. е. обеспечивается контактность и соответственно истирание абразивными поверхностями засыпки.

На фиг.1 показан продольный разрез минибиореактора; на фиг. 2 разрез А-А на фиг.1.

Бытовой минибиореактор содержит корпус 1 с перегородками 2 камер, 3 - кислого, 4 нейтрального, 5 щелочного, 6 метанового брожения, с газовой полостью 7 в верхней и осадительной в нижней частях корпуса 1, загрузочным средством 8 и разгрузочным патрубком 9 и размещенной между ними мешалки в виде вала 10, снабженного приводом 11 и винтовыми лопастями 12. Параллельно валу 10 с винтовыми лопастями 12, размещенными под перфорированными дисками 13, являющимися горизонтальными перегородками 2 камер 4, 5 и 6, размещено дополнительное перемешивающее средство в виде вала, снабженного приводом 14 и винтовой лопастью 15, смонтированное в камере 3 кислого брожения, выполненной в виде цилиндрической перегородки 16, снабженной префорированным днищем 17 и зернистой абразивной иммобилизационной засыпкой 18 (керамзит, вспученный перлит, модифицированный цеолит и т.д.), плотность которой меньше плотности субстрата. Корпус выполнен со взрывным клапаном 19, гидравлическим затвором 20 и патрубком 21 отвода биометана, а загрузочное устройство 8 выполнено с крышкой 22 и гидравлическим затвором 23.

Бытовой минибиореактор работает следующим образом.

При открытой крышке 22 через загрузочное устройство 8 в биореактор вводят стоки и углерод-, азотсодержащие отходы с учетом, чтобы концентрация взвесей находилась в пределах 4-6% соотношение между углеродом и азотом порядка 20: 1. В камере 3 кислого брожения стоки и отходы перемешивают при вращении вала перемешивающего средства от привода 14 винтовой лопастью 15, зернистой абразивной засыпкой 18 истирают взвеси при контакте о стенки цилиндрической перегородки 16, причем засыпка, имеющая плотность меньше плотности субстрата, остается во взвешенном состоянии.

Тонкоизмельченные фрагменты целлюлозосодержащих твердых бытовых отходов заселяются микроорганизмами, в том числе кислотогенами, плотность которых порядка 1020-1060 кг/м3, погружаются в направлении перфорированного днища 17 цилиндрической перегородки 16 и переходят в камеру 4 нейтрального брожения, последовательно субстрат переходит через перфорированные диски 13. Переход осуществляется по принципу сообщающихся сосудов, заполненных субстратом с изменяющейся плотностью. Плотность субстрата изменяется за счет газовыделения при жизнедеятельности кислотогенов, ацетогенов, ацетогидрогенов и метаногенов. Газовые пузырьки вокруг взвесей субстрата препятствуют доступу последующих популяций микроорганизмов к биогенным элементам питания, а поэтому выполняют разрушение газообразований вокруг взвесей винтовыми лопастями 12 при вращении вала 10 от привода 11. Изменяя частоту вращения и отход винтовых лопастей 12 от оси вала 10, соответственно изменяют интенсивность обновления поверхности вокруг частиц бродящего субстрата.

Взвеси поступают в осадительную полость, размещенную возле разгрузочного патрубка 9. Отвод взвесей из разгрузочного патрубка 9 совмещают с загрузкой через средство 8, т.е. периодически, а отвод биометана из газовой полости 7 через гидравлический затвор 20 и патрубок 21 осуществляют непрерывно. Процесс брожения в минибиореакторе осуществляют при температурах 18-24oC, с термостатированием за счет температуры помещения, т.е. через корпус 1, который выполняют без изоляции. Колебания температуры субстрата не должны превышать 1-3oC в сутки. При потреблении биометана интенсивность перемешивания субстрата приводами 11 и 14 увеличивают. При длительных перерывах в потреблении биометана его собирают в пластиковые мешки и используют в качестве товарного продукта.

Биометан используют для приготовления пищи, нагрева воды, отопления помещений, для нужд освещения, а послеброжевой остаток является ценным биологическим удобрением, одновременно улучшается экологическая обстановка вокруг жилищ. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Бытовой мини-биореактор, содержащий корпус, разделенный перегородками на камеры кислого, нейтрального, щелочного и метанового брожения, последняя из которых имеет газовую полость в верхней части, загрузочное средство, разгрузочный патрубок, сообщенный с осадительной полостью, выполненной в нижней части корпуса, и мешалку с винтовыми лопастями, отличающийся тем, что перегородки, разделяющие корпус на камеры нейтрального, щелочного и метанового брожения, выполнены в виде горизонтально расположенных перфорированных дисков, между которыми расположены лопасти мешалки, при этом камера кислого брожения образована цилиндрической перегородкой с перфорированным днищем, заполнена зернистой абразивной засыпкой и имеет перемешивающее средство в виде вала с винтовой лопастью.

2. Мини-биореактор по п.1, отличающийся тем, что засыпка выполнена из материала, плотность которого меньше плотности субстрата, например из керамзита, вспученного перлита, модифицированного цеолита.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru