Метантенк

 

Использование: биохимическая анаэробная очистка сточных вод в биоустановках животноводческих комплексов и на станциях обработки сточных вод. Сущность изобретения: метантенк содержит вертикальный цилиндрический корпус, сферическую неотбортованную крышку и коническое днище . Внутренняя полость метантенка разделена перегородками на реакционные кольцевые камеры, последовательно расположенные в вертикальном направлении и сообщающиеся между собой, Перегородки выполнены в виде конических, гофрированных днищ, установленных с уклоном от центра к периферии и с кольцевым зазором относительно корпуса, а барботажные устройства выполнены в виде лучевой гребенки , при этом лучи барботажного устройства установлены во впадинах гофрированных днищ. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н)ю С 02 F 11/04; 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890138/26 (22) 29.10,90 (46) 15,10.92. Бюл. ¹ 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения Сумского научно-производственного объединения им. М,В. Фрунзе (72) И,В. Семененко (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1701651 по заявке 4760005/26, кл, С 02 F

11/04, 3/28, 21.11.89. (54) МЕТАНТЕНК (57) Использование: биохимическая анаэробная очистка сточных вод в биоустановках животноводческих комплексов и на

Изобретение относится к биохимической анаэробной очистке сточных вод и может быть применено в биоустановках животноводческих комплексов и на станциях сточных Вод;

Известен метантенк, содержащий резервуар с днищем и крышкой, разделенный цилиндрическими перегородками на камеры предварительного, основного и остаточного брожения, сообщающиеся между собой, а также патрубки подвода исходного и выгрузки сброженного субстрата, патрубок отбора биогаза, теплообменник, установленный в камере основного брожения.

Известная конструкция не обеспечивает полного обеззараживания исходного сырья. Это влечет за собой экономический ущерб окружающей среде, кроме того, не исключается проскок загружаемого субЯ2 1768530 А1 станциях обработки сточных вод. Сущность изобретения; метантенк содержит вертикальный цилиндрический корпус, сферическую неотбортованную крышку и коническое днище. Внутренняя полость метантенка разделена перегородками на реакционные кольцевые камеры, последовательно расположенные в вертикальном направлении и сообщающиеся между собой. Перегородки выполнены в виде конических, гофрированных днищ, установленных с уклоном от центра к периферии и с кольцевым зазором относительно корпуса, а барботажные устройства выполнены в виде лучевой гребенки, при этом лучи барботажного устройства установлены во впадинах гофрированных днищ. 4 ил.. страта в зону выгрузки, что снижает надежность работы метантенка. Установка цилиндрических перегородок коаксиально приводит к повышенному"расходу металла.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности работы метантенка и снижение металлоемкости.

Для достижения поставленной цели в метантенке, содержащем вертикальный корпус с коническим днищем и крышкой, разделенный перегородками на кольцевые реакционные камеры, сообщающиеся между собой, патрубки подвода исходного и выгрузки сброженного субстрата, патрубок отбора биогаза, устройства для разрушения корки, подогрева и барботажные, распределительное устройство, согласно изобретению, камеры расположены последовательно в вертикальном направлении, 1768530 перегородки выполнены в виде конических гофрированных днищ, выполненных с уклоном от центра к периферии и установленных с кольцевым зазором относительно корпуса, барботажные устройства выполнены в 5 виде лучевой гребенки и установлены в камерах через одну, при этом лучи барботажного устройства установлены во впадинах гофрированных перегородок (днищ).

На фиг, 1 изображен метантенк в про- 10 дольном разрезе; на фиг. 2 — разрез по А-А фиг. 1; на фиг. 3 — узел Б фиг. 1; на фиг. 4— вид по стрелке В фиг. 1.

Метантенк содержит цилиндрический вертикальный корпус 1, сферическую нес- 15 тбортованную крышку 2, коническое днище 3.

Внутренняя полость метантенка разделена на реакционные последовательно соединенные камеры 4, 5, 6, 7, Камера 4 образована обечайкой 8 и коническим гофрированным 20 днищем 9, выполненным с уклоном от центра, к периферии и установленным с кольцевым зазором относительно обечайки 8 и обечайкой 10 центральной, камера 5 — гофрированным днищем 9, конической обечайкой 11 и 25 центральной трубой 12, камера 6 — гофрированным днищем 13 и конической обечайкой

11 и корпусом 1, камера 7 — гофрированным днищем 13 и коническим днищем 3. Метантенк содержит патрубок 14 подвода исход- 30 ного субстрата, патрубок 15 выгрузки сброжен ного субстрата, патрубок 16 отбора биогаза, патрубок 17 выгрузки осадка, а также устройство 18 подогрева с патрубками 19 и 20 подвода и отвода теплоносителя, барботажное лучевое устройство 21 с лучами

22. Метантенк снабжен распределительным устройством 23, включающим распределительную камеру, образованную обечайками

24 и 25, днище 26 и конус 27. Для равномерного распределения загружаемого сырья распределительный конус 27 разделен на сектора перегородками 28, В кольцевых полостях 5 и 7 размещены ребра 29 и 30. Выгрузка осуществляется через трубу 31 с задвижкой 32 и патрубок 15.

Метантенк работает следующим образом, Метантенк заполнен до минимального уровня, а именно, до уровня патрубка 15, Исходное сырье, подогретое до температуры ферментации, через патрубок 14 поступает в распределительную камеру устройства 23 и, переливаясь через верхний торец обечайки

24, попадает на распределительный конус

27 и по секторам между перегородками поступает в камеру 4 метантенка. Одновременно под действием гидростатического давления отферментированная масса, последовательно пройдя камеры 5, 6, 7, через

50 трубу 31 и патрубок 15 выгружается из метантенка в объеме, равном объему загружаемой массы.

Исходное сырье, поступив в камеру 4 метантенка, смешивается с содержимым камеры и вступает в контакт с микроорганизмами и в результате биохимических превращений подвергается переработке с образованием биогаза, который поднимается вверх в виде пузырьков и поступает в газовую полость метантенка. Включения твердого органического вещества, являясь концентраторами образующихся колоний микроорганизмов, постепенно опускаясь вниз, оседают на гофрированном днище 9.

Взмучивание осадка на днище 9 способствует эффективному выделению биогаза и осуществляется лучевым устройством 21, лучи 22 которого расположены во впадинах гофрированного днища 9. Такое конструктивное решение перегородок-днищ и барботеров обеспечивает эффективное взмучивание осадка благодаря тому, что достигается взаимная ориентация очагов скопления осадка во впадинах днища и направленной струи барботажного биогаза.

Кроме того, предложенное конструктивное решение днища и барботеров позволяет регулировать время пребывания осадка в зоне, а следовательно, и управлять процессом газовыделения и обеззараживания. Это достигается следующим образом; барботаж биогазом в интервалах между разгрузками свежего сырья взмучивает осадок, но из-за малого уклона гофрированного днища от центра к периферии не обеспечивает его транспортирование в полость камеры 5; барботаж биогаза обеспечивает взмучивание ранее образовавашегося осадка, препятствуя оседанию свежего сырья, а процесс загрузки, совмещенный во времени с барботажем, вызывая гидростатический сдвиг жидкости, обеспечивает перенос взмученного осадка в полость камеры 5.

Камера 5 метантенка не имеет барботажных устройств, и осадок по конической обечайке 11 сползает на гофрированное днище 13 камеры 6. Конструкция гофрированного днища 13 и барботеров устройства

21 камеры 6 метантенка аналогичны камере

5, что также позволяет управлять временем нахождения осадка в третьей зоне, При этом барботаж в камере 6 не оказывает никакого влияния на процессы, происходящие в камерах 4 и 5, так как барботированный биогаз из камеры 6 гофрированного днища

13, поднимаясь вверх в полости, ограниченной конусом 11 и корпусом 1, переходит в

1768530

10

20

30

55 кольцевой зазор и выходит в газовую полость метантенка.

При очередном, согласно технологического регламента, совмещении барботажа осадка на гофрированном днище 26 и процесса загрузки, осадок из днища 13 смывается в камеру 7, где процесс метаногенеэа проходит завершающую стадию, конечно, в пределах принятой степени,ферментации.

Однако и на стадии завершения процесса метаногенеза имеется возможность органическое вещество, которое, находясь в камере 7, не подвергалось необходимой степени разложения возвратить его на дополнительную переработку в камеру 4, и используя при этом подачу насосом содержимого камеры 7 в патрубок 14 распределительного устройства 23. Через патрубок 17 с помощью насоса или под действием гидростатического давления имеется возможность периодической выгрузки отферментированного осадка из метантенка.

Одним из негативных явлений в процессе ферментации является образование корки на поверхности ферментной массы в газовой полости метантека. Поэтому обязательным условием для эффективного ведения процесса метаногенеза является разрушение этой корки, Это достигается следующим образом.

Кольцевые поверхности, где образуется корка, ограничена корпусом 1 и обечайкой

8, а также обечайками 9 и 8, являются поверхностями выхода биогаза из камер 4 и 6, т.е. из камер, которые имеют барботажные устройства. В этих камерах разрушение корки осуществляется периодически интенсивным выходом биогаза в момент барботажа, а в наибольшей камере 4, кроме того, разрывом исходным сырьем в момент загрузки или в момент гидравлического перемешивания при подаче насосом отферментированной массы из камеры 7 в камеру 4.

Кольцевая полость образования корки, ограниченная обечайкой 10 и труб 12, а также поверхность, ограниченная трубой 12 и трубой 31, являются поверхностями выхода биогаза из камеры 5 и 7, где интенсивный барботаж биогаза отсутствует. Разрушение корки на этих поверхностях осуществляется в момент загрузки, так же периодически, в следующей последовательности. Перед загрузкой очередной дозы исходного сырья закрывается задвижка 32, загружаемое сырье через распределительное устройство

23 поступает в камеру 4 метантека, урр вень в метантенке поднимается и образовавшаяся корка поднимается в кольцевых полостях камер 5 и 7, встречая на своем пути ребра 29 и 30, разрушается.

Для того, чтобы исключить попадание свежего сырья, в камеры 5, 6 и 7 после открытия задвижки 32 при падении уровня до минимального, торцы обечаек 8, 10 и 11 располагаются на такой высоте, что перелив исключается.

Таким образом, предположенная конструкция метантенка позволяет повысить эффективность и надежность работы метантенка за счет: расположения камер последовательно в вертикальном направлении, что исключает проскок исходного сырья в полость выгрузки отферментированной массы, что гарантирует высокую степень обеззараживания; возможности регулировать время пребывания ферментной массы в камерах, и, следовательно, управлять процессом газовыделения и обеззараживания, что достигается конструктивным использованием перегородок в виде гофрированныхднищ и установки во впадинах днищ лучевых барботеров, Кроме того, предлагаемая конструкция метантенка обеспечивает снижение металлоемкости за счет исключения цилиндрических перегородок и коробов.

Формула изобретения

Метантенк, содержащий вертикальный корпус с днищем и крышкой, разделенный перегородками на кольцевые реакционные камеры, сообщающиеся между собой, патрубки подвода исходной и выгрузки сброженной массы, патрубок отбора биогаза, устройства для разрушения корки, подогрева и барботажные, распределительное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности в работе метантенка и снижения металлоемкости, камеры расположены последовательно в вертикальном направле нии, перегородки выполнены в виде конических гофрированных днищ, установленных с уклоном от центра к периферии и с кольцевым зазором относительно корпуса, барботажные устройства выполнены в виде лучевой гребенки, при этом лучи барботажного устройства установлены во впадинах гофрированных днищ, 1768530

Составитель И, Семененко

Техред M.Moðãåíòàë Корректор С. Пекарь

Редактор Н. Соколова

Производственно-издател ьский комбинат "Патент", г, Ужгород. л, Гагарина, 101

Заказ 3616 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5