Способ обогащения биогаза

 

Изобретение относится к области обогащения биогаза путем исчерпывания диоксида углерода протококковыми водорослями и сероводорода фотосинтезирующими серобактериями на очистных сооружениях агропромышленного комплекса (АПК). В способе обогащения биогаза, включающем его получение и подачу от источника получения в светопроницаемый хлореллогенератор для обработки протококковыми водорослями и серобактериями при барботировании через слой осветленной бражки биогазом, осветленную воду после хлореллогенератора подвергают динамической и статической дезинтеграции биомассы и ассоциатов тяжелой (Д₂O) и легкой (Н₂О) воды. Затем отжимают дезинтеграт, подвергают его динамическим и статическим дезинтеграциям ассоциатов тяжелой и легкой воды. Остаточную смесь ассоциатов подвергают электролизу, а щелочной раствор после электролиза добавляют в бражку для повышения щелочности среды культивирования протококковых водорослей и фотосинтезирующих серобактерий. Комплексная утилизация навоза и помета с помощью данного способа обогащения биогаза снижает издержки на производство товарной продукции на предприятиях АПК и способствует оздоровлению экологической обстановки. 1 ил.

Изобретение относится к области обогащения газа на очистных сооружениях агропромышленного комплекса /АПК/ с выработкой белково-витаминной добавки /БВД/, тяжелой воды /Д₂О/ и на основе ее электролиза - дейтерия /Д₂/, кислорода /O₂/, щелочного раствора /ЩР/.

Известен способ обогащения биогаза, предусматривающий его получение и подачу от источника получения в светопроницаемый хлореллогенератор для обработки протококковыми водорослями и серобактериями при барботировании через слой осветленной бражки биогазом /патент РФ N 2068812, кл. C 02 F 11/02, 1991/, недостатком которого является невысокая скорость наращивания биомассы протококковых водорослей и серобактерий, что снижает производительность способа.

Цель изобретения - повышение скорости наращивания биомассы достигается тем, что осветленную воду после хлореллогенератора подвергают динамической и статической дезинтеграции биомассы и ассоциатов молекул тяжелой /Д₂О/ и легкой /H₂O/ воды, отжимают дезинтеграт, подвергают повторным динамическим и статическим дезинтеграциям ассоциатов молекул тяжелой и легкой воды, остаточную смесь ассоциатов подвергают электролизу, а щелочной раствор /ЩР/ добавляют в бражку для повышения щелочности среды культивирования.

Дезинтеграт протококковых водорослей и серобактерий содержит биологически активные вещества, заключенные в щелочном растворе после катодной секции установки электролиза. Добавка щелочного раствора в бражку обеспечивает биостимуляцию процессов размножения и наращивания биомассы, а следовательно, повышение производительности обогащения биогаза.

На чертеже схематически показана установка для осуществления способа обогащения биогаза.

Установка для осуществления способа включает хлореллогенератор 1 со светопроницаемыми стенками, с внешней стороны которых размещены светильники 2. Хлореллогенератор 1 выполнен с технологическими патрубками 3-6, перфорированными перегородками 7, образующими секции 8, причем нижняя секция 8 через нагнетатель 9 сообщена с газосборником 10 необогащенного биогаза, а верхняя секция 8 сообщена с газосборником 11 обогащенного и с биореактором 12, включающим камеры: кислого - 13, нейтрального - 14, щелочного -15, метанового -16 брожения, которые патрубками 17 и 18 сообщены с диспергаторами 19, включающими сопряженные своими рифлеными цилиндрическими поверхностями корпус 20 и ротор 21, причем камера 13 кислого брожения сообщена со сборником 22 продуктов жизнедеятельности животных и птицы АПК, а камера 16 метанового брожения по шламу сообщена с ленточным пресс-фильтром /ЛПФ/ 23, а по бражке с хлореллогенератором /ХГ/ 1, нижняя секция 8 которого по исчерпанной протококковыми водорослями и серобактериями бражке сообщена с динамическим дезинтегратором /ДД/ 24 с его входным патрубком 25 в кольцевой канал 26 ротора 27, а выходной патрубок 28 ДД 24 сообщен через улитку 29, трубу 30 с находящейся в ее полости плоской спиралью 31 с камерой разрежения 32 струевого насоса 33. Камера разрежения 32 струевого насоса 33 сообщена с паровой секцией 34 статического дезинтегратора /СД/ 35, выполненного с перфорированной перегородкой 36, снабженной приводом 37, а нижняя секция 38 сообщена с патрубком 39 полости 40 ДД 24 и с центробежным микрофильтром /ЦМФ/ 41, который по биомассе сообщен с ЛПФ 42, а по воде ЦМФ 41 и ЛПФ 42 сообщены со ступенями ДД 43 и 44 и СД 45 и 46, который в свою очередь сообщен с приемной камерой 47 камеры электролиза 48, включающей катодную секцию 49 и анодную секцию 50, причем катодная секция 49 сообщена с верхней секцией 8 XГ 1.

Установка работает следующим образом.

Продукты жизнедеятельности животных и птицы из сборника 22 последовательно обрабатывают в камерах 13-16 БР 12 с измельчением флотируемых взвесей диспергаторами 19 между волновыми поверхностями корпуса 20 и ротора 21 с нагревом субстрата за счет соударений. Из газосборника 10 нагнетателем 9 биогаз продувают через слои бражки, стекающей сверху вниз по перфорированным перегородкам 7, на которых в бражке культивируют протококковые водоросли и серобактерии. Из ХГ 1 в газосборник 11 отводят обогащенный биогаз. Бражку со взвешенными в ней протококковыми водорослями и серобактериями дезинтегрируют в ДД 24 в кольцевом канале 26 между ротором 27 и корпусом ДД 24. Дезинтеграт отводят из полости 40 по патрубку 39 в секцию воды 38 СД 35, паровая секция 34 которого находится под разрежением камеры 32 струевого насоса 33. Взвеси дезинтеграта последовательно отжимают в ЦМФ 41 и ЛПФ 42, а в отжатой воде последовательно дезинтегрируют ассоциаты молекул тяжелой /Д₂О/ и легкой /H₂О/ в ДД 43 и 44 и СД 45 и 46 с отделением легкой воды. Тяжелую воду концентрацией 90-95% подвергают электролизу в камере 48. Образующийся щелочной раствор /ЩР/ из катодной секции 49 отводят в ХГ 1 для обеспечения щелочности среды, необходимой для интенсификации жизнедеятельности протококковых водорослей и серобактерий, обеспечивающих обогащение биогаза, который отводят в газосборник 11.

Способ обогащения биогаза при утилизации продуктов жизнедеятельности животных и птицы на АПК обеспечивает выработку БВД, БУ, Д₂, O₂, обогащенного CH₄ биогаза. Кислый раствор /КР/, обладающий бактерицидными свойствами, используют для гидросмыва и гидросплава навоза и помета. Избыточную часть щелочного раствора используют для питьевых нужд животных и птицы. Применение ЩР в рационе животных и птицы повышает яйценосность, привесы мяса, надои молока, улучшает гинетические данные родительского стада.

Формула изобретения

Способ обогащения биогаза, предусматривающий его получение и подачу от источника получения в светопроницаемый хлореллогенератор для обработки протококковыми водорослями и серобактериями при барботировании через слой осветленной бражки биогазом, отличающийся тем, что осветленную воду после хлореллогенератора подвергают динамической и статической дезинтеграции биомассы и ассоциатов тяжелой (Д₂О) и легкой (H₂O) воды, отжимают дезинтеграт, подвергают его динамическим и статическим дезинтеграциям ассоциатов тяжелой и легкой воды, остаточную смесь ассоциатов подвергают электролизу, а щелочной раствор после электролиза добавляют в бражку для повышения щелочности среды культивирования протококковых водорослей и фотосинтезирующих серобактерий для исчерпывания диоксида углерода и сероводорода из биогаза.

РИСУНКИ

Рисунок 1