способ переработки навоза или смеси его с органическими наполнителями в удобрение и биогаз и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ переработки навоза или смеси его с органическими наполнителями в удобрение и биогаз путем насыщения кислородом воздуха и экзотермического разогрева органической смеси, отличающийся тем, что в органическую массу после аэробного разложения закачивают жидкий навоз влажностью 98% и выше, затем продувают увлажненную смесь кислородом воздуха до достижения 65 75^oС, создают анаэробные условия с последующим выделением горючего биогаза в течение времени падения температуры, потом сливают жидкий навоз и воду и выгружают переработанную органическую массу.

2. Устройство для переработки навоза или смеси его с органическими наполнителями в удобрение и биогаз, содержащее метантенк, газовый колокол, газопроводы, насос и воздухонагнетающее устройство, отличающееся тем, что в съемном газовом колоколе с петлями ороситель смонтирован и связан гибким трубопроводом с насосом, подающим жидкий навоз из накопителя в ороситель, или транспортное средство, или для барботажа жидкости в накопителе, а сам колокол опущен в гидрозатвор в верхней части корпуса метантенка и в нижней части метантенка установлена перегородка с отверстиями и также подсоединены гибкие трубопроводы от воздуходувки к метантенку, от гидрозатвора и объемного пространства между дном и перегород- кой к накопителю.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, приготовлению удобрений из отходов сельскохозяйственного производства, из навоза животных и растительных материалов.

Известно устройство для получения тепла из навоза. Патент Швейцарии N 673075, кл. A 01 C 3/02, 1990. Устройство содержит закрываемый изолированный резервуар, из которого выступают вниз в навоз трубчатые вертикально расположенные зонды. Навоз расположен на опускаемой площадке. Рассол, циркулирующий в зондах, применяется непосредственно для нагревания воды или для работы теплового насоса. Это устройство не позволяет создать анаэробных условий после разогрева навоза, и получить метан в этом резервуаре практически невозможно.

Наиболее близок по сущности патент Франции N 2327974, кл. C 05 F 9/02, 1977. "Способ обработки хозяйственных отходов и установка для его осуществления". Способ предусматривает измельчение отходов до получения плотности около 0,65 т/м³, перемешивание при одновременном орошении жидкостью, активирующей жизнь бактерий. Затем органическая масса помещается в герметичную емкость, в которой масса при температуре 60-65^oC постоянно орошается жидкой смесью на уровне смесителя, что позволяет осуществить ферментацию с получением биогаза.

Этот способ не предусматривает ускоренный разогрев органической массы с использованием вентилятора и освобождение ее от излишней жидкости после окончания переработки. Устройством не предусмотрен слив жидкости и быстрое освобождения метантенка от переработанной органической массы.

Задачей данного способа является ускоренное создание анаэробных условий при достижении наивысшей температуры органической смеси и жидкости в аэробных условиях, а также удаление жидкости после переработки.

В результате использования изобретения осуществляется ускоренная переработка навоза или смеси его с органическими наполнителями с получением качественных удобрений и биогаза с концентрацией питательных веществ в меньшем объеме и массе.

Вышеуказанный результат достигается тем, что в органическую массу после аэробного разложения закачивают жидкий навоз влажностью 98% и выше на некоторую высоту метантенка, затем продувают увлажненный навоз кислородом воздуха до достижения температуры 65 75^oC, создают анаэробные условия с последующим выделением горючего биогаза в течение времени падения температуры, сливают жидкий навоз и воду из гидрозатвора в накопитель, снимают газовый колокол и выгружают переработанную органическую массу.

Задачей данного устройства является создание упрощенной конструкции метантенка, позволяющей быстро создать анаэробные условия после аэробной переработки и быстро обезводить увлажненный навоз с целью неоднократного использования нагретого жидкого навоза при последующих загрузках метантенка непереработанным навозом или смесью его с органическими наполнителями. Так как процесс переработки цикличный, количество метантенков будет зависеть от суточного выхода навоза.

В результате использования изобретения выделение биогаза увеличивается за счет того, что подтопленный навоз быстро освобождается от газов аэробного разложения и твердая фракция становится иммобилизационным материалом для развития метанообразующих микроорганизмов.

Вышеуказанный результат достигается тем, что ороситель смонтирован в съемном газовом колоколе с петлями, а сам колокол опущен в гидрозатвор в верхней части корпуса метантенка. В нижней части метантенка установлена перегородка с отверстиями для сбора жидкости, которая сливается самотеком по гибкому трубопроводу из образованного перегородкой и дном объема в накопитель жидкого навоза. Вода из гидрозатвора после окончания цикла переработки также сливается по гибкому трубопроводу в накопитель жидкого навоза.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство состоит из метантенка 1, стоящего на опорах 2. В нижней части метантенка имеется перегородка 3 с отверстиями, фланец 4, в который вмонтирован гибкий трубопровод (или шланг) 5 с краном 6, связанный с вентилятором 7. В верхней части метантенка имеется кран 8 для создания гидрозатвора. В карман опущена кромка газового колокола 9, в который вмонтирован газовый патрубок 10 с краном 11. В газовый колокол вмонтирован также вращающийся ороситель 12 с гибким патрубком 13, краном 14 и гидравлическим насосом 15 с регулируемой производительностью. Насос связан также с заборным трубопроводом 16, барботажным трубопроводом 17, с краном 18 и выгрузным трубопроводом 19, с краном 20. Жидкий навоз хранится в накопителе 21, заглубленном в землю и имеющем люк 22 и теплоизоляцию 23. Жидкий навоз из метантенка вытекает по гибкому трубопроводу 24 с краном 25. Вода из гидрозатвора стекает по гибкому трубопроводу 26 с краном 27. Метантенк имеет теплоизоляцию 28, а газовый колокол петли 29 для снятия колокола любым подъемным устройством.

Работает устройство следующим образом.

Любым погрузочным средством или вручную загружают навоз или заранее приготовленную смесь навоза с опилками, торфом, соломой и т.д. в метантенк 1. Влажность навоза должна быть в пределах 45-70% Затем любым подъемным устройством с помощью петель 29 поднимают колокол 9 и опускают его в карман 8 на корпусе метантенка, имеющего теплоизоляцию 28. В карман 8 заливают воду и к метантенку 1 подсоединяют: гибкие трубопроводы (или шланги) 5 с открытым краном 6, 13, с закрытым краном 14, 26, с закрытым краном 27 и 24, с закрытым краном 25. Кран 11 на газовом патрубке 10 открыт. Так как вращающийся разбрызгиватель 12 закреплен на газовом колпаке, то и он к моменту переработки готов к работе. Включается вентилятор 7 и, работая с перерывами, он насыщает органическую массу кислородом воздуха, пройдя через сетку 3. На 4-5-й день температура массы поднимается до 65-75^oC. Из изолированной емкости 23, заглубленной в землю, насосом 15 с регулируемой производительностью при открытом кране 14 и закрытых 18 и 20 жидкий навоз через вращающийся ороситель 12 закачивается в верхнюю зону метантенка. Вентилятор продолжает работать, чтобы постепенно прогрелась и навозная жидкость до температуры 65-75^oC. Жидкость закачивается примерно до половины метантенка, что определяется понижением уровня в навозонакопителе. Затем отключается вентилятор, закрывается кран 6, отключается насос 15 и закрывается кран 14. Газопровод 10 соединен с мокрым газгольдером, (на чертеже показан), куда начинает поступать биогаз при создании анаэробных условий. Когда выделение биогаза прекратится, открывается кран 25 и жидкий нагретый навоз сливается в накопитель 23 по трубопроводу 24. Также сливают воду из гидрозатвора по гибкому трубопроводу 26 при открытом кране 27. После этого подчеленным механизмом поднимают за петли газовый колокол 9, отсоединяют гибкие трубопроводы 5, 24, 27 и при помощи загрузчика-опрокидывателя переработанную массу из метантенка 1 перегружают в тракторный прицеп, или кузов автомашины, или в бурт. После этого цикл повторяется. Если дно метантенка заилится, то его прочищают подручными средствами при открытом фланце 4. При переполнении накопителя жидкого навоза его выгружают насосом через выгрузной трубопровод 19 при открытом кране 20 и закрытых 18 и 14. При необходимости жидкий навоз можно перемешать тем же насосом 15 при открытом кране 18 и закрытых 14 и 20 через выгрузную трубу 16.