RU2159530C1

RU2159530C1 - Method and apparatus for sequential phase-by-phase anaerobic fermentation of liquefied organic wastes

Info

Publication number: RU2159530C1
Application number: RU99115723/13A
Authority: RU
Original assignee: Андрюхин Тимофей Яковлевич
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: agriculture. SUBSTANCE: method involves feeding liquefied organic wastes into outer chamber of methane tank and providing sequential anaerobic fermentation in outer and inner chambers of methane tank; heating and mixing fermented mass; mixing biogas withdrawn from outer chamber in injector with mass fermented in methane tank; introducing obtained gas-liquid mixture into inner chamber of methane tank. Apparatus has coaxial-type methane tank with inner and outer chambers. Biogas is drawn from outer chamber of methane tank via branch pipe connected to gas channel of injector which is communicated to pump adapted for discharging of fermented mass from methane tank. Delivery pipeline mounted inside methane tank is connected to injector mixing chamber and to flow dispersing device positioned at methane tank bottom. Method and apparatus may be used in animal and poultry houses, as well as in individual farms for producing combustible biogas and high-quality disinfected organic fertilizers from plant remains, manure, bird dung and feces. EFFECT: increased efficiency, improved quality and increased caloric value of biogas. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области канализации и преимущественно предназначается к использованию в сельском хозяйстве на животноводческих и птицеводческих фермах, в фермерских хозяйствах, индивидуальных усадьбах сельских жителей и на садово-огородных участках для приготовления высококачественных обеззараженных от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков органических удобрений и горючего биогаза из навоза, помета, фекалий, различных растительных отходов, непригодных к употреблению поврежденных плодов и корнеклубнеплодов. The invention relates to the field of sewage and is primarily intended for use in agriculture on livestock and poultry farms, in farms, individual estates of rural residents and garden plots for the preparation of high-quality disinfected pathogenic microflora, helminths, their eggs and weed seeds of organic fertilizers and combustible biogas from manure, litter, feces, various plant wastes, unusable damaged fruits and root tubers odov.

Известны способ анаэробного сбраживания осадка сточных вод и осуществляющее его устройство в виде коаксиального метантенка по а.с. СССР N 552308, согласно которым сырой осадок вводят во внутрь коаксиальной перегородки метантенка, являющейся центральной внутренней камерой анаэробного сбраживания, снабженной мешалкой. В основном сброженный во внутренней камере метантенка осадок выводится из-под не доходящей до дна метантенка коаксиальной перегородки во внешнюю камеру, образуемую стенкой резервуара метантенка и коаксиальной перегородкой, где при завершении анаэробного досбраживания поступающая в нее из внутренней центральной камеры масса разделяется на отдельно удаляемые из нее иловую воду и уплотненный сброженный осадок. Выделяемый из сбраживаемой во внешней и внутренней камерах массы биогаз отводится из них через обособленные патрубки. A known method of anaerobic digestion of sewage sludge and its device in the form of a coaxial digester according to as USSR N 552308, according to which the crude sediment is introduced into the inside of the coaxial septum of the digester, which is the central inner chamber of anaerobic digestion equipped with a stirrer. Basically, the sediment digested in the inner chamber is discharged from under the coaxial septum not reaching the bottom to the outer chamber formed by the wall of the digester tank and the coaxial partition, where at the end of anaerobic digestion, the mass coming into it from the inner central chamber is separated into separately removed from it silt water and compacted fermented sludge. The biogas extracted from the mass fermented in the external and internal chambers is removed from them through separate nozzles.

Недостатками известного способа и устройства его осуществления является то, что сбраживание осуществляют в центральной камере коаксиального метантенка, где вводимый в эту камеру свежий, насыщенный органическими веществами сырой осадок, смешивают со всей сбраживаемой массой, объединяя при этом разные фазы анаэробного сбраживания - гидролиза, ферментации, ацетатогенной и метаногенной фаз - воедино, усредняя фазные значения pH и смешивая преимущественные фазные симбиозы микроорганизмов, что замедляет процесс сбраживания и снижает производительность. The disadvantages of the known method and device for its implementation is that the fermentation is carried out in the central chamber of the coaxial digester, where a fresh, saturated with organic substances raw sediment introduced into this chamber is mixed with the whole fermented mass, combining different phases of anaerobic digestion - hydrolysis, fermentation, acetate and methanogenic phases - together, averaging the phase pH values and mixing the predominant phase symbioses of microorganisms, which slows down the fermentation process and reduces the production loneliness.

Приведенные недостатки известного способа не позволяют использовать его для анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов сельскохозяйственного производства, насыщенных трудносбраживаемыми и легко всплываемыми растительными материалами. The disadvantages of the known method do not allow it to be used for anaerobic digestion of liquefied organic waste of agricultural production, saturated with hard-to-digest and easily floating up plant materials.

Конструктивное выполнение известного по а.с. N 552308 метантенка с коаксиально закрепленной внутри его резервуара концентрической перегородкой имеет тот недостаток, что он не обеспечивает возможность осуществления пофазного анаэробного сбраживания органических отходов, а подающий сырой осадок трубопровод, установленный внутри центральной общей камеры сбраживания, исключает возможность осуществить пофазное сбраживание без конструктивных изменений метантенка. Constructive implementation of the known as N 552308 a digester with a concentric baffle coaxially fixed inside its tank has the disadvantage that it does not provide the possibility of phase-by-phase anaerobic digestion of organic waste, and the raw feed pipe installed inside the central common digestion chamber eliminates the possibility of phase-by-phase digestion without constructive changes of the digester.

Известны и другие способ анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов и устройство для его осуществления по патенту РФ N 2073401, согласно которым сбраживание разжиженных органических отходов осуществляют последовательно пофазно во внешней и внутренней камерах коаксиального метантенка с перемешиванием сбраживаемых отходов во внешней камере путем подачи в нее свежих разжиженных органических отходов, тогда как устройство для осуществления способа, содержащее резервуар, выполняемый различной формы в плане с коническими или пирамидальными днищем и куполом с прикрепленной к нему не доходящей до днища концентрической перегородкой, образующей внутреннюю и внешнюю камеры с вводом в нее патрубка подвода разжиженных органических отходов. Отвод выделяемого во внутренней и внешней камерах биогаза производится через обособленные патрубки над обеими камерами. There are other known methods of anaerobic digestion of liquefied organic waste and a device for its implementation according to the patent of the Russian Federation N 2073401, according to which the liquefaction of liquefied organic waste is carried out sequentially phase-wise in the external and internal chambers of the coaxial digester with mixing the fermented waste in the external chamber by feeding fresh liquefied organic waste, while a device for implementing the method, containing a tank made of various shapes in plan with conical or an iramid bottom and a dome with a concentric baffle attached to it not reaching the bottom, forming an inner and outer chamber with the introduction of a pipe for supplying liquefied organic waste into it. The biogas released in the inner and outer chambers is removed through separate pipes above both chambers.

Недостатком этого известного способа анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, выполняемого в устройстве для его осуществления, является то, что выводимые из внутренней и внешней камер через обособленные патрубки биогазы существенно отличаются друг от друга по своему составу и калорийности, что не позволяет рационально использовать отводимый из внешней камеры биогаз обособленно из-за малого содержания в его составе метана и повышенного содержания углекислоты с сероводородом, низкой калорийности, тогда как общее смешивание биогаза из обеих камер существенно снижает качество и калорийность смеси. The disadvantage of this known method of anaerobic digestion of liquefied organic waste, carried out in a device for its implementation, is that the biogas discharged from the internal and external chambers through separate tubes substantially differ in composition and calorie content, which does not allow rational use of the discharged from the external biogas chambers are isolated because of the low methane content in it and the high content of carbon dioxide with hydrogen sulfide, low calorie content, while the total mixture Biogas from both chambers significantly reduces the quality and calorific value of the mixture.

Вместе с тем по своей технической сущности и достигаемому результату известные по патенту РФ N 2073401 способ анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов и устройство для его осуществления являются наиболее близкими к изобретению. However, in terms of their technical nature and the achieved result, the anaerobic digestion of liquefied organic waste known by the RF patent N 2073401 and the device for its implementation are the closest to the invention.

Задачей настоящего изобретения является создание такого способа и устройства для его осуществления, которое устраняло бы приведенные выше недостатки способа и устройства его осуществления по патенту РФ N 2073401 и обеспечило бы повышение эффективности анаэробного сбраживания, улучшение качества и калорийности биогаза. The present invention is the creation of such a method and device for its implementation, which would eliminate the above disadvantages of the method and device for its implementation according to the patent of the Russian Federation N 2073401 and would increase the efficiency of anaerobic digestion, improving the quality and caloric content of biogas.

Согласно изобретению поставленная задача в выполнении способа достигается тем, что способ последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов, включающий подачу во внешнюю камеру метантенка разжиженных органических отходов с последующим их последовательным анаэробным сбраживанием во внешней и внутренней камерах метантенка, перемешивание и подогрев сбраживаемой массы, вывод из метантенка сброженного осадка и отбор биогаза из внешней и внутренней камер метантенка, выполняют так, что отводимый из внешней камеры метантенка биогаз смешивают в инжекторе со сбраживаемой в метантенке массой, а полученную при смешивании газожидкостную смесь вводят во внутреннюю камеру метантенка, тогда как введенную во внутреннюю камеру метантенка газожидкостную смесь распределяют по внутренней камере метантенка отдельными рассредоточенными потоками, предпочтительно размещенными у днища метантенка. According to the invention, the task in the implementation of the method is achieved by the fact that the method of sequential phase-by-phase anaerobic digestion of liquefied organic waste, comprising feeding a liquefied organic waste into the external chamber of the digester with their subsequent sequential anaerobic digestion in the external and internal chambers of the digester, mixing and heating the fermented mass, withdrawal from digesters digested sediment and the selection of biogas from the external and internal chambers digesters, perform so that removed from Shnei chamber digester biogas is mixed in the injector with the fermentation in the digester mass, and mixing the resulting gas-liquid mixture is introduced into the inner chamber of the digester, whereas introduced into the inner chamber of the digester gas-liquid mixture is dispensed into the inner chamber of the digester separate dispersed flows, preferably placed at the bottom of the digester.

Достигается поставленная задача и новым конструктивным изготовлением устройства для осуществления приведенного выше нового способа последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов сельского и коммунального хозяйства, содержащего изготавливаемый из различных материалов герметичный резервуар круглой, овальной, квадратной, прямоугольной или многоугольной формы в плане, конические или пирамидальные днище и купол с прикрепленной к куполу и не доходящей до днища резервуара цилиндрической или конической концентрической перегородкой одинаковой в плане с формой резервуара и разделяющей его на внешнюю и внутреннюю камеры, патрубки подвода разжиженных органических отходов и отвода сброженного осадка, средство перемешивания и подогрева сбраживаемых отходов и патрубки отвода биогаза из внешней и внутренней камер, которое выполняют так, что патрубок отвода биогаза из внешней камеры метантенка соединен газопроводом с всасывающим патрубком инжектора, к напорному патрубку которого присоединен напорный патрубок насоса, а всасывающий патрубок насоса соединен с всасывающим трубопроводом из метантенка, тогда как патрубок смесительной камеры инжектора соединен напорным трубопроводом газожидкостной смеси, введенным в метантенк, где у его днища внутри метантенка соединен с установленным над днищем рассредоточителем потока. The objective is achieved by a new constructive manufacture of a device for implementing the above new method of sequential phase-by-phase anaerobic digestion of liquefied organic waste from agriculture and public utilities, containing a sealed round, oval, square, rectangular or polygonal shaped tank made of various materials, conical or pyramidal bottom and a dome with a cylindrical or conical attached to the dome and not reaching the bottom of the tank concentric septum identical in plan to the shape of the tank and dividing it into external and internal chambers, nozzles for supplying liquefied organic waste and removal of fermented sludge, a means of mixing and heating fermented waste and pipes for biogas removal from the external and internal chambers, which make the pipe the biogas outlet from the external chamber is connected by a gas pipeline to the suction pipe of the injector, to the pressure pipe of which the pressure pipe of the pump is connected, and the suction pipe the pump tubes are connected to the suction pipe from the digester, while the nozzle of the mixing chamber of the injector is connected to the discharge pipe of the gas-liquid mixture introduced into the digester, where at its bottom the digester is connected to a flow diffuser installed above the bottom.

Поставленная задача достигается и тем выполнением устройства, что всасывающий газопровод инжектора двумя параллельно обособленными газопроводами соединен с газопроводом отвода биогаза из патрубка внутренней камеры метантенка в газгольдер или в другой регулятор постоянного давления биогаза во внутренней камере метантенка, в один из которых встроен редукционный клапан сброса избыточного давления биогаза из внешней камеры метантенка в газопровод отвода биогаза из внутренней его камеры, а во второй параллельно обособленный газопровод встроен редукционный клапан подачи биогаза из газопровода его отвода из внутренней камеры во внешнюю камеру метантенка при образовании в ней вакуума. The task is achieved by the implementation of the device that the suction gas pipe of the injector is connected in two parallel gas pipelines to the biogas outlet from the pipe of the inner chamber of the digester to the gas tank or to another biogas constant pressure regulator in the inner digester chamber, in one of which a pressure relief valve is built-in biogas from the external chamber of the digester to the gas pipeline of biogas removal from its internal chamber, and in the second parallel separate gas pipeline integrated pressure reducing valve supplying biogas pipeline from its outlet from the inner chamber into the outer chamber of the digester during the formation of a vacuum therein.

На чертежах схематично приведено устройство коаксиального метантенка, где на фиг. 1 показан его общий вид в разрезе с присоединенными к нему и встроенными в него газопроводами, редукционными клапанами, инжектором, насосом, трубопроводами и рассредоточителем потока, а на фиг. 2 показан вид по А-А на фиг. 1 при круглой форме выполнения резервуара метантенка в плане /при других формах выполнения резервуара метантенка в плане рассредоточитель потока газожидкостной смеси устанавливают в центральной части днища резервуара аналогично как и при круглой форме его выполнения и что размер "Б" больше размера "В"/. In the drawings, a coaxial digester is shown schematically, where in FIG. 1 shows a general sectional view with gas pipelines, pressure reducing valves, an injector, a pump, pipelines and a flow distributor connected to it and built into it, and FIG. 2 shows a view along AA in FIG. 1 with a round form of execution of the tank methane tank in plan / with other forms of execution of the tank methane tank in plan, the distributor of the gas-liquid mixture flow is installed in the central part of the bottom of the tank in the same way as with the round form of its execution and that size "B" is larger than size "C" /.

Коаксиальный метантенк /фиг. 1 и 2/ представляет собой герметичный /в данном виде - цилиндрический/ резервуар 1 с коническими днищем 2 и купольным покрытием 3 с газосборником 4, снизу под которым к нему присоединена не доходящая до днища 2 резервуара 1 концентрическая в виде усеченного конуса перегородка 5, одинаковая в плане по своей форме с формой резервуара 1 в плане и обращенная своим основанием "Б" к днищу 2. Концентрическая перегородка 5 разделяет резервуар 1 на внешнюю 6 и внутреннюю 7 камеры, в которых размещены патрубки подвода разжиженных отходов 8 и отвода сброженного осадка 9. Из разнонаправленного тройника на конце патрубка 8 обеспечивается перемешивание сбраживаемой массы во внешней камере 6 струйным напором подаваемых разжиженных отходов патрубком 8. Над внешней 6 и внутренней 7 камерами выполнены патрубки 10 и 11 отвода из них биогаза, тогда как патрубок 10 отвода биогаза из внешней камеры 6 метантенка соединен газопроводом 12 с всасывающим патрубком 13 инжектора 14, к напорному патрубку 15 которого присоединен напорный патрубок 16 насоса 17, а всасывающий патрубок 18 насоса 17 соединен с всасывающим трубопроводом 19 из метантенка, тогда как патрубок смесительной камеры 20 инжектора 14 соединен напорным трубопроводом 21 газожидкостной смеси с введенным в метантенк и присоединенном внутри метантенка к установленному над его днищем 2 рассредоточителем потока 22. Coaxial digester / Fig. 1 and 2 / is a sealed / in this form - a cylindrical / tank 1 with a conical bottom 2 and a dome cover 3 with a gas collector 4, from below under which a partition 5 concentric in the form of a truncated cone, not reaching the bottom 2 of the tank, is attached, the same in the plan in its form with the shape of the tank 1 in the plan and facing its base "B" to the bottom 2. The concentric partition 5 divides the tank 1 into the outer 6 and inner 7 chambers, in which the nozzles for supplying liquefied waste 8 and removal of fermented sediment 9. From the multidirectional tee at the end of the nozzle 8, the fermented mass is mixed in the outer chamber 6 with the jet pressure of the supplied liquefied waste by the nozzle 8. Above the outer 6 and inner 7 chambers, nozzles 10 and 11 of the biogas outlet are made, while the nozzle 10 of the biogas outlet from of the external chamber 6, the digester is connected by a gas line 12 to the suction pipe 13 of the injector 14, to the pressure pipe 15 of which a pressure pipe 16 of the pump 17 is connected, and a suction pipe 18 of the pump 17 is connected to the suction pipe ode 19 from the digester, while the nozzle of the mixing chamber 20 of the injector 14 is connected by a pressure pipe 21 of the gas-liquid mixture with the distributor inserted into the digester and connected inside the digester to the flow diffuser 22 installed above its bottom 2.

Для обеспечения широкого диапазона регулирования заданных величин избыточного давления биогаза и величин его вакуума во внешней камере 6 всасывающий газопровод 12 инжектора 14 двумя параллельно обособленными газопроводами 24 и 26 соединен с газопроводом 23, в один из которых 24 встроен редукционный клапан 25 сброса избыточного давления биогаза из внешней камеры 6 метантенка в газопровод 23 отвода биогаза из внутренней его камеры 7, а во второй параллельно обособленный газопровод 26 встроен редукционный клапан 27 подачи биогаза из газопровода 23 во внешнюю камеру 6 метантенка при образовании в ней вакуума. To ensure a wide range of regulation of the set values of the biogas overpressure and its vacuum values in the external chamber 6, the suction gas line 12 of the injector 14 is connected to the gas pipeline 23 by two parallel separate gas pipelines 24 and 26, one of which 24 has a pressure-reducing valve 25 for relieving the biogas excess pressure from the external chamber 6 digesters into the gas pipeline 23 of the biogas outlet from its internal chamber 7, and a pressure reducing valve 27 for supplying biogas from the gas pipeline 23 to the outer chamber 6 to the digester during the formation of vacuum therein.

В целях недопущения поступления биогаза из рассредоточителя потока газожидкостной смеси 22 во внешнюю камеру 6 размер внешнего его габарита "В" установлен менее размера "Б" основания конической концентрической перегородки 5, что обеспечивает более полное использование тощего биогаза газожидкостной смеси метанообразующими микроорганизмами. In order to prevent biogas from flowing out of the gas-liquid mixture flow distributor 22 to the external chamber 6, its external dimension “B” is set smaller than the size “B” of the base of the conical concentric septum 5, which provides more complete use of lean biogas of the gas-liquid mixture by methane-forming microorganisms.

Другие трубопроводы /для подогрева метантенка, контроля перелива и др./, как и устройство теплоизоляции метантенка, установка приборов КИПА на чертежах не показаны, т.к. их выполнение возможно во многих вариантах. В соответствии с требованиями СНиП давление биогаза во внутренней камере 7 метантенка устанавливается в пределах 1,5-2,5 кПа /150-250 мм вод. ст./. Other pipelines / for heating the digester, overflow control, etc. /, as well as the insulation device for the digester, installation of instrumentation in the drawings are not shown, because their implementation is possible in many ways. In accordance with the requirements of SNiP, the biogas pressure in the inner chamber 7 of the digester is set within 1.5-2.5 kPa / 150-250 mm of water. Art.

Последовательное пофазное анаэробное сбраживание разжиженных органических отходов сельского и коммунального хозяйства в предложенном коаксиальном метантенке выполняют следующим образом. The sequential phase anaerobic digestion of liquefied organic waste from agriculture and communal services in the proposed coaxial digester is performed as follows.

Свежие разжиженные органические отходы, предпочтительно предварительно измельченные, влажностью 93±4% по трубопроводу 8 вводят под напором в межстенную внешнюю камеру 6, где струями разнонаправленных потоков из тройника патрубка 8 вводимые отходы смешивают с содержимой в камере 6 сбраживаемой массой. При этом легко всплываемые трудносбраживаемые целлюлоза, легнин, жир и белки, содержащие легкие включения, всплывают вверх, будучи до этого перемешаны потоками струй с содержимым камеры 6 и обсеменены самым активным симбиозом расщепляющих /гидролизующих/ микроорганизмов, обеспечивающих в первой фазе анаэробного сбраживания разрушение сложных соединений в более простые с образованием из них во второй фазе сбраживания более плотных кислот и аминокислот, имеющих pH менее 7,2 и опускающихся вниз по камере 6 в камеру 7, где pH более 7,2 и где осуществляют последующие ацетогенную и метаногенную фазы анаэробного сбраживания. Fresh liquefied organic waste, preferably pre-shredded, with a moisture content of 93 ± 4%, is piped 8 and is introduced under pressure into the interwall external chamber 6, where streams of mixed flows from the tee of the nozzle 8 are introduced into the mixed waste with the fermented mass contained in the chamber 6. At the same time, easily pop up hard-to-digest cellulose, legnin, fat and proteins containing light inclusions float upward, being previously mixed by streams of jets with the contents of chamber 6 and seeded with the most active symbiosis of cleaving / hydrolyzing / microorganisms, which ensure the destruction of complex compounds in the first phase of anaerobic digestion into simpler ones with the formation from them in the second phase of fermentation of denser acids and amino acids having a pH of less than 7.2 and dropping down the chamber 6 into chamber 7, where the pH is more than 7.2 and where subsequent acetogenic and methanogenic phases of anaerobic digestion are induced.

Образующийся в межстенной внешней камере 6 малокалорийный биогаз выводят из нее по патрубку 10, а более калорийный биогаз, образующийся в камере 7, выводят из метантенка по патрубку 11. The low-calorie biogas formed in the inter-wall external chamber 6 is removed from it through the nozzle 10, and the more high-calorific biogas formed in the chamber 7 is removed from the digester through the nozzle 11.

Постоянное поступление газожидкостной смеси из рассредоточителя потока 22 у днища 2 камеры 7 обеспечивает совмещенное гидравлическое и газовое перемешивание сбраживаемой массы с вливающимся в нее из камеры 6 более плотного потока кислот и аминокислот, раскисляемого восходящими рассредоточенными газожидкостными потоками сбраживаемой массы в камере 7. Обильное поступление биогаза с газожидкостной смесью из рассредоточителя потока 22 совместно с биогазом, который вырабатывают метанообразующие микроорганизмы, обеспечивает у основания газосборника 4 постоянно "кипящую" поверхность сбраживаемой в метантенке массы, препятствуя тем самым образованию плотной корки, тогда как при подъеме биогаза от днища 2 к основанию газосборника 4 осуществляется досбраживание легких частиц массы и поглощение из тощего биогаза из камеры 6 углекислого газа и сероводорода на формирование симбиоза микроорганизмов, осуществляющих анаэробное сбраживание в метантенке. Совмещенное гидравлическое и газовое перемешивание сбраживаемой массы в едином потоке, что существенно упрощает и удешевляет эксплуатационное обслуживание метантенка, активизирует и ускоряет процесс анаэробного сбраживания с увеличением выхода биогаза и повышает % содержания в его составе метана при снижении углекислоты и сероводорода. The constant flow of the gas-liquid mixture from the flow distributor 22 at the bottom 2 of the chamber 7 provides a combined hydraulic and gas mixing of the fermented mass with a denser stream of acids and amino acids poured into it from the chamber 6, deoxidized by the ascending dispersed gas-liquid flows of the fermented mass in the chamber 7. A plentiful supply of biogas from gas-liquid mixture from the distributor of stream 22, together with biogas, which is produced by methane-forming microorganisms, provides at the base of Zosbornik 4 constantly boiling surface of the mass fermented in the digester, thereby preventing the formation of a dense crust, whereas when lifting biogas from the bottom 2 to the base of the gas collector 4, light particles of the mass are fermented and carbon dioxide and hydrogen sulfide are absorbed from the lean biogas from chamber 6 symbiosis of microorganisms performing anaerobic digestion in a digester. Combined hydraulic and gas mixing of the fermented mass in a single stream, which greatly simplifies and reduces the cost of maintenance of the digester, activates and accelerates the process of anaerobic digestion with an increase in biogas yield and increases the percentage of methane in its composition with a decrease in carbon dioxide and hydrogen sulfide.

В зависимости от осуществляемых режимов работы метантенка, обуславливаемых влажностью сбраживаемой массы, периодичностью и дозой загрузки отходов и их составом, температурой сбраживания и другими факторами, стабильность давления вырабатываемого в камере 6 биогаза может изменяться, тогда как уровень давления биогаза в камере 7 практически стабилен, т.к. он регулируется по нормам СНиП газгольдером или другим устройством в установленных пределах. При работе насоса 17 сбраживаемая в камере 7 масса засасывается трубопроводом 19 и под давлением подается в инжектор 14, который через газопровод 12 и патрубок 10 выводят биогаз из камеры 6. Образованная в смесительной камере 20 инжектора 14 газожидкостная смесь по трубопроводу 21 под напором подается в рассредоточитель потока 22, который может быть выполнен в том числе и в виде закольцованной системы перфорированных трубопроводов. Их многочисленных отверстий рассредоточителя потока 22 газожидкостная смесь отдельными малыми струйными потоками вводится во внутреннюю камеру 7, поднимается вверх и смешивается с содержимым камеры 7 и вливающейся в нее массой из камеры 6. Depending on the operating modes of the digester, determined by the moisture content of the fermented mass, the frequency and dose of waste loading and composition, the fermentation temperature and other factors, the pressure stability of the biogas generated in the chamber 6 can vary, while the biogas pressure level in the chamber 7 is practically stable, t .to. it is regulated according to the norms of SNiP with a gas tank or other device within the established limits. During the operation of the pump 17, the mass fermented in the chamber 7 is sucked in by the pipe 19 and is supplied under pressure to the injector 14, which biogas is taken out of the chamber 6 through the gas pipe 12 and the pipe 10. The gas-liquid mixture formed in the mixing chamber 20 of the injector 14 is fed through the pipe 21 to the distributor under pressure stream 22, which can be made including in the form of a looped system of perforated pipelines. Of their numerous openings of the flow distributor 22, a gas-liquid mixture is introduced into the inner chamber 7 by separate small jet streams, rises up and mixes with the contents of the chamber 7 and the mass pouring into it from the chamber 6.

При прекращении работы насоса 17 с инжектором 14, а также при спонтанном обильном газообразовании в камере 6, давление биогаза в камере 6 может превысить 2,0 кПа /200 мм вод. ст./, что обусловит автоматическое срабатывание редукционного клапана 25 и биогаз из камеры 6 поступит в газопровод 23 и далее через газгольдер к потребителю /имеется в виду, что в газопроводе 23, как и во внутренней камере 7 метантенка, газгольдером поддерживается давление биогаза на уровне 2,0 кПа/. Upon termination of the operation of the pump 17 with the injector 14, as well as during spontaneous abundant gas generation in the chamber 6, the biogas pressure in the chamber 6 may exceed 2.0 kPa / 200 mm of water. / /, which will cause automatic activation of the pressure reducing valve 25 and biogas from the chamber 6 will enter the gas pipeline 23 and then through the gas holder to the consumer / means that in the gas pipeline 23, as well as in the inner chamber 7 of the digester, the gas tank maintains the biogas pressure at 2.0 kPa /.

В случае образования в камере 6 вакуума более 2,0 кПа /200 мм вод. ст./ срабатывает автоматически редукционный клапан 27 и биогаз из газопровода 23 по газопроводу 26 поступит в камеру 6 и по газопроводу 12 будет отсасываться инжектором 14. In the case of the formation in the chamber 6 of a vacuum of more than 2.0 kPa / 200 mm of water. Art. / is automatically activated by a pressure reducing valve 27 and biogas from the gas pipeline 23 through the gas pipeline 26 enters the chamber 6 and through the gas pipeline 12 will be sucked off by the injector 14.

В зависимости от видов, количества и качества отходов, дозы и периодичности их загрузки в метантенк, температуры сбраживания и других факторов в назначении режима работы метантенка, регулировочные значения величин давления сработки редукционных клапанов 25 и 27 могут быть изменены. Depending on the type, quantity and quality of the waste, the dose and the frequency of its loading into the digester, the fermentation temperature and other factors in the designation of the digester operation mode, the adjustment values of the operating pressure of pressure reducing valves 25 and 27 can be changed.

Предложенный способ последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов сельского хозяйства и коммунальных стоков, предусматривающий совместное гидравлическое жидкостное и газовое перемешивание сбраживаемой массы в коаксиальном метантенке в сочетании с отсосом биогаза из его внешней камеры, может быть осуществлен в широком диапазоне температурных режимов от 12 до 60^oC, выбор оптимального из которых обуславливается конкретными условиями, видом и качеством органики, назначением циклического или непрерывного режима сбраживания.The proposed method of sequential phase-by-phase anaerobic digestion of liquefied organic agricultural waste and municipal wastewater, providing for combined hydraulic liquid and gas mixing of the fermented mass in a coaxial digester in combination with biogas suction from its external chamber, can be carried out in a wide range of temperature conditions from 12 to 60 ^o C, the choice of the optimal of which is determined by specific conditions, the type and quality of organic matter, the purpose of cyclic or continuous fermentation mode.

Экспериментальная проверка предложенного способа и метантенка для его осуществления, проведенная применительно к анаэробному сбраживанию помета кур, навоза крупного рогатого скота и свиней, показала высокую эффективность в ведении процесса, обеспечила упрощение управления его операциями. An experimental verification of the proposed method and digester for its implementation, carried out in relation to anaerobic digestion of chicken droppings, manure of cattle and pigs, showed high efficiency in the process, made it easier to control its operations.

Claims

1. The method of sequential phase-by-phase anaerobic digestion of liquefied organic waste, comprising supplying a liquefied organic waste to the external chamber of the digester with their subsequent sequential anaerobic digestion in the external and internal chambers of the digester, heating and mixing the digestion mass, withdrawing the digested sediment from the digester and extracting biogas from the outer and internal digester chambers, characterized in that the biogas taken from the external chamber is mixed in the injector with the digestible digest nke mass, and mixing the resulting gas-liquid mixture is introduced into the inner chamber of the digester.

2. The method according to claim 1, characterized in that the gas-liquid mixture introduced into the inner chamber of the digester is distributed into the digester chamber by separate dispersed streams (jets), preferably located at the bottom of the digester.

3. A device for sequential phase-by-phase anaerobic digestion of liquefied organic waste, containing a sealed round, oval, square, rectangular or polygonal shaped container made of various materials, a conical or pyramidal bottom and a dome with a concentric conical attached to the dome and not reaching the bottom of the reservoir or a cylindrical partition identical in plan with the shape of the tank and dividing it into external and internal chambers, liquefied inlet pipes of organic waste and removal of fermented sludge, means of mixing and heating fermented waste and biogas drain pipes from the external and internal chambers, characterized in that the biogas drain pipe from the external chamber is connected by a gas pipe to the suction nozzle of the injector, to the discharge pipe of which the pressure pipe of the pump is connected, and the suction pipe of the pump is connected to the suction pipe of the digester, while the pipe of the mixing chamber of the injector is connected to the pressure pipe of the gas-liquid stnoy mixture introduced into the digester.

4. The device according to claim 3, characterized in that the pressure pipe for supplying a gas-liquid mixture to the digester at its bottom inside the digester is connected to a flow diffuser installed above the bottom.

5. The device according to claim 3, characterized in that the suction gas pipe of the injector is connected in parallel with two separate gas pipelines to the biogas discharge pipe from the nozzle of the inner chamber of the digester to a gas tank or to another biogas constant pressure regulator in the inner digester chamber, into one of which a pressure reducing valve is integrated discharge of biogas overpressure from the external chamber of the digester to the gas pipeline of biogas removal from its internal chamber, and a pressure reducing valve is built into the second parallel separate gas pipeline a pan for supplying biogas from the gas pipeline for its removal from the inner chamber to the outer chamber of the digester with the formation of vacuum in it.