биореактор периодического действия

Формула изобретения

1 Биореактор периодического действия, содержащий корпус с технологическими патрубками, камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газгольдером, включающим гидравлический затвор и плавающий колокол, и твердофазный ферментатор, отличающийся тем, что твердофазный ферментатор размещен концентрично камере брожения и выполнен с разборной оболочкой, например, в виде полуколец с шарниром, причем высота оболочки твердофазного ферментатора соответствует высоте камеры брожения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к утилизации продуктов жизнедеятельности животных, птиц, человека, растительных остатков и углерод-азотсодержащих бытовых отходов для выработки биогаза для нужд отопления, приготовления пищи, нагрева воды и т.д.

Известен биореактор, содержащий корпус с технологическими патрубками, камерой брожения в нижней части и газовой полостью в верхней, сообщенной с газгольдером, включающим гидравлический затвор и плавающий колокол (Виестур У. Э. , Кузнецов А.М., Савенков В.В. Системы ферментации. Рига, 1986, с.19, рис. 2.3), недостатком которого является повышенный расход биогаза на обогрев биореактора и поддержание процесса брожения.

Известен биореактор, в котором камера брожения снабжена твердофазным ферментатором (патент РФ N 2017810, кл. C 12 C 1/107, 1991), требующий установки биореактора погруженным в грунт, что связано с дополнительными издержками и снижает эффективность его использования.

Цель изобретения - повышение эффективности использования биореактора достигается тем, что твердофазный ферментатор размещен концентрично камере брожения и выполнен с разборной оболочкой, например, в виде полуколец с шарниром, причем высота оболочки твердофазного ферментатора соответствует высоте камеры брожения.

За счет термохимических процессов, протекающих в твердофазном ферментаторе, происходит термостатирование процессов брожения, а колокол с газом обеспечивает теплоизоляцию камеры брожения сверху. Причем твердофазный ферментатор обеспечивает доразложение загрузки камеры брожения и одновременную стерилизацию патогенной флоры.

На фиг.1 схематически показан продольный разрез биореактора; на фиг.2 - схема разгрузки биореактора.

Биореактор содержит корпус 1 с технологическими патрубками 2 и 3, камерой 4 брожения в нижней части и газовой полостью 5 в верхней, сообщенной с газгольдером 6, включающим гидравлический затвор 7 и плавающий колокол 8, причем термофазный ферментатор 9 размещен концентрично камере 4 брожения и выполнен с разборной оболочкой 10, например, в виде полуколец 11 с шарниром 12, при этом высота оболочки 10 соответствует высоте камеры 4 брожения. Плавающий колокол 8 выполнен с направляющей 13 втулки 14 укосины 15. Плавающий колокол 8 через блок 16 тросом 17 сообщен с лебедкой 18, причем укосина 15 установлена с возможностью поворота на опоре 19, а между колоколом 8 и укосиной 15 размещен упругий элемент 20.

Биореактор периодического действия работает следующим образом.

При сдвинутом в сторону плавающем колоколе 8 осуществляют загрузку камеры брожения 4 и твердофазного ферментатора 9, затем колокол 8 вводят в гидравлический затвор 7 и через 7-10 дней начинается процесс брожения. Биогаз из газовой полости 5 переходит в газгольдер 6 и поднимает колокол 8 из положения А в положение Б и одновременно происходит отбор биогаза через патрубок 2. В твердофазном ферментаторе за счет биохимического распада температура поднимается до 50 - 70^oC, что обеспечивает температурную стабилизацию процесса брожения в камере 4. При подъеме плавающий колокол 8 своей направляющей 13 перемещается по втулке 14 укосины 15, обеспечивая центрирование его относительно гидравлического затвора 7, причем подъем ограничивает упругий элемент 20. Сбраживание загрузки продолжается 30 - 40 суток, при снижении выхода биогаза и перехода плавающего колокола 8 в положение А лебедкой 18 тросом 17 через блок 16 осуществляют подъем колокола 8 и укосиной 15 на опоре 19 колокол 8 отводят в сторону. Разводят полукольца 11 оболочки 10 и разгружают загрузку из твердофазного ферментатора 9. Сводят концы полуколец 11 до образования оболочки 10 и загрузку из камеры 4 перегружают в твердофазный ферментатор 9 для повышения полноты распада, а в камеру 4 загружают свежую загрузку и закрывают колоколом 8. Для беспрерывной выработки биогаза используют параллельную работу двух биореакторов. Высокая температура в твердофазном ферментаторе приводит к гибели патогенной флоры и семян сорняков и повышается качество биоудобрения.