Спосіб одержання біогазу та біодобрив з органічних відходів

1. Спосіб одержання біогазу та біодобрив з органічних відходів, що включає подрібнення, нагрівання, гомогенізацію, анаеробну переробку в реакторі з відбором біогазу та вивантаження перебродженої маси, який відрізняється тим, що анаеробну переробку органіки здійснюють послідовно у два етапи. 2. Спосіб одержання біогазу та біодобрив з органічних відходів за п. 1, який відрізняється 3 механо-біологічну підготовку маси до ферментації з наступним метановим бродінням, відстоюванням, центрифугуванням переброженої маси. В основу корисної моделі поставлене завдання удосконалення способу одержання біогазу та біодобрив з органічних відходів, в якому анаеробну переробку органіки здійснюють послідовно в два етапи і за рахунок цього підвищується ступінь переробки органіки та вихід біогазу. Розглядати двухетапний процес переробки органіки достатньо зручно для технологічного контролю і цим широко користуються на практиці. Поставлене завдання вирішується тим, що в способі одержання біогазу та біодобрив з органічних відходів, що включає подрібнення, нагрівання, гомогенізацію, анаеробну переробку в реакторі з відбором біогазу та вивантаження переброженої маси, анаеробну переробку органіки здійснюють послідовно в два етапи, де на першому етапі анаеробної переробки органічних речовин шляхом біохімічного розщеплення в основному відбувається гідроліз кислотоутворення, а на другому етапі анаеробної переробки органічних речовин шляхом біохімічного розщеплення в основному відбувається метаноутворення. Переброжена маса органіки перед злиттям в збірник переброженої маси не розбавляється свіжою порцією органіки. Завдяки тому, що проводиться розділення анаеробного зброжування органічних речовин, де в реакторі першого етапу переробки перевага на боці гідроліза з кислотоутворенням, а в реакторі другого етапу переробки органіки переваги на боці метаноутворення, в кожному з реакторів створюються і підтримуються умови специфічні для конкретних етапів. Процес анаеробного розкладу органічних речовин складний мікробіологічний процес, а процес пуску реактора складний технологічний прийом при якому в реакторі наростає асоціація мікроорганізмів, здатних до постійного здійснення конверсії органічної речовини з утворенням біогазу. Процес анаеробного розкладу органічних речовин в реакторі здійснюється за допомогою складної асоціації різних бактерій, їх співвідношення та їх взаємодія обумовлюють стабільність даного процесу. В біореакторі при нормальному ході процесу всі групи бактерій діють узгоджено, всі проміжні продукти розкладу одної стадії використовуються бактеріями іншої стадії. Розглядаємо підготовку утилізаційної маси та всі прийоми, пов’язані з запуском реактора, як підготовку живильного середовища, для вирощування симбіозної групи метаногенів. В ході їх життєдіяльності мікробіологічні та біохімічні процеси в реакторі спрямовані на гідроліз складних багато вуглеводних речовин з утворенням водню, вуглекислого газу, низькомолекулярних жирних кислот, спиртів, низькомолекулярних органічних кислот та на останній стадії розкладу метаноутворюючі та сульфатредукуючі бактерії використовуючи 29997 4 метаболіти попередніх стадій утворюють головним чином СН4 та СО2 та незначну кількість H2S. Відомо, що кислотоутворюючі бактерії мають більш високу швидкість росту, ніж метаноутворюючі, а метаноутворюючі вимагають для свого існування більш високі вимоги - це абсолютно анаеробне середовище та більш довгий час для свого відтворення. Розділення анаеробної переробки органічних речовин на два етапи, де на першому етапі в основному відбувається гідроліз кислотоутворення, а на другому метаноутворення та використання для цього технологічного процесу два реактори, які мають послідовне з’єднання, переробка має перевагу. В кожному реакторі можна створити специфічні умови для конкретної групи бактерій. Кількість та склад газу, який утворюється в результаті повного розкладу органічної речовини залежить від співвідношення С:Н:О:N в початковій сировині. Середній склад біогазу, який можна отримати при оптимальній температурі зброджування (Т=34°С) - СН4/СО2=2. Наводимо приклади промислової переробки органіки, де при переробці композиційних сумішей вихід біогазу завжди збільшувався [Hawkes D.L. Factors affecting net energy production from mesophitic anaerobic digestion // Proc. 1st Intern symp. on anaerobic digestion, Sept., 1979. Cardiff, Wales - Amsterdam ets.,1982. - P.131-149]. Назва суміші Свинячий гній Пташиний послід Свин. гній + пташ.послід 1:1 Свин. гній, пташ.послід + гній ВРХ 1:0,5:0,5 Відношення C:N 4-5 7-15 Приклад виконання способу Приклад 1 Гідрозмив з свиноферми вологістю 92-94% подрібнюють до частинок не більше 10мм, нагрівають та гомогенізують. Гомогенність маси досягає не менше 95%. Біохімічна та термічна активація відбувається при Т=40°С. Підтримуючі задані технологічні режими в реакторі першого етапу переробки (Т=39-41°С, рН 4,5-5,0, відсутність утворення шарів, що плавають, осаду на дні, нормативного вивантаження та завантаження свіжої порції органічних відходів) проводять переробку органіки та передають на подальшу переробку в реактор другого етапу. Підтримуючі задані технологічні режими в реакторі другого етапу переробки (Т=36-38°С, рН 6,5-7,5, відсутність утворення шарів, що плавають, осаду на дні, нормативного вивантаження та завантаження свіжої порції органічних відходів) проводять переробку органіки. Зброжена маса збирається в збірнику та розділяється на фракції. Рідка фракція, що містить до 4% сухих речовин, до 90% своїх об’ємів використовується на добривний 5 полив, а до 10% повертається в технологічний процес. Тверда фракція використовується як біодобриво. Біогаз, що збирається, подається в газовий або дизель-газовий генератор і газову систему та використовується за призначенням. Приклад 2 Суміш свинячого гною та пташиного посліду в співвідношенні 1:1, вологістю 92-94% подрібнюють до частинок не більше 10мм, нагрівають та гомогенізують. Гомогенність маси досягає не менше 95%. Біохімічна та термічна активація відбувається при Т=40°С. Підтримуючі задані технологічні режими в реакторі першого етапу переробки (Т=39-41°С, рН 4,5-5,0, відсутність утворення шарів, що плавають, осаду на дні, нормативного вивантаження та завантаження свіжої порції органічних відходів) проводять переробку органіки та передають на подальшу переробку в реактор другого етапу. Підтримуючі задані технологічні режими в реакторі другого етапу переробки (Т=36-38°С, рН 6,5-7,5, відсутність утворення шарів, що плавають, осаду на дні, нормативного вивантаження та завантаження свіжої порції органічних відходів) проводять переробку органіки. Зброжена маса збирається в збірнику, фракційно розділяється та використовується за призначенням. Біогаз застосовується у виробництві. 29997 6