Спосіб одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів

Спосіб одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів, що включає подрібнення, нагрівання, гомогенізацію та анаеробну 3 том перебродженого розчину, розбавляють подрібнену тверду фракцію до робочої вологості, а вологість субстратної маси при анаеробній переробці становить 90-94 %. Означений спосіб має певні недоліки, оскільки технологія попередньої підготовки біомаси при його здійсненні не обумовлена, не відомий час сепарації, потужність сепаратора. При цьому повернення в цикл анаеробного бродіння фільтратів вихідної сировини та перебродженого розчину погіршує можливості анаеробної переробки органічних відходів та обумовлює накопичення рідини в реакторі зброджування, що призводить до зменшення робочого об'єму реактора й цим ускладнює його роботу в процесі анаеробної переробки органічної сировини. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу одержання органомінеральних добрив та біогазу з органічних відходів шляхом обробки диспергатором вихідної органічної маси перед анаеробним зброджуванням з послідуючим центрифугуванням отриманої перебродженої суміші з вибором раціональних режимних параметрів та утилізацією одержаних фільтратів і за рахунок цього підвищується ступінь переробки органіки та вихід біогазу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів, що включає подрібнення, нагрівання, гомогенізацію та анаеробну переробку органічної сировини в два етапи, вивантаження перебродженої маси, компоненти субстрату для оптимізації процесів зброджування піддають обробці диспергатором протягом 4-6 хв. при швидкості обертання ротора 700-1000 об/хв. та відстоюванню у радіальних відстійниках протягом 2-2,5 год., після анаеробної переробки органічної сировини органо-мінеральне добриво центрифугують протягом 2-4 хв. на швидкості обертання ротора 5-7 тис. об/хв., а одержані після відстоювання диспергованої суміші та центрифугування фільтрати відкачують до очисних споруд. Завдяки тому, що органічні відходи в процесі попереднього диспергування піддаються подрібненню утворюється гомогенізована маса, що сприяє безперешкодному обміну речовин на поверхні розділу рідкої та твердої фази і є запорукою високої активності реакції бродіння та робить ефективнішою анаеробну переробку. В процесі диспергування до 4 хв. та швидкості обертання ротора менше 700 об/хв. органічна сировина не повністю подрібнюється, а при збільшенні часу понад 6 хв. та швидкості обертання ротора більше 1000 об/хв. збільшуються енерговитрати на роботу диспергатора, а гомогенізована маса утворюється вже через 6 хв. Отже, не має необхідності диспергувати органічні відходи більше 6 хв. та збільшувати швидкість обертання ротора вище 1000 об/хв. Подальше відстоювання призводить до утворення ущільненого осаду з вологістю меншою від початкової на 10-20 % і, як наслідок, покращуються умови анаеробної переробки органіки, збільшується вихід біогазу. Так, при зменшенні часу відстоювання диспергованої суміші у радіальних 66960 4 відстійниках менше 2 год. вологість утвореного осаду не знижується на 10 %. Підвищення часу відстоювання більше 2,5 год. не призводить до зменшення вологості понад 20 %, а тільки збільшує тривалість технологічного процесу. При центрифугуванні перебродженої органічної сировини можливо отримувати добриво вологістю 40-30 %, що покращує якість отриманого біодобрива та спрощує умови його зберігання та подальше використання. Центрифугування перебродженої органічної сировини при вивантаженні дозволяє відокремлювати тверді органомінеральні добрива з визначеною вологістю, а фільтрат повністю використовувати для розбавлення стічних вод на очисних спорудах. Якщо тривалість центрифугування менша за 2 хв. та швидкість обертання ротора нижча 5 тис. об/хв. не досягається зменшення вологості до 40 %, а при збільшенні часу центрифугування більше 4 хв. та підвищенні швидкості обертання ротора понад 7 тис. об/хв. спостерігається зменшення вологості тільки на 0,1-0,3 %. Таким чином, зазначені режими зневоднення одержаного органо-мінерального добрива за допомогою центрифуги протягом 2-4 хв. на швидкості обертання ротора 5-7 тис. об/хв. є оптимальними. Спосіб пояснюється кресленням, де показана принципова технологічна схема пропонованого способу одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів. Принципова технологічна схема пропонованого способу одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів включає трубопровід 1 подачі органічних відходів підведений до диспергатора 2. Від диспергатора 2 відходить трубопровід 3 відводу диспергованої суміші, який з'єднується з відстійником 4 радіальним. З відстійника 4 радіального надходить трубопровід 5 відводу ущільненого осаду та трубопровід 6 відводу фільтрату після відстоювання, що з'єднаний з очисними спорудами 7. Трубопроводом 5 відводу осаду відстійник 4 радіальний з'єднаний з біореактором 8, з якого виходить трубопровід 9 видалення біогазу та трубопровід 10 відводу перебродженої суміші до центрифуги 11. Трубопровід 12 відводу фільтрату після центрифугування поєднується з трубопроводом 6 відводу фільтрату після відстоювання. Центрифуга 11 поєднана елеватором 13 із складом 14 готового добрива. Спосіб здійснюється наступним чином. Органічні відходи 1 надходять до диспергатора 2, в якому подрібнюються протягом 4-6 хв. до однорідної маси при швидкості обертання ротора 700-1000 об/хв. Через трубопровід 3 відводу диспергованої суміші подрібнена маса потрапляє до відстійника 4 радіального, де відстоюється на протязі 2-2,5 год. до утворення ущільненого осаду та фільтрату. Одержаний фільтрат трубопроводом 6 відводу фільтрату після відстоювання надходить до очисних споруд 7. Трубопроводом 5 відводу ущільненого осаду осад надходить до біореактора 8 для анаеробної переробки. В процесі анаеробної переробки органічних відходів в біореакторі 8 утворюється біогаз, який виводиться трубопрово 5 дом 9 видалення біогазу. По закінченню часу зброджування утворена переброджена суміш трубопроводом 10 відводу перебродженої суміші надходить до центрифуги 11, де протягом 2-4 хв. на швидкості обертання ротора 5-7 тис. об/хв. зневоднюється та виділяється фільтрат, який трубопроводом 12 відводу фільтрату після центрифугування поєднується з трубопроводом 6 для відкачування до очисних споруд 7. Одержане органо-мінеральне добриво за допомогою елеватора 13 подається на склад 14 готового добрива та в наступному до споживача. Приклад Суміш надлишкового активного мулу, який має початкову вологість 99,8 %, вміст сухої речовини у вихідній масі - 11 % та курячого посліду з вологістю 55,17 % та вмістом сухої органічної речовини в 66960 6 вихідній масі 89 % при температурі розчину 10 °C диспергують протягом 6 хв. до однорідної маси при швидкості обертання ротора 1000 об/хв. та відстоюють на протязі 2,5 год. у радіальному відстійнику до одержання ущільненого осаду та фільтрату. Одержаний осад має вологість меншою від початкової на 20 %. Тривалість циклу бродіння при температурі 33 °C становить 20 діб. Після бродіння утворюється біогаз, який виводиться трубопроводом видалення біогазу до газового генератора і газової системи для використання за призначенням. Переброджену суміш центрифугують протягом 4 хв. на швидкості обертання ротора 7 тис. об/хв. Зневоднене органомінеральне добриво має 30 % вологості. Результати досліду наведені в таблиці. Таблиця Найменування показників 1. Масова частка вологи, % не більше 2. Кислотність (рН сольової витяжки) 3. Масова частка макроелементів на суху речовину, % не менше: Nзаг Naм Р2О5 K2О Аналіз результатів показує, що проведення процесу одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів із обробкою органічних відходів диспергатором протягом 4-6 хв. при швидкості обертання ротора 700-1000 об/хв. та відстоюванні у радіальних відстійниках на протязі 2-2,5 год., після анаеробної переробки органічної сировини переброджену суміш центрифугують протягом 2-4 хв. на швидкості обертання ротора 57 тис. об/хв. має переваги над відомим способом та сприяє одержанню високоякісного органомінерального добрива. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 69,8 8,5 Якість органомінерального добрива 30 7,2 1,5 1,3 1,8 1,2 2,5 2.4 3,9 3,0 Якість вихідної суміші Дані наведені в таблиці свідчать про те, що запропонований спосіб одержання органомінеральних добрив та біогазу з органічних відходів дозволяє підвищити стабільність процесу і покращити якість добрив. Процес одержання органо-мінеральних добрив та біогазу з органічних відходів може бути здійснений у безперервному режимі, що, в свою чергу, зменшить витрати часу на процес одержання органо-мінеральних добрив. Запропонований спосіб ефективний для застосування на підприємствах з великою кількістю органічних відходів. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601