Спосіб переробки органічних відходів

1. Спосіб переробки органічних відходів шляхом зброджування органічних відходів в установці, що містить реактор, який включає подачу органічних відходів у реактор, збродження органічних відходів у реакторі та вивантаження зброджених органічних відходів з реактора, який відрізняється тим, що установка додатково містить міксер, який призначений для підготовки пульпи з органічних відходів та дозування підготовленої пульпи у реактор, та пристрій для обробки зброджених органічних відходів, які вивантажують з реактора, причому реактор виконаний таким, що містить корпус, ковпак для збору метану, каретку, яка розташована в корпусі реактора, принаймні два нагрівальні пристрої, які розташовані у корпусі реактора і які виконані у вигляді напрямних для каретки, лопатки, які з'єднані із кареткою, причому з'єднання лопаток до каретки виконано таким, що при русі каретки в одному напрямку лопатки знаходяться у вертикальному стані, а при русі каретки у зворотному напрямку лопатки повертаються відносно каретки і знаходяться у похилому або горизонтальному стані, стійки, які розташовані на каретці і які призначені для усунення кірки на поверхні пульпи, привод каретки для приведення каретки у поступально-зворотний рух, спосіб додатково містить такі дії, як подача органічних відходів у міксер, обробка органічних відходів у міксері з отриманням пульпи з органічних відходів, подача пульпи з органічних відходів у реактор, подача зброджених органічних відходів після реактора у пристрій для обробки зброджених органічних відходів та обробка зброджених органічних відходів у пристрої для обробки зброджених органічних відходів з отриманням твердої та рідкої фракцій. U 2 (19) 1 3 39751 4 Одною із основних проблем сучасної цивілізавин у цій порції буде перероблена), наявна у приції є проблема переробки значної кількості органістрої дробарка не дозволяє подрібнювати тверді чних відходів, які утворюються у різних галузях органічних відходи на частинки дуже малих розмінародного господарства, зокрема, у сільському рів, а необхідність витримування певного часу загосподарстві, комунальному господарстві, харчовій вантаженої порції маси органічних відходів у припромисловості тощо. До органічних відходів, які строї для досягнення необхідного рівня потребують переробки, відносяться гній, пташиний зброджування органічних відходів знижує продукпослід, фекалії, гуща з каналізаційних стоків, побутивність при здійсненні способу; відсутність такої тові відході із високим вмістом органіки, листя та дії як розділення зброджених органічних відходів стебла рослин, відходи деревини, відходи м'ясона тверду та рідку фракції - для подальшого ефекмолочної промисловості. У звичайних природних тивного використання перероблених відходів неумовах такі органічні відходи переробляються обхідне розділення відходів на тверду фракцію природною фауною грун ту (переважно мікроорга(компост) и рідку фракцію; необхідність джерела нізмами) із утворенням гумусу, але цей процес у електроенергії для здійснення способу через виприроді іде дуже повільно через низьку темперакористання у пристрої нагрівача у вигляді ТЕНа та туру середовища. Крім того, у процесі може видінаявність електродвигуна для приводу механічної лятись такий газ як метан, який надходить у атмомішалки і дробарки; наявність постійного механічсферу та забруднює її. Тому для вирішення ного зв'язку між дробаркою та валом призводить проблеми переробки органічних відходів розробдо "холостого ходу" дробарки у випадку необхідляють способи переробки органічних відходів, в ності перемішування маси органічних відходів. яких органічні відходи зброджують за допомогою Відомий спосіб переробки сільськогосподарсьспеціально розроблених пристроїв, в яких ствоких відходів [RU 2155737, класифікаційний індекс рюють сприятливі умови для життєдіяльності мікМПК C02F 3/00, дата публікації 10.09.2000] шляроорганізмів. У таких пристроях органічні відходи хом зброджування сільськогосподарських відходів проходять попередню обробку та зброджують при в установці, яка містить пристрій для розділення певних умовах за допомогою мікроорганізмів, при маси органічних відходів на дві фракції та два реацьому органічні відходи перетворюються у комктори - перший реактор виконаний у вигляді ємнопост. Компост має високий вміст органічних речості, яка містить завантажувальний люк, вивантавин, які легко засвоюються рослинами і тваринажувальний люк, сітку, на якій осідає шлам, і він ми, та може бути використаний у народному з'єднаний трубопроводом з пристроєм для роздігосподарстві як добриво для підвищення врожайлення маси органічних відходів на дві фракції, друності грунту, як субстрат для розведення черв'яків гий реактор виконаний у вигляді ємності, яка і вирощування грибів тощо. При цьому у процесі оснащена водяною сорочкою з електронагрівачем, переробки органічних відходів виділяється метан, та з'єднаний трубопроводами з пристроєм для який може бути зібраний та використаний у народрозділення маси органічних відходів на дві фракції ному господарстві. і першим реактором, який включає розділення Відомий спосіб переробки органічних відходів сільськогосподарських відходів на рідку та тверду шляхом зброджування органічних відходів у прифракції у пристрої для розділення маси органічних строї [RU 2113416, класифікаційний індекс МПК відходів на дві фракції, подачу твердої фракції C02F 11/04, дата публікації 20.06.1998], що містить сільськогосподарських відходів у перший реактор корпус, поділений перегородкою на дві послідовно через завантажувальний люк, подачу рідкої фракз'єднані секції, причому у першій секції зверху ції сільськогосподарських відходів у другий реаквстановлені вузол завантаження твердих відходів тор, нагрів твердої фракції сільськогосподарських та вузол завантаження рідких відходів, у др угій відходів у першому реакторі шляхом подачі повітсекції встановлений вузол вивантаження зброджеря у перший реактор, нагрів рідкої фракції сільсьної маси, корпус пристрою має водяну сорочку, в когосподарських відходів у др угому реакторі та який розташований нагрівач у вигляді ТЕНа, у корнаступну подачу нагрітої рідкої фракції сільськогопусі розташована механічна мішалка, вузол завансподарських відходів у перший реактор, зброджутаження твердих відходів містить дробарку, яка вання сільськогосподарських відходів у першому призначена для подрібнення частинок твердих реакторі, після закінчення зброджування сільськовідходів і яка кінематично зв'язана з валом механігосподарських відходів зливають знизу першого чної мішалки та електродвигуном, який включає реактора рідину, що пройшла через сітку та виванзавантаження у пристрій органічних відходів, тажують із першого реактора через вивантажувазброджування органічних відходів у пристрої при льний люк шлам, який осів на сітці. певній температурі, та вивантаження шламу через Недоліком цього способу є: відсутність можливузол завантаження рідких відходів за допомогою вості регулювання температури маси органічних насосу. відходів у першому реактору та низька ефективНедоліком цього способу є: низька ефективність регулювання температури у другому реакторі ність та низька продуктивність способу - ефективчерез розташування нагрівача у водяній сорочці а ність процесу зброджування органічних відходів не безпосередньо у масі сільськогосподарських залежить від розміру твердих частинок у масі орвідходів; низька ефективність процесу зброджуганічних відходів (чим менше розмір частинок тим вання так як в якості пристрою для розділення швидше йде процес зброджування) та часу знахомаси органічних відходів на дві фракції використодження маси органічних відходів у пристрої (чим вують пристрій із шнеком та сіткою, в якому не більше часу порція органічних відходів знаходитьвідбувається значного подрібнення органічних ся у пристрої тим більша частина органічних речовідходів і органічних відходи складаються із части 5 39751 6 нок відносно великих діаметрів; необхідність джеходів у міксер, обробку органічних відходів у мікрела електроенергії для здійснення способу - так сері з отриманням пульпи з органічних відходів, як наявність у другому реакторі в якості нагрівальподачі пульпи з органічних відходів у реактор, ного елементу електронагрівача вимагає електрозбродження органічних відходів у реакторі та виенергія; низька продуктивність способу - застосувантаження зброджених органічних відходів з реавання у способі першого реактору із вбудованою ктора, подачу зброджених органічних відходів піссіткою для розділення перероблених органічних ля реактора у пристрій для обробки зброджених відходів на тверду та рідку фракції призводить до органічних відходів та обробку зброджених організбільшення часу перебування відходів у першому чних відходів у пристрої для обробки зброджених реакторі та періодичності завантаження органічних органічних відходів з отриманням твердої та рідкої відходів; низька ефективність розділення перерофракцій. блених органічних відходів та складність операції Крім того, міксер може бути виконаний таким, вивантаження шламу через вивантажувальний що містить корпус із двома похилими повздовжнілюк першого реактора. ми стінками, двома протилежними бічними стінкаНеобхідно відмітити той факт, що як видно з ми та дном, шнек, ніж для подрібнення органічних двох наведених ви ще документів, нагрівальні привідходів, привод шнека, привод ножа, патрубок строї у пристроях для переробки органічних відходля виходу підготовленої пульпи, патрубок подачі дів не розташовують безпосередньо в об'ємі маси підігрітої води. органічних відходів, хоча таке конструктивне ріКрім того, ніж у міксері може бути виконаний шення вважається найбільш ефективним для натаким, що містить в якості робочого органу крильгріву рідких середовищ. Аналіз літератури показав, чатку. що у випадку розташування нагрівачів так, щоб їх Крім того, пристрій для обробки шламу може робоча поверхня безпосередньо контактувала із бути виконаний таким, що містить конвеєр, робомасою органічних відходів, відбувається відклачий орган якого виконаний з фільтрувального мадення шламу на робочій поверхні нагрівачів, яке теріалу, привод конвеєру, піддон для збору фільтпризводить до зменшення величини теплопередарату. чі на порядок, і відповідно призводить до значного Крім того, установка може містити додатково збільшення витрат енергії для нагріву маси органіще другий реактор, який розташований після реакчних відходів. Звичайне перемішування маси ортора та який виконаний таким, що містить корпус, ганічних відходів у пристроях для переробки відковпак для збору метану, каретку, яка розташоваходів виявилося малоефективним у вирішенні на в корпусі реактора, принаймні два нагрівальні проблеми відкладень на поверхнях нагрівачів, а пристрої, які розташовані у корпусі реактора і які застосування спеціальних механічних пристроїв виконані у вигляді направляючих для каретки, лодля очищення поверхні нагрівачів ускладнює конспатки, які з'єднані із кареткою, причому з'єднання трукцію пристроїв. лопаток до каретки виконано таким, що при руці Задачею корисної моделі є створення способу каретки в одному напрямку лопатки знаходяться у переробки органічних відходів шляхом зброджувертикальному стані, а при руці каретки у зворотвання органічних відходів в установці, який має ному напрямку лопатки повертаються відносно більш високу ефективність процесу збродження каретки і знаходяться у похилому або горизонтаорганічних відходів за рахунок зміни дій у способі льному стані, стійки, які розташовані на каретці і та використання установки, що містить реактор та які призначені для усунення кірки на поверхні міксер. пульпи, привод каретки для приведення каретки у Задача корисної моделі вирішується за допопоступово-зворотний рух, і спосіб включає такі дії могою способу переробки органічних відходів як подачу зброджених органічних відходів після шляхом зброджування органічних відходів в устареактору до другого реактору, збродження органіновці, що містить реактор, міксер, який призначечних відходів у другому реакторі, та вивантаження ний для підготовки пульпи з органічних відходів та зброджених органічних відходів із другого реактодозування підготовленої пульпи у реактор, та прира. стрій для обробки зброджених органічних відходів, Використання у способі установки міксеру, які вивантажують з реактора, причому реактор оснащеного шнековим транспортером та ножем, виконаний таким, що містить корпус, ковпак для особливо у випадку, коли ніж містить в якості розбору метану, каретку, яка розташована в корпусі бочого органу крильчатку, дозволяє подрібнити реактора, принаймні два нагрівальні пристрої, які тверді органічні відходи на частинки дуже малого розташовані у корпусі реактора і які виконані у розміру та подати у перший реактор підготовлені вигляді направляючих для каретки, лопатки, які органічні відходи у вигляді однорідної пульпи, що з'єднані із кареткою, причому з'єднання лопаток до призводить до збільшення швидкості процесу каретки виконано таким, що при руці каретки в зброджування, і відповідно підвищує е фективність одному напрямку лопатки знаходяться у вертикапроцесу зброджування. льному стані, а при руці каретки у зворотному наНаявність в установці двох послідовно розтапрямку лопатки повертаються відносно каретки і шованих реакторів дозволяє зменшити удвічі час знаходяться у похилому або горизонтальному стаперебування маси органічних відходів в кожному ні, стійки, які розташовані на каретці і які признареакторі і зменшити періодичність завантаження чені для усунення кірки на поверхні пульпи, припорцій маси органічних відходів, що відповідно вод каретки для приведення каретки у поступовопідвищує продуктивність установки. зворотний рух, який включає такі дії як подачу орВиконання кожного з реакторів таким, що місганічних відходів у реактор, подачу органічних відтить принаймні два нагрівальні пристрої, які роз 7 39751 8 ташовані у корпусі реактора безпосередньо в об'жа 20. На бічній стінці 15 корпусу міксера розтаємі маси органічних відходів і які виконані у вигляді шований патрубок подачі підігрітої води 21 та направляючих для каретки, дозволяє більш ефекпатрубок для виходу підготовленої пульпи 22. Пативно регулювати температуру маси органічних трубок для виходу підготовленої пульпи розташовідходів у реакторі, а оснащення реактора каретваний співвісно до шнека. За необхідності, можликою, яка їздить при поступально-зворотному руці ві різні варіанти виконання міксеру, які по нагрівальних пристроях і очищує при цьому відрізняються від наведеного прикладу іншим розповерхню нагрівальних пристроїв, вирішує проташуванням приводів шнека та ножа і патрубків блему очищення поверхні нагрівальних пристроїв подачі підігрітої води та виходу підготовленої від покладів шламу та сприяє кращому нагріву пульпи, наприклад, привод шнека та патрубок помаси органічних відходів у реакторі, і відповідно дачі підігрітої води розташовані на бічній стінці 14 підвищує е фективність способу переробки органікорпусу міксера, а привод ножа та патрубок вихочних відходів. ду підготовленої пульпи на бічній стінці 15 корпусу Наявність в установці окремого пристрою для міксера. обробки шламу, що вивантажується з другого реаКожний з реакторів містить корпус 23 (Фіг.5, 6), ктора, який виконаний таким, що містить конвеєр, який виконано із бічними стінками та дном. На робочий орган якого виконаний з фільтрувального верхній частині корпусу реактора розташований матеріалу, привод конвеєру, піддон для збору фіковпак для збору метану 24, нижні краї стінок якого льтрату дозволяє здійснювати у способі розділенрозташовані впритул до верхніх країв стінок корня вивантажених після процесу збродження оргапусу реактора. Можливий інший варіант розташунічних відходів на тверду та рідку фракції. вання ковпака для збору метану, наприклад, ковПерелік фігур креслень пак для збору метану може бути розташований Фіг.1 - схема установки. відносно корпусу реактора таким чином, щоб нижФіг.2 - вигляд міксеру спереду у розрізі. ній край ковпака завжди знаходився під рівнем Фіг.3 - вигляд міксера збоку у розрізі пульпи, при цьому стінки ковпака для збору метаФіг.4 - загальний вигляд міксера ну повинні знаходитись якомога ближче до стінок Фіг.5 - вигляд реактора спереду у розрізі корпусу реактора. Фіг.6 - вигляд реактора збоку у розрізі У корпусі реактора розташовані два нагрівальФіг.7 - схема розташування каретки та лопаток ні пристрої 26. Нагрівальні пристрої у даному прив першому положенні каретки. кладі виконані у формі труб, які розташовані узФіг.8 - схема розташування каретки та лопаток довж двох протилежних бічних стінок корпусу в другому положенні каретки. реактора таким чином, що умовні осі труб були Фіг.9 - вигляд пристрою для обробки зброджерозташовані паралельно умовної повздовжньої осі них органічних відходів спереду. реактора. Нагрівальні пристрої можуть бути викоФіг.10 - схема пристрою для обробки зброджеристані будь-якого конструктивного виконання та них органічних відходів спереду. розташовані будь-яким чином, головне щоб вони Фіг.11 - загальний вигляд конвеєру. могли виконувати функції направляючих для кареВідомості, що підтверджують можливість здійтки 27. снення корисної моделі Каретка розташована у корпусі реактора та Спосіб переробки органічних відходів здійснюопирається на нагрівальні пристрої, які є направється за допомогою установки. Установка складаляючими для каретки. В якості каретки може бути ється з міксеру 1 (Фіг.1), який призначений для використана будь-яка просторова конструкція, яка підготовки пульпи з органічних відходів та дозуприводиться у поступально-зворотний рух за довання підготовленої пульпи у перший реактор, помогою приводу каретки 25. В якості приводу першого 2 та другого 3 реакторів, які розташовані каретки може бути використаний будь-який відопослідовно і в яких відбувається зброджування мий привод. Із кареткою з'єднані лопатки 28, які органічних відходів та збірметану, що виділяється призначені для руху шламу по дні корпусу реактопід час зброджування відходів, пристрою для обра. З'єднання лопаток до каретки виконано таким, робки шламу 4. Зрозуміло, що за першим варіанщо при руці каретки в один бік лопатки знаходятьтом виконання способу, установка може містити ся у вертикальному стані (Фіг.7), а при руці каретки тільки один реактор. Цифрами 5, 6, 7, 8, 9, 10 поу зворотній бік лопатки обертаються відносно осі казані відповідно органічні відходи, пульпа з оргаз'єднання і знаходяться у похилому або горизоннічних відходів, зброджені органічні відходи після тальному стані (Фіг.8). На каретці розташовані другого реактора, тверда фракція зброджених орстійки 29, які призначені для усунення кірки на поганічних відходів, рідка фракція зброджених оргаверхні пульпи 30. нічних відходів, метан, що збирається у реакторах. Пристрій для обробки зброджених органічних Міксер містить корпус 11 (Фіг.2, 3, 4), який вивідходів, що вивантажуються з реактора, містить конаний із двома похилими повздовжніми стінками конвеєр 31 (Фіг.9, 10, 11), робочий орган 33 якого 12 і 13 (Фіг.3), бічними протилежними стінками 14 і виконаний з фільтрувального матеріалу, привод 15, та дном 16. Усередині корпусу міксера розтаконвеєру 32, піддон для збору фільтрату 34. шований горизонтально уздовж дна шнек 17. Над Для перевантаження шламу із першого реакшнеком поблизу бічної стінки 14 розташований ніж тора до другого реактора та вивантаження шламу 18. Ніж призначений для подрібнення твердої часз другого реактора у реакторах можуть бути застотини органічних відходів і містить в якості робочого совані насоси або пристрої відомої конструкції (не органу крильчатку. На бічній стінці 14 корпусу мікпоказані), наприклад, шнековий транспортер, які сера розташовані привод шнека 19 та привод номожуть переміщати в'язкі середовища. 9 39751 10 Спосіб переробки органічних відходів здійсКрім того, під часу руху каретка контактує із повернюють наступним чином. хнею нагрівальних пристроїв та зчищає поверхню У міксер завантажують тверді або в'язкі органагрівальних пристроїв від відкладень шламу. Однічні відходи із високим вмістом твердих речовин ночасно, стійки, розташовані на каретці, під час та подають підігріту воду або рідкі відході із таким руху каретки зламують кірку, що утворюється на розрахунком, щоб отримати підготовлену масу поверхні маси органічних відходів під час їхнього органічних відходів у вигляді пульпи. Вмикають зброджування у реакторі. привод шнека та привод ножа, причому привод Шлам, який збирається біля однієї із стінок решнека вмикають таким чином, щоб шнек транспоактора, вивантажується у другий реактор, після ртував тверді органічні відходи до ножа. Під час чого у перший реактор подається нова порція підобертання шнека та ножа відбувається подрібненготовленої пульпи. Після витримування певний час ня твердих часток та перемішування подрібнених порції органічних відходів у др угому реакторі та частинок із рідиною, в результаті чого утворюється збиранні шламу біля однієї із стінок другого реакпульпа. Після того, як пульпа буде підготовлена, тора, шлам вивантажують та подають на конвеєр зупиняють привод ножа, а привод шнека вмикають пристрою для обробки зброджених органічних відтаким чином, щоб шнек транспортував підготовлеходів, де органічні відходи знаходяться певний ну пульпу до патрубку для виходу підготовленої час. Вода, яка міститься у шламі, під силою тяжінпульпи. Порція підготовленої пульпи подається у ня стікає донизу маси шламу, відфільтровується перший реактор, в якому відбувається зброджучерез робочий орган конвеєру та потрапляє у підвання порції маси органічних відходів. Регулювандон пристрою для обробки шламу. Після відділення температури маси органічних відходів у реактоня від рідкої фракції на конвеєрі залишається твері здійснюють за допомогою нагрівальних рда фракція, яка може бути використана як пристроїв. З маси органічних відходів на дно реаккомпост і яку після вмикання приводу конвеєру тора відкладається шар шламу, який складається вивантажують з конвеєру для подальшого викориіз зброджених органічних відходів і який періодичстання. но переміщують до однієї стінки реактора за доЗрозуміло, що у випадку, коли спосіб за кориспомогою приводу у р ух каретки з лопатками. При ною моделлю здійснюють за допомогою установруці каретки в одному напрямку лопатки приймаки, що містить тільки один реактор, то відповідно ють вертикальне положення, тиснуть на шлам та зброджені органічні відходи подають у пристрій здвигають його у тому ж напрямку, в якому рухаобробки зброджених органічних відходів після виється каретка. При руці каретки у зворотному навантаження зброджених органічних відходів із реапрямку лопатки легко обертаються навколо осі ктора. з'єднань лопаток із кареткою та знаходяться відДаний приклад лише ілюструє корисну моносно каретки у похилому або горизонтальному дель, але не обмежує її. стані, не створюючи при цьому тиску на шлам. 11 Комп’ютерна в ерстка Г. Паяльніков 39751 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601