175822. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hígtrágyalé hasznosítására
7 175822 8 mócső a 17 fermentorba lép be, a 23 nyomócső 23a ágvezetéke pedig a 27 inokulum-fermentorba torkollik, amelybe még három további vezeték is belép: a 16 nyomóvezeték 16a ágvezetéke, rothasztott iszap betáplálására szolgáló 52 vezeték, valamint a 24 metanoltartálytól érkező 26 nyomóvezeték 26a ágvezetéke. A 26 nyomócső a 25 centrifugálszivattyúhoz kapcsolódik — amelyet a 24a cső köt össze a 24 metanoltartállyal és a 17 fermentorba torkollik, ahová belép a 27 inokulum fermentortól érkező 30 nyomócső is, amely a 29 centrifugálszivattyúból indul ki; e centrifugálszivattyút a 27 inokulum fermentorral a 28 vezeték köti össze. A 16 vezetékről a 15 centrifugálszivattyú és a 16a ágvezeték közötti szakaszban 53 vezeték lép ki és torkollik a 19 tartályba, így ide hőkezelt hígtrágyáié is betáplálható. A 17 fermentorból két vezeték lép ki: felül a 31 biogáz-vezeték, alul pedig a 32 vezeték, amelyhez a 33 centrifugálszivattyú csatlakozik; ez utóbbit, viszont a 35 tartállyal a 34 vezeték köti össze. A 35 tartályból kilépő 36 vezetékre 37 centrifugálszivattyú van kapcsolva, amelynek 38 nyomócsöve a 39 szeparátorba torkollik. A szeparátorból két vezeték lép ki: 40 vezeték a szupernatans eltávolítására szolgál és a 41 csatornába van vezetve, ahonnan a szupernatans például elöntözhető; a 42 vezeték pedig a 43 tartályba lép, s a sűrítménynek az oda betáplálásához van előirányozva. A 43 sürítménytartályból kilépő 44 vezetékre a 45 centrifugálszivattyú csatlakozik, amelynek 46 nyomóvezetéke pedig a 48 porlasztószárítóba torkollik, amelyből felül a 49 párakivezető cső, alul pedig a termékeltávolító vezeték lép ki. Az 1, 13, 35 és 42 tartályokban, valamint a 17 fermentorban és a 27 inokulum fermentorban önmagában ismert 51 keverőszerkezetek vannak. A berendezéshez értelemszerűen a szükséges helyeken és számban önmagában ismert tolózárak vagy hasonlók tartoznak, amelyek feltüntetését a jobb áttekinthetőség érdekében mellőztük, helyük és rendeltetésük azonban a szakember számára nyilvánvaló. Az 1. ábra szerinti berendezéssel a — valamely nagyüzemi állattartó telepről származó — nyers hígtrágyáié hasznosítása például a következőképpen történhet: a 2 vezetéken át az 1 tartályba táplált hígtrágyalevet a 4 centrifugálszivattyúval az 5 nyomócsövön keresztül a 6 hőcserélőbe továbbítjuk; és annak 7, 8 egységein átvezetve előbb legalább 80 °C, célszerűen 95—105 °C hőmérsékletre hevítjük, és — rövid időn, például 10 percen át e hőmérsékleten tartását követően — 40—30 °C hőmérsékletre hűtjük le. E hőkezelés hatására a hígtrágyáié szerves anyagai denaturálódnak, részben feltáródnak, ami tápanyagként való hasznosulásukat igen jelentősen fokozza, ugyanakkor a trágyalé élő baktériumflórája számban nagyságrendileg lecsökken, a túlélő baktériumok szaporodóképessége meggyengül, a kórokozó baktériumok elpusztulnak. Mindezen tényezők a ráoltott baktériumok elhatalmasodásának elengedhetetlen feltételei, és a leírt hőkezelés fertőzésterjesztés megakadályozásának a trágyalé fermentorba kerülése előtti — lehető legkorábbi — eszköze. Amennyiben a hőkezelt trágyalé pH-ja a 7-et eléri, sav adagolásával a trágyáié pH-ját 6,5—6,8 közötti értékre állítjuk be. A 6 hőcserélőből a 40—30 °C-ra lehűlt hígtrágyalevet a 13 tartályba vezetjük, onnan pedig a 15 centrifugálszivattyúval a 16 nyomóvezetéken és 16a ágvezetéken keresztül a 27 inokulum fermentorba nyomjuk. Ekkor a 16 nyomóvezetéknek a 16a ágvezeték utáni a 17 fermentorba vezető — szakasza le van zárva. A 19 tartályból a 21 centrifugálszivattyúval a 23 nyomócsövön és annak 23a ágvezetékén keresztül tápoldatot juttatunk a 27 inokulum fermentorba, majd ezt követően ugyanide egyrészt az 52 vezetéken át városi szennyvíztisztító telepről származó friss anaerob rothasztott iszapot, másrészt a 24 metanoltartályból a 25 centrifugálszivattyúval a 26 vezetéken és annak 26a ágvezetékén keresztül metanolt adagolunk. Ekkor a 23 és 26 vezetékeknek az ágvezetékeket követő — a 17 fermentorhoz vezető — szakasza természetesen le van zárva. A 27 inokulum fermentorba a fentiek szerint bevitt anyagokat az 51 keverőkkel alaposan összekeverjük, s a fermentlevet 32—35 °C hőmérsékleten több napon át fermentáljuk; a fermentálás során még adagolunk metanolt a fermentléhez. A fenti műveletekkel kapott fermentlét a 27 inokulum tartályban többször átolthatjuk, ami úgy történik, hogy a fermentlé egy részét — például mintegy 4/5 részét — elvesszük, s a maradékhoz újabb hőkezelt hígtrágyalevet, tápoldatot és metanolt adagolunk. Az átoltások után rendelkezésünkre áll az eljárás továbbfolytatásához szükséges inokulum, azaz oltóanyag. Ekkor meghatározott mennyiségű, a 6 hőcserélőben a fentiekben már leírtak szerint hőkezelt hígtrágyalevet juttatunk a 16 vezetéken át a 17 fermentorba (a 16a ágvezeték közben zárva van), s ugyanoda a 19 tartályból a 23 vezetéken keresztül tápoldatot, a 27 inokulumfermentorból pedig oltóanyagot táplálunk. A kapott fermentlevet meghatározott időszakon — például több napon — keresztül 32—35 °C hőmérsékleten fermentáljuk, és közben a 24 metanoltartályból a 26 vezetéken át metanolt juttatunk a 17 fermentorba. A továbbiakban az 1. ábra szerinti berendezéssel az alábbiak szerint végezhetünk félfolyamatos fermentációt: a fent említett meghatározott fermentációs időszak végén — amikor a fermentlé már rendelkezik a továbbfeldolgozáshoz szükséges tulajdonságokkal — a 17 fermentor tartalmának meghatározott részét meghatározott időszakonként — például 10%-át naponta — a 33 centrifugálszivattyúval a 34 vezetéken át a 35 tartályba nyomjuk, s az elvett mennyiségnek megfelelő mennyiségű hígtrágyalevet, metanolt és tápoldatot juttatunk — ugyancsak naponta — a 17 fermentorba. Itt adható koaguláns a fermentléhez, ami a következő lépésben végrehajtandó szeparálás hatékonyságát fokozza a koagulánsként célszerűen „in statu nascendi” alumíniumhidroxidot alkalmazunk, amit valamely alumíniumsóból, például alumíniumszulfátból és egy szervetlen lúgból, például nátriumhidroxidból választunk le. A 36 tartályból a fermentlevet a 37 centrifugálszivattyúval a 38 vezetéken keresztül a 39 szeparátorba továbbítjuk, s ott szupernatansra és sűrítményre — biomasszára — választjuk szét. Az előbbit a 40 vezetéken és 41 csatornán át például elöntözzük, a biomasszát pedig a 45 centrifugálszivattyúval a 46 vezetéken keresztül a 48 porlasztószárítóba juttatjuk, és ott megszárítjuk; a nedvességtartalom a 49 vezetéken távozik, a szárítmányt viszont az 50 vezetéken át nyerjük ki. A találmányt a továbbiakban példákon keresztül ismertetjük részletesen, amelyekben az 1. ábra elnevezéseit és jelöléseit értelemszerűen alkalmazzuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
