Аналіз способів та засобів для перемішування субстрату в метантенках біогазових установок

Abstract

UK: В роботі проведено аналіз існуючих способів і засобів для перемішування субстрату в метантенках біогазових установок (БГУ). В останніх необхідно використовувати високоякісні мішалки, оскільки вони підтримують гомогенність субстрату, рівномірно розподіляють біомасу і теплоту та запобігають утворенню донних відкладень та плаваючого шару. Необхідні інтервали перемішування визначаються для кожної біогазової установки індивідуально шляхом проб. Після запуску перемішувати краще дещо частіше, ніж в звичайному режимі і уповільнювати після того, як вже можна розрізнити утворення плаваючою кірки. Бактерії зростають колоніями і утворюють грудки. Швидке перемішування їх розбиває і заважає бактеріям розвиватися, оптимальною є їх повільна робота. Тому, нами обґрунтовані галузі використання різних засобів перемішування в метантенках, переваги і недоліки в процесі їх роботи, особливості експлуатації і конструкції. Розглянуті вимоги, що пред’являються до механічних мішалок. Традиційна техніка для змішування, в першу чергу, високооборотні пропелерні заглиблені мішалки, були запозичені з техніки для роботи з гноєм, яку пристосували для біогазової технології. Через зростання використання поновлюваної сировини, застосовуються субстрати з високим вмістом сухої речовини, які негативно впливають на текучі властивості субстратів, тому необхідно зменшувати кількість оборотів лопатей. Оскільки при цьому перемішування буде проходити не досить добре, то необхідно підвищувати діаметр лопатей мішалки або їх кількість. Гідравлічне перемішування має ту перевагу, що необхідні для перемішування механічні блоки розташовані за межами реактора і внаслідок цього знос їх незначний, а технічне обслуговування менш витратне. Використання гідравлічних та пневматичних систем обмежується лише субстратами невеликої в’язкості з незначною схильністю до утворення піни, плаваючою кірки і осадових нашарувань. RU: В работе проведен анализ существующих способов и средств для перемешивания субстрата в метантенках биогазовых установок (БГУ). В последних необходимо использовать высококачественные смесители, поскольку они поддерживают гомогенность субстрата, равномерно распределяют биомассу и теплоту, предотвращают образование донных отложений и плавающего слоя. Необходимые интервалы перемешивания определяются для каждой биогазовой установки индивидуально путем проб. После запуска перемешивать лучше несколько чаще, чем в обычном режиме и замедлять после того, как уже можно различить образования плавающей корки. Бактерии растут колониями и образуют комки. Быстрое перемешивание их разбивает и мешает бактериям развиваться, оптимальной является их медленная работа. Поэтому, нами обоснованы области использования различных способов перемешивания в метантенках, преимущества и недостатки в процессе их работы, особенности эксплуатации и конструкции. Рассмотрены требования, предъявляемые к механическим мешалкам. Традиционная техника для смешивания, в первую очередь, высокооборотные пропеллерные погруженные мешалки, были заимствованы из техники для работы с навозом, которую приспособили для биогазовой технологии. Из-за роста использования возобновляемого сырья, применяются субстраты с высоким содержанием сухого вещества, которые негативно влияют на текучие свойства субстратов, поэтому необходимо уменьшать количество оборотов лопастей. Поскольку при этом перемешивание будет проходить недостаточно хорошо, то необходимо повышать диаметр лопастей мешалки или их количество. Гидравлическое перемешивание имеет то преимущество, что необходимые для перемешивания механические блоки расположены за пределами реактора и вследствие этого износ их незначителен, а техническое обслуживание менее затратное. Использование гидравлических и пневматических систем ограничивается лишь субстратами небольшой вязкости с незначительной склонностью к образованию пены, плавающей корки и осадочных отложений. EN: The paper analyzes the existing methods and means for mixing the substrate in the digesters of biogas plants (BSU). In the latter, it is necessary to use highquality mixers, since they maintain the homogeneity of the substrate, evenly distribute biomass and heat, and prevent the formation of bottom sediments and a floating layer. The necessary mixing intervals are determined individually for each biogas plant by sampling. After starting, it is better to mix somewhat more often than in normal mode and slow down after it is already possible to distinguish the formation of a floating crust. Bacteria grow in colonies and form lumps. Quick mixing breaks them up and prevents bacteria from developing, their slow work is optimal. Therefore, we substantiated the use of various mixing methods in digesters, advantages and disadvantages in the process of their operation, operation and construction features. The requirements for mechanical mixers are considered. The traditional mixing technique, first of all, highspeed propeller submersible mixers, was borrowed from the technique for working with manure, which was adapted for biogas technology. Due to the increase in the use of renewable raw materials, substrates with a high dry matter content are used, which negatively affect the flowing properties of the substrates, therefore it is necessary to reduce the number of revolutions of the blades. Since in this case the mixing will not proceed well enough, it is necessary to increase the diameter of the agitator blades or their number. Hydraulic mixing has the advantage that the mechanical blocks necessary for mixing are located outside the reactor and, as a result, their wear is negligible and maintenance is less expensive. The use of hydraulic and pneumatic systems is limited only by substrates of low viscosity with a slight tendency to foam, floating crust and sediment.