專利名稱：：用于處理有機(jī)廢物的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的實(shí)施例涉及有機(jī)廢物(例如，廢水和污泥)的處理。更具體地，本發(fā)明涉及一種維護(hù)適于從流體中去除有機(jī)廢物的生物質(zhì)(biomass)以及適于使用此方法的處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：包括在未經(jīng)處理的廢水(即，污水)、來(lái)自污水處理設(shè)備的污泥、農(nóng)田廢物、有機(jī)工業(yè)廢物、瀝出物等中所發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)的有機(jī)廢物是水污染的本質(zhì)原因。因此，來(lái)自這些和其它來(lái)源的有機(jī)廢物理想地是在釋放到環(huán)境中之前進(jìn)行處理，以便減少或消除存在的對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)化合物。有機(jī)廢物包括各種有機(jī)成分，包括但不局限于纖維素、半纖維素、木質(zhì)素(培養(yǎng)基)、諸如淀粉和甲殼質(zhì)的多糖、蛋白質(zhì)、諸如甘油三酯和磷脂的類脂類、殺蟲劑、殺菌劑、聚合物、石油廢物及其它長(zhǎng)鏈或復(fù)雜的烴?？梢蕴幚碛袡C(jī)廢物的一種方式是通過(guò)各種微生物的消化或代謝(g卩，分解)將有機(jī)分子分解成簡(jiǎn)單、無(wú)毒或環(huán)保的組成部分。具有已經(jīng)得到認(rèn)可的能分解有機(jī)物質(zhì)的能力的微生物包括但不局限于細(xì)菌、放線菌、酵母、藻類和原生動(dòng)物。通常，有機(jī)物質(zhì)通過(guò)微生物釋放的酶的作用被分解成簡(jiǎn)單的組成部分。在此過(guò)程期間，有機(jī)物質(zhì)的一些含碳物質(zhì)在新的微生物組織的形成中被消耗。此外，一些含碳物質(zhì)可能會(huì)在二氧化碳(C02)和甲烷(CH4)氣體的產(chǎn)生中被消耗，隨后可以都釋放到環(huán)境中，用于能源生產(chǎn)的目的等的燃燒和燒掉。依此方式，有機(jī)廢物可能會(huì)分解成接著結(jié)合到微生物的正在生長(zhǎng)的生物質(zhì)中或作為氣體釋放的較小的無(wú)毒分子。例如，與公共處理設(shè)施(POTW)—樣，工業(yè)廢物管理過(guò)程通常使用微生物(特別是細(xì)菌)來(lái)分解有機(jī)廢物。在此說(shuō)明的公知設(shè)備、方法以及裝置的問(wèn)題和缺點(diǎn)的目的不是限制本發(fā)明以排除這些公知的事實(shí)。反之，本發(fā)明的實(shí)施例的可以包括一個(gè)或多個(gè)公知的設(shè)備、方法和裝置，而沒(méi)有在此提及的缺點(diǎn)和問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容目前所需要的是改進(jìn)維護(hù)用于消化、代謝或處理有機(jī)廢物的生物質(zhì)的方法。還需要改進(jìn)用于纖維素和半纖維素的消化的廢物處理過(guò)程。此外，需要一種可防止或減少生物質(zhì)從生物反應(yīng)器脫落(sloughing)的可能性的方法。本發(fā)明的實(shí)施例解決了一些或所有這些需求以及其它的需求。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種維護(hù)設(shè)置在生物反應(yīng)器容器中的基質(zhì)上的生物質(zhì)的方法。反應(yīng)器容器具有與廢物處理系統(tǒng)流體連通的入口和出口，由此使流入的流體可以選擇性地通過(guò)入口被引入到生物反應(yīng)器容器中，用于從該生物反應(yīng)器容器中去除廢物。這樣就產(chǎn)生了可以通過(guò)出口返回到廢物處理系統(tǒng)的流出流體。所述方法包括步驟通過(guò)生物反應(yīng)器容器處理一定量的流入流體，以產(chǎn)生一定量的流出流體，并通過(guò)出口從生物反應(yīng)器容器去除流出流體。所述方法進(jìn)一步包括步驟將生物反應(yīng)器容器與廢物處理系統(tǒng)隔離，并在生物反應(yīng)器容器中建立一組干循環(huán)條件。干循環(huán)條件選擇為影響至少一部分生物質(zhì)內(nèi)的內(nèi)生性生長(zhǎng)，由此可以定制至少一部分生物質(zhì)的平均壽命。所述方法還包括恢復(fù)生物反應(yīng)器容器到廢物處理系統(tǒng)的連接。本實(shí)施例的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從在此提供的說(shuō)明清晰地體現(xiàn)。圖1是顯示在不同生長(zhǎng)階段的典型生物質(zhì)的時(shí)間(x-軸)相對(duì)于微生物(y-軸)的數(shù)量的對(duì)數(shù)的簡(jiǎn)圖；圖2是可結(jié)合本發(fā)明的方法和系統(tǒng)使用的生物反應(yīng)器的示意圖；圖3是圖2的生物反應(yīng)器的操作的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的廢物處理系統(tǒng)的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的廢物處理系統(tǒng)的示意圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的廢物處理系統(tǒng)的流程圖。具體實(shí)施方式以下說(shuō)明的目的是為了通過(guò)提供涉及消化、代謝或處理有機(jī)廢物的多個(gè)具體實(shí)施例和具體內(nèi)容傳達(dá)對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施例的透徹的理解。然而，應(yīng)該理解，本發(fā)明并不局限于這些具體實(shí)施例和具體內(nèi)容，其目的只是為了示例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員進(jìn)一步應(yīng)該理解，根據(jù)公知的系統(tǒng)和方法將會(huì)理解本發(fā)明用于在任何數(shù)量的可供選擇的實(shí)施例中的預(yù)期的目的和利益。有機(jī)廢物可以通過(guò)微生物的作用代謝或分解成組成部分，微生物使用通過(guò)代謝釋出的化合物作為培養(yǎng)基。公認(rèn)微生物(例如，細(xì)菌、放線菌、酵母、藻類以及原生動(dòng)物)能夠使有機(jī)廢物中可能發(fā)現(xiàn)的纖維素、半纖維素、培養(yǎng)基、諸如淀粉和甲殼質(zhì)的多糖、蛋白質(zhì)、諸如甘油三酯和磷脂的脂類、殺蟲劑、殺菌劑、聚合物、石油廢物以及其它長(zhǎng)鏈或復(fù)雜的烴進(jìn)行代謝。因此，提供了其中適當(dāng)?shù)奈⑸锟梢宰聣焉L(zhǎng)的環(huán)境，并將有機(jī)廢物引入該環(huán)境，可以用于加工或處理有機(jī)廢物。優(yōu)選地，通過(guò)微生物代謝有機(jī)廢物的結(jié)果為更簡(jiǎn)單且環(huán)保的有機(jī)化合物、水或諸如二氧化碳(C02)和甲烷(CH4)的氣體、以及能量。生物反應(yīng)器可以用來(lái)影響微生物對(duì)有機(jī)廢物的代謝。有機(jī)廢物和其它培養(yǎng)基(g卩，水和氧)可以被引入到反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)的微生物使有機(jī)廢物代謝，有效地加工或處理有機(jī)廢物。設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)的生物培養(yǎng)基用于提供用于微生物的基質(zhì)，以粘附到并形成微生物繁殖可能需要的生物膜以及其它結(jié)構(gòu)?？偟膩?lái)說(shuō)，微生物可稱為反應(yīng)器的"生物質(zhì)"圖1顯示了一種經(jīng)歷了多階段生長(zhǎng)周期的典型生物質(zhì)。生長(zhǎng)周期包括遲滯階段10、對(duì)數(shù)生長(zhǎng)(對(duì)數(shù)(log))階段11、穩(wěn)定或固定階段12以及衰退階段13。在遲滯階段中，生物質(zhì)本身建立在其環(huán)境中并設(shè)法形成生物膜和允許生物質(zhì)有機(jī)化和繁殖的其它結(jié)構(gòu)。在對(duì)數(shù)階段，當(dāng)包含生物質(zhì)的微生物從該微生物的環(huán)境吸收物質(zhì)(例如，生物質(zhì)周圍的流體中的有機(jī)廢物、氧、氮、磷、鉀以及硫)以生長(zhǎng)和繁殖時(shí)，觀測(cè)到生物質(zhì)的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)。在穩(wěn)定或固定階段，生物質(zhì)達(dá)到由環(huán)境壓力(例如，其上固定生物質(zhì)的基質(zhì)的表面積以及環(huán)境中的可代謝化合物的量)限制的最大數(shù)量或大小。在衰退階段，生物質(zhì)在數(shù)量上開始減少。盡管不希望對(duì)其限制，但認(rèn)為對(duì)包含生物質(zhì)的微生物和生物膜持續(xù)的破壞，最終降低了生物質(zhì)從其環(huán)境中吸收養(yǎng)分的能力，導(dǎo)致在衰退階段中觀測(cè)到的生物質(zhì)的退化。具體地，在細(xì)菌生物質(zhì)的情況下，已經(jīng)觀測(cè)到隨著時(shí)間的推移對(duì)細(xì)菌的膜的損害降低了該生物質(zhì)從環(huán)境吸收養(yǎng)分的能力，從而導(dǎo)致生物質(zhì)的衰退。由于生物質(zhì)衰退時(shí)的消化力的下降，圖1中所示的生命周期在傳統(tǒng)的生物反應(yīng)器中趨向于造成廢物處理性能的下降。另外，前述的生物反應(yīng)器中的生物質(zhì)趨向于表現(xiàn)出脫落性能。"脫落"是指微生物脫離生物質(zhì)以在其它地方搜尋出更有利的用于生長(zhǎng)和繁殖的條件。通常，總是可以出現(xiàn)一定程度的脫落。然而，當(dāng)生物質(zhì)對(duì)于其環(huán)境來(lái)說(shuō)在數(shù)量上變得太大(即，環(huán)境資源不足以支持生物質(zhì))時(shí)，當(dāng)流體流過(guò)通過(guò)反應(yīng)器的速度變得大到使得該流體使生物質(zhì)脫離其基質(zhì)時(shí)，或者當(dāng)過(guò)高比例的生物質(zhì)為死亡的微生物(如典型地在衰退階段期間)時(shí)，則可能會(huì)出現(xiàn)大量的生物質(zhì)脫離其基質(zhì)的"脫落現(xiàn)象"。脫落現(xiàn)象可能將大的微生物凝結(jié)物引入到反應(yīng)器以及鄰接的加工單元中。產(chǎn)生的微生物塊可能堵塞過(guò)濾器、泵以及其它加工單元。另外，包含脫落物質(zhì)的流出物可能在對(duì)于系統(tǒng)的流出物的可接受的控制參數(shù)的范圍之外。因此，一般認(rèn)為不希望出現(xiàn)脫落現(xiàn)象并避免該脫落現(xiàn)象。一種不太有效的辦法是接受所述脫落作為系統(tǒng)的特征，并從系統(tǒng)定期去除細(xì)菌污泥。先前基于微生物的反應(yīng)器處理有機(jī)廢物的另一個(gè)缺點(diǎn)在于，經(jīng)常很難實(shí)現(xiàn)纖維素及半纖維素的代謝。纖維素及半纖維素通常都不能通過(guò)微生物的細(xì)胞壁或膜直接吸收。因此，這些化合物首先可能需要在微生物的外部部分代謝或水解，以便提供微生物需要的能量和分子結(jié)構(gòu)。例如，在纖維素的情況下，需要三酶混合物(tripleenzymecocktail)將纖維素降低為單糖，然后所述單糖能夠穿過(guò)微生物的細(xì)胞壁或膜。因?yàn)樵谟袡C(jī)廢物中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)更容易消化的化合物，所以相對(duì)于更難代謝的纖維素和半纖維素，微生物可能更偏向于其它化合物的代謝。因此，典型的處理加工可能對(duì)處理有機(jī)廢物(特別是廢水(即，污水)和污泥)中所發(fā)現(xiàn)的纖維素和半纖維素?zé)o效。對(duì)有機(jī)廢物基于微生物的反應(yīng)器的處理的進(jìn)一步的缺點(diǎn)在于，作為養(yǎng)分結(jié)合到微生物中的磷、氮、鉀和硫最終變?yōu)樽鳛榧庸さ母碑a(chǎn)物的污泥中的廢物。這就增加了污泥的體積，從而增加了處理成本。因此，需要降低存在于污泥中的養(yǎng)分量。本發(fā)明的實(shí)施例提供用于有效處理廢物而不具有必須從系統(tǒng)周期性地去除的殘余污泥的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)還提供纖維素和半纖維素及其它有機(jī)物質(zhì)的有效消化。通過(guò)使用高效的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)以及通過(guò)保持反應(yīng)器的生物質(zhì)的效力的方法保持這些系統(tǒng)的效率。通過(guò)控制和保持生物質(zhì)，本發(fā)明的實(shí)施例可以降低或消除關(guān)于在反應(yīng)器中使用生物質(zhì)進(jìn)行代謝、處理或加工有機(jī)廢物的問(wèn)題和缺點(diǎn)。例如，所述方法可以用于將穩(wěn)定或衰退階段的生物質(zhì)返回到所需的對(duì)數(shù)階段。所述方法還降低了生物質(zhì)經(jīng)歷脫落情況的傾向。此外，所述方法增強(qiáng)了生物質(zhì)代謝纖維素和半纖維素的能力。圖2和圖3顯示了可用于本發(fā)明的實(shí)施例中或與本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)合的反應(yīng)器100。反應(yīng)器100包括具有流體入口150和出口160的容器110。容器110可以具有設(shè)置在該容器中的一系列包括用于支撐微生物生物質(zhì)的物質(zhì)的組織層。在圖2和圖3顯示的說(shuō)明性實(shí)施例中，第一生物質(zhì)基質(zhì)層120由第二基質(zhì)層130支撐，第二基質(zhì)層130繼而由基層140支撐。容器110和基質(zhì)層可以構(gòu)成為在容器110的頂部處在第一基質(zhì)層的上方留出空間152?；|(zhì)層和基層構(gòu)成為使廢物流體156通過(guò)每個(gè)組織層被重力向下拉。在典型的布置中，基層140由瓷磚石(tilerock)或相似的材料形成。第一和第二基質(zhì)層120、130由選擇具有提供微生物的附著和生長(zhǎng)的培養(yǎng)基的能力的材料形成。典型的材料可以包括尺寸形成為且構(gòu)造為建立特定的表面積和微生物密度的培養(yǎng)基球。應(yīng)該理解，在一些實(shí)施例中，反應(yīng)器100可以只具有單個(gè)基質(zhì)層或可以有兩個(gè)以上的基質(zhì)層。在具有多層的反應(yīng)器中，第一基質(zhì)層120可以包括第一物質(zhì)和/或培養(yǎng)基結(jié)構(gòu)，而第二基質(zhì)層130包括第二物質(zhì)和/或培養(yǎng)基。這就允許定制用于特定廢物組成的消化的反應(yīng)器100。同樣地，每層的深度可能不同。在說(shuō)明的實(shí)施例中，反應(yīng)器100可以具有3000加侖的容器100，所述容器具有設(shè)置在該容器中的包括四分之三英寸直徑的培養(yǎng)基球的第一基質(zhì)層120、包括細(xì)礫的第二基質(zhì)層和包括瓷磚石的基層。第一基質(zhì)層可以形成有2.5英尺的深度，第二基質(zhì)層可以形成有6.0英尺的深度，基層可以形成有6.0英尺的深度。雖然不希望對(duì)其進(jìn)行限制，但認(rèn)為將基質(zhì)層的培養(yǎng)基布置成減小從容器的頂部向下的尺寸可以具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)可能的優(yōu)點(diǎn)是減小基質(zhì)的尺寸并提供增大的可以吸收生物質(zhì)和有機(jī)廢物的表面積。因此，容器中的基質(zhì)的減小的尺寸可以提供增大的微生物代謝有機(jī)廢物的機(jī)會(huì)。另外，認(rèn)為不同尺寸的基質(zhì)可能會(huì)導(dǎo)致橫過(guò)基質(zhì)表面的液體的不同速度，從而還可能影響微生物代謝液體中的有機(jī)廢物的能力。在操作中，廢物通過(guò)入口150被引入到容器110中，并向下通過(guò)組織層。流出物質(zhì)通過(guò)流體出口160排出。反應(yīng)器IOO可以用在連續(xù)流或脈沖流動(dòng)過(guò)程中，或者可以用在使廢物連續(xù)重復(fù)循環(huán)通過(guò)反應(yīng)器100的分批處理中。如以下更詳細(xì)地討論，反應(yīng)器100也可以與其它反應(yīng)器串聯(lián)或并聯(lián)使用。用在反應(yīng)器100中的基質(zhì)材料可以包括提供用于反應(yīng)器生物質(zhì)生長(zhǎng)的基質(zhì)的任何適用的生物培養(yǎng)基。示例的基質(zhì)材料包括但不局限于熔巖石；瓷珠；由得克薩斯州休斯頓的JaegerProducts,Inc.生產(chǎn)的塑料JaegerTri-Packs;等等。其它的材料可以包括石英巖、以及干凈、尖銳且由分級(jí)錘碾磨的玻璃(包括回收的玻璃)?；|(zhì)材料可以選擇為提供使包括生物質(zhì)的微生物可以吸收氧和有機(jī)廢物并與氧和有機(jī)廢物相互作用的大的表面積。這樣就使對(duì)于要處理的流入物的給定速率(即，為更有效)所需的反應(yīng)器的尺寸降低，從而減小工廠的規(guī)模，并從而降低了資本成本。反應(yīng)器IOO及其操作可以適于增加氧的有效性，因此增強(qiáng)生物質(zhì)的消化效率。可以實(shí)現(xiàn)的一種新型的方式是控制反應(yīng)器中的液面，使得容器i00的頂部處保持空氣空間。這就保證了流入的廢物在遇到設(shè)置在其中的第一基質(zhì)層120和微生物之前通過(guò)空氣空間。由于入口150和第一基質(zhì)層120之間的間隙，流入物噴濺到基質(zhì)上，從而導(dǎo)致氧被添加到流入物中。在一些實(shí)施例中，此曝氣效果可以通過(guò)使用構(gòu)成為以一系列如圖3中所示噴濺到基質(zhì)上的射流154噴設(shè)流入物的噴嘴151增加。如果需要，額外的空氣可以利用例如鼓風(fēng)機(jī)添加到容器110，以進(jìn)一步曝氣廢物液體?；|(zhì)延伸進(jìn)空氣空間，因此將所述培養(yǎng)基基質(zhì)暴露給空氣空間中的氧。培養(yǎng)基的暴露也可以增強(qiáng)上述噴濺的曝氣效果。改善的曝氣和氧的分布也可以通過(guò)增加流過(guò)基質(zhì)層的廢物流內(nèi)的紊流實(shí)現(xiàn)。一種方法是可以通過(guò)將基質(zhì)層布置為使得第一基質(zhì)層120包括大于第二基質(zhì)層130的大直徑培養(yǎng)基實(shí)現(xiàn)。這在所述廢物流更快速地流過(guò)頂部培養(yǎng)基(具有較大的空隙空間)時(shí)在流入物中產(chǎn)生一定程度的紊流，并且當(dāng)所述廢物流通過(guò)較小的培養(yǎng)基時(shí)顯示出來(lái)。流入物的曝氣提高了反應(yīng)器代謝有機(jī)廢物的能力。曝氣噴嘴和在流動(dòng)中產(chǎn)生紊流的其它潛在優(yōu)點(diǎn)在于，可以有助于防止堵塞并延遲脫落情況。在容器頂部處的開口空氣空間的進(jìn)一步潛在優(yōu)點(diǎn)在于，所述空氣空間提供了用于二氧化碳的路徑，二氧化碳通過(guò)發(fā)生在容器中的代謝反應(yīng)產(chǎn)生以逸出。曝氣還可以通過(guò)將空氣吹入到容器110的下部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)。這用于增加系統(tǒng)的氧，還用于"發(fā)泡"容器的底部處的流出物。此發(fā)泡作用可以有助于分解容器底部處的微生物堆，從而可以另外破碎阻塞或塞住容器或系統(tǒng)中的其它加工單元的大塊。如圖2和圖3所示，空氣172可以利用發(fā)泡歧管170或其它相似的機(jī)構(gòu)選擇性地被引入到容器110的底部。發(fā)泡可以以周期間隔起作用或在加工參數(shù)滿足特定的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)起作用。這些標(biāo)準(zhǔn)以及持續(xù)時(shí)間和施加的空氣量將為廢物和容器的特征的函數(shù)。反應(yīng)器100還可以包括用于水脈沖調(diào)制的結(jié)構(gòu)。在水脈沖調(diào)制中，與空氣發(fā)泡相似，容器的流出物、清水或其它液體的脈沖在容器底部或接近容器底部引入到容器。水脈沖調(diào)制可以用于破碎容器中的無(wú)機(jī)沉淀物堆。與空氣發(fā)泡一樣，水脈沖調(diào)制可以以周期間隔實(shí)現(xiàn)，或當(dāng)加工參數(shù)指示應(yīng)該實(shí)現(xiàn)脈沖時(shí)實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)器100可以構(gòu)成為使廢物流中的有機(jī)物質(zhì)的消化效率最高。該消化效率可以通過(guò)反應(yīng)器的生物質(zhì)的操作控制以及保持進(jìn)一步增強(qiáng)。如上所述，生物反應(yīng)器的性能為生物質(zhì)壽命周期的函數(shù)。當(dāng)生物質(zhì)處于其對(duì)數(shù)階段時(shí)，因?yàn)樵谠撾A段期間生物質(zhì)消化或代謝有機(jī)廢物的能力最高，所以系統(tǒng)性能將處于其頂峰。因?yàn)樵趯?duì)數(shù)階段期間生物質(zhì)在數(shù)量上為對(duì)數(shù)增加，所以大量的有機(jī)廢物由生物質(zhì)分解，以提供微生物繁殖需要的能量和分子構(gòu)件(molecularbuildingblock)。當(dāng)生物質(zhì)達(dá)到穩(wěn)定水平并開始衰退時(shí)，有機(jī)物質(zhì)的代謝性能下降。因此，可以看出，如果在操作期間生物質(zhì)可以保持在對(duì)數(shù)階段，則將改進(jìn)反應(yīng)器的性能。在本發(fā)明的方法中，這通過(guò)周期性地從系統(tǒng)的廢物處理過(guò)程中去除反應(yīng)器并對(duì)生物質(zhì)施加特定的條件實(shí)現(xiàn)。這包括去除所有的流入廢物和來(lái)自反應(yīng)器容器的所有液體。雖然可能存在殘余的廢物，但只有允許保留在容器中的實(shí)質(zhì)有機(jī)物質(zhì)為生物質(zhì)本身的有機(jī)物質(zhì)。如以下更詳細(xì)地討論，施加的條件(在此稱為"干循環(huán)"條件)迫使生物質(zhì)自身以消化衰退或死亡的有機(jī)物的有機(jī)物質(zhì)的較年輕的、更充滿活力的有機(jī)物為食。在特定的最佳的干循環(huán)期間后，生物質(zhì)離開只在生命周期中的早期階段保留有機(jī)物的條件。因此，當(dāng)液體和廢物一旦再次引入到反應(yīng)器中時(shí)，生物質(zhì)將經(jīng)歷對(duì)數(shù)生長(zhǎng)，且反應(yīng)器將以更高的效率操作。下面將更詳細(xì)地說(shuō)明干循環(huán)。為了開始千循環(huán)，從反應(yīng)器中排出包含有機(jī)廢物的流體?？諝馔ㄟ^(guò)例如鼓風(fēng)機(jī)引入到反應(yīng)器，以便使生物質(zhì)曝氣并通過(guò)保持氧的高可用性將曝氣代謝狀態(tài)保存到可能的程度。然而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，一些缺氧狀態(tài)在干循環(huán)期間可以存在于部分生物質(zhì)中。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，這也是濕循環(huán)期間的情況。因?yàn)榘袡C(jī)廢物的流體在干循環(huán)期間被從反應(yīng)器中去除，所以適用于生物質(zhì)的養(yǎng)分量(例如，有機(jī)廢物)極大地降低。相信這將導(dǎo)致包括生物質(zhì)的微生物的代謝速率降低并導(dǎo)致所述微生物的死亡率增加。因?yàn)橥砥?即，穩(wěn)定和衰退階段)的微生物比對(duì)數(shù)階段的微生物活性差，所以對(duì)生物質(zhì)的環(huán)境壓力將優(yōu)選導(dǎo)致晚期的微生物的消除。通過(guò)從生物質(zhì)去除晚期的微生物，諸如基質(zhì)表面積的資源不會(huì)對(duì)較年輕的且更健壯的微生物形成約束。還會(huì)想到養(yǎng)分的去除將開始生物質(zhì)內(nèi)的內(nèi)生性生長(zhǎng)周期。換言之，對(duì)于降低的可獲得的養(yǎng)分量，養(yǎng)分的不足將使生物質(zhì)的微生物在其之間競(jìng)爭(zhēng)。此外，隨著年老、活力差的微生物死亡，該微生物通過(guò)細(xì)胞溶解將給剩余的微生物提供食物。"細(xì)胞溶解(lysis)"指細(xì)胞或微生物(例如，細(xì)菌)的溶解。在經(jīng)過(guò)干循環(huán)的生物質(zhì)中，細(xì)胞溶解使來(lái)自死微生物的養(yǎng)分?jǐn)U散出去以將營(yíng)養(yǎng)提供給生物質(zhì)中的其它微生物。此內(nèi)生過(guò)程的結(jié)果是質(zhì)量的凈下降。此外，保留在生物質(zhì)中的有機(jī)物的平均壽命極大地降低。由于從死有機(jī)物接收到養(yǎng)分，所以這些剩余有機(jī)物保持健康，并且當(dāng)沉浸到富含養(yǎng)分的環(huán)境中時(shí)將準(zhǔn)備進(jìn)入到對(duì)數(shù)階段。因此，可以看出干循環(huán)的條件和持續(xù)時(shí)間可以定制以確定生物質(zhì)的微生物的平均壽命和/或建立特定的生物質(zhì)質(zhì)量。干循環(huán)期間的條件也可以定制為促進(jìn)特定類型的微生物的傳播。例如，為了促進(jìn)擅長(zhǎng)于代謝纖維素和半纖維素的嗜熱微生物的傳播，可能需要在干循環(huán)期間增加生物質(zhì)的溫度。這可以通過(guò)從外部來(lái)源引入熱量和/或通過(guò)利用在有機(jī)廢物代謝期間釋放的內(nèi)部熱量來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，在廢物處理期間，生物質(zhì)的溫度可以保持在適合于中溫微生物的繁殖的水平(大約15"C到大約45'C，而更優(yōu)選從大約25'C到大約35"C)，在干循環(huán)期間，生物質(zhì)的溫度可以保持在適合于嗜熱微生物的水平，或從大約45'C到大約65'C。優(yōu)選地，干循環(huán)期間的生物質(zhì)的溫度至少在大約40°C，以便促進(jìn)嗜熱微生物的繁殖。干循環(huán)條件還可以定制為消除或減少不希望有的有機(jī)物的存在。例如，可以設(shè)定溫度水平以控制特定的厭氧性細(xì)菌或兼性細(xì)菌。如上所述，對(duì)數(shù)階段的生物質(zhì)將成指數(shù)繁殖。因此，降低生物質(zhì)中的晚期微生物的數(shù)量用于通過(guò)促進(jìn)對(duì)數(shù)階段微生物的相對(duì)數(shù)量的增加使生物質(zhì)恢復(fù)活力或獲得新生。當(dāng)液體廢物流被重新引入(即，開始"濕循環(huán)")時(shí)，生物質(zhì)快速繁殖，提供了健壯的微生物以代謝廢物流中的有機(jī)物。因此，可以看出當(dāng)所述生物質(zhì)返回到其廢物質(zhì)處理模式時(shí)，具有經(jīng)過(guò)干循環(huán)的生物質(zhì)的反應(yīng)器將以峰值效率操作以代謝廢物。此外，干循環(huán)后的生物質(zhì)可能特別適合于特定物質(zhì)(例如，纖維素和半纖維素)的代謝。如上所述，先前的反應(yīng)器系統(tǒng)總體上不能有效地代謝纖維素和半纖維素。然而，通過(guò)本發(fā)明的干循環(huán)處理方法對(duì)生物質(zhì)的維護(hù)已經(jīng)提供給反應(yīng)器分解和消化纖維素和半纖維素的能力。這特別顯著地在這些實(shí)質(zhì)上是兩個(gè)最充足的有機(jī)化合物的情況下給出。事實(shí)上，纖維素可以在典型的污水源中建立達(dá)到20%的有機(jī)物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在廢物處理期間，干循環(huán)的使用提供了有效代謝纖維素和半纖維素的生物質(zhì)。還假設(shè)在生物質(zhì)本身的干循環(huán)期間，生物質(zhì)的較年輕的微生物可以代替其另外更喜歡的其它養(yǎng)分而代謝可獲得的死微生物的纖維素和半纖維素。具體地，會(huì)想到纖維素和半纖維素可以通過(guò)從垂死或死亡的微生物的細(xì)胞溶解獲得，例如，在脫落情況期間己經(jīng)從上游處理單元或反應(yīng)器被移出的微生物。此外，相信在干循環(huán)期間，由于空氣被引入到反應(yīng)器中所造成的生物質(zhì)經(jīng)歷的高度需氧狀態(tài)，可以促進(jìn)在代謝纖維素和半纖維素上更有效的那些特定的微生物的生長(zhǎng)。例如，細(xì)菌類的桿菌、纖維單胞菌、梭菌(Clostridum)、棒狀桿菌、嗜纖維菌(Cytophaga)、多囊菌、假單胞菌、生孢嗜纖維菌(sporocytophaga)和弧菌都認(rèn)為有能力代謝纖維素。放射菌類的小單孢菌(Micromonospora)、諾卡氏菌(Nocardia)、鏈霉菌以及鏈孢囊菌(Streptosporangium)也被認(rèn)為有能力代謝纖維素。對(duì)于半纖維素，細(xì)菌類的桿菌、噬纖維菌、歐文氏菌(Erwinia)、假單胞菌以及鏈霉菌認(rèn)為有能力代謝該化合物。因此，不需要局限于此，相信在干循環(huán)期間生物質(zhì)經(jīng)歷的環(huán)境狀態(tài)可能更有利于這些微生物的傳播，因此能處理存在于生物質(zhì)本身中或廢物中的纖維素和半纖維素的代謝。還相信為了代謝纖維素和半纖維素由微生物釋放的酶在反應(yīng)器在干循環(huán)后返回到濕循環(huán)時(shí)，在整個(gè)處理系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)。因此，可以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的纖維素和半纖維素的代謝。使用干循環(huán)維護(hù)方法的另一個(gè)可能的優(yōu)點(diǎn)在于，諸如氮、硫、磷和鉀的無(wú)機(jī)元素可以釋放到反應(yīng)器的流出流中，而不是被輸送到污泥副產(chǎn)物中。在干循環(huán)方法中，這些元素可以通過(guò)在干循環(huán)期間干燥生物質(zhì)中的微生物釋放。當(dāng)流體接著被重新引入到反應(yīng)器中時(shí)，這些礦物質(zhì)在礦化狀態(tài)下被清洗出反應(yīng)器。這將有效地降低或消除反應(yīng)器中剩余的污泥。如果需要，下游的處理可以用于降低流出物中的礦物質(zhì)元素的水平。干循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可以依賴于生物質(zhì)的特征和組成。可以設(shè)定為獲得在消化特定廢物中的生物質(zhì)的最大效率。在一些情況下，干循環(huán)的持續(xù)時(shí)間可以為特定的反應(yīng)器的效率和多反應(yīng)器系統(tǒng)的總效率之間的權(quán)衡量。例如，可能對(duì)于將需要用于反應(yīng)器達(dá)到其自身的峰值效率的時(shí)間長(zhǎng)度不需要從系統(tǒng)中去除反應(yīng)器。在三個(gè)和四個(gè)反應(yīng)器的處理系統(tǒng)中，典型的干循環(huán)持續(xù)時(shí)間可以在4.0-6.0小時(shí)的范圍內(nèi)。除了增強(qiáng)反應(yīng)器的效率外，生物質(zhì)的干循環(huán)維護(hù)還降低了脫落情況的可能性。想到這是至少部分由于在干循環(huán)期間減小了生物質(zhì)的尺寸，繼而降低了生物質(zhì)內(nèi)對(duì)于養(yǎng)分和生長(zhǎng)空間的競(jìng)爭(zhēng)。降低生物質(zhì)的尺寸保證了該生物質(zhì)保持在使流入物中的有機(jī)廢物的數(shù)量足以維持對(duì)數(shù)生長(zhǎng)的水平。這將降低生物質(zhì)中的微生物脫離支撐培養(yǎng)基以在其它地方尋求更好的條件的傾向。脫落情況的可能性還通過(guò)從生物質(zhì)中去除不太健壯的微生物而降低。因?yàn)榕c不太健壯的微生物相比，較健壯的微生物可以具有增強(qiáng)的粘附到反應(yīng)器中的基質(zhì)上的能力，從而增加了生物質(zhì)中可能導(dǎo)致生物質(zhì)整體具有增加的到基質(zhì)上的粘附性的較健壯的微生物的百分率，因此降低了遭受脫落情況的可能性。降低脫落情況的可能性還降低了反應(yīng)器和基質(zhì)由于生物質(zhì)被從基質(zhì)移除造成變得堵塞的可能性。干循環(huán)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是一部分生物質(zhì)的死亡可能另外導(dǎo)致額外的二氧化碳的釋放，所述二氧化碳也可以通過(guò)循環(huán)通過(guò)的空氣被從反應(yīng)器去除。通過(guò)促進(jìn)二氧化碳的產(chǎn)生和去除，減少了系統(tǒng)中的含碳物質(zhì)的總量。可以看出，適當(dāng)定時(shí)的干循環(huán)維護(hù)周期可以用于保持反應(yīng)器在最佳的平均效率。為了使?jié)裱h(huán)的持續(xù)時(shí)間(即，廢物質(zhì)處理時(shí)間)最大化，可能需要干循環(huán)的開始時(shí)間與生物質(zhì)到達(dá)穩(wěn)定或衰退階段的時(shí)間一致。然后，通過(guò)將反應(yīng)器返回到生物質(zhì)(平均)在對(duì)數(shù)階段開始時(shí)的操作，可以使有效的濕循環(huán)的整個(gè)持續(xù)時(shí)間最大化。這樣可以通過(guò)使快速生長(zhǎng)的對(duì)數(shù)階段中生物質(zhì)耗費(fèi)的時(shí)間最大化使有機(jī)廢物的消化最大化。因?yàn)樗龇椒梢杂糜谑箍焖偕L(zhǎng)的對(duì)數(shù)階段中生物質(zhì)所耗費(fèi)的時(shí)間周期最大化，所以所述方法可以增加反應(yīng)器和任意系統(tǒng)以及安裝在該系統(tǒng)中的子系統(tǒng)的效率?？梢员O(jiān)測(cè)各種過(guò)程狀態(tài)，以便確定干循環(huán)應(yīng)該在規(guī)定的加工單元或反應(yīng)器上執(zhí)行的時(shí)間。例如，干循環(huán)可以在生物質(zhì)已經(jīng)達(dá)到特定數(shù)量、體積或尺寸時(shí)執(zhí)行。這是理想的，因?yàn)檩^大的生物質(zhì)也可以是較老的，并因此更可能在生長(zhǎng)的穩(wěn)定或衰退階段中實(shí)現(xiàn)并需要維護(hù)。另外，較大的生物質(zhì)需要更大的養(yǎng)分輸入。給定恒定的養(yǎng)分輸入，較大的生物質(zhì)更可能響應(yīng)限制其生長(zhǎng)的有限養(yǎng)分供給進(jìn)行脫落。遺憾地，通常很難以直接方式測(cè)量生物質(zhì)的數(shù)量。結(jié)果，可能需要測(cè)量間接顯示生物質(zhì)的數(shù)量的其它變量。為生物質(zhì)的數(shù)量的間接指示器的一個(gè)這種變量為反應(yīng)器的入口和出口之間的壓力差。此差值可能由生長(zhǎng)的生物質(zhì)堵塞反應(yīng)器或加工單元的傾向造成，從而導(dǎo)致從反應(yīng)器的入口到出口的增加的壓降。因此，當(dāng)壓力差超過(guò)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，可以執(zhí)行干循環(huán)。同樣地，用于循環(huán)通過(guò)反應(yīng)器或加工單元的有機(jī)廢物的泵上的負(fù)載由于反應(yīng)器或加工單元因生長(zhǎng)的生物質(zhì)而變得堵塞也增加。因此，泵上的負(fù)載可以測(cè)量作為確定應(yīng)該執(zhí)行干循環(huán)的時(shí)間的工具?？梢詼y(cè)量以間接地評(píng)估反應(yīng)器中的生物質(zhì)的量以及應(yīng)該執(zhí)行干循環(huán)的時(shí)間的另一個(gè)變量是通過(guò)反應(yīng)器的流體的體積流量。例如，當(dāng)流體的體積流量降低到特定的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，可以執(zhí)行干循環(huán)。可以測(cè)量所述過(guò)程內(nèi)的有機(jī)廢物的分解速率，以確定應(yīng)該執(zhí)行干循環(huán)的時(shí)間。隨著生物質(zhì)變老并逐漸需要維護(hù)，因?yàn)樗ダ系纳镔|(zhì)進(jìn)入到其中該生物質(zhì)不再快速生長(zhǎng)的穩(wěn)定或衰退階段，有機(jī)廢物的同化速率減緩。因此，降低的分解速率可以指示應(yīng)該執(zhí)行干循環(huán)的時(shí)間。另外，可以測(cè)量反應(yīng)器或加工單元的溫度，以便確定應(yīng)該執(zhí)行干循環(huán)的時(shí)間。熱量為有機(jī)物質(zhì)分解和代謝的副產(chǎn)物。因此，反應(yīng)器或加工單元的操作溫度的下降可以指示分解/代謝的速率己經(jīng)降低且應(yīng)該進(jìn)行干循環(huán)，以便復(fù)原和維護(hù)生物質(zhì)。另外一個(gè)可以測(cè)量的變量是反應(yīng)器或加工單元中的生物質(zhì)的體積排量。這可以特別應(yīng)用在分批加工中，其中反應(yīng)器或加工單元重復(fù)填充有有機(jī)廢物，然后處理該有機(jī)廢物并將該有機(jī)廢物從反應(yīng)器排出?？梢猿槿敕磻?yīng)器直到將該反應(yīng)器被填滿為止的有機(jī)廢物的體積可以在批次間進(jìn)行比較，較低的體積表示反應(yīng)器或加工單元內(nèi)有較大的生物質(zhì)。因此，當(dāng)可以放置在反應(yīng)器或加工單元內(nèi)的有機(jī)廢物的體積已經(jīng)達(dá)到充分低的設(shè)定點(diǎn)時(shí)，可以執(zhí)行干循環(huán)，從而可以降低反應(yīng)器或加工單元中的生物質(zhì)的數(shù)量，并導(dǎo)致與可以放置在單元內(nèi)相比有機(jī)廢物的增加。應(yīng)該理解，用于使干循環(huán)開始的一組標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)以上指示器的各種組合構(gòu)成。還應(yīng)該理解，本發(fā)明的方法不局限于具有上述結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器。本發(fā)明的干循環(huán)維護(hù)方法可以應(yīng)用到任何廢物質(zhì)處理生物反應(yīng)器。還應(yīng)該理解，干循環(huán)維護(hù)可以在多種不同的應(yīng)用中使用，所述應(yīng)用涉及通過(guò)微生物對(duì)有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物的處理，包括但不局限于對(duì)農(nóng)場(chǎng)廢物的處理、廢水的處理、污泥的處理、瀝出物的處理或裂化、有機(jī)工業(yè)廢物的處理、用于放射性核的穩(wěn)定的微生物繁殖、用于重金屬的穩(wěn)定的微生物繁殖等。在這些應(yīng)用中的任何一個(gè)中，在其它優(yōu)點(diǎn)中，干循環(huán)可以用于維護(hù)用于所述應(yīng)用的適當(dāng)?shù)纳镔|(zhì)，增加反應(yīng)器和任何系統(tǒng)以及安裝反應(yīng)器的子系統(tǒng)的效率，并降低脫落情況的可能性。本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例提供了用于廢物處理的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以適于處理污水、污泥或其它廢物。污泥為許多主要或輔助工業(yè)廢物處理設(shè)備(特別是POTW)的副產(chǎn)物。通常，污泥的形式為具有接近3%的生物固體的濃縮的濕污泥，或者為具有接近20%的生物固體的干燥結(jié)塊。在任一情況下，污泥的生物固體通常由大約80%的有機(jī)物質(zhì)和20%的無(wú)機(jī)物質(zhì)組成。在此公開的污泥處理系統(tǒng)可以應(yīng)用到為各種不同組成的濕污泥和干燥結(jié)塊污泥的處理中。當(dāng)然，干燥結(jié)塊污泥的處理需要將水加入到污泥中以提供能處理的流體。廢物處理系統(tǒng)或模塊可以包括任意數(shù)量的相互連接的反應(yīng)器。然而，在執(zhí)行本發(fā)明的干循環(huán)方法的一種方法中，這種系統(tǒng)將具有至少兩個(gè)反應(yīng)器，使得總是具有一個(gè)或多個(gè)可用于處理廢物的反應(yīng)器，同時(shí)一個(gè)或多個(gè)另外的反應(yīng)器經(jīng)歷干循環(huán)。在圖4中說(shuō)明的示例性廢物處理系統(tǒng)200中，三個(gè)反應(yīng)器210、220、230相互連接以形成3個(gè)容器的處理模塊。容器布置為使得流入的廢物流體22(例如，污泥)可以通過(guò)管路歧管240選擇性地輸送到容器。來(lái)自每個(gè)反應(yīng)器的出口的再循環(huán)管路242允許液化的廢物成分再循環(huán)通過(guò)反應(yīng)器，直到已經(jīng)執(zhí)行適當(dāng)?shù)奶幚頌橹?。例如，?duì)于污泥處理系統(tǒng)，可以處理廢物流體直到已經(jīng)代謝污泥中大約85%的有機(jī)物為止。當(dāng)液化的廢物已經(jīng)被適當(dāng)?shù)靥幚頃r(shí)，可以將流出物23從系統(tǒng)排出并重復(fù)此過(guò)程。依此方式，3個(gè)容器的結(jié)構(gòu)可以起到分批處理系統(tǒng)的作用。在可供選擇的方法中，系統(tǒng)可以以脈沖分批的方式操作，其中處理廢物直到已經(jīng)滿足適當(dāng)?shù)膮?shù)(例如，總懸浮固體(TSS))為止。然后，使少量的流出物排出系統(tǒng)，且少量的流入物被添加到系統(tǒng)。無(wú)論是以分批還是以脈沖分批的方式，三個(gè)反應(yīng)器中的任何一個(gè)或所有還可以選擇性地排出水，且該反應(yīng)器的生物質(zhì)經(jīng)過(guò)上述干循環(huán)。例如，干循環(huán)可以在處理的每個(gè)污泥分批結(jié)束時(shí)施加，或者以其它的周期間隔(例如，每日或每周)施加。在可供選擇的實(shí)施例中，可以參照干循環(huán)方法響應(yīng)在此說(shuō)明的變量(例如，泵上的載荷、體積排量、壓力差、體積流量、分解速率、反應(yīng)器/容器的溫度)進(jìn)行干循環(huán)。在利用3個(gè)容器的物質(zhì)處理系統(tǒng)200處理污泥的示例方法中，如果需要，可以首先將污泥液化，和/或稀釋直到該污泥達(dá)到低于大約10000mg/L的TSS水平。在一些實(shí)施例中，可以優(yōu)選將污泥稀釋到達(dá)到低于大約5500mg/L的水平為止。然而，應(yīng)該注意，太稀的污泥混合物可能導(dǎo)致對(duì)污泥的不必要的緩慢處理。這是因?yàn)橛袡C(jī)廢物的濃度可能不足以維持對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段中的生物質(zhì)。因此，可以優(yōu)選將污泥稀釋到低于5500mg/L但不低于大約2500mg/L的TSS。廢物流體可以作為流入物供給到系統(tǒng)，并逐次地(即，首先填充容器210、然后填充容器220、接著填充容器230)或平行地(即，同時(shí)填充到容器210、220以及230)裝載到反應(yīng)器。如果為逐次填充，則填充速率可以等于通過(guò)容器的廢物的適當(dāng)流速，使得隨著該廢物流體從一個(gè)反應(yīng)器行進(jìn)到另一個(gè)反應(yīng)器部分地處理該廢物流體。然而，如果應(yīng)用，則廢物的平行裝載可能比較理想，這是由于增加了可以裝載系統(tǒng)的速度。平行裝載的可能缺點(diǎn)是堵塞或塞住內(nèi)部包含較小基質(zhì)的反應(yīng)器的潛在性。應(yīng)該理解，在裝載和處理順序上具有許多可能的變化。例如，在一個(gè)特定的順序中，少量(例如，500-1,000加侖)的污泥可以以由操作者選擇的特定間隔抽入第一容器210?？諝饪梢栽谌萜鞯牡撞勘灰胍员３衷陧敳康母邠]發(fā)性有機(jī)物，并積極地進(jìn)行消化。可以以相同的時(shí)間間隔從第一容器210去除相同量的物質(zhì)并將該物質(zhì)引入第二容器220。在第二容器220中的物質(zhì)可以從第二容器220到第三容器230并返回到第二容器220連續(xù)循環(huán)。物質(zhì)以選擇的間隔被從第二容器220和/或第三容器230去除，且去除的物質(zhì)量等于從第一容器210新引入的物質(zhì)量。這樣就保持了甚至第一容器210中的污泥的濃度，同時(shí)從容器的底部去除了生長(zhǎng)抑制劑。還保持了第二和第三容器220、230中的較低的有機(jī)物濃度，因此使該有機(jī)物向所需的生態(tài)發(fā)展。一旦所需量的廢物已經(jīng)加入到系統(tǒng)200中，則系統(tǒng)可以關(guān)閉，且廢物再循環(huán)通過(guò)三個(gè)容器并通過(guò)容器內(nèi)的生物質(zhì)處理、代謝或消化?？刂葡掂l(xiāng)充可以監(jiān)測(cè)和控制變量，例如，pH、溫度、TSS以及溶解氧(DO)。在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)的pH可以保持在大約6.0到大約8.0的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在大約7.0。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，DO可以保持在高于大約2.0mg/L的水平。更優(yōu)選地，流入物的DO可以保持在從大約3.5mg/L到大約5.0mg/L的水平。在再一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在濕循環(huán)期間，系統(tǒng)的溫度可以保持在適于中溫微生物的繁殖的水平，或從大約15'C到大約45"C，更優(yōu)選從大約25"C到大約35°C。在干循環(huán)期間，系統(tǒng)的溫度可以保持在適于嗜熱微生物的繁殖的水平，或從大約45r到大約65°C。優(yōu)選地，在干循環(huán)期間，系鄉(xiāng)充的溫度為至少大約40°C，以便促進(jìn)嗜熱微生物的繁殖。在干循環(huán)期間較高的溫度是理想的，以便促進(jìn)纖維素和半纖維素的代謝?？梢员O(jiān)測(cè)和控制的其它變量是存在的氮、磷、鉀和硫。這是理想的，因?yàn)檫@些元素是微生物共同需要的養(yǎng)分。用于三個(gè)反應(yīng)器210、220、230的反應(yīng)器的內(nèi)部可以設(shè)計(jì)為提供用于生物質(zhì)的適當(dāng)基質(zhì)，以粘附到容器內(nèi)的成分，促進(jìn)曝氣，并幫助完成容器內(nèi)成分的混合。反應(yīng)器210、220、230每個(gè)都可以以與圖2和圖3的反應(yīng)器100相似的方式構(gòu)成。應(yīng)該理解，除了基層外，每個(gè)容器都可以具有一個(gè)或多個(gè)基質(zhì)層。在說(shuō)明的系統(tǒng)200中，每個(gè)容器都包括由基層支撐的單個(gè)基質(zhì)層。然而，應(yīng)該理解，容器具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以不同。例如，在特定的實(shí)施例中，所有三個(gè)容器210、220、230可以具有八英尺深的基質(zhì)層以及兩英尺深的瓷磚石的基層。然而，基質(zhì)材料可以不同。第一容器210的基質(zhì)材料可以包括3英寸直徑的培養(yǎng)基球，例如，可由得克薩斯州的休斯頓的JaegerProducts,Inc.商業(yè)購(gòu)得。然而，第二容器220的基質(zhì)層可以為1英寸、1.5英寸以及2英寸的培養(yǎng)基球的混合物，而第三容器230的基質(zhì)層為1英寸和1.5英寸的培養(yǎng)基球的混合物。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)理解，也可以使用培養(yǎng)基的基質(zhì)材料的其它組合，且也可以使用其它材料代替瓷磚石。圖5顯示了廢物處理系統(tǒng)的可供選擇的實(shí)施例。圖5的示例性廢物處理系統(tǒng)300包括四個(gè)反應(yīng)器310、320、330、340。同3個(gè)容器的結(jié)構(gòu)一樣，4個(gè)容器的結(jié)構(gòu)可以將廢物流體22(例如，污泥)通過(guò)歧管350輸送到反應(yīng)器310、320、330和340。來(lái)自每個(gè)反應(yīng)器的出口的再循環(huán)管路352使處理液體在系統(tǒng)內(nèi)再循環(huán)。一旦污泥已經(jīng)根據(jù)需要處理，則流出流體23可以從系統(tǒng)排出。依此方式，4個(gè)容器的干循環(huán)污泥處理系統(tǒng)可以以分批方式操作。系統(tǒng)還可以以如前所述用于三個(gè)容器的系統(tǒng)200的脈沖分批方式操作。4個(gè)容器的廢物系統(tǒng)300可以以幾種方式操作。在操作的一種方法中，所有的四個(gè)反應(yīng)器310、320、330、340可以同時(shí)操作，除非或直到確定反應(yīng)器310、320、330、340中的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)該從系統(tǒng)300中去除(即，與其它反應(yīng)器隔離)并經(jīng)歷干循環(huán)狀態(tài)為止。當(dāng)完成干循環(huán)時(shí)，復(fù)原的反應(yīng)器可以返回到系統(tǒng)300。用于從系統(tǒng)300去除反應(yīng)器以經(jīng)歷干循環(huán)的標(biāo)準(zhǔn)可以基于測(cè)量的反應(yīng)器狀態(tài)或基于操作時(shí)間限制。在操作廢物處理系統(tǒng)300的特定方法中，反應(yīng)器310、320、330、340中只有三個(gè)在任何給定的時(shí)間處理廢物，而隔離第四個(gè)反應(yīng)器并經(jīng)歷干循環(huán)。三個(gè)操作反應(yīng)器有效地提供可以同先前所述的3個(gè)容器的系統(tǒng)一樣以分批方式操作的三個(gè)容器的子系統(tǒng)。例如，可以處理一批污泥或其它廢物，直到TSS為大約150mg/L或其它的一些變量已經(jīng)達(dá)到所需的水平為止。三個(gè)操作反應(yīng)器可以以逐次或平行方式裝載。同時(shí)，第四反應(yīng)器經(jīng)歷干循環(huán)狀態(tài)，用于維護(hù)設(shè)置在該第四反應(yīng)器中的生物質(zhì)。這樣，在每個(gè)第四批的廢物期間，4個(gè)容器的處理系統(tǒng)300中的每個(gè)容器都可以經(jīng)歷干循環(huán)維護(hù)狀態(tài)。如果需要，廢物處理系統(tǒng)300的四個(gè)反應(yīng)器310、320、330、340可以具有與顯示在圖4中的廢物處理系統(tǒng)200的3個(gè)容器結(jié)構(gòu)中的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)相似的方式構(gòu)成的內(nèi)部。與系統(tǒng)200中一樣，四個(gè)容器的系統(tǒng)300的每個(gè)容器都可以包括由基層支撐的一個(gè)或多個(gè)基質(zhì)層。所有四個(gè)容器的結(jié)構(gòu)都可以相同，或一些或所有容器可以與其它容器不同。在圖5說(shuō)明的實(shí)施例中，首先的三個(gè)反應(yīng)器310、320、330中的每個(gè)都具有單個(gè)基質(zhì)層，而第四反應(yīng)器340具有兩個(gè)基質(zhì)層。在特定的實(shí)例系統(tǒng)中，首先的三個(gè)反應(yīng)器310、320、330中的每個(gè)都具有八英尺深的基質(zhì)層312、322、332以22及兩英尺深的瓷磚石基層314、324、334。第一反應(yīng)器310的基質(zhì)層312包括3英寸直徑的培養(yǎng)基球，而第二反應(yīng)器320的基質(zhì)層322包括1英寸、1.5英寸以及2英寸的培養(yǎng)基球的混合物，而第三容器330的基質(zhì)層332為1英寸和1.5英寸培養(yǎng)基球的混合物。第四反應(yīng)器340具有為2.5英尺深的第一(最上層)基質(zhì)層342、為3.0英尺深的第二基質(zhì)層344以及為3.0英尺深的瓷磚石基層346。第一基質(zhì)層342包括％英寸的培養(yǎng)基球，而第二基質(zhì)層344包括#67圓砂礫。參照?qǐng)D6的示意說(shuō)明，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供了在污水處理中可以特別有效的廢物處理系統(tǒng)400。系統(tǒng)400包括串聯(lián)連接的多個(gè)生物反應(yīng)器，每個(gè)反應(yīng)器表示廢物處理中的一個(gè)階段，而每個(gè)反應(yīng)器都與其前一個(gè)反應(yīng)器流體連通。在顯示的實(shí)例中，首先的三個(gè)處理階段通過(guò)使流入的廢物順序通過(guò)三個(gè)反應(yīng)器410、420、430中的每個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)。每個(gè)都具有設(shè)置在其內(nèi)的微生物生物質(zhì)的這些反應(yīng)器可以以與圖2和圖3的反應(yīng)器100相似的方式構(gòu)成，或可以具有不同的結(jié)構(gòu)。在典型的實(shí)施例中，這些反應(yīng)器中的每個(gè)都可以具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并設(shè)置有不同形式的微生物，或具有不同的基質(zhì)尺寸或結(jié)構(gòu)。處理的第四階段通過(guò)一對(duì)反應(yīng)器440A、440B中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)。所述系統(tǒng)構(gòu)成為使得在任意給定的時(shí)間，反應(yīng)器440A、440B中只有一個(gè)與用于處理來(lái)自前一個(gè)反應(yīng)器430的流出物的前一個(gè)反應(yīng)器430流體連通。該對(duì)中的另一個(gè)反應(yīng)器與系統(tǒng)隔離，使得該反應(yīng)器可以經(jīng)歷干循環(huán)狀態(tài)。反應(yīng)器440A、440B可以以與圖2和圖3的反應(yīng)器100同樣的方式構(gòu)成。每個(gè)反應(yīng)器都可以具有特定的內(nèi)部以及定制的生物質(zhì)特征，以隨著通過(guò)上游反應(yīng)器的處理來(lái)處理兩個(gè)廢物流，并處理來(lái)自那些反應(yīng)器的脫落的生物質(zhì)物質(zhì)。反應(yīng)器440A、440B的特征典型地將相同。廢物質(zhì)處理系統(tǒng)400還可以具有過(guò)濾器450。過(guò)濾器450可以為沸石過(guò)濾器或任何其它的現(xiàn)成的過(guò)濾裝置或系統(tǒng)。在操作中，包含有機(jī)廢物的流入流體的連續(xù)流順序通過(guò)反應(yīng)器410、420、430和交替對(duì)反應(yīng)器440A、440B的活性件(activemember)。交替的反應(yīng)器440A、440B可以在操作的廢物處理和干循環(huán)模式之間周期性旋轉(zhuǎn)。通過(guò)將該系列中最后的反應(yīng)器保持在峰值效率，可以很容易地管理并從廢物流中去除由來(lái)自上游反應(yīng)器410、420、430的脫落現(xiàn)象所產(chǎn)生的生物質(zhì)物質(zhì)。然后，過(guò)濾器450可以用于從交替的反應(yīng)器440A、440B捕獲流出物中的任何剩余物質(zhì)。在廢物處理系統(tǒng)400的示例實(shí)施例中，如用于廢物處理系統(tǒng)300的首先的三個(gè)反應(yīng)器310、320、330的上述示例實(shí)施例，上游反應(yīng)器410、420、430可以具有相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基質(zhì)材料。交替的反應(yīng)器440A、440B中的每個(gè)都可以具有對(duì)于圖4的廢物處理系統(tǒng)300的第四反應(yīng)器340的上述示例實(shí)施例的特征。交替的反應(yīng)器440A、440B可以以周期方式在濕循環(huán)和干循環(huán)之間旋轉(zhuǎn)，以便使該反應(yīng)器的生物質(zhì)保持在最佳生長(zhǎng)階段。在預(yù)定的間隔后可以得到從反應(yīng)器440A、440B中的一個(gè)到另一個(gè)反應(yīng)器的流的位移，或者可以根據(jù)觀測(cè)到的符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的參數(shù)得出。例如，這種標(biāo)準(zhǔn)可以試圖為流動(dòng)的變化的觀測(cè)結(jié)果或暗示脫落情況已經(jīng)在上游反應(yīng)器410、420、430中的一個(gè)中出現(xiàn)的其它參數(shù)。根據(jù)觀測(cè)到的這種情況，系統(tǒng)可以操作以移動(dòng)兩個(gè)反應(yīng)器440A、440B中的無(wú)論哪個(gè)能更好地處理脫落的物質(zhì)的反應(yīng)器。優(yōu)選地，反應(yīng)器440A、440B以使得不需要處理兩個(gè)連續(xù)的脫落情況的方式循環(huán)使用。作為周期性干循環(huán)維護(hù)的結(jié)果，希望交替的反應(yīng)器440A、440B中的脫落情況將降低到最少或消除。然而，額外的過(guò)濾器450可以構(gòu)成為篩出殘留在通過(guò)反應(yīng)器440A、440B處理后的流出流體中的任何生物質(zhì)。如同已經(jīng)參照干循環(huán)污泥處理系統(tǒng)說(shuō)明的一樣，可以控制其它控制參數(shù)，例如，應(yīng)該執(zhí)行干循環(huán)的時(shí)間、干循環(huán)持續(xù)時(shí)間、溫度、pH、DO水平、TSS等。應(yīng)該理解，諸如廢物處理系統(tǒng)400的順續(xù)系統(tǒng)不局限于特定數(shù)量的反應(yīng)器。例如，這種系統(tǒng)可以包括任何數(shù)量的上游反應(yīng)器(即，一個(gè)或多個(gè))。這種系統(tǒng)還可以在生物處理的最后階段在多于兩個(gè)的反應(yīng)器之間旋轉(zhuǎn)。采用干循環(huán)維護(hù)方法的污水處理系統(tǒng)可以以與傳統(tǒng)污水處理廠的相同的方式實(shí)現(xiàn)。例如，可以采用諸如格柵(barscreen)、砂礫去除以及沉降的準(zhǔn)備工作和均衡容器以在通過(guò)系統(tǒng)處理之前從污水流入物中去除大的培養(yǎng)基。三級(jí)過(guò)濾(例如，利用微米過(guò)濾器)、化學(xué)和超聲波消毒系統(tǒng)、均衡系統(tǒng)、硝化/反硝化系統(tǒng)、絮凝器以及澄清器也可以結(jié)合干循環(huán)系統(tǒng)使用。本發(fā)明的處理系統(tǒng)可以作為現(xiàn)有的廢水處理設(shè)備的附屬設(shè)備使用。例如，這些系統(tǒng)中的任何一個(gè)都可以作為預(yù)處理過(guò)程執(zhí)行，以便降低對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的整個(gè)有機(jī)負(fù)荷。因?yàn)樵陬A(yù)處理階段的較高生物固體濃度可以更適用于這些系統(tǒng)，所以本發(fā)明的系統(tǒng)可以特別好地適用于作為預(yù)處理過(guò)程使用。本發(fā)明的系統(tǒng)還可以用于替代或增加現(xiàn)有廢水處理設(shè)備內(nèi)的處理單元。此外，因?yàn)楦邼舛鹊纳锕腆w可以更適于本發(fā)明的高效處理系統(tǒng)中的處理，所以可能需要將所述生物固體連接到現(xiàn)有污水處理設(shè)備中的使廢物流中的生物固體聚集至流出物的至少大約0.3%的點(diǎn)。例如，根據(jù)本發(fā)明的高效率系統(tǒng)可以連接到位于遠(yuǎn)離主澄清器的現(xiàn)有污水廠的曝氣容器的底部附近。所述高效率系統(tǒng)可以構(gòu)成為去除廢物流中的大于85%的有機(jī)物質(zhì)，接著廢物流可以返回到現(xiàn)有設(shè)備以進(jìn)一步處理。如以下實(shí)例中所說(shuō)明，對(duì)于具有初始的TSS在4000mgs/L量級(jí)的流入物，TSS可以降低到低于150mgs/L。已經(jīng)獲得總懸浮固體的下降高達(dá)97%。除了基于有機(jī)廢物量的下降的優(yōu)良性能外，在此說(shuō)明的方法和系統(tǒng)還可以提供其它利益。而傳統(tǒng)的污泥和流出物處理過(guò)程很大、構(gòu)建昂貴且維修昂貴，在此說(shuō)明的系統(tǒng)可以具有相對(duì)較小的占地面積(包括大多數(shù)容器、泵以及簡(jiǎn)單的管路和控制系統(tǒng))，構(gòu)建相對(duì)便宜，且維修成本可以相對(duì)較低。在一些情況下，在此說(shuō)明的污泥和污水處理過(guò)程可以作為"成套"的工廠分布，包括可能必須構(gòu)建和操作一個(gè)系統(tǒng)的容器、管路、泵、裝設(shè)閥門、控制系統(tǒng)等。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以結(jié)合港灣使用。在港灣中已經(jīng)公知，固定到有機(jī)碳中的大多數(shù)二氧化碳和諸如具有大量碳酸鹽的沉積巖的無(wú)機(jī)沉淀物形成于港灣區(qū)域中。進(jìn)一步而言，這些區(qū)域負(fù)責(zé)固定高度移動(dòng)的植物養(yǎng)分，例如，氮和磷。目前，世界到處許多社區(qū)都使用港灣區(qū)域約束或高度固定移動(dòng)養(yǎng)分，例如氮和磷。具有本發(fā)明的系統(tǒng)的港灣區(qū)域的使用可以固定或約束氮和磷，以充分地使社區(qū)降低其氮和磷的輸出。這對(duì)于法律禁止的這些養(yǎng)分的釋放尤其重要。這種組合系統(tǒng)可以使社區(qū)顯示出可以提供給工業(yè)以遵守京都議定(KyotoAccord)的碳信用額度(carboncredit)，所25述京都議定要求簽訂的國(guó)家降低其二氧化碳排放。本發(fā)明的有效性將參照以下實(shí)例說(shuō)明。表1顯示了如上所述構(gòu)成的用于圖4的處理系統(tǒng)200的三個(gè)容器的污泥處理系統(tǒng)的性能。包括三個(gè)3,000加侖容器的系統(tǒng)具有如上所述構(gòu)成用于處理系統(tǒng)200的示例結(jié)構(gòu)的培養(yǎng)基基質(zhì)。對(duì)于每個(gè)批次，容器被順序裝載或卸載。八個(gè)批次(表示一天的處理能力)如下運(yùn)行，用于指導(dǎo)所有三個(gè)容器的干循環(huán)應(yīng)用。結(jié)果顯示，有機(jī)物質(zhì)去除性能在大約93。％到大約97%的范圍內(nèi)。表l一污泥處理，有機(jī)物降低的有效性<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>已經(jīng)顯示了執(zhí)行本發(fā)明的干循環(huán)維護(hù)方法的示例性污泥處理系統(tǒng)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)的性能。表2說(shuō)明了上述應(yīng)用干循環(huán)維護(hù)方法的三個(gè)容器的系統(tǒng)的性能結(jié)果。對(duì)于以每批次1600加侖的批次模式操作的系統(tǒng)的結(jié)果連同對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)缺氧、高速率缺氧以及需氧處理過(guò)程的比較結(jié)果一起顯不。表2—干循環(huán)污泥處理過(guò)程的固體去除性能<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>如表2所示，在此說(shuō)明的干循環(huán)污泥處理過(guò)程可以明顯地比用于污泥的加工和處理的標(biāo)準(zhǔn)需氧和缺氧處理系統(tǒng)更好地執(zhí)行。在干循環(huán)污泥處理過(guò)程中的揮發(fā)性懸浮固體(VSS)的下降百分比可以在大約80%和大約97%之間。在典型的污泥中，這可以轉(zhuǎn)換成污泥體積的大約為68%到大約72%的總下降。表2還表明干循環(huán)污泥處理過(guò)程的每立方英尺的裝載速率超過(guò)當(dāng)前使用的典型處理過(guò)程的裝載速率。最后，表2表明干循環(huán)污泥處理過(guò)程的滯留時(shí)間與目前的處理過(guò)程相比極大地降低。根據(jù)本發(fā)明的污泥處理系統(tǒng)已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)對(duì)于氮的去除很成功。表3表明在從系統(tǒng)去除之前在第三系統(tǒng)的容器中的流入的廢物和已處理的廢物之間的氮含量的差別。數(shù)據(jù)表明在通過(guò)上述三個(gè)容器的系統(tǒng)處理的六個(gè)廢物批次的全部過(guò)程去除的氮。這些結(jié)果的回顧顯示，該系統(tǒng)提供一致數(shù)量級(jí)的總氮的數(shù)量降低。表3—污泥處理系統(tǒng)的氮去除性能總的氮含量(TKN)批次數(shù)流入物容器31239.0026.802245.0010.403226.006.604243.0010.卯5279.008.836303.003.64本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該容易理解，本發(fā)明可以廣泛地使用和應(yīng)用。不是在此說(shuō)明的本發(fā)明的許多實(shí)施例和變更方式、以及許多變化方式、改進(jìn)方式以及等同設(shè)置都將通過(guò)本發(fā)明的合理建議和其先前的說(shuō)明得到清晰，而不會(huì)脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。雖然前述顯示和說(shuō)明了本發(fā)明的示例實(shí)施例，但應(yīng)該理解，本發(fā)明不局限于在此公開的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以以其它具體的形式實(shí)施，而不脫離本發(fā)明的主題精神或本質(zhì)屬性。權(quán)利要求1.一種維護(hù)設(shè)置在生物反應(yīng)器容器中的基質(zhì)上的生物質(zhì)的方法，所述生物反應(yīng)器容器具有與廢物處理系統(tǒng)流體連通的入口和出口，由此使流入流體能夠選擇性地通過(guò)所述入口被引入到所述生物反應(yīng)器容器中，用于從該生物反應(yīng)器容器中去除廢物，以產(chǎn)生能夠通過(guò)所述出口返回到所述廢物處理系統(tǒng)的流出流體，所述方法包括步驟通過(guò)所述生物反應(yīng)器容器處理一定量的流入流體，以產(chǎn)生一定量的流出流體；通過(guò)所述出口從所述生物反應(yīng)器容器去除所述流出流體；將所述生物反應(yīng)器容器與所述廢物處理系統(tǒng)隔離；在所述生物反應(yīng)器容器中建立一組干循環(huán)條件，所述干循環(huán)條件選擇為影響至少一部分所述生物質(zhì)內(nèi)的內(nèi)生性生長(zhǎng)，由此能夠定制所述至少一部分生物質(zhì)的平均壽命；以及恢復(fù)所述生物反應(yīng)器容器與所述廢物處理系統(tǒng)的連接。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一組干循環(huán)條件包括由在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的內(nèi)部容器溫度、在預(yù)定濕度范圍內(nèi)的內(nèi)部容器濕度以及在預(yù)定壓力范圍內(nèi)的內(nèi)部容器壓力組成的組中的至少一個(gè)。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一組干循環(huán)條件包括至少大約4(TC的內(nèi)部容器溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其中所述一組干循環(huán)條件包括在從大約45。C到大約65"C的范圍內(nèi)的內(nèi)部容器溫度。5.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括步驟當(dāng)在所述生物反應(yīng)器容器中建立干循環(huán)條件時(shí)，將空氣吹進(jìn)所述反應(yīng)器容器中以提供給所述生物質(zhì)額外的氧。6.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括步驟確定是否已經(jīng)滿足用于開始干循環(huán)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，其中重復(fù)處理一定量流入流體和去除所述流出流體的動(dòng)作，直到確定已經(jīng)滿足用于開始干循環(huán)的所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)為止，以及其中響應(yīng)己經(jīng)滿足用于開始干循環(huán)的所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的確定步驟，執(zhí)行隔離所述生物反應(yīng)器容器、建立一組干循環(huán)條件以及恢復(fù)所述生物反應(yīng)器容器連接的動(dòng)作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括所述生物反應(yīng)器容器的所述入口和所述出口之間的最大液壓差。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述處理一定量的流入流體的動(dòng)作包括使所述流入流體流過(guò)所述反應(yīng)器容器，并使所述流入流體重新循環(huán)通過(guò)所述反應(yīng)器容器，直到獲得所需的廢物含量為止。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述流入流體包括具有在從大約2500毫克/升到大約10000毫克/升的范圍內(nèi)的懸浮固體的污泥。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述流入流體包括具有在從大約2500毫克/升到大約5500毫克/升的范圍內(nèi)的懸浮固體的污泥。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述所需的廢物含量不大于150毫克/升。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述所需的廢物含量不大于流入的廢物的含量的15%。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括通過(guò)所述容器的最小體積流量。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括最小廢物去除速率。15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括最大操作時(shí)間間隔。16.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括所述生物質(zhì)的最大體積位移。17.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)包括所述反應(yīng)器容器內(nèi)的最大溫度。18.根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括步驟以預(yù)定的時(shí)間間隔維護(hù)所述生物反應(yīng)器容器中的所述干循環(huán)條件。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述預(yù)定的時(shí)間間隔在大約4.0小時(shí)到大約6.0小時(shí)的范圍內(nèi)。20.—種廢物處理系統(tǒng)，包括多個(gè)生物反應(yīng)器，所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的每個(gè)都具有帶有流體入口和流體出口的生物反應(yīng)器容器，并具有設(shè)置在該生物反應(yīng)器容器中的微生物生物質(zhì)，所述生物反應(yīng)器容器適于通過(guò)所述流體入口接收流入物，使所述流入物通過(guò)所述生物質(zhì)，用于從所述流入物去除廢物以產(chǎn)生流出流體，并通過(guò)所述流體出口放出所述流出物；以及管路結(jié)構(gòu)，所述管路結(jié)構(gòu)適于使所述多個(gè)生物反應(yīng)器相互連接，并用于提供該多個(gè)生物反應(yīng)器之間的選擇性流體連通，其中所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的至少一個(gè)生物反應(yīng)器適于被選擇性地從與其它所述生物反應(yīng)器的流體連通中去除，用于在所述至少一個(gè)生物反應(yīng)器中的每個(gè)的容器內(nèi)建立一組干循環(huán)條件，所述干循環(huán)條件選擇為影響所述至少一個(gè)生物反應(yīng)器中的每個(gè)的至少一部分所述生物質(zhì)內(nèi)的內(nèi)生性生長(zhǎng)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的廢物處理系統(tǒng)，其中所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的每個(gè)都適于被選擇性地從與其它所述生物反應(yīng)器的流體連通中去除，并用于在所述生物反應(yīng)器的所述容器內(nèi)建立一組干循環(huán)條件，所述干循環(huán)條件選擇為影響每個(gè)所述生物反應(yīng)器的至少一部分所述生物質(zhì)內(nèi)的內(nèi)生性生長(zhǎng)。22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述一組干循環(huán)條件包括由在預(yù)定溫度范圍內(nèi)的內(nèi)部容器溫度、在預(yù)定濕度范圍內(nèi)的內(nèi)部容器濕度以及在預(yù)定壓力范圍內(nèi)的內(nèi)部容器壓力組成的組中的至少一個(gè)。23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)構(gòu)成用于與所述多個(gè)生物反應(yīng)器中選擇的一個(gè)持續(xù)操作，所述多個(gè)生物反應(yīng)器中選擇的一個(gè)被從與其它所述生物反應(yīng)器的流體連通中去除，用于支配所述干循環(huán)條件。24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中適于被選擇性地從與其它所述生物反應(yīng)器的流體連通中去除并用于在其中建立干循環(huán)條件的兩個(gè)所述生物反應(yīng)器具有基本相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，且其中，所述系統(tǒng)構(gòu)成為使得所述兩個(gè)相同的生物反應(yīng)器中只有一個(gè)在任意給定的時(shí)間與其它所述生物反應(yīng)器流體連通，且所述兩個(gè)相同的生物反應(yīng)器中的另一個(gè)同時(shí)經(jīng)歷所述一組干循環(huán)條件。25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述管路結(jié)果構(gòu)成為使得所述多個(gè)生物反應(yīng)器并聯(lián)地流體連通，使得流入物可以同時(shí)增加到所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的每個(gè)，且使得來(lái)自每個(gè)所述生物反應(yīng)器容器的所述出口的流出物能夠循環(huán)到所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的任一個(gè)或所有的所述入口。26.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述管路結(jié)構(gòu)構(gòu)成為使得所述多個(gè)生物反應(yīng)器的至少一部分與第一個(gè)所述生物反應(yīng)器串聯(lián)連接，所述第一個(gè)生物反應(yīng)器適于接收初始的流入物質(zhì)，接下來(lái)的每個(gè)生物反應(yīng)器都適于從其前一個(gè)生物反應(yīng)器接收流出物作為隨后的生物反應(yīng)器的流入物，且最后一個(gè)所述生物反應(yīng)器的流出物為用于所述系統(tǒng)的最終流出物。27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中第一生物反應(yīng)器的入口適于從所述廢物來(lái)源接收初始的流入物質(zhì)，第二生物反應(yīng)器的入口與所述第一生物反應(yīng)器的出口串聯(lián)地流體連通，第三生物反應(yīng)器的入口與所述第二生物反應(yīng)器的出口串聯(lián)地流體連通。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中第四生物反應(yīng)器和第五生物反應(yīng)器的入口適于與所述第三生物反應(yīng)器的出口選擇性地串聯(lián)流體連通，所述第四和第五生物反應(yīng)器具有基本相同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，且其中，所述系統(tǒng)構(gòu)成為使得當(dāng)所述第四和第五生物反應(yīng)器中的一個(gè)與所述第三生物反應(yīng)器串聯(lián)地流體連通時(shí)，另一個(gè)生物反應(yīng)器同時(shí)經(jīng)歷所述一組干循環(huán)條件。29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的至少一個(gè)的生物反應(yīng)器容器具有所述流體入口穿過(guò)的上部以及所述流體出口穿過(guò)的底部，所述容器被布置為使得通過(guò)所述入口引入的流入物通過(guò)重力被抽向所述容器的所述底部，并且其中，所述容器適于保持使通過(guò)所述入口接收的所述流入物通過(guò)進(jìn)入的與所述容器的所述上部相鄰的空氣空間。30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)生物反應(yīng)器中的至少一個(gè)的所述生物反應(yīng)器容器具有設(shè)置在其中的培養(yǎng)基基質(zhì)，所述培養(yǎng)基基質(zhì)具有設(shè)置在該培養(yǎng)基基質(zhì)上的至少一部分所述微生物生物質(zhì)，所述培養(yǎng)基基質(zhì)與所述入口間隔開。'31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述生物反應(yīng)器容器和所述培養(yǎng)基基質(zhì)被布置為使得至少一部分所述培養(yǎng)基基質(zhì)可擴(kuò)充到所述空氣空間中。32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)生物反應(yīng)器的所述生物反應(yīng)器容器包括與所述流體入口流體連通的噴嘴，所述噴嘴構(gòu)成用于在所述流入物進(jìn)入所述空氣空間時(shí)散布所述流入物。全文摘要本發(fā)明提供一種用于維護(hù)設(shè)置在生物反應(yīng)器容器中的基質(zhì)上的生物質(zhì)的方法。生物反應(yīng)器容器具有與廢物處理系統(tǒng)流體連通的入口和出口，由此使流入流體可以被選擇性地通過(guò)入口引入到生物反應(yīng)器容器，用于從該生物反應(yīng)器容器去除廢物。這會(huì)產(chǎn)生可以通過(guò)出口返回到廢物處理系統(tǒng)的流出流體。所述方法包括步驟處理通過(guò)生物反應(yīng)器容器的一定量的流入流體，以產(chǎn)生一定量的流出流體，并通過(guò)出口從生物反應(yīng)器容器去除流出流體。所述方法進(jìn)一步包括步驟將生物反應(yīng)器容器與廢物處理系統(tǒng)隔離，并在生物反應(yīng)器容器中建立一組干循環(huán)條件。干循環(huán)條件選擇為影響至少一部分生物質(zhì)內(nèi)的內(nèi)生性生長(zhǎng)，由此可以定制至少一部分生物質(zhì)的平均壽命。所述方法還包括步驟恢復(fù)生物反應(yīng)器容器到廢物處理系統(tǒng)的連接。文檔編號(hào)C12N9/14GK101405388SQ200680052445公開日2009年4月8日申請(qǐng)日期2006年11月17日優(yōu)先權(quán)日2005年12月6日發(fā)明者F·戴維·穆里尼克斯,保羅·托馬斯·貝斯克斯,基思·阿特金森,格倫·諾伊斯特德特,溫德?tīng)枴た股暾?qǐng)人:貝斯伍德有限責(zé)任公司;保羅·托馬斯·貝斯克斯