專利名稱：廢物處理裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢物處理裝置及其方法。
背景技術(shù)：
至今為止，處置包括牲畜飼養(yǎng)場糞便的廢物的過程一直是耗時且昂貴的過程，這些牲畜飼養(yǎng)場包括養(yǎng)豬場、肉用牛養(yǎng)牛場、奶牛擠奶棚和存放場，以及大規(guī)模商業(yè)運行的家禽飼養(yǎng)場。這主要是由于不溶性或不可消化的固體或污泥的處置問題引起的，這些固體或污泥主要是由動物糞便構(gòu)成的，有時混入了難消化的飼養(yǎng)場飼料。動物糞便含有蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物、脂肪、復(fù)合碳水化合物和木質(zhì)纖維素。木質(zhì)纖維素是一種半纖維素和木質(zhì)素的非晶形基質(zhì)。半纖維素是多糖類，通常是有分支且由糖類和糖醛酸形成。由于木質(zhì)素是通過自由基的縮合作用形成的，所以木質(zhì)素是高度交聯(lián)的無規(guī)律重復(fù)單元的芳族聚合物。動物糞便中的木質(zhì)纖維素來源于大麥(例如大麥芒)、苜蓿、高粱和其它飼料。
參見澳大利亞專利申請91080/91(即國際專利申請PCT/AU91/00587，公開號為WO 92/11210)，它描述了一種廢物處理方法和裝置，包括使生物廢物流過一個或多個懸掛著的隔板，這些隔板是由兩層軟的網(wǎng)構(gòu)聚氨酯泡沫塑料和一層插入其間的合成材料的加強層構(gòu)成的。這些隔板構(gòu)成了絲狀微生物的載體，微生物形成了一層致密的細(xì)胞物質(zhì)層。這些微生物可以除去生物廢物中的溶解磷、以氨形式存在的氮，和作為有機酸的碳。
WO 92/11210所描述的方法在處理來自酒廠和啤酒廠的生物廢物以及甘油廢物方面是非常有效的，這是因為這些廢物無需初始的厭氧發(fā)酵步驟，而如上所述初始厭氧發(fā)酵步驟對處理飼養(yǎng)場廢物是必需的。如WO 92/11210所描述的，沒發(fā)酵的生物廢物必須經(jīng)過厭氧發(fā)酵處理步驟，以將復(fù)雜的大分子，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂類分解成8個或更少個碳原子的有機酸。通常在有產(chǎn)酸發(fā)酵菌存在的情況下進行發(fā)酵，這種產(chǎn)酸發(fā)酵菌能夠生產(chǎn)有機酸，如揮發(fā)性脂肪酸，通過如上所述的懸掛隔板裝配單元技術(shù)，脂肪酸容易代謝成二氧化碳。
通常發(fā)酵時間要經(jīng)歷5天或更多，在經(jīng)過發(fā)酵之后，可溶的降解物質(zhì)集中在上清液中，使它與不溶的或未降解的污泥組分相分離，如上所述，上述污泥組分中含有木質(zhì)纖維素。
傳統(tǒng)難消化物質(zhì)的處置方法包括使難消化物質(zhì)進入?yún)捬跆幚沓?、化糞池或坑?；蛘?，通過過濾，或通過在露天或有蓋的砂床干燥使難消化物質(zhì)脫水。隨后焚燒干燥后的污泥，或把它用作肥料。在某些場合下，難消化物質(zhì)還可填埋處理。
然而，應(yīng)當(dāng)知道，在厭氧發(fā)酵池或消化池中存在有難消化物質(zhì)，不得不使厭氧發(fā)酵池關(guān)閉一段時間，以除去難消化物質(zhì)，這項工作是耗時的、不經(jīng)濟的且昂貴的。
在某些穆斯林國家，如馬來西亞或印度尼西亞，還不能將難消化物質(zhì)輸送到厭氧處理池或土地填埋。在實現(xiàn)這種處置方法的國家，由于運輸費用高，所以這種方法相對比較昂貴。
厭氧消化池中存在難消化物質(zhì)是人們所不希望的，在這種情況下，經(jīng)過一段時間，消化池中會積累難消化物質(zhì)，并且，由于生成了酚類化合物，從而抑制物質(zhì)按有效方式進行的發(fā)酵反應(yīng)。這些化合物對WO/9211210說明書中的懸掛隔板技術(shù)使用的絲狀微生物也是有毒的。
還應(yīng)當(dāng)知道，難消化物質(zhì)還含有許多致病微生物，在厭氧發(fā)酵步驟之后，當(dāng)把難消化物質(zhì)作為泥漿泵到厭氧處理池之前，或當(dāng)把它們埋到土地下時，它們不能被滅絕，并因此會傳染疾病或感染。為了避免這種可能性，如在Henry等人的Journal Appl Bact 55 89-95(1983)中所述的那樣，需要將難消化物質(zhì)的pH值降低到pH4.5或更低(也即低于揮發(fā)性脂肪酸的pKa)。在這一方面，應(yīng)當(dāng)知道，游離的揮發(fā)性脂肪酸能夠除去細(xì)菌性病原體。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種處理廢物的方法和裝置，它在有效地處置不溶的或不可降解的含有木質(zhì)纖維素的污泥方面，至少能夠一定程度地解決上述問題。
本發(fā)明的方法包括以下步驟(i)使含有不溶組分的廢物經(jīng)過一個生物反應(yīng)器系統(tǒng)，該生物反應(yīng)器系統(tǒng)包括多個串聯(lián)的生物反應(yīng)器，并使上述不溶組分作為懸浮物保留在所述廢物中；和(ii)使不溶組分從廢物中分離出來。
本發(fā)明還提供了一種廢物處理裝置，包括(i)包括用于處理廢物的多個串聯(lián)的生物反應(yīng)器的生物反應(yīng)器系統(tǒng)；(ii)在經(jīng)過生物反應(yīng)器系統(tǒng)之后，用于使不溶組分從上述廢物中分離出來的部件。
適于用本發(fā)明方法處理的廢物包括人或動物的糞便，且優(yōu)選地是來自如上所述的飼養(yǎng)場的糞便，其中還會有含有木質(zhì)纖維素的飼料。
通過溢流管使每一個生物反應(yīng)器相互連接，使得無需泵送，廢物或出流物就能夠迅速而有效地從一個生物反應(yīng)器流到相鄰的另一個生物反應(yīng)器，以便從一個生物反應(yīng)器到另一個生物反應(yīng)器輸送廢物。
每一個生物反應(yīng)器都設(shè)有攪拌部件，它使每一個生物反應(yīng)器中的物質(zhì)呈泥漿或懸浮狀態(tài)，使固體物質(zhì)保持懸浮狀態(tài)，以達到本發(fā)明的目的。
每一個生物反應(yīng)器中還有可進行適當(dāng)加熱的加熱部件，一種形式是提供蒸汽，使蒸汽出入每一個生物反應(yīng)器。然而，還可以使用其他形式的加熱部件，例如電加熱。優(yōu)選地，通過適當(dāng)?shù)夭捎煤銣乜刂撇考?，使每一個生物反應(yīng)器的溫度都維持在希望的溫度，25-50℃之間，更優(yōu)選地是在30-40℃之間。在一個最佳實施方式中，當(dāng)廢物流過每一個生物反應(yīng)器時，溫度緩慢地從初始的40℃降低到最后的30℃。
優(yōu)選地，使進入生物反應(yīng)器的廢物的pH值保持在5.0-7.0之間，更優(yōu)選地是在5.8-6.4之間。在每一個生物反應(yīng)器中的停留時間可以是12-48小時，但是，較合適的是24小時。
在廢物的出流物離開生物反應(yīng)器之后，可以流過一個過濾器或篩濾器，以濾除不溶物質(zhì)，不溶物質(zhì)可以焚燒掉，或者如果要把它輸送到土地填埋場，如上所述可以使它流過酸化池。應(yīng)當(dāng)知道，可以用任何適當(dāng)方式，除去不溶物質(zhì)。然而過濾是一個優(yōu)選的步驟，還可以采用絮凝。
然后，使來自過濾器的上層清液或溶液流入一個或多個酸化池，在上述池中停留24-48小時，以使pH值降低至低于4.5，更優(yōu)選的是4.0-4.5之間，該pH值低于揮發(fā)性脂肪酸，如乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸以及有關(guān)的異構(gòu)體的pKa值。這些揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)是在厭氧生物反應(yīng)器系統(tǒng)中產(chǎn)生的，降低pH值是為了在酸化池中將VFA鹽轉(zhuǎn)化為游離酸。這會如果不是全部也是大部分地消滅細(xì)菌病原體。
上述步驟的一種變形是在某些情況下，在出流物離開生物反應(yīng)器系統(tǒng)之后，在除去不溶物質(zhì)之前，可以使它流過酸化處理池。在該實施方式中，在除去不溶物質(zhì)之后，廢物出流物可以流到一個下文還要描述的隔板裝配單元。在廢物流過生物反應(yīng)器系統(tǒng)之后，在廢物經(jīng)過過濾處理之后，當(dāng)不溶性物質(zhì)不能用焚燒來處置時，用這種方式進行處理是優(yōu)選的。
還需要提供一種使上述酸化池中保持二氧化碳或其它氣體氣氛的部件，以抑制上述酸化池中泡沫的增長。例如，這種部件可以是二氧化碳或其它氣體的導(dǎo)管，它伸入一個或每一個酸化池中。這些導(dǎo)管可以連接到一個合適的二氧化碳或所述其它氣體源上。
優(yōu)選地，在該實施方式中，還提供了一個合適的輸送導(dǎo)管，以便將在生物反應(yīng)器系統(tǒng)中產(chǎn)生的出氣(可能包括二氧化碳)輸送到酸化池中，以保持被酸化的廢物上的氣體氣氛。如上所述，該特征在抑制酸化池中泡沫或真菌，如Candidaingens生長方面是有用的。隨后可以通過適當(dāng)?shù)膶?dǎo)管使氣體從酸化池流到氣體洗滌器中，最后再排放掉。
最后，來自酸化池的廢物流至一個懸掛隔板裝配單元，例如它可以是上述91080/91專利說明書中所描述的那種類型的懸掛隔板裝配單元，通過這種裝置，可以從廢物中除去氨形式的氮、溶解磷和作為揮發(fā)性脂肪酸的碳。一些碳以二氧化碳的形式釋放出，其余的保持在微生物中。
附圖的簡要說明下面參照附圖描述本發(fā)明的最佳實施例，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的廢物處理裝置的流程圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)建的另一種廢物處理裝置的流程圖。
詳細(xì)說明圖1中有一個進料的地下儲槽10，進料中含有與來自養(yǎng)豬場(圖中未示)的未經(jīng)消化的物料或廢物相混合的糞便。穿過切碎機12用進料泵11輸送進料，在進料流入生物反應(yīng)器13之前，切碎機12將進料中的顆粒物質(zhì)切成小碎片或細(xì)小的分散物質(zhì)，生物反應(yīng)器13設(shè)置有帶轉(zhuǎn)軸15的攪拌器14，轉(zhuǎn)軸15安裝在軸承16上。在儲槽10和切碎機12之間設(shè)有導(dǎo)管17，在進料泵11和切碎機12之間設(shè)有導(dǎo)管18，在導(dǎo)管20和生物反應(yīng)器13之間還設(shè)有使兩者流體連通的導(dǎo)管19。導(dǎo)管20有一個截止閥V1和流量控制膜片閥V2。導(dǎo)管21是使進料從生物反應(yīng)器13穿過導(dǎo)管20回流到儲槽10中的回流管線，用來循環(huán)進料這取決于閥門V1和V2的運行狀態(tài)。
此外還設(shè)有附加生物反應(yīng)器13A、23B、13C、13D和13E，每一個生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與生物反應(yīng)器13的結(jié)構(gòu)相似。在相鄰的生物反應(yīng)器之間設(shè)有轉(zhuǎn)移物料用的溢流管22。每一個生物反應(yīng)器都設(shè)有一個帶截止閥V1的排放管23。
此外還設(shè)有一個蒸汽鍋爐24，原料水穿過一個帶單向閥V1的導(dǎo)管25進入其中。然后蒸汽流入一個帶有壓力控制閥組件27的導(dǎo)管26。
此外，如圖所示，還設(shè)有多個蒸汽管28，每一個蒸汽管都與供氣導(dǎo)管26流體連通，以將蒸汽輸送到每一個生物反應(yīng)器13-13E中。如圖所示，每一個蒸汽管28還都設(shè)有一個止回閥(vacuum breaker valve)V3，以防止液體向回虹吸。在每一個導(dǎo)管28上還設(shè)有一個截止閥V1，以及與溫度控制閥29以一個滑動閘閥的形式相關(guān)聯(lián)的另一個閥V1，而滑動閘閥與導(dǎo)管30相關(guān)聯(lián)，導(dǎo)管30還有一個溫度自動調(diào)節(jié)器或恒溫控制器31，溫度自動調(diào)節(jié)器或恒溫控制器以探針的形式伸入每一個生物反應(yīng)器，以控制每一個生物反應(yīng)器13-13E達到的溫度。
每一個生物反應(yīng)器13-13E還設(shè)有一個出水管32，它們分別與導(dǎo)管33流體連通，以便將流出的氣體引入下文將要描述的氣體管49中。流出的氣體然后穿過回流管34A從氣體管49流入一對并行連接的氣體洗滌器34中，如圖所示。氣體洗滌器34的底部與導(dǎo)管35相關(guān)聯(lián)，頂部與管36相關(guān)聯(lián)。每一個導(dǎo)管35和36都由閥V4來截止，并與導(dǎo)管37流體連通，而導(dǎo)管37又與風(fēng)扇38和煙囪39流體連通。此外還設(shè)有一個凝汽筒40。閥門V4的作用是使其中的一個氣體洗滌器34不運行，以便進行維修。
在廢物流出最后一個生物反應(yīng)器13E之后，用輸料泵41輸送流出物穿過導(dǎo)管42，隨后穿過管43流入污泥過濾器44。如圖所示，壓力指示器51與導(dǎo)管43以及導(dǎo)管47相關(guān)聯(lián)。來自污泥過濾器44的固體部分45存放在容器46中，該固體部分45主要是木質(zhì)纖維素，可用卡車46A將它們運走進行焚燒或用其它方式處置掉。然后富含揮發(fā)性脂肪酸或VFAs的液體部分穿過導(dǎo)管47輸送到VFA進料槽48，在這里，在它穿過導(dǎo)管52輸送到傳送泵53之前，在借助于與導(dǎo)管流體連通的導(dǎo)管54輸送到VFA儲存池50之前儲存2天。
導(dǎo)管28A用于將蒸汽從導(dǎo)管26輸送到VFA液體酸化池56中，該酸化池56中有輸送自硫酸儲罐57的硫酸(H2SO4)，該硫酸儲罐57與一個進料導(dǎo)管58相關(guān)聯(lián)，該進料導(dǎo)管58同時還帶有壓力安全閥V5和排放導(dǎo)管59，排放導(dǎo)管59與連接硫酸泵60的導(dǎo)管62流體連通。此外還設(shè)置了一個污泥坑61。如圖所示，硫酸穿過與導(dǎo)管58和59流體連通的導(dǎo)管62流入酸化池56，該酸化池56還設(shè)有攪拌器14，如圖所示。在生物反應(yīng)器13-13E以及池56中的每一個攪拌器14和與之相關(guān)聯(lián)的軸15都設(shè)有變速控制裝置(VS)，如虛線所示?？梢詫U物從池56穿過導(dǎo)管49輸送到導(dǎo)管52中，然后，再輸送到導(dǎo)管55中，隨后池50中，或者，穿過導(dǎo)管57輸送到池56中，這取決于截止閥V1的運行狀況。
此外，還設(shè)置有導(dǎo)管64、63和65，每一個導(dǎo)管分別與池48、56和50流體連通，以便將流出的氣體送回氣體管線49A，并隨后流過回流管線34A。導(dǎo)管67上也顯示有一個溫度控制器31，用于控制池56的溫度。如圖所示，通過溫度控制閥29，導(dǎo)管67與導(dǎo)管28A流體連通。
如圖所示，池50也設(shè)置有溫度指示器68，池56還設(shè)置有pH指示器69。
將來自VFA儲存池50的液體穿過導(dǎo)管71輸送至懸掛式隔板裝配單元70，并流過帶有變速控制裝置VS的隔板進料泵72。導(dǎo)管71可以分成單獨的導(dǎo)管73和74、75和76，以及77和78，如圖所示，它們可以在隔板裝配單元或隔板部件79A其中的一側(cè)加液體。如果需要可以使用三個附加組件79B，以增加懸掛隔板裝配單元70的廢物處理能力。為清楚起見，省略了組件79B到泵72的流通連接。每一個組件79A和79B都被裝在一個帶有傾斜的排料底板81的外殼80中。還可以使用一個與外殼80相關(guān)聯(lián)的溫度指示器82。
來自外殼80的氣體流過導(dǎo)管83、調(diào)節(jié)閥V6、冷卻風(fēng)扇84和煙囪85。如圖所示，另一個調(diào)節(jié)閥V6與外殼80的內(nèi)部流體連通，運行每一個調(diào)節(jié)閥V6以控制穿過外殼80的空氣流。優(yōu)選地維持外殼80內(nèi)部的空氣壓力低于大氣壓。
從外殼80的傾斜底板81流出的廢物流入處理后廢物儲槽86中，該儲槽86中有一個通過導(dǎo)管86A與其相關(guān)聯(lián)的排放泵87。還設(shè)有一個控制泵87的水位部件91，用來維持外殼80內(nèi)的流體水位。還設(shè)有一個pH指示器89。通過一個帶回流管線89A的泵87穿過排放導(dǎo)管88泵送廢物。如圖所示，廢物穿過導(dǎo)管90、從導(dǎo)管88回流到外殼80中。此后，廢物流過處理槽92，它通過導(dǎo)管94與另一個槽93流體連通，而導(dǎo)管94又與泵95相關(guān)聯(lián)。隨后通過導(dǎo)管97將廢物轉(zhuǎn)移到進料池96中。此后導(dǎo)管97A將流體輸送到養(yǎng)豬場的處理溝或處理槽98中。然后，流體通過溢流板99流到儲槽10中，或者，穿過導(dǎo)管100流到一個帶排料泵102的地下儲槽101中，該排料泵用于使流體穿過管103而轉(zhuǎn)移到處理池92中。
另一種布置如虛線所示，來自導(dǎo)管88的原料可以穿過導(dǎo)管104而被傳輸至過濾器105，由此，在用卡車108A運走焚燒或進行其它處置之前，將固體部分107儲存在容器106中。流出過濾器105的液體部分經(jīng)由導(dǎo)管105A流到液體儲槽108中，經(jīng)由導(dǎo)管109和泵110的幫助，可使液體部分回流到處理槽98中。
圖2表示的是一個與圖1所示的廢物處理裝置相反的改進后的廢物處理裝置。為簡便起見，采用了相似的參考標(biāo)號。圖1所示的裝置與圖2所示的裝置的一個不同之處在于采用了呈梯度排列的生物反應(yīng)器13-13F，它們分別帶有一個從相鄰的生物反應(yīng)器輸送流體的溢流管22。為了簡化起見，沒有表示出閥門。導(dǎo)管18連接儲槽10和生物反應(yīng)器13，且來自蒸汽鍋爐24的蒸汽流過導(dǎo)管26，隨后穿過進氣導(dǎo)管28分別進入生物反應(yīng)器13-13F。排放導(dǎo)管32與主傳輸導(dǎo)管33流體連通，如同上述圖1所示的廢物處理裝置。
如圖所示，氣體穿過導(dǎo)管33流入酸化池56A和56B，并穿過進氣導(dǎo)管33A和33B流入每一個池。此外在氣體洗滌器34上還設(shè)置了氣體回流管線34A。
與圖1所示的過程不同，在經(jīng)過最后一個生物反應(yīng)器13F處理后，廢出流物或廢物直接通過用虛線表示的導(dǎo)管44A轉(zhuǎn)移到酸化池56A中。這種改變是，廢物中仍然含有不溶組分，在廢物穿過用虛線表示的導(dǎo)管45A之后，將廢物從酸化池56B轉(zhuǎn)移到過濾器44。隨后，穿過用虛線表示的導(dǎo)管46A轉(zhuǎn)移到隔板裝配單元70中。
另一個不同之處在于采用了兩個VFA液體酸化池56A和56B，從而使來自污泥過濾器44的液體部分流過導(dǎo)管47，隨后流入池56A中。用泵60并通過導(dǎo)管62，從槽或筒57中輸送硫酸至池56A中。然后將廢物穿過導(dǎo)管62A從池56A輸送到池56B。經(jīng)過酸處理后的流體穿過導(dǎo)管71流到隔板裝配單元70中。
流過隔板裝配單元70的廢液穿過導(dǎo)管86A流入過濾器進料池86中，然后流體通過泵87穿過導(dǎo)管88輸送到處理池92中，或者在流過導(dǎo)管104A之后，穿過循環(huán)導(dǎo)管90流入隔板裝配單元70。來自池92的液體在泵95的作用下，穿過導(dǎo)管97回到水槽98。流體還穿過導(dǎo)管104A從隔板裝配單元70流到過濾器105，由此，液體部分穿過導(dǎo)管105A流到處理池108，此后流體穿過裝配有泵110的導(dǎo)管109流入導(dǎo)管97中。
經(jīng)過一系列生物反應(yīng)器處理后的廢物，再通過不同種群的菌叢在每一個池中連續(xù)進行消化處理。物料在每一個池中的停留時間短(約24小時)，這使得在每一個池中都能生成特殊的菌叢，并逐漸消化流經(jīng)的物質(zhì)。最后的結(jié)果是生成了揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，例如C2-C8(醋酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸和辛酸和相關(guān)的異構(gòu)體)。但不會生成不揮發(fā)性組分如乳酸和/或琥珀酸。此外還出現(xiàn)了痕量的苯乙酸。將發(fā)酵的最后產(chǎn)物限制為VFAs的目的是保證生成過量的酸，以有效地破壞廢物中存在的細(xì)菌性病原體。
一系列的發(fā)酵試驗使得每一個生物反應(yīng)器的pH條件、發(fā)酵和停留時間得到了控制，以使VFAs的生成最優(yōu)化。
廢物處理裝置的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)1.0 通則大氣壓力 101.325kPa最低設(shè)計溫度 15℃，50％相對濕度最高設(shè)計溫度 32℃，100％相對濕度運行時間 7天/星期，24小時/天2.0 進料規(guī)定進料物質(zhì) 養(yǎng)豬場水槽地板沖洗水處理能力 1500L/天進料的固體比％3％w/v固體的粒徑范圍2-5mm進料的pH值5.8-6.4最低設(shè)計溫度 20℃最高設(shè)計溫度 30℃設(shè)計利用率85％設(shè)計流速 73.5L/h3.0 進料池形式 地下材料 混凝土停留時間 24小時能力 通常1500L溫度 20℃-30℃4.0 厭氧生物反應(yīng)器級數(shù) 6每級的停留時間24小時反應(yīng)溫度 1 40℃2 35℃3 35℃4 35℃5 30℃6 30℃發(fā)酵固體的％ 45％池材料FRP(間苯二酸)攪拌 懸浮物(大約0.25kW/m3)S.S. 316 A310 混合器5.0 發(fā)酵產(chǎn)物pH5.8-6.4溫度 30℃固體％1.5％w/v
固體組成木質(zhì)纖維素6.0 發(fā)酵后過濾過濾速度 L/m2.h濾餅濕度 根據(jù)％濕濕度產(chǎn)物的熱值 20MJ/kg，氣干燥每天的產(chǎn)物量Kg 257.0 酸化停留時間(分批) 48小時池數(shù) 3(分批級數(shù))酸化后的pH值 4-5加酸比 每L濾液2-3mL H2SO4溫度 天然酸消耗 3-4.5L/天酸儲罐 200L圓筒輸送酸 借助于泵或人工容器添加8.0 向隔板單元進料分析乙酸 137mmol/L 0.82％w/v丙酸 37mmol/L 0.27％w/v丁酸 38mmol/L 0.33％w/v戊酸 10mmol/L 0.10％w/v己酸 3.1mmol/L 0.04％w/v揮發(fā)性脂肪酸總量 1.57％w/v進料速度平均 62.5L/h設(shè)計 73.5L/hpH 4.5溫度 30℃9.0 隔板組件隔板的處理能力 40-100L/m2天隔板數(shù) 3隔板落差 3米或更大運行溫度-最高37℃空氣溫度在 28℃-32℃相對濕度％ 90％相對濕度％ 100％隔板之間的距離 150mm
權(quán)利要求
1.一種廢物處理方法，包括以下步驟(i)使含有不溶組分的廢物經(jīng)過一個生物反應(yīng)器系統(tǒng)，該生物反應(yīng)器系統(tǒng)包括多個串聯(lián)的生物反應(yīng)器，并使上述不溶組分作為懸浮物保留在所述廢物中；和(ii)使不溶組分從廢物中分離出來。
2.如權(quán)利要求1所述的廢物處理方法，其特征在于在每一個生物反應(yīng)器中攪拌廢物，使所述廢物呈泥漿或懸浮狀態(tài)，以使所述不溶組分保持懸浮狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1所述的廢物處理方法，其特征在于將每一個生物反應(yīng)器中的所述廢物加熱到25-50℃之間。
4.如權(quán)利要求3所述的廢物處理方法，其特征在于將該溫度保持在30-40℃之間。
5.如權(quán)利要求4所述的廢物處理方法，其特征在于在所述生物反應(yīng)器系統(tǒng)中，在溫度緩慢降低到的30℃之前，廢物的初始溫度是40℃。
6.如權(quán)利要求1所述的廢物處理方法，其特征在于上述生物反應(yīng)器系統(tǒng)的pH值保持在5.0-7.0之間。
7.如權(quán)利要求6所述的廢物處理方法，其特征在于該pH值保持在5.8-6.4之間。
8.如權(quán)利要求1所述的廢物處理方法，其特征在于所述廢物在每一個生物反應(yīng)器中保留12-48小時。
9.如權(quán)利要求9所述的廢物處理方法，其特征在于所述廢物在每一個生物反應(yīng)器中保留24小時。
10.如權(quán)利要求1所述的廢物處理方法，其特征在于在廢物離開生物反應(yīng)器系統(tǒng)之后，可以經(jīng)過一個過濾器或篩濾器；以濾除不溶物質(zhì)。
11.如權(quán)利要求10所述的廢物處理方法，其特征在于在除去了不溶組分之后，使液體部分流入一個或多個酸化池，在上述池中停留24-48小時，以使pH值降至低于4.5，生成游離的揮發(fā)性脂肪酸，以在所述液體部分消滅細(xì)菌性病原體。
12.如權(quán)利要求11所述的廢物處理方法，其特征在于在經(jīng)過所述一個或多個酸化池之后，上述廢物流入一個懸掛隔板裝配單元，由此從廢物中除去氨形式的氮、溶解磷和作為揮發(fā)性脂肪酸的碳。
13.如權(quán)利要求11所述的廢物處理方法，其特征在于pH值降低到4.0-4.5之間。
14.如權(quán)利要求12所述的廢物處理方法，其特征在于一個或每一個酸化池中保持一個二氧化碳或出氣的氣氛，以抑制細(xì)菌性病原體的增長。
15.一種廢物處理裝置，包括(i)包括用于處理廢物的多個串聯(lián)的生物反應(yīng)器的生物反應(yīng)器系統(tǒng)；(ii)在經(jīng)過生物反應(yīng)器系統(tǒng)之后，用于使不溶組分從上述廢物中分離出來的部件。
16.如權(quán)利要求15所述的廢物處理裝置，其特征在于通過輸送導(dǎo)管使每一個生物反應(yīng)器與相鄰的生物反應(yīng)器相互連接。
17.如權(quán)利要求15所述的廢物處理裝置，其特征在于每一個所述的生物反應(yīng)器支撐在一個斜面上，初始生物反應(yīng)器位于一個比最后一個生物反應(yīng)器高的位置上。
18.如權(quán)利要求15所述的廢物處理裝置，其特征在于每一個生物反應(yīng)器都設(shè)有加熱部件，以將運行溫度維持在30-40℃的范圍內(nèi)。
19.如權(quán)利要求18所述的廢物處理裝置，其特征在于上述加熱部件包括向每一個生物反應(yīng)器注入蒸汽的部件。
20.如權(quán)利要求19所述的廢物處理裝置，其特征在于設(shè)置一個與蒸汽導(dǎo)管相連的蒸汽鍋爐，蒸汽導(dǎo)管又與連接每一個生物反應(yīng)器的注入導(dǎo)管流體連通。
21.如權(quán)利要求18所述的廢物處理裝置，其特征在于還設(shè)有恒溫控制部件，使每一個生物反應(yīng)器的溫度都維持在上述運行溫度的范圍內(nèi)。
22.如權(quán)利要求15所述的廢物處理裝置，其特征在于每一個生物反應(yīng)器都設(shè)有攪拌部件，以使上述要處理的廢物保持在懸浮狀態(tài)。
23.如權(quán)利要求15所述的廢物處理裝置，其特征在于設(shè)有一個過濾器或篩濾器，以使所述不溶組分從所述廢物的液體部分中分離出來。
24.如權(quán)利要求23所述的廢物處理裝置，其特征在于設(shè)置一個或多個處理液體部分的酸化池，以降低pH值，以便在一個或每個生物反應(yīng)器中產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸。
25.如權(quán)利要求24所述的廢物處理裝置，其特征在于還設(shè)置了一種維持所述酸化池中的二氧化碳或其它氣體氣氛的部件，以抑制泡沫的增長。
26.如權(quán)利要求25所述的廢物處理裝置，其特征在于上述維持二氧化碳?xì)夥盏牟考▊鬏敳考?，將在所述生物反?yīng)器系統(tǒng)中產(chǎn)生的出氣輸送到所述酸化池中。
27.如權(quán)利要求26所述的廢物處理裝置，其特征在于將來自所述酸化池中的所述氣體被輸送到氣體洗滌器中，用以排放。
28.如權(quán)利要求24所述的廢物處理裝置，其特征在于進一步還設(shè)置了一個隔板裝配單元，與所述一個或多個酸化池流體連通，以進一步處理上述廢物。
全文摘要
一種廢物處理方法，包括以下步驟(i)使含有不溶組分(如木質(zhì)纖維素)的動物或人的糞便廢物經(jīng)過一個生物反應(yīng)器系統(tǒng)，該生物反應(yīng)器系統(tǒng)包括多個串聯(lián)的生物反應(yīng)器，并使所述不溶組分作為懸浮物保留在上述廢物中；和(ii)通過過濾使不溶組分從廢物中分離出來，一種廢物處理裝置，包括(i)包括多個串聯(lián)的生物反應(yīng)器的用于處理廢物的生物反應(yīng)器系統(tǒng)；(ii)在經(jīng)過生物反應(yīng)器系統(tǒng)之后，用于使不溶組分從上述廢物中分離出來的部件，如過濾部件。
文檔編號C02F11/02GK1143940SQ95192128
公開日1997年2月26日 申請日期1995年3月16日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月17日
發(fā)明者迪克·彼得·亨利 申請人:昆士蘭大學(xué)