废物处理的方法和设备技术

本发明专利技术提供了用于有机废物材料的好氧消化的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】废物处理的方法和设备相关申请的交叉引用本申请要求2013年3月14日提交的美国临时申请第61/851，928号的权益，其全文以引用的方式并入本文。
本专利技术涉及有机废物材料的减少和循环利用，具体地，通过好氧微生物的消化，以产生有用的产物。专利技术背景废物减少和循环利用工艺已经存在了许多年。通常，废物减少系统包括焚烧、堆肥系统(例如，室内填埋堆肥、料堆堆肥)、食品废弃物消除系统、垃圾填埋场、气化系统、藻类系统、切碎机和脱水系统。伴随传统的废物减少系统的问题包括废物的运输问题、需要的能量(诸如由重型设备的操作消耗的燃料)、产生的有毒气体、长时间范围、沥出液问题、对土地和水的毒物学效应、覆盖区大小和排放物。伴随现有废物减少系统的一个问题是时间帧(例如，长于一小时)产生另外的污染物。现有厌氧工艺产生甲烷和硫化氢气体，它们比0)2对环境更有毒。另外，最传统的废物减少系统无法处理塑料或橡胶。此外，现有系统通常只生产一种产物即堆肥。生产诸如生物燃料、堆肥和能量等多种产物将是期望的。虽然现有废物减少装置适于它们解决的特定目的，但是它们不适于通过减少填埋和填埋污染和污染物帮助净化地球的目的，填埋和填埋污染和污染物是温室气体和全球变暖的主要贡献者。专利技术概要本文提供了用于处理有机废物的方法和系统。在一个方面，提供了方法，其包括:(a)将有机废物材料与在预消化器罐中的微生物预浸液混合，从而产生浆液；(b)将所述浆液导送至生物反应器中，其中该生物反应器包括:(i)有机废物材料浆液；(ii)能够消化该废物材料的微生物；以及(iii)02;(c)在适于微生物生长的温度下搅动在生物反应器中的该浆液，并且持续适于微生物消化该废物材料的一定时间，以产生经消化的废物材料，其中在该微生物消化过程期间产生CO2;以及(d)将经消化的废物材料导送至将液体与固体分离的分离器系统，其中固体经消化的废物材料与液体在分离器系统内分离，其中该固体经消化的废物材料相较于在步骤(a)中提供的有机废物材料包括减少的质量和体积。在一些实施方案中，在步骤(a)和/或步骤(b)中添加能够消化该有机废物材料的微生物。在其中步骤(a)和步骤(b)中都添加微生物的实施方案中，在步骤(a)中添加的微生物可以与在步骤(b)中添加的微生物相同或不同。在一些实施方案中，诸如其中在步骤(a)中添加微生物的实施方案中，微生物预浸液含有氧气(例如，用于微生物的好氧生长)。在一些实施方案中，经消化的废物材料包括堆肥、腐殖质、腐殖酸盐和/或生物炭。在一些实施方案中，有机废物材料中的至少一部分在约5分钟至约I小时内消化。在一些实施方案中，在微生物消化过程期间产生的0)2从生物反应器排出，任选地进入用于由另一种生物体消耗的封闭区域，诸如进入具有植物的温室或藻类罐，和/或任选地被压缩用于其它用途。在一些实施方案中，有机废物材料经连续处理。在其它实施方案中，有机废物材料经间歇处理。在一些实施方案中，有机废物材料包括木材、碳氢化合物、纸材、粪便物、园林废物、肉类、碳水化合物、蛋白质和/或食品废物。在一些实施方案中，有机废物材料包括塑料和/或橡胶。在一些实施方案中，有机废物材料在预消化器中混合之前被解构和/或粉碎。例如，解构和/或粉碎可以包括碾磨和/或切碎。在一些实施方案中，解构和/或粉碎提供至少一部分减小成直径小于约2英寸、小于约I英寸和/或小于约0.5英寸的颗粒的有机废物。在一些实施方案中，有机废物材料和微生物预浸液在预消化器中加热到115 T -160 °卩的温度。在一些实施方案中，在预消化器中搅动有机废物材料包括具有切割器的栗。在一些实施方案中，在预消化器中搅动有机废物材料至少5分钟至长达I小时或更久。在一些实施方案中，在预消化器中搅动有机废物材料足以碳化至少一部分废物材料的时间长度。在一些实施方案中，在预消化器和/或生物反应器中的微生物包括嗜温细菌、嗜热细菌和/或超嗜热细菌。在一些实施方案中，在生物反应器中的O2来自空气和/或压缩的O 2。在一些实施方案中，在生物反应器中的温度是115 T -160 °F。在生物反应器中的温度与在预消化器中的温度相同或不同。在一些实施方案中，在生物反应器中的废物材料的消化利用浆液和微生物的混合来进行。在一些实施方案中，生物反应器包括研磨筛网。例如，研磨筛网可以在生物反应器罐的壁和/或底部的至少一部分上。例如，研磨筛网可以由多孔的金属组成。在一些实施方案中，该系统包括用于监测在预消化器、生物反应器或两者中的pH的pH监测器。在一些实施方案中，在预消化器和/或生物反应器中的pH控制在约3.0至约8.5的范围内。在一些实施方案中，含氮副产物(例如，队和/或氨气)在生物反应器内产生并从其排放。在一些实施方案中，利用螺旋输送机或其它输送机系统将经消化的废物材料导送至分离器系统中。在一些实施方案中，该系统包括用于回收微生物的过滤器。例如，该过滤器可以包括高表面积载体介质，诸如陶瓷、塑料、沙、珊瑚和/或岩石。在一些实施方案中，在过滤器上自从固-液分离器系统输出的液体回收微生物。在一些实施方案中，利用脱水压榨机、带式压榨机或具有通过其液体可以离开的穿孔的容器将液体与固体在分离器系统中分离。在一些实施方案中，离开分离器的固体材料被转变成小球。在一些实施方案中，离开分离器系统的固体材料燃烧以发电。在一些实施方案中，离开分离器系统的固体材料气化以产生合成气。在一些实施方案中，离开分离器系统的固体材料被转变成生物燃料、合成气、填埋顶部、吸附剂、肥料和/或炉火原木(fire log)。在一些实施方案中，将离开分离器系统的液体过滤以产生适于饮用或其它用途的水。在一些实施方案中，离开分离器系统的液体再循环回到预消化器(在被引入预消化器中之前任选地进行加热)。在一些实施方案中，一种或多种金属(例如，金)在分离器系统内被回收。在一些实施方案中，在分离器系统内回收的微生物再循环回到生物反应器和/或储存在单独的微生物贮存器内。在另一个方面，提供了系统，其包括:(a)预消化器罐，其包括:(i)将有机废物材料转移至预消化器罐中的入口 ；(ii)经加热的液体；以及(iii)用于将有机废物材料与经加热的液体混合以产生浆液的混合器；(b)在预消化器罐的下游并且与其流体连通的生物反应器，其包括:(i)用于将在预消化器罐内产生的浆液转移到生物反应器的入口 ；(ii)能够在好氧条件下消化该有机材料的微生物；(iii)氧气；(iv)热量；以及(V)用于将浆液与微生物混合的混合器；以及(C)在生物反应器的下游并且与其流体连通的固-液分离器，其中从该生物反应器输出的经消化的废物在固-液分离器中分离成基本上是固体的材料和基本上是液体的材料。在一些实施方案中，该系统还包括一个或多个用于在该有机废物材料被引入预消化器罐之前将其解构和/或粉碎的设备。例如，解构和/或粉碎可以包括有机废物材料的碾磨和/或切碎。在一些实施方案中，有机废物材料中的至少一部分在尺寸上减小成直径小于约2英寸、小于约I英寸和/或小于约0.5英寸的颗粒。在一些实施方案中，预消化器罐还包括:(iv)能够在好氧条件下消化该有机材料的微生物；以及(V)氧气。在该预消化器中的微生物与在生物反应器中的微生物可以相同或不同。在一些实施方案中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理有机废物材料的方法，其包括：(a)将有机废物材料与在预消化器罐中的微生物预浸液混合并且，从而产生浆液；(b)将所述浆液导送至生物反应器中，其中所述生物反应器包括：(i)所述有机废物材料浆液；(ii)能够消化所述废物材料的微生物；以及(iii)O2；(c)在适于所述微生物生长的温度下搅动在所述生物反应器中的所述浆液，并且持续适于所述微生物消化所述废物材料以产生经消化的废物材料的一定时间，其中在所述微生物消化过程期间产生CO2；以及(d)将所述经消化的废物材料导送至将液体与固体分离的分离器系统中，其中在所述分离器系统内，固体经消化的废物材料与液体分离，其中所述固体经消化的废物材料相较于在步骤(a)中提供的所述有机废物材料包括减少的质量和体积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·钟，卢焕华，G·金城，A·金城，
申请(专利权)人：R三D三公司，
类型：发明
国别省市：美国;US