从有机物质产生生物气体制造技术

本发明专利技术公开了一种用于处理有机或废物物质以产生生物气体的方法和装置。在该方法中，废物或有机物质在足以使细胞破裂的压力(例如50bar以上)下被按压，并且分离成干部分和湿部分。在厌氧消化器中处理湿部分以在去除沙砾之后产生生物气体。湿部分在其被除砂之前优选用淤渣稀释。任选地，漂浮物在其被添加到消化器之前从湿部分去除。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请是2015年7月20日提交的美国申请序列号No.62/194,471的非临时申请，在此将其引入作为参考。
本专利技术涉及处理废物或有机物质以及生物气体的产生。
技术介绍
美国公开2013/0316428记载了一种从城市固体废物分离含有生物细胞的有机部分的方法。在高于细胞膜的破裂压力的压力下，有机部分通过具有小孔径的孔的网格挤出。细胞破裂，产生面团状稠度的凝胶。然后，凝胶被装载到其中凝胶易于受细菌攻击的生物消化器中。压机可以是如欧洲公开No.1207040和No.1568478中所述的压机。一般而言，这些压机使用柱塞来压缩已经装载到气缸中的废物。气缸的侧面穿有径向孔。在这里引入美国公开2013/0316428以及欧洲公开No.1207040和No.1568478作为参考。
技术实现思路
本专利技术说明了一种用于处理有机或废物物质以产生生物气体的方法和装置。例如，该物质可以是城市固体废物(MSW)、诸如源头分离有机物等城市固体废物的有机部分或者诸如食品加工或杂货店废物等商业和/或工业废物(C&I)。也可以使用这些物质中的一种或多种的混合物。在一种方法中，废物或有机物质在足以使细胞破裂的压力(例如50bar以上)下被按压，并且分离成干部分和湿部分。在厌氧消化器中处理湿部分以产生生物气体。消化物(消化器淤渣)也会产生，并且可以例如用作施用于土地的肥料或用来制作堆肥。优选地，在厌氧消化器中处理湿部分之前处理湿部分。特别地，当被按压的物质是城市固体废物时，液体部分将具有诸如较小的塑料薄膜或袋子、纸和纤维等漂浮物。如果未去除，那么漂浮物可能会在消化器中累积或变成消化物的一部分，或两者兼有。虽然可能仅有少量的漂浮物，例如由压机产生的1～1.5质量％(按湿重计)的湿部分，但是它们在消化物中的存在可能会阻止通过土地应用来处置消化物或将消化物用于堆肥。例如，用于消化物土地应用和堆肥的California标准要求大于4mm的物理污染物按湿重计不超过消化物的0.1％。如果需要，可以从消化物去除漂浮物。优选地，在塑料分离器中将漂浮物从湿部分去除，优选动态旋风分离器。在漂浮物从湿部分去除后，消化物中不存在过量的漂浮物。虽然压机不会像锤式粉碎机或破浆机那样产生沙砾，但是湿部分仍然含有随着湿部分分解而可以在消化器中沉降的沙砾。当湿部分与废水处理厂(WWTP)淤渣共消化时，由于所得的消化物具有较低的固体含量和粘度并且WWTP消化器通常不设计为处理较多的沉降沙砾，所以沙砾沉降是一个特殊的问题。然而，充分的沙砾去除由于其粘度太高而不能通过湿部分的重力沉降来获得。在本文所说明的方法中，湿部分被稀释，但是仅作为优选被选择接受高固体含量原料的沙砾去除设备的需要。例如，由于旋液分离器的动作降低湿部分的有效粘度，所以旋液分离器能够在湿部分被稀释到总固体含量(TS)为8～12％，优选10-12％TS之后处理湿部分。在将沙砾从湿部分去除之后，优选冲洗沙砾，从而使其更适于处置并回收更多的有机物。可以用滤液或诸如来自消化物脱水的滤液等其他相对清洁的水源稀释湿部分而用于沙砾去除。然而，为了节约用水和避免稀释消化物，优选用淤渣稀释湿部分。本专利技术人已经观察到，由于湿部分中的挥发性固体含量极高，所以其产生固体含量大大降低的消化物。因此，湿部分可以用从厌氧消化器得到的消化物来稀释。可选择地，在消化器位于废水处理厂(WWTP)中并且共消化WWTP淤渣的情况下，可以用废物活化的淤渣或来自废水处理厂的初级淤渣稀释湿部分。在这种情况下，WWTP淤渣在其被加入到厌氧消化器之前也被除砂。如果在消化器上游去除漂浮物，那么沙砾去除优选跟随在漂浮物去除之后。漂浮物去除可以在无稀释的情况下发生，并且如果从稀释后的湿部分中去除漂浮物，那么有效生产量将会降低。类似地，因为提高了有效生产量，所以优选从湿部分而不是从消化物去除漂浮物。同样为了提供更好的有效生产量，沙砾去除也对最低限度稀释的湿部分而不是例如在侧流环路中循环的消化物进行。一般而言，本专利技术通过选择能够处理较高固体含量原料的单元过程并且操作处于或接近其最大固体含量容差的单元过程而提供了非常紧凑的处理。本专利技术还说明了适于上述方法的装置。附图说明图1是用于处理废物或有机物质的方法的过程流程图。图2是压机的立体图。图3示出了塑料分离器的截面图。图4是图1中的沙砾去除单元的更详细的过程流程图。具体实施方式图1示出了用于处理废物或有机物质的原料流102的系统100。例如，原料流102可以是城市固体废物(MSW)、被分离而离析出用于处理的有机部分的MSW(即，源分离的有机物(SSO))、商业和/或工业废物(C&I)或者这些其他废物中的一种或多种的混合物。任选地，塑料以及诸如木头等其他典型非可消化的烃物质可以留在废物中。金属和矿业废物优选被去除。原料流102流入压机116中。压机116在高压下通过较小的穿孔来压缩原料102。例如，压力可以是至少50bar或足以使生物细胞破裂。穿孔可以例如是直径为4～8mm的圆孔。压机116将原料102分离成湿部分118和干部分120。湿部分118含有可溶性有机化合物，包括包含在高压下破裂的细胞中的有机物。优选地，湿部分118中含有原料流102中的95％以上的有机物。湿部分118被传送到厌氧消化器104(简洁起见，任选地称为消化器104)以产生生物气体106。厌氧消化器104还产生可以被进一步处理的消化物108(例如产生直接用作土地应用的肥料或用于产生堆肥的加工肥料或者回收氨)。尽管术语消化物有时用来特指厌氧消化器淤渣的干部分，但是在本说明书中，术语消化物一般指的是厌氧消化器淤渣。湿部分118通常具有20～35％的固体含量，20～25％来自湿的商业废物，30～35％来自残留的MSW。湿部分118通常还具有85～95％的挥发性固体/总固体的比例。当按压MSW时，湿部分118可以是原料流102的30～40％，或者当按压SSO时，湿部分118可以是原料流102的70～85％。来自压机的湿部分118在其被传送到消化器之前优选被处理。湿部分118含有穿过压机116的穿孔的诸如塑料薄膜、薄片或袋子等漂浮物。湿部分118还含有很难或不可能消化的沙砾、较小的无机物质颗粒或难降解物质。在第一步骤中，在塑料分离器130中处理湿部分118以去除漂浮物。在塑料分离器130中，将湿部分118供给到围绕转子的筛分机圆筒中。湿部分118中的有机物质颗粒通过旋转运动和离心力从转子向外甩出。有机物质颗粒通过筛分机的穿孔排出到第一排出口。沿着转子的轴流动的空气携带较轻的材料越过穿孔到达第二排出口。气流可以由转子叶片或由单独的风扇产生。转子叶片还可以任选地刮削筛分机的内侧。这样，在湿部分118中较轻的颗粒(特别地，塑料片)与有机颗粒分离。由此塑料分离器产生分离的有机物质132并产生分离的塑料128。优选地，在塑料分离器130中，湿部分118中的至少90％的漂浮物被去除。在第二步骤中，在沙砾去除单元140中处理分离的有机物质132。尽管湿部分118(和分离的有机物质132)可能具有非常高的固体含量，但是其具有高挥发性并产生具有适中固体含量的消化物。例如，具有25％的固体含量的湿部分可以产生仅有6％的固体含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括以下步骤‑按压废物以产生湿部分；‑从所述湿部分任选地去除漂浮物；‑稀释所述湿部分；‑对所述湿部分进行除砂；和‑在厌氧消化器中处理所述湿部分。

【技术特征摘要】
2015.07.20 US 62/194,471;2016.03.30 US 15/085,3811.一种方法，包括以下步骤-按压废物以产生湿部分；-从所述湿部分任选地去除漂浮物；-稀释所述湿部分；-对所述湿部分进行除砂；和-在厌氧消化...

【专利技术属性】
技术研发人员：马塞洛·德利马瓦斯康塞洛斯，胡安·卡洛斯·约瑟，
申请(专利权)人：安那吉亚公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA