厌氧处理流动的和不流动的有机废物的方法技术

本发明专利技术提供厌氧处理液体容器（１０）中有机废物的方法和装置，其中废物颗粒通常由厌氧处理废物产生的气体在液体中浮起并形成浮床。浮床形成消化最少和密度最小物质的上层和消化最多和密度最大物质的下层。来自浮床的下面液体通过一系列排放口（４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ）持续的喷射到浮床的上表面，其使浮床向下扩展。每个喷射期紧接着静止期使得浮床重新形成。一段时间后，浮床从容器（１０）的入口端移向出口端，在出口端大部分消化的废物被除去。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及处理流动的和不流动的有机废物，特别是涉及通过利用浮床的方法和装置的厌氧降解同时实现两种废物的有效处理。
技术介绍
已知固体(不流动的)和流体(流动的)有机废物可利用厌氧微生物处理方法进行处理。已经研制了多种进行厌氧降解有机废物的厌氧系统。这些系统通常作用于流体废物和淤渣并且使用含有处理细菌的淤渣床，其中待处理的流体废物向上流过淤渣床。在这些系统中，最大浓度的细菌位于淤渣床的底部并且最小浓度的细菌接近于淤渣床的顶部。在这些系统中，至少部分向上流过淤渣床的废液流被排出并且再次引入淤渣床下面用于再次向上穿过淤渣床。这些系统由于多种原因效率较差并且不适合处理固体不流动的物质。有机不流动废物的处理是食品加工业以及市政尤为关心的问题。在食品加工业中，来自食品加工操作的植物性物质大量累积，诸如玉米装罐或者冷冻以后剩余的谷壳和玉米棒以及豌豆装罐或者冷冻之后剩余的豌豆壳。市政固体废物的有机部分、草坪和公园废品、牲畜粪、上述的混合物及其他废物也占据了垃圾的很大的体积并且与有毒气味有关。而且，当雨水淋滤通过这样的物质并且流入排水沟，饮用水供给源和地下水时可能发生严重的环境污染。已经尝试了一些处理和处置方法，包括挖坑填埋，焚化，用作肥料，土壤改良剂，动物饲料等。然而，由于种种原因这些可选择的方法中一个也没有广泛的实际应用。不流动的有机物废料有一个一贯重要的共同之处。它们可生物降解并且可再生。如果包含在这些物质内的太阳能可被释放和捕捉，可以得到可再生的能源同时解决高成本的环境问题。不流动的废品也比水更轻，在存在厌氧微生物的条件下，生成很少的二氧化碳和甲烷气泡更进一步地提高了这些废料在有水的情况下漂浮起来的能力。可以想象在含有用厌氧菌接种的容器内研制一种有机废物浮床。当液体流过浮床时，浮床将细菌过滤并俘获在浮层内。浮床中的固体也将作为这些微生物可自身吸附其上的介质。这样的一种浮床将能够消化浮床内不流动的有机物质并同时能够处理流过浮床的含生物可降解有机物质的废水。因此，漂浮的有机床层反应器可同时处理流动的和不流动的废液从而将生物可降解的有机物转化为如生物气的能量，减少不流动的废品的量并从流动的废液中除去污染物。因此，本专利技术的一个目的是提供处理液体和固体有机废物的系统。本专利技术的另一个目的是提供生物处理液体和固体废物流的系统。本专利技术的另一个目的是提供厌氧处理有机液体和固体废物的系统。本专利技术的另一个目的是提供在同一处理容器中厌氧处理有机液体和固体废物的系统。本专利技术的另一个目的是提供利用浮床技术在同一处理容器中厌氧处理有机和固体废物的方法和装置。本专利的另一个目的是从流动和不流动废物的共消化产生能量。本专利的另一个目的是通过将不流动的有机废物转化为能量减少不流动的有机废物的量并且处理污染废水，将其可生物降解的有机部分转化为能量并将处理过的废水排入环境中。
技术实现思路
简要地说明，本专利技术包括用于厌氧生物处理封闭生物反应器中液体(流动的)和固体(不流动的)废物的方法和装置。固体和液体废物在入口端被引入容器并纵向地穿过容器。在运行中并同时在容器中，废物和厌氧微生物接触。这些生物体消化有机物并且消化的产物从容器的相反端除去。微生物对比水更轻的有机物的作用产生诸如甲烷和二氧化碳的气体，有助于有机固形物浮起从而形成固形物的浮床。厌氧微生物附着于有机固体并且被俘获到浮床内。消化开始后，固体废物颗粒的尺寸减小并且物质的密度增加。随着时间的进展，以及更多的固形物添加到容器中，在浮床内形成梯度，其中消化最少、密度最小的物质位于浮床的上层，消化最多、密度最大的物质位于浮床的底部。由于浮力最大和消化最少的物质聚集在浮床的上表面，在给定体积的上层中固形物的浓度相对于所述体积的水分含量得以提高。如果在任何给定体积的浮床中水分的百分比降低大约70％的话，微生物的活性被抑制。因此保持浮床上层的水分含量并且用富含厌氧微生物液体对上层进行接种是非常重要的。保持浮床上层适当的湿度优选地通过从容器的底部抽取液体组分并连续地将其喷射到浮床表面上得以实现。这不仅保持了浮床上层适当的湿度，而且下渗到浮床的液体起到保持贯穿床层深度的营养区的作用。喷射虽然连续，但是没有同时发生在浮床的全部表面上。反而，喷射的进行是逐步地从前到后穿过浮床或者穿过浮床的幅宽。在这方面，首先在一给定的时间引入液体以便喷射到位于邻近容器前壁的浮床的第一部分上。在喷射到浮床第一部分结束之前，开始喷射到远离前壁的第二个临近浮床的部分。终止第一次喷射并经过一段时间以后开始引入液体到进一步远离前壁的第三部分。然后终止第二次喷射，并经过仅仅喷射第三部分的一段时间以后，开始引入液体到更加远离前壁的第四部分。继续这个从前到后穿过容器的过程并重复进行。在液体再一次喷射给定部分以前，每个引入液体的周期继之以一段静止期间。根据浮床的宽度，将液体喷射到邻近前壁的浮床的第一部分可以在顺序已经到达邻近容器后壁的浮床最后部分以前重新开始。周期性地，邻近出口端的浮床中消化最多的物质与大量液体一起被除去。当消化开始后，新鲜的或者未经处理的固体废物在与出口端相对的入口端被引入。每次连续地从出口端除去消化最多的物质并在相对的入口端引入新物质，浮床稍微移向容器的出口端。随着时间的进展，整个浮床迁移到出口端并在运行中进行消化。由消化产生的气体收集在容器的顶部并同样被除去且被收集用作能源。未经处理的液体，诸如城市废水，来自食品加工操作的废水或者来自植物贮料堆等的淋滤液也被引入容器的入口端替换从出口端除去的液体。应该理解，蔬菜加工操作可产生大量的废水。例如，在加工之前冲洗蔬菜产生包含蔬菜物质的废水并且必须在排入环境以前进行处理。此外，从待加工的植物贮料堆浸出的水或者从加工残渣储料堆浸出的水包含高水平的养分并在排出之前必须进行处理。废水和淋滤液常常收集在污水池中并且在排出之前经过通风处理。然而，根据本专利技术的方法和装置这两种液体废流都能进行处理，从而减少或者排除通风的必要。此外，这些废液流开始运行时可用于给密闭容器内的厌氧微生物提供养分池。根据本专利技术，这样的液体被引入并与被喷射到浮床顶部的液流混合。当液体混合物向下穿过浮床时，液体混合物经过浮床内的细菌的处理，以便当液体循环到容器的出口端时，如果不是全部的话有机物的大部分应该被消化。因此，废水组分包含的有机物质在运行穿过容器的过程中也被处理并消化。因此，本专利技术通过清洁、有效的处置操作提供了固体和废液的处理，经过厌氧消化减少了生物物质的量从而便于处理。本专利技术更还提供以甲烷气体形式生成的能量，所述甲烷气体可进行销售或者用作加工能源。因此，本专利技术一方面的特征在于生物处理液体和固体有机废料的方法，所述方法包括a)将容器中的有机固形物与包含厌氧微生物的液体接触，固形物形成支持和俘获细菌的颗粒并且固形物被微生物消化并由在这种消化期间产生的气体浮在液体中以便形成浮床，其中浮床的上层包含消化最少和密度最小的物质，并且浮床的下层包含消化最多和密度最大的物质。b)从浮床的下面循环液体到浮床的上表面并使液体向下渗透过浮床；c)从容器入口端移动浮床到容器的相对的出口端；以及d)在容器的出口端除去消化最多、密度最大的物质。另一方面，本专利技术的特征在于一种生物处理液体和固体有机废料的装置，所述装置包括a)一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机废料的生物处理方法，所述方法包括：ａ）将封闭容器中的有机固形物与包含厌氧微生物的液体接触，该固形物形成支持和俘获细菌的颗粒，并且该固形物被微生物消化并由在这种消化期间产生的气体浮在液体中以便形成浮床，其中该浮床的上层包含消化 最少和密度最小的物质，并且该浮床的下层包含消化最多和密度最大的物质；ｂ）从该浮床的下面循环液体到浮床的上表面并使液体向下渗透过该浮床；ｃ）从容器入口端移动浮床到容器相反的出口端；以及ｄ）在容器的出口端除去消化最多、密 度最大的物质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J卡明斯，
申请(专利权)人：爱克维申公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]