本发明专利技术提供一种用于从污物收集含甲烷生物气体的主处理单元和系统。主处理单元被构造为将污物沉积和淤积物消化分隔在池子的独立区域或室内。沉积区域适合于接收污物，并且输出外排液，并且消化区域适合于从沉积区域接收污物的固体成分，并且输出基本上在消化区域生成的含甲烷生物气体。主处理单元被设计为使得含甲烷生物气体被输出，而基本上不与浮渣层相接触。系统还包括生物气体收集系统，该系统被构造为从主处理单元的消化区域接收含甲烷生物气体。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及污物含甲烷生物气体收集领域，具体而言，本专利技术涉及用于使由污物收集的含甲烷生物气体的量最大化的主处理单元和系统。
技术介绍
当天然存在的微生物分解并且消化污物时，污物会被消化，从而导致生成生物气体。在好氧环境中，有机废物降解的终产物主要为CO2和吐0。在厌氧环境中，废物降解的中间终产物主要是醇、醛、有机酸以及co2。在被称为甲烷微生物的特定微生物的存在下，这些中间体被最终转化为终产物CH4和(X)2以及痕量的H2S。通过甲烷微生物形成甲烷被称为甲烷生成。用于厌氧消化的简化总体化学方程式如下所示C6H12O6 — 3C02+3CH4。还已经表明，甲烷生成采用来自其它有机化合物的碳，所述有机化合物例如为甲酸、甲醇、甲胺、二甲基硫醚和甲硫醇。如果含甲烷生物气体将要用于商业或工业应用，其可能需要利用擦洗和清洁设备进一步处理(如氨气处理)，以使处于可接受的水平，并且降低硅氧烷的量。由上述过程获得的含甲烷生物气体可用于各种应用，包括发电和化合物(包括甲醇等)的化学合成。随着时间的推移，污物通常沉积为三个基本可区分的层1)底部淤积层，其包含比重比水大、密度比水高并且得自大部分固体污物的材料；2)中间层，该层包含液体和悬浮的固体，其中这些固体通常为在液体层中时继续降解的极小的有机材料；幻浮渣层 (scrum layer)，该层基本上由比重比水小的材料(如油脂、油和脂肪)组成。各层限定具有不同特性的独特环境，所述特性维持不同的微生物群。在常规腐化池或澄清池的淤积层中，由于厌氧消化而产生含甲烷生物气体。生物气体由淤积层渗出，然后通过中间液体层，随后经过浮渣层，从而汇集在腐化池或澄清池的上部空间。由于甲烷氧化细菌(甲烷营养菌)的群落可能存在于浮渣层内，因此生物气体的至少一些甲烷成分在通过浮渣层时会被消化为二氧化碳。现有的生物气体生成系统并没有被设计为最大程度地捕获或收集由淤积物分解产生的含甲烷生物气体，并且/或者防止含甲烷生物气体与浮渣层中的甲烷营养菌之间的相互作用。提供上述背景信息是为了揭露申请人认为与本专利技术最为相关的信息。既不是旨在承认，也不应当解释为任何上述的信息构成了本专利技术的抵触本专利技术的现有技术。专利技术概述本专利技术提供一种用于使由污物收集的含甲烷生物气体的量最大化的系统，包括 1)主处理单元(PTU)，该单元有利于将甲烷消耗浮渣层与甲烷产生淤积层和甲烷收集点均隔离；以及2)含甲烷生物气体捕获或收集子系统。任选地是，系统还包括可操作性地与PTU连接的用于促进甲烷生成的过程和/或含甲烷生物气体输送子系统。本专利技术的目的是提供一种用于使由污物收集的含甲烷生物气体的量最大化的主处理单元(PTU)和系统。根据本专利技术的一个方面，提供一种适合于收集含甲烷生物气体的主处理单元，所述主处理单元包括污物沉积区域和淤积物消化区域，其中所述污物沉积区域适合于接收污物，并且输出外排液，并且所述消化区域适合于从沉积区域接收污物的固体成分，并且输出基本上在消化区域生成的含甲烷生物气体，其中含甲烷生物气体的输出基本上不与污物浮渣层接触。根据本专利技术的另一个方面，提供一种适合于收集含甲烷生物气体的主处理单元， 其中所述主处理单元被构造为将污物沉积和淤积物消化分别分隔在沉积区域和消化区域内，并且输出基本上在消化区域生成的含甲烷生物气体，其中含甲烷生物气体的输出基本上不与污物浮渣层接触。根据本专利技术的另一个方面，提供一种用于收集含甲烷生物气体的系统，包括主处理单元，该单元被构造为将污物分为浮渣层、液体层和淤积层，所述主处理单元包括适合于接收污物并且输出外排液的沉积槽以及适合于从所述沉积槽接收污物的固体成分的消化槽，所述沉积槽具有第一顶部空间，该第一顶部空间被构造为使池子和下游管道与大气相通，以防止液压锁紧，并且收集基本上在沉积槽内生成的生物气体，并且所述消化槽具有基本上与第一顶部空间分隔的第二顶部空间，该第二顶部空间被构造为收集基本上在消化槽内生成的含甲烷生物气体，其中所述浮渣层基本上保留在沉积槽内，并且淤积层基本上保留在消化槽内；以及生物气体收集系统，该系统与所述第二顶部空间可操作性地连接。根据本专利技术的另一个方面，提供一种适合于收集含甲烷生物气体的主处理单元， 所述主处理单元被构造为将污物分为浮渣层、液体层和淤积层，所述主处理单元包括适合于接收污物并且输出外排液的沉积槽以及适合于从所述沉积槽接收污物的固体成分的消化槽，所述沉积槽具有第一顶部空间，该第一顶部空间被构造为与大气相通，并且收集基本上在沉积槽内生成的生物气体，并且所述消化槽具有基本上与第一顶部空间分隔的第二顶部空间，该第二顶部空间被构造为收集并且输出基本上在消化槽内生成的含甲烷生物气体，附图简述附图说明图1(a)示出具有并排构造的两室PTU的一个实施方案的截面图，该图清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉积室以及具有生物气体出口的消化室。沉积室和消化室之间的分隔内壁将沉积室和消化室的顶部空间隔开，并且防止浮渣进入消化室内。图1(b)示出图1(a)所示的两室PTU的实施方案的平面图。图2为两室PTU的主处理单元的三维示意图，以及固体材料在消化室内的沉积情况的图形表示，其中所述PTU具有一个从池子的中心分支的入口三通管。图3(a)至(C)示出嵌套式两室主处理单元的一个实施方案的各种视图，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉积室以及具有生物气体收集管的消化室。沉积室和消化室之间的分隔内壁防止浮渣进入消化室内，并且将顶部空间分隔。图3(a)为入口端的横截面图，图3(b)示出纵剖面图，图3(c)为出口端的横截面图。图3(d)示出平面图。图 3(e)示出截面图。图4 (a)至(d)示出圆形嵌套式两室主处理单元的一个实施方案，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉积室以及具有生物气体收集管和分隔的顶部空间的位于中央的消化室。沉积室和消化时之间的分隔内壁防止浮渣进入消化室内。图5(a)示出主处理单元的一个实施方案的截面图，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉积室以及具有分隔的顶部空间和生物气体收集管的位于中央的消化室。 沉积室和消化室之间的分隔内壁形成倒圆锥或伸长的V形结构，其防止浮渣进入消化室内，并且提供分隔的顶部空间。图5(b)为图5(a)所示的主处理单元的正视图，该图清晰地示出污物入口和外排液出口。图5(c)为图5(a)和图5(b)的主处理单元的三维示意图，以及固体材料在消化槽内的沉积情况的图形表示。图6示出并排两室主处理单元的一个实施方案的各种视图，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉积室以及具有生物气体收集管的消化室。沉积室和消化室之间的分隔内壁防止浮渣进入消化室内，并且将顶部空间分隔。图7示出入口三通管构造的横截面图和纵剖面图，所述构造在X轴方向和Z轴方向上均具有45度弯曲，以促使在池子内进行液压混合。图8示出包括用于淤积物缩减的现场生物气体控制机构的系统的一个实施方案， 所述控制机构包括便携的气体压缩、燃烧和加热系统，该系统包括包括淤积物覆层加热系统或线圈，或其它加热手段。图9示出包括现场电解系统的系统的一个实施方案。图IOA示出包括甲烷减排机构或由生物气体释放的其它温室气体的减排机构的系统的一个实施方案，所述甲烷减排机构包括通过鹅颈管与生物气体收集管本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于提取和收集污物生物气体的系统，包括：主处理单元，该单元被构造为将污物分为浮渣层、液体层和淤积层，所述主处理单元包括适合于接收所述污物并且输出外排液的沉积槽以及适合于从所述沉积槽接收所述污物的固体成分的消化槽，所述沉积槽具有第一顶部空间，该第一顶部空间被构造为与大气相通，并且收集基本上在所述沉积槽内生成的生物气体，并且所述消化槽具有基本上与所述第一顶部空间分隔的第二顶部空间，该第二顶部空间被构造为收集基本上在所述消化槽内生成的含甲烷生物气体；其中所述浮渣层基本上保留在所述沉积槽内，并且所述淤积层基本上保留在所述消化槽内；以及生物气体收集系统，该系统可操作性地与所述第二顶部空间连接。
【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：吉尔·L·哈斯，
申请(专利权)人：克利尔福德工业有限公司，
类型：发明
国别省市：CA
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