本发明专利技术涉及用于处理生物固体的方法，所述方法产生高价值、含氮、缓释、有机增强的无机肥料，所述肥料与价值较低或更昂贵的常规市售制造的肥料竞争。所述方法包括在高通量制造设备中调节传统的废水生物固体并连续加工经调节的生物固体。主要反应容器的放热设计和闭环控制显著降低运行制造设备必需的功率量。与传统的处理厂相比，所述方法利用绿色技术促进废物减少和空气质量标准提高。自所回收的生物固体废物生产的肥料为安全的并且满足或者超过美国环境保护局(USEPA)A类和特殊品质标准，并且不受到限制或者监管。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生物有机增强的高价值肥料相关申请的引用 该申请要求2009年10月30日递交的标题为“生物有机增强的高价值肥料”的美国临时申请系列号61/291205的优先权，其通过引用特别地且整体地结合到本文中。背景 I.专利
本专利技术涉及用于肥料(尤其是高氮、有机增强的、无机、基于铵的、缓释或控释肥料)的连续流制造过程的系统、装置和方法。本专利技术还涉及有利地利用混合化合物的放热反应以提高肥料的氮组成并提高对不需要大分子的分解。本专利技术进一步降低温室气体排放量并且基本上是碳中和的。本专利技术还涉及通过本专利技术方法产生的产品。 2.背景描述 对自市政废水处理厂排放的生物固体的处理是严重且日益增加的问题。在1990年，美国环境保护局指出四口之家每天排放300-400加仑废水而在2000年这个数字几乎倍增。在美国，公有处理厂从该废水中每年产生约770万公吨干污泥(或“生物固体”，如这些市政污泥目前所被称为的那样)，即对于每个个体产生约64磅干生物固体。在联邦规章典集的标题40，257. 2部分(通过引用结合到本文)下的定义“污水污泥”和“污泥”和“生物固体”如下 “污水污泥”意指在处理厂处理生活污水期间产生的固体、半固体或液体残余物。污水污泥包括但不限于生活废物(domestic septage)、在初级、中级或高级废水处理工艺中除去的浮渣或固体；和自污水污泥衍生的材料。污水污泥不包括在污水污泥焚化炉中燃烧污泥期间产生的灰烬或在处理厂初级处理生活污水期间产生的砂砾和残渣。污泥意指自市政、商业或工业污水处理厂、供水处理厂或空气污染控制设备产生的固体、半固体或液体废物或具有类似特性和作用的任何其它这样的废物。” 术语污泥还包括物质例如(但不限于)市政脱水生物固体、生活废物、加热干燥的生物固体、制药发酵废物、有机产品的微生物消化物例如食品、食物副产品、动物粪肥、经消化的动物粪肥、主要包含微生物的有机污泥及其任何组合。存在几种类型的自污水和/或废水处理产生的生物固体。这些主要包括生物固体、废物活化的生物固体、巴氏杀菌的生物固体、热处理的生物固体和有氧或厌氧消化的生物固体及其组合。这些生物固体可来自市政和/或工业来源。因此，生物固体可包含大分子，包括蛋白质、核酸、脂肪、碳水化合物和脂质。生物固体可包含药物化合物，包括来自其制造过程的废品、抗生素、激素、激素样分子、其它生物活性化合物和大分子。通常，但不充分地，生物固体仅脱水至通过化学和机械手段可能的最好程度。污水生物固体的含水量仍然非常高，并且以上列举的不合乎需要的化合物中没有一种被无效(neutralized) 0出自重力澄清器的典型生物固体可具有干固体含量为2%或者更少。在厌氧消化之后，固体含量可为约10%。已发现阳离子水溶性聚合物可用于引起固体与化学和物理结合的水之间的进一步分离。阳离子聚合物处理的生物固体的过滤或离心通常得到含有一定范围固体的糊状生物固体饼。干燥污水生物固体(至大于90%固体)已经在美国和欧洲两者实践许多年。在约1965年之前，在美国进行生物固体干燥以减少运输成本和寻求各种处理备选。在一些工厂，生物固体以粉末形式干燥并且细微颗粒消耗于焚烧炉或锅炉的燃烧室中。在20世纪60年代后期，休斯敦和密尔沃基两市开始销售用作土壤改良剂和/或肥料的丸粒状或颗粒状干燥的生物固体。用于制造干燥丸粒状生物固体的几个另外的工厂建造于20世纪80年代和20世纪90年代；特别是在取消了由沿海城市向海洋倾倒生物固体之后。干燥并转化为加热干燥的生物固体丸粒肥料为对于垃圾填埋场和用于处理的土地受到限制的这些大都市区域的最佳选择。然而，用于生物固体干燥设备需要的投资非常大，导致每吨干生物固体的市政费用巨大。干燥和丸粒状的常见生物固体为厌氧消化的市政污水。厌氧消化，如同名称表明的那样，涉及在厌氧条件下通过兼性细菌处理，以分解生物固体中的有机物质。在规定的时间和温度之后，得到相对不含可腐烂有机物质的生物固体。通常，病原体保留在这样的生物固体中，并且USEPA已将这样处理的生物固体分类为“B类”，意指其比“A类”处理的生物固体具有更低的标准。因为B类生物固体含有病原体指示剂-并且因此为潜在病原体，其以其可被应用于动物和人类作物的方式受到限制。相比之下，根据USEPA标准，A类生物固体，例 如加热干燥的生物固体丸粒以及本专利技术产物，未被限制作为动物或人类作物使用的肥料。如果病原体(例如沙门氏菌属细菌、粪大肠菌指示剂细菌、肠道病毒和活性蠕虫卵)低于可检测水平，则生物固体满足A类命名。503部分的条款(联邦规章典集的标题40，503部分，通过引用结合到本文中)列出了用于处理生物固体的6种备选方案，因此它们可相对于病原体分类于A类中。备选方案I要求生物固体经受4种时间-温度方案中的一种。备选方案2要求生物固体处理满足pH、温度和空气干燥要求。备选方案3要求在生物固体以其它方法处理时，其必须证明该方法可减少肠道病毒和活性蠕虫卵，并且在病原体减少的示范完成之后必须保持用于该示范的操作条件。备选方案4要求在以未知方法处理时，在使用或处理生物固体时或在某些情况下准备使用或处理时，测试生物固体的病原体。备选方案5要求生物固体以进一步减少病原体的方法之一进行处理。备选方案6要求生物固体以与进一步减少病原体的方法(如经许可机构确定的)之一等价的方法进行处理。A类病原体生物固体还必须具有粪大肠菌的密度为少于1000最大可能数(MPN)/克总固体(干重基准)或沙门氏菌属细菌的密度为少于3 MPN/4克总固体(干重基准)。在以下时间之一必须满足这两个要求中的任何一个当使用或处理生物固体时；当生物固体准备在袋或其它容器中出售或赠送用于土地施用时；或者当生物固体或衍生的材料被制备以满足特殊品质(Exceptional Quality)生物固体的要求时。施用于土地的所有生物固体必须满足污染物的上限浓度，所述污染物包括10种重金属污染物砷、镉、铬、铜、铅、汞、钥、镍、硒和锌。如果超过这些重金属中任何一种的限度，则在未包括显著限制下，不可施用于土地。特殊品质(EQ)为503部分第7条款的USEPA指南中用于表征生物固体的术语，所述生物固体满足低污染物和A类病原体减少(实质上不存在病原体)限制并且具有减少水平的吸引媒介物(vector)的可降解化合物。病原体减少发生于媒介物吸引减少之前或同时，除了当满足pH调节、百分比固体媒介物吸引、注射或掺入选择(incorporation option)时。最后，当生物固体施用于土地时，必须满足媒介物吸引减少。通常，这通过将生物固体产物干燥至大于90%固体的水平实现。仅干燥的生物固体，与加热干燥的丸粒一样，即使干燥至大于90%固体，对于农业使用具有若干缺点。生物固体具有低施肥价值，通常具有氮含量仅为约2-5%。每单位氮的货运和施用成本高。加热干燥的生物固体通常具有难闻的气味，特别是当潮湿时。而且，干燥的丸粒具有低的密度和硬度并且当掺合其它的市售肥料时，丸粒可分隔并破碎且可不与其它更致密成分均匀散布于田地。与生物固体的使用有关的难闻气味，除非被充分处理，否则在进一步加工处理富含氮的肥料产品期间将继续存在，并可继续存在于最终产品中。这使得以下复杂化将合适的肥料加工厂放置在不靠近居住区的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.30 US 61/291,2051.一种用于连续处理生物固体的方法，所述方法包括 形成脱水生物固体与一种或更多种第一酸的酸化糊状物； 将所述酸化糊状物加入到压力容器中，使得所述压力容器保持顶空，其中所述顶空具有预定的压力； 向所述压力容器中加入一种或更多种第二酸与一种或更多种碱，以与所述酸化糊状物混合形成混合物； 在保留时间内使所述混合物经受温度和压力，其中所述混合物的温度和含水量通过顶空压力确定； 自所述压力容器除去混合物；和 干燥所述混合物，形成经处理和干燥的生物固体。2.权利要求I的方法，其中所述生物固体包括以下的一种或更多种市政生物固体、加热干燥的生物固体、制药发酵废物、有机产品的微生物消化物、食品、食物副产品、动物粪肥、经消化的动物粪肥、有机生物固体、含有微生物的生物固体，或其组合。3.权利要求I的方法，所述脱水生物固体通过使生物固体经受过滤、离心、压力或其组合而产生。4.权利要求I的方法，其中所述一种或更多种第一酸至少包含50%或更高浓度的磷酸。5.权利要求I的方法，其中所述一种或更多种第二酸包含磷酸、硫酸或两者，并且所述一种或更多种碱包含无水氨或氨水。6.权利要求I的方法，其中所述一种或更多种第二酸和所述一种或更多种碱一起在混合物中发生放热反应。7.权利要求6的方法，其中在没有外部加热的情况下发生所述放热反应。8.权利要求I的方法，其中将所述混合物保持在230°F或者更高的温度。9.权利要求I的方法，所述方法还包括向混合物中加入一种或更多种高铁酸盐或者一种或更多种氧化剂。10.权利要求9的方法，其中所述一种或更多种高铁酸盐选自高铁酸钙、高铁酸钠、高铁酸钾、七水硫酸亚铁及其组合。11.权利要求9的方法，其中所述一种或更多种高铁酸盐由固态氢氧化钠与次氯酸钠和氯化铁的反应形成。12.权利要求9的方法，其中所述一种或更多种氧化剂选自过氧化氢、次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾、二氧化氯、臭氧、氧气及其组合。13.权利要求I的方法，其中所述保留时间为15分钟或者更少。14.权利要求I的方法，其中酸度、压力、流速、pH、碱注入速度中的一个或更多个通过闭环计算机控制进行控制以保持预定的反应温度。15.权利要求I的方法，其中将生物固体通过压力容器连续加工处理，从而连续形成经处理和干燥的生物固体。16.权利要求I的方法，其中经处理和干燥的生物固体中的有机材料被部分或完全水解、变性或灭菌。17.权利要求16的方法，其中所述有机材料选自药物化合物、抗生素、激素、激素样分子、生物活性化合物、大分子、碳水化合物、核酸、脂肪、脂质、蛋白质中的一种或更多种及其组合。18.权利要求I的方法,其中干燥混合物的磷酸盐含量为O.5%-4%。19.权利要求I的方法，其中干燥混合物的含氮量通过加入到反应容器中的氨水来提闻。20.权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：JC伯恩哈姆，JP卡尔，GL达姆斯，
申请(专利权)人：维塔格控股有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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