食品废弃物浓缩系统和相关方法技术方案

一种由食品废弃物甲烷消化器废水料流生产肥料和回收水的正渗透系统和方法。所述方法包括：使用消化器由食品废弃物形成残留废水料流；粗滤所述残留废水料流；酸处理所述经过滤的残留废水料流，从而将铵保留于其中；将所述经酸处理且经过滤的残留废水料流转移至至少一个正渗透膜的一侧；和浓缩所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以形成肥料，其包括使饱和盐水在正渗透抽取循环中与所述至少一个正渗透膜的对侧接触，并将水从所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以渗透方式牵引通过所述至少一个正渗透膜而到达所述饱和盐水，由此稀释所述饱和盐水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种由食品废弃物甲烷消化器废水料流生产肥料和回收水的正渗透系统和方法。所述方法包括：使用消化器由食品废弃物形成残留废水料流；粗滤所述残留废水料流；酸处理所述经过滤的残留废水料流，从而将铵保留于其中；将所述经酸处理且经过滤的残留废水料流转移至至少一个正渗透膜的一侧；和浓缩所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以形成肥料，其包括使饱和盐水在正渗透抽取循环中与所述至少一个正渗透膜的对侧接触，并将水从所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以渗透方式牵引通过所述至少一个正渗透膜而到达所述饱和盐水，由此稀释所述饱和盐水。【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求于2011年I月11日提交的标题为“Food Waste ConcentrationSystem and Related Processes”且序列号为61431593的未决临时申请的优先权,其全部公开内容由此通过引用并入本文。
技术介绍

本文涉及使用渗透压从而能将混合物的所需化学组分传输通过膜的。_4]
技术介绍
近年来，对由生物质产生电的兴趣大大提高。一种特别有吸引力的应用是食品加工废弃物料流的消化(digestion)以产生甲烧。将废弃物引入大型储罐中，在其中厌氧消化器(例如细菌)消耗有机物，释放出甲烷和二氧化碳气体。收集所述气体并在改进的柴油发动机中燃烧以产生电。在废弃物中的有机物分解后，所残留的是必须处理的营养物质和盐的废水溶液。所述废水饱和有堵塞大多数已知过滤设备和/或使其结垢的超细物质。因此，目前最常用的处理技术是土地施用该溶液。然而，所述溶液作为灌溉水具有最低的价值且如果营养物质被冲入溪流或河流中，则可导致污染问题。专利技术简述本文的各方面涉及，其提供组合且同时处理获自厌氧消化的废水、反渗透膜水处理废盐水以及生产高等级肥料。这些方面可包括，且实施方案可包括所附权利要求书中所述的一个或多个或所有构成部分和步骤，其由此通过引用并入。一方面，公开了用于由食品废弃物甲烷消化器废水进料流生产肥料和回收水的正渗透食品废弃物浓缩系统。所述系统可包括消化器步骤，其包括经设置以由食品废弃物产生残留废水料流的消化操作。所述消化步骤可与粗滤步骤连接且该粗滤步骤经设置以接受所述残留废水料流。所述粗滤步骤可包括经设置以产生经过滤的残留废水料流的筛分操作。所述粗滤步骤可与酸处理步骤连接且该酸处理步骤经设置以接受所述经过滤的残留废水料流。所述酸处理步骤可包括经设置以保留铵并产生经酸处理且经过滤的残留废水料流的处理操作。所述酸处理步骤可与正渗透步骤连接且该正渗透步骤经设置以接受来自所述酸处理步骤的经酸处理且经过滤的残留废水料流。所述正渗透步骤可包括正渗透操作，其经设置以用于:将所述经酸处理且经过滤的残留废水料流转移至至少一个正渗透膜的一侧；且使所述至少一个正渗透膜的对侧在正渗透抽取循环中与饱和盐水料流接触，且仅利用浓度梯度将水由经酸处理且经过滤的残留废水料流以渗透方式牵引通过所述至少一个正渗透膜而到达所述饱和盐水料流；且由此产生肥料流和经稀释的饱和盐水料流。具体实施方案可包括一个或多个或所有如下方面。所述系统可进一步包括与所述正渗透步骤连接且设置为接受来自正渗透步骤的经稀释饱和盐水料流的反渗透步骤。所述反渗透步骤可包括经设置以在压力下将所述经稀释的饱和盐水料流泵送至至少一个反渗透膜并产生再浓缩的饱和盐水料流和用于再利用的回收纯化水料流的反渗透操作。所述饱和盐水料流可含有饱和氯化钾盐水料流。所述至少一个正渗透膜可为半透膜。所述至少一个正渗透膜可为纤维素膜。所述至少一个正渗透膜可为螺旋卷绕(spiral wound)的膜。所述至少一个正渗透膜可包括多个正渗透膜。所述多个正渗透膜可以以平行流动设置操作。另一方面，公开了由食品废弃物甲烷消化器废水进料流生产肥料和回收水的方法。所述方法包括:使用消化器由食品废弃物形成残留废水料流；粗滤所述残留废水料流；酸处理经过滤的残留废水料流以使得铵保留于其中；将所述经酸处理且过滤的残留废水料流转移至至少一个正渗透膜的一侧；且浓缩所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以形成肥料，其包括使饱和盐水在正渗透抽取循环中与所述至少一个正渗透膜的对侧接触，并将水由所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以渗透方式牵引通过所述至少一个正渗透膜而到达所述饱和盐水，由此稀释所述饱和盐水。具体实施方案可包括一个或多个或所有如下方面。所述方法可进一步包括:在压力下将所述经稀释的饱和盐水泵送至至少一个反渗透膜；且将所述经稀释的饱和盐水再浓缩至合适的抽取浓度并产生再利用的纯化水。所述经过滤的残留废水料流的酸处理步骤可包括使用有机认证(organicallycertifiable)酸酸处理所述经过滤的残留废水料流，从而使得铵保留于其中。所述经酸处理且经过滤的残留废水料流的浓缩步骤可包括浓缩所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以形成肥料，其包括使饱和的氯化钾盐水在正渗透抽取循环中与所述至少一个正渗透膜的对侧接触，并将水由所述经酸处理且经过滤的残留废水料流以渗透方式牵引通过至少一个正渗透膜而到达所述饱和氯化钾盐水，由此稀释所述饱和氯化钾盐水。食品废弃物浓缩系统和方法的实施方案可具有一个或多个或所有如下优点。可通过正渗透(FO)将来自食品废弃物甲烷消化器的废水转化成有用的肥料。如果使用氯化钾盐水作为渗透剂，则肥料可认证为有机的。所述铵可通过仅在氯化钾盐水上实施最终反渗透(RO)法所需的酸化以最少的酸添加而保留于废弃物中。来自废水料流的水可再循环至具有所需纯度且用作工艺流体的清洁盐水料流中，而不需要消耗大量能量。例如，通过RO再浓缩经稀释的盐水料流可提供可再用于食品加工厂中的纯化水流。经济上，由于使用渗透法，不需要能量输入。水由于浓度梯度而非由于施加的压力或热量而由废弃物移动至盐水中。所需的能量仅用于输送泵以使流体移动至该系统中。由于用于处理的废产物的体积减小，可降低总处理成本。上述和其他方面、特征和优点由专利技术描述和附图以及由权利要求而对本领域技术人员变得显而易见。附图简介下文将连同附图(不一定按照比例)一起描述实施方案，其中相同的符号表示相同的构件。图1为实施方案的示意性方框图。专利技术描述本文的特征在于。代替对(例如)来自食品加工废料流的消化的废水进行处理，实施方案使用正渗透(FO)和反渗透(RO)以同时生产肥料和先进的水处理。该将工艺集成至单一系统中可将废水料流中的盐和营养物质浓缩以生产高价值肥料(例如有机物)和可再利用的水流(例如用于食品厂中)。本文所公开的实施方案具有许多特征，其中一个、多个或所有特征或步骤可用于任何具体实施方案中。在下文描述中，参照附图，所述附图构成本文的一部分且以示意可能的实施方案的形式显示。应理解的是可使用其他实施方案，且可进行结构以及程序改变而不偏离本文的范围。出于简便，使用示例性材料、大小、形状、尺寸等描述各构成部分。然而，本文不限于所述实例，其他构造也是可能的且处于本公开内容的教导范围之内。鍵用于浓缩溶液的最常用的技术是蒸发。向溶液施加热量，蒸出水并留下溶解的盐。所述水通常冷凝且用于为进一步的蒸发提供部分热量。然而，在食品废弃物消化液的情况下，主要的盐为碳酸氢铵，其在沸腾时作为氨和二氧化碳气化。这使得蒸发变得不切实际，因为其使肥料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·赫伦，
申请(专利权)人：水合系统有限责任公司，
类型：
国别省市：