[發(fā)明專利]生物廢物處理

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680028115.5
• 申請(qǐng)日: 2006-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN101233085A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聯(lián)合公用事業(yè)公開公司
• 主分類號(hào): C02F11/02
• 分類號(hào): C02F11/02;C02F11/04;C02F1/52;C02F101/30;C02F103/00;C02F1/72;C02F101/10;A61K33/02;C05C3/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 郭建新

本發(fā)明涉及與生物廢物(例如污水污泥和動(dòng)物廢物)的處理相關(guān)的產(chǎn)物和過(guò)程。

污水污泥是城市廢水處理過(guò)程中沉淀出來(lái)的物質(zhì)，所述城市廢水一般包含生活污水和工業(yè)來(lái)源的廢水。

動(dòng)物廢物一般是由農(nóng)場(chǎng)或牧場(chǎng)上的動(dòng)物飼養(yǎng)活動(dòng)(AFO)產(chǎn)生的，人們?cè)谒鲛r(nóng)場(chǎng)或牧場(chǎng)的受限制區(qū)域看守和飼養(yǎng)這些動(dòng)物。AFO在小的土地面積上群集了動(dòng)物、飼料、糞肥和尿，以及生產(chǎn)活動(dòng)。把飼料喂給動(dòng)物而不是動(dòng)物在牧場(chǎng)、原野中或在草原上放牧。常見類型的AFO包括牛奶場(chǎng)、養(yǎng)牛場(chǎng)、養(yǎng)禽場(chǎng)和養(yǎng)豬場(chǎng)。與AFO相關(guān)的污染降低水的質(zhì)量，威脅飲用水源，而且可能損害大氣質(zhì)量。然而，如果適當(dāng)?shù)丶右蕴幚砗屠?，?lái)自動(dòng)物飼養(yǎng)活動(dòng)的糞肥可以成為有價(jià)值的資源。

生物廢物作為肥料和土壤調(diào)理劑的來(lái)源被廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。為了使這些廢物適合于這種用途，必須首先對(duì)它們進(jìn)行處理，不僅是為了降低其病原體含量而且為了通過(guò)降低其有機(jī)質(zhì)含量而使這些物質(zhì)穩(wěn)定。用于這種處理的最常見的方法是中溫厭氧消化法，常?？s寫為MAD。傳統(tǒng)上，所述MAD法通常分兩個(gè)階段進(jìn)行，即，在35℃下持續(xù)12至24天的初始消化階段，然后是為期14天的貯藏。初始消化將一部分有機(jī)質(zhì)含量轉(zhuǎn)化為甲烷。貯藏導(dǎo)致病原體含量的降低。常常將消化過(guò)的生物廢物脫水以產(chǎn)生一種餅，目的是降低儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)某杀尽?/p>

傳統(tǒng)MAD法的缺點(diǎn)包括這一事實(shí)，即，該方法很緩慢而且其病原體較少能力非常有限。以前，本申請(qǐng)人公開過(guò)在消化之前用于減少病原體的污泥保溫處理(UK?0126963.8?11/09/2001)，該處理提供了改進(jìn)的病原體減少能力并消除了對(duì)貯存階段的需要。然而，該改進(jìn)方法的總處理時(shí)間仍然相當(dāng)長(zhǎng)。此外，不管采用的消化法如何，所有的消化污泥都顯示支持病原體(例如大腸桿菌(Escherichia?coli))再生長(zhǎng)以及產(chǎn)生惡臭氣味(如果它們經(jīng)受強(qiáng)烈的剪切場(chǎng)，例如在采用離心機(jī)的脫水過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷的情況)的趨勢(shì)。

另外，廢水中的磷酸鹽含量會(huì)引起問(wèn)題。在歐洲，城市廢物水處理方針(UWWTD，91/271/EEC)制定了關(guān)于排污的最低標(biāo)準(zhǔn)。這些法規(guī)適用于所述排放，不管是內(nèi)陸地表水、地下水、河口還是或近海水域。這些標(biāo)準(zhǔn)主要基于BOD、SS、N和P，而要符合的水平取決于被服務(wù)的人群的大小以及承受水體是被分類為正常、敏感、還是不太敏感。雖然已經(jīng)有用于從廢水脫除BOD、SS和N的公認(rèn)方法，但是目前的用于脫除P的方案還不大令人滿意。在大多數(shù)情況下，操作者依賴于為了該用途而使用鐵鹽。使用鐵鹽有許多嚴(yán)重的缺點(diǎn)，包括供應(yīng)短缺，殘余鐵對(duì)水生環(huán)境的有害作用，以及由于鐵的使用而導(dǎo)致的污泥生成的實(shí)質(zhì)增加，這將需要處置。由該過(guò)程產(chǎn)生的磷酸鐵不是生物能利用的，因此幾乎沒(méi)有農(nóng)業(yè)價(jià)值。一種更理想的替代方法是生物磷脫除法(BNR)，這是一種公知的技術(shù)，該技術(shù)基于積累聚磷酸鹽(poly-P)的生物體在厭氧條件下的活性。Poly-P積累高度依賴于復(fù)合碳源發(fā)酵為揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。一般而言，附加的可溶性有機(jī)物質(zhì)是通過(guò)發(fā)酵從污水的內(nèi)部碳源產(chǎn)生的，所述發(fā)酵不是污水處理廠的厭氧區(qū)域就是在專用的預(yù)發(fā)酵器中進(jìn)行。

VFA的產(chǎn)生可以是污水中污泥或可沉淀固體的發(fā)酵的結(jié)果。一般而言，污泥能夠?qū)е耉FA濃度的顯著提高，從原生污泥獲得的結(jié)果優(yōu)于從混合污泥獲得的結(jié)果。大多數(shù)實(shí)際尺寸的預(yù)發(fā)酵器是以原生污泥為進(jìn)料的。這些預(yù)發(fā)酵器被稱為“側(cè)流預(yù)發(fā)酵器”。原生污泥是初級(jí)澄清池的濃縮底流而且有時(shí)也被稱為原污泥。所謂的“在線預(yù)發(fā)酵器”以原污水為進(jìn)料而不是以原生污泥為進(jìn)料。在線預(yù)發(fā)酵器的一個(gè)實(shí)例是活性初級(jí)罐(APT)。APT通過(guò)讓污泥層在初級(jí)澄清池中形成來(lái)產(chǎn)生VFA。然后在該污泥層中發(fā)生發(fā)酵和VFA生成。將污泥循環(huán)回入口，該循環(huán)過(guò)程被認(rèn)為是用活性發(fā)酵生物體接種進(jìn)來(lái)的固體，淘析污泥層中形成的VFA。用于BNR的這些已知VFA生成系統(tǒng)采用未濃縮的污泥在環(huán)境溫度下操作。這類系統(tǒng)的缺點(diǎn)包括其大的體積和低的VFA生產(chǎn)速率。從其獲得的污泥部分在不經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理(例如通過(guò)消化或堆肥)的情況下也不適合于農(nóng)業(yè)循環(huán)。此外，來(lái)自這些來(lái)源的VFA總是污染有高含量的在發(fā)酵過(guò)程中從污泥釋放的P。VFA中P的存在使它們?cè)贐NR應(yīng)用中不是那么有效。所有這些因素，連同在許多歐洲國(guó)家(例如UK)中所見的正常淡污水，意味著不可能實(shí)現(xiàn)令人滿意的BNR，特別是關(guān)于P脫除。外部碳源往往是實(shí)現(xiàn)一致的工廠性能的唯一可行方法，所述外部碳源可以是VFA，但也可以是甲醇、乙醇或者具有高可溶性COD濃度的廢水，例如來(lái)自食品加工廠。

本發(fā)明的一個(gè)目的是消除或減輕上述缺點(diǎn)。