[發明專利]用于厭氧消化有機液體廢棄物流的方法和設備

有效

• 申請號: 200680056887.X
• 申請日: 2006-11-27
• 公開（公告）號: CN101600659A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 斯蒂芬·W·德沃夏克
• 申請（專利權）人: GHD公司
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 武晶晶;鄭 霞

本發明涉及有機液體廢棄物流的廢棄物處理，且更具體地說，本發明涉及酸性高濃度有機液體廢棄物流、中性高濃度有機液體廢棄物流或堿性高濃度有機液體廢棄物流的廢棄物處理。?

數百年來，有機液體廢棄物流(organic?liquid?waste?stream)的厭氧消化一直是廢棄物處理的基本部分。100多年來，美國一直在使用厭氧消化技術來處理市政廢棄物和工業廢棄物，且在最近30年，對較高濃度的動物廢棄物進行厭氧消化也已成為普遍接受的做法。然而，基于細菌的厭氧消化方法的局限已經不能使厭氧細菌在窄的pH范圍的參數之外生長。?

厭氧消化包括兩類主要的厭氧細菌：產酸菌(acid?forming?bacteria)(產酸細菌)和產甲烷菌(methanogenic?bacteria)(甲烷生成菌(methaneformer))。產酸菌最好在約6.0到約7.0的pH下進行，而產甲烷菌最好在約6.5到約8.0的pH下進行。這些窄的pH范圍實際上排除了利用厭氧消化廢棄物處理技術來處理pH在約6.5之下或約8.0之上的高濃度的有機液體廢棄物流。?

高濃度的有機液體廢棄物流通常具有約5％到約40％的固體含量。酸性高濃度有機液體廢棄物具有小于約5.0的pH。這種廢棄物的示例包括具有約3.5的pH的酸性干酪乳清，以及具有約3.5到約4.0的pH和約30％到約35％的固體含量的來自乙醇廠的迅速增長的廢棄物。當試圖在混合式消化器(mixed?digester)中對酸性高濃度有機液體廢棄物進行厭氧消化時，傳統的對策一直是通過添加昂貴的化學pH調節劑或使堿性廢棄物流與酸性廢棄物共混來將酸性廢棄物的pH調節至約7。堿性高濃度有機液體廢棄物具有大于約8.0的pH。這種廢棄物的示例包括來自將動物油或植物油轉?化成生物柴油的生物柴油廠的甘油副產物廢棄物。甘油通常具有約12到約14的pH和約20％到約35％的高固體含量。當試圖在混合式消化器中對堿性高濃度有機液體廢棄物進行厭氧消化時，傳統的對策一直是添加諸如硫酸或檸檬酸的昂貴的、腐蝕性的酸，以便在厭氧生物降解之前，降低整個消化器的pH，使得廢棄物流的流入pH持續被調節至約7的pH。?

發明概述?

在一個實施方案中，本發明提供了一種用于處理液體廢棄物的系統，該系統包括產酸室(acid?forming?chamber)、塞式流甲烷室(plug-flowmethanic?chamber)、固-液分離器和第一流路(first?flow?path)，產酸室至少部分地將液體廢棄物中的碳分子轉化成酸，塞式流甲烷室位于產酸室的下游，所述甲烷室至少部分地將液體廢棄物中的酸轉化成甲烷，固液分離器位于甲烷室的下游，該分離器將液體廢棄物的一部分分離成堿性淤渣和流出物，第一流路將堿性淤渣再循環至產酸室、甲烷室及其組合中的至少一個。?

在另一個實施方案中，本發明提供了一種用于處理液體廢棄物的方法，該方法包括在含有產酸菌的產酸室內將液體廢棄物中的碳分子轉化成酸，在含有產甲烷菌的甲烷室內將來自產酸室的液體廢棄物中的酸轉化成甲烷，將來自甲烷室的液體廢棄物分離成堿性淤渣和流出物，以及將堿性淤渣的至少一部分再循環至產酸室、甲烷室或其組合中的一個。?

在一個進一步的實施方案中，本發明提供了一種用于消化液體廢棄物的密閉的厭氧消化器，該厭氧消化器包括第一部分、第二部分、第三部分和流路，第一部分被設置成接納包括有機分子的液體廢棄物并將液體廢棄物中的碳分子的至少一部分轉化成酸，第二部分被設置成接納來自第一部分的液體廢棄物的一部分，所述第二部分具有一個或多個壁并將液體廢棄物中的酸的至少一部分轉化成甲烷，第二部分具有第一通道和至少一個第二通道，其中，當廢棄物材料(waste?material)從第一通道流向至少一個第二通道時，廢棄物材料改變方向，第三部分被設置成接納來自第二部分的液體廢棄物的一部分并將液體廢棄物分離成流出物和堿性淤渣，流路被設置成將堿性淤渣的至少一部分輸送至第一部分、第二部分及其組合中的至少一個。?

在又一個進一步的實施方案中，本發明提供了一種用于處理液體廢棄?物的方法，該方法包括在含有產酸菌的產酸室內將液體廢棄物中的碳分子轉化成酸，其中，產酸室具有下游端和上游端，將液體的至少一部分從產酸室的下游端再循環至上游端，以及在含有產甲烷菌的甲烷室內將來自產酸室的液體廢棄物中的酸轉化成甲烷。?