[發(fā)明專利]用于處理有機原料的方法和設(shè)備

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980069012.0
• 申請日: 2019-09-15
• 公開（公告）號: CN112955409A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈勒·萊文;魯文·埃坦
• 申請（專利權(quán)）人: S.G.T.可持續(xù)綠色科技有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/12;C02F3/28;C02F11/04;C02F11/16;C02F103/20
• 代理公司: 北京允天律師事務(wù)所 11697
• 代理人: 李建航;高源

用于處理有機原料特別是牲畜廢水或家禽廢水的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)采用用于將廢水轉(zhuǎn)化為安全水、肥料和能量的結(jié)合的厭氧消化和好氧消化，其中序批式反應(yīng)器(即，ASBR和SBR)用于消化過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機原料的處理。特別地，本發(fā)明涉及用于處理來自農(nóng)場動物的廢物的系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及用于將源自牲畜或家禽的廢水轉(zhuǎn)化為安全水、土壤改良劑和能量的設(shè)備和方法。

背景技術(shù)

來自城市和集約化牲畜農(nóng)場的廢水排放構(gòu)成進入河流的主要有機污染物負(fù)荷。隨著未來數(shù)十年預(yù)期的城市人口的快速增長，預(yù)期有機污染的兩種來源均增加。奶牛場廢水有可能引起高水平的環(huán)境污染，并且對于廢水處理廠(Waste Water Treatment Plant，WWTP)是重大挑戰(zhàn)。流出物的特征在于有機物質(zhì)、懸浮固體、氮和磷的高負(fù)荷。

由來自牲畜農(nóng)場的徑流引起的水中過量的氮和磷導(dǎo)致藻類的快速生長。藻類的大量增加損害水質(zhì)、食物資源和棲息地，并且減少魚類和其他水生生物生存所需的氧氣。藻類的大量生長被稱為藻華，因為一些藻類產(chǎn)生毒素和細(xì)菌的提高生長，這可能對那些接觸污染水、食用受污染的魚或貝類或者飲用被污染的水的人造成疾病，所以它們對人類有害。

奶牛場廢物來自兩種主要來源：1)來自擠奶間(milking parlor)和保存區(qū)的廢水(“擠奶廢水”)，其特征為必須在被排放到公共污水系統(tǒng)中之前經(jīng)歷預(yù)處理的具有高至1％固體的液體流；2)來自牛棚和進料區(qū)的新鮮奶牛糞肥，其特征為可以撒播在田間以用于耕作，用作有機墊料或者儲存然后送到區(qū)域堆肥設(shè)施或生物氣廠的具有15％固體的固體流。

用于由有機廢物發(fā)電的厭氧消化(Anaerobic digestion，AD)技術(shù)是公知的，并且已在歐洲實施了數(shù)十年。在厭氧消化期間，使用復(fù)雜的細(xì)菌系統(tǒng)使有機物質(zhì)逐漸分解，直至產(chǎn)生生物氣。盡管具有優(yōu)點，但該技術(shù)的特征在于形成具有非常高水平的病原體、硝酸鹽、鈉和磷的“消化物”-黑水(又稱黑液、滲濾液或液體有機肥料(Liquid OrganicFertilizer，LOF))的主要缺點。由牲畜廢物的AD形成的消化物特別危險，通常不被允許排放到市政廢水處理設(shè)施中。

在歐洲，形成為AD的副產(chǎn)物的消化物的常見解決方案是由于高營養(yǎng)水平，將消化物分散在耕地中。然而，由于擔(dān)心雨季時的徑流，對于其分散存在限制。這些限制要求消化物的儲存時間為4個月至8個月，這是增加設(shè)施的資本支出(capital expenditure，CAPEX)和運行費用(operating expense，OPEX)的限制。

此外，在通常具有高CEC(Cation Exchange Capacity，陽離子交換能力)的具有低粘土含量的土壤中，由于沙的高濃度，營養(yǎng)物浸出的風(fēng)險高得多。

當(dāng)使用消化物作為肥料或者在耕地的土地開墾中時，另一個限制是由于降水最少引起的高鹽度。高粘土土壤含量以及低CEC可能導(dǎo)致排水問題和水坑形成，這導(dǎo)致鈉離子釋放至液相，增加土壤堿度并降低土壤肥力。

存在幾種用于減小消化物的體積的方法，其中大多數(shù)基于從液體中機械分離固體和蒸發(fā)液體以減小體積，但它們需要使用另外的化學(xué)品和能量，從而增加廢水處理的成本，同時降低經(jīng)濟可行性。

本發(fā)明通過使用用于處理有機廢物的廢水處理方法來解決消化物的問題，所述方法以允許排放到污水系統(tǒng)中的品質(zhì)(至少通過根據(jù)以色列法規(guī)允許的污水排放水平)產(chǎn)生水流出物(安全水)。本發(fā)明能夠去除廢水中的高水平的有機物質(zhì)和懸浮固體以及氮和磷。此外，安全水流出物可以在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備內(nèi)循環(huán)以稀釋原料。

本發(fā)明的另一個目的是滿足小型農(nóng)場對低成本解決方案的未滿足的需求。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的尺寸顯著小于常規(guī)設(shè)施的尺寸，這極大地影響設(shè)備的構(gòu)造、運行和維護成本。

本發(fā)明的又一個目的是提供不需要添加化學(xué)品的設(shè)備和方法。

本發(fā)明的再一個目的是提供其中與常規(guī)的生物氣設(shè)施相比，所述方法的水力停留時間更短的設(shè)備。