專利名稱：有機物料的生物處理方法和實施該方法的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如權利要求1的前序部分中所描述的一種有機物料的生物處理方法。本發(fā)明同樣涉及實施本方法的相關設備。
現(xiàn)有技術的描述多年來廢物工業(yè)已經(jīng)經(jīng)歷一個加速調(diào)整的過程。在這個過程中，來自家庭、商業(yè)和工業(yè)的生物廢物的處理和利用問題也正日益顯得重要。已經(jīng)公開了許多生物的、機械/生物的或化學/生物的剩余廢物利用的方法。眾所周知被應用的方法是將動物和植物廢物進行堆肥，在需氧轉(zhuǎn)化過程中有機物被微生物充分降解或轉(zhuǎn)化。除需氧腐化方法外，還公開了用于處理生物廢物的厭氧發(fā)酵作用，它同樣借助微生物的作用分解垃圾，在沒有空氣進入的情況下進行。這兩種方法或者單獨地或者相結(jié)合地應用于廢物處理技術中。
尤其在應用需氧處理方法的堆肥過程期間，在已知的初級腐化過程中，為了將物料混合，物料在一個腐化轉(zhuǎn)筒中被連續(xù)攪拌，在大約一至兩天的時間內(nèi)轉(zhuǎn)化成新鮮的混合肥料。在靜態(tài)初級腐化的情況中，被堆肥的物料處于靜止狀態(tài)，并且在此過程中被通氣。這就需要大量空間，尤其是后續(xù)的二級腐化過程也這樣。借助垃圾混合物的連續(xù)混合而進行的動態(tài)初級腐化作用的優(yōu)點是物料良好的通氣，物料中厭氧點的發(fā)生被抑制。
在近幾年同樣被公開的有機垃圾廢棄物或生物廢物的厭氧處理方法是基于厭氧發(fā)酵作用，也就是發(fā)酵方法，在沒有空氣進入的情況下，發(fā)酵導致在一個輕微放熱的反應中產(chǎn)生沼氣。此類型的方法已被公開于例如EP0037612B1，其中有機廢棄物在一個裝有能將可溶性的無機和/或有機物從被處理的物料中浸出的浸提液的反應器中，用靜態(tài)方法進行處理。此方法在沒有空氣進入的情況下進行，也就是在厭氧條件下進行所謂的水解作用。
該已知方法的一個缺點是由于物料的靜態(tài)處置導致捷路流道的形成，也就是所應用的液體尋找阻力最小的路徑，通過單一的渠道，這是由于一種煙道效應，以致物料僅僅不完全地被浸洗液澆洗。其結(jié)果是有未被浸洗或僅僅被不完全浸洗的死區(qū)。
本發(fā)明的目的和優(yōu)點本發(fā)明的目的是提出一種改進的生物處理方法，尤其是濕的有機物料(生物垃圾)的生物處理方法，在此方法中上文所講的缺點不會發(fā)生，并且尤其是它代表了一種極其有效和便宜的此類物料的處理方法。此處構成本發(fā)明基礎的中心思想是以浸提方法和有針對性的需氧物料處理相結(jié)合的形式對物料進行處理，導致產(chǎn)物非常高效的腐化。在此方法中，本發(fā)明應用一些單個的工藝步驟，其中一些步驟本來是已知的，但是它們相結(jié)合就導致生物垃圾的一種有效的處理。
按照本發(fā)明的本方法尤其具有這樣的優(yōu)點，因為物料的動態(tài)處理，物料中垂直和水平兩個方向的捷路流道被抑制或破壞，這樣用浸提液進行的噴灑就均勻地并且在所有地方都覆蓋了物料，以致無死區(qū)形成。有機物被連續(xù)或不連續(xù)地循環(huán)，同時經(jīng)歷物料的需氧分解作用。在此過程中，噴灑自上而下地進行，伴隨周期性的同時發(fā)生的物料與自下而上的氣流的接觸，以獲得需氧降解。
腐化過程在按照本發(fā)明構建的一個反應器中進行，它具有相應的物料循環(huán)設備和噴灑裝置及送入新鮮空氣和排出浸提液的手段。
從屬權利要求給出了按照本發(fā)明的方法的有利和便利的改進。
以直流模式操作反應器是尤其有利的，也就是，從一端向反應器裝入物料，由于循環(huán)機制，物料慢慢地傳遞，穿過反應器，在另一端，物料相應地被取出反應器。
此類型的直流操作尤其具有這樣的優(yōu)點，即沿反應器的長度，存在不同的物料特性，這是因為由于幾天的停留時間，物料的降解程度沿反應器的長度變化，物料因而可以經(jīng)受不同的處理。因此，隨空間和時間變化，尤其沿反應器的長度借助于浸提液和新鮮空氣進行變化的處理，以發(fā)生需氧腐化。
按照本發(fā)明的反應器因而有可能對輸入的物料進行極其靈活的處理，這取決于物料的組成，尤其取決于有機負荷、溫度和含水量，尤其，沿反應器的長度物料的需氧轉(zhuǎn)化率能夠被測定，并且工藝過程能夠處于閉路(closed-loop)或開路(open-loop)控制之下。
反應器中待處理物料的填充程度和反應器的三維造型及物料表面的噴灑以使最大可能的物料表面積被均勻噴灑的這樣一種方式有利地互相匹配，這樣就無死區(qū)形成。
此外有利的是在反應器的下部區(qū)域，提供多個室，它們同樣地用作送入新鮮空氣和/或作為浸提液的出口，這些室尤其被一個篩網(wǎng)過濾器覆蓋，以盡可能地避免物料的通過。覆蓋篩網(wǎng)可以通過反沖洗清潔，其中多個室能夠共同起作用。
用浸提液淹沒反應器的下部區(qū)域以便產(chǎn)生物料的一種懸浮，以獲得更好的循環(huán)，這也是有利的，它優(yōu)選在物料非常堅硬和/或非常干燥的情況下適用。
按照本發(fā)明的方法優(yōu)選由以下方式進一步改進，即不同的機械/生物單元布置在直流反應器的下游，那些單元凈化和再生浸提液并通過厭氧處理去除其中的高有機負荷。用此方法處理的浸提液可以再循環(huán)回按照本發(fā)明的反應器中。
關于按照本發(fā)明用于實施本方法的設備的優(yōu)點在下面的實施例的描述中更詳細地說明。


圖1顯示按照本發(fā)明用于處理生物垃圾的反應器的側(cè)視圖，含有用圖表示的用于處理浸提液的下游單元，圖2～6顯示反應器的縱剖面圖，含有位于底部的一個室，該室處于不同操作狀態(tài)下，圖7顯示攪拌器軸的軸向視圖的部分圖。
本發(fā)明的描述
圖1所示的示意圖顯示了用于對優(yōu)選含有許多組分的濕潤生物垃圾進行生物處理的設備1，它包括用于處理有機物料的固體物反應器2和相連的位于反應器2的下游的用于可重復利用的浸提液的后處理和再生的處理單元3～5。
反應器2，相應于
圖1中的圖示，由具有圖2～5所示的垂直橫斷面的長外殼6組成。外殼的長度l可以差別很大，取決于設備的大小，完全作為實施例，l可以是20～30米。反應器室的高度h在此情況下為4～5米。在下部區(qū)域，反應器外殼6′的橫斷面大致呈圓柱形，而在上部區(qū)域6″為矩形(圖2)、三角形(圖3)或者整體呈橢圓形(圖4)。一水平軸7穿過反應器外殼6，其優(yōu)選設計成齒輥式攪拌器(stachelruehrwerk)8，它帶有漿葉型或葉片型的循環(huán)元件9。軸7通過一個驅(qū)動電機10驅(qū)動。
按照
圖1中的圖示，反應器2的外殼6在其一端，在圖形的左上方，來源于有一個注入孔11，通過它按與箭頭12一致的方向向反應器裝入帶有機負荷的物料13。在此尤其是濕的有機物料或生物物質(zhì)，它們尤其來自家庭、食品加工工業(yè)、農(nóng)業(yè)或剩余垃圾(填埋垃圾)的有機組分或類似的東西(生物垃圾)的生物廢棄物?？梢詰煤胁煌脑谟袡C負荷和含水量及初始溫度方面有很大變化的組分的物料。
在反應器2的另一端，與
圖1中的圖示相一致，在右下角，有一個用于處理后的物料13的出料口14，物料按與箭頭15一致的方向從反應器中排放出來。
圖1所示的反應器2在其內(nèi)空間17將物料13填充至一個平均填充高度hF，這樣就建立了一個上覆的氣體空間16。物料的填充高度可以例如為總高度h的三分之二。
在反應器內(nèi)空間17的上部區(qū)域，有大量噴淋支路18，用于向物料13加入從噴淋支路18中按與箭頭指示相一致的方向噴出的浸提液19。位于上部的有一個控制閥21的輸入管線20，將浸提液19引至各個噴淋支路18。在按照
圖1的實施例中，例如，沿反應器內(nèi)空間的長度進行分布，排列著七個噴淋支路18。
在反應器2的下部區(qū)域，在按照
圖1的實施例中，許多室22，尤其是四個室22相鄰排列，它們通過覆蓋篩網(wǎng)23與反應器內(nèi)空間17隔離開來，以便物料13盡可能地不落入室22。篩孔直徑在6～12毫米之間，尤其是直徑為8毫米。該直徑用符號d1表示。
室22有雙重功能。首先，它用作收集通過物料13的浸提液。此浸提液在室22中標示為19′，并通過帶一個閥部件25的出口管線24被引至歧管26。
此外，室22用于用新鮮空氣27處理物料13，正如在
圖1中用箭頭所表示的那樣。新鮮空氣通過壓縮機28送入歧管29，從那兒通過控制閥30、管線31送入各個室22。
因為存在用來自室22的浸提液反沖洗和浸沒反應器內(nèi)空間17的可能性，在出料口14的區(qū)域內(nèi)提供了一個溢流墻32或溢流面。相關的上部液位33如符號所示。
用于從室中出來的浸提液的下部歧管26通過一條帶閥部件35的共用管線34引至用于處理浸提液的下游處理單元3～5。這些處理單元包括，尤其首先是一個干擾物分離器3，它用以去除各種類型的沉降物，例如，沙、石頭或類似的東西，也就是所有穿過篩網(wǎng)23成為沉降物的物質(zhì)。沉淀物通過一個輸送設備36去除，漂浮物或懸浮物例如塑料、木材或類似的東西通過一個撇渣裝置37從干擾物分離器中去除。
如此在干擾物分離器3中凈化后，浸提液通過管線38，被泵39送至一個下游的厭氧反應器單元4中，它例如設計成一個甲烷反應器(Metanreaktor)。在此甲烷反應器中，含豐富有機物的浸提液被甲烷菌(Metanbakterie)降解和凈化，產(chǎn)生沼氣或甲烷氣40成為代謝產(chǎn)物。
最后，下游的處理單元包括一個進一步的需氧凈化反應器5，它通過管線41，將浸提液的厭氧狀態(tài)轉(zhuǎn)換至需氧狀態(tài)，曝氣器42用以確保浸提液的需氧分解和活化。
按照已知工藝圖的傳統(tǒng)部件和設備單元可以用于浸提液的這三個下游處理單元3～5。
經(jīng)過如此處理和凈化后的浸提液，尤其是已去除高有機負荷的浸提液，從需氧凈化單元5中取出，通過管線43，被泵45送至歧管44。該歧管44引至各個輸入管線20直至噴淋支路18。
按此方式處理的浸提液，在設備1一定的啟動階段后，由略酸性的液體組成，最初用作浸提液的純水由于物料13在反應器2中的需氧處理而發(fā)生酸化。此過程相當于水解，也就是可溶性鹽的分解，伴隨水的酸化。
設備，尤其是固體物反應器2按下述方法工作被連續(xù)或不連續(xù)地送入反應器2的入口11的物料13通常由濕的有機物料，尤其是生物垃圾組成，正如在開頭所提到的。物料13的填充高度hF≈內(nèi)空間高度h的2/3，這樣就形成一個上部氣體空間16。在這種情況下，與圖2～5的圖示相一致，確定填充高度hF以便物料13的表面46的整個寬度B都能完全被浸提液19噴淋。因此，為避免在一個相應的填充高度下物料表面積減小，反應器的上面區(qū)域設計成橫斷面為矩形(圖2)、三角形(圖3)或大體呈橢圓形(圖4)。
物料13用略酸性的液體19從噴淋支路18進行均勻的噴淋，可導致可溶性的有機和/或無機物和/或由物料13分解而形成的水溶性脂肪酸的浸出。此處物料13被帶有漿葉型或葉片型旋轉(zhuǎn)元件9的一種螺旋型攪拌器8連續(xù)不斷地或者間歇地攪拌，這是很重要的，目的一方面是為了物料13獲得良好的混合。但是，攪拌也尤其用于避免由于浸提液的液體流動而在物料13中形成所謂的垂直和水平的捷路流道，以至形成不均勻的濕潤或浸提，并且因此而形成死區(qū)。漿葉型或葉片型攪拌器臂9，與
圖1中的圖示相一致，可以將許多臂彼此相鄰和/或相對地排列，漿葉型末端葉片9能夠相鄰或交疊地設置，以便產(chǎn)生物料的一種盤形循環(huán)。因為軸7的旋轉(zhuǎn)運動(箭頭47)，此外，沿箭頭48的方向貫穿反應器內(nèi)空間17的慢速的軸向傳遞發(fā)生，這樣物料13緩慢地遷移，穿過反應器，最后，在例如4～8天的停留時間后，通過出料口14離開反應器內(nèi)部空間17。
在此處理過程期間，尤其與浸提過程同時進行或間斷發(fā)生，通過下面的室22以一種特定的方式向物料13提供新鮮空氣27，這導致物料的需氧處理以及物料放熱型的自加熱同時發(fā)生。此需氧處理以有機物通過適當?shù)奈⑸锉晃⑸锝到舛瓿?，由于反應器的密閉型構造，產(chǎn)生的強烈氣味被密封起來。反應器在物料13上面的上部氣體空間16被一臺抽氣泵49通過一個氣體出口50連續(xù)抽出，這樣上部氣體空間16也發(fā)生充分的換氣。上部空氣通過減壓的方式既定的抽出還確保了只有需氧狀態(tài)出現(xiàn)在上部氣體空間16。
因為物料13沿反應器的軸向連續(xù)或不連續(xù)的流動，由于不同的停留時間導致非常不相同的物料組成存在于反應器內(nèi)。例如，相對新鮮和未處理的物料位于注入口11的區(qū)域內(nèi)，而在后面的出口14的區(qū)域內(nèi)，物料已經(jīng)被處理了例如4～8天。因此，沿它的長度l，反應器可以包括非常不相同的處理階段，它們可能變化很大。
反應器還設置了未更詳細地顯示的用于測定物料變化的各種參數(shù)，例如其組成、溫度、含水量等等的測量裝置，還可以獲得浸提液和送入的空氣的其它的測量數(shù)據(jù)。取決于處理的進程，相鄰排列的噴淋支路18能夠接收不同流率的浸提液，以便在各個支路下面出現(xiàn)的物料組分獲得不同的浸提。同樣，位于底下的例如四個室22能夠接收不同流率的新鮮空氣27，以便影響物料13的需氧分解過程。相應地，進行的物料混合也能影響物料性質(zhì)。例如，在物料需氧降解的情況中，有機物料的表面積發(fā)生一定程度的增大，這同時也將促進浸提液19的浸提過程。因此，根據(jù)發(fā)生的需氧降解的程度，在此處必須加入最佳量的浸提液，這可以通過實驗確定。此外，例如，由于物料的需氧分解，浸提液的溫度升高對后續(xù)的處理單元3～5有有益的影響，以便獲得浸提液的最佳再生。物料在反應器的起始區(qū)域和最后區(qū)域優(yōu)選的處理在權利要求3和4中描述。
反應器2的內(nèi)空間17因而可以通過適當?shù)臏y量設備監(jiān)測，本方法的進程可以通過一個預設的程序或者根據(jù)測定值進行控制。
相鄰的下部室22被覆蓋篩網(wǎng)23以這樣一種方式密封住，以便物料13盡可能地不進入室22。對此重要的是具有直徑d1的篩網(wǎng)寬度。
但是，經(jīng)常地，篩網(wǎng)23必須清除雜質(zhì)或堵塞物，這可由反沖洗操作完成。為此，存在并收集在室22中的液體19′或者通過關閉閥門25截住，這樣室22內(nèi)的液體升高，或者凈化后的浸提液通過歧管51從管線43、44中取出，并通過帶有一個閥部件53的輸入管線52專門送入室22中(見圖4,5)。在此處液體能上漲至一個與溢流墻32的高度相一致的上液位33。通過用來自壓縮機28的壓縮空氣對此液體分隔間進行可能的額外的沖擊，各個被沖擊的篩網(wǎng)23能被吹得暢通并因此而清潔。此操作也尤其得到液壓泵45或歧管51中的另一臺泵54的支持。
覆蓋篩網(wǎng)23的清潔操作也能以這樣一種方式進行，即在每種情況下，只有一個室或僅僅幾個室經(jīng)受反沖洗操作，因此而升高的反沖洗液體排至相鄰室或相鄰室中的一個室。這樣，例如，
圖1中的第一和第三個室22可以在反沖洗操作期間分別將液體排干至它的相鄰室。
此外，將液體上漲至例如液位33也能具有以下作用，即物料13漂浮在此液體墊上，此物料能更容易地被混合，尤其是在物料硬或很干的情況下。
正如上面所提到的，物料13可以用浸提液19和新鮮空氣27進行高度變化的處理，伴隨同時進行或間歇進行物料的循環(huán)。例如，大約0.5～2m3浸提液/天·噸物料在反應器中轉(zhuǎn)化。攪拌器的操作時間可以為5～60分鐘/小時，速度為1～2轉(zhuǎn)/分鐘。
作為一個例子，圖2顯示物料的噴灑，在它的最大可能寬度內(nèi)盡可能地遍及整個上表面46，伴隨通過螺旋型攪拌器8同時進行的物料攪拌。均勻地通過物料的浸提液19收集在室22下部區(qū)域里，成為液體19′。在此狀態(tài)下，還進行與新鮮空氣27的接觸，這樣物料13同時發(fā)生需氧分解過程。
在通常情況下，浸提過程和新鮮空氣的送入同時進行。圖3僅僅顯示了新鮮空氣的送入27，而未顯示浸提操作。
圖4顯示了直至具有上面所述的液位33的液體高度的反沖洗操作。結(jié)果是，物料漂浮在此液體墊上，這樣循環(huán)攪拌器8能更輕易地進行攪拌。反應器內(nèi)物料稍微升高在此混合操作期間是無害的。
在圖2、3中對設備的描繪顯示了通過帶有閥部件30的管線31進行的新鮮空氣的送入操作，空氣通過下面的覆蓋篩同23到達物料13?？諝獾淖饔檬鞘刮锪媳晃⑸镄柩踅到饣蛐柩醴纸猓諝馐占谏喜康臍怏w空間16，并通過氣體出口50從反應器內(nèi)空間17中抽出來。
圖5顯示了通過帶有開著的閥門53的管線52進行的反沖洗操作，同時伴隨壓縮空氣的沖擊；圖4顯示了沒有壓縮空氣沖擊時的這種操作，也就是閥門30關閉。
按照本發(fā)明的方法和相關的設備還可以通過以下描述的措施進一步優(yōu)化。
正如
圖1中所顯示的，一塊額外的分隔和浸漬壁55安裝在入口11的區(qū)域內(nèi)。此浸漬壁55防止注入的新鮮物料能夠不受阻礙地在物料表面46上以一種準捷路的方式從入口11到達出口14。新鮮物料必須沿箭頭56所顯示的路徑首先從浸漬壁55的下面穿過，并且穿過反應器的下面部分。
在特殊情況下，已在反應器中處理的物料在從固體物反應器2中出來之前被消毒，也就是說，物料在一定時間內(nèi)經(jīng)受一定溫度，會是很有利的。這可以通過后面的容器內(nèi)容物13在一定區(qū)域l1≈(1/3-1/4)l被額外地加熱來方便地實現(xiàn)。為此，例如，循環(huán)水從管線43通過并聯(lián)管線57被抽出，該循環(huán)水在未更詳細顯示的蓄熱器中被加熱，或在圖中顯示的熱交換器58中被加熱。管線57的循環(huán)水然后可以有針對性地在反應器的上部區(qū)域被加入，或者加入到歧管44中或者進行有針對性的沖擊，例如通過位于反應器后部區(qū)域的輸入管線20進行。這在
圖1中通過最后的輸入管線20′圖示出來。
本方法一個有利的改進也可以是連續(xù)或不連續(xù)地從一個活化設備中向注入口11的區(qū)域內(nèi)加入活性污泥或剩余污泥(Ueberschuβschlamm)。與活性污泥一起被引入的需氧微生物對有機物料的生物轉(zhuǎn)化來說是一種反應加速劑。該添加在圖中用箭頭59表示。已經(jīng)適應廢物料的微生物已被證明在這種情況下是尤其有利的，此微生物可以從需氧滲透處理單元或者例如從一個生物滲濾水凈化設備中取出。物料流15分出一個支流15′(顯示在出口14的區(qū)域中)，這也使在滲濾浸出器6中處理的物料能夠通過管線60部分再循環(huán)。額外的傳送元件61可以支持這個操作。已在滲濾浸出器6中處理的物料和出現(xiàn)在其中已經(jīng)適應了的微生物的部分再循環(huán)同樣可以加速反應。這在圖上表示為通過輸入管線60按箭頭62的方向向入口11的區(qū)域內(nèi)加入。
按照圖2～4中本發(fā)明的描繪，攪拌器8具有相應的攪拌臂或循環(huán)元件，它們相對于驅(qū)動軸7徑向延伸。按照圖5和6中的說明，為了保證攪拌效果，攪拌器8也可以每隔一段時間改變其方向。在這種情況下，通過攪拌臂8象漿葉似的彎曲，或者與圖5相一致，循環(huán)元件帶有一個偏角X，或者與圖6中的圖形相一致，循環(huán)元件設計成弧形，可以增強攪拌效果。在攪拌臂8成漿葉型結(jié)構的情況中，主要的旋轉(zhuǎn)方向用e表示。當旋轉(zhuǎn)方向按箭頭e的方向時，獲得最佳混合。但是，當物料13被嚴重污染時，例如帶有塑料薄膜和繩子等等，它們將纏繞在攪拌臂8上。為了將攪拌臂8從這種纏繞中解放出來，攪拌器軸7每隔一定時間按相反方向與箭頭f的方向相一致地旋轉(zhuǎn)，通過這種方式，因為攪拌臂8的稍微傾斜、切向的或弧形的布置，污物被物料13本身的摩擦力從攪拌臂8上刮下來。在按照圖5的圖示中和按照圖6的圖示中產(chǎn)生相同效果。
按照圖6中的圖示，此外，下面的篩網(wǎng)23可以通過攪拌器進一步被清潔。為此，在攪拌臂8的端部，安裝抗磨的部件63作為擋板。位于攪拌臂8端部的這種抗磨部件或刮板63可以從外部通過另外的開口65用未詳盡顯示的一種卡緊裝置64將其裝入、調(diào)節(jié)或更換。
在按照圖6的圓柱形設計的容器6′的情況中，此外，攪拌器8可以偏離中心位移，優(yōu)選向下偏離，距圓柱體縱軸66的距離為Z。這種布置的結(jié)果是攪拌器的半徑R2小于圓柱形容器的半徑R1，這樣刮板63只能作用在下面的篩網(wǎng)23上，而不會對容器內(nèi)壁產(chǎn)生不希望的磨損。
按照圖7中所示的攪拌器軸7的縱向視圖的部分圖，攪拌臂8也可以彎曲一個角度Y安裝在軸8上，這是有利的。攪拌臂的這種彎曲引起類似于輪船的螺旋漿的槳片效果，并因此產(chǎn)生平行于攪拌器軸7的縱向軸的一個軸向推動力。如果例如攪拌器軸7按箭頭e的方向旋轉(zhuǎn)，物料13沿流向g的方向傳遞。如果旋轉(zhuǎn)方向改變至與箭頭f一致，物料沿箭頭h的方向移動。攪拌器軸7的旋轉(zhuǎn)運動因而能通過彎曲成螺旋漿形狀的攪拌臂對物料產(chǎn)生一個向前或向后的推力。
對一定的物料組成，上面描述的效應對新鮮物料12與反應器內(nèi)的物料13的后混合和用物料13進行接種培養(yǎng)是必要的。
本發(fā)明不局限于所圖示和描述的實施例。相反，它還包括本領域的熟練技術人員在權利要求范圍內(nèi)所做出的改進。
權利要求
1．一種用于濕的有機廢棄物和尤其是來自家庭、食品加工業(yè)、農(nóng)業(yè)或類似地方的生物廢棄物(生物垃圾)的生物處理方法，其中使用一個固體物反應器(2)，在其中物料用浸提液(19)以這樣一種方式處理，以致可溶性的有機和/或無機物，以及可能的話還有水溶性的脂肪酸從被處理的物料(13)中浸出，其中浸提液從反應器的下面部分取出，其特征在于，反應器(2)被連續(xù)或不連續(xù)地裝入物料(13)，裝料在反應器的一端進行，在另一端取出，反應器(2)設有組合的攪拌和/或循環(huán)和/或輸送裝置(7～10)，此裝置除了用于物料的混合以及輸送之外，還用來避免和破壞物料中的捷路流道，通過送入新鮮空氣(27)，有機物發(fā)生需氧降解，此新鮮空氣與浸提液方向相反地均勻穿流過物料，其中物料在反應器中變熱至處理溫度，在物料需氧降解期間，借助于浸提液(19)連續(xù)或不連續(xù)地進行浸提。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其中物料(13)可以沿反應器長度(1)向前和/或向后被輸送穿過反應器(2)，其中借助于浸提液(19)和/或新鮮空氣(27)對物料進行的沖擊沿反應器的長度(1)優(yōu)選均勻地進行，或者根據(jù)物料的組成而變化。
3．根據(jù)權利要求2的方法，其中，在反應器(2)的注入?yún)^(qū)域(11)中，優(yōu)選對物料用浸提液(19)進行均勻的沖擊和同時進行有針對性的新鮮空氣的輸入(27)，其中物料的需氧降解一方面導致物料(13)和浸提液(19)有針對性的加熱，并且浸提液另一方面導致可溶性的有機和/或無機物和/或水溶性脂肪酸的強烈浸提。
4．根據(jù)權利要求1的方法，其中，在具有出料口(14)的反應器(2)的出口區(qū)域，優(yōu)選減小或關閉浸提液(19)的沖擊和/或增加新鮮空氣的送入(27)，以便減少在此區(qū)域內(nèi)物料的含水量(干燥)，優(yōu)選在出口區(qū)域?qū)ξ锪嫌妙A熱的回流液(19)按預定的時間間隔進行消毒。
5．根據(jù)權利要求1～4中的任一項的方法，其中物料(13)在反應器(2)中根據(jù)它的有機負荷、溫度、含水量，通過需氧降解和/或一種將可溶性有機、無機物或水溶性脂肪酸浸出的方法，在物料連續(xù)或不連續(xù)循環(huán)的條件下，在閉路和/或開路控制下進行處理。
6．根據(jù)權利要求1～5中的任一項的方法，其中反應器在物料(13)上面有一個自由的氣體空間(16)，此自由的氣體空間使得可以對最大可能的上噴灑表面(46)進行最大可能程度的均勻的噴灑或沖擊。
7．根據(jù)權利要求1～6中的任一項的方法，其中反應器(2)在其下部區(qū)域有至少兩個室(22)，它們用于新鮮空氣(27)的送入和/或作為浸提液(19′)的出口，其中這些室通過一個過濾器，尤其是篩網(wǎng)裝置(23)與反應器內(nèi)部空間(17)隔離開來，以避免固體物的進入。
8．根據(jù)權利要求7的方法，其中篩網(wǎng)裝置(23)通過沿向著反應器內(nèi)部空間(17)的方向?qū)⑹?22)淹沒進行反沖洗操作而清潔，其中反沖洗液優(yōu)選能夠被送入一個其它的室并且優(yōu)選是一個相鄰室。
9．根據(jù)權利要求8的方法，其中反沖洗操作通過沿向著反應器內(nèi)部空間(17)的方向壓入空氣而進行。
10．根據(jù)權利要求7～9中的任一項的方法，其中反應器(2)通過室(22)用浸提液(19)以這樣一種方式淹沒，以致物料(13)漂浮在液體上，并且優(yōu)選漂浮物料(13)依靠攪拌器(7-10)在反應器中循環(huán)或向前和/或向后輸送。
11．根據(jù)前面的權利要求1～10中的任一項的方法，其中攪拌和/或循環(huán)裝置設計成帶有一個攪拌臂(8)和一根穿過反應器內(nèi)部空間(17)的水平軸(7)的齒輥式攪拌器，物料(13)按圓盤型循環(huán)的方式處理，優(yōu)選物料(13)在反應器內(nèi)部空間(17)進行一種圓盤型或塞型的前進。
12．根據(jù)前面的權利要求中的任一項的方法，其中從反應器(2)中取出的浸提液(19′)被送入下游的處理單元(3～5)，在其中液體經(jīng)歷機械的和/或厭氧的和/或接著進行的需氧處理過程，以凈化和再生，如此處理后的浸提液優(yōu)選用于反沖洗室(22)和/或送入反應器(6)中的位于物料(13)上面的自由空間(16)中。
13．根據(jù)權利要求12的方法，其中處理單元(3～5)含有一個干擾物分離器(3)，用于分離沉降物，例如沙、石頭或類似物，在其中漂浮的懸浮物，例如塑料、木材或者類似物可以被去除，優(yōu)選此外處理單元(3～5)含有一個位于下游的用于處理浸提液的厭氧甲烷反應器(4)，其中含豐富有機物的浸提液被甲烷菌降解和凈化，伴隨作為代謝產(chǎn)物的沼氣(40)的生成，而且這樣凈化后的浸提液優(yōu)選送入一個下游的需氧凈化單元(5)，在其中產(chǎn)生需氧狀態(tài)，如此凈化和再生的浸提液可以送回到反應器(2)中。
14．根據(jù)權利要求13的方法，其中，為了加速反應，在入口區(qū)域(11)中加入來自一個需氧活化設備(59)的活性污泥。
15．根據(jù)權利要求14的方法，其中，為了加速反應，處理后的物料(13)的一部分(15)從出口(14)再循環(huán)，并被加入(62)到入口區(qū)域(11)。
16．一種用于實施根據(jù)前面的權利要求中的一項或多項的方法的設備，其特征在于，一個長形的反應器(2)裝配有一根可以反向旋轉(zhuǎn)的用于旋轉(zhuǎn)攪拌、混合或輸送裝置(8～10)的水平軸(7)，用于待引入物料(13)的注入口(11)和出料口(14)布置成徑向相反，在反應器內(nèi)部空間(17)提供了浸提液(19)的噴淋支路(18)，噴淋支路(18)沿它的長度l分布，在反應器(2)的底部區(qū)域提供室(22)用于接收液體(19′)和/或新鮮空氣的送入(27)。
17．根據(jù)權利要求16的設備，其中攪拌器設計成帶有槳葉型或葉片型攪拌臂或循環(huán)元件(8,9)的齒輥式攪拌器(8)，攪拌臂(8,9)優(yōu)選能夠以螺旋槳的方式轉(zhuǎn)動，以產(chǎn)生一個向前或向后方向的運動。
18．根據(jù)權利要求16的設備，其中槳葉型或葉片型循環(huán)元件(9)在軸(7)上相鄰地布置成互相相反和/或交疊。
19．根據(jù)權利要求16～18中的任一項的設備，其中攪拌器的臂偏離對稱徑向軸一個角度X，并且尤其是傾斜安置的，或者具有弧形曲線。
20．根據(jù)權利要求16的設備，其中，為了通過傳送管線(60)將已處理的物料(13)再循環(huán)至入口(11)，提供了一臺傳送裝置(61)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于有機廢棄物的生物處理的方法和實施該方法的設備。為了獲得更有效的物料處理,在水平定位的反應器(2)中,配置了一臺循環(huán)攪拌器,它同時對物料進行循環(huán)推進,物料(13)通過噴淋支路(18)進行浸提,同時物料被深度曝氣,以產(chǎn)生一個需氧生物降解過程。
文檔編號C05F17/00GK1209794SQ97191862
公開日1999年3月3日 申請日期1997年1月24日 優(yōu)先權日1996年1月25日
發(fā)明者W·斯黛勒, A·韋林格 申請人:克里斯汀·韋德默