[发明专利]一种用于垃圾分离的装置

说明书

领域

本发明涉及一种用于垃圾分离的装置及其用途。

背景

每天，大量的垃圾被机构和家庭所产生，大多数垃圾目前被储存在垃圾填埋池中。除了可用于这样的垃圾填埋池的土地的数量日益减少之外，在垃圾填埋池中存储垃圾也造成了许多其他的问题，包括水资源的污染、不良的气味和对周围居民的其他影响。而且，垃圾填埋池中产生大量的对环境有害的温室气体类(GHG)。

为了克服GHG对环境的有害影响，生物有机垃圾可以通过使存储在垃圾填埋池中的物质的体积和数量都减少且还产生新能源的过程被转化成沼气。垃圾流比如农业垃圾和家庭垃圾，包括高百分数的生物有机物质。厌氧反应器可以用于将生物有机物质转化为沼气。但是，大部分的垃圾流包括其他的成分，比如塑料、金属、砂砾等，它们不能被转化为沼气。这样的非生物有机成分倾向于物理地阻塞反应器、干扰消化过程和污染另外可以使用/再使用的输出物质，比如可堆肥的有机残余物。

已有多种的方法和系统被建议以克服从垃圾流产生沼气的这个问题。美国专利第5679263号描述了一种装置，该装置中三种不同类型的垃圾物质（waste material）在三个不同的点进入系统：液态、固态和“泥泞的”垃圾。但是，在生物有机垃圾可以被用作沼气生产前，非生物有机垃圾必须分离出来。美国专利第4111798号涉及一种装置，该装置根据选定的临界密度用于分离垃圾：不如特定的临界值致密的物质漂浮，而比该临界值致密的物质下沉，因此允许这两种类型的物质分离。美国专利第2202772号涉及浸煮器，所述浸煮器维持污泥处于悬浮状态。

概述

本发明提供了一种装置，所述装置包括：反应器，所述反应器用于接纳垃圾物质；混合器，所述混合器用于混合所述物质与液体；撇除器（skimmer），所述撇除器用于去除所述垃圾物质中具有与所述液体密度相似或比所述液体密度轻的部分；以及沉降器，所述沉降器用于去除所述垃圾物质中具有比所述液体密度高的部分。

术语“垃圾物质”应该被理解为包括来自于任何来源(包括家庭、垃圾填埋池、工业的、农业的、海洋的、市政的、下水道、排水道等等)的任何类型的（包括未分类的或部分分类的）垃圾物质。被本发明的装置和方法分离的所述垃圾物质包括来自于生物源的有机物质、非生物有机物质（比如，不是来自于生物源的有机物质、任何有机合成的物质比如有机塑性材料、任何种类的有机聚合物材料）以及来自任何来源的无机物质。

本发明的所述装置中，所述物质在反应器内与液体被均匀地混合（在一些实施方案中反应器配置有混合器）。所述反应器具有较高的顶部部分和下部部分。在所述混合中，所述垃圾物质具有与所述反应器中的所述液体密度相似或比所述液体密度轻（即，具有与所述液体相同的密度或具有小于所述液体的密度）的部分悬浮在所述反应器的顶部部分，并且所述垃圾物质具有比所述反应器中的所述液体密度高的部分沉降到所述反应器的下部部分。

撇除器（在一些实施方案中具有机械旋臂）位于所述反应器的顶部部分，并且能够接纳所述垃圾物质中具有与所述液体密度相似或比所述液体密度轻的部分，并且将其撇除至出口，所述出口位于所述反应器的所述顶部部分。

位于所述反应器的下部部分的沉降器（在一些实施方案中具有圆锥形状）能够接纳所述垃圾物质中具有比所述反应器中的所述液体密度高的部分，并且通过位于所述反应器的下部部分的出口将其去除。

在一些实施方案中，所述垃圾物质具有与所述液体密度相似或比所述液体密度轻的部分包括有机垃圾物质和非生物有机垃圾物质。

在一些实施方案中，所述垃圾物质具有比所述液体密度高的部分包括无机垃圾物质。

在另外的实施方案中，所述反应器中的所述液体是水。

在其他的实施方案中，本发明的所述装置还包括扩散器，所述扩散器用于将气体气泡鼓入所述反应器内。在一些实施方案中，所述气体气泡是微气泡。在其他的实施方案中，所述气体是甲烷（在另外的实施方案中，所述气体是沼气）。

在另外的实施方案中，所述反应器还包括厌氧菌。这样的厌氧菌能够从所述垃圾物质生产沼气。

在另外的实施方案中，所述垃圾物质包括少于10%wt的固体。在其他的实施方案中，所述垃圾物质包括约2%wt-8%wt之间的固体。当提及所述垃圾物质中的固体的重量百分数，其应该被理解为涉及在进入本发明的所述装置前未被溶解或水合的固体在所述垃圾物质中的重量。由于所述垃圾物质中的固体重量低，所述垃圾的水解的进行实质上对所述垃圾未进行萃取或乙酰化和/或甲醇化（methanolyzation）。