[发明专利]有机废物的干法生物处理方法

说明书

一种用于生物处理含有由不可生物降解物质组成的杂质的有机废物的方法，该方法包括：第一步，湿法机械分离上述有机废物中存在的不可生物降解物质，以获得纯化的有机部分，第二步，将所述纯化的有机部分脱水，以获得纯化的脱水有机部分和流出物，第三步，对脱水有机部分进行干法厌氧生物处理，以获得有机残余物。

本发明涉及一种有机废物的干法生物处理方法，其目的在于通过发酵富含甲烷等的沼气来生产具有能量或生化价值的化合物，并任选地与发酵残余物一起产生可销售的肥料。

为了优化工业生物反应器的甲烷化收率，并确保在农业中对来自反应器中有机废物的工业生物处理的副产物进行利用，必须将具有不期望的品质的不可生物降解物质和可生物可降解的物质分离开。

用于生物处理的工业生物反应器有两大类：

-以干法模式运行的发酵罐/消化池，其中生物反应的干物质浓度为12％至40％；

-以湿法模式运行的发酵罐/消化池，其中生物反应的干物质浓度为1％至15％。

可以在工业反应器中实际生物处理的上游或下游应用分离出不期望的物质的技术。这些分离技术可能需要对废物进行稀释，并在“湿法处理”中将固体部分预先悬浮，或在“干法处理”中直接进行干预。因此，当前使用两种分离技术：

■“湿法”分离，用于以湿法模式运行的生物反应器的上游，通常与生物反

应器内部干物质含量小于15％的液体一起使用。

■“干法”分离，通常用于以干法模式运行的生物反应器的上游，通常是在

生物反应器内部的干物质含量超过15％的液体一起使用。

在干法模式下运行的分离技术之一涉及在有氧旋转管中进行的干法预处理，其中通过机械作用来降低进料废物的粒度和通过消耗O₂和释放CO₂来进行预堆肥，这种预处理可能需要几个小时到几天不等的停留时间，然后进行机械分选和按粒度分选的合适步骤。通过这种预处理，可以制得适用于甲烷化后进行堆肥化处理或适用于简单堆肥的纯化有机材料，在两种情况下都可以在农业中利用最终堆肥，但这仅适用于具有高干物质含量并包含大量纸板的有机废物。此外，在旋转管中发生的短暂的好氧降解过程中，部分可生物降解的有机物质必定会发生损失。来自该分离技术的纯化有机部分可以在以干法模式运行的生物反应器中经历甲烷化，也可以将它悬浮以便用于以湿法模式运行的生物反应器中。

这种类型的分离对选择性收集(生物废物)或混合废物(来自北非和亚洲的家庭垃圾)形式的湿的黏性有机废物无效。

另一种干法分离技术是按粒度分选，通常使用40mm至80mm的筛孔。在干燥状态下对有机废物进行这种分选，该有机废物可能经历或未经历初步的粒度破碎，通常是研磨，同时有或没有重质惰性物质的冲剂式分离的补充步骤。该纯化的有机部分可用于以干法模式运行的厌氧生物反应器。然而，当废物中不期望的物质含量较高，即15％至20％时，该技术不够有效，这通常导致一些不期望的物质进入生物反应器。此外，如果设想将消化物用于农业，则需要补充处理。这种类型的分离对湿的黏性有机废物无效。

适用于湿的黏性有机废物的分离技术之一在于与初始粒度破碎、与水相悬浮和与一种或多于一种粒度分离以及与不同的沉淀/沉降步骤相关联的湿法预处理。所得最终的悬浮液富含有机物质。该悬浮液几乎不含不期望的物质，干物质含量为6％至12％。该技术适用于湿的黏性有机废物，例如厨房垃圾或农业食品工业垃圾，这些垃圾通常收集在塑料袋中。然而，由于该预处理产生的部分的含水量高，因此不可能将该技术直接与以干法模式运行的厌氧生物反应器关联。必须使用以湿法模式运行的厌氧生物反应器。