[发明专利]处理液体有机废料的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及处理液体形式的有机废料，例如来自家畜生产的液体粪肥或污水的方法和设备。

现有技术描述

为了满足日益增长的世界范围的对食品的需求，近年来，密集型家畜生产已经变得越来越广泛，这种趋势在将来无疑会继续。虽然提高的产量和更有效的生产工艺提供了重要的益处，但是由于产生大量有机废料，密集型家畜生产具有负面的环境影响。猪的密集型生产尤其导致大量液体粪肥，这些粪肥如果不正确对待并处理，会带来严重的环境问题。然而过去，一直没有以环境和经济可接受的方式处理这种类型的液体有机废料的技术。结果，来自密集型家畜生产的液体粪肥在许多情况下已经导致了严重的环境问题，例如，扩散到田地或以其它方式渗入地下的过量粪肥污染了地下水。

丹麦实用新型No.DK 95 00113 U3描述了处理液体粪肥的设备，其中将粪肥转化成堆肥、化肥、水和沼气。该设备包括：1)从液体和小于1mm的颗粒中分离纤维物料和大小超过1mm的粒状物料的过滤单元，纤维物料例如用作堆肥，2)用于产生沼气的反应器，3)留住细菌和悬浮的有机物料并使这些物料返至沼气反应器的超滤单元，4)在沼气用于产生热和动力之前，从沼气中除去硫化氢的脱硫单元，5)反渗透单元，其中，来自超滤器的渗透物流分离成为水馏分和化肥提浓物馏分。

从Bioscan A/S(欧登塞，丹麦)已知称作BIOREK的用于液体粪肥的分离设备。BIOREK设备基于DK 95 00113 U3中所述的设备，在超滤单元和反渗透单元之间，还含有用于从来自超滤器的渗透物流中除去氨和二氧化碳的氨汽提塔。例如，在由Bioscan A/S于10/97出版的题为“用于液体粪肥的BIOREK分离设备，SandagerSkovgaard”的小册子中描述了BIOREK设备。

本发明代表了从DK 95 00113 U3和从BIOREK设备已知的技术的进一步的发展，在处理液体粪肥和其它液体有机废料方面取得了令人惊奇的有利结果。

发明简要公开

本发明的一个方面涉及处理液体形式的有机废料的方法，该方法包括：使液体在沼气反应器中进行厌气发酵，从沼气反应器中分离基本上无菌且不含颗粒的渗透物流，用氨汽提塔对渗透物流进行处理，形成氨馏分和养分盐馏分，将养分盐馏分分离成化肥提浓物馏分和水馏分，其中在高温下用氨汽提塔处理渗透物流。

本发明的另一个方面涉及处理液体形式的有机废料的设备，该设备包括沼气反应器，用于从沼气反应器内的液体中分离基本上无菌且不含颗粒的渗透物流的装置，用于将渗透物流分离成氨馏分和养分盐馏分的氨汽提塔，以及用于将养分盐馏分分离成化肥提浓物及水馏分的装置，其中氨汽提塔包括加热渗透物流的加热装置。

本发明的另一个方面涉及生产富甲烷的沼气的方法，该方法包括：使液体形式的有机废料在沼气反应器中进行厌气发酵，其中对来自沼气反应器的液体进行超滤以形成富二氧化碳的渗透物馏分和富甲烷馏分，所述富甲烷馏分返至沼气反应器以形成甲烷含量提高的沼气。

本发明还有一个方面涉及用这种方法生产的富甲烷的沼气。

发明详述

本发明的方法和设备适用于处理任何含水有机废料，包括民用、工业或农业废水，包括来自机关院所例如医院的污水，以及家畜产生的液体粪肥。正如上面所指出的，本发明尤其适用于处理由密集型家畜生产，例如密集型猪生产所产生的液体粪肥。在下面的描述中，为方便起见经常称为液体肥料。然而，对本领域的技术人员来讲，本发明的方法和设备同样应用于其它类型的液体有机废料这一点将是很清楚的。

在本发明的优选实施方案中，方法和设备包括以下部分：

1．液体废料的预处理

根据本发明的待处理的液体废料，例如液体肥料，通常不仅包含具有溶于其中的各种有机和无机组分的液体，而且包含悬浮于其中的一定量的纤维和/或粒状物质。优选在该工艺中，在对液体进行厌气发酵和随后步骤之前，尽可能从液体中除去超过一定大小的该种纤维和粒状材料，因为这样的较大颗粒往往干扰超滤等，从而降低处理效率并增加成本。所以，通常过滤液体废料以除去较大纤维和颗粒，任选地在用浸渍机处理之后，由此除去粒径超过约1mm的材料。然后将包含已经过滤出的纤维和颗粒的过滤块压缩以除去过量液体，然后将该液体与过滤步骤的液体馏分(含有例如小于约1mm的颗粒)一起混合并在沼气反应器中进行厌气发酵。