CN100391872C - 用于降低粪便排放物污染物负荷的方法 - Google Patents

用于降低粪便排放物污染物负荷的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于降低粪便排放物污染物负荷的方法，其包括以下步骤：(a)厌氧生物消化该粪便；(b)分离生物消化过的粪便的固体物质，该粪便在步骤(a)中获得；以及(c)蒸馏在步骤(b)中获得的澄清粪液，从而获得最终的、具有较低污染物负荷的粪液；将在步骤(a)的生物消化中产生的生物沼气用在废热发电单元中，从而满足所有步骤以及废热发电自身的热能和电能需要。本发明还涉及用于降低粪便排放物污染物负荷的方法，其将以前的方法同蒸发和干燥方法相结合，将这种生物沼气用在废热发电单元中，该沼气通过矿物燃料补充，从而满足所有步骤以及废热发电自身的能量需要。

Description

用于降低粪便排放物污染物负荷的方法
发明领域
总的来说，本发明涉及粪便排放物的处理。更特别地，本发明涉及通过生物消化和蒸馏、用于降低粪便排放物污染物负荷的方法。
常规地，由于其有机物质、氮、磷、钾以及其它用于庄稼的营养物含量很高，将来自畜牧场的废物，特别是来自猪和牛的粪便排放物用作肥料。
但是，降低动物产品成本的、密集畜牧业导致在一些地理区域堆积粪便排放物，该排放物在可被邻近土地吸收的限度之上，其具有不期望的结果如污染地表和地下水，以及消化和盐化土壤。在这些情况下，粪便成为必须作为废物进行处理的多余物质。
将多余的、通常含有超过90％水的粪便运输到没有密集畜牧业的地理区域用作肥料是无利可图的，已有几种过程旨在处理粪便，从而将其转化为可再使用或排放到公共水道中的干净水。如果将其用以灌溉或施肥，还试图减少粪便中一些不期望的元素，该元素导致讨厌的气味或对土地和水有害(氮和磷)。
发明背景
如在专利ES2151389(ROS ROCA S.A.)以及专利申请WO97/47561(Biospecific Systems S.L.)中公开的一样，通过结合需氧和缺氧的物理化学和生物处理可进行粪便的处理，从而获得可再使用或排放到公共水道中的水。还公开了用于分离固体和用于蒸馏挥发性化合物(氨，CO2等)的方法，该方法用氧化钙处理塔底馏出物，并使其碳酸盐化，从而分离沉淀物和干净水(J.Kristoufek US 4710300)。但是，这些方法复杂、成本高，不容易制备满足所有要求从而可倒入公共水道中的水。
其它方法基于通过蒸发掉水来浓缩该粪便固体以及干燥该浓缩物，从而获得固体肥料，该肥料是可运输的，且可在没有多余粪便排放物的任何时间或地点，将之施加到土地上。由于在蒸发和干燥过程中需要大量的能量，所以这些方法成本很高，且该蒸发水通常携带挥发性脂肪酸和氨，从而导致气体的排放(如果该蒸发水凝结的话，或者导致液体的排放)。
为了避免这些缺陷，已经研究了使用废热发电能量降低操作成本的方法(EP0805130，SICOGESAS.A.：以及EP1138185Universidad de Santiago de Compostola)。在西班牙专利ES2157779中公开的方法(Servicios de
Figure C20048003023200062
Figure C20048003023200063
S.A.)将厌氧消化和废热发电系统相结合，之后进行离心分离、用酸中和、蒸发和干燥。获得了可被储存和运输的稳定肥料以及水凝结物。可将该具有低含量氨和挥发性有机酸的水再使用或排放，该氨和挥发性有机酸产生气味。
还设计了更简单的方法，该方法不需要用于水蒸发的能量，如消毒该粪便，之后将氨氮沉积为鸟粪石(磷酸铵镁)，通过沉淀或过滤分离该鸟粪石(EP1041058，ROS ROCA S.A.)；或者通过将热空气鼓入通过该消过毒的粪便以用于汽提氨(EP1041057，ROS ROCA S.A.)。这些设计用来降低粪便中氮含量的过程不能消除挥发性有机酸，从而导致处理过的粪便、氨汽提空气或获得的氨盐溶液中的气味排放，且没有降低粪便中的磷含量。
因此，在现有技术中，仍然需要在过量产生的区域，通过简单和成本不太高的过程优化粪便排放物的处理，该过程降低了粪便中氮、磷和挥发性有机酸的含量，且既优化了肥料营养物的回收，又优化了能量效率。
发明目的
因此，本发明的目的在于提供一种新型、简单的方法，以用于降低粪便排放物的氮污染物负荷，从而使得在邻近畜牧场的区域，可将处理过的水用作灌溉水，而不使地力饱和。
本发明的另一个目的还在于在土地和地表和地下水处于要超过(或者已经超过)最大允许磷水平的危险情况下，任选降低磷含量。
本发明的另一个目的在于降低粪便令人厌恶的气味，特别是降低那些由具有超过3个碳原子的有机酸(丙酸、丁酸、异丁酸等)导致的大便的特征，该气味影响邻近农业开发区的住宅区，该农业开发区使用粪便施肥。
本发明的另一个目的在于能量的自给自足，该能量通过废热发电(cogeneration)单元提供，该单元生产来自生物沼气的电能和热能，该生物沼气在厌氧生物消化步骤中产生。
最后，本发明的另一个目的是优化肥料营养物的回收以及优化能量效率，该营养物含在粪便中。通过将本发明的方法同在现有技术中公开的其它方法中的一种相结合，来实现这种优化，本发明的方法部分降低污染物，现有技术的方法几乎100％地消除了污染物。
发明详述
本发明提供了一种用于降低粪便污染物负荷的方法，其特征在于包括以下步骤：
(a)厌氧生物消化该粪便；
(b)从在步骤(a)中获得的、生物消化过的粪便分离固体物质；以及
(c)蒸馏在步骤(b)中获得的澄清粪液，从而获得具有更低污染物负荷的最终的粪液；
 以及特征在于将在步骤(a)的生物消化中产生的生物沼气用在废热发电单元中，以提供所有上述步骤以及废热发电自身需要的热能和电能。
因此，本发明发放的实质特征在于将粪便进行厌氧生物消化，分离固体部分，蒸馏含在该消化过的粪便中的氨，以及特征在于使用来自于生物沼气的能量，从而提供整个过程需要的能量，该生物沼气在厌氧生物消化中产生。
可连续或不连续地进行该方法，优选以连续方式进行。
厌氧生物消化通常将挥发性有机酸的含量从大约10,000ppm的值降低到低于50ppm，换句话说，浓缩到接近气味检测阈值，该有机酸具有3个或更多碳原子。类似地，生物消化以通常超过70％的高百分比将有机氮转化为氨氮。由于氨氮的浓度通常为粪便中总氮的75％，所以使用生物消化，可将超过90％的氮转化为氨的形式，且可通过随后显示本发明特征的蒸馏过程分离。
类似地，生物消化将挥发性有机物质转化为生物沼气，该沼气通常为甲烷和二氧化碳的混合物，通常以体积计甲烷含量为60-70％，该沼气提供了供应本方法所需要能量的能量源。该生物沼气在生物消化过程中产生，通常量在10-25Nm3/m3粪便之间，将该沼气用来产生本发明粪便处理方法所需要的热能和电能。
在本发明的一种具体实施方案中，使用生物沼气的废热发电单元至少包括连接到发电机的内燃机或燃气轮机，该生物沼气在步骤(a)的生物消化中产生。
在一种具体实施方案中，将在步骤(a)中产生的生物沼气作为燃料用在这种废热发电单元中，该沼气通过矿物燃料如天然气补充。
因此，在废热发电单元中，将在步骤(a)中产生的生物沼气用作燃料，该沼气任选通过矿物燃料如天然气补充，该废热发电单元产生电和热，从而提供步骤(a)的生物消化、步骤(b)的分离、步骤(c)的蒸馏以及废热发电过程自身需要的电和热。
如上所述，该废热发电单元可为耦合到发电机的燃气轮机或内燃机。在为燃气轮机的情况下，仅使用来自于所产生的废气的热。在为内燃机的情况下，除了来自于废气的热，还使用来自于汽机冷却水的热能。在两种情况下，将热能回收为蒸汽、热水或其它热载流。
已知生物消化可在嗜常温条件(约37℃)或嗜热条件(约55℃)下进行，在第一种情况下，在消化池中的保留时间约为20天，在第二种情况下约为15天。两种工序均可应用在本发明的情况下。
因此，在本发明方法的优选实施方案中，在嗜常温条件下进行步骤(a)中的厌氧生物消化，优选在30-45℃之间的温度，且保留时间在10-30天之间。
在另一种优选实施方案中，在嗜热条件下进行步骤(a)的厌氧生物消化，优选在45-65℃之间，且保留时间在8-20天之间。
以更稳定的方式进行粪便的生物消化，当该粪便同其它废物混合时，还产生大量的生物沼气，该废物增加了C/N的比率以及粪便可消化的有机物质。因此，例如将猪和牛的粪便混合是有利的，或者添加来自排放废水处理厂的淤泥、屠宰场废物、家禽饲养场垃圾(鸡、鹑等)、食品工业废物等。根据本发明，添加以重量计0.5-10％之间的这些产物可将产生的生物沼气的量增加到高达50％。
因此，在本发明方法的一种具体实施方案中，步骤(a)的厌氧消化相应于粪便和其它废物的共消化，该废物来自于农场、食品或水处理工业如屠宰场废物、来自植物油、糖或啤酒制造业的废物、来自畜牧场而不是养猪场的废物、来自乳制品、水果、蔬菜、鱼类等加工的废物，以重量计，通常其量在0.5-30％的范围内。
在生物消化之前或之后，要不就在蒸馏之后可进行固体自该粪便的分离。通常在厌氧生物消化之后和蒸馏之前分离该固体是有利的。以这种方式，所有来自于该粪便的不可溶的物质也可被消化(溶解、去除气味、将有机氮转化为氨氮等)；以及由于在蒸馏之前分离该固体物质，所以阻止了在蒸馏设备中积垢和沉积。
因此，在本发明方法的一种实施方案中，在步骤(a)之前，这种方法包括另外的、通过过滤、离心分离或滗析该粪便来分离该固体物质的步骤。
在另一具体实施方案中，在步骤(a)的生物消化之后以及在步骤(c)的蒸馏之前进行该固体物质的分离；优选离心分离该生物消化过的粪便。因此，通过离心分离分离出一饼状物，该饼状物通常相当于以重量计10-15％的初始粪便，其通常具有以重量计20-30％的固体物质含量。但是，这种可经干燥或堆制用作肥料的饼状物通常保留60-70％的磷，该磷含在该初始粪便中。
以这样一种方式进行澄清粪液的蒸馏(c)，该粪液在步骤(b)中获得，从而使得将少量产品收集为馏份，以重量计，其通常在初始进料粪便的2-10％之间。这种通常为溶液的馏份以碳酸盐形式保留了高百分比、通常超过95％的氨，该氨来自于消化过的粪便，以重量计，该溶液具有5-20％的氨，其相当于超过90％的总氮，该总氮包含在起始粪便中。
因此，在本发明方法的一种具体实施方案中，在蒸发或蒸馏设备中进行步骤(c)中的蒸馏，从而使得小部分的粪便、通常以重量计，在2-10％之间得以蒸馏，作为含水充碳酸气化氨溶液，其含有大多数来自于粪便的氮。另一方面，如果在水和氨凝结期间添加酸，例如硫酸、硝酸或盐酸，或者将之作为用作非凝结物的清洗液，将氮收集为相应酸的氨盐水溶液。
根据本方法的另一种实施方案，取代获得如前所述的充碳酸气化氨溶液，在步骤(c)中的蒸馏之前，可用碱金属或碱土金属氢氧化物(例如2-4％的氢氧化钠)处理在步骤(b)中获得的澄清粪液，其使蒸馏过的氨作为氢氧化铵溶液(通常以重量计，具有10-20％的氨含量)获得。
因此，在本发明方法的一种具体实施方案中，在步骤(c)的蒸馏之前，以通常在0.1-1.0Kmol/m3消化过的粪便的量，添加相应于碱金属或碱土金属氢氧化物的碱。
可将在蒸馏过程中获得的氨溶液以及在固体物质的分离中产生的、含有磷酸盐的饼状物(以重量计，其通常相当于低于15％的初始粪便)用作肥料或堆肥的制造，从而将之用在未被这些营养物饱和的农业农场区域。
换句话说，如前面所示，使用本发明的方法，可将粪便中的氮含量降低超过90％，且任选将磷酸盐降低超过60％。这样获得的、最终的粪液具有较低的肥料负荷，可将之用作灌溉水或稀释肥料，与初始粪便相比，其大体上具有更低的、令人厌恶的气味排放水平，且不具有其先前具有的、初始的大便的特殊气味。
本发明的另一种实施方案包括将先前公开的、降低粪便污染物的简单方法同使用废热发电的、蒸发和干燥方法相结合，其如在西班牙专利ES2157779中公开的一样，从而使得：
-从废热发电单元获得本发明联合方法所需要的热能和电能，该单元使用从步骤(a)产生的生物沼气和矿物燃料；
-在其中和、浓缩以及干燥之前，将在步骤(c)的蒸馏中获得的氨溶液添加到澄清粪便中；
-将在步骤(b)的分离中分离的固体物质添加到待干燥的产品中；
-该联合方法获得三种产品：(1)具有较低污染物负荷的粪液，从而将之用作灌溉水或者稀释的液体肥料；(2)获得的几乎没有污染物的生产用水或灌溉水，以及(3)固体肥料。
使用这种实施方案，通过联合干燥过程和本发明的方法，优化多余粪便的管理是可能的，该干燥过程处理一部分粪便，将肥料成分100％的回收为固体肥料，本发明方法降低了剩余粪便肥料负荷。通过这种联合方法，将更多的粪便添加到土地以及避免令人厌恶的气味是可能的。
因此，在本发明的一种具体实施方案中，该方法的特征在于，在步骤(a)的生物消化和步骤(b)的固体物质的分离之后，将在步骤(b)中获得的一小部分澄清粪液进行干燥处理，其包括以下步骤：
(d)通过酸化固定含在该小部分澄清粪液中的氨，优选使用pH在2-7之间的硫酸；
(e)浓缩在步骤(d)中酸化的澄清粪液，获得优选含有以重量计，10-30％固体物质之间的浆；以及
(f)干燥在步骤(e)中获得的浆，从而获得以重量计，含水量通常在1-20％之间的粉末。
在一种具体实施方案中，如前所述，这种方法的特征在于在一个废热发电单元中，将在步骤(a)中产生的生物沼气用作燃料，该沼气通过矿物燃料如天然气补充，从而提供所有步骤以及废热发电自身需要的热能和电能。
因此，在废热发电单元中，将在步骤(a)中产生的生物沼气用作燃料，该沼气通过矿物燃料如天然气补充，该单元产生电和热，从而提供例如步骤(a)的生物消化、步骤(c)的蒸馏、步骤(e)的浓缩以及步骤(f)的干燥所需要的热。
在另一种实施方案中，这种方法的特征在于在步骤(d)的氨固定之前，将在步骤(c)的蒸馏之后获得的氨溶液添加到其它小部分澄清粪液中；以及特征在于在干燥步骤(f)之前，将在步骤(b)中分离的固体物质添加到在步骤(e)中获得的浆中。
最后，在另一个具体实施方案中，这种方法的特征在于将在步骤(f)中获得的粉末聚结，从而通过处理如粒化或球粒化提高其处理和应用。
附图说明
图1
所附图1说明了本发明的方法，如下所述：
将粪便(1)装载进储存设备(A)中，在储存设备的入口具有分离粗固体物的栅网和匀质化该粪便的研磨机。将该粪便连续泵入厌氧生物消化反应器(B)中，其中产生生物沼气(2)和生物消化过的粪便(3)，通过(C)中的过滤、滗析或离心分离技术将生物消化过的粪便的固体物质分离为富含磷酸盐的浆(4)。将澄清粪液(5)进行(D)中的蒸馏处理，产生在(E)中冷凝的馏份(6)，从而以碳酸盐形式产生含有氨的氨溶液(7)。
任选地，将稀酸(20)添加到馏份(6)中，从而使得当氨溶液流(7)的pH降到低于7时，将氨保留为相应酸的氨盐，且释放CO2(12)。
在分离生物消化过的粪便的固体物质之后，大多数澄清粪液(5)作为塔底馏出物获得，该馏出物组成具有较低污染物负荷的最终粪液(8)。
通过将生物沼气(2)进料给废热发电单元如马达发电机(motogenerator)(F)实现该热自给自足的方法，从该发电机获得用于所有设备的电能(9)。还将热能(10)作为用于(D)中蒸馏的蒸汽以及用于(B)中生物消化、来自发电机气缸套的热水获得。
通过将含在最终粪液(8)中的热同热交换器中的澄清液流(5)交换进一步提高了能量效率。
在本发明的另一种实施方案中，将碱金属或碱土金属氢氧化物(11)添加到澄清粪液(5)的流中，从而在(E)中获得氨溶液(7)，该溶液含有氢氧化铵形式的氨。还产生了CO2流(12)，最后可用酸性溶液，优选硫酸溶液清洗该流，从而回收仍保留在这种CO2流中的氨。
在本方法的另一种实施方案中，在(B)的生物消化前进行固体物质的分离。
在本方法的另一种实施方案中，在生物消化前将粪便同其它废物(19)混合，其增强了厌氧消化，且增加了生物沼气的量。
图2
图2说明了本发明方法的另一种实施方案，该方案将蒸发和干燥系统与废热发电进行了结合。在首先将之破碎并研磨之后，将粪便(1)装载进(A)中。
将破碎和研磨过的粪便连续泵送到生物消化池(B)中，产生生物沼气(2)以及生物消化过的粪便(3)，固体物质以(C)中淤泥(4)的形式与该粪便分离开。
将在(C)中分离该固体物质之后获得的澄清粪液分为两部分，将其一部分、流(5)如图1所示蒸馏。将另一部分、流(12)用酸(18)优选硫酸中和，并将之带到蒸发器(G)。将来自蒸发器G的水蒸汽(15)分离开并在(I)中冷凝。将来自蒸发器G的浓缩物(13)泵送到干燥器(H)中，其中形成干燥施肥粉末(14)。将来自H的水蒸气(16)在(I)中冷凝。可将干燥和蒸发过程的冷凝物(17)用作工业用水或灌溉水。
将生物沼气(2)同矿物燃料(21)、通常为天然气混合，将之进料到以热水和蒸汽的形式产生电能(9)和热能(10)的马达发电机(F)中。将来自发电机气缸套的热水和同马达发电机的废气一起产生的蒸汽用作给(B)中的生物消化、给(D)中的蒸馏、给(G)中的蒸发以及给(H)中的干燥提供热。为了将之转化为固体肥料，将淤泥(4)添加到浓缩物(13)中。
在用酸(18)将之中和之后，将氨溶液(7)添加到澄清粪液部分、流(12)中，并在(G)中浓缩和在(H)中干燥，从而回收干燥施肥粉末(14)中的氨氮。
在本方法另一种实施方案中，在生物消化之前，将粪便同其它废物(19)混合，其增强了厌氧消化和增加了所产生的生物沼气的量。
实施例
下面公开的实施例仅仅是说明性的，本发明无论怎样都不局限于这些应用。
实施例n°1(根据图1)
待处理的粪便来自养猪场，并具有以下成分：
总干燥物质：         以重量计6.6％
挥发性固体：         以重量计4.5％
COD：                75,000g/m3
总氮：               以重量计0.68％
氨氮：               以重量计0.15％
磷(P)：              1.4kg/m3
挥发性有机酸C3 +：    9,900ppm
密度：               1,080kg/m3
将总量为12.5t/h的粪便从罐(A)连续泵送到消化池(B)，该粪便具有上述分析成分，该消化池由几个并联工作的搅拌罐组成，其具有5000m3的总有效容积，且将其维持在35℃，将该粪便循环通过热交换床，该床具有来自废热发电的热水。生物消化产生7,100Nm3/天的生物沼气，其含有3,057Kg/天的甲烷，且具有1,770kWh/h的热值。
将从该生物消化池溢出的、消化过的粪便(3)送到脱气容器中，其中自发地排放CO2。其具有以下成分：
总干燥物质：              以重量计4.1％
挥发性固体：              以重量计1.8％
总氮：                    以重量计0.70％
氨氮：                    以重量计0.66％
挥发性有机酸C3 +：         33ppm
将该脱气的粪便进料到离心分离机(C)，其分离出含有25％总固体物质的淤泥(4)1.5t/h。使用该淤泥，分离12.5kg/h的氮和以11.4kg/h的磷。
将在离心分离之后获得的澄清粪液(5)以11.0t/h的速率连续泵送到直径600mm、高20米、具有28个多孔板的蒸馏柱(D)中，其含有73kg的N/h。在进入该柱之前，该粪便同柱的底部交换热，并被加热到超过90℃。通过釜加热该柱的底部，该釜具有由锅炉产生的4kg/cm2的饱和蒸汽。获得600kg/h的馏份，该馏份含有89kg/h的氨(68kg/h的N)。
将生物沼气(2)提供给产生1.8MWh/h电能的马达发电机(F)，将该电能部分地用作本过程的能量需要(约200kWh/h)，并将剩下的电能输出到电网。以4kg/cm2来自废气的、1.8t/h的蒸汽和来自气缸套、作为85℃热水的1000kWh/h都各自提供(D)中蒸馏和(B)中生物消化所需要的热能。
在该柱的底部(8)，将10.4t/h的粪便运送到具有处理过的粪便的罐，从而将之应用到农用土地或者用作灌溉，该粪便含有4kg/h氮(5％的初始量)和6.1kg/h的P(35％的初始量)。
实施例n°2(根据图1)
将来自实施例n°1的粪便同以重量计20％、用在脱色植物油(19)中的漂白土混合，其用作粪便生物消化中的助营养物(conutrient)。在嗜热条件(55℃)下，在总容积为3,500m3的生物消化池(B)中，将总量为12.5t/h的混合物如实施例1一样处理。该生物沼气产量增加到19,500Nm3/天，其提供4,960kWh/h的等量热能。
将生物沼气(2)进料到产生1.8MWh/h电能的马达发电机(F)，将该电能部分地用作提供过程所需要的能量(约200kWh/h)，将剩余的电能输出到电网。以4kg/cm2来自废气的、1.8t/h的蒸汽和来自气缸套、作为85℃热水的1000kWh/h都各自提供(D)中蒸馏和(B)中生物消化所需要的热能。
消化过的粪便的处理同实施例n°1中的一样，且得到类似的结果。
实施例n°3(根据图2)
将实施例1公开的、总量为25t/h的粪便进料到容积为10,000m3的生物消化池(B)中。该生物消化池产生600Nm3/h的生物沼气(2)，其具有1,540kWh/h的热含量。
(C)中的离心分离产生3t/h的淤泥(4)和澄清粪液，将该淤泥送到(H)中进行干燥，将该粪液分成两均等的流(5)和(12)。
如实施例1一样，将流(5)泵送到蒸馏区域(D)，从而从柱的底部获得10.4t/h处理过的粪便，以将之用作灌溉水。将蒸馏通过顶部的、600kg/h氨溶液(7)返回到澄清粪液(12)的第二流中，将其用pH4.5的硫酸(18)酸化，并在(G)中的真空下浓缩。
在(G)中浓缩的产品为具有20％固体物质的、1.7t/h的浓缩溶液，将其同3t/h的流(4)混合并在水平旋转干燥机(H)中蒸发到干燥，该干燥机通过蒸汽和热空气加热。该产品(14)为粉末形式的固体肥料，其具有5％的含水量，可这样或以颗粒或片剂形式使用该产品。以这种方式，可获得总量为940kg/h的矿物有机肥料，该肥料具有35％的有机物质和15.7.5(N，P2O5，K2O)的营养成分。
该废热发电单元(F)具有6个耦合到发电机上的内燃机，该发动机用在生物消化过程中产生的生物沼气(2)(3.540kWh/h)和用天然气(21)(34,000kWh/h)进料，从而产生15,000kWh/h的电。将来自发电机气缸套的热(8,000kWh/h)用来加热该生物消化池(B)(500kWh/h)，以及用来浓缩(G)中的粪便(7,500kWh/h)。来自废气的热在锅炉中产生4kg/cm2的、6t/h的蒸汽，将该热用在干燥机(H)和蒸馏过程(D)中。

Claims (19)

1.用于降低粪便污染物负荷的方法，特征在于其包括以下步骤：
(a)厌氧生物消化该粪便；
(b)通过离心从在步骤(a)中获得的生物消化过的粪便中分离固体物质，含在初始粪便中的绝大部分磷酸盐保留在获得的饼状物中；以及
(c)蒸馏在步骤(b)中获得的澄清粪液，得到为初始粪便2％(重量)～10％(重量)的一部分馏份，所述馏份含有来自所述初始粪便的大部分氮，其作为碳化氨水溶液或当酸加到所述馏份中时作为酸的氨盐溶液或在蒸馏前加入碱时作为氢氧化铵溶液，从而获得最终的、具有较低污染物负荷的粪液；
以及特征在于将在步骤(a)的生物消化中产生的沼气用在废热发电单元中，从而提供所有上述步骤以及废热发电自身所需要的热能和电能。
2.根据权利要求1的方法，特征在于使用在步骤(a)的生物消化中产生的沼气的废热发电单元至少包括耦合到发电机的内燃机或燃气轮机。
3.根据权利要求2的方法，特征在于用矿物燃料补充在步骤(a)中产生并用在这种废热发电单元中的沼气。
4.根据权利要求3的方法，特征在于所述矿物燃料为天然气。
5.根据权利要求1-4任一项的方法，特征在于在嗜温条件下进行步骤(a)的厌氧生物消化。
6.根据权利要求5的方法，特征在于在30-45℃之间的温度下且保留时间在10-30天之间进行厌氧生物消化。
7.根据权利要求1-4任一项的方法，特征在于在嗜热条件下进行步骤(a)的厌氧生物消化。
8.根据权利要求7的方法，特征在于在45-65℃之间且保留时间在8-20天之间进行厌氧生物消化。
9.根据权利要求1-4任一项的方法，特征在于步骤(a)的厌氧生物消化为粪便与其它废物的共消化，所述其它废物来自农业、食品或水处理工业，以重量计，其量在0.5-30％之间。
10.根据权利要求9的方法，特征在于所述其它废物来自屠宰场废物、来自植物油、糖或啤酒制造业的废物、来自畜牧场而不是养猪场的废物、来自乳制品、水果、蔬菜、鱼类加工的废物。
11.根据权利要求1-4任一项的方法，特征在于在步骤(a)之前，其包括通过过滤、离心或滗析该粪便来分离固体物质的附加步骤。
12.根据权利要求1-4任一项的方法，其特征在于加到在步骤(c)塔顶收集的所述馏份中的所述酸选自硫酸、硝酸或盐酸。
13.根据权利要求1-4任一项的方法，特征在于在蒸馏步骤(c)之前，以通常在0.1-1.0Kmol/m3消化粪便的量，添加选自碱金属或碱土金属氢氧化物的碱。
14.根据权利要求1-4任一项的方法，特征在于在生物消化步骤(a)和固体物质的分离步骤(b)之后，对在步骤(b)中获得的一部分澄清粪液进行干燥过程，该过程包括以下步骤：
(d)通过酸化固定含在该部分澄清粪液中的氨；
(e)浓缩在步骤(d)中酸化的澄清粪液，获得浆；以及
(f)干燥在步骤(e)中获得的浆，从而获得以重量计，含水量在1-20％之间的粉末。
15.权利要求14的方法，特征在于使用pH在2-7之间的硫酸进行步骤(d)。
16.权利要求14的方法，特征在于在步骤(e)中获得的浆含10～30％(重量)的固体物质。
17.根据权利要求14的方法，特征在于在废热发电单元中，将在步骤(a)中产生的沼气用作燃料，该沼气由矿物燃料补充，从而提供所有上述步骤以及废热发电自身需要的热能和电能。
18.根据权利要求14的方法，特征在于在氨固定步骤(d)之前，将在蒸馏步骤(c)之后获得的氨溶液添加到另一部分的澄清粪液中；以及特征在于在干燥步骤(f)之前，将在步骤(b)中分离的固体物质添加到在步骤(e)获得的浆中。
19.根据权利要求14的方法，特征在于将在步骤(f)中获得的粉末聚结，从而通过选自粒化和球粒化的过程改善其处理和应用。
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