CN104024181A - 用于消化固体废弃物的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明大体来说涉及用于消化固体废弃物的系统及方法，其简化了固体物处置。在某些实施例中，厌氧甲烷提取发生达一时间周期(例如，从1周到4周)，此后好氧堆肥工艺在同一腔室中开始。有机废弃物保持在原位，且迫使(例如，空气中的)氧气进入到所述腔室中达额外时间周期(例如，从2周到4周)。在好氧阶段结束时，所述工艺产生稳定且无病原体的粗堆肥产物。可进一步处理并掺和所述粗堆肥以形成高价值工程土壤。

Description

用于消化固体废弃物的系统及方法
相关申请案
本申请案主张对2011年7月8日申请的第61/505,696号美国临时专利申请案及2011年9月6日申请的第13/226,006号美国专利申请案的优先权及权益，所述专利申请案的揭示内容特此以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体来说涉及固体废弃物的消化。更特定来说，在某些实施例中，本发明涉及用于将有机物质分解成沼气及堆肥的设备及方法。
背景技术
有机物质的降解是本质上通过大量微生物的复杂相互作用而以好氧方式及/或以厌氧方式发生的工艺。受控制的或多或少工业化的方法早已为人所知且针对好氧工艺称为堆肥而针对厌氧工艺称为发酵、生物甲烷化或简称为厌氧消化(AD)。可将AD工艺划分成两个主要步骤：水解及甲烷产生。
最近多年以来，堆肥及AD的两种工艺一直独立地发展。在许多地方已全面地描述了作为用以产生用于施肥及土壤改进的堆肥的方式的堆肥。同样地，已在多样的开发形式的基础上开发了一阶段、两阶段或多阶段AD方法。除从液体粪肥及废水处理开发的湿式AD以外，还实践了干式AD。
在1978年高希(Ghosh)第一次描述了两步骤、两阶段AD的原理。在此工艺中，在厌氧反应器中渗滤废弃物。随后在甲烷反应器中将渗滤水发酵成沼气。在20世纪80年代雷根斯(Rijkens)及霍凡克(Hofank)针对有机废弃物进一步开发了所述方法并取得其专利权(第4,400,195号美国专利)。所述方法在实践时被两次转换为：甘德尔克塞(Ganderkesee)的ANM方法及布雷达的Prethane-Rudad方法。埃林杰(Wellinger)及苏特(Suter)在20世纪80年代用固体粪肥且威德默(Widmer)用市场及肉类加工废弃物进行了测试。在后一情况中，还在好氧环境中驱动渗滤器。
已根据此方法开发的最新设施(针对残余废弃物)为Sansenheck的渗滤方法及方法(DE19846336Al)。此处，在机械预处理(举例来说，筛选、金属分离)之后，使废弃物在渗滤器中水解。因此，渗滤器配备有搅拌机构，使得废弃物被连续输送穿过反应器。在2天到3天的停留时间之后，渗滤物被无水地排放且准备好供进一步处理或沉淀成一层。在分离出沙子及纤维之后，在甲烷反应器中使渗滤水以厌氧方式发酵成沼气。以此方式清洁的水直接用作渗滤水或在另一次清洁(例如，用于移除氮)之后使用。
在全世界许多的城镇及城市中产生大量的有机固体废弃物，且处理方法通常受对这大量沉重的固体废弃物的充分灭菌的固体处置要求限制。因此，需要用于以受限的固体处置要求消化及堆肥固体废弃物的经改进的系统及方法。
发明内容
呈现一种用于固体废弃物处理的系统，其不需要在工艺的不同阶段之间移动废弃物的固体部分。仅需要对废弃物的初始装载及在消毒之后对固体物的最后卸载。
在一个实施例中，将有机废弃物装载到类似于车库的腔室中。在填充之后，关闭门且形成厌氧条件。厌氧甲烷提取发生达一时间周期(例如，从1周到4周)，此后好氧堆肥工艺在同一腔室中开始。有机废弃物保持在原位且迫使(例如，空气中的)氧气进入到所述腔室中达额外时间周期(例如，从2周到4周)。在好氧堆肥阶段结束时，所述工艺产生稳定且无病原体的粗堆肥产物。可进一步处理并掺和所述粗堆肥以形成高价值工程土壤。不需要在堆肥之前处置原始、甲烷提取后的沼渣。与使用其它工艺的大约55%-60%相比，所产生的沼气具有高甲烷含量，例如，大约70%或更多。沼气还具有较低的VOC、硅氧烷及其它污染物浓度。
所述系统采用其中细菌水解(也就是说，从有机固体废弃物沥滤出脂肪酸)与甲烷产生在物理上分离的干式厌氧消化。在厌氧条件下进行一系列的水解及甲烷产生(气化)阶段达一时间周期(例如，从1周到4周)，其中废弃物处理罐中的固体废弃物在周围(例如，大气)压力下操作。在水解阶段期间通过在废弃物处理罐的基底处或附近的格栅使渗滤物液体再循环。将渗滤物抽运到沼气反应器罐中，在所述沼气反应器罐中产生甲烷及/或其它沼气、接着对其进行过滤，将经脱气渗滤物抽运回到所述废弃物处理罐。在水解及气化完成之后，所述废弃物处理罐变为堆肥器，使得空气流动穿过固体废弃物、穿过基底处的格栅、接着通过生物过滤器之后被释放到大气中。在堆肥之后，固体废弃物为足够卫生的以供移除且可经安全地处置或用作副产物。
在所有三个阶段(水解、气化及堆肥)期间，所述废弃物处理罐均保持关闭。不移动任何固体废弃物，且在关闭的系统中仅流体及空气在处理模块与气体反应器之间循环。系统设计确保水解、渗滤、甲烷产生及堆肥的工艺为分离的且快速及高效地发生。开始新鲜批次不需要使用较早处理的材料来接种，借此确保废弃物的完全可追踪性。工艺为自持续的且不需要加热来开始所述工艺，从而允许较高的能量效率。可处理多种多样的有机废弃物类型，举例来说，城市废弃物；工业、商业及公共机构废弃物；花园废弃物；及污水淤渣。
因此，在一个方面中，本发明涉及一种用于将有机物质分解成沼气及堆肥的系统，所述系统包含：废弃物处理罐，将固体有机废弃物装载到所述废弃物处理罐中且在所述废弃物处理罐中水解及堆肥在单独时间发生，其中所述固体有机废弃物的堆肥在完成水解之后的单独阶段期间发生，其中所述废弃物处理罐在其基底处或附近包含排泄口，所述排泄口允许在所述水解阶段期间渗滤液体从所述废弃物处理罐中流出，所述排泄口还用作在所述堆肥阶段期间空气通过其流入到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物中及/或从所述固体有机废弃物中流出的通气孔；喷洒系统，其经配置以在所述水解阶段期间将渗滤物液体喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上，其中所述渗滤物液体包含从所述固体有机废弃物沥滤的脂肪酸，且其中在所述水解阶段期间使所述渗滤物液体从所述废弃物处理罐的所述基底再循环；及沼气反应器罐，将来自所述废弃物处理罐的所述渗滤物液体抽运到所述沼气反应器罐中以用于在气化阶段期间在厌氧条件下产生沼气。在某些实施例中，所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段、所述堆肥阶段或两者期间在周围压力下操作。在优选实施例中，所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段期间在厌氧条件下操作。
在某些实施例中，所述系统进一步包含在所述堆肥阶段期间来自所述废弃物处理罐的空气在排放到大气之前通过的生物过滤器。在某些实施例中，所述系统进一步包含经配置以从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤器。
在某些实施例中，所述系统包含并联连接的至少两个废弃物处理罐。在某些实施例中，所述废弃物处理罐包含耐酸衬里或涂层。所述沼气反应器罐优选地为气密的。所述系统还可包含用于在所述沼气反应器罐中或在所述沼气反应器罐外部(以在加热之后稍后引入回到所述罐中)加热所述渗滤物液体的加热器。在某些实施例中，所述沼气反应器罐包含用以从所述渗滤物液体分离出沉淀物及/或颗粒物的沉淀池。
在优选实施例中，所述系统进一步包含液体处理罐，在所述水解阶段期间，来自所述沼气反应器罐、所述废弃物处理罐或两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。在某些实施例中，对于每个废弃物处理罐存在一个液体处理罐。在某些实施例中，对于每个沼气反应器罐(系统中可存在一个或一个以上沼气反应器罐)存在至少五个废弃物处理罐(例如，每一废弃物处理罐具有其自身的相关联液体处理罐)。在某些实施例中，在所述水解阶段期间，来自所述沼气反应器及所述废弃物处理罐两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。所述系统可进一步包含经配置以在所述渗滤物液体进入所述液体处理罐之前从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤罐。
本发明的其它方面的元件也可应用于本发明的此方面。
在另一方面中，本发明涉及一种用于将有机物质分解成沼气及堆肥的方法，所述方法包含以下步骤：(a)将固体有机废弃物装载到废弃物处理罐中；(b)在一个或一个以上系列的水解及气化阶段期间：(i)在其中发生细菌水解的第一(及/或后续)水解阶段期间将渗滤液体喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上；(ii)在所述第一(及/或后续)水解阶段期间在所述渗滤液体通过所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物之后任选地使所述渗滤液体再循环；(iii)在第一(及/或后续)气化阶段期间将渗滤液体抽运到沼气反应器罐中以用于产生沼气；(iv)在所述第一(及/或后续)气化阶段之后从所述沼气反应器罐中抽运出渗滤物液体，以用于在第二及/或后续水解阶段期间喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上；及(c)在所有水解及气化阶段之后，对所述废弃物处理罐进行通气以用于在好氧条件下堆肥所述固体有机废弃物。
在某些实施例中，在所述堆肥阶段开始之前执行所述系列的水解及气化阶段达从1周到4周的周期(例如，达大约21天)。在某些实施例中，甲烷产生在所述气化阶段期间于所述沼气反应器罐中发生。在优选实施例中，所述水解及气化阶段在厌氧条件下发生。在某些实施例中，所述一个或一个以上水解阶段(及/或所述气化阶段)在大气压力下发生。水解大体与气化在相同时间发生，但所述工艺在不同罐中发生。
在某些实施例中，使所述渗滤液体通过经配置以从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤罐，接着将所述经过滤液体输送到液体处理罐中，在所述液体处理罐中所述经过滤液体与来自所述沼气反应器罐的液体混合，之后经由喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上而被再循环。在某些实施例中，所述渗滤液体进入处理罐，在所述处理罐中所述渗滤液体与来自所述沼气反应器罐的液体混合，之后经由喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上而被再循环。
在某些实施例中，所述方法包含在所述水解阶段期间至少一次用渗滤液体漫灌所述废弃物处理罐。
在某些实施例中，在所述堆肥阶段的至少部分期间所述废弃物处理罐中的所述有机固体废弃物的温度达到至少60℃。在优选实施例中，所述方法进一步包含在所述堆肥阶段期间在空气已通过所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物之后使所述空气通过生物过滤器的步骤。在某些实施例中，在所述堆肥阶段结束前已对所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物进行消毒。
以上对实施例的元件的描述也可应用于本发明的此方面。
在另一方面中，本发明涉及一种用于在消化阶段期间从处理模块输送渗滤物及用于在废弃物处理系统的堆肥阶段期间对所述处理模块进行通气的双用途排泄组合件，所述排泄组合件包含穿过其钻制多个导管的一个或一个以上轨道，其中所述导管中的每一者具有：(i)第一端，其面向含有正处理的固体废弃物的所述处理模块；及(ii)第二端，其面向一管，在水解期间液体渗滤物通过所述导管从所述处理模块中流出且在堆肥期间空气通过所述导管流入到所述处理模块中，其中所述第一端具有小于所述第二端的宽度或直径。在某些实施例中，所述第一端具有不大于所述第二端的直径(或宽度)的90%的直径(或宽度)。在某些实施例中，所述第一端的直径与所述第二端的直径的比率为大约0.75。
在某些实施例中，所述轨道中的每一者具有凹口，且此些凹口轨道中的两者或两者以上形成用于支撑可移除板(例如，不锈钢板)的搁架，所述可移除板防止所述废弃物处理模块中的固体废弃物进入所述管。在某些实施例中，所述管为形成于所述处理模块下方的混凝土基底中的导管。
本发明的其它方面的元件也可应用于本发明的此方面。
在另一方面中，本发明涉及一种用于将有机物质分解成沼气及堆肥的设备，所述设备包含：废弃物处理罐，将固体有机废弃物装载到所述废弃物处理罐中且在所述废弃物处理罐中水解及堆肥在单独时间发生，其中所述固体有机废弃物的堆肥在完成水解之后的单独阶段期间发生，其中所述废弃物处理罐在其基底处或附近包含排泄口，所述排泄口允许在所述水解阶段期间渗滤液体从所述废弃物处理罐中流出，所述排泄口还用作在所述堆肥阶段期间空气通过其流入到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物中及/或从所述固体有机废弃物中流出的通气孔；喷洒系统，其经配置以在所述水解阶段期间将渗滤物液体喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上，其中所述渗滤物液体包含从所述固体有机废弃物沥滤的脂肪酸，且其中在所述水解阶段期间使所述渗滤物液体从所述废弃物处理罐的所述基底再循环；及沼气反应器罐，将来自所述废弃物处理罐的所述渗滤物液体抽运到所述沼气反应器罐中以用于在气化阶段期间在厌氧条件下产生沼气，其中所述排泄口包含用于在所述水解阶段期间从所述废弃物处理罐输送所述渗滤液体及用于在所述堆肥阶段期间对所述废弃物处理罐进行通气的双用途排泄组合件，所述排泄组合件包含：通道，其安置于所述处理罐下方；一个或一个以上轨道，穿过所述一个或一个以上轨道钻制多个导管，其中所述导管中的每一者具有：(i)第一端，其面向含有正处理的所述固体有机废弃物的所述废弃物处理罐；及(ii)第二端，其面向所述通道，在所述水解阶段期间所述渗滤液体通过所述导管从所述废弃物处理罐中流出且在所述堆肥阶段期间空气通过所述导管流入到所述废弃物处理罐中，其中所述第一端具有小于所述第二端的宽度或直径；及可移除板，其由所述一个或一个以上轨道支撑，所述板覆盖所述通道以防止所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物进入所述通道。
在某些实施例中，所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段、所述堆肥阶段或两者期间在周围压力下操作。在某些实施例中，所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段期间在厌氧条件下操作。在某些实施例中，所述设备进一步包含在所述堆肥阶段期间来自所述废弃物处理罐的空气在排放到大气之前通过的生物过滤器。在某些实施例中，所述设备进一步包含经配置以从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤器。
在某些实施例中，所述设备包含并联连接的至少两个废弃物处理罐。在某些实施例中，所述废弃物处理罐包括耐酸衬里或涂层。在某些实施例中，所述沼气反应器罐为气密的。在某些实施例中，所述设备进一步包含用于在所述沼气反应器罐中或在所述沼气反应器罐外部加热所述渗滤物液体的加热器。在某些实施例中，所述沼气反应器罐包含用以从所述渗滤物液体分离出沉淀物及/或颗粒物的沉淀池。
在某些实施例中，所述设备进一步包含液体处理罐，来自所述沼气反应器罐、所述废弃物处理罐或两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于在所述水解阶段期间喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。在某些实施例中，来自所述沼气反应器罐及所述废弃物处理罐两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于在所述水解阶段期间喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。在某些实施例中，所述设备进一步包含经配置以在所述渗滤物液体进入所述液体处理罐之前从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤罐。在某些实施例中，所述设备对于每个废弃物处理罐包含一个液体处理罐。在某些实施例中，所述设备对于一个或一个以上沼气反应器罐中的每一者包含至少五个废弃物处理罐。
在某些实施例中，所述导管中的每一者的第一端具有不大于所述第二端的直径的90%的直径。在某些实施例中，所述一个或一个以上轨道包含凹口，借此形成用于支撑所述可移除板的搁架。在某些实施例中，所述通道形成于所述废弃物处理罐下方的混凝土基底中。在某些实施例中，所述设备包含两个或两个以上轨道，其中所述两个或两个以上轨道包含沿着所述通道的第一边缘安置的第一轨道及沿着所述通道的第二边缘安置的第二轨道。在某些实施例中，所述设备经配置使得在所述水解阶段期间喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上的所述渗滤物液体的至少一部分是在不首先通过所述沼气反应器罐的情况下从所述废弃物处理罐的所述基底接收的。
本发明的其它方面的元件也可应用于本发明的此方面。
附图说明
可参考下文所描述的图式以及权利要求书来更好地理解本发明的目标及特征。所述图式未必按比例绘制，而重点一般放在图解说明本发明的原理。在图式中，贯穿各种视图使用相似编号指示相似部件。
尽管本文中参考特定实例及特定实施例特别地展示及描述了本发明，但所属领域的技术人员应理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下，可在其中做出在形式及细节上的各种改变。
图1是根据本发明的实施例用于消化及堆肥固体废弃物的设备的示意图，其突出显示在水解及甲烷产生阶段中所涉及的组件。
图2是根据本发明的实施例用于消化及堆肥固体废弃物的设备的示意图，其突出显示在堆肥阶段中所涉及的组件。
图3是根据本发明的实施例用于消化及堆肥固体废弃物的设备的示意图，其突出显示在水解及甲烷产生阶段中所涉及的组件。
图4是根据本发明的实施例用于消化及堆肥固体废弃物的设备的示意图，其突出显示在堆肥阶段中所涉及的组件。
图5是根据本发明的实施例用于在消化阶段期间从处理模块输送渗滤物以及用于在堆肥阶段期间对处理模块进行通气的双用途排泄组合件的视图的示意图。
具体实施方式
预期所主张发明的设备、装置、系统、方法及工艺囊括使用来自本文中所描述的实施例的信息开发的变化及调适。对本文中所描述的装置、系统、方法及工艺的调适及/或修改可由相关领域的一般技术人员执行。
贯穿其中将设备、装置及系统描述为具有、包含或包括特定组件或将工艺及方法描述为具有、包含或包括特定步骤的本描述，另外预期存在基本上由所叙述的组件组成或由所叙述的组件组成的本发明的设备、装置及系统，且存在基本上由所叙述的处理步骤组成或由所叙述的处理步骤组成的根据本发明的工艺及方法。
应理解，只要本发明保持可操作，各步骤的次序或用于执行某些动作的次序并不重要。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
预期所主张发明的方法、系统及工艺囊括使用来自本文中所描述的实施例的信息开发的按比例增加、变化及调适。可使用所属领域的一般技术人员已知的反应器设备来执行本文中所描述的工艺及方法，包含而不限于(举例来说)分批式反应器、推流式反应器、连续搅拌罐式反应器、填充床反应器、浆态反应器、流体化床反应器及塔柱。本文中所描述的工艺可在分批、半连续及/或连续操作中进行或针对所述操作进行调适。还预期，所主张发明的方法、系统及工艺可包含所属领域的一般技术人员已知的泵、热交换器及气相、液相及/或固相材料处置设备。
本文中对(举例来说)背景技术章节中的任何公开案的提及并非承认所述公开案充当关于本文中所呈现的技术方案中的任一者的先前技术。背景技术章节是出于清晰的目的而呈现且并非意在作为对关于任何技术方案的先前技术的描述。
在某些实施例中，本发明涉及一种用于将有机物质转化成沼气及堆肥的方法。可对所述有机物质进行分类并将其与绿色结构混合、引入于处理模块中，其中在处理罐中再循环的渗滤物被洗掉营养物(例如，挥发性脂肪酸)。可将过量渗滤物抽运穿过粗过滤器而到达其中发生厌氧消化的反应器罐。可输送在反应器中产生的沼气以进行利用。可接着将经脱气渗滤物返回到处理罐以用于从有机物质洗掉额外营养物。
在另一实施例中，在一时间周期之后且在pH达到指定值时，停止渗滤过程，打开空气进口，且通过用于渗滤的排泄系统，抽吸空气穿过有机物质以起始堆肥工艺。在堆肥之后，排空处理模块，且将材料保持在开放式隔舱中以用于后熟，直到其被分类为止，且最后土壤改进产物准备好供应市场。
在某些实施例中，两阶段(AD及堆肥)与将AD工艺时间相依且物理地分成水解及甲烷产生组合。举例来说，在第一工艺循环中，干有机物质的渗滤致使水解质(例如挥发性脂肪酸等)被提取，且将渗滤物(湿部分)递送到沼气反应器罐以用于甲烷产生。在一个实施例中，水解在厌氧条件下发生。水解可以固相完成，后续接着以湿相进行的甲烷产生，后续接着以固相进行的甲烷产生且最后是干相的堆肥。
在某些实施例中，使用专门化处理模块(PM)及甲烷反应器(MR)来实现AD及堆肥。在一个实施例中，将结构与有机物质的混合物装载到PM中，且关闭所述PM的一个或一个以上闸门。来自PM的含有水解质的流出物(即，渗滤物)可在转移到MR之前被递送到处理罐(PT)。
在某些实施例中，将来自MR的经脱气液体返回到PT，可从所述PT将所述液体喷洒到PM中的有机物质上。可通过PM的底部中的排泄口将来自PM的渗滤物馈送回到处理罐。在一个实施例中，处理模块在渗滤期间在厌氧条件下操作。可将现在含有水解质的过量渗滤液体馈送穿过粗过滤器且引入到MR中，在所述MR中甲烷产生发生。新鲜且经脱气的渗滤物的分离可使用反应器罐中的层次原理发生。可连续地从MR中取出渗滤物并在热交换器中进行加热。
当从处理模块中出来的渗滤物的pH已达到经界定水平且PM中的固体部分已通过产甲烷细菌接种时，甲烷产生可在PM中开始。在一时间周期之后，停止PM中的甲烷产生或积累。在一个实施例中，举例来说，打开空气进口且风扇开始抽吸空气(包含氧气)穿过仍含在及封围在处理模块中的有机物质。在工艺的此部分期间，当堆肥发生时，处理模块在好氧条件下操作。在另一实施例中，通过与在渗滤期间渗滤流体通过的排泄口相同的排泄口引入或提取空气。
空气的引入可开始处理模块中的有机物质的堆肥工艺。在某些实施例中，此致使温度增加，且消毒过程将发生。此外，水可从有机物质蒸发，借此减少水分含量。在离开有机物质之后，可将空气馈送穿过生物过滤器及任选洗涤器以用于消除气味。
在某些实施例中，当处理模块中的有机物质的温度已达到经界定水平或堆肥工艺已发生达特定时间周期之后，使风扇停止。此时，可打开处理模块的门或闸门，且可从处理模块中取出经脱气及经堆肥有机物质。接着，可将有机物质保持外面的开放式隔舱中以用于后熟，之后进行最后筛分及混合以得到堆肥或土壤改进产物。
在某些实施例中，提供用于有机物质的分解方法，其中根据需要来形成一定量的沼气。可给以厌氧方式驱动的处理模块装载结构与有机物质的混合物。在一个实施例中，将渗滤液体喷洒到有机物质上、通过处理模块的底部引到处理罐，从其处再次将渗滤液体喷洒于有机物质上。在另一实施例中，使过量渗滤液体通过粗过滤器进入到反应器罐中，在所述反应器罐中将所述渗滤液体发酵成沼气。可将经脱气渗滤物馈送回到处理罐。
本文中所描述的分解方法有利地是基于简单且稳健的工艺。以此方式，使得根据需要控制所形成的沼气成为可能，且可相应地控制对(举例来说)在峰值时间或低需求时间转化为电能或产生热的沼气要求。尽管可不提供或可仅在受约束周期中提供对沼气产生的控制以适应于已知设施中的消耗，但根据本发明的实施例可借助分解方法来提供对当前要求的快速适应。
可将源于活生物体的所有物质视为生物源性材料，特定来说，包含以下各项：生物废弃物、草坪剪割物、路边修剪物、花园修剪物、生物固体物、工业废弃物、食品废弃物、家用废弃物、农业废弃物、厨房废弃物、可再生资源及类似材料。
在某些实施例中，由于水解及甲烷产生在物理上及时间上是分离的，因此沼气含有低浓度的硫磺及二氧化硅，因此在应用沼气在内燃机中进行热及电力产生时对H2S及SiOx的清洁是不必要的。
在本发明的一个实施例中，以使得不发生阻塞的方式执行处理模块的用于渗滤物排放及空气排出的底部的构造。以此方式，设计可确保在操作期间渗滤物及空气始终具有自由通路。
如所提及，在某些实施例中，气氛在渗滤期间为厌氧的且在堆肥期间为好氧的。可进一步使PM隔热或甚至对其进行加热。举例来说，处理模块中的温度可在渗滤期间为38℃且在堆肥期间为70℃。
在某些实施例中，通过一个回路来抽运系统中的所有液体。可不连续地排放并用新鲜的富含水解质的液体替换作为经脱气渗滤物离开反应器罐的渗滤液体。以此方式，可避免回路中的杂质的浓度。在另一实施例中，在反应器罐中将下沉及/或漂浮的物质分离在沉淀池中，所述沉淀池配备有能够移除淤渣的泵。
在某些实施例中，借助于细菌来进行渗滤物到沼气的甲烷产生。在此情况中，可在数种菌株的细菌基质的参与下进行甲烷产生。可加热甲烷反应器；举例来说，可通过以下操作来对其进行加热：取出液体滑流并在热交换器中加热液体，之后再次将其引入到反应器罐中。以此方式，可在沼气反应器中维持恒定温度。举例来说，沼气反应器内的温度可在大约38℃或55℃之间。
另外，在某些实施例中，提供包含至少一个处理模块、处理罐、过滤罐及反应器罐的设备。所述处理模块可配备有至少一个泵及一个风扇。举例来说，甲烷反应器罐可为CSTR、UASB或用于AD的另一类型。与先前系统相比，由于甲烷产生的工艺步骤在MR中发生，因此过度馈送较不可能发生且较容易进行控制及/或测量。
优选地，在一个实施例中，沼气设施包含至少五个并联连接的处理模块。在此情况中，可连续地或不连续地将渗滤液体喷洒于有机物质上。取决于所使用的材料，可经由专门设计的喷洒系统针对每一处理模块通过单独泵来执行喷洒。举例来说，可针对每一处理模块形成单独可操作液体回路。可使用一个或一个以上个别渗滤器之间的连接来给有机物质接种特定物种的细菌。
在一些实施例中，至少两个渗滤器的使用具有可在任何给定时间装载及卸载固体材料的优点。另外，可个别地控制每一处理模块中的基质特定停留时间。
由于可在分解工艺期间形成的酸，处理模块优选地为耐酸的。在某些实施例中，渗滤液体溶解所述酸及/或形成的其它材料，及/或使渗滤液体富含可容易转变成甲烷的水解质。
在一个实施例中，所述处理模块具有特殊设计的底部。在渗滤期间，使用处理模块的底部来执行固体-液体分离，其中经分离的渗滤液体在排泄口下收集且借助于泵在回路中连续地或不连续地喷洒于有机物质上。可将过量渗滤液体抽运到具有适当填充液位的缓冲罐中且从此处抽运到沼气工艺反应器中。在堆肥期间，处理罐的底部可用于在空气已通过有机物质之后的空气排放。处理模块中的温度可为大致38℃。可使所述处理模块绝热及/或对其进行加热。
在某些实施例中，借助于所添加及/或固定的细菌来提供AD，所述细菌在甲烷反应器中连续地蔓延及产生。甲烷反应器罐可为基本上气密的及/或可根据废水技术所共用的反应器原理发挥作用。举例来说，所述反应器罐可为上流式厌氧淤渣床(UASB淤渣床)、固体床反应器及/或连续搅拌罐式反应器(CSTR)。举例来说，固体床沼气反应器罐可作为推流式反应器而操作，使得可界定及控制在处理模块中的停留时间以及在沼气反应器罐中的停留时间两者。
在某些实施例中，沼气包含甲烷(CH4)[例如，50-85体积%]、二氧化碳(CO2)[例如，15-50体积%]以及氧气、氮气及痕量气体(包含硫化氢)。可借助根据本发明的分解方法来产生具有在大约65体积%与大约80体积%之间或更大的高甲烷分数的沼气。
尤其来说，沼气可直接用于加热目的或借助于块型热动力系统(内燃机、燃料电池、涡轮机)而用于电及热的耦合产生，或其可经改善质量以供引入于管路系统中或用于车辆燃料。在各种实施例中，通过有机物质的厌氧消化来产生气体。
为了增加沼气产量，可使用辅助材料(co-material)(举例来说，可再生资源或来自食品工业的废弃物)。随后可将经AD及经堆肥有机物质评估为供农业使用的高价值肥料。
在某些实施例中，在甲烷产生期间，渗滤物的滑流离开反应器罐、在热交换器或其它加热装置中被加热，之后重新引入于反应器罐中。以此方式，可在沼气反应器罐中维持恒定温度。沼气反应器罐中的温度可在大约38℃与大约55℃之间。在某些实施例中，沼气反应器罐中的温度为大约38℃或大约55℃。
可避免渗滤物中的多样物质的积累，因为反应器罐的底部中的机构(例如，沉淀池)允许连续地或频繁地从工艺移除颗粒物。
图1描绘根据本发明的实施例用于消化固体废弃物的设备20。在一个实施例中，处理罐1在周围压力下操作。液体渗滤穿过处理罐1中的有机物质且通过底部处的排泄系统(格栅)3排出。将渗滤物收集在处理罐5中、接着借助泵4抽运到喷洒系统2而返回到处理罐1中。通过另一泵8将过量渗滤液体抽运到过滤罐6中，在过滤罐6中对渗滤液体进行过滤、接着抽运到沼气反应器罐9中。从沼气反应器罐9排放经脱气渗滤液体且将其返回到处理罐5。
处理模块1被构造为具有耐酸衬里的一种类型的“车库”或容器。处理模块1经配置使得其通过惯例技术手段(举例来说，借助轮式装载机)来装填。处理模块1的底部包含排泄系统3使得可发生固体-液体分离。排泄系统3经设计及构造以防止阻塞或堵塞。处理模块1可在周围压力下操作。
渗滤液体穿过有机物质被排泄或渗滤且通过处理模块1的底部处的排泄系统3排出处理模块1。渗滤物收集于处理罐5中，从处理罐5将渗滤物抽运到处理模块1中的喷洒系统2。喷洒系统2借助于泵4连续地或不连续地将液体喷洒于处理模块1中的有机物质上。
在设备20的操作期间，渗滤液体溶解酸、挥发性脂肪酸及来自固体有机废弃物床的其它物质。因此，使渗滤液体富含可容易消化的物质。
从处理罐5，经由泵8将过量渗滤液体抽运到具有适当填充液位的过滤罐6中。过滤罐6配备有其中可从液体流分离出较大的块(例如，大的固体物)的粗过滤器。
从所述粗过滤器，借助于泵8以气密方式将渗滤液体抽运到沼气反应器9中。沼气反应器9根据废水技术(例如，UASB、CSTR、淤渣床、固体床反应器)共用的反应原理发挥作用。在沼气反应器9内部，快速将渗滤液体消化成主要含有CH4及CO2的排出沼气13。从沼气反应器9排放经脱气渗滤液体且使用泵7将其返回到处理罐5。
图2描绘根据本发明的实施例用于堆肥固体废弃物的设备。在图1中所描绘的水解及甲烷产生阶段之后，随着引入空气，处理模块1中的条件从厌氧(在渗滤的情况下)转变为好氧。在所描绘的实施例中，打开安装于处理模块1的顶部上的空气进口10，且泵11开始连续地或不连续地(例如，间歇地)抽吸空气穿过已经渗滤的有机物质。在通过有机物质之后，通过生物过滤器12排放空气，在生物过滤器12中从空气洗涤(例如，使用微生物)气味。
图3及图4分别类似于图1及图2，其中在图3中所描绘的水解/甲烷产生阶段(甲烷化工艺)期间的工艺流中具有微小改变。在图3中，通过处理模块1的底部处的排泄口3的渗滤物在进入到处理罐5中之前首先通过过滤罐6。过滤罐6配备有其中可从液体流分离出较大的块(例如，大的固体物)的粗过滤器。也(例如)使用泵将来自沼气反应器罐9的经脱气渗滤液体排放到处理罐5。因此，处理罐5收集来自处理模块1的渗滤物以及从沼气反应器罐9再循环的液体，如图3中所描绘。将来自处理罐5的液体抽运到一个或一个以上处理模块1中的喷洒系统2(图3描绘每处理模块1一个处理罐5，但替代实施例可具有共享单个处理罐5的多个处理模块1)。喷洒系统2借助于泵4连续地或不连续地将液体喷洒于处理模块1中的有机物质上。图3描绘用于每个沼气反应器罐9的两个处理模块1--每一处理模块1具有相关联的处理罐5及过滤罐6。然而，可存在用于给定沼气反应器罐9的许多处理模块1。举例来说，在各种实施例中，一设施可具有用于给定沼气反应器罐9的至少5、10、15或20个处理模块1。
在图3中所描绘的水解及甲烷产生阶段之后，随着引入空气，处理模块1中的条件从厌氧转变为好氧。图4描绘此好氧堆肥阶段，其中在水解/甲烷产生阶段中渗滤物流动穿过的相同处理模块1用于有机废弃物的好氧处理，借此避免了固体物到另一贮器的输送。在所描绘的实施例中，如图4中所展示，安装于处理模块1的顶部上的空气进口10被打开且泵11开始连续地或不连续地(例如，间歇地)抽吸空气穿过已经渗滤的有机物质。在通过有机物质之后，通过生物过滤器12排放空气，在生物过滤器12中从空气洗涤(例如，使用微生物)气味。
示范性实施例
在此章节中描述图3及图3中所描绘的系统的实例性实施方案。在此实例中，所述系统通过在持续从一周到四周的周期内对固体废弃物材料(例如，城市废弃物)的厌氧消化而产生沼气。接着通过好氧分解将经脱气材料分解成肥沃的黑色土壤，此为花费额外的两周到四周的过程。所述系统允许对生物工艺的控制同时避免对技术设施的过度工程设计(over-engineering)。
对城市废弃物进行称重及探测，此后将其卸载于接收区中，在所述接收区中评定材料的质量及纯度。将来自接收区的表面流体引导通过油分离器及砂收集器而到达接收罐、接着抽运到下水道。
接着使用移动设备(例如前端装载机、进料混合器及滚筒筛)来处置及预处理固体城市废弃物。将无机组分(例如塑料、金属等)分离出以供焚烧。在滚筒筛过滤器中处理剩余的废弃物。将滤除的部分输送到焚烧处，同时在进料混合器中将‘干净’部分与结构材料(例如树枝及粗花园废弃物)混合。在此实例中，针对每10kg的废弃物使用大致2kg的结构材料。将经混合材料前载到处理模块1中。当填满时，通过闩上气密门挡板来关闭每一模块1。
在两个阶段(水解及甲烷产生)中产生沼气。水解在处理模块1(例如，600m3的混凝土箱或贮器)中发生，其中每一模块1装配有喷灌器2及通气系统10。给关闭的处理模块中的有机废弃物灌注来自处理罐5的渗滤物。此渗滤从废弃物抽出脂肪酸且酸性渗滤物接着用于反应器罐9中的气体产生。处理模块1中的水解运行达从两周到四周的周期。
在也用于气体储存的气密反应器罐9(例如，1,500m3覆盖有隔膜的混凝土容器)中产生甲烷。将来自处理模块1中的水解的流体(渗滤物)引导到反应器罐9，在反应器罐9中所述流体馈送给甲烷产生。通过反应器罐中的pH值来控制渗滤物的添加。对于良好的气体产生，所述罐中的pH应为从大约7到大约7.5。反应器罐9中的工艺可在无搅拌或仅进行轻微搅拌的情况下发生。反应器罐9的设计可仅为对养殖场上用于禽畜粪便的生物气化罐的修改。
因此，在物理上分离的容器中处置两个工艺-水解及甲烷产生，且两个容器之间的界面为单独的处理罐5(例如，6m3贮器)。在处理罐5中执行工艺控制，且所有相关设施(包含阀门、泵、风扇等)可建立于所述处理罐中或周围。此允许处理模块1或反应器罐9中不存在电设施。在优选实施例中，存在连接到每一处理模块1的一个处理罐5。举例来说，采用此系统的设施可具有彼此紧挨或相对放置的二十个处理模块1(每一处理模块1具有对应的处理罐5)及两个反应器罐9，因此，在此实例中，每个沼气反应器罐9有5个处理模块1。
从反应器罐9，沼气可被引导到沼气电机，所述沼气电机产生供应到电网的电及在系统内部使用的热。内部加热系统可将热从沼气电机转移到反应器9、办公室等。或者，可捕获沼气并将其质量改善到更高甲烷含量且馈送到天然气系统。气体控制单元测量气体管中由甲烷含量、CO2含量及02含量表达的气流及质量。除甲烷以外，也可捕获CO2。设施可配备有应急气体利用单元(例如，气体扩口)以在沼气电机崩溃的情况下或在修理期间利用气体。
一旦水解完成，便在消毒步骤中从材料移除病原性微生物，其中将处理模块中的温度提升到最小70℃达最少一小时。在净化之后，可在堆肥阶段中将处理模块1中的废弃物转化为堆肥。
通过对现在经脱气的废弃物的强制充气来激活图4中所描绘的堆肥工艺，此时堆肥开始且pH上升。可通过打开在处理模块1的顶板中的气动控制阻尼器10借此允许大气空气进入到模块1中来执行所述充气。每一处理模块1具有其自身的空气进口10。使用放置在处理模块1外部的风扇通过排泄底部3经由在处理模块1的底板中的管槽吸出空气。
堆肥一般将在处理模块1中运行达两周到四周，此后堆肥为稳定的且可移动到开放式熟化箱以用于最后堆肥，而不具有气味问题。通气系统将空气输送通过堆肥团块且将工艺空气吸出到空气清洁系统12。工艺空气清洁用于分解及清洁气味组分，例如氨。可在简单的开放式表面生物过滤器中清洁空气，或如果需要，那么可在洗涤器中对其进行废弃物处理且随后在生物过滤器中进行清洁。如果设施配备有洗涤器，那么可建立水再循环系统以使水使用最小化。
图5是用于在消化阶段期间从处理模块1输送渗滤物以及用于在堆肥阶段期间对处理模块1进行通气的示范性双用途排泄组合件3的视图的示意图。所展示的示范性尺寸是以毫米为单位。参考200是具有漏斗202的轨道201的仰视图，渗滤物在消化阶段(水解/甲烷产生)期间通过漏斗202从模块(侧A)流到管204(侧B)，且空气通过漏斗202从管204(侧B)流动到模块(侧A)。漏斗202具有圆锥形状，其中窄端204面向处理模块1且宽端206面向管204。已发现此设计有助于防止漏斗202被处理模块1中的生物团块堵塞。在某些实施例中，窄端204处的直径与宽端206处的直径的比率为大约0.75。在某些实施例中，所述比率不大于大约0.90。
参考208是从处理模块1侧(侧A)的轨道201的侧视图，其展示漏斗202的窄端204。参考210是从管侧(侧B)的轨道201的侧视图，其展示漏斗202的宽端206。参考212是轨道201的地平视图，其展示固持钢板216的预制搁架214，且参考218是轨道201的地平视图，其展示用于将轨道201栓接到混凝土222的螺丝221的预制螺丝孔220。
参考224是轨道201的俯视图。此视图展示用于将轨道201栓接到混凝土222的螺丝221的预制螺丝孔220及固持钢板216的预制搁架214。虚线表示上文所描述的漏斗202。
参考230是排泄系统的地平视图。轨道201在管204的任一侧上。举例来说，所述轨道可由聚乙烯PEHD LF1000制成。漏斗202穿过轨道201钻制以在水解阶段期间允许液体渗滤物从处理模块1流动到管204且在堆肥阶段期间允许空气从管204流动到处理模块1。螺丝221将轨道201直接栓接到混凝土222中。
在水解/甲烷产生阶段期间，渗滤物从处理模块1流入到管204中且从管204输送到过滤罐6、处理罐5及接着输送到沼气反应器罐9。此外，在堆肥阶段期间，空气流动穿过管204且经由漏斗202流入到处理模块1中。钢板216(例如，6mm厚的不锈钢)给管204加顶且堆肥处于钢板216的顶部上。钢板216防止处理模块1中的堆肥/废弃物直接落入到管204中。板216由制作到轨道201中的搁架214固持于适当位置中。搁架214允许在堆肥完成且已从处理模块1移除固体材料时容易地移除板216以对管204进行清洁。
等效内容
尽管已参考特定优选实施例特别地展示及描述了本发明，但所属领域的技术人员应理解，在不背离如由所附权利要求书界定的本发明的精神及范围的情况下，可在其中做出在形式及细节上的各种改变。

Claims (51)

1.一种用于将有机物质分解成沼气及堆肥的系统，所述系统包括：
废弃物处理罐，固体有机废弃物被装载到所述废弃物处理罐中且水解及堆肥在所述废弃物处理罐中在单独时间发生，其中所述固体有机废弃物的堆肥在完成水解之后的单独阶段期间发生，其中所述废弃物处理罐在其基底处或附近包括排泄口，所述排泄口允许渗滤液体在所述水解阶段期间从所述废弃物处理罐中流出，所述排泄口还用作在所述堆肥阶段期间空气借以流入到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物中及/或从所述固体有机废弃物中流出的通气孔；
喷洒系统，其经配置以在所述水解阶段期间将渗滤物液体喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上，其中所述渗滤物液体包括从所述固体有机废弃物沥滤的脂肪酸，且其中在所述水解阶段期间使所述渗滤物液体从所述废弃物处理罐的所述基底再循环；以及
沼气反应器罐，来自所述废弃物处理罐的所述渗滤物液体被抽运到所述沼气反应器罐中以用于在气化阶段期间在厌氧条件下产生沼气。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段、所述堆肥阶段或两者期间在周围压力下操作。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段期间在厌氧条件下操作。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括在所述堆肥阶段期间来自所述废弃物处理罐的空气在排放到大气之前通过的生物过滤器。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括经配置以从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤器。
6.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其包括并联连接的至少两个废弃物处理罐。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述废弃物处理罐包括耐酸衬里或涂层。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述沼气反应器罐为气密的。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括用于在所述沼气反应器罐中或在所述沼气反应器罐外部加热所述渗滤物液体的加热器。
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其中所述沼气反应器罐包括用以从所述渗滤物液体分离出沉淀物及/或颗粒物的沉淀池。
11.根据前述权利要求中任一权利要求所述的系统，其进一步包括液体处理罐，在所述水解阶段期间来自所述沼气反应器罐、所述废弃物处理罐或两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。
12.根据权利要求11所述的系统，其中在所述水解阶段期间，来自所述沼气反应器罐及所述废弃物处理罐两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。
13.根据权利要求12所述的系统，其进一步包括经配置以在所述渗滤物液体进入所述液体处理罐之前从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤罐。
14.根据权利要求11所述的系统，其对于每个废弃物处理罐包括一个液体处理罐。
15.根据权利要求14所述的系统，其对于一个或一个以上沼气反应器罐中的每一者包括至少五个废弃物处理罐。
16.一种用于将有机物质分解成沼气及堆肥的方法，所述方法包括：
(a)将固体有机废弃物装载到废弃物处理罐中；
(b)在一个或一个以上系列的水解及气化阶段期间：
(i)在其中发生细菌水解的第一水解阶段期间将渗滤液体喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上；
(ii)在所述第一水解阶段期间，在所述渗滤液体通过所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物之后任选地使所述渗滤液体再循环；
(iii)在第一气化阶段期间，将渗滤液体抽运到沼气反应器罐中以用于产生沼气；
(iv)在所述第一气化阶段之后从所述沼气反应器罐中抽运出渗滤物液体，以用于在第二及/或后续水解阶段期间喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上；以及
(c)在所有水解及气化阶段之后，对所述废弃物处理罐进行通气以用于在好氧条件下使所述固体有机废弃物堆肥。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述堆肥阶段开始之前执行所述系列的水解及气化阶段达1周到4周的时间周期。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中甲烷产生在所述气化阶段期间于所述沼气反应器罐中发生。
19.根据权利要求16到18中任一权利要求所述的方法，其中所述水解及气化阶段是在厌氧条件下发生。
20.根据权利要求16到19中任一权利要求所述的方法，其中所述一个或一个以上水解阶段是在大气压力下发生。
21.根据权利要求16到20中任一权利要求所述的方法，其中使所述渗滤液体通过经配置以从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤罐，接着将所述经过滤液体输送到在其中所述经过滤液体与来自所述沼气反应器罐的液体混合之液体处理罐中，之后经由喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上而被再循环。
22.根据权利要求16到20中任一权利要求所述的方法，其中所述渗滤液体进入在其中所述渗滤液体与来自所述沼气反应器罐的液体混合的液体处理罐中，之后经由喷洒于所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上而被再循环。
23.根据权利要求16到22中任一权利要求所述的方法，其包括在所述水解阶段期间用渗滤液体漫灌所述废弃物处理罐至少一次的步骤。
24.根据权利要求16到23中任一权利要求所述的方法，其中水解与气化在相同时间发生。
25.根据权利要求16到20中任一权利要求所述的方法，其中所述废弃物处理罐中的所述有机固体废弃物的温度在所述堆肥阶段的至少部分期间达到至少60℃。
26.根据权利要求16到25中任一权利要求所述的方法，其进一步包括在所述堆肥阶段期间，在空气已通过所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物之后使所述空气通过生物过滤器的步骤。
27.根据权利要求16到26中任一权利要求所述的方法，其中在所述堆肥阶段结束前已对所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物进行消毒。
28.一种用于在消化阶段期间从处理模块输送渗滤物及用于在废弃物处理系统的堆肥阶段期间对所述处理模块进行通气的双用途排泄组合件，所述排泄组合件包括穿过其钻制多个导管的一个或一个以上轨道，其中所述导管中的每一者具有：(i)第一端，其面向含有正处理的固体废弃物的所述处理模块；及(ii)第二端，其面向一管，在水解期间液体渗滤物通过所述导管从所述处理模块中流出且在堆肥期间空气通过所述导管流入到所述处理模块中，其中所述第一端具有小于所述第二端的宽度或直径。
29.根据权利要求28所述的排泄组合件，其中所述第一端具有不大于所述第二端的直径的90%的直径。
30.根据权利要求28或29所述的排泄组合件，其中所述一个或一个以上轨道中的每一者包括凹口，借此形成用于支撑可移除板的搁架，所述可移除板防止所述处理模块中的所述固体废弃物进入所述管。
31.根据权利要求28到30中任一权利要求所述的排泄组合件，其中所述管为形成于所述处理模块下方的混凝土基底中的导管。
32.一种用于将有机物质分解成沼气及堆肥的设备，所述设备包括：
废弃物处理罐，固体有机废弃物被装载到所述废弃物处理罐中且水解及堆肥在所述废弃物处理罐中在单独时间发生，其中所述固体有机废弃物的堆肥在完成水解之后的单独阶段期间发生，其中所述废弃物处理罐在其基底处或附近包括排泄口，所述排泄口允许渗滤液体在所述水解阶段期间从所述废弃物处理罐中流出，所述排泄口还用作在所述堆肥阶段期间空气借以流入到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物中及/或从所述固体有机废弃物中流出的通气孔；
喷洒系统，其经配置以在所述水解阶段期间将渗滤物液体喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上，其中所述渗滤物液体包括从所述固体有机废弃物沥滤的脂肪酸，且其中在所述水解阶段期间使所述渗滤物液体从所述废弃物处理罐的所述基底再循环；以及
沼气反应器罐，将来自所述废弃物处理罐的所述渗滤物液体抽运到所述沼气反应器罐中以用于在气化阶段期间在厌氧条件下产生沼气，
其中所述排泄口包括用于在所述水解阶段期间从所述废弃物处理罐输送所述渗滤液体及用于在所述堆肥阶段期间对所述废弃物处理罐进行通气的双用途排泄组合件，所述排泄组合件包括：
通道，其安置于所述处理罐下方；
一个或一个以上轨道，穿过所述一个或一个以上轨道钻制多个导管，其中所述导管中的每一者具有：(i)第一端，其面向含有正处理的所述固体有机废弃物的所述废弃物处理罐；及(ii)第二端，其面向所述通道，在所述水解阶段期间所述渗滤液体通过所述导管从所述废弃物处理罐中流出且在所述堆肥阶段期间空气通过所述导管流入到所述废弃物处理罐中，其中所述第一端具有小于所述第二端的宽度或直径；以及
可移除板，其由所述一个或一个以上轨道支撑，所述板覆盖所述通道以防止所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物进入所述通道。
33.根据权利要求32所述的设备，其中所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段、所述堆肥阶段或两者期间在周围压力下操作。
34.根据权利要求32或33所述的设备，其中所述废弃物处理罐经配置以在所述水解阶段期间在厌氧条件下操作。
35.根据权利要求32到34中任一权利要求所述的设备，其进一步包括在所述堆肥阶段期间来自所述废弃物处理罐的空气在排放到大气之前通过的生物过滤器。
36.根据权利要求32到35中任一权利要求所述的设备，其进一步包括经配置以从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤器。
37.根据权利要求32到36中任一权利要求所述的设备，其包括并联连接的至少两个废弃物处理罐。
38.根据权利要求32到37中任一权利要求所述的设备，其中所述废弃物处理罐包括耐酸衬里或涂层。
39.根据权利要求32到38中任一权利要求所述的设备，其中所述沼气反应器罐为气密的。
40.根据权利要求32到39中任一权利要求所述的设备，其进一步包括用于在所述沼气反应器罐中或在所述沼气反应器罐外部加热所述渗滤物液体的加热器。
41.根据权利要求32到40中任一权利要求所述的设备，其中所述沼气反应器罐包括用以从所述渗滤物液体分离出沉淀物及/或颗粒物的沉淀池。
42.根据权利要求32到41中任一权利要求所述的设备，其进一步包括液体处理罐，来自所述沼气反应器罐、所述废弃物处理罐或两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于在所述水解阶段期间喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。
43.根据权利要求42所述的设备，其中来自所述沼气反应器罐及所述废弃物处理罐两者的渗滤物液体在被抽运到所述喷洒系统以用于在所述水解阶段期间喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上之前流入到所述液体处理罐中。
44.根据权利要求43所述的设备，其进一步包括经配置以在所述渗滤物液体进入所述液体处理罐之前从所述渗滤物液体分离出固体物的过滤罐。
45.根据权利要求42所述的设备，其对于每个废弃物处理罐包括一个液体处理罐。
46.根据权利要求45所述的设备，其对于一个或一个以上沼气反应器罐中的每一者包括至少五个废弃物处理罐。
47.根据权利要求32到46中任一权利要求所述的设备，其中所述第一端具有不大于所述第二端的直径的90%的直径。
48.根据权利要求32到47中任一权利要求所述的设备，其中所述一个或一个以上轨道中的每一者包括凹口，借此形成用于支撑所述可移除板的搁架。
49.根据权利要求32到48中任一权利要求所述的设备，其中所述通道形成于所述废弃物处理罐下方的混凝土基底中。
50.根据权利要求32到49中任一权利要求所述的设备，其包括两个或两个以上轨道，其中所述两个或两个以上轨道包括沿着所述通道的第一边缘安置的第一轨道及沿着所述通道的第二边缘安置的第二轨道。
51.根据权利要求32到50中任一权利要求所述的设备，其经配置使得在所述水解阶段期间喷洒到所述废弃物处理罐中的所述固体有机废弃物上的所述渗滤物液体的至少一部分是在不首先通过所述沼气反应器罐的情况下从所述废弃物处理罐的所述基底接收的。
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