CN115279702A - 具有分批脱气单元和半连续沉降单元的同时阶段操作厌氧序批式反应系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于处理包含可生物降解有机物质的含水流体的方法，该方法包括：‑生物反应器单元分批进料阶段，其中将待处理的含水流体进料到生物反应器单元中；‑分批反应阶段，其中在生物反应器单元中对含水流体进行微生物处理并产生生物气；‑脱气单元进料阶段，其中将包含经微生物处理的含水流体和生物质的含水悬浮液从生物反应器单元中取出并分批进料到脱气单元中；和‑半连续生物质分离器单元进料阶段，其中经脱气的含水悬浮液从分批脱气单元中取出并进料到生物质分离器中。

Description

具有分批脱气单元和半连续沉降单元的同时阶段操作厌氧序 批式反应系统

技术领域

本发明涉及一种用于处理包含可生物降解有机物质的含水流体(aqueous fluid，水性流体)的方法，该方法包括分批反应阶段(batch reaction stage)，其中可生物降解有机物质被微生物转化，从而形成生物气(通常主要包含甲烷和二氧化碳的气体混合物)。本发明进一步涉及一种同时阶段可操作的序批式反应系统(simultaneous phaseoperatable sequential batch reaction system，同时阶段可操作的连续分批反应系统)。

背景技术

在1990年代初期开发了一种在厌氧序批式反应器(Anaerobic Sequencing BatchReactor，厌氧顺序分批反应器)(AnSBR)中从含有有机生物质的废物中生产生物气的方法。US 5185079 A)涉及一种在具有四个主要阶段的循环中操作的单容器AnSBR：进料、反应、沉降和倾析；必要时清除污泥。AnSBR的优点包括在循环时间和顺序方面的高度工艺灵活性，在不需要澄清器的情况下操作的可能性，以及使用相对简单的仪器操作的可能性。此外，由顺序操作引起的盛宴/饥荒状态促进了可缓慢降解的颗粒底物(悬浮固体、油脂肪和油脂)和/或相对难降解的化合物的降解，以及增强的生物絮凝作用。此外，由于对不良沉降污泥的自然选择压力，顺序操作导致良好沉降污泥的发展。结果，促进了有效的固体分离，从而导致较长的固体保留时间(SRT)和有机底物向甲烷和二氧化碳的有效转化。

尽管AnSBR的开发历史悠久，但其在工业上的应用受到了限制。AnSBR的主要限制似乎是这种配置的误用、设计错误、污泥沉降控制的不确定性以及批次体积(流体和气体)管理背后的挑战，导致需要大型缓冲罐和储气单元。

很少有人尝试开发AnSBR配置的变型以利用上述优势。例如，已经提出了一种称为“温度定相AnSBR”的工艺，其中两个反应器串联运行。第一个反应在嗜热温度(55℃)下进行，且第二个反应在嗜中温水平(35℃)下进行。

US 5,599,450 A涉及为AnSBR构思开发的另一种配置，是厌氧上流分批反应器。该系统旨在通过厌氧废物料流处理反应器提供活塞流，将废物料流均匀分布在反应器底部并在上层收集废物料流，以在填充、再循环和倾析过程中产生通过反应器的向上活塞流，并最大限度地减少水平混合。根据发明人，这种活塞流在底物浓度最高的反应器底部附近促进较重生物质的生长，并且在底物浓度最低的反应器的顶部附近阻碍较轻生物质的生长。

尽管在AnSBR中处理含有有机生物质的含水废物有各种优势，但已知的系统也存在典型的内在问题。在如上所述的方法中，反应阶段(期间由有机生物质形成生物气)和沉降阶段依次进行。在沉降过程中，固体向反应器底部的方向移动，在底部形成(浓缩的)污泥，并且在反应器的上部形成上清液(是流体水相)，与流体内容物(悬浮液)的固体颗粒含量相比，其具有减少的固体颗粒含量，并且优选基本上不含固体颗粒，在充分沉降后，将上清液作为流出物从反应器中取出(withdrawn，抽出)。为了获得具有低固体颗粒含量或基本上不含固体颗粒的上清液，需要较长的沉降时间，因为这有利于流出物的下游处理。因此，在给定的工艺循环时间，沉降持续时间是有机物质总分解能力和生物气生产能力的限制因素，因为它减少了反应阶段的可用时间。此外，在如上所述的AnSBR中进行的工艺特征性地具有波动的生物气生产速率。在工艺循环的开始(进料阶段)，生物气生产速率将逐渐增加，直至达到最大值(通常在进料阶段结束时或接近结束时，或在反应阶段的早期部分)。在达到最大生物气生产速率后，反应阶段通常持续直到生产速率达到较低的阈值，之后开始沉降阶段。在沉降阶段，通常仍会产生一些生物气，但在该阶段，生物气产速通常会进一步降低，在倾析阶段(其中取出流出物)变得最低(可能为0)。由于生物气生产速率的波动，来自反应系统的生物气流量波动很大，这是不希望的，尤其是考虑到进一步处理AnSBR下游的生物气料流和/或为进一步使用(例如在能源生产中)提供恒定的生物气供应。

在WO 2019/115034中，公开了一种改进的工艺和装置(installation，设置，安装，设备，设施)，允许同时进行生物反应器中的微生物对有机物质的转化和在单独容器中处理的流体中固体颗粒的沉降，并且其中可以使产生的生物气排出装置的流量更加恒定。该工艺包括(i)生物反应器进料阶段，其后(ii)分批反应阶段，其中形成生物气并将形成的生物气临时储存在单独的容器(2)中，然后包含沉降阶段和/或含水流体流出物排放阶段的至少一个进一步阶段(iii)，其中储存在单独容器中的生物气被用于减少从装置中排出的生物气流量的波动。这种配置现在已经在工业规模的试点中进行了广泛的测试，并将开始建造第一个全规模系统。

这一工艺和装置已经例如在资本支出(CAPEX)、运营支出(OPEX)、稳健性或对进料中脂肪的耐受性方面提供了相当大的优势。然而，扩大这一工艺/装置的规模会给外部容器的设计增加一定程度的复杂性，该容器可用作固体(例如生物质，其包含用于在生物反应器中从可生物降解物质形成生物气的微生物)的分离器并用作脱气单元。然后需要处理大体积，因此需要大直径管道和大容量泵来在短时间内向外部容器进料并从该容器中取出内容物。对于高处理能力，还需要更宽的容器，并且该容器在工艺的至少部分中被加压，这增加了提供灵活屋顶的复杂性。本领域技术人员将能够基于WO 2019/115034中的公开内容解决这个问题，但它确实增加了资本支出。此外，更宽的直径意味着更大的安装占用空间。

因此，仍然需要提供用于处理含水流体的替代方法/装置，由此/其中流体中的可生物降解有机物质被微生物转化为生物气。特别地，需要更简单的方法或系统或甚至更紧凑的方法或系统，更特别是允许减少资本支出和/或运营支出的方法或系统。本发明解决了这种需要。

发明内容

发明人现在发现可以实现进一步改进的方法，由此可以使用更小的设备(生物反应器与为将液体脱气和分离液体固体所需的单元的总体积更小，例如WO 2019/115034的外部容器，和/或安装所需的总面积(即占用空间)更小)，其中进行该方法，同时保持使用WO2019/115034工艺实现的所有生物和物理化学优势并保持相同的容量(或增加容量而不需要更大的设备和/或不需要更大的占用空间)。发明人尤其意识到在厌氧过程中解决这些问题的方式的优点。然而，他们认为在非厌氧条件下运行的方法也可受益于他们的发现。

因此，本发明涉及一种在装置中处理包含可生物降解有机物质的含水流体的方法，该装置包含：

-生物反应器单元(1)，其中对含水流体进行微生物处理，由此从有机物质产生生物气，

-脱气单元(2)，其中对从生物反应器取出的含水悬浮液(aqueous suspension，水性悬浮液)进行分批脱气，所述悬浮液包含含水液体、生物气和生物质，和

-半连续操作(operated，运行)的生物质分离器单元(3)，其中与进料到生物质分离器单元(3)中的所述脱气的悬浮液相比，从脱气单元取出的脱气的悬浮液被分离成(a)富含生物质的污泥和(b)具有降低的生物质含量的含水流体，

所述方法包括

-生物反应器单元分批进料阶段，其中将待处理的含水流体进料到生物反应器单元中；

-分批反应阶段，其中对含水流体进行微生物处理并在生物反应器单元中产生生物气；

-半连续生物质分离器单元进料阶段，其中从分批脱气单元中取出经脱气的含水悬浮液并进料到生物质分离器中；和

-脱气单元进料阶段，其中从生物反应器单元中取出包含经微生物处理的含水流体和生物质的含水悬浮液并分批进料到脱气单元中。

在所述阶段之间、在第一阶段之前和/或在所述阶段的最后阶段之后，可以采用一个或多个附加阶段。例如，通常，在半连续生物质分离器单元进料阶段之后进行(进一步的)污泥返回阶段。

通常所述方法包括所述阶段的两个或更多个循环。所述阶段的顺序通常是：首先是生物反应器单元进料阶段(A)，然后是分批反应阶段(B)，然后是半连续生物质分离器阶段(C)，然后是(进一步的)污泥返回阶段(D)并且然后是脱气单元进料阶段(E)。

启动循环(第一个循环，例如在特定装置上首次运行该方法，或在停止该方法后重新启动时，例如为了维护，其中一个或多个单元已被清空)可以具有相同顺序的所述循环，尽管脱气单元(如果是空的)可以提供有模拟液体(mock-liquid)，即任何可用的液体，例如水或来自另一个过程的流出物，或甚至是待处理的废水等。在后一种情况下，可以将来自第一个循环的流出物重新导向生物反应器(或缓冲罐)，以便在随后的循环中对其进行处理。原则上，也可以以其它方式进行启动循环，例如，在第一个循环中省略阶段(C)和(D)。

此外，本发明涉及一种同时阶段可操作的序批式反应系统，

所述系统包含生物反应器单元，其中存在用于搅拌生物反应器单元中的含水悬浮液以产生生物气的搅拌器，所述装置进一步包含分批脱气单元，其中存在用于搅拌含水悬浮液的搅拌器，并且被配置为对已经从反应单元进料到分批脱气单元中的含水悬浮液进行脱气，所述系统进一步包含生物质半连续分离器单元，其被配置为将来自脱气单元的经脱气的含水悬浮液分离成与经脱气的悬浮液相比，富含生物质的污泥和具有降低的生物质含量的含水流出物，

其中分离的生物质分离器单元包含

用于容纳来自脱气室的处理过的含水悬浮液的空间，该空间含有液-固分离器单元，并且进一步包含用于经脱气的含水悬浮液的入口，该入口经由可封闭管道连接到用于来自脱气室的经处理的含水悬浮液的出口、用于去除污泥的出口和用于经由可封闭管道从所述分离器单元除去流出物的单独出口，

其中生物反应器单元和脱气单元具有用于生物气的联合(joint，共有，共同)或单独的顶部空间，一个或多个顶部空间包含用于生物气的出口，

所述系统进一步包含用于使流体含水废物料流进入生物反应器单元的入口、用于将含水悬浮液从生物反应器单元进料到脱气单元的装置(provision，供应件)。

这种反应器系统特别适用于根据本发明的方法。

特别地，使用根据本发明的用于处理含水流体的方法已经获得了良好的结果，其中进行了多个循环，在这些循环中

-进行生物反应器单元分批进料阶段(A)(通常作为具体循环的第一个阶段)，其中将待处理的含水流体进料到生物反应器单元，同时生物反应器单元中已经存在的含水流体的处理可以继续，在使用混合的同时对脱气单元中的含水悬浮液(在前一阶段或前一循环中进料的)进行脱气；

-之后进行分批反应阶段(B)，其中在生物反应器单元中对含水流体的批次进行微生物处理并产生生物气，在使用混合的同时对脱气单元中的含水悬浮液进行脱气；

-此后进行生物质分离器单元操作阶段(C)，其中从脱气单元连续取出经脱气的含水悬浮液并进料到生物质分离器，至少直到该分离器填充到存在具有降低的生物质含量的含水流体(b)的出口的水平，并且从那时起，在该阶段期间，进行从生物质分离器连续去除具有降低的生物质含量的含水流体，并且将富含生物质的污泥(a)连续返回到生物反应器单元，同时可以继续对生物反应器单元中的含水流体进行微生物处理；

-之后进行进一步的污泥返回阶段(D)，其中已经完成将经脱气的悬浮液从脱气单元进料到生物质分离器，停止了从生物质分离器取出具有降低生物质含量的含水流体并且继续将富含生物质的污泥返回到生物反应器，同时生物反应器单元中的微生物处理可以继续；

-之后进行分批脱气罐填充阶段(E)，其中一旦在前一阶段从生物质分离器单元中取出所需体积的具有降低生物质含量的含水流体(等于在分批进料阶段(A)期间进料到生物反应器的体积)，则在此阶段继续将剩余的富含生物质的污泥返回到生物反应器，同时生物反应器单元中的微生物处理可以继续。

附图说明

图1示意性地显示了根据本发明的系统的示例，其中生物反应器单元和脱气单元是单独的装置。

图2示意性地显示了使用根据图1的系统的根据本发明的方法。在本文中：

图2A显示了生物反应器单元分批进料阶段(A)；

图2B显示了分批反应阶段(B)；

图2C显示了生物质分离器单元操作阶段(C)；

图2D显示了进一步的污泥返回阶段(D)；

图2E显示了分批脱气罐填充阶段(E)。

图3示意性地显示了根据本发明的系统的示例，其中生物反应器单元和脱气单元集成在同一外壳中。

图4A-4E示意性地显示了使用根据图3的系统的根据本发明的方法，类似于图2A至2E。

具体实施方式

如实施例1所示，整个反应器系统的体积和占用空间的显著节省是可行的。此外，可以简化生物质分离器单元(参见WO 2019/115034中的外部容器(2))，其中从处理过的含水流体中分离生物质。特别是实现了简化，因为可以使用较少的用于提高分离效率的分离内部构件(例如优选存在的倾斜薄片)来实现相同的分离效率。根据本发明，生物质分离器的进料、从处理过的液体分离固体、浓缩污泥(富含生物质的级分)的倾析和返回不再需要在单独的后续步骤中进行(也包括脱气步骤)。本发明的主要优点是所有这些步骤可以在生物质分离器中同时进行(在整个循环中以半连续的方式进行)。因此，对于相同体积的待处理流体，所有这些步骤的可用时间可以增加，从而降低所需的流速(flow rate，流量)，并从而降低管道和泵的尺寸(这进而又节省了资本支出)。通常，这些步骤的可用时间延长至少约2倍，优选延长至少约3倍，特别是延长3-4倍。

通常，根据本发明的方法的阶段重复多次。典型地，至少在启动循环之后，进行一个或多个后续工艺循环阶段，其中首先进行生物反应器单元进料阶段(A)的后续一个或多个循环，然后进行分批反应阶段(B)，然后进行生物质分离器单元进料阶段(C)，然后通常进行进一步的污泥返回阶段(D)，并且此后，作为所述阶段的最后阶段，进行脱气单元进料阶段(E)。任选地，在所述阶段之间具有一个或多个阶段或在阶段(E)之后具有一个或多个阶段，之后是一个或多个进一步的循环，通常以阶段(A)、随后是阶段(B)、随后是阶段(C)(如果使用)、随后是阶段(D)、随后是阶段(E)的顺序重复。

通常，除了从一开始就启动系统时(例如首次使用或维护后)，反应器通常已经含有产生生物气的微生物。一旦将微生物提供到反应器中，在随后的工艺循环中，它们通常不再需要被引入反应器。

根据本发明的装置特别适合用于对包含可生物降解有机物质的含水流体进行微生物处理，由此优选在根据本发明的方法中，由所述可生物降解物质形成生物气。

本发明的主要优点是允许同时在生物反应器中进行微生物对有机物质的转化，同时对已经在生物反应器中进行处理的一批含水流体在脱气单元中进行脱气，和在脱气后，在生物质分离器中进行生物质分离处理。

在根据本发明的方法中处理的含水流体原则上可以是包含特别是在厌氧条件下可生物降解的有机物质的任何含水流体。优选地，含水流体选自以下的组：市政废水、工业废水(例如来自化学工业或食品加工工业)、农业废水、污水、来自发酵过程的含水流体废物(例如残留的发酵液、来自酿造过程的废水、来自酿酒过程的废水)。进一步优选的是含水浆料和含水污泥。所述浆料可源自与所述废水提及的相同来源。就在根据本发明的方法中处理的废物料流的水含量而言，这可以在很宽的范围内变化。通常，待处理的含水流体的水含量为流体总重量的大于80wt.％，特别是至少80wt.％，更特别是90wt.％或更多。通常，水含量为99.9wt.％或更少，优选99.5wt.％或更少，更优选99wt.％或更少，特别是98wt.％或更少，更特别是96wt.％或更少。待处理的含水流体的总有机物质含量通常为0.1g COD/l或更多，优选在0.3-100g COD/l的范围内，更优选在1.0-50g COD/l的范围内，特别是在5-50gCOD/l的范围内，更特别是在8-50g COD/l的范围内。在一个具体的实施方式中，总有机物质含量在1.0-30g COD/l的范围内，更具体地在5-15g/l的范围内。根据本发明，可以大幅降低总有机物质含量，通常超过50％，优选70％至100％，更优选75-99％，更优选80-97％。本发明的方法还提供了在含水流出物中具有低TSS(总悬浮固体)的流出物；通常来自生物质分离器(3)的含水流出物包含小于1.5g/l TSS，特别是1.0g/l或更少，优选约0.6g/l或更少。通常，来自生物质分离器(3)的含水流出物的TSS含量为约0.2g/l或更多，特别是约0.3g/l或更多，更特别是约0.4g/l或更多。实际上，优选在流出物的TSS含量在约0.4g/l至约0.6g/l范围内操作。可以以本身已知的方式(例如通过过滤)进一步减少下游TSS含量。

根据本发明的方法还特别适合于处理具有相对高含量脂肪、油和/或油脂(FOG)和/或相对高含量悬浮固体的废物料流。TSS是流体的固体级分，其可通过使用1.6μm过滤器(死端过滤)过滤已知重量或体积的流体，取出滞留物，用蒸馏水洗涤滞留物，干燥经洗涤的滞留物并确定残余干重来获得。因此，TSS可以包括除了有机物质之外的无机物质。为了区分有机物质和无机物质，在550℃下燃烧样品，燃烧所有有机物质，样品残留物为无机物。燃烧测试通常是COD测试的实用替代方法。通常流体废物的TSS含量在0-20g/l范围内。FOG含量通常在0-4g/l的范围内。特别地，根据本发明的方法(在生物反应器中的固体至少基本上是絮状的条件下操作)也是有利于-例如与在生物反应器中的固体至少基本上为粒状的条件下操作的常规方法相比-处理具有0.5g/l或更多、特别是1.0g/l或更多、优选1.5-30g/l、更优选2.0-20g/l的TSS含量和/或50mg/l或更多、特别是0.1-4g/l、更特别是0.1-2g/l的FOG含量的流体废物。一个这样的优点是微生物更有效地转化悬浮固体。第二个优点，特别是在高含量FOG的情况下，是减少了通常由颗粒系统中高FOG含量引起的固体(包括微生物)浮选的趋势或完全避免了固体(包括微生物)浮选，浮选可能会导致微生物被冲走。

特别适合根据本发明处理的含水流体的例子是来自乳制品生产或加工(例如牛奶、奶酪、黄油的生产/加工)、饮料生产或加工(例如红酒、啤酒、蒸馏饮料、果汁、牛奶)、生物燃料生产或加工、化工厂的含水废物或来自农业设施的含水废物。

基于公知常识、本文公开的信息和本文提及的引用，本领域技术人员将知道如何确定生物反应器中合适的液体含量、固体含量和微生物含量。

根据本发明的系统(在方法中使用的)包括几个单元，即至少生物反应器单元、脱气单元和生物质分离器单元。在使用过程中，所述单元进行单元操作，例如有机物质的微生物转化，由此在生物反应器单元中产生生物气、在脱气单元中脱气并在分离器单元中分离成浓缩污泥和澄清的含水流体。在化学工程及相关领域，单元操作是流程中的一个基本步骤。单元操作涉及物理变化或化学转变。因此，单元可以是被配置为进行单元操作的一件设备，或者单元可以是包括几个隔室(单元)的一件设备的隔室，其中的每个隔室(单元)都在进行单独的单元操作，即生物反应器单元和脱气单元可以是(间隔开的)不同的设备，或者它们都可以形成单个(集成)设备的单独部分，例如具有用于进行微生物处理的内隔室和用于脱气的外隔室的容器。

根据本发明的系统或方法中的生物反应器单元通常是配置用于在厌氧条件下操作的生物反应器(气密的；通常在高于大气压2-50毫巴下)。

生物反应器可以基于用于含水流体的分批微生物处理的已知系统。生物反应器通常包含用于在生物反应器中搅拌含水流体的搅动器，例如一个或多个搅拌器。优选地，生物反应器被配置为使用絮状生物质(包括将有机物质降解成生物气的微生物)来操作。

根据本发明的系统中的脱气单元通常也是搅动系统，例如搅拌系统，其配置用于在厌氧条件下操作(气密的，通常在高于大气压2-50毫巴下)。通常，顶部空间连接到生物反应器顶部空间，以在将内容物从/向生物反应器转移时允许生物气从一个转移到另一个。优选地，多个搅动器，特别是搅拌器，存在于脱气单元中的不同高度处。搅动器分别是优选地定位成引起流体在基本上竖直的方向上循环的搅动器。因此，优选地提供搅拌器，使得它们可以围绕基本水平的轴线旋转。与例如WO 2019/115034的外部容器相比，本发明允许使用相对细长且高的脱气罐。为了节省占用空间，脱气单元的高度通常为约3m或更高，优选约5m或更高。相对高的脱气单元是有效的，因为不需要在脱气单元中沉降(对于沉降相对浅的单元是有利的，如在WO 2019/115034的外部容器中就是这种情况)，从而在水平方向允许更小的直径，节省占用空间。通常高度约为10m或更小，特别是6-8m。用于容纳待微生物处理的流体的生物反应器(1)的内部空间(体积)加上顶部空间通常是用于容纳待脱气的流体悬浮液的内部空间(体积)加上脱气单元的顶部空间的约1.5至约10倍，优选约2至约6倍，尤其是3-5倍。

脱气单元是与生物质分离器分开的单元。与WO 2019/115034的外部容器一样，它也可以用作生物气储存单元，但不是强制性的。它的顶板通常由刚性材料制成，即不会因顶部空间中的(生物气)压力变化而变形、膨胀或紧缩；它可以在材料特性(例如刚度、机械强度)上与一个或多个侧壁相同或相似。脱气单元可以在根据本发明的方法期间打开，例如用于维护，在过程中不用于生物质分离的阶段。在这种情况下，生物反应器顶部空间和脱气单元之间的气体连接通常会关闭。在沉降/倾析阶段期间，其通常运行为穿过沉降器的连续流；即总体上，它通常以半连续方式使用。

生物质分离器单元，例如生物质沉降罐，通常是具有倾斜内部构件(tiltedinternals)(例如倾斜板)的系统，内部构件构造成增强固体颗粒在含水流体(例如悬浮液或污泥)中的沉降能力。倾斜内部构件可以例如通过倾斜管或倾斜板，可以是扁平的或波纹的。倾斜内部构件通常以约55至约60°的角度放置。它们通常彼此相距至少约2至约10cm的距离放置，以增强分离并避免分离器堵塞。这种倾斜内部构件进一步促进了剩余的生物气(如果有)与液相和固相的分离。

生物质分离器单元(3)的倾斜内部构件(4)，优选薄片(lamellae，片)，通常以生物质分离器工作体积的约¹/₄至约²/₃、优选约¹/₃至约¹/₂占据生物质分离器单元(3)的工作体积的一部分。在内部构件占据的空间的上部或上方，通常提供流出物‘b’的出口。在内部构件下方通常为浓缩污泥提供了空间。在内部构件上方通常存在顶部空间。使用其中倾斜内部构件为薄片状且为半连续沉降罐(3)的工作体积的1/2至1/3的系统获得了特别好的结果。

在生物质分离器中处理的悬浮液已经在脱气罐中进行了良好的脱气，使得能够很好地沉降。由于生物质分离器单元的半连续操作(同时进行污泥返回、填充和倾析)以及后续的较低流速，沉降所需的面积低的多并因此由内部构件占据的空间/面积可以相对较低，因为如果它们有效地使固体(包括生物质)沉降通常就足够了，由此(a)将浓缩污泥连续返回生物反应器，降低生物质分离器中的总固体浓度，从而由于固体梯度降低，可以更快地分离固体，和(b)形成具有降低的生物质含量的含水流体(来自分离器的流出物)并且还以半连续方式离开系统。

进一步考虑到对于相同的处理容量，系统的总体积可以相当小，因此由分离内部构件(例如薄片)的体积节省可以超过50％，例如约75％。

接下来参考图1-4进一步描述根据本发明的方法和系统。

生物反应器(1)包含用于含水流体的入口，优选在生物反应器的上部。入口通常通过管道(c)流体地连接到缓冲罐(5)。缓冲罐缓冲待处理流体(通常是废物料流)的速率波动。它还允许在下一个生物反应器进料循环开始之前暂时储存进料到系统中的流体(流入物)(如下面将进一步描述的)。通常，缓冲罐95)含有搅动器，例如搅拌器，以保持内容物相对均匀(例如悬浮的固体)。它还可以包含加入添加剂的装置，所述添加剂如微生物营养物或调节pH的添加剂(酸/碱/缓冲液)。

生物反应器(1)具有用于生物气(d)的出口，设置在生物反应器的顶部空间中。生物反应器确实需要具有用于脱气的分离器内部构件。它通常是搅拌式生物反应器，因此它含有一个或多个搅拌器，尽管可以提供其它类型的搅动装置。它还具有用于再循环来自生物质分离器的浓缩污泥的入口，该入口通过管道(a)与生物质分离器单元(3)中的污泥出口流体连接。所述入口或出口通常设置在生物反应器或生物质分离器单元的下部。生物反应器(1)、管道(a)或生物质分离器(3)通常具有用于浓缩污泥的排水管(图1和图3中的WAnS)。优选地，所述排水管设置在生物反应器中，通常在其底部或底部附近。此外，生物反应器(1)包含用于含水悬浮液(包含处理过的含水流体和生物质)的出口，该出口通过管道(e)与脱气单元(2)的入口流体连接。在一个实施方式中，生物反应器的含水悬浮液的出口位于反应器的下部。这允许从生物反应器中至少基本上完全取出到脱气单元中。在图1和图2中示出了这样的实施方式。图1和图2还显示了一个实施方式，其中生物反应器单元(1)和脱气单元(2)是间隔开的。

在另一个实施方式中(例如，如图3和图4所示)，出口位于生物反应器的中部或较高部分，高于含水悬浮液进入脱气单元的入口。这允许至少部分地利用重力流从生物反应器(1)中取出悬浮液并将其进料到脱气单元(2)。脱气单元通常是搅拌型脱气单元。它不需要分离器内部构件。在脱气单元(2)的顶部空间中设置了生物气(f)的出口。管道(g)将设置在脱气单元(2)中的用于脱气的含水悬浮液的出口与用于使脱气的含水悬浮液进入生物质分离器(3)的入口连接。脱气单元(2)的所述出口通常设置在脱气单元的底部或底部附近，以允许基本上完全去除经脱气的悬浮液。进入生物质分离器单元的入口的位置取决于分离器的类型。特别优选的是在生物质分离器的中部或上部具有分离器内部构件(4)的生物质分离器，其中用于脱气的悬浮液的入口设置在分离器内部构件的最低水平处或之下，并且其中用于流出物的出口(b)位于较高的高度，优选位于、接近或高于分离器内部构件的最高水平，由此在分离阶段的至少一部分期间，提供穿过内部构件向上的液体流，同时存在净向下运动的固体，例如生物质，并在流出物的出口(b)处实现减少固体含量。这种设计允许生物质分离器的半连续使用，在此期间，进行含水悬浮液的进料和从生物质分离器中取出(b)流出物以及任选地取出(a)污泥。可选地，在生物质分离器的顶部空间中设置了生物气出口(h)，通常在顶板处或顶板附近(在流出物出口(b)上方)。

如图3和图4所示，生物反应器单元(1)和脱气单元(2)可以集成在单个外壳中。因此，它们可以形成单个罐/容器的一部分。尽管如此，但生物反应器单元和脱气单元仍然是分开的隔室，从而避免了内容物的意外混合。因此，生物反应器单元中的含水悬浮液和脱气单元中的含水悬浮液通过含水流体不可渗透的分隔(i)分离。但是，顶部空间可以共享。这种设计允许进一步减少系统的占用空间。从水平的角度来看，生物反应器通常形成单个外壳的内部部分，而脱气单元形成外部部分(基本上围绕生物反应器)。这背后的比例是需要比生物反应器更小的脱气单元的内部体积。在内部具有较大的体积，降低了系统所用材料的强度要求。如果生物反应器位于外部，则当生物反应器已满且脱气单元为空时，施加在分隔上的力会大得多，如果分隔不够牢固，则会带来坍塌的风险。

特别优选的是这样的集成的至少基本上圆柱形的容器，其中生物反应器(1)形成内部的至少基本上圆柱形的容器并且其中生物反应器至少基本上被脱气单元(2)环绕。

如上所述，根据本发明的方法包括至少四个阶段。在下文中，当提到管道关闭时，这可以指阀门已经关闭以防止流动，也可以指没有进行泵送的泵。也就是说，这意味着管道中没有流动。

在(A)生物反应器单元分批进料阶段期间，将待处理的含水流体进料到生物反应器单元中。含水流体通常经由与缓冲罐(5)的出口流体地连接的管道(c)进料到生物反应器(1)中。流体可以在反应器中的任何位置进料。在这个阶段期间，生物反应器(1)和脱气单元(2)之间的管道(e)通常是关闭的，以避免将要处理的新进流体送入脱气单元，但原则上它可以是打开的。需要注意的是，微生物已经可以转化可生物降解物质，同时进行进料(分批进料)。在第一个循环之后，脱气单元的内容物也在此阶段进行脱气。因此，脱气单元和生物质分离器(3)之间的管道(g)通常也是关闭的。通常，来自前一个的污泥(a)的再循环已经完成。因此，管道(a)也可以关闭。通常，已经完成了从前一个的流出物(b)的去除。因此，管道(b)也可以关闭。

在生物反应器分批进料阶段(A)之后是分批反应阶段(B)。在此阶段，通常既没有进料进入生物反应器，也没有取出处理过的悬浮液，即管道(c)和(e)是关闭的。允许在脱气单元(2)中继续脱气(在第一次启动-循环之后)。因此，管道(g)通常也仍然是关闭的，尽管如果在生物反应器(1)中的微生物处理充分进行之前已进行充分程度的脱气，原则上可以开始将脱气的悬浮液从脱气单元(2)取到生物质分离器单元(3)中。在这个阶段，分离器通常仍然保持静止。生物反应器(1)(其中按批次(按循环)进行含水流体的微生物处理)中含水悬浮液的体积，通常与在脱气单元(2)中按批次(循环)进行脱气的含水悬浮液的体积相同或更大。通常，生物反应器(1)中的所述体积小于脱气单元(2)中的所述体积的10倍。优选地，生物反应器(1)中的所述体积是脱气单元中所述体积的约1.5至约4倍，更优选脱气单元中所述体积的约2至约3倍。相对大体积的生物反应器有利于减少所使用的装置的占用空间。

在阶段(B)之后的半连续生物质分离器单元进料阶段(C)期间，至少在启动循环之后，生物反应器(1)中的微生物处理通常会继续(尽管生物气产生速率在这个阶段会下降)。在这个阶段，脱气单元的脱气内容物通过管道(g)泵入生物质分离器。因此，脱气单元通常至少基本上是空的；通常将经脱气的悬浮液的90-100％进料到生物质分离器(3)。随着分离器装满，将分离成浓缩污泥(a)和具有降低固体含量的含水流体；浓缩污泥(a)和含水流体(b)都可以从分离器中取出，同时分离器继续进料。在这个阶段开始时，生物质分离器单元通常基本上是空的。至少，液位将低于澄清的含水液体的出口(b)。澄清含水液体的出口通常高于浓缩污泥的出口(污泥的出口通常位于或接近底部)，通常高于脱气含水悬浮液的入口水平，并且通常在或高于分离器内部构件的上部水平。因此，在这一阶段，通常会向分离器单元连续进料以填充分离器单元，至达到澄清含水液体出口高度处的液位，然后从分离器取出污泥(a)和流体(b，流出物)。因此，在该阶段，进料，污泥(a)和澄清的含水液体(b)的分离和取出有利地半连续地进行(即，初始阶段有进料但没有取出澄清液体，随后是连续阶段，其中进料和取出连续进行)，尽管原则上也可以间歇地进料待分离的悬浮液和取出污泥(a)和澄清的含水流体(b)。通常可以通过重力溢流(gravity overflow)简单地完成澄清液体(b)的取出，而无需泵。浓缩污泥(a)再循环到生物反应器单元通常需要使用泵。

除了生物质之外的固体颗粒，其可能存在于含水流体中，例如矿物颗粒，也将优先进入浓缩污泥中，因此，澄清的含水流体不仅具有降低的生物质含量，而且还具有降低的总固体含量。

优选地，将富含生物质的浓缩污泥(a)再循环至生物反应器单元，并且将具有降低生物质含量的澄清含水流体(b)从生物质分离器单元中取出并作为流出物丢弃或进行进一步的下游处理。将污泥(a)通过管道(a)返回到生物反应器(1)。污泥(a)的再循环和澄清含水流体(b)的去除通常在生物质分离器单元进料阶段(C)期间进行，但也可以在其之后、但在下一个所述阶段(E)或(A)开始之前进行。根据经验，澄清的含水流体(b)将占生物质分离器中分离的脱气悬浮液的20-45vol％，特别是25-40vol％，更特别是30-35vol％，而浓缩污泥(a)将形成剩余物。因此，当再循环时，富含生物质的污泥(a)将占所述污泥(a)加上具有减少生物质含量的含水流体(b)的总量的55-80vol％，特别是60-75vol％，更特别是65-70vol％。

如果形成了过剩的生物质，则可以丢弃一部分污泥。从系统(流出物)中取出含水流体(b)并且可以原样丢弃，或进行进一步的下游处理(未显示)。合适的下游处理工艺在本领域中通常是已知的。

通常，脱气单元的基本上所有脱气内容物都被转移到生物质分离器单元。底部可以留有少量液位，例如约10-25cm。当要对脱气单元进行完全排空时，通常需要在脱气单元的底部使用衬里。一旦在该循环中将所有脱气悬浮液进料到分离单元(2)中，就可以关闭管道(g)。优选地，继续从生物质分离器中取出内容物，直到分离器至少基本上被排空。在这个阶段(‘D’，如图2D和4E所示)，通常污泥(b)通过管道(a)再循环到生物质分离器。当生物质分离器停止进料时，或在该阶段开始后不久，通常会停止取出流出物。原则上，在该阶段可以通过管道(e)开始用生物反应器(2)的内容物填充脱气单元(2)。

然而，脱气单元的填充通常在单独的阶段(E)中开始，或至少在该阶段继续进行，如图2E和图4E所示。

阶段(E)是脱气单元进料阶段，其中将包含经微生物处理的含水流体和生物质的含水悬浮液从生物反应器单元中取出并分批进料到脱气单元中。因此，管道(e)是打开的，而另一个管道可以保持关闭。

一旦通过将生物反应器(1)的内容物进料到脱气单元(2)中来充分排空生物反应器(1)，就可以开始下一个循环：再次向生物反应器进料要在生物反应器中处理的含水流体等，随后进入阶段(B)、(C)、(D)和(E)。

根据本发明的方法特别有利于厌氧处理，其中由可生物降解有机物质形成生物气。通常，不仅在生物反应器中而且在脱气单元中保持厌氧条件，而生物质分离器单元可以在厌氧条件下操作，但不需要保持。例如，它可以在使用生物反应器和/或脱气单元期间定期打开以进行维护或清洁，例如在(A)生物反应器进料阶段、(B)分批反应阶段和/或(E)脱气单元进料阶段。顶部空间中的压力可以是大气压(0巴表压(barg))。然而，优选地，保持厌氧条件同时在生物反应器和脱气单元的顶部空间中存在(小的)超大气压，例如高达100毫巴表压的压力，特别是5-70毫巴表压，理想地在0-70毫巴表压的压力下。

根据本发明的装置(在方法中使用的)的设计的优点还在于生物反应器(1)的顶部空间(即反应器内部在流体相之上的上部，其中存在生物气)通过通道连接脱气单元的顶部空间。因此，提供了一种气密系统，从而消除了气味和生物气排放的重大风险，这是一个经常出现的问题，特别是在厌氧接触反应器中。可选地，还提供了与分离器(3)的生物气连接。

根据本发明的方法允许方便的实时系统监测、优化和基于连续生物气生产曲线(生物气生产速率作为时间的函数)的阶段自动化。通过跟踪每个曲线中的生物气生产，可以实时监控系统容量。

在根据本发明的方法或装置中，系统负载和反应/沉降阶段持续时间可以基于“标准”生物气曲线进行调整和优化，即由操作员为目的特定过程定义的基准/参考生物气曲线。生物气曲线允许将进料和顺序与生物气生产联系起来，有助于有效控制并避免系统的任何潜在过载。在已知的连续运行的过程中，不可能有一种可以充分用于该目的的生物气曲线。生物气曲线的这种使用是与连续运行工艺(诸如在厌氧膜反应器(AnMBR)中的处理、在带有溶解生物气浮选单元(DBF)的连续搅拌釜反应器中的处理或在如1990年代早期

在Wat.Sci Tech.卷24,期8,00 179-191(1991)中描述的接触式工艺中的处理)相比的一个主要优势。例如，如

描述的连续过程，在生物反应器或流出物中特别容易出现TSS和/或FOG过载。这是由于在连续运行的系统(例如

所描述的系统)中缺乏对TSS和FOG的针对性降级。毕竟，在连续加工中，生物质的新鲜底物(可生物降解物质)连续供给生物质。废物料流通常是相对不均匀的料流，在化学组成和/或物理状态(溶解/悬浮、小颗粒/大颗粒)方面含有多种不同的可降解组分。这通常意味着相对容易降解的进料组分(例如易消化的可溶的/溶解组分)和难以降解的进料组分(例如悬浮固体，FOG)都被连续引入含有生物质的生物反应器中，从而为微生物(生物质)持续提供相对容易降解的底物。因此，在连续操作中，容易降解的底物通常很丰富。微生物通常偏好易于降解的组分。因此，连续运行很容易积累相对难以降解的组分(如悬浮固体、FOG)，直到存在太多以致生物质漂浮并导致通过流出物的不希望的或甚至不可接受的生物质和/或非降解的有机物质的损失。本发明允许通过在生物反应器中的分批操作产生盛宴/饥荒方案，其目标是在再次进料生物质之前迫使生物质降解脂肪和固体。这在本发明中与生物质的适当脱气相结合以沉降。因此，通过本公开中描述的措施，本发明人特别地实现了一种有效的方式来实施根据本发明的方法，包括该方法中分批阶段的有效操作，以及在处理具有相对高含量TSS和/或FOG的含水流体例如废水时的有效操作。因此，与基本上完全连续的方法相比，实现了重要的生物学性能优势。这特别是可以通过以下一项或多项措施来实现：

·同时反应/沉降阶段-这可以实现远更长的沉降时间段(通常至少比常规AnSBR长约2倍)，而不会损害反应阶段的持续时间，这在常规AnSBR中是无法实现的。

·同时进料/取出阶段-该系统还可以同时实现进料和取出(倾析)阶段，减少每个循环所需的阶段数，这在常规AnSBR中是无法实现的。

·减少所需的倾斜内部构件(薄片)体积/面积；在保持基本相同分离效率的同时，将所需的薄片体积/面积减少多达约2/3通常是可行的。

·脱气罐中不需要加压内部构件。这提供了简化、提高了安全性，更容易施工和在堵塞的情况下更容易维护生物质分离器中倾斜的内部构件(例如薄片)。

·优化的生物质分离：(分批脱气)后在单独的单元中进行半连续生物质分离，可实现更长的倾析和污泥返回时间，其进而使管道直径更小，对泵送的要求更低。

·减少占用空间-尽管需要至少2倍分批大小的分批脱气罐，但这项新改进没有高度限制；这意味着该罐可以是一个又细又高的罐(优选约6-8m高)，它占用的空间更少。此外，本发明通过将分批脱气罐集成在反应罐内实现紧凑配置，这将进一步优化和减少占用空间。

·延长脱气时间而不影响循环长度。

除非另有说明，本文使用的术语“或”定义为“和/或”。

除非另有说明，本文使用的术语“一个”或“一种”定义为“至少一个”。

当提及单数形式的名词(例如化合物、添加剂等)时，意味着包括复数。

术语“(至少)基本上(地)”在本文中通常用于表示其具有所指定的一般特性或功能。当提到可量化的特征时，该术语特别用于表示为该特征最大值的至少50％，更特别是超过75％，甚至更特别是超过90％。术语“基本不含”在本文中通常用于表示物质不存在(低于使用在有效申请日可用的分析技术可实现的检测限)或存在量低至不会显著影响基本上不含所述物质的产品的特性。实际上，在数量上，如果物质的含量为0-1wt.％，特别是0-0.5wt.％，更特别是0-0.1wt.％，则通常认为产品基本上不含该物质。

在本申请的上下文中，术语“约”通常是指与给定值的偏差为15％或更小，特别是10％或更小的偏差，更特别是5％或更小偏差。

如本文所用，“可生物降解有机物质”是通常在基本上厌氧的条件下，可以在反应器中被生物质转化的有机物质，特别地转化成生物质或甲烷。

术语“流体”在本文中用于液体和液体与至少一种其它相的混合物，例如悬浮液，其在不施加外部压力(除重力之外的压力)的情况下流动。

如本文所用，“有机物质”是可化学氧化的任何有机物质，可通过如ISO 6060:1989中描述的化学需氧量(COD)测试确定。有机物质的含量通常以g COD表示，即有机物质氧化消耗的氧气克数。

本领域技术人员熟悉如‘上’、‘下’、‘中’、‘在底部’、‘在底部附近’、‘在顶部’和‘在顶部附近’等术语。通常，这些是相对于另一个阅读的，并且基于公知常识、本文公开的信息和引文、以及装置的单元的细节(例如生物反应器、单独的容器或包含在生物反应器或部分中的物质体积)，本领域技术人员将能够将其付诸实践。

根据经验，除非与上下文不同，‘靠近’某个参考点(例如‘底部’或‘顶部’)通常意味着‘在离参考点至多+/-20％的相对高度处’，特别是‘在离参考点至多+/-15％的相对高度处’，更特别地‘在离参考点至多+/-10％的相对高度处’。相对高度是离底部的距离除以单元的总高度(底部和顶部之间的高度差)。

根据经验，除非与上下文有所不同，否则‘上’部分通常是指单元的上1/2，特别是单元的上1/3，‘下’部分通常是指单元的下1/2且特别是单元的下1/3。当提到中间部分时，这特别是指单元的中间1/3(从底部的1/3到顶部的1/3)。

为了清楚和简明描述的目的，本文将特征描述为相同或分开实施方式的一部分，然而，应当理解的是，本发明的范围可以包括具有所描述的所有或一些特征的组合的实施方式。本文使用的未具体定义的术语如WO 2013/139823或WO 2019/115034中所定义，或者-如果其中未定义-按照公知常识使用。

现在将通过以下实施例来说明本发明。

实施例1：案例研究，比较WO 2019/115034

进行了一个案例研究，以可量化的方式举例说明与WO 2019/115034相比，根据本发明的方法的优势。

案例研究基于以下进料流和组成。

文字说明：

COD＝化学需氧量

VFA-COD＝由挥发性脂肪酸形成的COD

TSS＝总悬浮固体

VSS＝挥发性悬浮固体

计算了以下参数要求和节省

实施例2：工业规模验证，比较WO 2019/115034

首先，根据WO 2019/115034将葡萄酒厂和酿酒厂的废水处理约60天。此后，改变为根据本发明的方法。

进料和系统条件如下：

发现在改变为本发明的方法后，在TCOD、SCOD(可溶性COD)、VLR(体积加载率，表示为kg COD/m³天)、SRT(固体保留时间，以天表示)和MLSS(混合液体悬浮固体，表示为g/L)方面可以保持了基本相同的性能。性能保持如下表所示，考虑到对于新配置，脱气罐和半连续沉降器均在全规模所需的操作参数、循环时间和流速下运行。

因此，得出结论，根据本发明的方法是WO 2019/115034的方法的良好替代。生物质分离器满足了沉降速度要求。此外，可以减少工艺循环。在至少5g COD/L天的VLR下具有高性能。实现了良好的SCOD去除和TCOD去除效率。

Claims (22)

1.用于在装置中处理包含可生物降解有机物质的含水流体的方法，所述装置包括

-生物反应器单元(1)，其中，所述含水流体经厌氧微生物处理，由此由所述有机物质产生生物气，

-脱气单元(2)，其中，含水悬浮液被从生物反应器中取出，包含含水液体、生物气和生物质的所述悬浮液经受分批脱气，和

-半连续操作的生物质分离器单元(3)，其中，从所述脱气单元取出的脱气的悬浮液经分离成为与进料到生物质分离器单元(3)中的所述脱气的悬浮液相比(a)富含生物质的污泥和(b)具有降低的生物质含量的含水流体，

所述方法包括

-生物反应器单元分批进料阶段，其中，将待处理的所述含水流体进料到所述生物反应器单元；

-分批反应阶段，其中，在厌氧条件下对所述含水流体进行微生物处理，并且在所述生物反应器单元中产生生物气；

-半连续生物质分离器单元进料阶段，其中，从分批脱气单元取出脱气的含水悬浮液并进料到生物质分离器中，半连续进料阶段包括不取出具有降低的生物质含量的含水流体的初始阶段，然后是连续进行进料和取出的连续阶段；

-脱气单元进料阶段，其中，将包含微生物处理的含水流体和生物质的含水悬浮液从所述生物反应器单元中取出并分批进料到所述脱气单元中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法包括多个循环，其中，在启动循环之后进行一个或多个后续的处理循环，在后续的一个或多个循环中

-进行所述生物反应器单元分批进料阶段(A)，其中，将待处理的所述含水流体进料到所述生物反应器单元中，同时已经存在于所述生物反应器单元中的含水流体的处理可以继续，在使用混合的同时对所述脱气单元中的所述含水悬浮液(在前一阶段或前一循环中进料至所述脱气单元中)进行脱气；

-之后进行所述分批反应阶段(B)，其中，在所述生物反应器单元(1)中对分批的含水流体进行微生物处理，产生生物气，并且对所述脱气单元(2)中的所述含水悬浮液进行脱气，优选同时在所述脱气单元中使用混合；

-之后进行生物质分离器单元操作阶段(C)，其中，从所述脱气单元(2)中连续取出脱气的含水悬浮液并进料到所述生物质分离器(3)，直到所述生物质分离器填充到一高度水平，在所述高度水平处存在用于具有降低的生物质含量的含水流体的出口(b)，并且从那时起在该阶段期间，从所述生物质分离器连续去除具有降低的生物质含量的所述含水流体并且将所述富含生物质的污泥(a)连续返回到所述生物反应器单元，同时可以继续所述生物反应器单元中的所述含水流体的微生物处理；

-之后进行进一步的污泥返回阶段(D)，其中，已经完成将脱气的悬浮液从所述脱气单元进料到所述生物质分离器，已经停止从所述生物质分离器去除具有降低的生物质含量的所述含水流体并且继续将富含生物质的污泥返回到所述生物反应器，同时所述生物反应器单元中的微生物处理可以继续；

-之后进行分批脱气罐填充阶段(E)，其中，一旦在前一阶段期间从所述生物质分离器单元中取出所需体积的具有降低的生物质含量的含水流体(等于在分批进料阶段(A)期间进料到所述生物反应器的体积)，则在此阶段继续将剩余的富含生物质的污泥返回到所述生物反应器，同时所述生物反应器单元中的微生物处理可以继续。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过重力溢流从所述生物质分离器中取出具有降低的生物质含量的所述含水流体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将富含生物质的浓缩污泥(a)再循环至所述生物反应器单元，并且将具有降低的生物质含量的澄清含水流体(b)从所述生物质分离器单元中去除并作为流出物丢弃或对其进行进一步的下游加工。

5.根据权利要求2、权利要求3或从属于权利要求2或3的权利要求4所述的方法，其中，在所述生物质分离器单元操作阶段(C)期间或之后，但在下一个所述阶段(E)或(A)开始之前，进行所述污泥(a)的再循环和澄清含水流体(b)的去除。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生物质分离器单元具有适于增强所述生物质的沉降性的倾斜内部构件，优选薄片。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述倾斜内部构件限定了在所述生物质分离器单元的工作体积的1/2和1/3之间的体积。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，按批在所述生物反应器单元中进行微生物处理的所述含水流体的体积是在所述分批脱气单元中进行脱气的所述含水悬浮液的体积的约2至约3倍。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生物反应器单元中的微生物处理是厌氧的，并且其中，在所述生物反应器单元和所述脱气单元中保持厌氧条件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述含水流体是总化学需氧量在1.0-50g/1范围内、优选在5-50g/1范围内、特别是在8-50g/1范围内、更特别是在8-30g/1范围内的流体废物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述含水流体是总悬浮固体含量为0.5g/1或更多的流体废物。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述含水流体是总悬浮固体含量为1.0-30g/1的流体废物。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述含水流体是总悬浮固体含量为0-20g/1的流体废物。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述含水流体是脂肪、油和/或油脂的总含量(FOG-含量)在0-4g/1范围内的流体废物。

15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述含水流体是脂肪、油和/或油脂的总含量(FOG-含量)为50mg/1或更多的流体废物。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述流体废物的FOG含量在0.1-2g/1范围内。

17.同时阶段可操作的序批式反应系统，所述系统包括生物反应器单元，其中，存在搅动器用于搅动所述生物反应器单元中的含水悬浮液以产生生物气，装置进一步包括分批脱气单元，其中，存在搅动器用于搅动含水悬浮液，并且所述搅动器被配置为对已经从反应单元进料到所述分批脱气单元中的含水悬浮液进行脱气，所述系统进一步包括生物质半连续分离器单元，所述生物质半连续分离器单元被配置成将来自所述脱气单元的脱气的含水悬浮液分离成与脱气的悬浮液相比富含生物质的污泥和具有降低的生物质含量的含水流出物，

其中，单独的生物质分离器单元包括

用于容纳来自脱气室的处理的含水悬浮液的空间，所述空间包括液-固分离器单元；并且进一步包括用于所述脱气的含水悬浮液的入口，所述入口通过可关闭的管道连接至用于来自所述脱气室的处理的含水悬浮液的出口；通过可关闭的管道，用于从所述分离器单元除去所述污泥的出口以及用于从所述分离器单元除去所述流出物的单独出口，

其中，所述生物反应器单元和所述脱气单元具有用于生物气的联合或单独的顶部空间，一个或多个所述顶部空间包括用于生物气的出口，

所述系统进一步包括用于流体含水废物料流进入所述生物反应器单元的入口，将含水悬浮液从所述生物反应器单元进料到所述脱气单元的装置。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，液-固分离器具有倾斜内部构件，所述倾斜内部构件适于增强含水流体(如悬浮液或污泥)中生物质的沉降性。

19.根据权利要求17或18所述的系统，所述生物反应器单元的内部体积(即用于容纳所述悬浮液的体积和顶部空间)是所述分批脱气单元的内部体积(即用于容纳所述悬浮液的体积和顶部空间)的2至10倍，优选3-6倍体积，特别是3-5倍体积。

20.根据权利要求17-19中任一项所述的系统，其中，所述生物反应器单元和所述脱气单元是单件设备的独立部分，特别是单个容器的独立部分，其中，所述生物反应器单元位于所述设备的中心部分并且基本上被所述脱气单元包围。

21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述生物反应器单元和所述脱气单元是单个容器的部分并且两个单元共享相同的顶部空间。

22.根据权利要求20或21所述的系统，其中，所述生物反应器单元和所述脱气单元由中间壁分隔开并且设置有通道，所述通道被构造成通过重力流将含水悬浮液从所述生物反应器单元传送到所述脱气单元。

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