CN1468203A - 处理含氨有机废物的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种方法，用于处理畜粪和其它有机物废料，杀灭病原体，减少有害的气味，并且固定水溶性污染物，借此生产用作土壤改良剂的巴氏杀菌的粒状产品。在所述的实施中，有机废物的固体含量升高到预定水平，产生充满空气的孔隙，pH提高到足以在预定的时间在空气充满的空隙中释放内在的气态氨。气态氨的水平足以显著地消灭粪肥中的病原体。另外，将碱性物质和/或铁盐加入有机废物，以将某些水溶性污染物变成不溶物。

Description

处理含氨有机废物的方法
前后参照有关申请
本申请是1998年5月1日提交的序列号为No.09/071,205的U.S专利申请的部分延续，其全部内容引用在此作为参考。
发明背景
本发明通常涉及废物处理领域，特别涉及含氨有机废物——包括但不限于动物粪肥——的处理。本发明的实施方案可用于消灭病原体，减少有害气味，以及固定在此类有机废物中的水溶性污染物，使被处理的废物安全地储存并作为例如肥料、浸灰剂或土壤改良剂用于田地。
自古以来，动物粪肥被再循环到提供动物饲料的田地中，从而完成养分循环。由于畜牧生产变得强化，打破了该循环，化学肥料被越来越多地用于动物饲料的生产，从生产角度而言牲畜粪积累则成为一种不需要的废物。在美国、欧洲及其他国家的许多地区，在大规模圈养动物——主要是家禽、猪、乳牛和肉牛——养殖作业(CAFOs)中，生产的粪便导致了臭味、养分流失和病原体污染食物链的问题。直至目前，几乎没有注意到对牲畜粪进行处理以解决这些问题，最关注的是所谓的″最佳治理措施″，包括施肥和保证其在土壤中施用的农艺学比例。
因为动物粪肥在CAFOs中大量集中，通常大大超过本地需要，需要对肥料进行处理使其容易地储存而不产生臭味或养分流失问题，以大大减少病原体水平，防止污染食物链，并且造成作为肥料和土壤改良剂的具有各种用途的产品。
在美国，在六十年代和七十年代，为了对大规模公共建筑消耗进行废水处理，开发了各种各样技术进行废水残留物和下水道污泥处理，消灭病原体并抑制臭味。其中主要的技术是使用碱性试剂消灭病原体，减少臭味，并将浓缩的污泥固化和颗粒化，制成可有益使用的产品。这些技术的标准必须满足U.S.EPA关于病原体减少(见40C.F.R.§§257,503)和媒介物吸引(40C.F.R.§503)方面的条例。
下水道污泥碱性稳定化的传统方法是使用石灰(CaO)将pH提高至约12，或通过放热水解产生热量。供选择的工艺方法包括利用价格比较低廉的碱性无机副产物。举例说明这类方法的专利包括授予Nicholson的US 4,554,002；授予Nicholson的US 4,781,842；授予Nicholson等人的US 4,902,431；和授予Burns等人的US 5,277,826。这类专利指出，使用一系列的碱性原料将pH提高到约12，和增加总固体量作为消灭病原体的手段。
另外，授予Meehan等人的US 4,793,927公开了使用氨杀灭污泥中的病原体。Meehan描述了将含氨化合物加入污泥中作为一种杀灭淤泥基质中细菌性、寄生性和病毒性病原体的试剂。授予Schumacher等人的美国专利No.5,143,481描述了含CaO的流化床燃烧残渣(FBCR)或飘尘是如何通过在一个放热反应中产生热量用于处理污泥的。授予Girovich等人的美国专利No.5,679,262描述了为了杀灭病原体可使用无机副产物减少CaO的使用并得到干燥产品。最后，授予Burnham的美国专利No.5,417,861教导了如何将残存的微生物群落、盐浓度和固体物质含量结合在一起提供生物有机物或废水污泥的长期稳定性。
尽管这些大量的努力旨在处理废水和污泥，但是没有开发出可比较的技术用于处理含氨有机废物，如动物粪肥。例如，肥料处理长久以来仅仅包括液体肥料的需氧和厌氧分解，并包括一些肉牛和家禽粪肥(见D.L.Day and T.L.Funk，Processing Manure：Physical，Chemical，and Biological Treatment(1998)(刊登于J.L.Hatfield and B.A.Stewart，Animal Waste Utilization：Effective Use of Manure as a Soil Resource(Ann Arbor Press1998))。唯一值得注意的已知的肥料的化学稳定法是将钙、铁或铝盐添加到家禽粪肥中，减少氨的散发并固定可溶性磷(见P.A.Moore，Jr.等人和D.M.Miller，Reducing Phosphorus Solubility in PoultryManure with Aluminum，Calcium and Iron Amendments，J.Environ，Qual.，vol.23，325-330(1994))；和授予Carlberg的美国专利No.3,877,920，其教导了使用飘尘将动物粪肥除臭。
然而，这些方法中没有一种涉及到杀灭病原体的牲畜粪的化学处理。
关于动物粪肥中病原体的杀灭，M.B.Jenkins等人的Inactivation of Cryptosporidium parvum Oocysts by Ammonia，Appl.and Env.Microbiol.，Vol.64，784-788(1998)表明，含游离氨的溶液可消灭在液体培养基中的隐孢子虫(Cryptosporidium)parvum卵囊，和建议在肥料中的氨可用来杀灭这种生物的卵囊，但是该参考资料仅论述了溶液中游离氨的应用。向动物粪肥大量加入氨水存在许多实际问题，非限制性地包括与处理大量有潜在危险的液体相关的问题。将液体加入肥料中起相反作用，因为粪肥本身是湿的，需要脱水以便有效地处理和储存。况且，氨水是腐蚀性的，较为昂贵和难于处理。
关于处理粪肥的另一个问题，尤其在所处理的材料是用作土壤改良剂时，涉及到在这类废物中经常存在的高含量的水溶性磷和水溶性微量元素。例如，将粪肥以满足农作物需氮量的最佳量施用到土壤中，会使土壤中水溶性磷的积累，因为农作物对磷的需要通常比对氮的需要低得多。这会导致在降雨期间不希望的磷的流失并导致像湖泊、河流和坝围水域的地表水的富营养化。同样地，诸如铜和锌之类水溶性微量元素浓度高可对农作物有植物毒性，特别是对于酸性土壤。
考虑到上述问题，很明显需要安全、有效和经济的方法，用于动物粪肥和其它有机物废物的杀菌和除臭，即利用这类废物中内部原有的氨的有利条件。此外，为了避免通常与土壤施用粪肥相关的环境问题，希望这些方法限制最终产品中水溶性磷、铜和锌含量。
发明概述
本发明涉及用于动物粪肥和他含氨有机物废料杀菌除臭的方法，同时还减少了诸如磷、铜和锌之类水溶性污染物的浓度。根据一个特定的实施方案，畜粪样品的固体含量提高到大约最低30％，以便产生充满空气的孔隙。另外，畜粪的pH提高到大约最低9.5，将内在的气态氨释放到充满空气的小孔中至少1小时，气态氨的浓度足够将大肠杆菌水平减少到小于3.3*102菌落形成单位/克(干重)，将沙门氏菌水平减小到小于6.7*102菌落形成单位/克(干重)，并且显著地减少了病毒和寄生虫的含量。在病原体破坏之后或同时，将碱性物质和/或铁盐加入废物中固定水溶性的污染物。这类方法生产一种粒状、除臭产品，适合用作土壤改良剂。
附图说明
图1是影响氨气产生的pH的图解说明。
图2是说明根据本发明一个实施方案处理含氨有机废物的一般方法的流程图。
图3是说明根据本发明另一个实施方案处理含氨有机废物的方法的流程图。
图4图解说明流化床煤灰对消毒后牛粪中水溶性磷水平的影响。
图5图解说明氯化亚铁对消毒后牛粪中水溶性磷水平的影响。
详细说明
本发明涉及处理动物粪肥及其它含氨有机物废料的方法。根据如下所述的特定实施方案，将这类有机废物杀菌除臭生产适合用作土壤改良剂的巴氏灭菌的粒状产品。另外，固定了在有机废物中的水溶性污染物。不同于已知的方法，与氨水比较，根据本发明的方法利用气态氨的优良效能完成了病原体的杀灭。
氨气是用于杀死病原体的已知化学试剂，如授予Meehan等人的美国专利No.4,793,972所述，该专利包括污泥的处理，其中加入氨，并将pH提高到约12。另外，已经认识到氨作为消毒剂对Cryptosporidium parvum的作用，例如在M.B.Jenkins等人的Inactivation of Cryptosporidium parvum Oocysts by Ammonia，Appl.and Env.Microbiol.，Vol.64，784-788(1998)中所述，但是这些研究仅考虑到溶于水的游离氨，没有认识到与溶解的氨相比，气态氨对杀灭病原体的更好效果。在含有固体和水的物质中，比如畜粪，并且在畜粪的正常pH下，任何在该物料中的或加入该物料中的氨(包括Meehan所教导的)将作为溶解的气体或铵离子存在。
氨气在水中具有高溶解度，除了在高pH水平作为铵离子存在之外。在溶解的氨(NH3(1))和铵离子(NH4 +)之间存在如下方程式所给出的平衡：
                                     (式1)
该方程式表明，当pH增加时(即，H+的浓度降低时)，溶解的氨增加。为了具体说明，图1给出了作为pH的函数，作为溶解的氨的氨的百分率，表明当pH大于约9.5和达到最大pH约12时，生成游离氨(NH3)。
考虑到图1所说明的关系，本发明的实施方案涉及到处理法，(1)其中pH升到足够从粪肥释放大量内在的氨，但所放出的氨又不足以产生臭味的程度，(2)将肥料氮的损失减到最小，和(3)没有显著地增加氨的空气散发。这种处理法包括增加粪肥的固体含量从而增加充满空气的孔隙并产生储存空间，其中可逸出气态氨并在粪肥中接触并杀死病原体。增加固体含量提高了在粪肥中内含的氨的杀菌作用，并减少了在以前公知的废物处理方法中将pH提高至非常高的水平(例如，约12)的需要。这样一来，与氨的大量释放相关的臭味问题和肥料氮的损失可被减至最小。
图2是说明了根据本发明一个实施方案处理含氨有机废物的一般方法。一旦得到收集的有机废物(步骤10)，该实施方案的方法通常包括在有机废物内部产生充满空气的孔隙(步骤15)。这可以通过例如将有机废物的固体含量增加到至少约30％实现。然后一部分内在的氨变为在充满空气的空隙中的气态氨(步骤20)。这可以通过例如将有机废物的pH提高到最少约9.5来实现。
为了说明例如图2所示的实施方案的具体实行，设想需要处理收集的5吨鸡粪(例如从鸡舍中清除的)。此类鸡粪一般具有大约20％的固体含量，pH大约6.8。现在参考图3，一旦得到收集的鸡粪(步骤25)，用例如像螺旋混合机或前端装载机的混合设备将填充剂加入半液体的鸡粪中(步骤30)。多种的原料适于用作填充剂，包括例如流化锅炉灰渣(工业空气洗涤处理的副产品)。加入填充剂的量足以将收集物的固体含量提高到大约30％或以上(步骤35)。在该实例中，约1,400磅流化锅炉灰渣通常是足够的。在混合过程期间，需要监控混合物的pH(步骤40)。有时候，也需要混合另外的碱性原料(例如，碱液、石灰，或类似物质)，达到要求的约9.5或以上的pH值，虽然填充剂本身的碱性也许就足够了。粪肥和填充剂的混合物然后放入封闭区中(例如料仓)或甚至简单地用防水布覆盖大约1小时或以上以产生离析的氨(步骤45)。在该诱导期完成时，混合物可安全地用于播散到农艺领域，与其它物料混合用作土壤掺和物，以及许多其它类似的应用。
通过在图2和图3中所示的方法产生的气态氨的含量通常足以将大肠杆菌水平减少到小于3.3*102菌落形成单位/克(干重)，并将沙门氏菌水平减小到小于6.7*102菌落形成单位/克(干重)，并且显著地减少了病毒和寄生虫的含量。此外，本方法生产一种适合用作土壤改良剂的粒状脱臭产品。
所有动物粪肥含有大量的氨。下表1总结了不同类型动物粪肥的氨-氮(NH3-N)总含量。该数据指出，所有动物粪肥一般含足够的总含氨量，根据本发明的实施方案，在适当的pH、固体和处理时间工艺参数下，可提供消毒用的气态氨。
             表1
    动物粪肥中平均氨-氮含量
    动物类型     氨-氮(毫克/公斤)*
    肉牛     3500
    奶牛     2000
    家禽     130000
    猪     3000
    火鸡     8500
    羊     2500
    马     2000
*假设没有基底。
来源：Bull，Ohio LivestockManureand WastewaterManagementGuide 604(Ohio State University 1992)。
氨气在水中具有非常高的溶解度(约32重量％)。这通过亨利定律常数定量表示为5.76×104mol m-3 atm-1的氨。该值比二氧化碳的大1700倍，几乎比二氧化硫的大50倍。方程式1和图1表明，通过将pH提高到大约9.5以上可产生氨，但是如果粪肥太湿，就有足够的游离水分溶解氨并且阻止氨气自由接触粪肥病原体。当像飘尘、水泥窑灰尘或石灰窑灰尘的干无机物以足够的量混合时，或当粪肥是干的时候，粪肥中的游离水分被固体吸收或被除去，在混合物中产生了空隙。如果混合物的固体含量是足够高的，当pH提高时，在混合物中就有足够的充满空气的孔隙用于氨气在物料内部释放。
游离氨从溶解形式转换到气态的形式，增加了粪肥中内在氨杀死病原体的效果。飘尘的添加增加了固体含量、总孔隙度和空气充满孔隙率，从而增加了粪肥中气态氨的量。如果使用碱性物质通过在粪肥中与水进行放热水解产生热量，可采用较低的固体含量和pH，而达到相同的气态氨在充满空气的孔隙中的浓度。
下列实施例举例说明根据本发明实施方案有机废物处理方法的效果。在第一个实施例中，增加无菌鸡粪的pH，用大肠杆菌和沙门氏菌接种，通过加入NaOH导致增加的氨气放出进入顶部空间，降低接种细菌的残存。当鸡粪含水较少(即，固体更多)时，该杀细菌效果提高。初期的反应混合物，20克无菌鸡粪，用在头天晚上培养的大肠杆菌和沙门氏菌接种，调整到30％固体含量或15％固体含量并加入5M NaOH和水(pH9.5反应)或者仅加入无菌水(pH＜8.5反应)。反应混合物充分混合并分成5克(30％固体含量)或10克(15％固体含量)的试样。
然后将反应管放入30℃恒温箱中，通过电极测试pH，或放入250ml容器中用氨气专用拉管进行氨的顶空分析。在1和3小时培育后自恒温箱中移开试验管，检定残存的大肠杆菌(在大肠杆菌Petri膜上的生长(3M，Minneapolis MN))和沙门氏菌(在XLD琼脂平板上黑色菌落的生长)。结果示于表2。
                                                  表2
                  pH和％固体含量对鸡粪中接种的大肠杆菌和沙门氏菌存活的影响
反应 pH     顶部空间氨含量(ppm)                             细菌的CFU*/克(干重)
       接种初期         培育1小时         培育3小时
  大肠杆菌   沙门氏菌   大肠杆菌   沙门氏菌   大肠杆菌   沙门氏菌
  鸡粪15％固体含量   7.9     430   3.1E+04   2.5E+04   1.2E+04   1.0E+05   1.1E+04   4.0E++05
  鸡粪15％固体含量   9.3     1540   ”   ”   4.7E+03   1.0E+05   ＜3.3E+02   ＜6.7E+02
  鸡粪30％固体含量   8.3     180   ”   ”   6.7E+03   1.0E+05   7.7E+03   6.7E+04
  鸡粪30％固体含量   9.3     1240   ”   ”   ＜3.3E+02   ＜6.7E+02   ＜3.3E+02   ＜6.7E+02
*菌落形成单位
在第二个实施例中，增加无菌猪粪的pH，用大肠杆菌和沙门氏菌接种，通过加入NaOH导致氨气增加的放出进入顶部空间，降低接种细菌的残存。当猪粪含水较少(即，固体更多)时，杀细菌效果提高。初期的反应混合物23.5克无菌猪粪，用在头天晚上培养的大肠杆菌和沙门氏菌接种，调整到30％固体含量或15％固体含量并加入5M NaOH和水(pH9.5反应)或者仅加入无菌水(pH8.8反应)。反应混合物充分混合并分成5克(30％固体含量)或10克(15％固体含量)的试样。然后将反应管放入30℃恒温箱中，通过电极测试pH，或放入250ml容器中用氨气专用拉管进行氨的顶空分析。在1和3小时培育后自恒温箱中移开试验管，检定残存的大肠杆菌(在大肠杆菌Petri膜上的生长(3M，MinneapolisMN))和沙门氏菌(在XLD琼脂平板上黑色菌落的生长)。结果示于表3。
                                                  表3
                       pH和％固体含量在猪粪中接种的大肠杆菌和沙门氏菌存活的影响
反应 pH   顶部空间氨含量(ppm)                             细菌的CFU*/克(干重)
       培育初期          培育1小时         培育3小时
  大肠杆菌   沙门氏菌   大肠杆菌   沙门氏菌   大肠杆菌   沙门氏菌
  猪粪15％固体含量   8.8   130   3.1E+06   3.2E+06   1.0E+06   6.2E+05   1.3E+06   ＜1.0E++07
  猪粪15％固体含量   9.4   240   ”   ”   2.3E+04   6.7E+02   4.3E+02   ＜6.7E+02
  猪粪30％固体含量   8.8   280   ”   ”   9.9E+05   1.3E+06   5.5E+05   ＜1.0E+07
  猪粪30％固体含量   9.3   520   ”   ”   8.7E+02   ＜6.7E+02   ＜3.3E+02   ＜6.7E+02
*菌落形成单位
这些实施例表明，根据本发明实施方案的三个工艺参数：pH、固体含量和时间，具有促进杀灭动物粪肥中大肠杆菌和沙门氏菌至不能检测的水平的协同作用。粪肥总含量在处理期间没有变化，仅形成了氨并在粪肥中使气态氨和病原体之间接触。在较低的pH，在1小时后，增加干物质含量对杀灭大肠杆菌和沙门氏菌没有多少影响。当pH升到约9.5时，可测量到病原体的杀灭。
然而，实质上完全杀灭大肠杆菌和沙门氏菌仅在pH上升到约9.5并且固体含量上升到30％时发生。就猪粪而言，因为内在的氨比鸡粪低，需要三小时的处理时间将大肠杆菌减少到不能检测的水平。这些结果还显示，气态内在氨和病原体杀灭之间的密切关系。这种用于杀灭病原体的方法应适用于所有含氨的有机物废物。
根据以上所述实施方案的一个变形，在通过有机废物释放出的气态氨杀灭病原体之后或同时，通过添加碱性物质副产品(例如无机副产品)和/或铁盐可减少水溶性的污染物，诸如磷和微量金属。通过病原体破坏和磷和微量元素固定的结合，这种实施方案可用于生产土壤改良剂，通过帮助防止病原体、磷和微量元素传递到食物链和供水中，避免了许多已知的处理动物粪肥和其它有机物废料的方法的许多局限。
例如，再参考图2说明的实施方案，水溶性污染物的固定可通过在内在氨转化为气态氨的步骤20后向有机废物中加入适量(见下文)铁盐得以实现。已被认为是有效的铁盐包括氯化亚铁(FeCl2)、氯化铁(FeCl3)、硫酸亚铁(FeSO4)和硫酸铁(Fe2(SO4)3)。参考图3说明的实施方案，在步骤45放出氨雾后，可将一定量的铁盐混入有机废物。
还发现碱性物质，如无机副产品，具有固定水溶性污染物的作用。这种原料可以与上述使用铁盐相同的方法适量加入(见下文)。用于这种应用的原料包括流化床煤灰、飘尘、煤炭燃烧灰、烟道气脱硫副产品、水泥窑灰尘、木灰、磨碎的石灰石、尾矿粉、废水处理石灰和石膏。还可通过碱性原料和铁盐结合使用来减少固定某些污染物到所需水平所需的铁盐的量。
下列实施例，结果分别如图4和图5所示，说明了根据以上所述实施方案处理有机废物的方法固定水溶性污染物的效果。在每种情况下，牛粪肥首先与NaOH反应，将pH提高至10.5，用于减少病原体。两个小时反应后，被处理粪肥的各个样品具有大约30％固体含量，用流化床煤灰(FBC)或氯化亚铁(FeCl2)进行调整，对于FBC，按重量计，使用20％、30％、40％和50％的剂量；对于FeCl2，按重量计，使用0.5％、1.0％、2.0％和4.0％的剂量。原料反应直达7天，之后处理的粪肥用水在旋转摇动器上提取1小时，固体对水的比例为1∶10。然后用标准方法测定水溶性磷(P)的水平(结果表示为水溶性磷相对于未处理粪肥的减少百分数，并对添加剂的稀释进行校正)。
如图4所示，添加30-50％FBC最初减少水溶性P大于75％，经7天后减少衰退到小于50％。图5表示，添加2-4％FeCl2最初减少水溶性P大于80％，7天之后这种减少仍然保持。
FBC和FeCl2的联合还有效减少了水溶性P的水平。例如，使用图4和5所述的相同方法，单独和联合加入按重量计20％和30％的FBC和按重量计2％和4％的FeCl2，在2、4和8天测试处理的粪肥。如下表4中所述，不管剂量率如何，单独使用FBC减少水溶性P50％。按重量计2％和4％的FeCl2各自减少水溶性P80％和99％，在2和8天之间溶解度没有变化。FBC和FeCl2结合提高了FeCl2在2％剂量率的作用，但是仅仅是略有提高。FBC对FeCl2的4％剂量率没有影响，因为单独用FeCl2水溶性的P的减少已经达到了99％。
                      表4
在牛粪肥中用FBC、FeCl2和其结合固定水溶性磷
 处理     2天     5天     7天
 20％FBC     23     19     52
 30％FBC     57     26     51
 2％FeCl2     81     81     82
 4％FeCl2     99     99     99
 20％FBC和2％FeCl2     89     89     87
 20％FBC和4％FeCl2     99     98     99
 30％FBC和2％FeCl2     96     90     93
 30％FBC和4％FeCl2     98     98     98
FBC、FeCl2和两者的结合还对减少来自有机废物的水溶性微量元素(例如铜(Cu)、锌(Zn))有效。当处理动物粪肥时，这种减少尤其有利，因为Cu和Zn经常被加到动物饲料中，当粪肥用作土壤改良剂时，在畜粪中会存在足以产生农作物植物毒性的程度。
在一个实例中，FBC和FeCl2加入碱处理过的牛粪肥中，如前文降低水溶性磷水平中所述制备水提取物。在水提取物中Cu和Zn的水平通过原子吸收光谱使用标准方法测定。按重量计，FBC调整到以20％和30％的比例加入；按重量计，FeCl2调整到以单一的2％比例加入，还对按重量计30％FBC和2％FeCl2结合使用进行了评价。
如下表5所示，按重量计2％的FeCl2剂量率将未经处理的粪肥中的水溶性铜从175-225ppb降低到50-75ppb。FBC无论单独使用或与FeCl2结合，在减少水溶性铜含量方面没有明显作用。另一方面，与未经处理的粪肥比较，FBC和FeCl2均可减少水溶性Zn的含量。和铜的情况一样，FBC和FeCl2结合并不优于单独使用FeCl2。
                         表5
     在牛粪肥中用FBC、FeCl2和其结合固定水溶性铜和锌
处理           铜           锌
    2天     8天     2天     8天
                   微克/升
对照     210     170     240     150
20％FBC     230     150     140     50
30％FBC     340     170     70     50
2％FeCl2     70     50     50     50
30％FBC+2％FeCl2     60     50     50     50
用于减少水溶性磷和微量元素的上述变化通常可根据例如图2和3说明的基本实施方案实现。例如，这种方法可以这样的顺序进行，在实质上完成破坏病原体的步骤之后，加入一定量的FeCl2(或其它铁盐)固定P、Cu和Zn。
废物处理领域的技术人员可认识到，与使用较高pH的已知方法相比，根据本发明实施方案的废物处理方法提供了显著的优点。这些优点之一是限制了氨的放出，从而限制空气传播的氨对工人的危害，并且将剩余氨保留在最终产品中，从而保持了最终产品的肥料价值。另外，根据这种实施方案的方法的应用易于在处理后降低最终产品的pH，从而提高它在土地施用中的效用，因为土壤已经是碱性的了。
尽管主要参考用于处理动物粪肥的实施方案描述了本发明，但是所属技术领域的专业人员应认识到其同样适用于其它种类的含氨动物粪便。例如，本发明的实施方案同样可以用于处理城市废水污泥、内脏肥、啤酒厂淤泥和发酵生物废料。实际上，任何含氨有机废物都可根据本发明的实施方案有益地进行处理。
上文是本发明特定实施方案的详细说明。本发明包含属于权利要求字面和精神范围内可替代、修改和变化的形式以及权利要求主题的全部等价形式。例如，高初始固体含量的粪肥(例如家禽或菜牛粪肥)可通过加入足够的石灰或苛性钠以提高pH，而飘尘可加入到较湿润的粪肥中(例如猪粪)以达到所需的固体含量和pH。同样地，可加入非碱性的飘尘或其它干燥原料以提高固体含量，可加入石灰或苛性钠提高pH。粪肥与碱性试剂混合可采用多种混合器(例如胶泥混合器、污泥碱稳定拌和机、表层土搅拌器)完成，该混合物也可装在多种密闭的容器中(例如塑料覆盖的料堆、筒仓、料仓)，这取决于特定操作的规模。从上文的详细说明，本技术领域的专业人员可认识到能够进行许多其它的替代、修改和变化。

Claims (16)

1.处理有机废物的方法，所述方法包括：通过将内在的氨转化成气态氨减少有机废物内病原体的水平并将气态氨保持在有机废物内部；和固定有机废物内部的污染物。
2.权利要求1的方法，其中所述固定包括向有机废物加入一些铁盐。
3.权利要求2的方法，其中铁盐选自氯化亚铁、氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁。
4.权利要求2的方法，其中加入铁盐的量按重量计为被处理有机废物的至少大约1％。
5.权利要求1的方法，其中所述固定包括向有机废物加入一些碱性物质。
6.权利要求5的方法，其中碱性物质选自流化床煤灰、飘尘、煤炭燃烧灰、烟道气脱硫副产品、水泥窑灰尘、木灰、粉碎石灰石、尾矿细粉、废水处理石灰和石膏。
7.权利要求1的方法，其中所述固定包括向有机废物加入铁盐和碱性物质。
8.权利要求1的方法，其中污染物质选自水溶性磷和水溶性微量金属。
9.权利要求8的方法，其中水溶性微量金属包括铜和锌。
10.权利要求1的方法，其中所述病原体的减少包括将无机副产品加入有机废物，其中无机副产品与有机废物起化学反应产生内在的氨，并将有机废物中的水溶性污染物变得不可溶解。
11.权利要求10的方法，进一步包括在减少病原体的水平之后向有机废物加入铁盐。
12.权利要求11的方法，其中有机废物的pH水平保持高于大约8.5至少大约24小时，接着加入铁盐。
13.权利要求1的方法，其中有机废物包括选自市政废水污泥、内脏肥料、啤酒厂污泥和发酵生物废物的物质。
14.权利要求1的方法，其中有机废物包括牲畜粪。
15.权利要求14的方法，其中有机废物进一步包括粪肥，其来自选自肉牛、乳牛、家禽、猪、火鸡、羊和马的动物。
16.权利要求14的方法，其中有机废物进一步包括衬垫材料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113666589A (zh) * 2021-08-12 2021-11-19 浙江理工大学 一种抑制污泥在室温下或干化过程中释放氨气的方法

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6424885B1 (en) * 1999-04-07 2002-07-23 Intuitive Surgical, Inc. Camera referenced control in a minimally invasive surgical apparatus
US6752849B2 (en) 2001-08-08 2004-06-22 N-Viro International Corporation Method for disinfecting and stabilizing organic wastes with mineral by-products
US6752848B2 (en) 2001-08-08 2004-06-22 N-Viro International Corporation Method for disinfecting and stabilizing organic wastes with mineral by-products
CA2506769C (en) * 2002-11-06 2012-02-28 Rockwool International A/S Method for preparing a mineral melt
US6742478B1 (en) 2002-12-18 2004-06-01 Union Gypsum, Inc. Absorbent animal bedding material and method of manufacturing and using same
IE86533B1 (en) * 2003-02-03 2015-05-06 Niall O'keeffe Improvements in and relating to fertilisers
US20060005784A1 (en) * 2004-07-08 2006-01-12 Lind Christopher B Environmental control of confined animal rearing facilities with liquid iron compounds
US20110044927A1 (en) * 2004-08-26 2011-02-24 Aceto Corporation Odor abatement of organic waste
US7963252B2 (en) * 2005-06-16 2011-06-21 Microganics, Llc Composition to accelerate the exponential growth of lag phase-preserved heterotrophic bacteria
US20070184394A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-09 Comrie Douglas C Production of cementitious ash products with reduced carbon emissions
FR2903096B1 (fr) * 2006-06-28 2008-12-19 Cycliz Sas Soc Par Actions Sim Procede pour traiter un lisier tel qu'un lisier de porc
US8075876B2 (en) * 2007-01-23 2011-12-13 Kemira Water Solutions, Inc. Treatment of animal litter with ferric sulfate granules
JP5134258B2 (ja) 2007-02-09 2013-01-30 ユニ・チャーム株式会社 動物用トイレ砂
DE102013014232A1 (de) * 2013-08-28 2015-03-05 Kronos International, Inc. Verfahren zur Reduktion von Ammoniak in der Abluft von Trocknungsanlagen für biogene Reststoffe
RU2552072C1 (ru) * 2014-02-17 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова" Способ обезвреживания органических отходов животноводства, свиноводства и птицеводства
KR200484792Y1 (ko) * 2016-04-25 2017-10-26 하용수 소 분뇨 처리 장치
EE05832B1 (et) * 2017-01-20 2021-03-15 Eesti Väetis Oü Mullaparanduspreparaat ja meetod selle valmistamiseks
CN107944601A (zh) * 2017-11-07 2018-04-20 中国石油天然气集团公司 以特征污染物溯源分析为指导的污水处理评估方法及装置
US11912633B1 (en) * 2022-12-09 2024-02-27 Holcim Technology Ltd Fertilizer composition including animal manure and cement kiln dust

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877920A (en) 1973-01-31 1975-04-15 George Carlberg Method of reclaiming wastes and products therefrom
JPS5845320B2 (ja) * 1977-02-06 1983-10-08 荏原インフイルコ株式会社 し尿液の処理方法
JPS5824396A (ja) * 1981-08-03 1983-02-14 Nippon Steel Corp コ−クス工場関係設備から発生する廃水の好気性活性汚泥処理方法
US4554002A (en) 1983-05-16 1985-11-19 N-Viro Energy Systems Ltd. Beneficiating waste sludges for agricultural use and product made thereby
JPS631500A (ja) * 1986-06-20 1988-01-06 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd 石油精製工場の悪臭を持つタンク堆積スラツジと汚水の処理方法
US4793927A (en) 1987-01-27 1988-12-27 Tulane Medical Center Of Tulane Univ. Method of treating sewage
US4781842A (en) 1987-02-27 1988-11-01 N-Viro Energy Systems Ltd. Method of treating wastewater sludge
US4902431A (en) 1988-01-28 1990-02-20 N-Viro Energy Systems Ltd. Method for treating wastewater sludge
SE468012B (sv) * 1989-10-10 1992-10-19 Bjoern Romansoff Foerfarande foer att framstaella anlaeggningsjord
US4997572A (en) 1990-06-29 1991-03-05 Willow Technology, Inc. High rate method for alkaline stabilization, beneficiating and pelletizing of wastewater treatment plant sludges
US5417861A (en) 1990-11-30 1995-05-23 N-Viro International Corporation Process to stabilize bioorganic, raw or treated wastewater sludge
US5275733A (en) * 1990-11-30 1994-01-04 N-Viro Energy Systems Ltd. Process to stabilize wastewater sludge
US5143481A (en) 1991-04-18 1992-09-01 American Fly Ash Company Method of treating municipal sewage sludge and product produced thereby
US5277826A (en) 1991-11-01 1994-01-11 Browning Ferris Industries Lime and fly ash stabilization of wastewater treatment sludge
DE4324208A1 (de) * 1993-07-19 1995-01-26 Kneer Franz X Verfahren zum Kompostieren von Klärschlamm
DE4444032C1 (de) * 1994-12-10 1996-05-02 Kuehn Umweltprodukte Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Aufbereitung von Gülle
US5679262A (en) 1995-02-13 1997-10-21 Bio Gro Systems, Inc. Method for alkaline treatment of sewage sludge for beneficial use
DE19629723C1 (de) * 1996-07-23 1998-04-02 August Hoellerich Verfahren zur Klärschlammkonditionierung
DE19749085A1 (de) * 1997-10-02 1999-04-08 Ziegelwerk Nordhausen Dipl Ing Bodensubstrat aus Klärschlamm mit hoher Schadstoffrückhaltung und Verfahren zu seiner Herstellung
US6248148B1 (en) * 1998-05-01 2001-06-19 N-Viro International Corporation Method for treating ammonia-containing organic waste
FR2782937B1 (fr) * 1998-09-08 2000-11-24 Lhoist Rech & Dev Sa Procede de traitement de dechets par ajout d'une quantite d'au moins un reactif alcalin et dispositif pour sa mise en oeuvre

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113666589A (zh) * 2021-08-12 2021-11-19 浙江理工大学 一种抑制污泥在室温下或干化过程中释放氨气的方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6402801B1 (en) 2002-06-11
CA2417933A1 (en) 2002-02-14
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BR0112937A (pt) 2005-01-18
WO2002012139A2 (en) 2002-02-14
IL154225A0 (en) 2003-07-31
AU2001268410A1 (en) 2002-02-18
WO2002012139A3 (en) 2002-04-25

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