CN1551806A - 废物处理的方法以及处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于残余废物和其它有机物污染的废物的处理方法，以及残余废物处理的加工设备，其中含有有机物成分的废物在真空下在反应器中加热到水的沸点温度范围，因此含水的细胞结构的细胞膜破裂，有机物高度污染的细胞液可以和废蒸汽一起排出。

Description

废物处理的方法以及处理设备

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的废物处理的方法，以及根据独立权利要求13的残余废物的处理设备。

背景技术

废物利用，诸如生活废物，工业废物，有机废物等的利用，由废物条例的法规规定并且优选尽可能的进行废物处理。废物条例基本上适用于任何废物持有者以及负责废物处理的公共单位，例如城市以及社区清洁公司。废物条例以及德联邦环境保护条例(BIMSCHV)详细规定废物必须被立即收集，运输和储存，并且通过没被阻止的废物利用选择的方式进行处理。为了遵守这种利用责任，从材料和能源的角度，废物利用对于社会是有益的。

材料利用表示将废物加工成再次原料然后利用于能源经济。或者，生产替代燃料被认为是一种材料利用，不同于废物的直接燃烧。目前，最后指出的是最常使用的废物处理的类型。但是，这种热能利用的问题在于，由立法者限定的限制值必须特别地在烟气中观察到，因此为了满足法律的要求必然导致安装技术的巨大花费。此外，考虑到传统废物焚烧设备，正在进行大众化的讨论，正是由于传统的废物焚烧，社会尽力将废物进行材料利用。

DE 196 48 731 A1描述了一种废物处理方法，其中废物中的有机成分在渗滤器中冲掉，这样生物稳定的残余物在干燥后进行焚烧。这种焚烧发生在传统废物焚烧设备中，因此具有与上述的热利用中的废气相同的问题。

DE 198 07 539描述了残余废物热处理的方法，其中通过机械和生物处理从废物中获得具有高热值的部分。这个具有高热值的部分提供给设备作为设备燃烧的替代燃料，所述设备同能源上连接的能源密集型设备一起运行。或者，这种替代燃料也可直接用于能源密集型设备。在这种已知的解决方案中，通过被处理废物的有机物的有氧降解进行生物稳定化。

DE 199 09 328 A1公开了一种残余废物的处理方法，其中残余废物进行需氧水解。在这种需氧水解的过程中，进行生物稳定的部分在反应器中接触空气和沥滤流体(水)。空气氧和同时调整的湿度的作用下引起混合物的需氧、适温加热，使得有机细胞破碎，并且释放的有机物通过冲洗液冲走。在这种已知的反应器中，混合物通过反应器横向地带入空气中并且通过传送/搅拌系统的方式带入沥滤流体。

这种需氧水解在最初的实验性设备中表现出良好的结果，因此在设备技术上相对的低成本使得这种需氧水解可以产生不被洗脱走的替代燃料，所述燃料没有透气性并且特征在于高热值。这种替代燃料例如可用于气化，并且产生的气体随后可在能量方面或者在材料方面应用于发电厂和水泥工厂，或者应用于产生甲醇或者钢铁厂中的还原剂。

在上述废物利用方法中，高成本的设备技术对于实施需氧水解仍然是必须的，因此类似的设备一方面需要大的空间并且另一方面相对高的成本。因此产生大量的高污染的废气并且根据30th BIMSCHV必须进行复杂，昂贵的气体净化和焚烧。

发明内容

相比之下，本发明的目的是提供用于废物处理的方法以及加工设备，因此残余废物的稳定化可以在低成本的方法和设备的条件下进行。

本发明的目的通过根据权利要求1的特征的方法，以及通过权利要求13的特征的处理设备得以实现。

根据本发明，废物的热稳定化在反应器中进行，在真空下类似于水沸腾的范围内进行操作。由于在真空中操作，根据实际情况没有废气产生，残余物作为产物以干燥稳定和卫生学要求的方式进行操作和存储。

根据本发明的操作反应器的方式，有机细胞的分解与上述的传统沥滤过程相比可通过生物降解大大加速，使得仅仅需要小部分的目前传统材料的加工周期。这就可以对反应器进行基本上更加密闭的设计成为可能，其中根据第一个初步试验，反应器的体积在相同的通量条件下不大于以前渗滤器情况的5％。

残余废物的有机成分的在水沸点范围的热处理导致含水细胞结构的细胞膜的剧烈破碎，并且释放的、有机物高度污染的细胞液可从反应器中提取出来。由于反应器内的加热和真空的作用，成分被消毒并且可根据人用药物允许的方式进行处理。

由于在真空下沸点温度低于废物中塑料成分的熔点，塑料部分不能在沸腾提取或者沸腾干燥过程中熔化，因而使容器的内边缘壁污染，结果破坏了热传递。

在本发明方法的一个有利变形例中，反应器作为沸腾提取器进行操作，其中沥滤流体施加给加热到沸点温度的残余废物，使得残余废物的有机污染成分被冲走。初步试验显示在这种沸腾提取器中即使存在于残余废物中的氮也被以氨的形式排出。由于氨的排出，残余废物的氮降低到在随后的过程中不需要进行去除氮氧化物的程度，例如在沼气设备中有机物污染的沥滤流体的处理过程中。

如果沸腾提取后进行沸腾干燥，残余废物中的有机物部分可以进一步降低，根据本发明其中沸腾提取后存在的热稳定的残余废物提供给反应器，然而在这种情况下，没有提供沥滤流体，而是在真空下沸腾范围内通过加热已经预先稳定的残余废物仅仅进行热稳定化。

如果在沸腾干燥和/或沸腾提取之前预先进行预加热，所述方法的有效性被进一步提高，从而使得为了加热残余废物到沸点温度，需要给反应器提供较少的热量。

仅仅通过沸腾提取或者沸腾干燥也可对残余物的合适成分进行充分的热稳定化，最好预先进行单独的预热步骤。

最好通过需氧浸渍处理进行这个预热步骤。在这种需氧加热的情况下，进行生物水解，生物化学上加速细胞的分解，因此分别在随后的提取中提高沥滤率或者在随后的干燥中增强脱水。

在一个有利的实施例中，从沸腾提取器或者沸腾干燥器下游存在的废蒸汽利用冷凝器或者具有等同效果的设备进行冷却并且冷凝，从而可在除轻微沥滤的空气以外基本上不存在废气的条件下进行所述处理过程。

可能存在的沥滤的空气就方法技术而言可能在最小成本，在燃烧器中燃烧或者进行进一步处理，诸如废气净化设备。

如上所述，沸腾提取后生成的有机物污染的沥滤流体可以提供给沼气设备。

沼气设备中没有负载的发酵液优选回收到沸腾反应器中作为循环或者处理用水。生成的沼气可被用在反应器中产生加工热量或者用于产生电能，使得系统从能量的角度基本上可进行自动操作。

在一个优选的实施例中，沸腾干燥后的温热干燥物进行不含废气的冷却干燥，使得温热干燥物通过同时降低露点再一次减湿。

根据本发明，残余废物加工设备的基本组件大体上包括在真空下可操作的可加热反应器，并且被设计成包括残余废物或者进料口以及出料口，以及用于运送残余废物以及引入剪切力的搅拌装置。

当提供了沥滤流体时，这种反应器可以作为沸腾提取器进行操作并且在没有沥滤流体时作为沸腾干燥器。

反应器的搅拌装置优选以这样的方式进行，即搅拌物在一次转动期间剥离吸附到反应器内边缘壁的材料，从而避免了在壁表面的结壳。由于搅拌装置的作用，材料沿着加热的内表面壁进行迁移并且可选择地从相反的方向从进料口运输到出料口。

搅拌设备优选具有蜗轮的形式，其中蜗轮可以设计成具有或者不具有中心轴。

搅拌设备的驱动装置优选设计成具有可逆转的作用方向，使得运送方向可以逆转。

如果搅拌器被设计成可以加热的，搅拌装置的作用尤其优良。

在一个优选的实施例中，残余废物和沥滤流体通过共用的进料口提供。

如果反应器提供了各自具有一个排列其中的、单独的搅拌器的两个部分，则反应器具有非常紧凑的设计。这两个部分可通过合适的材料推进或者反向材料推进相互连接，使得材料可被提供到循环中。

在一个优选的方法中，热稳定化的废物部分提供给压机，在压机水中含有的有机成分被运输到沼气设备。

由于上述物质循环流存在于废物处理的过程中并被生物成分污染，即使由例如30th BIMSCHV的立法者描述的最严格的条例，也可以相当低的成本得到满足，因为不需要任何昂贵的废气和污水净化步骤的下游布置。

作为加热反应器的能量生成机，可以利用例如燃烧器，燃气轮机，或者燃气机，上述的物质流，诸如出现在沼气设备的沼气，出现在沸腾反应器的有机物污染的废气，或者出现在废物脱水中的废气用于没有残余的燃烧。

本发明的其它的有利发展是其它附属权利要求的主旨。

附图说明

在下面，本发明的优选实施例将参考附图进行更加详细的解释；

图1显示通过沸腾提取处理残余废物的基本组件的方法流程图；

图2显示了本发明的方法中通过沸腾提取处理残余废物的基本组件；

图3显示了图1和图2的方法中使用的反应器；

图4显示了图1的反应器的一个实施例；

图5，6，7是代表用于沸腾提取/沸腾干燥的反应器部分的组合装置的简图；和

图8显示通过沸腾提取和随后的沸腾干燥处理残余废物的方法的基本原理。

具体实施方式

图1示范性显示了用于进行沸腾提取处理以处理有机污染的废物的最低需要的设备的基本原理，该废物诸如，例如残余废物，食品盒，来自食品工业的废物，蔬菜和其它可回收的有机废物，污水和发酵淤泥，生物残余物，诸如来自饮料生产的麦芽浆。

有机污染物1提供给反应器2并用新鲜水或者循环流体6进行稀释。在搅拌设备8的帮助下废物的悬浮液74和液体混合并进行运输。通过加热套4提供热量达到沸点温度。

为了加速加热处理，也可以连接性的直接导入加压的蒸汽38到悬浮液74和/或通过一个没有详细显示的上游加热带。

这种残余废物的主要部分包括大多数吸附到表面上的短链化合物。如果这个表面通过热处理水进行清洗，预先不溶的化合物被水解并冲走。有机废物带臭味的成分以及水解产物在水中具有相对良好的溶解性并且可通过沥滤流体冲走。通过这种提取，获得有机物降低并除臭的残余废物。

通过在真空下在沸点的范围内操作沸腾提取器，通过加强细菌降解，提取的物理/化学效应大大提高。混合物的有机细胞破碎并且释放出细胞液，溶解的有机物通过沥滤流体流走。据发现通过使用沸腾提取器2而非传统的渗滤器，处理时间从传统渗滤器的大约两天缩减到2小时，为了加工相同产量的废物，沸腾提取器2可被设计成比传统渗滤器大大缩小的体积。

热处理的加工通过一个热产生设备26进行，而热能28以温水，加压的热水，热油或者蒸汽38的形式产生。

当能量载体24提供给热生成设备时，可以使用在处理中自动产生的沼气，和/或也可利用其它的矿石燃料或者电能。

在沸腾提取器2的沸腾步骤中，由于减压，沸点明显保持低于100℃，并且根据悬浮液74，加热套的温度被设定到在加热表面不发生结壳的温度水平，目的在于在悬浮液中能够发生热量交换而且没有任何损失。

根据产物混合物/悬浮物74，诸如，例如塑料部分和塑料板的成分可以开始进行塑化并且覆盖热交换器的表面以及搅拌设备8该搅拌设备在加热套上具有较高粘度层或者表面温度大约80℃。由真空发生器4(这里指真空泵)产生的降低的压力，所述真空发生器通过产生的优选≤80mbar的减小的压力，降低沸腾提取器2的沸点到＜60℃。

通过废气48排出的成分通过冷却16在废蒸汽冷凝器66中冷却到露点以下，并且废气54从冷凝物68中分离出来。真空发生器40可以根据需要排列在废蒸汽冷凝器66的上游或者下游。

在废蒸汽冷凝器中存在的废气54含有沥滤的空气以及来自热悬浮液74的惰性气体和大量来自下面更详细描述的沼气设备的循环水6的残余气体的混合物。废气的生成量相对处理的1000kg悬浮液的量低于1.0m³，因此是极低的，从而可以在应用中谈及不含废气的处理。

悬浮液的温度在＞40℃和＜100℃之间，以及减压的作用下，生物来源的成分的细胞结构改变，膜破裂，因此在几分钟内封闭的生物物质就可进行沥滤处理。

而且，仅仅通过降解很难破碎的纤维素和木质素通过上述的温度和真空的作用下破碎并提供给随后的沼气设备20(发酵阶段)作为生物能。

根据悬浮液74的温度和热能，在沸腾反应器2中的加热时间是不同的并且通过预热加入的物质1和沸腾反应器2外的处理水6可以大大缩短。

循环水/处理水6已被富集到饱和了溶解的有机物以后，排出悬浮液74，并且热稳定的底物/水混合物10提供给脱水装置14(此处以分类压机的形式表示)。在脱水装置14中，固体物质/压滤饼22从富含有机物的加工用水18中分离出来。然后压滤饼22提供给进一步的加工步骤，诸如堆制，生物干燥，或者如图2所示的机械热干燥。

正确的提取过程依赖于进料的材料并且需要平均几分钟到大于1小时的时间。由于温度的作用超过1小时，悬浮液74被消毒灭菌，并且在脱水14和干燥42(图2)之后可能进行操作，储存并且提供给进一步的人类医药允许的加工步骤。

处理用水8优选在沼气设备20中进行净化(图8)，其中有机物部分在甲烷细菌的帮助下转化为沼气24，然后沼气被提供用于热生成设备26的能量生成，多余的气体被提供用于进一步的利用103(图8)用于生成热量和电。

净化的发酵水32(图8)从沼气设备排出并且再次提供给沸腾提取器2作为处理用水/循环水6。

废蒸汽冷凝物68含有大部分的氮化合物可能抑制发酵罐20中的生物厌氧分解过程。因此，废蒸汽冷凝物68在无水净化过程36中连同多余的水34(图8)直接进行处理然后以净化的水105导入下水道，或者部分提供给沸腾提取器2作为加工用水/循环水6。虽然这个过程降低了沼气设备20的上游的氮，但是发酵过程不再需要氮提取过程。

因此本发明描述的方法就是，有机污染物1与水6在反应器2中通过搅拌装置8进行混合和运输，并且通过在水沸点的范围内在施加真空的条件下通过热作用4，悬浮液74以在几分钟内细胞膜破碎，木质素和纤维素分解的方式进行降解，并且在沼气设备20进行厌氧发酵过程，因此起始物10进行灭菌消毒然后可以进行脱水步骤14和随后的干燥42(图2)，进一步加工以及储存为可用于人类医药的混合物。

本发明的方法的优点可通过沸腾提取与其它方法的比较看出，其中从具有50％水分的残余废物的有机物产生沼气。

在上述沸腾提取中，在反应器2中的处理时间最多为2小时，循环水的量为1000升/千克的残余废物的循环水用量，并且在发酵罐20中转化为沼气最多5天。由于纤维素化合物也部分降解，气体的产生量为大约150Nm³/1Mg的残余废物。甲烷的含量为70％。废气的量为大约1.0m3/1Mg的残余废物。能量的消耗为在干燥15％时产生大约5％的能量。

根据上述的专利申请EP 0876311和PCT/IB 99/01950的沥滤过程中，在反应器中的处理周期为至少2天，循环水的用量为3000 1/kg的残余废物的循环水用量，并且最多5天在发酵罐中转化为沼气。纤维素化合物没有分解。气体的产生量为大约100Nm³/1Mg的残余废物。甲烷的含量为55-60％。1Mg残余废物的废气的量为大约8000m³，能量的消耗产生大约30％的能量。

其它已知的提取方法是减压爆炸，其中主要在屠宰场废物中的组织细胞保持在350℃的高压锅中大约18bar的高压下2小时。保留时间过后，少量破碎释放。由于减压细胞膜破碎，屠宰场的废物可进行发酵。高温和保留时间主要用于破坏引起疯牛病(BSE)的脘病毒。1Mg的屠宰场的废物需要大约40m³的降解体积。木质素化合物只部分分解。1Mg的屠宰场的废物产生大约300Nm³的气体。每1Mg废气量为大约10.000m³。能量的消耗产生大约50％的能量。

图2显示了用于进行使下列物质干燥，稳定化和灭菌消毒的真空沸腾干燥处理的最低需要的设备，该物质例如：

残余废物；

来自沸腾提取，沥滤的起始物混合物；

来自净化设备的淤泥和来自发酵设备的降解的淤泥；

来自食品设备的产品和废物；

来自涂料工业，化学工业和金属加工工业的产物淤泥。

潮湿材料1，22，60导入沸腾干燥器42并在搅拌装置8的帮助下移动，混合和运输。通过加热套4提供达到沸点温度的热量。加热的过程依次通过热生成设备26进行，而热能28以温水，加压的热水，热油或者蒸汽的形式生成。

由于能量载体24可能利用来自沸腾提取过程和/或其它矿物燃料或者电能的自动生成的沼气。

在沸腾干燥器42的干燥过程中，通过减压沸点明显保持低于100℃，并且加热套的温度4根据潮湿材料1，22，60调整温度到在加热的表面不产生结壳的温度水平，目的在于在不损失的情况下将热量导入潮湿材料1，22，60。

沸腾干燥器42的操作大体上对应于图1所表示的沸腾提取器2的操作，除了不提供加工用水6。根据沸腾干燥器42的基本功能为了更加清楚，参考关于沸腾提取器2的相应解释。

根据潮湿材料1，22，60的入口温度和热容量，在沸腾干燥器42中的加热时间不同并且也可通过在沸腾干燥器42外表预热潮湿物1，22，60(设备未显示)大大缩短加热时间。加热到操作温度后，根据潮湿物1，22，60的湿度干燥过程的时间持续在1.5和3个小时之间。

通过在高于90℃的温度下保留时间超过1个小时的作用，对干燥产物50进行消毒灭菌，并且可以进行加工，储存，并提供用于进一步的人类医药允许的加工步骤。

从沸腾干燥器42在大约60到80℃的排放温度排出干燥物50。通过附图标记表示的物质流偏差62的作用，温热的干燥物50可以立即储存或者进一步加工。然而，如果随后的进一步处理需要较低的材料温度，将温热的干燥物50提供给冷却干燥器52。冷却干燥器52包括密闭的外壳带有向内排列的穿孔的传送带56，而干燥物50(饼)从入口运送到出口。

带有热量的来自干燥物50的残余湿气的废气78在冷却器/冷凝器66中冷却并减湿。冷凝物68提供给污水处理(图8)。在循环鼓风机70的帮助下，减湿的干燥空气80通过穿孔的传送带通过56以及干燥饼50。冷却的干燥物72从冷却干燥器52通过一个闸门排出，运送装置这里未显示。关闭空气流78，80，根据实际情况没有产生废空气或者废气。

图3显示作为沸腾提取器2或者作为沸腾干燥器42的反应器的基本组件90。在这种基本组件90中，可以履行沸腾提取器2和沸腾干燥器42的两种功能。中心部件包括无芯的传送和循环螺旋82，同时设计了搅拌器的功能8。通过这种循环的螺旋82，保证了温和的置换成分74，76，并通过材料运动100，102加热表面4不进行结壳，而热量从加热介质28交换到待加热的潮湿材料或者交换到悬浮液74中。

总之，这就意味着在步骤2和42中的成分74，76与螺旋82的搅拌运动100，102联合持续性的从反应器2，42的热交换表面清除杂质，并且由于螺旋82，8的几何学，长丝线或者其它的长纤维部分或者物质不能缠绕或者形成卷状。

循环螺旋82通过至少一种驱动装置96移动，特殊的衬套98阻止沥滤的空气的进入。通过入口的阀门或者闸门84提供了供应材料1，6，22，60，并且在处理的末期通过出口阀门或者闸门88排出产物10，50。

通过泵40，44(图1，2)调整的真空，在沸腾提取器2或者沸腾干燥器42中的沸点被设定到明显低于100℃，并且从反应器2，42(90)通过蒸汽室/废气出口90排出废气46，48。为了在较短的时间内就可加热悬浮液74到沸腾提取的操作温度，除了加热套92，4可以注入蒸汽38。

图4显示了包括带有一个中心轴和重叠的叶片107的搅拌装置的一个实施例，在转动期间由于推进式运动，在研磨潮湿物76或者悬浮液74的帮助下保持了反应器的加热表面92不结壳。也可通过带有叶片107的加热装置28加热搅拌装置106，所述加热方式类似于上述的用于屠宰场制造动物肉类的废物的高压灭菌锅或者干燥淤泥的圆盘式干燥器(在图中未显示)。

在上面，解释了一种用于两种方法的装置，诸如：

根据图1的沸腾提取；

根据图2的沸腾干燥。

这两个操作步骤可以在一种和相同的装置90中连续进行不需要成分在两个步骤之间离开反应器90。

然而，在大规模的设备中，如果这两个步骤在两个不同的处理容器中进行是有利的，因为沸腾提取2和沸腾干燥42的过程具有不同的静置和处理时间，并且中间的脱水步骤14在能量和时间上都降低了蒸发的能量。

图5到6显示了沸腾提取2和沸腾干燥42的示范性排列的例子。

图5显示了一种反应器90间歇的进料84或者出料88。待处理的处理材料74，76由驱动装置96驱动通过搅拌装置106反复运动(箭头100)直到加工结束。这种操作的排列和方式尤其适用于小规模和单独的设备，例如在一天的工作日中进行2到3次换班。

图6显示了多个反应器步骤或者反应器部分的连续排列，其中单独的批次连续进料84，处理和出料88。为了在迁移步骤102中保持真空，通过阀门或者闸门将各个步骤彼此分开。单独的反应器部分任何需要的数目90.1-90.0m都可连续排列。

图7显示了待处理的处理材料74，76在封闭的循环中循环的排列。根据这个实施例，大约平行排列的两个反应器部分90.1和90.2通过转换部件104彼此连接。两个反应器部分90.1和90.2每个都具有带有驱动装置96的搅拌装置106，在两个部分90.1，90.2中运送方向相反(箭头102)。

在90.1和90.2两个部分之间提供了转换元件，而部分90.1，90.2的单个相邻的末端彼此相连，产生典型的循环。待加工的材料通过进料口84提供并从反应器中通过出料口88排出。

类似于图1的排列，间歇操作中的问题在于由于处理材料的统一旋转可以均匀(在适合处理的填充水平)的传送通过装置(90.1，90.2，104)。

图7显示的布置适合于大量的通过量处理，所述处理进行，例如多次转换并且如果使用至少三个具有相应体积缓冲器的装置，实际上可以进行连续操作。

图8显示了根据图1沸腾提取处理和随后的根据图2沸腾干燥处理的组合与沼气设备20，污水净化设备36，和废气处理设备30的联合。

下面描述在图1和图2中未处理的组合和相互连接。

残余废物或者其它的有机污染的废物1可以任选提供给沸腾提取2或者也可直接进行沸腾干燥器的干燥。糊状或者液体淤泥60可以直接提供给沸腾干燥器42或者作为和挤压饼22的混合物62，并且残余废物1作为添加物或者作为单独的成分提供给沸腾干燥器。

在沸腾干燥器中和沸腾提取器2中存在的废气48，46通过真空生成器40提供给上游或者下游冷却器/冷凝器66，其中废气48，46进行冷凝并从废气54分离。冷凝物68提供给污水处理设备36。生成的废气根据成分和污染物的比例与净化的废气30混合，或者与燃气混合提供给生热设备用于后续燃烧。来自提取器2的有机物高度污染的压力水18提供给沼气设备20用于净化和生成沼气24。然后沼气20可以提供给其它的能量利用，诸如，例如热电设备用于发电。

来自沼气设备20的净化的发酵水32以加工用水/循环液的方式提供给提取器2作为沥滤流体6。来自沼气设备(发酵)20的多余水34与废蒸汽冷凝物68相连在废水处理36中进行处理并且导入下水道或者作为被净化的污水105进入排水管。

为了以燃料的形式提供加热的能量，可能在进入反应器(提取器，干燥器)90之前，在密闭浸渍盒(进料容器)108中，通过用空气110或者用由需氧加热生物产生的工业氧气111短时间内预调整被有机物污染的输入液1，60，22到需要的操作温度。同时利用需氧加热发生生物生成的水解，其中在提取器2中的沥滤率以及干燥42期间的脱水通过生物化学降解显著提高，而且在反应器90中的随后的处理步骤的生物化学的适应性提高。

为了将废气流54保持尽可能的小，尤其适合施加工业富集的氧气111。从进料容器(浸渍盒)108提取废气54，并且提供给上述的废气处理30，26用于净化或者燃烧。

在上述处理有机物污染的残余废物1和其它的有机物污染的废物22，60的方法中，通过真空46，48和加热4，26，28的作用，含水的细胞的细胞膜破裂，因此细胞液，类似于真空提取器2中的真空沸腾提取过程(图1)，可以在几分钟内冲去有机物成分18并在沼气设备20转化成沼气24。

相同的发生在真空沸腾干燥中(图2)，其中释放的细胞液，连同位于待干燥的潮湿材料76表面的游离水通过真空沸腾以废气46的方式离开干燥器90。

因此这种细胞降解在有机污染的残余废物1以及74，76的混合物的情况下通过已知的方法得以实现。

1.在需氧分解过程的第一个阶段通过酸化(水解)进行生物降解，其中通过调整下列参数，诸如：

湿度调节；

空气供应；

机械循环。

在最适条件下细菌作用的帮助下，细胞分解开始于第二个处理日，并且根据材料成分在第三天和第五天之间达到最高的分解率。

2.热-物理分解

通过在高压锅中，2.0到15巴的过量压力下从120加热到350℃，随后在容器和减压容器中爆炸性减压。这个过程是指减压爆炸。在两种方法中，利用细胞分解目的在于通过沥滤排出释放的细胞液并在沼气设备转化为沼气。沥滤过程结束后，排出的材料在大多数情况下提供给脱水步骤，然后残余物在传统的热或者生物干燥过程中分解和/或脱水。

与上述提及的和已知的方法1和2相比，值得提及的废气流在沸腾提取2和沸腾干燥42的过程中没有产生。最多，每1000kg的提供的产物74，76，产生1.0m³的废气54。对于通过废蒸汽46，48对1000kg的产物进行脱水，热能的消耗最多为150kWh，电能消耗最多为10kWh。在1000kg残余废物处理中产生的气体根据有机物的比例产生大约200Nm³的沼气或者1,300kWh的热量。

在已知的方法1和2中，高度污染的废气流为每1000kg的产物74，76大约3000m³。消耗的热量为至少280kWh，消耗的电量为额外的24kWh。

本发明公开了用于残余废物和其它有机物污染的废物的处理方法，以及残余废物处理的加工设备，其中含有有机物成分的废物在真空下在反应器中加热到水沸点温度范围，因此含水的细胞结构的细胞膜破裂，有机物高度污染的细胞液可以和废气一起排出。

附图标记列表

1.干物质含量＞30％的残余废物或者其他的有机物污染的废物

2.沸腾提取器

4.外表加热

6.加工用水(新鲜水或者来自沼气设备的循环水)

8.搅拌和运输装置

10.热稳定的残余废物/水混合物

12.脱水

14.脱水装置

16.冷却介质生成器

18.有机物高度污染的加工用水

20.沼气设备

22.压滤饼

24.沼气或者其他能量载体

26.热生成设备

28.热能

30.废气净化

32.发酵水

34.多余的水

36.污水净化设备

38.蒸汽

40.沸腾提取器的真空泵

42.真空沸腾干燥器

44.沸腾干燥器的真空泵

46.废蒸汽(真空干燥器)

48.废蒸汽(沸腾反应器)

50.干燥的或者温热的残余废物或者其他废物

52.冷却干燥器

54.废气

56.栅条板或传输带

60.干物质含量＜40％的淤泥和其他糊状产物以及废物

62.物质流偏差/搅拌器

66.废蒸汽冷凝器/冷却器

68.污水处理中的冷凝物

70.循环鼓风机

72.干燥的和冷却的残余废物或者其他的废物

74.悬浮液(用于沸腾提取的材料混合物(混合物1和6))

76.用于真空干燥的材料(混合物(1，22，60))

78.负载循环空气的水蒸汽

80.减湿的冷空气

82.运输和循环螺旋

84.具有阀门的进料口

86.套管

88.带有阀门的出料口

90.沸腾提取器和/或真空干燥器

92.加热套，加热表面

94.废气出口

96.发动装置

98.真空密闭轴

100.材料在一个方向推进

102.材料推进和反向推进

103.多余沼气的能量利用

104.迁移的，未负载的和负载的成分

105.净化的废水

106.搅拌装置

107.搅拌装置叶片

108.进料容器/生物预热

109.分配装置

110.供应空气

111.流入氧气

Claims (32)

1.废物处理的方法，其中废物的有机成分在反应器(2，42，90)中排出，所述方法包括如下步骤：

将废物(1)导入反应器(2，42，90)；

在真空下加热废物(1)到水的沸点温度；

通过搅拌装置(106)等对在反应器(2，42，90)中获得的废物(1)施加剪切力；

破坏有机成分的含水细胞结构的细胞膜并且排出产生的含有有机成分的废蒸气(46，48)。

2.根据权利要求1的方法，其中在沸腾提取的过程中，水(6)或者其他合适的沥滤流体提供给作为沸腾提取器(2)的反应器，一部分有机成分用水(6)冲走，并且部分有机成分和/或结合的氮用产生的废蒸气(48)以氨的形式排出。

3.根据权利要求2的方法，其中沸腾提取紧接着具有权利要求1特征的沸腾干燥。

4.根据上述的任一权利要求的方法，其中根据权利要求1的沸腾干燥或者具有权利要求2的特征的沸腾提取之前进行废物(1)的预热(108)。

5.根据权利要求4的方法，其中预热(108)通过需氧浸渍过程进行。

6.根据上述的任一权利要求的方法，其中废蒸汽(46，48)被提供给冷凝器，优选提供给冷却器(66)。

7.根据权利要求6的方法，其中在处理过程中产生的沥滤空气在燃烧器(26)中进行燃烧或者提供给一个处理过程。

8.根据权利要求2到7的任一权利要求的方法，其中有机物污染的沥滤流体被提供给沼气设备(20)。

9.根据权利要求8的方法，其中在沼气设备中被污染的发酵水(32)作为循环或者处理用水(6)回收到沸腾反应器(2)。

10.根据权利要求8或者9的方法，其中生成的沼气(24)用于生成工艺用热或者电能。

11.根据上述的任一权利要求的方法，其中在具有权利要求1的特征的沸腾干燥后，进行温热干燥物的冷却干燥。

12.根据权利要求2和3的方法，其中沸腾干燥和沸腾提取在相同的反应器(2，42，90)中进行。

13.用于处理含有有机成分的废物(1)的处理设备，尤其是用于实施根据上述的任一权利要求的方法的处理设备，该处理设备包括一个能够在真空下加热到水(6)或者其他沥滤流体的沸点温度的可加热反应器(2，42，90)，并且具有一个废物入口(84)，出料口(88)，真空室，加热器(92)，废蒸汽出口(94)，以及用于引入剪切力的装置，尤其是搅拌装置(106)。

14.根据权利要求13的处理设备，其中反应器为具有沥滤流体入口(84)的沸腾提取器(2)。

15.根据权利要求13的处理设备，其中反应器为用于废物脱水的沸腾干燥器(42)。

16.根据权利要求15的处理设备，其中预热装置(108)放置在沸腾干燥器(42)的上游。

17.根据权利要求14和15的处理设备，其中沸腾提取器(2)和沸腾干燥器(42)由相同的反应器(2，42，90)形成。

18.根据权利要求14到18的任一权利要求的处理设备，包括用于处理污染的沥滤液的沼气设备(20)。

19.根据权利要求18的处理设备，包括用于回收在沼气设备(20)生成的作为处理用水(6)的发酵水(32)的循环装置。

20.根据权利要求15到19的任一权利要求的处理设备，包括用于温热干燥物的后干燥处理的冷却干燥器。

21.根据权利要求13到20的任一权利要求的处理设备，包括用于废蒸汽(46，48)的冷凝器(66)。

22.根据权利要求13到21的任一权利要求的处理设备，其中搅拌装置(106)具有搅拌器，通过该搅拌器废物可从入口传送到出口。

23.根据权利要求22的处理设备，其中搅拌装置(106)具有搅拌部件(107)，通过该搅拌部件材料可剥离反应器(2，42，90)的内边缘壁。

24.根据权利要求23或者24的处理设备，其中搅拌部件(107)具有带有或者不带中心轴的蜗轮的形式。

25.根据权利要求22到24的任一权利要求的处理设备，其中搅拌装置(106)的运送方向是可逆的。

26.根据权利要求22到25的任一权利要求的处理设备，其中搅拌部件(107)被加热。

27.根据权利要求14到26的任一权利要求的处理设备，其中废物入口和沥滤流体入口具有共同的入口(84)的形式。

28.根据权利要求13到27的任一权利要求的处理设备，包括用于提供加热蒸汽(84)的蒸汽入口。

29.根据权利要求22的处理设备，其中反应器(2，42，90)具有至少两个部分(90.1，90.2)，其中排列着单独的搅拌装置(106)。

30.根据权利要求29的处理设备，其中两个部分(90.1，90.2)通过转换部件(104)相互连接，因此材料可以循环运送。

31.根据权利要求15到28的任一权利要求的处理设备，其中分类压机(14)位于沸腾干燥器(42)的下游。

32.根据权利要求13到31的任一权利要求的处理设备，包括用于处理在加工过程中产生的污水的污水净化设备(36)。

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