申请日2007.01.15
公开(公告)日2007.08.08
IPC分类号C02F3/28; B09B3/00; C05F17/00
摘要
一种生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水新技术及其设备，它能够最大限度的利用有机垃圾和废水中的资源，以自体生物压力厌氧发酵过程中所富集、培养的微生物压力厌氧菌群接种剂，对所处理的垃圾接种微生物压力厌氧菌群接种剂后，促其转化成强化稳定的腐殖质类有机肥，同时还能高效率的对垃圾和废水进行处理，并且大幅度降低能源消耗，减少运行费用，显著的降低了处理垃圾和废水的处理成本，并且节省大量能源，更有利于垃圾和废水的就近处理。从而达到垃圾的资源化、减量化和无害化处理。
权利要求书
1.一种生物压力厌氧法同时处理垃圾和废水新技术，采用单元化自成体系 的自体循环方式，在动态或静态厌氧发酵条件下，同时处理有机垃圾和废 水，促其转化成强化稳定的腐殖质类有机肥，同时使废水得到彻底净化， 并能有效地利用垃圾中的有机资源，将其转化成沼气，从而达到垃圾的资 源化、减量化和无害化处理，其特征是：采用单元化自成体系的自体循环 方式，在动态或静态的压力厌氧发酵条件下，以自体生物压力厌氧废水处 过程中所富集的、经过强化了的微生物压力厌氧菌群接种剂，对所处理的 垃圾接种微生物压力厌氧菌群接种剂，接种后的垃圾在常温厌氧状态下进 行发酵，在生成大量沼气的同时，使垃圾彻底腐熟，成为优质高效的腐殖 质类有机肥，同时对垃圾渗滤液或废水进行处理，利用渗滤液或废水中的 有机物质，与厌氧微生物颗粒污泥充分接触均匀混合，渗滤液或废水中的 有机悬浮物质，被微生物压力厌氧菌群所激活，富集培养成微生物压力厌 氧菌群接种剂，所含的大部分有机物质被转化成沼气，在垃圾和垃圾渗滤 液以及废水处理过程中，微生物在生长代谢成为微生物压力厌氧菌群接种 剂时，所生成的代谢气体压力，为系统的平衡压力，利用系统的压力差， 使微生物压力厌氧菌群接种剂回喷，渗滤液或废水在压力环境系统中，得 到厌氧生物处理，出水时又利用了水的压力差作为动力，对处理过的水进 一步去浊净化，使被处理的废水的水质更加纯净，最终实现达标排放。
2.一种生物压力厌氧法，同时处理有机垃圾和废水的系统装置，包括： 能将垃圾中的可发酵物质，在接种厌氧菌群接种剂后，使垃圾迅速腐熟成 腐殖质类有机肥的主体设备垃圾腐熟反应器;对垃圾渗滤液或废水进行处 理，起到净化废水、培养富集微生物压力厌氧菌群接种剂作用，并可独立 运行的废水处理反应器;和将净化水进一步去浊净化的精滤滤水过滤器; 以及能够将垃圾腐熟反应器和废水处理反应器同精滤滤水过滤器所产出的 沼气进行收集、贮存的贮气贮压装置，这些既独立又相互以管路连通的单 元，结构组成自成体系的单元化生物压力厌氧有机垃圾和废水处理系统装 置，其特征是：系统装置具有优良的密闭性能和较强的刚度，适宜在有压 力的厌氧条件下工作，垃圾腐熟反应器内部被阻隔栅滤板分隔成上下两部 分，上部分为垃圾发酵仓，下部分为渗滤液积液仓，顶部设置进料口，内 装垃圾进料装置，并设置垃圾沼气出气管，还装置有喷淋器，能够方便的 对装于发酵仓内的垃圾接种生物压力厌氧菌群接种剂，当垃圾腐熟，开启 装置在侧面的腐熟垃圾出料器，放出生物肥，从阻隔栅滤板渗透下来的渗 滤液，被装于渗滤液积液仓下面的渗滤液导水管引出，由渗滤液联通进水 管输送进入到布水混水反应室中，废水反应器内部底层反应区，被中间间 隔的圆柱形间壁管所分隔，分隔成内外两个各自独立的夹层腔，内腔为布 水混水反应室，外腔为浓缩液沉降反应室，所处理的废水和渗滤液，也一 同朝布水混水反应室中输送，所输送来的渗滤液和废水，首先在布水混水 反应室中，同厌氧颗粒污泥充分接触均匀混合，渗滤液和废水中所含的大 部分有机物，被转化成沼气，其余部分被培养富集成为微生物压力厌氧菌 群接种剂，以浓缩液的形态存在，沉降到浓缩液沉降反应室中，所形成的 微生物压力厌氧菌群接种剂，沿着浓缩液菌剂回流管回流到垃圾腐熟反应 器中，用喷淋器接种或回喷到正在腐熟的垃圾上，这一过程是连续间断间 歇进行和工作的，由于废水反应器对废水处理的效率特别优异，完全可以 采集原有垃圾填埋场的渗滤液进行处理，以增大处理废水的数量，由于在 布水混水反应室上边装置的絮凝反应罩的在次分隔，废水在进一步升流的 同时，逐渐生流到厌氧反应室内，其中的上清液在进水水流的推动下逐渐 上升，当进入到静水层段时，其中的悬浮固体进一步沉降，沉降到浓缩液 沉降反应室底部，在升流水流的带动下，废水中的固液进一步分离，清水 被提升到由贮水圈所形成的废水分离室时，废水中的沼气实现气水分离， 处于集气室里的沼气，由废水沼气出气管引出，输送到贮气贮压装置中， 更加净化了的清水被提升到净化水贮水间中，由清水出水管引出，进入到 精滤滤水过滤器内，被进一步去浊净化，由于出水具有一定的压力，以压 力差为推动力，出水在透过纤维过滤层时，悬浮物质大部分被滤除掉，浓 缩液沉降到沉降槽底部，通过浓缩液再回流管以微生物压力厌氧菌群接种 剂的方式，回喷到垃圾腐熟反应器内，透过纤维滤层的废水，压力在过滤 过程中消耗损失，但水质却达到了一定的纯度，集积在沼气尾气分离室内， 成为了纯净的化水，所残留的尾气沼气，由尾气沼气出气管引出，朝贮气 贮压装置中输送，纯净的净化水从排水出水管排出，实现达标排放，所输 送到贮气贮压装置内容腔里的沼气，经由沼气输气管输送到沼气供气站， 经脱硫处理后供用户使用。被净化后的纯净的净化水，可用于饮用以外的 用途。例如洗涤、冷却用水、排灌等，如配备排水的再利用系统可使排水 再生。由于系统装置在处理废水时，将废水中的有机絮凝物转换为沼气， 以及转化成生物压力厌氧菌群接种剂，其余全部以浓缩液的形式回喷接种 到垃圾中，这样，系统不产生污泥，完成了单元化生物压力厌氧垃圾的腐 熟化处理，及其垃圾渗滤液以及废水处理的工艺全过程。
3.根据权利要求1所述的生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水新技术， 其特征是：所富集培养的微生物压力厌氧菌群接种剂，不但是生物厌氧发酵 的接种剂，而且能够作为好氧动态或静态发酵条件下的微生物接种剂，更 出乎意料的是当它接种到垃圾中后，垃圾在自然常温好氧状态下发酵，优 于目前所知的人工培养的各种类微生物发酵制剂。
4.根据权利要求2所述的生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水系统装 置，其特征是：生物压力厌氧垃圾腐熟反应器;生物压力厌氧微生物富集 培养反应器;生物压力厌氧精滤滤水过滤器;能够单独独立的自成体系的 完成单项工艺，并可单独独立运行和工作。
5.如权利要求2或4所述的生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水系统 装置，其特征是：生物压力厌氧垃圾腐熟反应器，能够将装于其中的垃圾， 在接种生物压力厌氧菌群接种剂后，将垃圾腐熟成为优质高效的有机肥。
6.如权利要求2或4所述的生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水系统 装置，其特征是：生物压力厌氧废水处理反应器，是处理垃圾渗滤液及废 水的主体反应器装置，起到处理废水及富集培养生物压力厌氧菌群接种剂 的双重作用，并可以单独独立运行，可广泛应用于处理垃圾渗滤液废水、 工农业有机废水、养殖、屠宰废水的处理。
7.如权利要求2或4所述的生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水系统 装置，其特征是：生物压力厌氧垃圾腐熟反应器;生物压力厌氧废水处理 反应器;生物压力厌氧精滤滤水过滤器;生物压力厌氧贮气贮压装置，可 以单独独立设置单种类的多个各组，以适应各种工况和环境应用。
8.如权利要求1或3所述的生物压力厌氧法同时处理有机垃圾和废水新技 术，其特征是：所富集培养的生物压力厌氧菌群接种剂，其所适宜的最佳培 养环境是，系统温度40℃;工况压力0.3MPa的厌氧环境。
说明书
生物压力厌氧同时处理垃圾和废水新技术及其设备
所属技术领域
本发明涉及同时处理生活垃圾和废水新技术，特别是关于一种单元化生 物压力厌氧同时处理生活垃圾和废水的新工艺;并为实施这一工艺技术所提 供的设备。属于能源工程或环境保护的垃圾处理和废水处理技术领域。
背景技术
生活垃圾和生活废水，是人类生存活动所必然产生的两大类废弃物，这 些废弃物的排放，每天都在污染着环境，特别是在人群密集的城镇，废弃物 的大量集中排放，又给原本就非常脆弱的环境，造成新的压力。毋庸讳言， 堵住源头将使人类的生活和生产活动停止，这是无法实现的现实;摆在面前 的唯一出路，就是加大对环境污染的治理和保护。
现实表明，对垃圾和废水进行处理，实质上是利用另类能源的消耗，来 改善垃圾以及废水品质的，其代价是高昂的。特别是将垃圾和废水分开来处 理，不但分散了资金的投入，而且更加加大了治理的难度，同时能源的消耗 也是相当的惊人。
发明内容
本发明的目是提供一种单元化，生物压力厌氧同时处理垃圾和废水的新 技术，及其为实施这一技术所提供的设备。它能够最大限度的利用垃圾和废 水中的有机资源，高效率的对垃圾和废水进行处理，并且大幅度降低能源消 耗，减少运行费用，显著的降低了处理垃圾和废水的处理成本，并且节省大 量能源，更有利于垃圾和废水的就近处理。
本发明的技术方案是，设计一种单元化，生物压力厌氧同时处理有机垃圾及 其废水的新技术，以及为实施这一技术所提供的设备。
本发明单元化生物压力厌氧同时处理垃圾及其废水的新技术是，采用单 元化自体循环方式，在动态或静态生物压力厌氧发酵条件下，同时对垃圾和 废水进行处理，以处理废水时所富集培养的，经过强化了的微生物压力厌氧 菌群接种剂，对所处理的垃圾接种微生物压力厌氧菌群接种剂，该接种剂接 种到垃圾后，在单元化生物压力厌氧发酵系统中进行发酵，垃圾在发酵过程 中产生大量沼气，在得到高质量沼气能源的同时，垃圾也彻底腐熟，成为了 优质高效的腐殖质类有机肥，所处理的有机废水，也在单元化生物压力厌氧 发酵系统中产生沼气。在处理废水的同时，废水与颗粒状污泥，即微生物压 力厌氧菌群充分接触均匀混合，废水中的有机悬浮物质，被微生物压力厌氧 菌群所激活，并沉降和浓缩成为了微生物压力厌氧菌群接种剂，其中的上清 液逐渐向上升流，上升的沼气在系统内气水分离，分离出来的净化水被进一 步处理，实现达标排放，由于完全利用了垃圾和废水中的有机资源，有机质 降解速度快，垃圾减量化程度高，腐熟度优良，废水处理洁净度好，最终实 现达标排放。
本发明单元化生物压力厌氧同时处理垃圾和废水的设备包括：
1.生物压力厌氧垃圾腐熟反应器
垃圾腐熟反应器，具有较强的刚度和优良的密闭性能，为圆柱形，两端 焊接椭圆形封头结构组成反应器主体，内部从顶部下垂装置圆柱形下端密闭 的中空管，用于在垃圾发酵时，引导沼气上升，内腔被横向放置的多片栅隔 板分隔成上下两部分，上面大部分容积为垃圾发酵仓，下部为渗滤液积液仓， 顶部空余部分作沼气集气室，并装置喷淋器，用于均匀的向垃圾接种微生物 压力厌氧菌群接种剂，集气室上面连接垃圾沼气出气管，反应器顶部装置垃 圾进料器，侧面安装腐熟垃圾出料器，底部连接渗滤液引流管，同废水处理 反应器相通联。
2.生物压力厌氧废水处理反应器
废水处理反应器，是一个有着很大高径比的塔状反应器，具有较强的刚 度和优良的密闭性能，反应器主体为圆柱形，两端焊接椭圆形封头结构组成， 内部底层反应区，被中间间隔的圆柱形间壁管，分隔成内外两个各自独立的 夹层腔，内腔为布水混水反应室，外间隔腔为浓缩液沉降反应室，上层装置 絮凝反应罩，形成絮凝厌氧反应层，中间层为静水层，上部分被贮水圈分割 成内外两部分，内腔部分为气水分离室，外边部分是净化水贮水间，顶部是 废水沼气贮气间，连接有废水沼气出气管，净化水贮水间底部连接净化水出 水管，同精滤滤水过滤器相通联。
3.生物压力厌氧精滤滤水过滤器
精滤滤水过滤器为圆柱形，两端焊接椭圆形封头，内装的纤维填料过滤 层被外壳严密封装，处理过的净化水由底部进水，被进一步去浊净化，出水 在透过过滤层时，悬浮物质大部分被滤除掉，浓缩液沉降到沉降槽中，可进 一步沉淀或回流，由于出水具有一定的压力，压力在过滤过程中消耗损失， 但水质却达到了一定的纯度，在过滤过程中释放出来的沼气，通过残气回收 管回收，被处理后的净化水实现达标排放。
4.沼气贮气贮压装置
沼气贮气贮压装置为中空的圆柱形容器，两端焊接椭圆形封头结构组成， 集中收集和贮存从垃圾腐熟反应器内所产出的沼气，以及从废水处理反应器 中所产出的沼气，和从精滤滤水反应器中所产出的沼气尾气。
本发明的有益效果是，同时对垃圾和废水进行处理，可以实现垃圾和废水的 单元化处理，不但适合于大规模同时处理垃圾和废水，而且更适合于中、小 规模的垃圾和废水的同时处理，达到了对垃圾和废水的最优化、完全资源化、 减量化和无害化处理;能够在短期内，将垃圾中的有机物质全部腐熟成优质 高效的腹殖质类有机肥，在垃圾和废水的处理过程中又得到了大量沼气，并 且实现了对垃圾渗滤液的洁净化处理，使废水实现了达标排放。
本发明最特殊的有益效果是，通过生物压力厌氧废水处理反应器，对废水中 的有机物质的富集和培养，在系统内以自体富集和培养的微生物压力厌氧菌 群接种剂，对垃圾进行接种，特别强调的是，所培养和富集的微生物压力厌 氧菌群接种剂，不但能作为厌氧发酵的接种剂，而且能够作为好氧动态或静 态发酵条件下的微生物接种剂，更出乎意料的是当它接种到垃圾中后，垃圾 在自然常温好氧状态下发酵，优于目前所知的人工培养的各种类微生物发酵 制剂。特别是废水处理过程中所产生的污泥，全部都以浓缩液的形式，作为 微生物压力厌氧菌群接种剂，回喷到了垃圾中，最终被腐熟成了有机肥料， 这样一来系统不再产生污泥。这一技术是当前最为先进的垃圾和废水处理技 术，是一种完全洁净化处理垃圾和废水的最优化方案，此项技术如果得到广 泛推广应用，在垃圾处理及其废水处理上将走在世界前列。
