申请日2009.02.11
公开(公告)日2014.10.22
IPC分类号D21C5/02
摘要
纤维素给料组合物包括含量高达该组合物的15%的油、含量为该组合物的40-99%的纤维素、含量为该组合物的2-20%的半纤维素、含量少于该组合物的15%的木质素、含量少于该组合物的20%的含氮有机化合物、含量少于该组合物的20%的含蛋白质有机化合物、含量少于该组合物5%的无机物、含量少于该组合物的5%的砂和含量少于该组合物的25%的污垢。
权利要求书
1.一种用来利用污水悬浮液的固体部分生产纤维素给料组合 物的方法，该方法包括：
从所述污水悬浮液中捕集所述固体部分;
把砂从所述固体部分中除去;把无机物从所述固体部分 中除去;以及
把污垢从所述固体部分中除去，借此产生所述纤维素给 料组合物。
2.根据权利要求1的方法，其中所述除砂是在所述捕集所述固 体部分之前或在所述捕集所述固体部分之后完成的。
3.根据权利要求1的方法，其中所述除砂是为把所述组合物的 砂含量减少到少于所述组合物的5%而工作的。
4.根据权利要求1的方法，其中所述除去无机物是为把所述组 合物的无机物含量减少到少于所述组合物的5%而工作的。
5.根据权利要求1的方法，其中除去污垢是为把所述组合物的 污垢含量减少到少于所述组合物的25%而工作的。
6.根据权利要求1的方法，其中所述捕集所述固体部分是用选 自捞网、使用溶气浮选技术的装置、由传送带网孔形成的传 送带、离心分离机、螺旋压机、振动分离器、盘式过滤器， 过滤压机、介质过滤器，装纤维的过滤器、生物过滤器、化 学过滤器、装氧化硅的过滤器和使用反冲技术的过滤器或其 组合的装置执行完成的。
7.根据权利要求1的方法，其中所述除砂是靠离心分离、振动 沉淀、超声沉淀或溶气浮选技术或其组合完成的。
8.根据权利要求1的方法，其中所述除去无机物是通过用去离 子水冲洗、化学冲洗或盐酸冲洗或通过使用水蒸气或其组合 的清洗所述固体部分完成的。
9.根据权利要求1的方法，至少进一步包括下列步骤之一：
使所述固体部分脱水;以及
给所述固体部分灭菌消毒。
10.根据权利要求1的方法，其中所述组合物包含：
含量高达所述组合物的15%的油;
含量为所述组合物的40-99%的纤维素;
含量为所述组合物的2-20%的半纤维素;
含量少于所述组合物的15%的木质素;
含量少于所述组合物的20%的含氮有机化合物;
含量少于所述组合物的20%的含蛋白质有机化合物;
含量少于所述组合物的5%的无机物;
含量少于所述组合物的5%的砂;以及
含量少于所述组合物的25%的污垢。
11.根据权利要求1的方法，进一步包括生产燃烧产品组合物， 其中所述燃烧产品组合物包含：
含量为所述组合物的1-15%的油;
含量为所述组合物的40-90%的纤维素;
含量为所述组合物的2-20%的半纤维素;
含量少于所述组合物的12%的木质素;
含量少于所述组合物的15%的含氮有机化合物;
含量少于所述组合物的15%的含蛋白质有机化合物;
含量少于所述组合物的5%的无机物;
含量少于所述组合物的5%的砂;以及
含量少于所述组合物的5%的污垢，
借此生产燃烧产品组合物。
12.根据权利要求11的方法，其中所述燃烧产品组合物的热值 在5000-16000BTU/磅的范围内。
13.根据权利要求1的方法，进一步包括生产燃烧产品组合物， 至少包括下列步骤之一：
磨碎所述固体部分;
从所述固体部分中除去含蛋白质有机化合物;
从所述固体部分中除去含氮有机化合物;
压榨所述固体部分;
使所述固体部分至少部份地干燥;以及
把油加到所述固体部分中，
借此生产燃烧产品组合物。
14.根据权利要求13的方法，其中所述从所述固体部分中除去 所述含蛋白质有机化合物是靠使用酸冲洗、氯化氢冲洗、二 氢磷酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完成 的。
15.根据权利要求13的方法，其中所述从所述固体部分除去所 述含氮有机化合物是靠使用酸冲洗、氯化氢冲洗、二氢磷酸 盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完成的。
16.根据权利要求1的方法，进一步包括生产含乙醇组合物，其 中所述含乙醇组合物包括：
含量为所述组合物的1-10%的油;
含量为所述组合物的50-90%的纤维素;
含量为所述组合物的2-20%的半纤维素;
含量少于所述组合物的12%的木质素;
含量少于所述组合物的15%的的含氮有机化合物;
含量少于所述组合物的15%的含蛋白质有机化合物;
含量少于所述组合物的5%的无机物;
含量少于所述组合物的5%的砂;以及
含量少于所述组合物的5%的污垢，
借此生产含乙醇组合物。
17.根据权利要求16的方法，其中所述含乙醇组合物的热值在 5000-16000BTU/磅的范围内。
18.根据权利要求1的方法，进一步包括生产含乙醇组合物，至 少包括下列步骤之一：
把油从所述固体部分中除去;
把含蛋白质有机化合物从所述固体部分中除去;
把含氮有机化合物从所述固体部分中除去;
使所述固体部分水解;
磨碎所述固体部分;
至少部份地给所述固体部分灭菌消毒;以及
至少部份地干燥所述固体部分，
借此生产含乙醇组合物。
19.根据权利要求18的方法，其中所述从所述固体部分中除去 所述含蛋白质的有机化合物是靠使用酸冲洗、氯化氢冲洗、 二氢磷酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完 成的。
20.根据权利要求18的方法，其中所述从所述固体部分中除去 所述含氮有机化合物是靠使用酸的冲洗、氯化氢冲洗，二氢 磷酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完成 的。
21.根据权利要求1的方法，进一步包括生产纸浆或纸产品组合 物，其中所述纸浆或纸产品组合物包含：
含量为所述组合物的1-10%的油;
含量为所述组合物的50-90%的纤维素;
含量为所述组合物的2-20%的半纤维素;
含量少于所述组合物的4%的木质素;
含量少于所述组合物的15%的含氮有机化合物;
含量少于所述组合物的15%的含蛋白质有机化合物;
含量少于所述组合物的5%的无机物;
含量少于所述组合物的5%的砂;以及
含量少于所述组合物的5%的污垢，
借此生产纸浆或纸产品组合物。
22.根据权利要求21的方法，其中所述纸浆或纸产品组合物的 粒度在0.01微米-100毫米的范围内。
23.根据权利要求1的方法，进一步包括生产纸浆或纸产品组合 物，至少包括下列步骤之一：
把油从所述固体部分中除去;
把含蛋白质有机化合物从所述固体部分中除去;
把含氮有机化合物从所述固体部分中除去;
净化所述固体部分;
使所述固体部分脱木素;
筛分所述固体部分;
精炼所述固体部分;以及
至少部份地干燥所述固体部分，
借此生产纸浆或纸产品组合物。
24.根据权利要求23的方法，其中所述从所述固体部分中除去 所述含蛋白质有机化合物是靠使用酸冲洗、氯化氢冲洗，二 氢磷酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完成 的。
25.根据权利要求23的方法，其中所述从所述固体部分中除去 所述含氮有机化合物是靠使用酸冲洗、氯化氢冲洗，二氢磷 酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完成的。
26.根据权利要求1的方法，进一步包括生产动物饲料或动物媒 介组合物，其中所述动物饲料或动物媒介组合物包含：
含量为所述组合物的1-10%的油;
含量为所述组合物的50-90%的纤维素;
含量为所述组合物的2-20%的半纤维素;
含量少于所述组合物的12%的木质素;
含量少于所述组合物的15%的含氮有机化合物;
含量少于所述组合物的15%的含蛋白质有机化合物;
含量少于所述组合物的5%的无机物;
含量少于所述组合物的5%的砂;以及
含量少于所述组合物的5%的污垢，
借此生产动物饲料或动物媒介组合物。
27.根据权利要求26的方法，其中所述动物饲料或动物媒介组 合物的热值在5000-16000BTU/磅的范围内。
28.根据权利要求1的方法，进一步包括生产动物饲料或动物媒 介组合物，至少包含下列步骤之一：
压榨所述固体部分;
至少部份地给所述固体部分灭菌消毒;
至少部份地干燥所述固体部分;以及
磨碎所述固体部分，
借此生产动物饲料或动物媒介组合物。
说明书
利用废水生产给料和利用该给料制造产品的方法和系统
相关申请
这份申请要求给2008年8月13日申请的美国专利临时申请第 61/088,350号的利益和优先权。这份申请也是2008年8月13日申 请的要求给2008年5月21日申请的美国专利临时申请第61/071, 842号的利益和优先权的PCT申请第PCT/US2008/009679号的部 份继续申请。这些申请在此通过引证将它们全部并入。
发明领域
本发明一般地涉及用来利用污水生产给料的方法和系统，更 明确的说涉及利用污水生产纤维素给料和由该给料制造产品的 方法和系统。
背景技术
纤维素是定义为由数百个到一万个以上葡萄糖单元构成的 直链多糖类有机化合物。
举例来说，包含纤维素的纤维能在诸如市政污水垃圾系统、 工业废水系统和农业废水系统之类的污水系统中发现。市政污水 垃圾系统的纤维素纤维的来源通常来自果类和蔬菜、纸、布料和 洗衣店垃圾。举例来说，原污水(即，未经处理的污水)的纤维素 纤维部分通常包含30-50%纺织品纤维、10-35%植物纤维和 20-40%纸纤维。
发明内容
因此，依照本发明的实施方案提供包括含量高达组合物的 15%的油、含量为组合物的40-99%的纤维素、含量为组合物的 2-20%的半纤维素、含量少于组合物的15%的木质素、含量少于 组合物的20%的含氮有机化合物、含量少于组合物的20%的含蛋 白质有机化合物、含量少于组合物的5%的无机物、含量少于组 合物的5%的砂和含量少于组合物的25%的污垢的纤维素产品给 料组合物。
依照本发明的实施方案，组合物的热值在5000-16000BTU/ 磅的范围内。此外，该组合物是利用污水悬浮液的固体部分生产 的。
依照本发明的另一个实施方案，组合物是通过从污水悬浮液 中捕集的固体部分，把砂从该固体部分中除去，把无机物从该固 体部分中除去和把污垢从该固体部分中除去，借此产生组合物利 用污水悬浮液的固体部分生产的。此外，该组合物是借助下列步 骤之中任何一个步骤生产的：使固体部分脱水和给灭固体部分菌 消毒。
依照本发明的又一个实施方案，捕集固体部分是用选自捞 网、众多捞网、使用溶气浮选技术的装置、传送带网孔形成的传 送带、离心机，流动离心机、水力漩流离心机、螺旋压机、振动 分离器、盘式过滤器、过滤压机、介质过滤器、装纤维的过滤器、 生物过滤器、装纤维素的过滤器、化学过滤器、装氧化硅的过滤 器和使用反冲技术的过滤器或其组合的装置完成的。此外，除砂 是用离心沉淀法、水力漩流离心沉淀法、振动沉淀、超声沉淀或 溶气浮选技术完成的。因此，除砂是在捕集固体部分之前或在捕 集固体部分之后完成的。
依照本发明的另外一个实施方案，除去无机物是通过用去离 子水冲洗、化学冲洗或盐酸冲洗或通过使用水蒸气或其组合清洗 固体部分完成的。此外，该组合物用来生产纺织品、燃烧产品、 木球、木碎片、纤维板，植物介质、纸浆、纸，动物饲料，动物 介质、生物燃料、丁醇，丙烷丁烷或乙醇。
因此，依照本发明的另一个实施方案提供用来利用污水悬浮 液的固体部分生产纤维素给料组合物的方法，该方法包括从污水 悬浮液中捕集固体部分、把砂从该固体部分中除去、把无机物从 该固体部分中除去和把污垢从该固体部分中除去，借此生产纤维 素给料组合物。因此，除砂是在捕集固体部分之前或在捕集固体 部分之后完成的。优选，除砂工作把组合物的砂含量减少到少于 组合物的5%。此外，除去无机物工作把组合物的无机物含量减 少到少于组合物的5%。优选，除去污垢工作把组合物的污垢含 量减少到少于组合物的25%。
依照本发明的实施方案，捕集固体部分是用选自捞网、众多 捞网、使用溶气浮选技术的装置、传送带网孔形成的传送带、离 心机、流量离心机、水力漩流离心机、螺旋压机、振动分离器、 盘式过滤器、过滤压机、介质过滤器、装纤维的过滤器、生物过 滤器、装纤维素的过滤器、化学过滤器、装氧化硅的过滤器和使 用反冲技术的过滤器或其组合的装置完成的。优选，除砂是离心 沉淀法、水力漩流离心沉淀法、振动沉淀法、超声沉淀法或溶气 浮选技术完成的。因此，除去无机物是通过用去离子水冲洗、化 学冲洗或盐酸冲洗或通过使用水蒸气或其组合清洗固体部分完 成的。此外，该方法至少进一步包括下列步骤之一：使固体部分 脱水和给固体部分灭菌消毒。
依照本发明的另一个实施方案，组合物包括含量高达组合物 的15%的油、含量为组合物的40-99%的纤维素、含量为组合物 的2-20%的半纤维素、含量少于组合物的15%的木质素、含量少 于组合物的20%的含氮有机化合物、含量少于组合物的20%的含 蛋白质有机化合物、含量少于组合物的5%的无机物、含量少于 组合物的5%的砂和含量少于组合物的25%的污垢。
因此，依照本发明的又一个实施方案，提供包括含量为组合 物的1-15%的油、含量为组合物的40-90%的纤维素、含量为组合 物的2-20%的半纤维素、含量少于组合物的12%的木质素、含量 少于组合物的15%的含氮有机化合物、含量少于组合物的15%的 含蛋白质有机化合物、含量少于组合物的5%的无机物、含量组 少于合物的5%的砂和含量少于组合物的5%的污垢的燃烧产品 组合物。此外，该组合物的热值在5000-16000BTU/磅的范围内。
因此，依照本发明的另外一个实施方案提供用来利用污水悬 浮液的固体部分生产燃烧产品组合物的方法，该方法包括捕集污 水悬浮液中的固体部分、把砂从该固体部分中除去、把无机物从 该固体部分中除去和把污垢从该固体部分中除去，借此生产燃烧 产品组合物。此外，该方法至少进一步包括下列步骤之一：磨碎 固体部分、从该固体部分中除去含蛋白质的有机化合物、从该固 体部分中除去含氮的有机化合物、挤压该固体部分、至少部份地 干燥该固体部分和把油加到该固体部分中。优选，从该固体部分 中除去含蛋白质或含氮的有机化合物是借助使用酸冲洗、氯化氢 冲洗、二氢磷酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳 完成的。有有
因此，依照本发明的实施方案提供含有乙醇的组合物，该组 合物包括含量为组合物的1-10%的油、含量为组合物的50-90% 的纤维素、含量为组合物的2-20%的半纤维素、含量少于组合物 的12%的木质素、含量少于组合物的15%的含氮有机化合物、含 量少于组合物的15%的含蛋白质有机化合物、含量少于组合物的 5%的无机物、含量少于组合物的5%的的砂和含量少于组合物的 5%的污垢。此外，组合物的热值在5000-16000BTU/磅的范围内。
因此，依照本发明的另一个实施方案提供用来利用污水悬浮 液的固体部分生产含有乙醇的组合物的方法，该方法包括从污水 悬浮液中捕集固体部分、把砂从该固体部分中除去、把无机物从 该固体部分中除去和把污垢从该固体部分中除去，借此生产含有 乙醇的组合物。此外，该方法至少进一步包括下列步骤之一：把 油从该固体部分中除去、把含有蛋白质的有机化合物从该固体部 分中除去、把含氮的有机化合物从该固体部分中除去、使固体部 分水解、磨碎固体部分、至少部份地给固体部分灭菌消毒和至少 部份地干燥固体部分。优选，从固体部分除去含有蛋白质或氮的 有机化合物是借助使用酸冲洗、氯化氢冲洗、二氢磷酸盐冲洗或 氢氧化钠冲洗或其组合的pH梯度电泳完成的。
因此，依照本发明的又一个实施方案提供包括含量为组合物 的1-10%的油、含量为组合物的50-90%的纤维素、含量为组合物 的2-20%的半纤维素、含量少于组合物的4%的木质素、含量少 于组合物的15%的含氮有机化合物、含量少于组合物的15%的含 蛋白质有机化合物、含量少于组合物的5%的无机物、含量少于 组合物的5%的砂和含量少于组合物的5%的污垢的纸浆或纸产 品组合物。此外，该组合物的粒度在0.01微米-100毫米的范围 内。
因此，依照本发明的另外一个实施方案提供用来利用污水悬 浮液的固体部分生产纸浆或纸产品组合物的方法，该方法包括捕 集污水悬浮液中的固体部分、把砂从该固体部分中除去、把无机 物从该固体部分中除去和把污垢从该固体部分中除去，借此生产 纸浆或纸产品组合物。此外，该方法至少进一步包括下列步骤之 一：把油从该固体部分中除去，把含有蛋白质的有机化合物从该 固体部分中除去，把含氮的有机化合物从该固体部分中除去，清 洁该固体部分，使该固体部分脱掉木素，筛分该固体部分，精炼 该固体部分和至少部份地干燥该固体部分。
优选，从该固体部分中除去含有蛋白质或氮的有机化合物是 借助使用酸冲洗、氯化氢冲洗、二氢磷酸盐冲洗或氢氧化钠冲洗 的pH梯度电泳完成的。
因此，依照本发明的实施方案提供动物饲料或动物介质组合 物，该组合物包括含量为组合物的1-10%的油、含量为组合物的 50-90%的纤维素、含量为组合物的2-20%的半纤维素、含量少于 组合物的12%的木质素、含量少于组合物的15%的含氮有机化合 物、含量少于组合物的15%的含蛋白质有机化合物、含量少于组 合物的5%的无机物、含量少于组合物的5%的砂和含量少于组合 物的5%的污垢。此外，组合物的热值在5000-16000BTU/磅的范 围内。
因此，依照本发明的实施方案提供用来利用污水悬浮液的固 体部分生产动物饲料或动物介质组合物的方法，该方法包括捕集 污水悬浮液中的固体部分、把砂从该固体部分中除去、把无机物 从该固体部分中除去和把污垢从该固体部分中除去，借此生产动 物饲料或动物介质组合物。
除非另外定义，在此使用的所有的科学技术名词具有与熟悉 这项发明所属技术的人普遍了解的意义相同的意义。虽然与在此 描述的方法和材料相似的或同等的那些能用于本发明的实践或 测试，但是适当的方法和材料将在下面描述。在此提到的所有的 出版物、专利申请、专利和其它参考文献通过引证被全部并入。 在冲突的情况下，本说明书(包括定义)将会控制。除此之外，材 料、方法和范例都只是说明性的，不倾向于作为限制。本发明的 其它特征和优势通过下面的详细描述将是明显的。
