[发明专利]在压力下纯化水性有机物、废物和/或废水的系统和方法以及制备生物气的方法

说明书

本发明涉及在高压下纯化和/或处理有机废物和/或废水的系统。更具体地，所述系统涉及纯化和/或处理类似的有机物、废物和/或污物的稀释物流的(微)生物方法，特别适合产生可持续能量。

人们熟知的纯化装置利用放有微生物的容器和/或反应器等。这些微生物纯化和/或处理所供应的流入物。

随后对剩余物流的处理更容易，成本也更低。实践中使用的是厌氧微生物工艺。

经过处理的水/淤泥混合物一般通过沉降法分离。最常规的纯化水的工艺在常压下进行。

本发明的目的是提出一种使用效率更高的系统，用于在高压下纯化和/或处理有机物、废物和/或废水的物流。

此目的通过本发明的在高压下纯化和/或处理有机物、废物和/或污物的系统得到实现，所述系统包含：

●可密封压力容器，该容器具有进口，用于供应待纯化和/或待处理的流入物，从而使该压力容器适合通过厌氧微生物将流入物转化为生物气等；

●至少一个排放歧管，用于从压力容器排出产物；

●控制系统，用于控制纯化过程；以及

●协同作用泵，用来操纵进口，供应待纯化和/或待处理的物流，使来自压力容器的生物气能驱使泵运转

将待纯化和/或待处理的由气体、液体、固体物质或其组合组成的物流(流入物)供应给生物反应器或压力容器。在微生物的支持下，待纯化和/或待处理的物质在压力容器中发生厌氧微生物转化，由此形成生物气等。为此，压力容器是可密封的。这样，由于发酵形成气体，产生了自生压力。

在较高压力下产生的生物气中，至少有一部分用来驱动泵，以供应需要纯化和/或处理的物流。

通过供应泵的这种有效驱动，获得了封闭的能量系统，在该系统中，营养物如C6H12O6在厌氧微生物条件下转化为CO2、CH4(即甲烷)和能量，压力容器通过它们形成压力。

这样就实现了以下效果：既不需要另外供应能量来输送需要纯化和/或处理的物流，也不需要另外供应能量在压力容器内完成转化和形成压力。这就能够对有机物的水性物流如废水进行效果好、效率高的纯化/处理。根据本发明，在上述系统中，有机物在压力容器内转化为压力等。

形成的压力用于驱动有机物进料泵。此外，形成的压力优选用于其它目的，如从压力容器中排出产物和/或产生额外的能量。

利用前面所述的封闭能量系统，配上由通过生物方式形成的压力驱动的进料泵，就能得到连续或半连续工作装置，如水处理设备。

这样就也可能实现所谓的“独立”系统，在该系统中，供应有机物所需的能量由压力容器内形成的压力提供。

本发明系统的另一个优点是，在连续或半连续使用状态下，压力容器内的工艺条件大致可保持在恒定的工作点。因此，该工艺可在更长的时间内受到最佳驱动，这样，所述系统的效率得到提高，所实施的工艺也因此得到提升。

此外，所述压力容器优选配有淤泥膜，用来将淤泥从待纯化和/或待处理的物流中分离出来。

控制系统驱动整个工艺和/或调整工艺，因此压力容器内的压力等可调节。为此，优选在压力容器的进口和所述至少一个排放歧管内放置阀，供控制系统调节此压力容器内的压力。较佳的是，所述压力容器包含用于所产生的生物气的第一排放歧管和用于待纯化和/或待处理的物流中剩余水/淤泥混合物的第二排放歧管。

所述系统还具有能量发生机构，以便利用至少一部分所产生的生物气产生能量。此气体包含内能，所述内能可例如用于下一过程。其中一个例子是以生物气形式形成的甲烷发生燃烧，燃烧产生的能量可用于下一过程。

在本发明的系统中，一个突出的特点是借助于能量发生机构，同样的生物气可用来产生第二种形式的能量。

因此，压力容器内通过生物方式形成的压力可加以利用，并可转化为劳动力形式的可用能。

这使得本发明系统的纯化步骤具有高效率，该步骤在能量发生机构的帮助下，能实现对流入物的高效率的纯化。形成的生物气优选为甲烷、二氧化碳、氢-硫-碳-酸(hydrogen-thio-carbon-acid)和/或硫化氢。

这些气体的形成强烈依赖于待纯化和/或待处理物流的组成、温度和pH值。此外，气体的形成会受到微生物数量、种类以及压力容器内所加条件的影响。因此，甚至有可能更为有效地利用所述系统。

此外，气体的形成会受到压力容器内介质的pH影响。溶解的二氧化碳和其它气体的量以及所加工艺条件影响压力容器内的Ph。

因此，甚至有可能更为有效地利用所述系统。