[发明专利]用于有效处理有机材料的热处理系统和方法

权利要求书

1.一种用于处理包含有机材料和水的浆料的热处理系统，所述系统 包括：

泵，其将所述浆料加压至比后续升高温度下的水的饱和压力更高的压 力；

至少一个热输入装置，其将所述浆料加热至足以发生细胞分解和炭形 成的所述升高温度；

反应装置，其提供所述升高温度下的停留时间以在所述升高温度下对 经加热的浆料进行热处理；

固体分离装置，其将经热处理的浆料至少分离成包含有机材料的第一 流和包含惰性材料的第二流；以及

厌氧生物反应器，其将所述第一流中的有机材料转化成甲烷，所述生 物反应器保留固体比保留液体更久，使得固体在所述生物反应器中具有比 液体更久的停留时间。

2.根据权利要求1所述的系统，其中在所述固体分离装置之前，将 聚合物电解质以约5磅至50磅/干吨所述经热处理的浆料中的固体的剂量 加入到所述经热处理的浆料中。

3.根据权利要求1所述的系统，其中来自所述固体分离装置的所述 第一流的总悬浮固体浓度小于约3,000mg/L。

4.根据权利要求1所述的系统，其中来自所述固体分离装置的所述 第一流的总悬浮固体浓度小于约2,000mg/L。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述生物反应器内部的温度为 约95°F至160°F。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述生物反应器内部的pH为约 4至8。

7.根据权利要求1所述的系统，其中固体在所述生物反应器中的停 留时间为约2至10天，液体在所述生物反应器中的停留时间为约12至 48小时。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述固体分离装置包括活塞式 机械压机。

9.一种用于处理包含有机材料和水的浆料的热处理系统，所述系统 包括：

泵，其将所述浆料加压至比后续升高温度下的水的饱和压力更高的压 力；

至少一个热输入装置，其将所述浆料加热至足以发生细胞分解和炭形 成的所述升高温度；

反应装置，其提供所述升高温度下的停留时间以在所述升高温度下对 经加热的浆料进行热处理；

固体分离装置，其将经热处理的浆料至少分离成包含有机材料的第一 流和包含惰性材料的第二流；以及

厌氧生物反应器，其将所述第一流中的有机材料转化成甲烷，所述生 物反应器使废生物固体再循环至所述泵、所述至少一个热输入装置、和所 述反应装置用于进一步热处理。

10.根据权利要求9所述的系统，还包括在所述泵上游的增稠装置， 所述增稠装置提高所述有机材料的固体浓度。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述生物反应器使所述废生 物固体再循环至所述增稠装置。

12.根据权利要求9所述的系统，其中来自所述固体分离装置的所述 第二流包含尺寸大于约20微米的颗粒。

13.根据权利要求12所述的系统，其中来自所述固体分离装置的所 述第二流包含尺寸大于约100微米的颗粒。

14.根据权利要求9所述的系统，其中来自所述固体分离装置的所述 第二流包含比重大于约0.9的颗粒。

15.根据权利要求9所述的系统，其中来自所述固体分离装置的所述 第一流的溶解有机物和轻质有机颗粒的浓度为约50mg/L至10,000 mg/L。

16.根据权利要求10所述的系统，其中所述固体分离装置包括旋液 分离器。