申请日1993.09.14
公开(公告)日2003.01.08
IPC分类号C05F9/02; C02F3/02; C02F11/02; C05F9/04
摘要
一种同时处理废水和固体有机废物的方法，该方法是在一个过滤床进行的，所述方法包括的步骤：将废水和固体有机废物加在过滤床上层，这样限制废水经渗滤而通过过滤床;将过滤床保持在需氧环境;由过滤床的底部移出实质上为净化态的废水;和由过滤床除去分解态的固体有机废物。
権利要求書
1.一种同时处理废水和固体有机废物的方法，该方法是在一 个过滤床进行的，所述过滤床有一个顶部、一个底部和一个分解层与 分解的有机废物层的连续区域，其中过滤床中的固体有机废物的量由 过滤器的顶部向底部增大，所述底部之处有完全分解的所述固体有机 废物的，所述过滤床结合一个活生物体的供应品以维持过滤床在空气 和水中有浸透性的环境，所述方法包括的步骤：
将废水和固体有机废物加在过滤床上层，这样限制废水经渗滤 而通过过滤床;
将过滤床保持在需氧环境;
由过滤床的底部移出实质上为净化态的废水;和
由过滤床除去分解态的固体有机废物。
2.权利要求1的方法，其中分解的固体有机废物是定期由过滤 床底部除去。
3.权利要求1的方法，还包括以下步骤：中止固体有机废物加 到所述的过滤床一段充足时间以使固体有机废物在过滤床的顶层分 解，然后从过滤床分批收集分解的固体有机材料。
4.权利要求1的方法，其中废水是在可控流动中加到过滤床上 部的表面层。
5.权利要求1的方法，其中过滤床包括一种无活性疏松物料以 助过滤床保持多孔。
6.权利要求1的方法，还包括以下步骤：使由过滤器的底部移 出的净化废水通过第二个过滤器以完成其净化。
7.权利要求1的方法，其中待净化的废水是没有经任何先加工 处理的。
8.权利要求1的方法，其中待处理的固体有机废料是未加工的 有机废物。
说明书
同时处理废水和固体有机废物的方法
本发明涉及一种用于处置和处理废物的方法和设备。
本发明特别的但不排它的用于使用一种堆肥处理马桶(close t)由家庭有机废物生产堆肥，而且为说明起见，优选用于这样一 种领域。然而，应当理解，本发明可以用于其它领域如工业、商 业、和其它场所的废物的堆肥制备和/或处置。堆肥物料可定义 为经生物作用变成稳定的废料。堆肥处理在一种堆肥床中进行， 所述床可定义为一种堆肥处理和处理后的有机固体废物的一种床， 堆肥处理后的物料是完全分解了的有机物料，堆肥处理的物料是 包括未处理的有机废物和正分解的有机物料。
有机废物可被分为两种普通类型。固体废物如纸、基于纤维 素的产品、食品废物和堆置场废物，可被定义为有机市政固体废 物(OMSW)。液体有机废物如淤泥污水和污水可被定义为废水。除 非另有说明，下面的废水都采用该意义。
除了大规模的甲烷的菌致分解外，目前废物处理技术都是基 于高固含量OMSW和低固含量废水的单独的处理方法。典型做法是 将水中的固体成分在厌氧发酵过程中通过作为一种污泥的固体的 沉积来与水分开，然后将该淤泥脱水，并通常用一种有机填充剂 如废木进行堆肥处理或与OMSW一起进行堆肥处理。
过去，常常将污泥与石灰混合来地面处置以部分地除去有害 成分。在初步处理过程中由于固体从污水中沉淀出而形成的上层 清液被称为初级污水处理出水。这种水未经进一步的二次处理不 能安全地排放到一般的环境中去。一种进一步处理废水的方法已 经开发并已商业化，该法依靠初级处理的出水在需氧生物体的存 在下的曝气，和利用初级处理的出水中可降解的有机物和细菌作 为需氧生物体的食料，而使废水净化并降低它对环境的危害。
在一个二级处理容器中进一步沉积污水，所述容器设计成使 悬浮的和溶解的有机物料最大程度地进行生物分解，这是通过一 种固定的或可动的需氧微生物的生物膜来实现的。通过将空气吹 散或吹过一个大的液体接触表面以帮助和维持需氧的生物膜的生 长，而使进入二级处理容器的初级处理出水曝气。二级处理后， 出水通常被消毒和排放。
这样的常规的废水处理方法有几个缺点。通常的处理规模为 市政规模，在此该方法依靠泵送、曝气的能量输入、和为过程控 制、监测和物料处理的专门装置的建设，以及管理和工作人员费 用投入高，和昂贵而复杂的运输和处理设施是必不可少的。
OMSW的市政处理具有相似的昂贵和麻烦。
许多国家正在制定禁止在废渣埋填中OMSW处置的规则。虽然 堆肥处理是最有利的处理方法，但它并不是没有问题的。气味问 题已使得一些堆肥处理厂操作人员封闭操作，使得有气味的空气 可通过一生物过滤设备和/或气味洗涤器而过滤，然后排放废气。
如果工业废物与家庭废水相结合，与高含量的污染物相联系 的该问题已使得一些污水处理厂操作人员选择焚烧作为一种更方 便的途径，而不管在燃烧前干燥需要大量能量。
堆肥共处理常常可以降低将废渣埋填的市政固体废物多达60%， 这表明节省费用显著。在进行污泥和OMSW的堆肥共处理的情况下， 由于在堆肥处理前需要收集、分类、运输和处理有机物部分，所 以成本仍很高。
当集中时，与污泥有关的大部分费用是用于建立和维持用于 废物的收集和运输的系统，而污泥的运输是所包括的主要费用。 无论怎样掺合污泥，由于消费者已以认识到生物污染物和/或工 业污染物对健康的危害，都可能抵制这种产品。
适当保养的家庭现场废水处理系统，回收水可用于花园，同 时各种家庭堆肥处理装置回收营养物和腐殖质返回土壤。虽然应 当减少传播水上传染疾病的危险，但是与废水接触限制在已对含 于废水中的任何疾病有免疫力的那些人。
家庭规模的现场废水处理不优选集中处理，这部分是由于它 的不相容性，而且每个装置需要经常进行监测。厌氧菌致分解阶 段易于形成细菌浮渣和结皮，这样会引起气味和性能问题。
现有的家庭废水处理系统需要无限期的、专门化的、昂贵的 管理介入，该系统对一般的家庭化学品过于敏感而且需要经常进 行昂贵的维护。家庭规模的基于氯的消毒典型地是以液体排出物 实现的，使用危险的化学品并导致产生有害的消毒副产物。另外， 现场堆肥处理有使害虫和传病媒介得到进入这样的堆肥处理设备 的可能性，而且为制备好的堆肥需要分类和用户的管理介入。
本发明目的是减轻上述不利因素，并提供一种用于处置和处 理废物的方法和设备，所述废物在利用中将是可靠和有效的。
为此，本发明的一个方面大致属于一种有机废物处置处理设 备，该设备包括：
一个处理室组件，其中可形成一个堆肥床;
处理室组件的入口装置，有机废物可通过该入口装置加入到 处理室组件的堆肥床中;
通风装置，用于促进处理室组件中的堆肥床的需氧菌致分解;
排水装置，用于防止处理室组件中的废物物料变为厌氧的， 和
进入装置，用于进入和移出在处理室组件中形成的堆肥。
处理室组件可被制成一种可移动的组件，并包括一个贮罐， 该罐由塑料、混凝土或金属制成，它可以被设置在地下或地上。 处理室组件还可以就地形成，而且包括挖入坚固的土壤中的没有 加衬的地坑。可供选择地，处理室组件可以就地用混凝土或塑料 加衬制成的地下罐。
进入装置可是一个开口，堆肥可通过它清除，这可以任何希 望的方式实现。可供选择地，所述进入装置可以是一种由位于处 理室组件外部的堆肥床的底部向上延伸的围起的通道，它通过生 物体的作用而被充满。然而优选的进入装置包括一个用于传送来 自堆肥床的较下区的堆肥的封闭的输送机。
排水装置可以是一个液体出口，处理后的液体废物物料由该 口从处理室中靠重力排出。可以使用其它形式的排水装置，如可 以利用抽汲装置或泵送装置以防止水在堆肥床的较下部过量积聚， 因为这会促进废物物料的厌氧菌致分解。
如果需要，输送装置可被用于将废物物料从入口输送至进入 装置。输送装置可以是一种带式输送机或升降机。然而，处理室 组件的优选布置为在使用中使得引入处理室的有机废物物料靠重 力流向进入装置。
在一个实施例中，在使用中形成一个贮料区，在该区基本上 不发生固体废物物料的进一步分解，而且该贮料区是由处理室组 件的结构得到的，在使用中靠此无活性物料将聚集在活性的堆肥 床边和/或下面。无活性的物料可为堆肥床中的生物体提供一个 可供选择的已升高了温度的环境条件。在另一个实施例中，堆肥 床以活塞式流动经处理室组件被输送到进入装置，该装置适于从 堆肥床底部排放堆肥。在该实施例中，优选的处理室组件包括废 水输入装置，靠该装置控制加入堆肥床上表面废水的流量。废水 帮助氧化堆肥床，保持堆肥床内温度在所希望的限制范围内。可 以设置计量装置以防废水过量流到堆肥床上。
通风装置可以是人工引导的或自然的堆肥床通风设备。优选 的通风装置将空气或氧气引入处理室组件的堆肥床下面或堆肥床 中以使废物物料易于曝气。通风装置可以包括一个螺旋形盘架， 它围绕堆肥床延伸，并且隔离成一个螺旋室，空气流可以通过该 室引入以使堆肥床通风。
处理室组件可以包括可透空气的分隔装置，用于将空气室或 管与堆肥床分开。分隔装置可以是可透水的并将处理室组件的底 部与堆肥床分开，靠此空气可以从该底部扩散进入堆肥床，而且 水可以经过此处从堆肥床排出。分隔装置可以由一空气管构成， 该管有一支撑在处理室的底壁上和/或上方的中间部，空气可通 过该气管引入处理室。所述中间部可以在处理室的底壁附近盘绕， 而且可以埋置在一可透的基质如炭中。该中间部开缝或开孔等以 使堆肥床通风。适宜的该管由可弯曲的塑料农用管构成，该管开 有排水孔。一定长度的这样的农用管可以由上面的地面入口经处 理室至一个高的带风标的出口，而且可以在管中或与管一致设置 一个空气泵以产生一强制的空气流进入处理室并经过该管。
入口装置可以由一个或多个抽水马桶(watercloset)的出口 构成或包括所述出口。入口装置可以由一个不用水的马桶(dryto ilet)构成或包括所述不用水的马桶，该不用水的马桶优选设置 在处理室组件的上方中心处。
另外优选贮料罐用堆肥的活性床部分填充。这可以与设备一 起设置、安装设备后单独加入堆肥活性床或者可以在开始使用废 料设备过程中通过随后的一个所选择的启动使用步骤而形成堆肥 活性床。
本发明的另一方面是属于一种处理有机废料的方法，该方法 包括：
形成和维持一个需氧堆肥床;
将有机固体废料和废水加到堆肥床上;
使过量的废水滤过堆肥床;
除去过滤后的废水以防止堆肥床中产生厌氧环境，和
从所述堆肥床除去堆肥处理后的废料物料。
本法可以以间歇法在开放的处理区进行。然而该方法优选在 一个封闭的废料处理设备中进行，而且利用封闭的废料处理设备 的强制通风设备以从远处输出收集的气体。还优选利用通风设备 帮助维持堆肥床内的需氧环境。
堆肥在一室中适宜地形成，靠此被引入的废水被限制地流经 堆肥床。在这种布置中渗滤过的废水可由排水装置从该室的底部 排去。该方法优选在上面定义的处理设备中进行。
本发明的另一方面大致属于一种废水净化方法，该法包括：
维持一种曝气的堆肥床，和
使废水渗滤过曝气的堆肥床。废水可以以脉冲或连续计量的 方式加到堆肥床的表面上。如此选择废水的优选施用方式使得增 加供给到堆肥床中的有机物料的分解速度。还优选堆肥处理过的 固体有机废料物料的最下层被定期除去，允许连续添加新鲜的有 机废料至堆肥的表面。
如上述的只经过一个堆肥床净化的废水可以进一步使它通过 一个含有曝气介质的床而净化，空气或臭氧化空气经该床吸入。 曝气介质可以设置在堆肥床的底部，或者它可以设置在远离堆肥 床处。适宜地臭氧源连到或悬在一个管内，该管引入在室底部的 穿孔的或带气孔的一个或多个管，所述室支撑堆肥床并被包在一 种适宜的多气孔介质内，靠此臭氧化的空气可以经过有气孔介质 而被分散以使通过多气孔介质的排出物有效的消毒和净化。
在堆肥床内保持适宜的条件以使所经过的废水通过生物和物 理/化学过程被净化。可以通过一个端喘控制装置将废水喷洒到 堆肥床的表面上。所述的控制装置可以设有一个溢流旁路和一个 灌溉/分散系统，它们合并到喘振控制装置中或连于该装置上。
如果需要可以在堆肥床的底部设置一个热交换盘管，该床被 安置在一个绝热容器中，以使含于排出物中的热可被回收使用。