用于生产液态肥料的方法及实施该方法的沼气制造机 |
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| 申请号 | CN201480035584.4 | 申请日 | 2014-07-04 | 公开(公告)号 | CN105452437A | 公开(公告)日 | 2016-03-30 |
| 申请人 | 貝肯控股有限公司; | 发明人 | 罗尔夫·利本艾纳; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种使用渗滤液生产液态 肥料 的方法，该渗滤液可以在该 发酵 槽的发酵过程中，从该沼气制造机得到。本发明也提供一种实施所述方法的沼气制造机。本发明将该渗滤液槽和该消毒槽设计成不同的组件，渗滤液的消毒可以独立进行，且可与该渗滤液的回路循环，及该渗滤液在该发酵槽与该渗滤液槽间的管路运行，并行进行。因此只要有过量渗滤液产生，都可以将渗滤液传送到消毒槽，从在该槽中进行消毒，不须进入该渗滤液的循环中。其结果是，沼气发酵槽中生产沼气时所产生的过量渗滤液也可以消毒。渗滤液槽与消毒槽的分离设计也可以防止已经消毒渗滤液遭到二次污染，因为只需进行“一次”的消毒。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种生产液态肥料的方法，所述液态肥料符合德国1998年9月21日施行，2013年4月4日修正的＂可降解废弃物条例(BioAbfV)＂第3条第1项规定，所述方法包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 用于生产液态肥料的方法及实施该方法的沼气制造机技术领域[0001] 本发明涉及一种用于生产液态肥料的方法，以及实施该方法的沼气制造机。 背景技术[0002] 沼气制造机用于使生物物质在所谓的发酵槽中发酵，以生产沼气。取决于待发酵的生物物质的类型，发酵时可以使用干式发酵或湿式发酵方法。由已知的技术例如欧洲专利EP1301583B1所记载的内容可以得知，在进行干式发酵时，所使用的是比进行湿式发酵时的生物物质为干，且会含有干扰物质(沙，石，木材或纤维成分)的生物物质，例如可生物降解的废弃物(由动物或植物产生的有机废物，可由微生物和/或酶分解的物质)，粪便(粪便和垫料的混合物)或杂草，这些干扰物质可能会导致湿式发酵沼气制造机发生故障。特别是用于干式发酵的生物物质只可以堆栈，但不泵送。不过，如上所述，干式发酵中所谓的「干」，只是一种相对的概念，且其界限相当不明确。因为干式发酵所使用的生物物质(也称作基底)可能具有高达70％的含水量。在大多数情况下，生物物质需要事先和/或在发酵过程中以液体润湿，才能启动和/或维持所需的微生物作用，即在发酵槽中发生的厌氧分解作用。富含合适的细菌培养的水也可以用作上述湿润用液体，因此通常会加入部分称为渗滤液的渗滤水。该渗滤水是从该发酵槽的底部段取出，而喷洒在该生物物质上。 [0003] 然而，在发酵过程中所产生的渗滤液绝大部分是以适用的桶收集，以供将来施用在土地上，成为肥料。德国2013年4月定的可生物降解废弃物条例(BioAbfV)第2.2.3条即规定对该渗滤液所应该进行的处理方法，以供将该渗滤液作为肥料。相关规定可见该条例有关“环境卫生”的规定。该BioAbfV条例特别规定，渗滤液必须先在70度C的温度下加热1小时，以达到规定的质量(根据所含的病原体含量，杂草种子和其他不良组分，例如沙门氏菌，根肿病菌，西红柿种子等而定)，且达到所规定的环境兼容性。 [0004] 具有固体物质发酵槽与渗滤液循环系统的沼气制造机已经揭示在GB2407088A以及EP2275526 A2中。在渗滤液槽中的流程管理可为嗜热程序，以在渗滤液槽中将渗滤液消毒。然而，该渗滤液槽乃是该渗滤液循环系统中的一环。结果，经过消毒的渗滤液还是会回到渗滤液槽中，再度遭到污染。如果要使渗滤液永久消毒，就不能将渗滤液加到发酵槽中，也不能将回收的渗滤液回送到发酵槽中。 发明内容[0005] 从该GB2407088 A或EP2275526 A2出发，本发明的一个目的乃是提供一种使用渗滤液生产液态肥料的方法，该渗滤液可以在该发酵槽的操作过程中，从该沼气制造机抽取得到。此外，本发明另一个目的是提供一种实施所述方法的沼气制造机。 [0007] 由于本发明将该渗滤液槽和该消毒槽设计成不同的组件，渗滤液的消毒可以独立进行，且可与该渗滤液的回路循环，及该渗滤液在该发酵槽与该渗滤液槽间的管路运行，并行进行。所产生的效果是，只要有过量渗滤液产生，都可以将渗滤液转移到消毒槽，在该槽中进行消毒，不须进入该渗滤液的循环中。其结果是，沼气发酵槽中生产沼气时所产生的过量渗滤液可以视需要进入消毒槽。渗滤液槽与消毒槽的分离设计也可以防止已经消毒渗滤液遭到二次污染。因此，只需进行“一次”的消毒。 [0009] 根据本发明另一种有利的进一步发展(权利要求3，4和5)，从渗滤液槽将受污染的渗滤液传送到消毒槽，只在需要时为之。也就是说，可以在需要排放过量的渗滤液时，或在需要使用液态肥料时，才传送渗滤液。在渗滤液槽和/或在消毒槽中的填充水平是决定是否将受到污染的渗滤液排放到消毒槽中的因素。 [0010] 根据本发明另一种有利的进一步发展(权利要求6)，是否将受到污染的渗滤液从渗滤液槽中传送到消毒槽，是取决于渗滤液在该消毒槽的填充水平和/或受污染的渗滤液在该渗滤液槽中的填充水平和/或该经消毒的渗滤液在该存储槽中的填充水平。 [0011] 根据本发明另一种有利的进一步发展(权利要求7)，是在该经消毒的渗滤液已经完全从该存储槽中排放，才将受到污染的渗滤液从渗滤液槽传送到该消毒槽。 [0012] 根据本发明的另一方面(权利要求8)，实施该方法的沼气制造机包含：一个以批次模式运作的发酵槽，一个渗滤液槽，一个消毒槽，以及一个温度调节装置，并使所述渗滤液槽连接所述发酵槽，以形成一个渗滤液回路，并使所述用来存储渗滤液的消毒槽与所述渗滤液槽连接，且使所述渗滤液槽与所述消毒槽分开和/或形成不同的组件。 [0013] 所述温度调节装置将所述消毒槽内的温度保持在65°>T>45°，优选为60°>T>50°的范围内。该温度范围意味在所述消毒槽中的渗滤液是经嗜热温度的处理。在这里，用词“一个”意义应该解释成不定冠词。因此，例如“一个渗滤液槽”必须解释成“至少一个渗滤液槽”。由于所谓“嗜热”也有不同的定义。在本案中，“嗜热”是指65°>T>45°，优选为60°>T>50°的温度范围。根据本发明，消毒温度不同于BioAbfV中所载的各种规格，但只要根据消毒温度的不同而延长其消毒时间，就可以得到相同的结果。以这种方式可以节省能源成本(加热费用)。 [0014] 根据本发明一种有利的进一步发展(权利要求9)，消毒槽是配置在所述渗滤液槽的内部。这种配置方式通常可能实现，因为在大多数情况下，消毒槽通常比渗滤液槽小。这种配置的优点是，从结构而言，最后只需要一个单一的基础。此外，两个槽间会不需要或只需要很短(与分离配置的方式比较)的连接管道。由于该渗滤液槽的一体化设计，可以节省用来维持在消毒槽内的渗滤液温度的能源。所谓“渗滤液槽的内部”，是包括将所述消毒槽部份以及完全整合在渗滤液槽内两种情形。优选的做法是将消毒槽完全整合在渗滤液槽内，以防热量发散。优选的作法是使所述消毒槽被所述渗滤液槽完全包围。 [0016] 根据本发明一种有利的进一步发展(权利要求10)，所述消毒槽和渗滤液槽配置成互相共心。虽然原则上可以将消毒槽设置在渗滤液槽里面，但基于结构考虑，应以两槽共心的设计较为有利。 [0017] 根据本发明一种有利的进一步发展(权利要求11)，所述消毒槽直接与所述发酵槽的渗滤液入口连接。也就是说，该消毒槽是直接与该发酵槽连接，并经由该渗滤液槽间接连接到该发酵槽。其结果是不需要将渗滤液暂存在该渗滤液槽内。优选的做法是使消毒槽和发酵槽之间的连接可以接通或断开，并基于需求和/或根据状况控制或以自动控制。因此，优选可以使用一手动调节的门阀(或数个手动激活阀)或一个电磁阀(或数个电磁阀)，或以两者组合，以执行需求导向的操作。将渗滤液从直接连接的发酵槽自动灌装到消毒槽的作业，优选为根据所述渗滤液在所述消毒槽内和/或在所述渗滤液槽内的填充水平而启动。例如，从技术角度而言可以明显得知，如果该消毒槽已经装满，就不宜再从该渗滤液槽抽取渗滤液灌装到该消毒槽，再从该发酵槽抽取渗滤液，灌装到该渗滤液槽。 [0018] 根据本发明一种有利的进一步发展(权利要求12)，该温度调节装置包括加热装置。取决于该消毒槽和该渗滤液槽的配置方式(彼此相邻或如权利要求9所定义，一者在另一者内部)，所述用以控制所述渗滤液的加热装置必须以不同的方式设计。优选的作法是将所述加热装置设计成延伸到所述消毒槽槽底的至少一部份和/或所述消毒槽槽壁的至少一部份，而使内部温度分布尽可能形成一致，且达到并维持在所需的温度。一种另外增加或替代的作法是，可将该加热装置配置在该消毒槽的内部，优选为直接与渗滤液接触。由于该消毒槽与该渗滤液槽的共心配置，特别是消毒槽被完全包覆在该渗滤液槽内的形式下，将加热装置配置在该渗滤液槽内，并结合透过该渗滤液槽内的渗滤液加热的方式，可以确保对渗滤液槽内的渗滤液加热能够达成一致。在这种设计下可以降低加热所需的功率。优选的作法是使所述温度调节装置另外包括一个冷却装置，以在例如夏季期间防止渗滤液在消毒槽中过热。 [0019] 根据本发明另一种有利的进一步发展，所述温度调节装置包括用于在渗滤液槽和消毒槽之间和/或在发酵槽和消毒槽之间传递热的热交换器。根据不同的边际条件(温度条件，槽的设计和尺寸等)，从渗滤液槽经由热交换器到消毒槽的的渗滤液罐传递的热量可能有足以达到并维持所述嗜热温度的程度。但有时也需要从所述加热装置添加热能。如果使用上述将所述消毒槽配置在所述渗滤液槽内部的设计，特别是在该消毒槽被该渗滤液槽完全包围的情形，所述消毒槽的槽壁至少部分必须作为间接的热传送器。如果是使用金属槽，当然其整个槽壁都会成为热交换器。 [0020] 根据本发明另一种有利的进一步发展，所述发酵槽内部的温度可通过加热装置控制，以在发酵过程中达成良好的温控。所述加热装置可配置在其中一槽底和/或至少一槽壁。 [0021] 根据本发明另一种有利的进一步发展，通过将所述加热装置形成一种在所述槽底和/或在至少一槽壁作底板加热的形式，可对所述发酵槽内部实现特别均匀和有效的温度控制。 [0022] 根据本发明另一种有利的进一步发展，所述沼气制造机包含多个发酵槽和/或多个渗滤液槽和/或多个消毒槽，藉此使所述多个渗滤液槽各别与所述多个发酵槽中至少一个连接，形成至少一个渗滤液回路，所述多个消毒槽各别与所述多个渗滤液槽中至少一个连接，以作渗滤液的进料。且所述消毒槽均包括一个温度调节装置，用于以使所述渗滤液的嗜热温度处理能在65°>T>45°，优选为60°>T>50°的温度范围内进行。使用多个发酵槽和/或多个渗滤液槽和/或多个消毒槽的方式不仅提高生产率，而且提高沼气制造机的灵活性。其优势特别显现在待发酵的生物物质整体是异质组成时，仍可以高效率有效的从该生物物质生产沼气。特别是这种设计的优点是可以使用不同的细菌培养处理不同的基底。优选的作法是将各别的发酵槽连接到各别的渗滤液槽与各别的消毒槽，以形成由发酵槽和互相配合的槽所组成的网络。此外，这种设计另一个优点是，沼气制造机的操作即使在维修工作期间，或在发生意外事件时，仍能持续进行而不会中断。优选的作法是在单一的渗滤液槽中配置多数的消毒槽。或者，如有必要也可以使数个槽相互连接，形成串级(cascade)。虽然根据本发明这种有利的进一步发展，该沼气制造机原则上可包含任何数量的发酵槽和各种处理槽，但一种复合的沼气制造机可以优选的由多数次单元组成，每个次单元都恰只包括一个发酵槽，且只有一个消毒槽，并只有一个渗滤液槽等等。优选的作法，但并非是这种有利的进一步发展一定要具备的作法是，所述(至少一个)消毒槽和/或所述(至少一个)渗滤液槽是使用在根据本发明，用于根据干式发酵原理从生物物质生产沼气的沼气制造机，但同时也是一种根据湿式发酵原理，从生物物质生产沼气的沼气制造机的一部份。 [0023] 根据本发明另一种有利的进一步发展，所述沼气制造机包括一控制系统，用于控制该沼气制造机所有组件。这种设计特别适宜于具有权利要求8所记载特征的沼气制造机。所控制的组成组件特别是包括阀门、填充水平传感器、温度传感器、泄漏检测器、用于检测电气设备的故障的装置等。 附图说明 [0024] 图1为本发明的原理示意图； [0025] 图2为本发明第一实施例的沼气制造机； [0026] 图3为根据本发明第二实施例的沼气制造机； [0027] 图4为根据本发明第三实施例的沼气制造机。 具体实施方式[0028] 图1为本发明的工作原理。图中显示，在装载生物物质的固态发酵槽1与渗滤液槽2之间，有一渗滤液的循环，由第一渗滤液管3a和第二渗滤液管3b组成。过量的渗滤液是通过第三渗滤液管3c排放到消毒槽4。当在消毒槽内的渗滤液储存量已达到一相当的填充水平，渗滤液槽2和消毒槽4之间的连通即断开，使渗滤液在消毒槽4中进行消毒，消毒的方式是由嗜热处理管理。在消毒完成后，形成已消毒渗滤液型态的液态肥料即从该消毒槽4中，以一第四渗滤液管3d排放。受到污染的渗滤液也可通过第五渗滤液管3e，直接从发酵槽1排放到消毒槽4中。在消毒期间，渗滤液管3e也是断开。消毒槽4是以阀切断其与该渗滤液槽2及该发酵槽1形成的渗滤液回路的连接，但图中并没有显示阀。这种方式可以安全的防止受污染的渗滤液在消毒期间进入消毒槽4中。由于该渗滤液槽2与该消毒槽4为不同的组件，在发酵槽2中的沼气生产与在消毒槽4的消毒，乃可以并行进行。 [0029] 图2为根据本发明第一实施例的沼气制造机10，该沼气制造机10配备多个发酵槽。如图2所示，沼气制造机10包括四个发酵槽12，全部透过渗滤液管14与渗滤液槽18连接。所有渗滤液管14都汇集到第一主渗滤液管16。从第一主渗滤液管16也分出渗滤液回流管20，间接运行到各别的发酵槽12，以将已经富含细菌的渗滤液喷洒到包含在发酵槽12内的生物物质(基底)，并且在干式发酵过程中润湿生物物质。第二主渗滤液管22从渗滤液槽18提供渗滤液到各别的消毒槽22经由的第二渗滤液管24，也达成相同的目的。 [0030] 此外，该沼气制造机包含一个消毒槽26，设置在该渗滤液槽18内，较高的位置，并与该渗滤液槽18共心，且使该消毒槽26的顶端与该渗滤液槽18的顶端位在相同高度，如图2所显示。该沼气制造机包括一存储槽30，透过一渗滤液排放管28与该消毒槽26连接。在这种配置下，在该渗滤液槽18已经填充满渗滤液时，该消毒槽26的侧壁与底板基本上完全与渗滤液接触。 [0031] 该渗滤液在管道14，16，22，24和28内的流动是由泵(未图示)及停止阀32来达成，并各个相对的控制单元(未图标)作控制。其流动方向表示在图2中，管道14，16，22，24和28上面所标示的箭头。 [0032] 图2中标记的符号“P”是指示用来从各发酵槽12供应受污染的渗滤液到该消毒槽26，以进行嗜热消毒(净化)处理的渗滤液管道。 [0033] 如图2所示，根据本发明第一实施例的沼气制造机包含四组分别的渗滤液回路，个别流经该渗滤液回流管20之一，以及一主渗滤液回路。该主渗滤液回路流经该第二主渗滤液管22。该渗滤液回路可以独立于其他回路作开关动作，也可与其他回路的任何组合，一起作开关动作。 [0034] 图3为根据本发明第二实施例的沼气制造机。本实施例与第一实施例的沼气制造机，差异只在于本实施例包括另一个渗滤液槽18，以及另一个相对应的消毒槽26。本实施例的沼气制造机也包括另一个存储槽30。该另外增加的渗滤液槽18也是经由另外增加的渗滤液管16及22，连接到各个发酵槽，且该另外增加的消毒槽26则是经由一条另外增加的渗滤液排放管28，连接到该另外增加的存储槽30。 [0035] 在上述设计下，根据本发明第二实施例的沼气制造机是在根据本发明第一实施例的沼气制造机上，添加另外的单元34，如图2中以虚线框出的方框所示。该单元34是连接成功能上相等的方式。 [0036] 因此，根据本发明第二实施例的沼气制造机包含另一组渗滤液回路，该回路将渗滤液从该另外增加的渗滤液槽18送回该发酵槽22。 [0037] 图4显示根据本发明第三实施例的沼气制造机。本实施例与根据第二实施例的沼气制造机不同之处在于，两消毒槽26是另外以“交叉方向”与两个存储槽30连接。 |
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