專利名稱：用于使由污物收集的含甲烷生物氣體的量最大化的主處理單元和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言，本發(fā)明涉及污物含甲烷生物氣體收集領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及用于使由污物收集的含甲烷生物氣體的量最大化的主處理單元和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)天然存在的微生物分解并且消化污物時(shí)，污物會(huì)被消化，從而導(dǎo)致生成生物氣體。在好氧環(huán)境中，有機(jī)廢物降解的終產(chǎn)物主要為CO2和吐0。在厭氧環(huán)境中，廢物降解的中間終產(chǎn)物主要是醇、醛、有機(jī)酸以及co2。在被稱為甲烷微生物的特定微生物的存在下，這些中間體被最終轉(zhuǎn)化為終產(chǎn)物CH4和(X)2以及痕量的H2S。通過甲烷微生物形成甲烷被稱為甲烷生成。用于厭氧消化的簡化總體化學(xué)方程式如下所示C6H12O6 — 3C02+3CH4。還已經(jīng)表明，甲烷生成采用來自其它有機(jī)化合物的碳，所述有機(jī)化合物例如為甲酸、甲醇、甲胺、二甲基硫醚和甲硫醇。如果含甲烷生物氣體將要用于商業(yè)或工業(yè)應(yīng)用，其可能需要利用擦洗和清潔設(shè)備進(jìn)一步處理(如氨氣處理)，以使處于可接受的水平，并且降低硅氧烷的量。由上述過程獲得的含甲烷生物氣體可用于各種應(yīng)用，包括發(fā)電和化合物(包括甲醇等)的化學(xué)合成。隨著時(shí)間的推移，污物通常沉積為三個(gè)基本可區(qū)分的層1)底部淤積層，其包含比重比水大、密度比水高并且得自大部分固體污物的材料；2)中間層，該層包含液體和懸浮的固體，其中這些固體通常為在液體層中時(shí)繼續(xù)降解的極小的有機(jī)材料；幻浮渣層 (scrum layer)，該層基本上由比重比水小的材料(如油脂、油和脂肪)組成。各層限定具有不同特性的獨(dú)特環(huán)境，所述特性維持不同的微生物群。在常規(guī)腐化池或澄清池的淤積層中，由于厭氧消化而產(chǎn)生含甲烷生物氣體。生物氣體由淤積層滲出，然后通過中間液體層，隨后經(jīng)過浮渣層，從而匯集在腐化池或澄清池的上部空間。由于甲烷氧化細(xì)菌(甲烷營養(yǎng)菌)的群落可能存在于浮渣層內(nèi)，因此生物氣體的至少一些甲烷成分在通過浮渣層時(shí)會(huì)被消化為二氧化碳?，F(xiàn)有的生物氣體生成系統(tǒng)并沒有被設(shè)計(jì)為最大程度地捕獲或收集由淤積物分解產(chǎn)生的含甲烷生物氣體，并且/或者防止含甲烷生物氣體與浮渣層中的甲烷營養(yǎng)菌之間的相互作用。提供上述背景信息是為了揭露申請(qǐng)人認(rèn)為與本發(fā)明最為相關(guān)的信息。既不是旨在承認(rèn)，也不應(yīng)當(dāng)解釋為任何上述的信息構(gòu)成了本發(fā)明的抵觸本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。發(fā)明概述本發(fā)明提供一種用于使由污物收集的含甲烷生物氣體的量最大化的系統(tǒng)，包括 1)主處理單元(PTU)，該單元有利于將甲烷消耗浮渣層與甲烷產(chǎn)生淤積層和甲烷收集點(diǎn)均隔離；以及2)含甲烷生物氣體捕獲或收集子系統(tǒng)。任選地是，系統(tǒng)還包括可操作性地與PTU連接的用于促進(jìn)甲烷生成的過程和/或含甲烷生物氣體輸送子系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是提供一種用于使由污物收集的含甲烷生物氣體的量最大化的主處理單元(PTU)和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種適合于收集含甲烷生物氣體的主處理單元，所述主處理單元包括污物沉積區(qū)域和淤積物消化區(qū)域，其中所述污物沉積區(qū)域適合于接收污物，并且輸出外排液，并且所述消化區(qū)域適合于從沉積區(qū)域接收污物的固體成分，并且輸出基本上在消化區(qū)域生成的含甲烷生物氣體，其中含甲烷生物氣體的輸出基本上不與污物浮渣層接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種適合于收集含甲烷生物氣體的主處理單元， 其中所述主處理單元被構(gòu)造為將污物沉積和淤積物消化分別分隔在沉積區(qū)域和消化區(qū)域內(nèi)，并且輸出基本上在消化區(qū)域生成的含甲烷生物氣體，其中含甲烷生物氣體的輸出基本上不與污物浮渣層接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于收集含甲烷生物氣體的系統(tǒng)，包括主處理單元，該單元被構(gòu)造為將污物分為浮渣層、液體層和淤積層，所述主處理單元包括適合于接收污物并且輸出外排液的沉積槽以及適合于從所述沉積槽接收污物的固體成分的消化槽，所述沉積槽具有第一頂部空間，該第一頂部空間被構(gòu)造為使池子和下游管道與大氣相通，以防止液壓鎖緊，并且收集基本上在沉積槽內(nèi)生成的生物氣體，并且所述消化槽具有基本上與第一頂部空間分隔的第二頂部空間，該第二頂部空間被構(gòu)造為收集基本上在消化槽內(nèi)生成的含甲烷生物氣體，其中所述浮渣層基本上保留在沉積槽內(nèi)，并且淤積層基本上保留在消化槽內(nèi)；以及生物氣體收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)與所述第二頂部空間可操作性地連接。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種適合于收集含甲烷生物氣體的主處理單元， 所述主處理單元被構(gòu)造為將污物分為浮渣層、液體層和淤積層，所述主處理單元包括適合于接收污物并且輸出外排液的沉積槽以及適合于從所述沉積槽接收污物的固體成分的消化槽，所述沉積槽具有第一頂部空間，該第一頂部空間被構(gòu)造為與大氣相通，并且收集基本上在沉積槽內(nèi)生成的生物氣體，并且所述消化槽具有基本上與第一頂部空間分隔的第二頂部空間，該第二頂部空間被構(gòu)造為收集并且輸出基本上在消化槽內(nèi)生成的含甲烷生物氣體，附圖簡述

圖1(a)示出具有并排構(gòu)造的兩室PTU的一個(gè)實(shí)施方案的截面圖，該圖清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉積室以及具有生物氣體出口的消化室。沉積室和消化室之間的分隔內(nèi)壁將沉積室和消化室的頂部空間隔開，并且防止浮渣進(jìn)入消化室內(nèi)。圖1(b)示出圖1(a)所示的兩室PTU的實(shí)施方案的平面圖。圖2為兩室PTU的主處理單元的三維示意圖，以及固體材料在消化室內(nèi)的沉積情況的圖形表示，其中所述PTU具有一個(gè)從池子的中心分支的入口三通管。圖3(a)至(C)示出嵌套式兩室主處理單元的一個(gè)實(shí)施方案的各種視圖，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉積室以及具有生物氣體收集管的消化室。沉積室和消化室之間的分隔內(nèi)壁防止浮渣進(jìn)入消化室內(nèi)，并且將頂部空間分隔。圖3(a)為入口端的橫截面圖，圖3(b)示出縱剖面圖，圖3(c)為出口端的橫截面圖。圖3(d)示出平面圖。圖 3(e)示出截面圖。圖4 (a)至(d)示出圓形嵌套式兩室主處理單元的一個(gè)實(shí)施方案，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉積室以及具有生物氣體收集管和分隔的頂部空間的位于中央的消化室。沉積室和消化時(shí)之間的分隔內(nèi)壁防止浮渣進(jìn)入消化室內(nèi)。圖5(a)示出主處理單元的一個(gè)實(shí)施方案的截面圖，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉積室以及具有分隔的頂部空間和生物氣體收集管的位于中央的消化室。 沉積室和消化室之間的分隔內(nèi)壁形成倒圓錐或伸長的V形結(jié)構(gòu)，其防止浮渣進(jìn)入消化室內(nèi)，并且提供分隔的頂部空間。圖5(b)為圖5(a)所示的主處理單元的正視圖，該圖清晰地示出污物入口和外排液出口。圖5(c)為圖5(a)和圖5(b)的主處理單元的三維示意圖，以及固體材料在消化槽內(nèi)的沉積情況的圖形表示。圖6示出并排兩室主處理單元的一個(gè)實(shí)施方案的各種視圖，其清晰地示出具有污物入口和外排液出口的沉積室以及具有生物氣體收集管的消化室。沉積室和消化室之間的分隔內(nèi)壁防止浮渣進(jìn)入消化室內(nèi)，并且將頂部空間分隔。圖7示出入口三通管構(gòu)造的橫截面圖和縱剖面圖，所述構(gòu)造在X軸方向和Z軸方向上均具有45度彎曲，以促使在池子內(nèi)進(jìn)行液壓混合。圖8示出包括用于淤積物縮減的現(xiàn)場生物氣體控制機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案， 所述控制機(jī)構(gòu)包括便攜的氣體壓縮、燃燒和加熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包括淤積物覆層加熱系統(tǒng)或線圈，或其它加熱手段。圖9示出包括現(xiàn)場電解系統(tǒng)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。圖IOA示出包括甲烷減排機(jī)構(gòu)或由生物氣體釋放的其它溫室氣體的減排機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，所述甲烷減排機(jī)構(gòu)包括通過鵝頸管與生物氣體收集管相連的通氣管，以將甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳。圖IOB示出包括可供選用的另外一種甲烷減排機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。圖11示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中氣體利用中心位于中央，并且由多個(gè)生物氣體生成室共用。圖12(a)和(b)示出埋沒在住宅的前院的地下的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案。池子蓋位于地面上，并且由黑金屬或其它高發(fā)射率金屬制成，以捕集太陽能作為熱量。管的連接被熱熔接(與使用可能降解和泄露的接合管連接件形成對(duì)比)，并且在生物氣體收集管和SBS系統(tǒng)之間具有冷凝阱，使得無需手工除去生物氣體管線中的水分。圖13示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中氣體利用中心位于中央，并且由多個(gè)生物氣體生成室共用。該圖清晰地示出收集中心、冷凝阱和甲烷回流干管。圖14示出相對(duì)于小口徑重力廢物管路系統(tǒng)布置方式安裝的冷凝阱的詳細(xì)情況。發(fā)明詳述定義如本文所用，術(shù)語“約”是指與標(biāo)稱值具有+/-10%的偏差。應(yīng)當(dāng)理解，該偏差總是包括在本文所提供的任何給定值內(nèi)，而無論是否特別指明。術(shù)語“外排液”和“液體層”用于定義污物的基本上液體部分。術(shù)語“淤積物”用于定義污物的基本上固體部分。
術(shù)語“浮渣層”用于描述基本上由比重低于水的材料組成的層。除非另外指明，否則本文所用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語均具有本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所通常理解的相同含義。本發(fā)明提供用于使由污物收集的含甲烷生物氣體的量最大化的主處理單元(PTU) 和系統(tǒng)。主處理單元(PTU)被構(gòu)造為基本將甲烷產(chǎn)生淤積層和含甲烷生物氣體收集點(diǎn)與甲烷消耗浮渣層隔離。所述系統(tǒng)包括與含甲烷生物氣體收集/捕獲子系統(tǒng)相組合的PTU。主處理單元(PTU)被專門設(shè)計(jì)為通過以下方式最大化乙烷收集，所述方式為有利于將污物分層或分為淤積層、液體層和浮渣層，并且將浮渣層與淤積層和含甲烷生物氣體收集點(diǎn)物理分隔，并且任選地使生物氣體氣泡的滲透偏離浮渣層和沉淀區(qū)域。主處理單元可被進(jìn)一步設(shè)計(jì)為通過策略上設(shè)置污物入口而最大程度地減少對(duì)污物層的破壞?；蛘?，可將污物入口定位，以(例如)通過使用支管入口構(gòu)造促進(jìn)混合。使用與PTU可操作性地連接的含甲烷生物氣體收集子系統(tǒng)來收集在PTU內(nèi)產(chǎn)生的含甲烷生物氣體。甲烷捕獲/收集子系統(tǒng)使用主動(dòng)機(jī)構(gòu)、被動(dòng)機(jī)構(gòu)或它們的組合，以從PTU 內(nèi)捕獲和/收集含甲烷生物氣體。任選地是，系統(tǒng)還包括含甲烷生物氣體輸送子系統(tǒng)，其用于將含甲烷生物氣體輸送到利用中心或減排中心。當(dāng)由淤積物生成的生物氣體的體積在固定的頂部空間內(nèi)增加時(shí)，可以通過剛性 PTU內(nèi)的壓力產(chǎn)生動(dòng)能，以主動(dòng)地驅(qū)動(dòng)生物氣體進(jìn)入收集中心或轉(zhuǎn)化中心。在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)還包括含甲烷生物氣體輸送子系統(tǒng)，其用于將所收集的生物氣體輸送到氣體利用或減排中心，或匯集多個(gè)管線并且轉(zhuǎn)移至氣體利用或減排中心的收集中心。生物氣體任選地在氣體利用中心用于多種應(yīng)用中的一種或多種應(yīng)用，其包括 (但是不限于)發(fā)電、用作燃料和用于化學(xué)合成。任選地是，系統(tǒng)還包括與PTU可操作性地相連的用于促進(jìn)甲烷生成的機(jī)構(gòu)?？梢酝ㄟ^優(yōu)化用于厭氧消化的淤積層中的環(huán)境來促進(jìn)PTU內(nèi)的甲烷生成。用于促進(jìn)甲烷生成的機(jī)構(gòu)既增加轉(zhuǎn)化為甲烷的淤積物的量，又增加生物氣體中甲烷部分的質(zhì)量或百分比。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過使至少一部分廢物在PTU內(nèi)保留足以由于降解而釋放氣體的一段時(shí)間，或者使用用于促進(jìn)厭氧菌處理的機(jī)構(gòu)(加熱機(jī)構(gòu)、或用于原位產(chǎn)生氫的機(jī)構(gòu)，例如，包括電解)，從而促進(jìn)甲烷生成。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過混合，從而使新的底物與熟化厭氧菌接觸來促進(jìn)甲烷生成；已經(jīng)表明液壓混合在支管入口實(shí)施方案中是成功的。任選地是，通過所捕獲的含甲烷生物氣體對(duì)用于促進(jìn)厭氧處理的過程供能。在一個(gè)實(shí)施方案中，含甲烷生物氣體局部地用于(例如)加熱淤積物覆層。主處理單元主處理單元有利于將污物分為淤積層、液體層和浮渣層。主處理單元通過基本上將甲烷產(chǎn)生和捕獲/收集與甲烷消耗浮渣層和污物輸入的氣泡擴(kuò)散路徑隔離，從而最大化地含收集甲烷生物氣體。通過具有分開的沉積區(qū)域和消化區(qū)域的主處理單元設(shè)計(jì)來促進(jìn)上述隔離，其中所述設(shè)計(jì)基本上將污物淤積層的產(chǎn)甲烷厭氧消化和含甲烷生物氣體收集與污物輸入和沉積區(qū)分隔?？梢酝ㄟ^變流和/或改向至浮渣層的獨(dú)立“空閑頂部空間”("headspace free")而有利于含甲烷生物氣體氣泡收集的隔離。在一個(gè)實(shí)施方案中， 具有適合于從至少一個(gè)來源接收污物、并且輸出外排液的沉積槽或室。設(shè)置分開的消化槽或室，其適合于從沉積槽或室接收污物的固體成分并且從基本上與沉積槽或室的頂部空間隔開的頂部空間輸出含甲烷生物氣體。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，主處理單元在消化室頂部空間和甲烷消耗浮渣層之間提供充分的隔離，以能夠收集甲烷，并且最大程度地降低甲烷與甲烷氧化菌或甲烷營養(yǎng)菌的接觸。此外，主處理單元還可以使得氧和生物氣體隔離。除了在設(shè)計(jì)澄清池、腐化池等時(shí)的那些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)考慮以外，對(duì)于適合于甲烷收集的主處理單元，人們還必須克服在主處理單元內(nèi)可能產(chǎn)生大量爆炸性甲烷的過程的影響。甲烷氣體在暴露于低于4. 4體積％的爆炸水平下限(LEL)且高于16體積％的爆炸水平上限(UEL)的氧氣時(shí)，會(huì)發(fā)生爆炸。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU任選地被設(shè)計(jì)為防止過量的氧氣進(jìn)入?yún)捬跸翼敳靠臻g。在設(shè)計(jì)時(shí)另一個(gè)重要的考慮是適當(dāng)?shù)刂鲃?dòng)從PTU中引出含甲烷生物氣體；生物氣體通過管網(wǎng)時(shí)具有合適的引出速率是重要的，因?yàn)檫^度引出的系統(tǒng)可能捕獲空氣，這消除了設(shè)置密封系統(tǒng)以防止生物氣體暴露于空氣的優(yōu)點(diǎn)。在生物氣體在PTU內(nèi)被加壓的實(shí)施方案中，生物氣體收集可以為被動(dòng)方式。在該實(shí)施方案中，系統(tǒng)還可以任選地包括應(yīng)急閥 (trap valve)或本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它設(shè)備，以機(jī)械釋放壓力。在一個(gè)實(shí)施方案中，主處理單元(PTU)為封閉的、抗泄漏的容器，其通過污物輸入系統(tǒng)或通過一個(gè)或多個(gè)入口從一個(gè)或多個(gè)污物源接收污物，并且通過出口或外排輸出系統(tǒng)輸出外排液。污物流動(dòng)過程的動(dòng)能被消耗，并且流速減緩，使得所輸入的污物內(nèi)的固體成分分離并且沉積，從而形成維持厭氧消化的淤積層。污物中密度較低的成分升至表面，從而形成可能維持甲烷氧化菌生長的浮渣層。污物入口和/或出口被置于沉積槽或室內(nèi)，以有利于浮渣層與消化槽或室內(nèi)的含甲烷生物氣體產(chǎn)生層和含甲烷生物氣體收集點(diǎn)分隔。PTU及其內(nèi)的槽或室的尺寸根據(jù)其所用的應(yīng)用和要求來確定。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，對(duì)PTU的尺寸進(jìn)行選擇，以適應(yīng)其所用的主要污物收集應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，PTU用于從單獨(dú)的居所接收污物，并且其容量為3，600-4，500升。用于從多居所建筑接收污物的PTU可以具有更高的容量。PTU可以被構(gòu)造為各種形狀。形成沉積槽或室以及消化槽或室(從而將浮渣層和污物輸入與厭氧消化和含甲烷生物氣體收集隔離)的物理屏障可以是與PTU結(jié)構(gòu)一體化的，或者通過引入獨(dú)立的、任選地除去的結(jié)構(gòu)或部件而構(gòu)造在PTU內(nèi)。使用物理屏障有效地在PTU內(nèi)形成分別具有獨(dú)立的頂部空間的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU包括兩個(gè)或多個(gè)流體連通的槽，其中各槽通過內(nèi)壁隔開。在一個(gè)實(shí)施方案中，PIU是豎直取向的，使得淤積層和浮渣層之間的距離增加。參照附圖，圖1至6示出用于含甲烷生物氣體收集系統(tǒng)的幾種示例性PTU設(shè)計(jì)。參照?qǐng)D1(a)和圖1(b)，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU(110)可以是由沉積室(112)和消化室(114)構(gòu)成的并排設(shè)計(jì)，它們均具有獨(dú)立的頂部空間(分別為121和122)。污物通過污物入口(116)進(jìn)入沉積室，并且外排液通過出口三通管(118)離開沉積室。污物內(nèi)的固體成分在沉積室內(nèi)發(fā)生沉積或沉淀，并且沉淀的固體沿著沉積室底部的斜坡向下滑入其中形成淤積物覆層的消化室的開口。生物氣體輸出口(120)位于消化室頂部空間。參照?qǐng)D2，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU(IlO)可以為提供豎直分隔的雙水平設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)由沉積室(112)和消化室(114)構(gòu)成，它們均具有獨(dú)立的頂部空間(分別為121和122)。 污物通過污物入口進(jìn)入沉積室，并且外排液通過出口三通管(圖中未示出)離開沉積室。任選地是，并且如圖2和7所示，污物入口為從池子中央分支出的入口三通管(117)。入口三通管沿χ軸和ζ軸方向均具有45度彎曲，以促使在池子內(nèi)進(jìn)行液壓混合。參照?qǐng)D3(a)和3(e)，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTUO10)可以為由由沉積室(212)和消化室(214)構(gòu)成的嵌套式設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，污物通過污物入口(216)進(jìn)入沉積室，并且外排液通過外排液出口(218)離開沉積室。污物內(nèi)的固體成分在沉積室內(nèi)發(fā)生沉積或沉淀， 并且沉淀的固體沿著沉積室的底部斜坡向下滑入其中形成淤積物覆層的消化室的開口。任選地是，消化室具有V形底部。兩室之間的開口任選地裝有變流裝置，以防止氣泡回流入沉積室內(nèi)。生物氣體輸出口位于消化室內(nèi)，并且任選地包括含甲烷生物氣體收集管020)。這兩個(gè)室具有彼此液壓密封的隔離的頂部空間。參照?qǐng)D4，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU(310)可以為由外沉積室(312)和內(nèi)消化室 (314)構(gòu)成的圓形嵌套式設(shè)計(jì)。污物通過污物入口(316)進(jìn)入沉積室，并且外排液通過出口 (318)離開沉積室。污物內(nèi)的固體成分在沉積室內(nèi)發(fā)生沉積或沉淀，并且沉淀的固體沿著沉積室的底部斜坡向下滑入其中形成淤積物覆層的消化室的內(nèi)。兩室之間的開口任選地裝有變流裝置，以防止起泡回流入沉積室內(nèi)。含甲烷生物氣體輸出口位于消化室的頂部空間。參照?qǐng)D5，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU (410)包括內(nèi)壁，該內(nèi)壁形成將沉積室(412)和消化室(414)分隔的倒圓錐或伸長的V形結(jié)構(gòu)。污物通過污物入口(416)進(jìn)入沉積室，并且外排液通過出口(418)離開。污物內(nèi)的固體成分在沉積室內(nèi)發(fā)生沉積或沉淀，并且沉淀的固體沿著倒圓錐的斜坡向下滑入其中形成淤積物覆層的消化室。含甲烷生物氣體通過倒圓錐的干部的輸出口(420)離開。參照?qǐng)D5(c)，PTU(410)可以構(gòu)造有沿著池子側(cè)壁和任選的表面的多個(gè)污物入口。 入口的這種構(gòu)造進(jìn)行分流，而不必使用分流器。這種構(gòu)造會(huì)提供與污物源(即來自多個(gè)住宅或商業(yè)/建筑)的多個(gè)接點(diǎn)。任選地是，入口裝有沿X軸和Z軸均彎曲45度的入口，使得通過池子內(nèi)的流動(dòng)引入而進(jìn)行液壓混合。參照?qǐng)D6，在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU(510)可以為并排設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)由沉積室(512) 和消化室(514)構(gòu)成，它們均具有獨(dú)立的頂部空間。沉積室具有傾斜的底部，以及與底部相鄰或處于底部水平的進(jìn)入消化室的入口。污物通過污物入口(516)進(jìn)入沉積室，并且外排液通過出口(518)離開沉積室。污物內(nèi)的固體成分在沉積室內(nèi)發(fā)生沉積，并且沉淀的固體沿著傾斜的底部向下滑入消化槽內(nèi)。含甲烷生物氣體通過輸出口(520)離開，從而進(jìn)入氣體管線(521)內(nèi)。PTU任選地具有一個(gè)或多個(gè)進(jìn)入點(diǎn)，如開口以及上部的蓋子，以能夠進(jìn)入維護(hù)、維修以及本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員理解的其它的目的。如果需要將淤積物泵出，可以提供進(jìn)入口， 以有利于泵出。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，安裝至少一個(gè)與水平面齊平的蓋子能夠容易地實(shí)現(xiàn)常規(guī)維護(hù)，以及清除淤積物，而不會(huì)干擾周圍的土地?？梢韵蜷_口上添加附加的元件，以防止在安裝后未經(jīng)授權(quán)或偶然地進(jìn)入PTU內(nèi)?？梢詫TU的蓋子或頂部安裝在地面上，使得其暴露于太陽的輻射。采用這種方式，黑金屬或其它的高發(fā)射率材料制的蓋子或頂部可以捕集太陽能/熱能，以被動(dòng)地加熱池子，從而促使細(xì)菌以較高的速率將污物轉(zhuǎn)化為含甲烷生物氣體。PTU可以由各種材料構(gòu)成，所述材料包括混凝土、包括PVC和PE在內(nèi)的塑料、磚、凝膠層、金屬以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU由混凝土(如至少 35mPa(4, 500psi)的高強(qiáng)度、增強(qiáng)混凝土)制成，但是還可以使用任何合適的材料，如纖維玻璃、高密度聚乙烯(HDPE)、或本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的允許實(shí)現(xiàn)所需水平的系統(tǒng)密封的其它材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU至少部分地由安裝地點(diǎn)當(dāng)?shù)氐牟牧现圃?。為了確保局部制造/安裝的由當(dāng)?shù)夭牧现瞥傻某刈用芊?，可以將池子鋪上HDPE、橡膠、EDPM或其它材料的插件或囊袋，以確保質(zhì)量控制。蓋子也可以鋪上襯里或涂漆。可以采用密封劑來確保插件密封到抗泄漏的蓋子上。任選地是，PTU被設(shè)計(jì)為耐抗微生物誘導(dǎo)的腐蝕(MIC)。限制微生物誘導(dǎo)的腐蝕的適當(dāng)手段是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且包括混凝土 PTU用的專門的混凝土表面漆或襯里，以及混凝土混合料的添加劑。在一個(gè)實(shí)施方案中，在PTU的頂部空間施加專門的混凝土表面漆， 以耐抗微生物誘導(dǎo)的腐蝕和/或?yàn)轫敳靠臻g襯里設(shè)置撓性聚乙烯材料(包括防腐膜)。在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU可以為高效廢物管道系統(tǒng)(HPSS)的一部分，所述HPSS如 W02007036027所述的那樣。通過防止離開淤積物覆層的生物氣體氣泡通過含有甲烷營養(yǎng)菌或甲烷氧化菌的浮渣層，從而有利于含甲烷生物氣體的收集。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，PTU包括氣泡變流裝置，以減少捕獲的懸浮固體，將生物氣體保持在PTU內(nèi)，并且防止氣泡被洗出。生物氣體收集子系統(tǒng)生物氣體收集子系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)生物氣體捕獲和/或收集單元(BCCU)，該單元與其可操作性連接的一個(gè)或多個(gè)PTU —起使用，以用于捕獲和/或收集PTU內(nèi)生成的含甲烷生物氣體。任選地是，將BC⑶構(gòu)造為使得它們對(duì)PTU的工作造成最低程度的干擾，并且將其構(gòu)造為除去PTU內(nèi)生成的大部分氣體。BCXU旨在最大程度地由PTU捕獲生物氣體，因此置于PTU的消化區(qū)域頂部空間內(nèi)或與其相連。該位置考慮以下兩個(gè)因素(a)含甲烷生物氣體生成主要發(fā)生在收集大部分淤積物并且發(fā)生降解的位置處；(b)生物氣體比空氣輕，因此傾向于收集在PTU的頂部附近。參照?qǐng)D11至13，由一個(gè)或多個(gè)BCXU收集的生物氣流使用(例如)管路系統(tǒng)而合并在一起。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCCU用作獨(dú)立的單元，該單元基于適當(dāng)?shù)闹芷讷@取存儲(chǔ)在其內(nèi)的生物氣體。BC⑶可以使用主動(dòng)機(jī)構(gòu)、主動(dòng)機(jī)構(gòu)或它們的某種組合，以從B⑶捕獲和/或收集生物氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCCU為被動(dòng)，并且包括一個(gè)或多個(gè)與PTU可操作性地連接的管道，以用于捕獲PTU內(nèi)的生物氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCXU借助于管道利用主動(dòng)的抽吸技術(shù)，以從PTU或收集中心提取生物氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCCU為與一個(gè)或多個(gè)生物氣體轉(zhuǎn)移元件(BTE)或收集中心相連的管道，其中所述BTE用于將生物氣體輸送到一個(gè)或多個(gè)氣體利用中心。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCCU為諸如吸收罐等容器，該容器與PTU可拆卸地相連，并且被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲PTU內(nèi)生成的生物氣體。任選地是，容器填充有被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲所選分子類別的氣體的材料。管道
在本發(fā)明的的一個(gè)實(shí)施方案中，BC⑶為使用連接組件與PTU相連的管道。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，希望本領(lǐng)域內(nèi)已知的不同類型的連接組件均包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。任選地是，用作BCXU的管道由HDPE制成。HDPE的撓性降低了對(duì)管路的剪切破壞。 HDPE對(duì)從污物中提取的典型氣體也是非腐蝕性的，并且耐受生物作用。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的密封機(jī)構(gòu)(如上述的那些)可用于密封PTU和BCXU之間的連接。任選地是，采用氣密性連接方式將BCXU與PTU進(jìn)行連接。可以按照與測試腐化池的完整性的方式(即真空測試)類似的方式原位測試污物管線系統(tǒng)中所有連接的基本氣密性，這對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言是已知的。將污物管線的一部分密封，施加真空并且采用具有量表的定期讀取儀確定該部分是否在喪失其真空?？赡娌东@單元在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCCU為諸如吸收罐等容器，該容器與PTU可拆卸地相連，并且被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲PTU內(nèi)生成的生物氣體。在一個(gè)實(shí)施方案中，BCXU為管道和吸收罐的混雜組合，其中與PTU可操作性地連接的管道捕獲PTU內(nèi)的生物氣體，并且將其輸送到可拆卸地相連的吸收罐(其可逆地捕獲生物氣體)內(nèi)。在捕獲的生物氣體飽和之后，將吸收罐或其內(nèi)的內(nèi)容物與PTU分離，并且任選地輸送到其中再次提取所捕獲的生物氣體以進(jìn)一步處理、儲(chǔ)存和/或利用的設(shè)施(例如氣體利用中心)內(nèi)?；谖展薜纳餁怏w收集方法非常適合于獨(dú)立的腐化系統(tǒng)和儲(chǔ)存池，其中不存在污物收集干管避免了對(duì)管溝的需要。各種材料可用于捕獲生物氣體用的吸收罐內(nèi)，以利用吸附或其它機(jī)制而捕獲生物氣體。這些材料中的一些材料如下所述。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，以下所列的材料僅是實(shí)例性的，并且本領(lǐng)域內(nèi)已知的適合于捕獲生物氣體的其它材料也被認(rèn)為包括在本發(fā)明所述的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，生物氣體收集于填充有吸附材料的吸收罐內(nèi)。主要包含甲烷的生物氣體吸附于吸附介質(zhì)的孔隙內(nèi)和表面上。甲烷分子傾向于吸附在直徑為 1.0-1.5nm的孔隙內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，吸收罐填充有具有高孔隙(寬度小于 1. 6nm)體積的材料(當(dāng)采用總孔隙體積的百分比時(shí))。由于具有高的吸附能力，活性炭一直用于從液體和氣體中除去雜質(zhì)并且回收有用的物質(zhì)，其中“活化”是指由此增強(qiáng)孔隙結(jié)構(gòu)的各種處理中的任意處理方式。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，高度微多孔的炭被用于捕獲生物氣體用的吸收罐內(nèi)。微多孔炭通過各種不同的技術(shù)(如對(duì)活性炭進(jìn)一步化學(xué)活化)制備。制備高度微多孔的炭的方法在US 5，626，637中有所提供。容器還可以填充有其中結(jié)晶的晶格結(jié)構(gòu)或晶粒構(gòu)造能夠可逆地捕獲甲烷分子的材料。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，這些材料具有這樣的晶格結(jié)構(gòu)，該晶格結(jié)構(gòu)允許甲烷分子滲入固體物質(zhì)的內(nèi)部并且相對(duì)于甲烷分子具有內(nèi)部表面活性，如允許表面附著性至少達(dá)到增強(qiáng)捕獲效果所需的程度。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可以采用已知籠狀晶格結(jié)構(gòu)的沸石，如US 4，495，900所述的那些。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，容器填充有有廉價(jià)的芳香族前體(如柯啶、焦炭和石油)制得的含硫活化炭。用于制備這種材料的方法在US5，639，707中所有提供。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCCU吸收罐填充有由玉米棒子制得的納米多孔炭。 在該實(shí)施方案中，玉米棒子被烘烤為在不規(guī)則狀孔隙空間內(nèi)捕獲生物氣體的炭餅?？紫兜牟灰?guī)則性質(zhì)使得比其它結(jié)構(gòu)獲得更高的捕獲效率?？紫兜某叽缬绊懱匡灥纳餁怏w收集能力?；诨罨幚淼牟煌愋?，可以由玉米棒子制得約80種不同類型的炭。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過促進(jìn)形成籠形水合物從PTU中收集生物氣體。 籠形水合物為一類其中氣體分子占據(jù)由氫結(jié)合的水分子構(gòu)成的“籠子”的固體。這些籠子在空位時(shí)是不穩(wěn)定的，從而塌陷為常規(guī)的冰晶結(jié)構(gòu)，但是它們通過在其內(nèi)包合適當(dāng)尺寸的分子而得以穩(wěn)定。大多數(shù)低分子量氣體(如02、!12、隊(duì)、0)2、!125、六1~、&、乂6和甲烷)以及一些高級(jí)烴和氟氯烷在特定的壓力-溫度條件下會(huì)形成水合物。一旦形成水籠形物，其通常可以通過升高溫度和/或降低壓力而分解。用于促進(jìn)含甲烷生物氣體生成的機(jī)構(gòu)可以采用各種技術(shù)在PTU內(nèi)促進(jìn)甲烷生成。甲烷生成的關(guān)鍵因素為提供用于廢物厭氧分解的充分時(shí)間。所生成的甲烷的量隨著廢物分解的時(shí)間延長而增加。還可以通過優(yōu)化環(huán)境條件(如溫度、PH平衡、混合、組分、營養(yǎng)物水平、水分或水含量等)來促進(jìn)甲烷生成。在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU被構(gòu)造為允許任何附加的氧/空氣進(jìn)入系統(tǒng)中。任選地是，系統(tǒng)還包括圍繞的通氣機(jī)構(gòu)。通過延長污物分解的時(shí)間來促進(jìn)生物氣體生成在本發(fā)明的其中PTU由兩個(gè)或多個(gè)槽構(gòu)成的實(shí)施方案中，由一個(gè)或多個(gè)污物源接收的污物的淤積部分在PTU的沉積槽內(nèi)沉積，然后進(jìn)入消化槽，而外排液使用一個(gè)或多個(gè)污物排出管從PTU流入到HSS、HPSS或滲濾場(在腐化池的情況下)內(nèi)。由于只有淤積物留在PTU內(nèi)，因此清潔循環(huán)可以延長。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第一槽與虹吸管相連， 使得可以在常規(guī)的清潔過程中從PTU中取出淤積物。沉積在PTU的消化室的底部的淤積物由于微生物消化的作用而減少。容納較大量的淤積物的較大的厭氧消化槽延長了清潔循環(huán)；起到涌流抑制器的作用，從而降低污物通過系統(tǒng)的速率；并且增加液壓保持時(shí)間?？梢匀芜x地引入包括流量衰減器在內(nèi)的附加元件， 以增加液壓保持時(shí)間。所有這些因素均導(dǎo)致淤積物的沉積增加，由此使生物氣體生成增加。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，根據(jù)PTU是與HSS、HPSS還是滲濾場相連，系統(tǒng)的各部件(包括但是不限于通氣口、管線、管線與其它部件的接頭、管道、泵站等)具有不同的設(shè)計(jì)要求。通過優(yōu)化環(huán)境條件促進(jìn)生物氣體的生成可以通過多種手段來促進(jìn)厭氧消化，所述手段例如為采用添加劑、使用固定介質(zhì)來誘導(dǎo)生物膜生長以及各種工作參數(shù)(包括保留時(shí)間、PH和溫度等)。已知用于提高淤積物轉(zhuǎn)化為甲烷的量、生物氣體中甲烷部分的量或甲烷在生物氣體內(nèi)的比例的一些條件如下〇升高溫度〇混合淤積物覆層OpH 平衡〇增加可供利用的H+〇優(yōu)化碳營養(yǎng)物比例
〇微生物生物強(qiáng)化(即微生物接種)在一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過優(yōu)化環(huán)境條件(如溫度、pH、組分、營養(yǎng)物水平、水分或水含量以及氫離子水平)來促進(jìn)甲烷生成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，PTU包括用于優(yōu)化一種或多種環(huán)境條件以促進(jìn)厭氧消化的機(jī)構(gòu)。任選地是，PTU還可以包括用于監(jiān)測廢物的固體部分內(nèi)的環(huán)境條件的機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，例如(但是不限于)溫度傳感器、PH傳感器、水分傳感器、通風(fēng)傳感器等。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，PTU包括響應(yīng)于環(huán)境指示的反饋系統(tǒng)，以作為響應(yīng)于由一個(gè)或多個(gè)傳感器接收的信號(hào)而優(yōu)化一種或多種環(huán)境條件的機(jī)構(gòu)。溫度的控制在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過增加熱量來優(yōu)化PTU中淤積物的微生物消化速率。保持淤積物的溫度在優(yōu)化范圍可以增加消化速率。增加PTU內(nèi)的溫度優(yōu)化分解淤積物的微生物的生長速率。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員知道充分的微生物反應(yīng)所需的最優(yōu)溫度范圍。例如，根據(jù)所存在的產(chǎn)甲烷菌的種類，存在兩個(gè)常規(guī)的用于厭氧消化的工作溫度范圍(a)嗜溫其優(yōu)選在約37°C -41°C或者約25_45°C的環(huán)境溫度下進(jìn)行，其中采用嗜溫菌作為消化劑，以及(b)嗜熱其優(yōu)選在約50-52°C (至多升高至70°C )下進(jìn)行，其中采用嗜熱菌作為消化劑。嗜溫細(xì)菌比嗜熱菌更耐受環(huán)境條件的變化。因此，據(jù)認(rèn)為，嗜溫消化體系比嗜熱消化體系更穩(wěn)定。然而，后者有利于更快的反應(yīng)速率，因此在升高的溫度下氣體生成的速率更快。在嗜溫范圍(15°C-40°C)內(nèi)，基本規(guī)則是在淤積物覆層內(nèi)，每升溫10°C，甲烷產(chǎn)生速率會(huì)增加一倍(Droste，1997)。已經(jīng)顯示出在低至10°C時(shí)會(huì)產(chǎn)生甲烷氣體，但是為了實(shí)現(xiàn)合理的甲烷產(chǎn)生速率，我們的淤積物應(yīng)當(dāng)保持在至少20°C。升高淤積物覆層的溫度既會(huì)提高微生物消化淤積物的速率，又可能改變淤積物覆層內(nèi)存在的微生物群落。通常，我們期望在主處理單元的淤積物覆層內(nèi)觀察到嗜冷性厭氧菌(溫度范圍為10°C至20°C )-這些微生物緩慢有效地將含碳材料轉(zhuǎn)化為甲烷氣體。與此形成對(duì)比的是，加熱PTU的淤積物層至超過36°C會(huì)促進(jìn)反應(yīng)非常有效且更快的嗜溫厭氧菌 (其在25-37°C的溫度范圍內(nèi)生存)的定殖；然而，在45-55°C內(nèi)生存的嗜熱細(xì)菌通常比嗜溫菌更快地生長和反應(yīng)，對(duì)系統(tǒng)的變化更敏感，并且可能在最小的應(yīng)力(如溫度下降等)下就會(huì)死亡。此外，在沒有主動(dòng)加熱的情況下，澄清池在45-55°C的范圍內(nèi)工作在大多數(shù)地點(diǎn)在技術(shù)上是不可能的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供這樣的PTU，其被隔離以參照PTU外部的環(huán)境溫度(其可能是或不是最優(yōu)的)增加和/或保持恒定的所需優(yōu)化溫度。在本發(fā)明的其中PTU部分或全部位于地面以上的實(shí)施方案中，至少一部分PTU被涂成黑色，或者由吸收太陽熱量的材料制成。PTU的蓋子位于地面上，并且由黑金屬或其它高發(fā)射率的材料制成。在一個(gè)實(shí)施方案中，存在與蓋子相連的金屬棒，其向下到達(dá)淤積物覆層，從而將熱能傳導(dǎo)至淤積物覆層內(nèi)，以促進(jìn)消化。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，甲烷供能的燃料電池可以為PTU提供熱量。參照?qǐng)D8，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過加熱機(jī)構(gòu)升高PTU的溫度。加熱機(jī)構(gòu)可以由諸如太陽板陣列等電源或本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的其它能源供能?；蛘?，加熱機(jī)構(gòu)可以由捕獲的生物氣體供能。加熱加熱機(jī)構(gòu)可以位于PTU內(nèi)，或者位于PTU的外部。系統(tǒng)還可以包括用于淤積物縮減的現(xiàn)場甲烷控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括氣體壓縮、燃燒和加熱系統(tǒng)以及淤積物覆層加熱系統(tǒng)。該現(xiàn)場甲烷控制系統(tǒng)通過現(xiàn)場燃燒甲烷并且將所生成的熱供應(yīng)給淤積物覆層以加快淤積物降解過程，從而使得甲烷氣體轉(zhuǎn)化為二氧化碳， 并且使得抽空循環(huán)延長。在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)包括與催化轉(zhuǎn)化器相連的加熱器，使得在甲烷轉(zhuǎn)化過程中由催化轉(zhuǎn)化器生成的熱量可以用于加熱淤積物覆層。在其中加熱機(jī)構(gòu)位于PTU的外部的實(shí)施方案中，加熱機(jī)構(gòu)包括用于加熱PTU的壁的機(jī)構(gòu)，如板坯加熱器?；蛘?，含有固體成分的廢物可以在進(jìn)入PTU之前進(jìn)行預(yù)加熱。在一個(gè)實(shí)施方案中，加熱機(jī)構(gòu)還包括溫度傳感機(jī)構(gòu)，如溫度調(diào)節(jié)裝置。在一個(gè)實(shí)施方案中，加熱機(jī)構(gòu)還包括反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)從溫度傳感器(如溫度調(diào)節(jié)裝置)接收信息，并且控制加熱機(jī)構(gòu)以便保持預(yù)設(shè)的最優(yōu)溫度。促進(jìn)厭氧消化的手段底物平衡任選地是，引入的污物被調(diào)節(jié)為既具有合適的pH水平，又具有充分的有機(jī)物(其具有平衡的碳營養(yǎng)物比例和氮比例)。為了促使新的淤積物細(xì)菌的氣體產(chǎn)生達(dá)到與熟化厭氧菌相同的水平，將得自其它澄清池的聚集物覆層的熟化淤積物加入到新池子內(nèi)，以加快熟化過程，從而避免滯后階段。 接種的簡單優(yōu)點(diǎn)是使得微生物體系即刻啟動(dòng)，并且快速產(chǎn)生甲烷。此外，包括熱處理、臭氧處理、超聲波分解和堿水解或它們的組合在內(nèi)的各種預(yù)處理會(huì)促進(jìn)淤積物溶解，從而增強(qiáng)嗜溫厭氧消化。在一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)槽可以裝有一個(gè)或多個(gè)厭氧固定介質(zhì)體系，其包括基質(zhì)層或支持材料層?；|(zhì)或支持材料為微生物提供了固定的表面。合適的支持物是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且可以包括天然存在的支持物，如礫石或巖石或人造支持物(如磚、陶瓷、金屬或塑料元件)。通常支持物對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境條件具有耐受性。任選地是，厭氧過濾器可以用于處理濃的廢水或用于處理稀的污物。液壓混合在池子內(nèi)進(jìn)行液壓混合促使新的污物底物與蓄積在池子底部的以前的污物層相混合，從而使新的底物與熟化厭氧菌接觸。污物輸入口可以被任選地設(shè)計(jì)為促進(jìn)上述液壓混合。在一個(gè)實(shí)施方案中，PTU污物輸入口包括一個(gè)或多個(gè)分支的入口三通管。分支的入口三通管可以由池子的中央形成分支出來，并且沿X軸和Z軸方向均具有彎曲度。彎曲度可以為約22. 5度至約45度。在一個(gè)實(shí)施方案中，彎曲度為22. 5度。在另一個(gè)實(shí)施方案中， 彎曲度為30度。在另一個(gè)實(shí)施方案中，彎曲度為45度。在又一個(gè)實(shí)施方案中，彎曲度為90 度。這種分支的入口三通管構(gòu)造促使新的污物底物與蓄積在池子底部的以前的污物層相混合，從而使新底物與熟化厭氧菌接觸。計(jì)算機(jī)流體動(dòng)力模擬(CFD)已經(jīng)表明，這種入口構(gòu)造在高流速(堵塞)條件下可以混合超過90%的池子淤積物覆層表面/高度。任選地是，分支的入口三通管還可以被構(gòu)造為使得流體被引導(dǎo)至室間壁或內(nèi)擋板，以進(jìn)一步促使
14不規(guī)則的流動(dòng)方式，并且減少懸浮的固體。原位產(chǎn)牛氫原位產(chǎn)生氫會(huì)促進(jìn)厭氧處理。氫在厭氧反應(yīng)中被消耗，并且可以將厭氧處理由酸生成階段轉(zhuǎn)化為甲烷生成階段。原位產(chǎn)生氧和/或氫的機(jī)構(gòu)是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且可以包括能夠電解的任何機(jī)構(gòu)，包括一個(gè)或多個(gè)電解盒、電解池或電解室。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，能夠電解的機(jī)構(gòu)可以電解水。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，能夠電解的結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生氧化劑。適合用于本發(fā)明的水電解裝置的類型隨著系統(tǒng)的功能需求而不同。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，電解裝置可以間歇式工作或連續(xù)工作。電解裝置可以按照預(yù)設(shè)的方式或相應(yīng)于(例如)傳感器的信號(hào)而打開或關(guān)閉。在一個(gè)實(shí)施方案，電解裝置包括兩個(gè)或多個(gè)電極，以及能源或電源。在一個(gè)實(shí)施方案中，電解裝置包括與一個(gè)或多個(gè)電解裝置可操作性地連接的處理控制器以及一個(gè)或多個(gè)傳感器。處理控制器可以包括這樣的器件，其能夠由一個(gè)或多個(gè)傳感器接收信號(hào)，并且解析信號(hào)，處理所接收的信號(hào)，并且將指令發(fā)送給一個(gè)或多個(gè)電解裝置，以按照基本上最低的能量成本來優(yōu)化結(jié)果。處理控制器還可以進(jìn)行監(jiān)控功能，如監(jiān)測系統(tǒng)失效等。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理控制器還包括傳感機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)用于檢測pH水平，并且能夠以PH依賴方式調(diào)節(jié)水的電解，以防止由于H+累積而導(dǎo)致淤積物酸化。電解裝置在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，電解裝置包括位于PTU內(nèi)表面或淤積物覆層內(nèi)的兩個(gè)或多個(gè)電極。參照?qǐng)D9，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)電極可操作性地與位于PTU外部的電源相連。在水電解過程中，陰極或負(fù)極產(chǎn)生氫，并且陽極或正極產(chǎn)生氧。或者，電解單元可能產(chǎn)生其它(非氧)氧化劑。通過促使蓄積的淤積物在PTU內(nèi)的消化，電解裝置間接起到增加清潔周期的作用。淤積物較長時(shí)間的蓄積起到增加生物氣體生成的作用。本領(lǐng)域內(nèi)已知各種類型的電極，包括平電極、網(wǎng)狀電極、桿電極、中空?qǐng)A筒電極、板電極或多板電極等。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員根據(jù)系統(tǒng)的功能要求將會(huì)知道那種類型的電極適合用于本發(fā)明中。固體顆粒粘附在上升到表面并且離開處理區(qū)域的氣泡上。此外，在形成氧氣泡時(shí)， 由于氧氣不能擴(kuò)散而在系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)致低效能。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，陽極的構(gòu)造被選擇為減少或防止氣泡的形成。電極可以由各種材料形成。電解材料必須充分耐用，以承受在本發(fā)明的電解過程中施加的升高的電壓和電流水平，而不會(huì)使得電極過度降解。給定的電極可以是金屬或非金屬的。在電極為金屬時(shí)，電極可以包括鍍鉬的鈦以及本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的其它組成。在電極為非金屬時(shí)，電極可以包括石墨炭、撒有金剛石的硼或者可以為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的各種導(dǎo)電陶瓷材料中的一種或多種。在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，電解池的陽極和陰極可具有各種不同的組成和/或構(gòu)造。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，陽極和陰極基本上是等價(jià)的，以有利于雙極工作，從而減少污垢在電極上累積。電解過程可能在電解表面上產(chǎn)生薄膜或沉積物，其可能降低水處理過程的效率?？梢酝ㄟ^周期性地將工作極性逆轉(zhuǎn)(將陽極和陰極板轉(zhuǎn)換為相反的極性)，對(duì)電解進(jìn)行去污垢，以除去某些膜。自動(dòng)的邏輯控制允許程序性地或連續(xù)地去污垢，從而降低勞動(dòng)和維護(hù)成本。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，參照電極被整合到電解裝置內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)電極中的至少一個(gè)基本上浸沒于淤積物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所有電極均基本上浸沒于淤積物內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中， 一個(gè)或多個(gè)電極中的至少一個(gè)電極部分地浸沒于淤積物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所有電極均部分地浸沒于淤積物中。電極的放置方式可以根據(jù)系統(tǒng)要求而改變。電極可以位于固定的位置或者可移動(dòng)地安裝。電極可以安裝于PTU的壁上和/或底部上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，電極使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的手段而懸浮于淤積物內(nèi)。電解裝置的合適能源是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且技術(shù)人員將會(huì)知道那種能源最適合于系統(tǒng)的構(gòu)造。能源會(huì)輸送具有由系統(tǒng)要求確定的值的受控電荷。能源或電源可以是標(biāo)準(zhǔn)或可再充電的電池、直流連接端子或太陽能以及本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它能源或電源?，F(xiàn)場甲烷減排在一些應(yīng)用中，能需要現(xiàn)場甲烷減排。在這些應(yīng)用中，可以將主處理單元的含甲烷生物氣體輸出口與甲烷減排機(jī)構(gòu)相連。通過設(shè)置過濾器/裝置進(jìn)行現(xiàn)場甲烷減排，所述過濾器/裝置含有(并且/或者促使甲烷營養(yǎng)菌的定殖)通過氧化作用將甲烷氣體轉(zhuǎn)化為二氧化碳的天然存在的甲烷營養(yǎng)菌(其通常存在混合介質(zhì)內(nèi)，但是也可以使用其它介質(zhì))。這些甲烷營養(yǎng)菌可以位于地下通風(fēng)管和/或圍繞上升管的介質(zhì)的環(huán)內(nèi)，所述上升管被精細(xì)地穿孔，以允許氣體進(jìn)入介質(zhì)內(nèi)，但是其不會(huì)讓土壤/砂進(jìn)入池子、表面吸收罐等結(jié)構(gòu)內(nèi)。與其它固體廢物縮減系統(tǒng)和方法進(jìn)行整合上述的用于基本上優(yōu)化固體廢物分解的系統(tǒng)或方法可以與用于最大程度地減少廢物的其它系統(tǒng)和方法(例如，包括前酶處理和后酶處理等)進(jìn)行整合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以與使用電解預(yù)處理污物的系統(tǒng)整合，所述系統(tǒng)如在美(例如)國專利No. 4，089，761和4，124，481所公開的那樣。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)容易理解，可以將本文所述的用于促進(jìn)微生物處理的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)組合。向氣體利用中心輸送生物氣體使用BC⑶提取的生物氣體任選地在氣體利用中心用于多種應(yīng)用中的一種或多種，包括(但是不限于)發(fā)電、同時(shí)發(fā)熱發(fā)電、用作燃料和用于化學(xué)合成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且參照?qǐng)D11，氣體利用中心位于廢物源的原地。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且參照?qǐng)D11，氣體利用各中心為由多個(gè)PTU共用的中央設(shè)施。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，使用被設(shè)計(jì)并且構(gòu)造為可逆地捕獲生物氣體的容器 (其用作B(XU)捕獲在PTU中生成的生物氣體。然后，這些容器被移送到氣體利用中心，在那里它們被處理，以釋放其內(nèi)捕獲的的氣體(“解析附”)。在混合實(shí)施方案中，BCCU可以位于氣體利用中心。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，解析附的方法隨著吸收罐內(nèi)所用的材料類型而改變，并且所有這些均應(yīng)被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)?？梢栽谑盏饺萜髦罅⒓催M(jìn)行解析附過程，或者直至生物氣體要進(jìn)行利用時(shí)再進(jìn)行解吸附過程(在這種情況下容器起到儲(chǔ)存裝置的作用)?；蛘撸萜骺梢员灰扑椭林虚g位置，在那里它們發(fā)生解析附，并且然后使用諸如管線系統(tǒng)等生物氣體輸送元件(BTE)將所提取的生物氣體輸送到氣體利用中心。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，使用與一個(gè)或多個(gè)BTE相連的管道形式的BC⑶將生物氣體收集至氣體利用中心，以進(jìn)一步處理、儲(chǔ)存和/或利用。在中央氣體利用中心的情況下，BTE起到氣體收集干管的作用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，使用直徑通常為19_100m4m的撓性的額定壓力的高密度聚乙烯(HDPE)制備BTE。使用這種類型的管提供多種優(yōu)點(diǎn)，如容易安裝、管段之間的連接點(diǎn)較少、減少開挖以及表面復(fù)原等。BTE還可以由各種其它材料(如聚乙烯)制成。使用 HDPE確保了 BTE保持不受腐蝕達(dá)到大于100年的設(shè)計(jì)期限。參照?qǐng)D13，其示出上述系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中廢水集水區(qū)分為多個(gè)區(qū)域，并且生物氣體通過主動(dòng)或主動(dòng)的動(dòng)力流入集水區(qū)下游的收集中心。在該構(gòu)造中，水分捕集器位于生物氣體收集中心的上游，然而它們可以置于系統(tǒng)的其它重要地點(diǎn)。在收集中心處，可以具有測量并且監(jiān)測生物氣體質(zhì)量/量等和/或環(huán)境條件的裝置；還可以有根據(jù)集水區(qū)的形貌和服務(wù)條件而沿著系統(tǒng)抽/吸氣體的泵。生物氣體從收集中心和/或直接從與其所服務(wù)的建筑物相鄰的各沼氣池而流入(通過主動(dòng)或主動(dòng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu))轉(zhuǎn)化中心，其中所述生物氣體位于被引導(dǎo)至設(shè)施的各獨(dú)立管道內(nèi)或者收集于通過一系列Y型連接合并的生物氣體干管(其只有一個(gè)生物氣體管被引導(dǎo)至設(shè)施)內(nèi)。轉(zhuǎn)化中心內(nèi)的裝置可以包括(但不是不限于)多閥分流器、過濾器或分離器或擦洗器、冷凝和沉淀阱、疏水器、緩沖罐、鼓風(fēng)機(jī)、燃燒組件、防爆安全閥、防焰器組件(如換熱器或氣火焰)、用于共同發(fā)熱發(fā)電的發(fā)動(dòng)機(jī)/發(fā)電器和控制面板以及所需的監(jiān)測設(shè)備(如氧分析器)。根據(jù)當(dāng)?shù)卣慕ㄖ?guī)則/規(guī)定，大多數(shù)這些設(shè)備都需要容納在防爆建筑物內(nèi)。在本發(fā)明的其中氣體利用中心位于中央并且PTU適合用于HPSS的實(shí)施方案中， BTE位于與污物收集干管相同的管溝內(nèi)。對(duì)污物收集干管和BTE使用相同的管溝使得成本顯著降低。還可以在相同的管溝內(nèi)加入其它的服務(wù)設(shè)施，從而提供“捆綁式服務(wù)”。通過使用冷凝阱，匯集在地下BCCU系統(tǒng)內(nèi)的水分可以通過相同的管溝一起被排放到HPSS內(nèi)(參見圖Π)。參見圖14，其為路面下的示例性冷凝阱的示意圖。在系統(tǒng)為小口徑廢物管道系統(tǒng)的一部分的實(shí)施方案中，捕集在生物氣體管線內(nèi)的水分可以被轉(zhuǎn)化為小孔徑廢物管道的外排流，而不會(huì)通過液壓塞使大氣進(jìn)入生物氣體管網(wǎng)內(nèi)。水分捕集器最通常安裝位于集水區(qū)的低點(diǎn)，或者如重要設(shè)計(jì)所需的那樣，水分捕集器為從生物氣體管線內(nèi)的生物氣體冷凝的冷卻水的收集點(diǎn)，并且管道內(nèi)的鵝頸彎曲部含有水，使得沒有氣體從生物氣體中進(jìn)入小孔徑廢物管道系統(tǒng)內(nèi)，反之亦然。在這種情況下，捕集器內(nèi)的水量總是處于相同的高度-當(dāng)一滴水進(jìn)入鵝頸部時(shí)，另一滴從水鵝頸結(jié)構(gòu)的小口徑污物管道系統(tǒng)一側(cè)離開，并且將水貯存到清潔的廢物管道外排流內(nèi)。這些捕集器在安裝時(shí)會(huì)填充水，并且以大多數(shù)地漏下的氣體捕集器相似的方式在U型彎曲部內(nèi)總是滿的。任選地是，這些水分捕集器可以沿著道路安裝，并且為生物氣體收集系統(tǒng)和外排廢物管道系統(tǒng)設(shè)置入口，以進(jìn)行所指定或所需的維護(hù)。生物氣體管線和SBS管線均可以從該水分捕集點(diǎn)具有延伸的立管，以進(jìn)入管線進(jìn)行沖洗或其它維護(hù)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，必須注意確保沒有氣體從BTE泄漏到環(huán)境中，或者在氣體利用中心泄漏。這包括使用對(duì)焊接或本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員已知的其它連接密封方法來確保所有連接和接點(diǎn)均為密封連接的?？梢允褂蒙衔挠懻摰恼婵諟y試方法確認(rèn)BTE的各段之間的連接的基本氣密性。在PTU內(nèi)生成的甲烷可以與痕量的氣體混合，以逐漸獲得明顯的刺激性氣味(其可用于檢測任何甲烷泄漏)?？捎糜谠撃康牡臍怏w包括(但不限于) 丁基硫醇。BTE還可以包括插入用于控制氣體流動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)氣體流量裝置，如壓力監(jiān)測器、閥、 壓縮器等。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解這些裝置沿著BTE適當(dāng)?shù)姆胖梅绞?。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氣體流量裝置確保所提取的氣流具有均一的壓力。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，這些流量控制裝置被控制為間斷地或連續(xù)地操作氣體提取過程。如本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的那樣，可以使用典型的氣體用流量控制機(jī)構(gòu)(如壓力閥)。在一個(gè)實(shí)施方案中，池內(nèi)生物氣體積聚可以對(duì)池子加壓，并且在最大壓力時(shí)，閥可以打開，從而通過動(dòng)力推動(dòng)生物氣體塞進(jìn)入收集中心或設(shè)施?；蛘?，可以在設(shè)計(jì)時(shí)不包括閥，相反，使生物氣體連續(xù)地流入收集中心或設(shè)施。在本發(fā)明的主要從PTU中提取甲烷的實(shí)施方案中，重要是確保最低程度地向BTE 內(nèi)滲濾或從BTE中滲濾出，因?yàn)榧淄榕c空氣的混合在甲烷的濃度為5%至15%之間時(shí)能夠產(chǎn)生可燃混合物?？梢栽贐TE內(nèi)和氣體利用中心設(shè)置安全措施，以確保不發(fā)生爆炸或不期望的泄露。這些安全措施包括(但是不限于)壓力傳感器。甲烷管道收集系統(tǒng)可以通過在 PTU內(nèi)積聚的壓力而被動(dòng)地被推動(dòng)至收集中心或轉(zhuǎn)化中心，并且/或者主動(dòng)地被引導(dǎo)至中央轉(zhuǎn)化中心(三種方式被動(dòng)-被動(dòng)、主動(dòng)-主動(dòng)或被動(dòng)-主動(dòng)的混合方式)。對(duì)于甲烷轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，其可以具有能夠通過壓力積聚而打開的閥或者具有通過監(jiān)測傳感器而打開的閥。此外，冷凝阱可以轉(zhuǎn)移在生物氣體管網(wǎng)內(nèi)收集的水分，并且將所收集的水釋放至SBS外排系統(tǒng)(其與生物氣體系統(tǒng)并排或者在其上方而成對(duì)設(shè)置)。生物氣體處理和應(yīng)用在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，采用過濾機(jī)構(gòu)除去或分離特定的氣體。例如，這些過濾機(jī)構(gòu)可以用于分離甲烷。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解，這些過濾機(jī)構(gòu)可以設(shè)置于氣體流動(dòng)通路的任何位置，該位置包括(但是不限于)下述位置PTU內(nèi)、BCXU內(nèi)、BTE內(nèi)或氣體利用中心處?？梢詫?duì)通過BC⑶收集的生物氣體流應(yīng)用其它的后處理步驟。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可以采用擦洗技術(shù)，以從生物氣體流中除去&S。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)容易理解，本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它后處理步驟被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，由PTU收集的主要是甲烷，并且使用BTE將其輸送至中央設(shè)施內(nèi)，以在化學(xué)合成中進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用，或者用于發(fā)電。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過將甲烷在燃?xì)鉁u輪、蒸氣鍋爐、往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)或微型渦輪中作為燃料進(jìn)行燃燒而利用其進(jìn)行發(fā)電。與其它烴類燃料相比，燃燒甲烷相對(duì)于每單位所釋放的熱量會(huì)產(chǎn)生較少的 CO2,并且也會(huì)產(chǎn)生最多的熱/單位質(zhì)量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，所收集的甲烷可以以與液態(tài)天然氣(LNG)相似的液態(tài)形式作為燃料輸送。壓縮天然氣(CNG)形式的甲烷也用作車輛的燃料，并且被認(rèn)為比汽油和柴油更為環(huán)境友好。在化學(xué)工業(yè)中，甲烷也作用生產(chǎn)氫、甲醇、乙酸和乙酸酐的原料。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會(huì)理解在不同的下游應(yīng)用的情況下與處理甲烷相關(guān)的不同的設(shè)計(jì)問題。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，由各PTU收集的甲烷那被泵送回上游，以用于諸如對(duì)住所發(fā)電等應(yīng)用。顯而易見的是，本發(fā)明的上述實(shí)施方案是示例性的，并且可以按照多種方式進(jìn)行改變。這種目前的改變以及以后的改變并不認(rèn)為偏離本發(fā)明的范圍，并且希望這些所有對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員顯而易見的更改均包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于提取和收集污物生物氣體的系統(tǒng)，包括主處理單元，該單元被構(gòu)造為將污物分為浮渣層、液體層和淤積層，所述主處理單元包括適合于接收所述污物并且輸出外排液的沉積槽以及適合于從所述沉積槽接收所述污物的固體成分的消化槽，所述沉積槽具有第一頂部空間，該第一頂部空間被構(gòu)造為與大氣相通，并且收集基本上在所述沉積槽內(nèi)生成的生物氣體，并且所述消化槽具有基本上與所述第一頂部空間分隔的第二頂部空間，該第二頂部空間被構(gòu)造為收集基本上在所述消化槽內(nèi)生成的含甲烷生物氣體；其中所述浮渣層基本上保留在所述沉積槽內(nèi)，并且所述淤積層基本上保留在所述消化槽內(nèi)；以及生物氣體收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)可操作性地與所述第二頂部空間連接。
2.一種適合于收集含甲烷生物氣體的主處理單元，所述主處理單元被構(gòu)造為將污物分為浮渣層、液體層和淤積層，所述主處理單元包括適合于接收所述污物并且輸出外排液的沉積槽以及適合于從所述沉積槽接收所述污物的固體成分的消化槽，所述沉積槽具有第一頂部空間，該第一頂部空間被構(gòu)造為與大氣相通，并且收集基本上在所述沉積槽內(nèi)生成的生物氣體，并且所述消化槽具有基本上與所述第一頂部空間分隔的第二頂部空間，該第二頂部空間被構(gòu)造為收集并輸出基本上在所述消化槽內(nèi)生成的含甲烷生物氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其中所述沉積槽和所述消化槽為并排構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其中所述沉積槽和所述消化槽為嵌套式構(gòu)造。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其中所述沉積槽和所述消化槽為圓形嵌套式構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其中所述污物是通過一個(gè)或多個(gè)入口三通管輸入的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)或主處理單元，其中所述的各入口三通管具有沿著X軸和Z軸方向均45度彎曲的構(gòu)造，以促使在池子內(nèi)進(jìn)行液壓混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，還包括一個(gè)或多個(gè)氣泡變流裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其可操作性地與甲烷減排系統(tǒng)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，還包括用于促進(jìn)厭氧消化的機(jī)構(gòu)。
11.一種適合于收集含甲烷生物氣體的主處理單元，所述主處理單元包括污物沉積區(qū)域和淤積物消化區(qū)域，其中所述污物沉積區(qū)域適合于接收所述污物，并且輸出外排液，并且所述消化區(qū)域適合于從所述沉積區(qū)域接收所述污物的固體成分，并且輸出基本上在所述消化區(qū)域生成的含甲烷生物氣體，其中所述含甲烷生物氣體的輸出基本上不與污物浮渣層接觸。
12.一種用于提取和收集污物生物氣體的系統(tǒng)，包括主處理單元，該主處理單元包括污物沉積區(qū)域和淤積物消化區(qū)域，其中所述污物沉積區(qū)域適合于接收所述污物，并且輸出外排液，并且所述消化區(qū)域適合于從所述沉積區(qū)域接收所述污物的固體成分，并且輸出基本上在所述消化區(qū)域生成的含甲烷生物氣體，以及生物氣體收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)被構(gòu)造為從所述消化區(qū)域接收含甲烷生物氣體，其中所述含甲烷生物氣體的輸出基本上不與污物浮渣層接觸。
13.一種適合于收集含甲烷生物氣體的主處理單元，其中所述主處理單元被構(gòu)造為將污物沉積和淤積物消化分別分隔在沉積區(qū)域和消化區(qū)域內(nèi)，并且輸出基本上在所述消化區(qū)域生成的含甲烷生物氣體，其中所述含甲烷生物氣體的輸出基本上不與污物浮渣層接觸。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其中所述第一頂部空間和所述第二頂部空間是液壓分隔的。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)或根據(jù)權(quán)利要求2所述的主處理單元，其中所述含甲烷生物氣體的輸出為主動(dòng)方式、被動(dòng)方式或它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于從污物收集含甲烷生物氣體的主處理單元和系統(tǒng)。主處理單元被構(gòu)造為將污物沉積和淤積物消化分隔在池子的獨(dú)立區(qū)域或室內(nèi)。沉積區(qū)域適合于接收污物，并且輸出外排液，并且消化區(qū)域適合于從沉積區(qū)域接收污物的固體成分，并且輸出基本上在消化區(qū)域生成的含甲烷生物氣體。主處理單元被設(shè)計(jì)為使得含甲烷生物氣體被輸出，而基本上不與浮渣層相接觸。系統(tǒng)還包括生物氣體收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)被構(gòu)造為從主處理單元的消化區(qū)域接收含甲烷生物氣體。
文檔編號(hào)B01D21/02GK102216229SQ200980132766
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日
發(fā)明者吉爾·L·哈斯 申請(qǐng)人:克利爾福德工業(yè)有限公司