专利名称：有机废弃物的处理的制作方法诸如污泥的有机废弃物被广泛地用作肥料。然而，在废弃物能够用作肥料之前，通常对其进行调节以便卫生化。卫生化的目的是从生物废弃物中去除病原微生物，从而改善生物废弃物作为肥料的可用性。卫生化的常用方法包括加热生物废弃物，或者替代地，根据生物废弃物会随时间而分解，使生物废弃物进行自然卫生化。这些类型的卫生化方案都是复杂的过程，并且需要几个单独的机械和工具，这些机械和工具各自完成朝向卫生化的过程的特定步骤。这明显不是完成卫生化的优选方案。因此，重要的是提供一种以更优选的方式完成卫生化的方案。发明概述本发明的力图改善有机废弃物的卫生化。根据本发明的一个方面，提供了如权利要求1和9所具体说明的设备。根据本发明的一个方面，提供了如权利要求10所具体说明的方法。本发明的在从属权利要求中被限定。 在下文中，参照和附图，将对本发明作更详细地描述，其中，图1是根据的有助于有机废弃物卫生化的设备；图2是根据
的设备的控制器；图3是根据
的排气机；图4A和4B阐明根据
的预混合器；图5A和5B阐明根据
的有助于有机废弃物卫生化的设备；以及图6是根据
的有助于有机废弃物卫生化的方法。

是示例性的。虽然在文本的一些位置，说明书也许提到了“一个”，“一种”或“一些”实施方式，但是这未必意味着每一个引用是指相同的实施方式，或者特定的特征仅应用于单一实施方式。不同实施方式的单一特征也可相结合以提供其他实施方式。有机废弃物可以是污泥。污泥可以是下述污泥的一种或多种:城市污泥，农业污泥，污水污泥，即净化厂污泥。污泥，例如从城市的或另一地区的废水净化厂得到的污泥，可能已经是生物降解的了，即它已经被堆肥，从而可用作起点。或者，未分解的有机废弃物可用作起始材料。
如所述，有机废弃物可包含来自水处理厂的污泥。污泥能够用作农业土壤的宝贵肥料。然而，污泥作为土壤肥料的用途一方面受到与污泥组份有关的当前和地方立法的限制，另一方面也受到不引起诸如臭气的负面环境影响的道德义务的限制。例如，立法可能会要求在污泥能够用作肥料之前，应当先去除引起各种疾病的病原微生物。如上所述，这种类型的卫生化通常通过热处理而获得，热处理相对较快地提供了理想的结果，例如在几小时内。卫生化也可以发生在有机废弃物的堆肥或生物降解的过程中。也就是，有机材料能够在有氧条件下被有氧降解，或者在无氧条件下被厌氧降解。另一方面，堆肥是生物降解方法的一种有目的的应用。有机废弃物中存在微生物使生物降解成为可能，并且生物降解可能花费很长时间。因此，形成尽可能最好的环境是有益的，以便加速有机废弃物的生物降解，从而使其快速有效地分解。本文中“有效的”意思是用作肥料的终产物仍包含有用的营养，但是不包含病原微生物。根据一个
，提供了有助于有机废弃物卫生化的设备。图1仅显示了理解
所需的元件和功能实体。为了简单起见，已将其他组件省略。图1的设备包括至少一个接收单元100，102，配置所述接收单元以便接收有机废弃物和固体物质。在一个
中，有两个接收单元100和102，彼此挨着放置，即并排。为了使接收单元100，102所需的实际空间尽可能的小，但又使得单元100，102有效分开，以及材料从单元100，102向后续工序有效运输，上述放置是有利的。从根本上说，可以只有一个接收单元100，其被分成两个单独的亚单元，它们接受分开的材料，诸如有机废弃物和固体材料。相比于单元100，102首尾端相连的一般方案，通过并排放置接收单元所需的空间是最小化的，其中首尾端相连的端表示为与材料 从单元100，102向后续工序运动的方向垂直，其中并排放置的排表示为与材料从单元100，102向后续工序运动的方向平行。接收单元100，102可以是筒仓，储槽，或者能够储存材料的任何其他单元。其也可以是带有拖车的卡车或类似装置。然而，为了简单起见，让我们假设有并排的两个接收单元100，102，用于分别接收有机废弃物105A和固体物质105B。虽然说明书包含两个接收单元100，102，但是如果必要，可以有多个接收单元。可能会有这样的情况，即第三种材料与固体材料和有机废弃物混合。通过适当的输送装置，可将废弃物或固体材料从任何地方输送至接收单元100，102。输送装置可以包括例如拖拉机，卡车，拖车等。此外，通过例如螺旋输送机或带式输送机的输送机，可将材料放入接收装置。根据一个
，固体材料是有机的。这意味着固体材料也可以是可生物降解物质。可用在加速生物降解过程中的固体物质的例子包括下述物质的至少一种:泥煤，纸浆，锯屑，绿色废弃物，秸杆和碎木料。用在所述过程中的有机废弃物可具有小于30%的干物质含量。换言之，有机废弃物可具有70%或更高的水分含量。根据另一个
，有机废弃物可具有小于10%的干物质含量。根据一个
，有机废弃物是污泥，生物废弃物，或发酵废弃物。污泥可由分离自废水的固体组成。这种类型的污泥在固体颗粒之间通常含有水，从而使生物降解过程变得困难。由于这个原因，通常将一定量的固体物质与污泥混合，以使操作变得较容易。
通过至少一个螺旋输送机104A，104B，可将接收单元100和102的材料向后续工序输送。也就是，每个接收单元100和102可具有至少一个螺旋输送机104A，104B，用于使材料从接收单元100，102向后续工序输送。螺旋输送机104A，104B的使用是有益的，这是因为螺旋输送机只占很小的空间且容易操作。应用螺旋输送机的进一步的好处是容易密封，以便螺旋输送机104A和104B是封闭的元件。此外，可以单独调整每个螺旋输送机104A，104B的旋转速度。根据一个
，如图1和2所示，设备可包括控制单元114，其可控制至少一个螺旋输送机104A，104B的旋转速度，以便预定相对比例的有机废弃物105A和有机固体物质105B被向后续工序输送。换言之，如果螺旋输送机104A比螺旋输送机104B旋转得快，那么从接收单元100得到的材料的量就大于从接收单元102得到的材料的量。在一个
中，控制器114可控制螺旋输送机104A，104B的速度，以便预定相对比例的有机废弃物105A和有机固体物质105B混合在一起，以使产生的有机混合物107的干物质含量在50%至60%之间。因此，通过了解有机废弃物105A的初始干物质含量，适当地混合正确比例的起始材料可以得到预定干物质含量的有机混合物107。根据一个
，当产生的有机混合物的干物质含量在50%至60%之间时，生物降解过程被显著加强。根据另一个
，当有机混合物的干物质含量在54%至56%之间时，生物降解周期被显著缩短。因此，根据一个
，控制器114可控制螺旋输送机104A，104B的速度，以便预定相对比例的有机废弃物105A和有机固体物质105B混合在一起，以使产生的有机混合物107的干物质含量在54%至56%之间。在一个
中，如图4A所示，通过预混合器400可进行有机废弃物105A和有机固体物质105B的混合。预混合器400可将分别来自接收单元100，102的有机废弃物105A和有机固体物质105B中的颗粒粉碎至预定的最大尺寸，从而加速卫生化。所述加速起因于以下事实，即预混合器400减小了颗粒的尺寸，从而增加了混合物107的表面积。此外，有机混合物107在预混合器400中变得较轻。混合物变轻意味着其内部是有空间的，即其未被加压或被压缩。在预混合器400之后，混合器106 (稍后描述)较容易工作，因此混合器106消耗较少的能量来发挥功能。当有机废弃物105A和有机固体物质105B从基本上垂直的方向402基本上同时进入预混合器400时，预混合器400可以是水平卧式预混合器400。当从上面看预混合器400时(沿箭头402的方向)，预混合器400看起来如图4B所示。图4B的螺旋桨型或桨叶型水平卧式预混合器400的旋转速度可快至约每分钟600转，虽然应注意的是旋转速度可由控制器104来控制(虽然图4A/4B未显示出)。然而，预混合器400的使用不是强制性的。如图1所示，没有预混合器，只有混合器106用来混合有机废弃物105A和固体物质105B。那么，混合器106可将有机废弃物105A和有机固体物质105B混合在一起形成有机混合物107。由于混合器106具有均化其内部材料的功能，因此混合器106也可称为均化室。均化的结构意味着不管从哪里取有机混合物107的样品，该样品包含基本上相似的性质。
混合器106可以是如图3所示的螺旋输送机300。螺旋输送机300的使用是有益的，归因于它的无缝结构，容易使用，且不占空间。如上所述，螺旋输送机可以是封闭的元件，以便螺旋输送机300内的材料或气体不会泄露。螺旋输送机300可以很容易地被临时地或长期地停止，而材料或气体不会从螺旋输送机300有任何泄露。螺旋输送机300可通过螺旋的运动将颗粒粉碎。因此，通过调整螺旋304绕螺旋输送机300的纵向轴302旋转的速度，可以确定颗粒的最大允许尺寸。螺旋304的形状也会影响颗粒的允许尺寸。也就是，通过应用具有较密集螺纹的螺旋304，可以减小最大允许粒径。进一步，根据一个
，在螺旋输送机的一端可以有网状壁，以便螺旋输送机300推动材料通过该网状壁。可以调整网状壁上的网孔，以得到预定的最大粒径。影响调整最大允许粒径的必要性的因素可以是下述至少一种:应用的有机废弃物的特征和应用的固体物质的特征，以及有机混合物的任何进一步操作的特征。也就是，例如当固体物质包含木片时，在对配料进行进一步操作之前，木块的尺寸可能需要减小。 让我们再看一看图1，其中，根据一个
，控制器114是用于选择使混合器106中的有机混合物107曝气，以产生均化的且内部含氧的有机混合物107，从而加速有机混合物107的卫生化；或是用于选择对混合器106中的有机混合物107进行热处理，其中热处理完成了有机混合物107的卫生化；或是用于选择既不曝气也不热处理。因此，控制器114可看作是这一目的的选择单元。然后，基于选择，混合器106可使有机混合物107或者进行曝气或者热处理。也就是，混合器106可选地使有机混合物107进行曝气或者热处理，或者既不曝气也不热处理。为了这个目的，根据一个
，混合器106可包括输入装置116，用于让空气从曝气单元110或者热从热处理单元112进入混合器106。输入装置116可以是密封的管道，孔，或者能够将空气或热从曝气单元110或热处理单元112分别转移进混合器116的任何元件。沿着混合器106可以放置数个输入装置116，以便将空气或热均匀地转移进混合器106。在一个
中，设备包括曝气单元110和热处理单元112，以便不需要输入装置116。在这种情况下，曝气单元110和热处理单元112直接连接到混合器106，以便将空气或热分别输出到混合器106。

设备可被配置成可选择遵循两种方法中的任一种，因为同一个设备能够执行两种卫生化过程。或者，这两种卫生化方法都不执行。由于这个原因，控制器114可连接到曝气单元110和热处理单元112，以便用户可以控制这两个单元110和112的操作。例如，可以指示控制器114通过曝气单元110来完成曝气过程，或者通过热处理单元112来完成热处理。替代地，根据一个
，混合器106中的有机混合物107可既不进行曝气也不进行热处理。也就是，控制器114可选择有机混合物107既不进行曝气也不进行热处理。然后，控制器114可分别指示曝气单元110和热处理单元不向混合器106提供空气或热。当所需要的只是混合材料时，这是有利的。换言之，如果有机废弃物105A已经是卫生化的并且准备好用作肥料，但是有机废弃物105A需要通过应用卫生化的有机固体物质105B进行干燥，那么所需要的是混合器106的混合功能，允许忽略曝气或热处理的使用。如果有预混合器400，或者当混合器106是将有机废弃物105A和有机固体物质105B混合在一起的唯一元件，从而有机混合物400可在混合器106中生成，则可将进行曝气或进行热处理的有机混合物107进料给混合器106。可执行曝气，以便产生均化的且内部含氧的有机混合物107，从而加速有机混合物的卫生化。因此，在混合器106中受空气影响后，有机混合物107是轻的。例如，随着曝气单元110将空气引入混合器106中，由于空气进入内部空间多(spacious)的有机混合物107中，混合器106内的混合物107内部开始氧化。其后，有机混合物107可包含一定体积百分比的氧气。因此，优选构建内部空间多的，均化的且内部含氧的有机混合物107，以进行有效的生物降解和卫生化。通过将有机混合物107的干物质控制在预定范围内，诸如50%至60%之间，可进一步提高生物降解的效率。这使得在生物降解的二至三个月内的有效卫生化。曝气单元可以是空气压缩机或能够输出空气的相似结构。另一方面，热处理完成有机混合物的卫生化，以便在混合物107排出设备后不需要进一步的生物降解。也就是，就卫生化而言，在混合器106之后，有机混合物107已准备好用作肥料。在一个
中，需要执行热处理，因此例如用热空气或气流将有机混合物107加热到60°C至100°C的温度。在一个
中，需要执行热处理，因此将过热气流引入到混合器106中的有机混合物107中。为了产生过热气流，热处理单元102可以是过热气流产生单元，其借助诸如管子的输入装置116，将过热气流输送至混合器106和混合器106内的有机混合物107。过热气流可以是气体混合物，由水蒸气和燃料的燃烧气体产生。产生所需燃烧气体的燃料例如可以是轻质燃料油 。热处理可实现卫生化以消灭病原生物。可用温度是200°C至600°C的过热气流将有机混合物107加热到60°C至100°C的温度，以增加有机混合物107中可溶性碳的量。如所述，用于加热的过热气流的温度可以介于200°C至600°C之间。根据申请人的观察，考虑到终产物(肥料)的性质和热经济，300°C至600°C的温度范围，且特别是300°C至400°C的温度范围是尤其适合的。可用过热气流对有机混合物107热处理20至60分钟。在一个
中，热处理持续20至30分钟。热处理的一个目的是杀死材料中的病原生物，同时特意保留对可能的进一步生物降解以及对肥料有利的生物。在用过热气流完成的卫生化处理中，将纯化的材料加热到60°C至100°C的温度，该温度对于杀死病原生物是足够高的，而对于防止纯化的材料的灭菌是足够低的。另外，热处理可帮助消灭饲料的种子。当材料排出设备后，有机混合物107直接用作肥料时，这是尤其有利的。在确定是执行曝气，热处理，或是都不执行之前，控制器114可考虑每一种选择。选择执行某种方法或选择两种方法都不执行，可基于以下考虑:例如，起始材料105A和105B的水分含量，产生的有机混合物107的预期目的，卫生化过程所需的时间效率，终产物可用的空间等。如果起始材料非常潮湿，那么可能需要采取热处理以便干燥产生的有机混合物107。如果有机混合物107的目的是尽可能快地用作肥料，那么热处理是有用的。另一方面，如果时间效率不重要，那么执行曝气而非热处理可能是有用的且经济有效的。曝气后，有机混合物107可能需要生物降解二至三个月，在此期间，有机混合物107可能需要储存空间。以防缺少储存空间，执行加热过程可能是有利的，以便有机混合物107可准备好被最终用户使用。设备可进一步包括输出口 108，用于将有机混合物107传递至进行好氧生物降解，或传递至最终用户。也就是，可将混合器106中进行曝气的有机混合物107输送至合适的生物降解设施。生物降解的时间可取决于有机混合物的水分含量等。在一个
中，生物降解时间是二至三个月。生物降解之后，有机混合物107是卫生化的，且准备好用作肥料等。另一方面，如果有机混合物107受混合器106中热处理的影响，那么有机混合物在混合器106中已经是卫生化的了，且产生的有机混合物107可被直接输送至最终用户用作肥料等。输出口 108例如可以是位于充当混合器106的螺旋输送机一端的孔，或者是位于诸如带式输送机的单独输送机结构一端的孔。因此，输出口 108是设备内部的材料离开设备的唯一地方。输出口 108可以是混合器106的一部分。也就是，输出口 108可设在混合器106的一端。为了节省实际空间，这是有利的。在一个
中，设备可进一步包括排气机306，如图3所示。排气机306可用于使有机混合物107受到吸气作用，以便从有机混合物107分离不需要的气体308。也就是，特别是在执行热处理时，排气机306可用来去除由加热而产生的不需要的气体308。排气口 310可用来将废气308排出设备。被去除的不需要的气体可能是臭气等。排气口310可以是管道，孔，或者允许气体排放的任何转移装置等。排气机306可以是真空吸尘器，或者能够产生低压效应以发生吸气作用的任何元件。排气口 310可以是混合器106的一部分。也就是，排气口 310可设在混合器106的一端。为了节省实际空间，这是有利的。因此，排气机306的目的是产生对有机混合物107的低压效应，以便在有机混合物107输送给最终用户之前，从有机混合物107中去除来自有机混合物107的浮气308和/或臭气308。相似地，当发生曝气时，排气机306可用于在有机混合物107进行生物降解之前从有机混合物107去除至少一些不需要的气体308。去除的气体308可在单独的单元中被处理。在让气体进入周围环境之前，该单独的单元可帮助除去气体308中的臭气。单独的处理单元可机械地或化学地处理气体。由于混合器106为螺旋输送机时可能不是完全中空的，所以为了在混合器106内部执行吸气作用，产生的低压值不需要非常高。在一个
中，排气机306与混合器106相连安装，以便在整个混合器106中产生吸气作用。这在图3中显示，其中，排气机306产生影响混合器106的低压，以便去除混合器106中形成的气体。这对于气体产生时能够将它们去除是有利的，其中气体的产生归因于混合器106中热处理的发生。在一个
中，图1的设备整合为一个封闭结构实体。换言之，设备是一个整体的封闭结构实体。也就是，不是具有单独的单元，如接收单元100，102，如混合器106，以及如输出口 108，在使用时，它们都彼此连接，单元100，102，106和108可整合为一个封闭结构元件。因此，所述一个整体实体可以是封闭的，以便一旦材料进入接收单元100，102，材料在设备内以封闭方式(密封的)被加工直到产生的有机混合物107从输出口 108排出设备。这是有利的，因为与单元100，102，106和108是单独的元件相比，可更容易地阻止设备内有机混合物107形成气体。当单元100，102，106和108是单独的元件时，很难将单元100，102，106和108之间的接头作成是无缝的，以使设备中无气体泄漏。

整体设备的紧凑可能归因于设备的各种特征。首先，以并排方式，而非首尾端相连方式放置单元100，102，有助于节省设备所需的空间，如之前所描述。其次，使用螺旋输送机而非鼓式元件作为混合器106，使得设备需要很小的空间成为可能。进一步，作为混合器106的螺旋输送机能够执行曝气或热处理。螺旋输送机也比鼓式混合器更容易操作和密封。因为螺旋输送机是密封的，所以螺旋输送机可被临时停止，而不使诸如臭气的不需要的气体308离开(逸出)。通过使用排气机306，气体308可以只通过排气口 310排出。在一般的鼓式混合器中，气体通过在鼓中泄露可相对容易地逸出。因为鼓明显更难密封，所以泄露可以容易地发生。混合器106的停止，使得排气机306可以在较长时间去除气体308。如果不能停止混合器106，那么混合器106相对短的实际长度，可能会引起在有机混合物107从混合物出口 108排出之前不需要的气体308没有被完全去除。
第三，在混合器106的末端有混合物出口 108，优选作为混合器106的一部分，这使得设备需要很小的空间成为可能。在图5A中，整体设备以侧视图显示，而图5B以俯视图显示该整体设备。图1至图4所用的相同标号也应用于图5。此外，标号500用来显示从排气口 310离开设备的气体，且标号502和504分别用来显不用于曝气的空气和用于热处理的热。如图5所不,所述一个整体结构设备也可包括预混合器400。垂直重叠的混合器400与螺旋输送机104A和104B有助于节省设备所需的实际空间。图5也显示了输入装置116，根据一个
，其是沿混合器106侧面的密封管道506A至506N，因此使得混合器106内的有机混合物107可以均匀地接触空气或热。应用的排气机可以安装在混合器106内。设备的实际尺寸可如下:长大约是20米，高大约是4.4米，且宽大约是3.4米。图5的设备的重量可能在30吨左右。图5所示的小型且紧凑型设备是有益的，因为制造中节省了支出且运输费显著降低。例如，该设备由于尺寸紧凑而可用一个半拖车来运输。此外，维护费用将更低，因为较少接头和元件在使用中会磨损及易于发生故障。其本身的维护也将更容易。因为设备是一个实体，所以它已准备好被一次使用。与以下方案相比:其中设备的每个单元是单独的，这些单独的单元在使用前必须彼此连接。单独实体的连接可能引起泄漏，而环境有害气体可能通过这些泄漏而漏出。因此，使用一个整体结构实体是有利的。根据一个
，图5的设备可包括至少一个接收有机固体物质和有机废弃物的接收装置，将有机废弃物和有机固体物质混合在一起形成有机混合物的混合装置，选择使混合装置中的有机混合物进行以下处理的一种的选择装置:曝气以产生均化的且内部含氧的有机混合物，从而加速有机混合物卫生化；或者热处理，其中热处理完成有机混合物的卫生化；或者既不曝气也不热处理。然后，基于选择，混合装置可使有机混合物或者曝气，或者热处理，或者既不曝气也不热处理。设备可进一步包括输送装置，将有机混合物传递至进行好氧生物降解，或传递至最终用户。图6显示有助于有机废弃物卫生化的方法。该方法开始于步骤600。该方法包括以下步骤:在步骤602接收有机固体物质和有机废弃物，在步骤604将有机废弃物和有机固体物质混合在一起成为有机混合物，在步骤606选择使混合装置中的有机混合物进行以下处理的一种:曝气以产生均化的且内部含氧的有机混合物，从而加速有机混合物卫生化；或者热处理，其中热处理完成有机混合物的卫生化；或者既不曝气也不热处理。该方法可进一步包括:在步骤608，基于选择，使有机混合物曝气，或者热处理，或者既不曝气也不热处理，因此执行曝气或热处理。该方法也可包括:在步骤610将有机混合物传递(输送)至进行好氧生物降解或传递至最终用户。该方法在步骤612结束。虽然根据附图，参考实施例，在上文中已经对本发明进行了描述，但是明显的是本发明并不限于此，在所附权利要求的范围内可通过各种方式对其进行修改。进一步，对本领域技术人员而言明显的是所描述的实施方式可以，但不需要，以各种方式与其它实施方式
结合


本发明提供了有助于有机废弃物卫生化的设备。所述设备包括至少一个接收有机固体物质和有机废弃物的接收装置，将有机废弃物和有机固体物质混合在一起形成有机混合物的混合装置，选择使混合装置中的有机混合物进行以下处理的一种的选择装置曝气，以产生均化的且内部含氧的有机混合物，从而加速有机混合物的卫生化；或者热处理，其中所述热处理完成了有机混合物的卫生化；或者既不曝气也不热处理。然后，基于选择，混合装置可使有机混合物进行曝气，或者热处理，或者既不曝气也不热处理。所述设备可进一步包括将有机混合物传递至进行好氧生物降解或传递至最终用户的输送装置。