食品废物消化系统

摘要

包括初级消化器和一个或多个第一次级消化器的废物消化系统，用于使用嗜热性好氧细菌无需加入外部热而处理非液体有机废料，产生稳定产物，所述的消化器配置来容纳包括废料的内容物，每个所述消化器还包括混合装置，其配置来将该消化器内的内容物与在处理过程中流经内容物的供给空气以维持消化器内基本上有氧条件的方式混合；使得废料首先在初级消化器内处理，之后初级消化器的一部分内容物被转移至至少一个第一次级消化器中，在其中进行进一步的处理；如果第一次级消化器完成了处理，则它是终末次级消化器。

说明书

技术领域

本发明涉及废物消化系统和方法，更加具体而言涉及用于食品废物的废物 消化系统，尽管使用嗜热性好氧细菌可以处理其它有机废物流。

背景技术

在本说明书中对现有技术的任何讨论并不是承认此种现有技术已广泛知晓 或者形成本领域的公知常识的一部分。

食品废物传统上以不尽相同的诸多方法处理，例如直接饲喂家畜和在垃圾 填埋点填埋以无氧分解。这些方法具有一些问题，例如将未经处理的食品废物 饲喂家畜可导致进入食物链的疾病。垃圾填埋点需要大面积的土地，虽然一些 填埋点收集反应产生的气体(一般认为是不好的，因为它们被看作是“温室气 体”)，但许多填埋点不能收集气体。

为了克服与填埋食品废物无氧分解有关的一些问题，条垛堆肥已经变得常 用。条垛堆肥减少了食品废物的无氧分解，但常常不能完全消除食品废物的无 氧分解。条垛堆肥具有许多问题，特别是当大规模开展时。采用了很多技术来 克服这些问题，但是对于条垛堆肥有一些问题不能完全克服，这些问题包括-

●需要相对大面积的土地。

●可能有令人讨厌的气味、害虫和昆虫侵扰。

●可能有作为浸出液的养分损失，浸出液还会认为是污染物。

●不能够对整个消化过程中的条件保持完全或者充分控制。

对于条垛堆肥，所处理的材料和/或使用所得到产品的用途因为终产物中保 留有病原体而受到限制。这些病原体可以通过进一步的加工处理而消除，但这 增加了成本和/或处理时间。

条剁处理可进行少至4周完成消化，但代表性的为3至6个月的时间。这 种长的处理时间占据大面积的土地达明显长阶段的时间。

条剁消化的更多可能的问题是可能在所得到的产物中残留过多的水分。该 水分可以通过干燥或者与其它材料混合去除，但这会增加成本。如果不去除水 分，则水分会造成储存问题，增加与使用或处理产品有关的健康危险(例如军团 菌感染与潮湿的堆肥相关)和增加运输成本。

存在许多能克服条剁堆肥有关诸多困难的容器堆肥技术。但是它们难以处 理高蛋白质物质并且实际上限于具有至多占小比例的食品废物的植物。虽然这 些系统较快，但是处理时间仍然是数周，而不是数天。

基于容器的消化系统常常产生湿的或者潮的终产物，这会需要专门的分配 或播散资源以便将终产物返回到农田和园林中。一些系统产生干燥的产物，但 是它们使用外部热源因此增加了处理成本。

一些系统将待处理的材料用容器内的桨或叶片混合，这会有相当大的能量 成本，因为在搅拌臂与内容物之间存在摩擦。

本发明致力于减少或者消除如上所突出的现有方法的一些或者全部缺陷。

发明内容

本发明提供废物消化系统，包括初级消化器和一个或多个第一次级消化器， 用于在不加入外部热量的情况下使用嗜热性好氧细菌处理非液体有机废料，产 生稳定的产物，所述的消化器配置来容纳包括废料的内容物，所述的消化器还 包括混合装置，所述混合装置经配置来将该消化器的内容物与在处理过程中流 经内容物的供给空气以维持消化器内基本上有氧条件的方式混合；使得废料首 先在初级消化器处理，之后初级消化器的一部分内容物被转移至至少一个第一 次级消化器中进行进一步处理，如果第一次级消化器完成处理，则它是终末次 级消化器。

优选地，在所述或每个第一次级消化器之后具有第二次级消化器，所述第 二次级消化器配置来进一步处理从上游第一次级消化器转移来的内容物，当第 二次级消化器完成处理时，则它是终末次级消化器。

在非常优选的形式中，在所述或每个第二次级消化器之后具有一个或多个 串联的另外的次级消化器，所述另外的次级消化器配置来进一步处理从上游次 级消化器转移来的内容物，当第二或另外的次级消化器完成处理时，则它是终 末次级消化器。

优选地，每一次级消化器内的内容物是易碎的。

优选地，所述或每个终末次级消化器配置来完成废料处理。优选地，每一 终末次级消化器配置来产生干产物，而不必要使用任何额外干燥。优选地，处 理在60℃和70℃之间进行。

在非常优选的形式中，在一个或更多个直接毗邻的消化器之间具有粉碎装 置。优选地，每一粉碎装置可被独立控制。

优选地，废料的蛋白质含量高。

优选地，嗜热性好氧细菌是有机废料的天然部分。在非常优选的形式中， 加入嗜热性好氧细菌。在更优选的形式中，所加入的嗜热性好氧细菌是枯草芽 孢杆菌(bacillus subtilis)或者类似的在较高温度天然存在细菌的一种或多种菌 株。

优选地，每一消化器是基本上圆柱形的、圆锥形的或者这些形状的组合， 带有混合装置，所述混合装置包括至少一个与所述消化器内表面相连的条板， 使得所述或每个所述条板的平面垂直于其相连的内表面，其中所述或每个条板 沿着内表面的至少部分长度以连续或者不连续的螺旋或弯曲路径布置。

优选地，废物消化系统包括湿式洗涤器，所述湿式洗涤器配置来将从消化 器抽取的气流与接触液接触以形成废洗涤液。优选地，接触液选自下列酸化接 触液、碱性接触液、溶剂基接触液、非溶剂基接触液、配制接触液和组合的接 触液，其中配制接触液被配置来提取、溶解和/或中和从消化器抽取的空气中的 氮化合物和硫化合物。优选地，废洗涤液是富氮液。优选地废洗涤液基本上是 中性的。

优选地，废物消化系统包括热交换器，所述热交换器配置来将从每一消化 器提取的温湿气流基本上干燥，产生干燥气流和冷凝物。优选地，热交换器配 置来分离一部分干燥空气并将它与新鲜空气混合产生冷的供给空气。优选地， 热交换器配置来从温湿气回收热，并在将它返回到每一消化器之前，使用它加 热冷的供给空气。

在非常优选的形式中，冷凝物是系统产物。在优选形式中，进一步将冷凝 物处理以分离出或者形成富含植物生长刺激物的浓缩物。

本发明还提供使用废物消化系统的方法，包括下列步骤：

A.供给废料和填充料到具有嗜热性好氧细菌活性群体的初级消化器内；

B.在初级消化器内将废料搅动并曝气；

C.加入废料和填充料；

D.当初级消化器充满时，将一部分内容物转移至第一次级消化器中，并在 所有消化器中继续处理；

E.从消化器提取温湿空气并将其输送至热交换器并冷凝析出液体产物；

F.向第一次级消化器中继续加入材料直至充满；

G.在第一次级消化器中处理内容物直至完成；

H.从第一次级消化器排出稳定产物。

本发明还包括使用废物消化系统的可选择方法，包括下列步骤：

A.供给废料和填充料到具有嗜热性好氧细菌活性群体的初级消化器内；

B.在初级消化器内将废料搅动并曝气；

C.加入废料和填充料；

D.当初级消化器充满时，将一部分内容物转移至第一次级消化器中，并在 两消化器内继续处理；

D1.当第一次级消化器充满时，将一部分内容物转移至第二次级消化器 中，并在所有消化器中继续处理；

D2.如果存在另一次级消化器，则当第二次级消化器充满时，将一部分转 移至另一次级消化器中，并在所有消化器中继续处理；

G1.在终末次级消化器中处理内容物直至完成；

H1.从终末次级消化器排出稳定产物。

优选地，在步骤A至H1的任一步骤开展的同时开展步骤E1，

E1.从消化器提取温湿空气并将其输送至湿式洗涤器以产生废洗涤液。

优选地，稳定产物是干燥易碎材料。

优选地，在小于48小时内将废料处理成稳定产物。非常优选处理24小时 和48小时之间。

附图说明

仅仅通过实例的方式，在下面参照附图详细描述本发明的优选实施方案， 在附图中：

图1是废物消化系统示意图；

图2是废物消化系统的第二实施方案示意图；

图3是使用第一或第二实施方案的废物消化系统的方法的流程图；

图4是废物消化系统第三实施方案示意图；

图5是使用第三实施方案的废物消化系统的方法的流程图。

本发明最佳实施方式

处理涉及到嗜热性好氧细菌对废物流的微生物分解，有时称作嗜热性好氧 消化(TAD)。待处理的废物流可以是任何有机废物，但是通常富含食品废物。已 经发现系统特别成功地用于处理高蛋白质废物。通过标准手段(加入水、pH改性 剂)维持被处理材料的pH和含湿量，因此不再详细讨论。处理在60℃和70℃之 间和pH大约8和9之间进行，尽管这的确依赖于所使用的细菌菌株，并且可能 适当超出这些范围。

应当注意到，处理的目标是将潜在的令人讨厌的有机废物(这可以包括某些 有机聚合物，例如人造塑料)转化成这样的形式，其中包含的营养物可以作为肥 料返回到土壤中。所述处理产生易碎材料，并且如果充分干燥它将不会支持进 一步的微生物活性。将产物干燥到何种程度取决于终端用户的需求。

处理消除了有机废物中最初存在的基本上所有病原体并且产生稳定的产 物。其中稳定产物是这样一种产物，其中大部分输入的有机废物流已经被分解 成有机物的均匀基质。处理会留下例如较大的骨头的物质，其将被分离出并且 分解以用于进一步处理。处理可以产生物理干燥材料但是某些应用可能要求潮 湿的或半潮湿的易碎产物。

应当注意到，来自食品制备机构的许多有机废物包含污染物，例如玻璃和 金属物体，例如刀和叉，这些可避免被处理并且在处理过程中或者处理完成之 后被分离出来。

所述的系统可以安装到提供有合适的孔和设施的标准集装箱中，得到紧凑 型便携式的废物消化系统，或者装配成独立的固定/半固定装置。

在方法之前更加详细地审视系统，参考图1，显示了包括初级消化器(2)， 第一次级消化器(3)和热交换器(4)的用于处理废料(6)的废物消化系统(1)。废 料(6)的消化在初级消化器(2)中开始并且在第一次级消化器(3)中完成，并且产 生至少两种产物流，即液体产物(7)流和稳定产物(8)流。

没有详细显示的每一消化器(2，3)是可沿着中心轴旋转的圆柱形或圆锥形 筒。在优选形式中，每一消化器(2，3)包括连接到筒内表面的一个或多个纵向 排列螺旋刮板，所述螺旋刮板配置来在使用时将所述筒内的内容物搅动并曝气。 这些螺旋刮板可部分沿着或沿着筒的整个长度延伸，并且取决于有关材料可以 是连续的或者不连续的。在操作过程中，可在消化器(2，3)内维持微小的负压 以使恶臭的或有害的气体排放物的释放降到最低或消除。该微小的负压吸入空 气流过正在处理的材料中，而不是吹出空气流过，这有效地消除了潜在的空气 污染。每一消化器(2，3)在使用时通过已知的手段例如但不限于，带传动系统、 链传动系统、导轮、直接传动、间接传动或其组合绕其中心轴旋转。

处理过程中来自消化器(2，3)的热损失足够低使得防止所述消化器(2，3) 内存在的许多，如果不是全部的话，水分在内壁上凝结。为了使来自消化器(2， 3)的热损失最小化，可以制成双层壳或者以别的方式绝缘(通过任何已知手段)。

在消化处理过程中，产生温湿空气(11)，来自各消化器(2，3)的这种温湿 空气(11)被提取，并且经过热交换器(4)，在此水分冷凝形成冷凝物(12)和干燥 空气(13)。部分干燥空气(13)被提取并流经过滤器(14)以提取在热交换器(4)中 没有冷凝的大部分(如果不是全部的话)挥发性有机化合物。然后将净化空气 (15)排放到大气中。为了替代排放到大气中的干燥空气(13)体积，将新鲜空气 (16)吸入到热交换器(4)中并且加入到剩余部分的干燥空气中形成供给消化器 (2，3)的供给空气(17)。在供给消化器(2，3)中之前将供给空气(17)加热。优 选地，热交换器(4)将输入的温湿空气(11)冷却，然后使用提取的热将供给空气 (17)加热。热交换器(4)是或者包括已知设计的热交换部件，它可以是板热交换 器、壳管式热交换器、交叉流、反向流或者同向流或相似形式的空气-空气热交 换器，液体-空气热交换器。添加新鲜空气(16)有助于向供给空气(17)补充细菌 消耗的氧。

过滤器(14)目前是碳过滤器，但是它可以是能够去除挥发性有机化合物的 任何类型的过滤或处理装置。在一个实施方案中，挥发性有机化合物被燃烧。 如果使用碳过滤器，则废活性炭(spent carbon)(18)可以与稳定产物(8)混合 或者返回入一个或多个消化器(2，3)中。

参考图2，显示废物消化系统(1)的第二实施方案。该实施方案包括在过滤 器(14)之前的湿式洗涤器(30)以降低过滤器(14)上的负荷。该第二实施方案中 的干燥空气(13)经过已知类型(例如喷淋塔、板式膜、填充膜、文丘里膜或降膜) 的湿式洗涤器(30)。

在湿式洗涤器(30)中所用的接触液体(用于与干气(13)接触的液体)可以是 酸性液或者酸化液，但是同样可以是淡水，这取决于干燥空气(13)中存在的污 染物。优选酸性接触液，因为剩余的污染物通常包括氨和/或可溶性的含氨化合 物。在干燥空气(13)被洗涤之后，它作为处理后空气(31)排出，经过过滤器(14) 进行最后纯化，然后作为净化空气(15)排放到大气中。接触液当被污染物饱和 时，在预定污染物浓度下，在预定时间时或者其它一些标准下，作为废洗涤液 (32)排出湿式洗涤器(30)。该废洗涤液(32)用于产生第二液体产物(33)流。已 经发现第二液体产物(33)流单独或者与流体产物(7)流混合是有用的副产物。

湿式洗涤器(30)可包括除雾器或者旨在减少接触液携带进入处理后空气 (31)的其他装置，这些装置如果存在的话则是众所周知的并且是标准类型的。

参考图3，为了清晰以流程图的形式显示使用废物消化系统(1)的方法。流 程包括下列步骤：

A.供给废料(6)和填充料(20)到具有嗜热性好氧细菌活性群体的初级消化 器(2)内；

B.在初级消化器(2)内将废料搅动并曝气；

C.加入废料(6)和填充料(20)；

D.当初级消化器(2)充满时，将一部分内容物转移至第一次级消化器(3)中， 并在所有消化器(2，3)内继续处理；

E.从消化器(2，3)提取温湿空气(11)并将其输送至热交换器(4)并冷凝析出 液体产物(12)；

F.向第一次级消化器(3)中继续加入材料直至充满；

G.在第一次级消化器(3)中处理内容物直至完成；

H.从第一次级消化器(3)排出稳定产物(8)。

在步骤A中，初级消化器(2)已经处于活动状态，并具有稳定种群的一种或 多种嗜热性好氧(TA)细菌和新鲜的和/或部分消化的废料(6)。随着消化的进展， 更多废料(6)例如食品废物连同填充料(20)一起加入。加入填充料(20)以维持消 化器(2，3)的内容物在适宜物理状态下，内容物需要自由流动且是易碎的，为 供给空气(17)提供足够的表面积以维持需氧处理条件。材料例如干锯屑、废纸、 用过的卡纸板或者类似的有机干燥富含纤维素的调节材料适宜作为填充料 (20)，如同填充料可以是废活性碳(18)。如果没有向供给空气(17)提供足够的 表面积，则消化变慢。仅仅适合作为最终稳定产物(8)中成分的材料才可以用作 填充料(20)。这些材料当然也会被消化，这或多或少地取决于它们的颗粒大小。

为了使初级消化器(2)的内容物从零开始至这种活性状态，将富含一种或多 种所希望的TA细菌的少量材料连同例如豆渣(okara)，弄湿的棕榈仁提取物或 类似的底物一起加入到初级消化器(2)中。对于选择的TA细菌调节pH，并且开 始消化。随着温度的升高，加入更多的底物，调节空气流并且消化团块增加至 消化或多或少自我维持的水平。该过程的开始可以在较小的容器内进行，然后 当内容物具有适宜活性时将其转移至初级消化器(2)中。

在步骤B中，初级消化器(2)继续处理废料，其中初级消化器(2)沿其轴旋 转并且内容物被搅动/混合以维持对供给空气(17)的大的暴露表面积。

在步骤C中，加入更多的废料(6)和/或填充料(20)以维持内容物为自由流 动的且易碎的状态，向供给空气(17)提供充足的表面积以维持需氧处理条件。 已经发现，如果螺旋刮板是不连续的，而不是纵贯消化器全长的单一螺旋刮板， 则改善消化器的性能。

当初级消化器(2)充满时，则开展步骤D。在步骤D中，一部分内容物被转 移至空的第一次级消化器(3)中。这种转移可以通过任何已知方式实现，但是螺 旋钻和/或抽吸与反向旋转初级消化器(2)相结合是一种方法。已经发现，转移 大约50％的内容物是适当的比例，但是这取决于消化器(2，3)的相对大小和内容 物情况。在初级消化器(2)和第一次级消化器(3)之间的转移可以通过保持所转 移内容物活性的任何适宜手段实现。应当注意，可以有一个以上的第一次级消 化器(3)并且部分内容物可以转移到它们当中的每一个中。现在在初级消化器(2) 和第一次级消化器(3)中继续处理。

在其它处理步骤进行的同时开展步骤E。在步骤E中，温湿空气(11)从所述 或每个消化器(2，3)提取出来待由热交换器(4)处理。在热交换器(4)中，通过 将温湿空气(11)冷却，水和某些或者全部的可冷凝有机/无机成分被冷凝形成冷 凝物(12)和干燥空气(13)。一定部分的干燥空气(13)被放出并经过过滤器(14)， 在此例中为碳过滤器，以去除任何挥发性有机化合物，从而将净化空气排放到 大气中。剩余的干燥空气(13)与新鲜空气(16)结合形成需要量的供给空气(17) 供给消化器(2，3)，并且补充TA细菌使用的氧。冷却的供给空气(17)被加热并 以需要的温度返回到消化器(2，3)内。在优选的系统中，热交换器(4)充当热回 收单元；它将温湿空气(11)冷却，然后将这种热返回到冷供给空气(17)中，将 对额外的加热源的需求降到最低。虽然这种热回收配置是优选的，但是如果环 境条件需要，可加入额外的热。

在步骤G中，将来自初级消化器(2)的更多的材料加入到准备就绪的所述或 每个第一次级消化器(3)中，直到一个或多个第一次级消化器(3)处于需要的水 平。然后，任何第一次级消化器(3)以需要的水平继续完成该消化器(3)内容物 的处理。当处理完成时，剩下稳定产物(8)，该稳定产物(8)可以是根据情况不 需要进一步干燥的状态，但是稳定产物(8)是基本上无病原体的易碎材料。在 该终末处理期间，在所述或每个第一次级消化器(3)中，操作者通过加入填充料 (20)或水，调节pH，调节供给空气(17)或者任何其它相关的处理变量来维持该 第一次级消化器(3)内的条件。所做调节会因操作者而变化，因为正在处理的废 料具有高度复杂和可变的性质。考虑到废料的可变性质，每一消化器(2，3)中 的特定细菌群体可能不同，不能死板制定维持最佳处理条件的所需的具体调节， 有经验的操作者会根据经验进行需要的调节。

在步骤H中，稳定产物(8)从产生它的第一次级消化器(3)中排出，并且如 果需要，第一次级消化器(3)可用于进一步的处理。

产生的稳定产物(8)适宜用作肥料。

已经发现液体产物(7)是植物的液体生长刺激物，并且因此还可以包装并作 为单独的产品出售。令人惊奇地是，最近已经发现冷凝物(12)包含某些植物生 长刺激物；这是没有意料到的，因为这以前并没有报导。认为通过将冷凝物(12) 进一步处理，能够分离或者至少浓缩这些植物生长刺激物。

虽然尚未进行研究，但是有可能额外的植物生长刺激物或者其它有价值的 副产物，如果存在的话，可以通过过滤器(14)或湿式洗涤器(30)提取或捕获。 如果情况是这样的话，可处理饱和的过滤材料和/或废洗涤液(32)(如果存在的 话)，以提取这些。

所述的过程需要24小时至48小时将废料(6)处理成有用的固体产物(8)， 并且如果正确运行的话，则从第一次级消化器(3)排出的产物在包装之前不需要 进一步干燥。

参考图4，显示本发明的第三优选实施方案，在该实施方案中，每一个第一 次级消化器(3)之后接一第二次级消化器(40)。任选地，这些第二次级消化器(40) 之后依次可以接另外的次级消化器(41)。

这形成了一系列次级反应器(3，40，41)的平行链，这改善了处理选择。

没有详细显示的每一消化器(2，3，40，41)是可沿中心轴旋转的圆柱形的 或者圆锥形的筒。在优选的形式中，每一消化器(2，3，40，41)包括一个或多 个与筒内表面相连的纵向排列的螺旋刮板，螺旋刮板被配置来在使用时将所述 筒内的内容物搅动并曝气。这些螺旋刮板可部分沿着或者沿着筒整个长度延伸， 并且取决于有关材料可以是连续的或者不连续的。在操作过程中，可在消化器 (2，3，40，41)内维持微小的负压以使恶臭的或有害的气体排放物的释放降到 最低或消除。每一消化器(2，3，40，41)在使用时通过已知的手段例如但不限 于，带传动系统、链传动系统、导轮、直接传动、间接传动或其组合绕其中心 轴旋转。

处理过程中来自消化器(2，3，40，41)的热损失足够低使得防止所述消化 器(2，3)内存在的许多，如果不是全部的话，水分在内壁上凝结。为了使来自 消化器(2，3，40，41)的热损失最小化，可以制成双层壳或者以别的方式绝缘(通 过任何已知手段)。

在该实施方案中，在每一消化器(2，3，40，41)中产生的温湿气(11)直接 进料到湿式洗涤器(30)内，在此与接触液接触以将一些或者所有氨、胺、含氨/ 氮化合物和其它污染物从温湿气(11)中去除。优选地，接触液是酸性的以改善 提取效率。湿式洗涤器(30)可以是任何已知的单一或多级类型(例如喷淋塔、板 式膜、填充膜、文丘里膜或降膜)。湿式洗涤器(30)可允许温湿气(17)或接触液 循环经过许多次以改善对这些物质的提取。废洗涤液(32)经湿式洗涤器(30)流 出并被包装，或者经进一步处理之后包装作为第二液体产物流(33)。温湿气(11) 作为净化空气(31)离开湿式洗涤器，因为它是温的饱和空气，常常具有增加的 二氧化碳负荷，所述净化空气可以用作温室的供气，可以被冷却以提取热或者 额外的副产品或者其它目的。

虽然优选酸性接触液，但是它同样可以是水、酸性接触液、碱性接触液、 溶剂基接触液或复合接触液，经设计优化有用副产物的提取。

在该第三实施方案中，在毗邻连接的消化器(2，3，40，41)之间可以存在 粉碎装置(45)以分解来自前面消化器(2，3，40，41)的较大的材料，以维持最 佳暴露表面积。这种最佳尺寸是材料和处理阶段依赖性的，难以精确定义。

终末次级消化器(3，40，41)完成处理，并且当完成时排出干燥易碎材料， 其能够直接包装成为稳定产物(8)，或者与其他材料结合形成稳定产物(8)。

参考图5，出于清晰的目的，以流程图的形式显示使用第三实施方案的废物 消化系统(1)的方法。方法包括下列步骤：

A.供给废料(6)和填充料(20)到具有嗜热性好氧细菌活性群体的初级消化 器(2)内；

B.在初级消化器(2)内将废料搅动并曝气；

C.加入废料(6)和填充料(20)；

D.当初级消化器(2)充满时，将一部分内容物转移至第一次级消化器(3)中， 并在两消化器(2，3)内继续处理；

D1.当第一次级消化器(3)充满时，将一部分内容物转移至第二次级消化 器(40)内，并在所有消化器(2，3，40)内继续处理；

D2.如果存在另一次级消化器(41)，则当第二次级消化器(40)充满时，将 一部分转移至另一次级消化器(41)内，并在所有消化器(2，3，40，41)内继续 处理；

E1.从消化器(2，3，40，41)提取温湿空气(11)并将其输送至湿式洗涤器 (30)以产生废洗涤液(32)；

G1.在终末次级消化器(40，41)内处理内容物直至完成；

H1.从终末次级消化器(40，41)排出稳定产物(8)。

在步骤A中，初级消化器(2)已经处于活动状态，并具有稳定种群的一种或 多种嗜热性好氧(TA)细菌和新鲜的和/或部分消化的废料(6)。随着消化的进展， 更多废料(6)例如食品废物连同填充料(20)一起加入。加入填充料(20)以维持消 化器(2，3)的内容物在适宜物理状态下，内容物需要自由流动且是易碎的，为 供给空气(17)提供足够的表面积以维持需氧处理条件。材料例如干锯屑、废纸、 用过的卡纸板或者类似的有机干燥富含纤维素的调整材料适宜作为填充料 (20)，如同填充料可以是废活性碳(18)。如果没有向供给空气(17)提供足够的 表面积，则消化变慢。仅仅适合作为最终稳定产物(8)中成分的材料才可以用作 填充料(20)。这些材料当然也会被消化，这或多或少地取决于它们的颗粒大小。

为了使初级消化器(2)的内容物从零开始至这种活性状态，将富含一种或多 种所希望的TA细菌少量的材料连同底物例如豆渣(okara)，弄湿的棕榈仁提取 物或类似的底物一起加入到初级消化器(2)中。对于选择的TA细菌调节pH，并 且开始消化。随着温度的升高，加入更多的底物，调节空气流并且消化团块增 加至消化或多或少自我维持的水平。该过程的开始可以在较小的容器内进行， 然后当内容物具有适宜活性时将其转移至初级消化器(2)中。

在步骤B中，初级消化器(2)继续处理废料，其中初级消化器(2)沿其轴旋 转并且内容物被搅动/混合以维持对供给空气(17)的大的暴露表面积。

在步骤C中，加入更多的废料(6)和/或填充料(20)以维持内容物为自由流 动的且易碎的状态，向供给空气(17)提供充足的表面积以维持需氧处理条件。 已经发现，如果螺旋刮板是不连续的，而不是纵贯消化器全长的单一螺旋刮板， 则改善消化器的性能。

当初级消化器(2)充满时，则开展步骤D。在步骤D中，一部分内容物被转 移至空的第一次级消化器(3)中。这种转移可以通过任何已知方式实现，但是螺 旋钻和/或抽吸与反向旋转初级消化器(2)相结合是一种方法。已经发现，转移 大约50％的内容物是适当的比例，但是这取决于消化器(2，3)的相对大小和内容 物情况。在初级消化器(2)和第一次级消化器(3)之间的转移可以通过保持所转 移内容物活性的任何适宜手段实现。应当注意，可以有一个以上的第一次级消 化器(3)并且部分内容物可以转移到它们当中的每一个中。现在在初级消化器(2) 和第一次级消化器(3)中继续处理。

当第一次级消化器充满时，则开展步骤D1。在步骤D1中，第一次级消化器 (3)的一部分内容物被转移至空的第二次级消化器(40)中。这种转移可以通过任 何已知方式实现，但是螺旋钻和/或抽吸与反向旋转第一次级消化器(3)相结合 是一种方法。已经发现，转移大约50％的内容物是适当的比例，但是这取决于消 化器(3，40)的相对大小和内容物情况。在第一次级消化器(2)和第二次级消化 器(40)之间的转移可以通过保持所转移内容物活性的任何适宜手段实现。现在 在所有消化器(2，3，40)中继续处理。

当存在另外的次级消化器(41)，并且第二次级消化器(40)充满时，则开展 可选步骤D2。在步骤D2中，第二次级消化器(41)的一部分内容物被转移至空的 另外的次级消化器(41)中。这种转移可以通过任何已知方式实现，但是螺旋钻 和/或抽吸与反向旋转第二次级消化器(40)相结合是一种方法。已经发现，转移 大约50％的内容物是适当的比例，但是这取决于消化器(40，41)的相对大小和内 容物情况。在第二次级消化器(2)和另外的次级消化器(41)之间的转移可以通过 保持所转移内容物活性的任何适宜手段实现。现在在所有消化器(2，3，40，41) 中继续处理。

在其它处理步骤进行的同时开展步骤E1。在步骤E1中，温湿空气(11)从每 一消化器(2，3，40，41)提取出来待由湿式洗涤器(30)处理。在湿式洗涤器(30) 中，提取的温湿空气(11)与酸性接触液接触，所述接触液中和并提取来自湿温 空气(11)的多种污染物。湿温空气(11)中最常见的污染物是氨、含氨化合物和 胺，作为洗涤过程的一部分它们转变成可溶性盐。温湿空气(11)和/或湿式洗涤 器(30)酸化接触液可以绕湿式洗涤器(30)循环许多次以改善分离。应当注意， 术语湿式洗涤器(30)旨在涵盖预期将来自气流的成分洗提至液流内的任何气体 液体接触装置。接触液当被污染物饱和时，在预定污染物浓度下，在预定时间 时或者在一些其它标准下，作为废洗涤液(32)排出湿式洗涤器(30)。该废洗涤 液(32)用于产生第二液体产物(33)流。处理后空气(31)排出湿式洗涤器(30)并 且可以用于许多用途。应当注意，虽然该步骤是优选的，因为它得到进一步有 价值的产物，但是它是可选的。

在步骤G1中，除了终末次级消化器(40，41)之外，将来自消化器(2，3， 40)的更多的材料加入到准备就绪的后面的次级消化器(3，40，41)中，直到一 个或多个终末次级消化器(40，41)处于需要的水平。然后，任何终末次级消化 器(40，41)以需要的水平继续完成该终末次级消化器(40，41)内容物的处理。 当处理完全时，剩下稳定产物(8)，如果第一次级消化器(3)已经正确操作的话， 则该稳定产物(8)不需要进一步干燥。在该终末处理期间，在所述或每个第一次 级消化器(3)中，操作者通过加入填充料(20)或水，调节pH，调节供给空气(17) 或者任何其它相关的工艺变量维持该第一次级消化器(3)内的条件。所做调节会 因操作者而变化，因为正在处理的废料具有高度复杂且可变的性质。考虑到废 料的可变性质，每一消化器(2，3)中的特定细菌群体可能不同，所以为维持最 佳处理条件进行的特定调节不能硬性照搬，有经验的操作者会根据经验进行需 要的调节。

在步骤H中，稳定产物(8)从产生它的终末次级消化器(40，41)中排出，并 且终末次级消化器(40，41)根据需要可用于进一步的处理。

所述的过程需要24小时至48小时将废料(6)处理成有用的稳定产物(8)。 如果正确运行的话，终末次级消化器(3，40，41)可产生稳定产物(8)，该稳定 产物(8)无需进一步干燥就可以包装。

应当注意，骨头和贝壳(如果存在的话)和实际上类似的矿物材料，可以 在处理过程中被分离出来粉碎，然后再加回到消化器(2，3，40，41)中。

另一实施方案可以简单地将挥发性有机化合物排出用于燃烧或者直接排放 到大气中。

再一实施方案允许根据需要加入热或者微小的热回收。

又一实施方案根据需要使用挥发性有机化合物燃烧提供额外的热。

在再一实施方案中，所有的干燥空气(13)经过滤器(14)排出，在这种情况 下，供给空气(17)完全由加热后的新鲜空气(16)构成。当消化器(2，3)的氧需 求或温湿空气(11)的挥发性有机负荷需要时，这种情况才是必需的；尽管这可 能只是由于其它原因而是期望的情况。

在再一实施方案中，热交换器(4)实际上可以是两个物理上分离的热交换 器，一个将冷凝物(12)冷凝并且另一个将冷的供给空气(17)加热。

在优选形式中，每一消化器(2，3)具有与如用在混凝土卡车上的大约7立 方米容量的混凝土搅拌机斗相似的形状。消化器(2，3)的长度受限于维持消化 器(2，3)的全部内容物的适当混合和曝气的需要。

在一个实施方案中，所使用的嗜热性好氧细菌是进料中天然存在的细菌。

在选择的实施方案中，嗜热性好氧细菌是枯草芽孢杆菌或者类似的在较高 温度下天然存在细菌的一种或多种菌株。

当使用术语废料(6)或填充料(20)时，旨在涵盖经加入以产生起子(starter) 或者维持消化于所希望状态的任何物质。

当术语流经与“流经消化器的气”相关使用时意思是指空气没有被加压经 过废料。

因此本发明废物消化系统包括至少两阶段的消化，其中仅一部分内容物在 阶段之间转移，这保持了每一阶段内的活性，而无需再接种细菌。存在单一的 第一阶段，其可以供应一个或多个平行链的后续阶段。这意味着，一旦系统已 经运行，当引入到第一消化器内时立即开始废物有机材料的分解，这消除了对 外部加热的需求。