專利名稱：生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般而言，本發(fā)明涉及生物氣體生成領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及生物氣體捕獲和 /或收集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
當(dāng)天然存在的微生物分解并且消化有機(jī)廢物時(shí)，廢物會發(fā)生分解，從而導(dǎo)致生成生物氣體。在采用游離氣態(tài)氧(或空氣)的含氧體系中，有機(jī)廢物降解的終產(chǎn)物主要為CO2 和吐0。在厭氧體系中，廢物降解的中間終產(chǎn)物主要是醇、醛和有機(jī)酸以及co2。在被稱為甲烷微生物的特定微生物的存在下，這些中間體被轉(zhuǎn)化為最終的終產(chǎn)物CH4、CO2以及痕量的 H2S。在厭氧環(huán)境中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。厭氧廢物消化的主要產(chǎn)物為生物氣體、水和厭氧沼渣，它們可用作土壤改善材料。 生物氣體是主要含有甲烷和二氧化碳的氣態(tài)混合物，但是也包含痕量的氫和毒性(其由于硫酸鹽的分解而形成)。所獲得的生物氣體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(其在汽缸上誘導(dǎo)礦化的沉積物，從而導(dǎo)致磨耗和破裂加重)的量。由上述過程獲得的甲烷可用于各種應(yīng)用，包括發(fā)電和化合物(包括甲醇等)的化學(xué)合成。現(xiàn)有的生物氣體生成系統(tǒng)并沒有被設(shè)計(jì)為有效地捕獲由于分散式廢水系統(tǒng)中的淤積物分解而釋放的氣體。提供上述背景信息是為了揭露申請人認(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)明的目的是提供一種生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)生物氣體捕獲和/或收集單元，該單元被構(gòu)造為捕獲和/或收集在一個(gè)或多個(gè)生物氣體生成室中通過由一個(gè)或多個(gè)廢物源接收的廢物的降解而生成的基本上所有的生物氣體，其中污物處理中心任選地為滲濾場。附圖簡述圖IA-C示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，與生物氣體捕獲和/或收集單元可操作性地連接的具有兩個(gè)室的澄清池的不同視圖。圖2示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中生物氣體生成室為污物儲存池。
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圖3示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中生物氣體生成室為污物處理用的腐化池。圖4示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中生物氣體生成室為在高效廢物管道系統(tǒng)(HPSS)中的澄清池。圖5A示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中氣體利用中心局部性地位于污物源處。圖5B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，并且由該多個(gè)氣體生成室共用。圖6示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中生物氣體生成室為與經(jīng)典廢物管道系統(tǒng)(HSS)相接合的澄清池。圖7A示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中污物源供入到多個(gè)生物氣體生成室內(nèi)。圖7B示出生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，其中一個(gè)或多個(gè)廢水源供入到單個(gè)的生物氣體生成室內(nèi)。圖8A和8B示出用于用于將廢物輸入系統(tǒng)和廢物輸出系統(tǒng)與生物氣體生成室相連的連接組件的一個(gè)實(shí)施方案。圖9A-C示出用于在用作生物氣體生成室的澄清池的不同室之間進(jìn)行流體連通的管道的不同實(shí)施方案的側(cè)視圖。圖IOA和IOB示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，與生物氣體生成室的廢物輸出系統(tǒng)一起使用的流量控制機(jī)構(gòu)。圖IlA示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的污物收集干管的端部橫截面圖。圖IlB為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的隔離并加熱的管的截面的示意圖。

圖12-14分別示出用于加熱、通風(fēng)和電解的結(jié)構(gòu)，其用于促進(jìn)生物氣體生成室內(nèi)的微生物處理。圖15A示出在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，基于澄清池的高效廢物管道系統(tǒng)(HPSS) 的總體布置。圖15B示出在圖15A中使用的澄清池的詳細(xì)情況。為了清楚的目的沒有示出澄清池的生物氣體捕獲和/或收集單元。圖16A和16B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，與HPSS—起使用的土壤過濾器和通氣機(jī)構(gòu)的側(cè)面和平面透視圖。圖17A和17B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，與HPSS—起使用的人孔和清潔系統(tǒng)的側(cè)面和平面透視圖。圖18A和18B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，與HPSS—起使用的泵站的平面和側(cè)視圖。圖19為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電極組件的側(cè)視圖。圖20示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，用于居住社區(qū)的HPSS的布置方式，并且示出氣體收集干管和污物收集干管與多個(gè)澄清池的連接情況。圖21示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，既含有氣體收集干管、又含有污物收集干管的HPSS管溝的側(cè)視圖。圖22示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，HPSS布置方式的側(cè)視圖，其中氣體收集干管和污物收集干管均容納到道路中心下方的相同管溝內(nèi)。圖23示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的澄清池的側(cè)視圖。還示出用于污物輸入 /輸出的污物進(jìn)入管和排出管。圖24A至24E示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的澄清池的不同視圖。圖25A示出生物氣體生成室的一個(gè)實(shí)施方案澄清池包括兩個(gè)串聯(lián)的室。圖25B 示出包括串聯(lián)的兩個(gè)以上的室的澄清池的另一個(gè)實(shí)施方案。圖26A示出包括多個(gè)室的澄清池的一個(gè)實(shí)施方案，其中所述的多個(gè)室形成用于污物處理的串聯(lián)和并聯(lián)的通道。圖^B-D示出具有用于污物處理的串聯(lián)和并聯(lián)的混合通道的澄清池的三個(gè)實(shí)施方案的橫截面圖。圖27A-B示出具有幾何布置不同的三個(gè)室的澄清池的兩個(gè)實(shí)施方案，其中圖27B 示出具有階梯狀地板的池子。圖28示出具有三個(gè)入口以及兩個(gè)彼此流體連通的室的澄清池的一個(gè)實(shí)施方案。圖四示出包括用于淤積物減縮的原位生物氣體控制機(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)包括淤積層加熱系統(tǒng)或線圈。圖30示出包括甲烷遷移機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，所述機(jī)構(gòu)包括通過鵝頸管與生物氣體收集管道相連的通氣管。圖31示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的澄清池的側(cè)視圖。還示出了用于污物輸入 /輸出的污物進(jìn)入管和排出管。還示出了具有相連的甲烷收集管的甲烷捕獲室。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“廢物”用于定義進(jìn)入生物氣體生成室內(nèi)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)物質(zhì)。合適的“廢物”的例子包括(但是不限于)城市廢物、由工業(yè)活動生成的廢物、污物和肥料。本文所用的術(shù)語“污物”包括(但是不限于)農(nóng)業(yè)污物、生活污物、生物質(zhì)和工業(yè)污物。術(shù)語“排出液”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“微生物”用于包括細(xì)菌和其它微生物體。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)明包括用于捕獲和/或收集由諸如污物等廢物生成的生物氣體的系統(tǒng)。該系統(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)生物氣體生成室(BGC) —起使用，以用于捕獲和/或收集BGC內(nèi)生成的氣體。BC⑶可以使用(例如)管路系統(tǒng)而彼此相連?；蛘?，BC⑶可以用作獨(dú)立的單元， 該單元以適當(dāng)?shù)闹芷讷@取存儲在其內(nèi)的生物氣體。所儲存的生物氣體任選地原位用于包括家庭應(yīng)用在內(nèi)的各種應(yīng)用。使用BCCU提取的生物氣體可以在氣體利用中心進(jìn)行利用，所述氣體利用中心可局部性位于單獨(dú)的廢物源處，或者位于中心位置。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?；蛘撸梢允股餁怏w燃燒，以將甲烷轉(zhuǎn)化為二氧化碳，或生物氣體可用于加熱BGC，或通過通氣管內(nèi)的甲烷營養(yǎng)細(xì)菌的作用將生物氣體而轉(zhuǎn)化為二氧化碳。在BGC內(nèi)，通過使用諸如管路系統(tǒng)等廢物輸入系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)來源供入的廢物的降解而生成生物氣體。廢物輸入系統(tǒng)任選地包括一些預(yù)處理階段，如分類、研磨或聚焦脈沖技術(shù)?？梢匀芜x地通過使至少一部分廢物在BGC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)微生物處理的機(jī)構(gòu)(加熱機(jī)構(gòu)、通風(fēng)機(jī)構(gòu)或用于原位產(chǎn)生氧和氫的機(jī)構(gòu))，從而促進(jìn)生物氣體生成。生物氣體捕獲和/或收集單元生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)生物氣體捕獲和/或收集單元 (BCXU)，該單元與其可操作性連接的一個(gè)或多個(gè)生物氣體生成室(BGC) —起使用，以用于捕獲和/或收集BGC內(nèi)生成的氣體。任選地是，將BC⑶構(gòu)造為使得它們對BGC的操作造成最低程度的破壞，并且將其構(gòu)造為除去BGC內(nèi)生成的大部分氣體。在其中BGC適合用作污物處理系統(tǒng)中的澄清池的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，參照圖1A，BCXU旨在最大程度地由BGC捕獲生物氣體，并且任選地置于BGC的頂部附近。該位置考慮以下因素(a)生物氣體生成主要發(fā)生在收集大部分淤積物并且發(fā)生降解的第一室內(nèi)；(b)生物氣體比空氣輕，因此傾向于收集在BGC的頂部附近。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，由一個(gè)或多個(gè)BCCU收集的生物氣流使用(例如)管路系統(tǒng)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@取存儲在其內(nèi)的生物氣體。BC⑶可以使用主動手段、被動手段或它們的某種組合，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為被動的，并且包括一個(gè)或多個(gè)與BGC可操作性地連接的管道，以用于捕獲BGC內(nèi)的生物氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BC⑶借助于管道采用主動的抽吸技術(shù)，以按照間歇方式或連續(xù)抽吸的方式從BGC中提取生物氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BCXU為與一個(gè)或多個(gè)生物氣體轉(zhuǎn)移元件(BTE)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，BCXU為諸如吸收罐等容器，該容器與BGC可拆卸地相連，并且被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲BGC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。體在本發(fā)明的的一個(gè)實(shí)施方案中，BC⑶為使用連接組件與BGC相連的管道。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解，希望本領(lǐng)域內(nèi)已知的不同類型的連接組件包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，參照圖1A，BCXU為U形管道，使得偶然進(jìn)入BCXU (例如，在BGC溢流時(shí))的任何非氣態(tài)物質(zhì)不會向下游進(jìn)一步轉(zhuǎn)移。BCCU被定位并布置為使其通過BGC上方的平板離開BGC，從而保持BGC的完整性，因?yàn)锽CXU不會在其側(cè)面離開BGC。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，用作BC⑶的管道由HDPE制成。HDPE的撓性降低了對管路的剪切破壞。HDPE對從污物中提取的典型氣體也是非腐蝕性的。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BGC和BCXU之間的連接。
任選地是，采用氣密性連接方式將BCXU與BGC進(jìn)行連接?？梢园凑张c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)中所有連接的基本上氣密性，這對于本領(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。可逆捕獲單元在本發(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BGC可拆卸地相連，并且被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲BGC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BGC可操作性地連接的管道捕獲BGC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BGC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)立的腐化池和儲存池，其中不存在污物收集干管避免了對管溝的需要。各種材料可用于捕獲生物氣體用的吸收罐內(nèi)，以利用吸收或其它機(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。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，高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)(如對活性炭進(jìn)一步化學(xué)活化)制備。制備高微多孔的炭的方法在US 5，6 ，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，可以采用已知籠狀品格結(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。孔隙的不規(guī)則性質(zhì)使得比其它結(jié)構(gòu)獲得更高的捕獲效率。孔隙的尺寸影響炭餅的生物氣體收集能力。基于活化處理的不同類型，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BGC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)以及一些高級烴和氟氯烷在特定的壓力-溫度條件下會形成水合物。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。所提取的生物氣體可以在一個(gè)或多個(gè)氣體利用中心用于各種應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在位于中部的氣體利用中心由提取的生物氣體分理出甲烷，并且用于發(fā)電。 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氣體利用中心位于單獨(dú)的廢物源的局部。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氣體利用中心位于中央，并且由多個(gè)BGC共用。生物氣體生成室生物氣體生成室為通過廢物輸入系統(tǒng)從一個(gè)或多個(gè)廢物源接收廢物的封閉容器。在BGC內(nèi)通過廢物的降解而生成生物氣體。一個(gè)或多個(gè)生物氣體捕獲和/或收集單元 (BCXU)可操作性地與BGC相連，以提取BGC內(nèi)生成的生物氣體。任選地是，廢物輸出系統(tǒng)可操作性地與BGC相連，以從其中除去至少一部分廢物。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解，可以采用不同的技術(shù)促進(jìn)在BGC內(nèi)生成生物氣體。BGC可以由混凝土(如至少35mPa (4，500psi)的高強(qiáng)度增強(qiáng)混凝土)制成，但是也可以使用任何適合的材料，如玻璃纖維、高密度聚乙烯(HDPE)，或?qū)崿F(xiàn)所需水平的系統(tǒng)密封的本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它材料。BGC可以被構(gòu)造為任何形狀。可以基于BGC的應(yīng)用而選擇其尺寸。技術(shù)人員將會認(rèn)識到，對BGC的尺寸進(jìn)行選擇，以使其適合其所用的應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中， BGC用于從單獨(dú)的住所接收污物，并且其容量范圍在3，600至4，500升之間。用于從多住所建筑或工業(yè)廢物接收污物的BGC可以更高的容量。任選地是，BGC包括兩個(gè)或多個(gè)室，其中相鄰的室由內(nèi)壁隔開。圖IA和IB示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案、具有兩個(gè)室21和22的BGC的頂視圖和側(cè)視圖。圖IC示出該實(shí)施方案的頂部截面圖。任選地是，內(nèi)壁25的上邊緣稍微低于BGC20的上邊緣，以允許在兩個(gè)室21、22之間進(jìn)行氣體交換。內(nèi)壁25還包括允許兩個(gè)室之間可操作性地連通的管道M。 可以基于應(yīng)用的要求來選擇BGC的尺寸。BGC任選地在頂部具有一個(gè)或多個(gè)開孔和唇狀物 28，以能夠?qū)崿F(xiàn)維護(hù)、修復(fù)和本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易得知的其它目的。參見圖31，在一個(gè)實(shí)施方案中，BGC的第一室裝有甲烷捕獲室或隔板，其用于將甲烷定位于甲烷收集管內(nèi)。圖31還示出各種其它特征，包括空氣流量控制閥以及通過管路的廢水排出孔管。在一個(gè)實(shí)施方案中，廢物為污物。BGC可以用作污物儲存池、腐化池或澄清池。作為澄清池，BGC可以用作高效廢物管道系統(tǒng)(HPSS)的一部分，或者與經(jīng)典廢物管道系統(tǒng)(HSS) 相接。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且根據(jù)圖2，BGC120為污物儲存池。廢物輸入系統(tǒng) 110用于將污物由一個(gè)或多個(gè)污物源102輸送到BGC120內(nèi)，其中由于污物的降解而生成氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，廢物輸入系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)污物進(jìn)入管。使用一個(gè)或多個(gè)BCXU140提取由BGC120釋放的氣體，并且送入氣體利用中心180，以用于上述的各種應(yīng)用。在該應(yīng)用中，BGC120在其基本填滿時(shí)，通常被封閉或遺棄。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且參照圖3，BGC220為腐化池。污物通過廢物輸入系統(tǒng)210進(jìn)入BGC220內(nèi)，其中淤積物沉降到底部。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，廢物輸入系統(tǒng)210包括一個(gè)或多個(gè)污物進(jìn)入管。然后使用廢物輸出系統(tǒng)230將污物的基本液體部分(即排放液)排放到滲濾場，其中殘余的雜質(zhì)在土壤中分解，并且水通過深入土壤中而消除。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，廢物輸出系統(tǒng)230包括一個(gè)或多個(gè)污物排出管。任選地是，BGC220包括兩個(gè)室，其中一個(gè)室從污物源202接收污物，并且允許大部分淤積物沉降， 而第二個(gè)室允許任何淤積物進(jìn)一步沉降，并且允許排出液流出到滲濾場內(nèi)。經(jīng)常從BGC220 內(nèi)除去淤積物，以確保有效的操作。采用一個(gè)或多個(gè)BCCU240提取由于淤積物在BGC220內(nèi)降解而釋放的氣體。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且參照圖1和25A-B，BGC為用于處理污物的澄清池20。BGC20包括使用管道M而彼此流體連通的串聯(lián)的兩個(gè)或多個(gè)室21、22、23。第一室 21用于通過一個(gè)或多個(gè)用作廢物輸入系統(tǒng)10的污物進(jìn)入管從一個(gè)或多個(gè)污物源接收污物。污物在第一室21內(nèi)沉降，而排出液通過管道M從第一室流入到第二室22內(nèi)。第二室 22允許懸浮在排出液內(nèi)的任何殘留的淤積物顆粒在排出液傳送進(jìn)入其余的室23內(nèi)之前析出。設(shè)置附加的室23使得額外的淤積顆粒在排出液從中排出之前由其內(nèi)析出。一個(gè)或多個(gè)BCXU40提取由于淤積物在BGC20的各室21、22、23內(nèi)的降解而釋放的氣體。當(dāng)將一個(gè)或多個(gè)檢查口 28固定在BGC20上，并且堵住污物進(jìn)入管10和排出管時(shí)，BGC20是基本上氣密性的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且參照圖4，BGC320為用作高效廢物管道系統(tǒng) (HPSS) 301的一部分的澄清池。HPSS特別適合于安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū)，以及在地面附近具有大量巖石(其阻礙使用私人污物排放系統(tǒng)，如腐化系統(tǒng))的區(qū)域。此處，BGC320從污物源 302 (如住所)收集污物，并且使用污物收集干管350將排出液輸送到污物處理中心(圖4 中未示出)，以進(jìn)行處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案501中并且參照圖5B，污物處理中心570位于中央，并由多個(gè)BGC520共用。通過在各室中基本上分離淤積物，污物收集干管350、550中從BGC320、 520的最后一個(gè)室接收的排出液在進(jìn)入污物處理中心570之前，被有效地預(yù)處理。這能夠使得位于中央的污物處理中心570的尺寸和復(fù)雜性降低。此外，在最后一個(gè)室內(nèi)從排出液中析出的任何淤積物也可以降解，并且以與第一個(gè)室相似的方式被除去。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案601中，現(xiàn)存的HSS605被改造為與用作BGC620的澄清池相接。參照圖6，使用廢物輸入系統(tǒng)610使現(xiàn)存的HSS605改向至一個(gè)或多個(gè)BGC620。為了提高效率，用于該應(yīng)用的BGC620通常大于在HPSS中的單獨(dú)居所處安裝的那些BGC。一旦淤積物在BGC620的第一室內(nèi)發(fā)生沉降，排出液通過用作廢物輸出系統(tǒng)630的污物排出管而被輸送回HSS605中。該實(shí)施方案允許社區(qū)吸收澄清池的優(yōu)點(diǎn)，而不會更改其現(xiàn)有的HSS。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案并且參照圖1A-C，BGC在頂部任選地具有一個(gè)或多個(gè)唇形物觀和開口四，其能夠用于維護(hù)、維修和檢查。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，它們也可以用于除去淤積物。安裝至少一個(gè)與地表齊平的唇形物能夠容易地實(shí)現(xiàn)常規(guī)的維護(hù)，以及除去淤積物，而不會對周圍的地面造成破壞?？梢韵蜷_口添加附加的元件，以防止在安裝后未經(jīng)授權(quán)地或偶然進(jìn)入到BGC內(nèi)。在上述的各吸收罐中，根據(jù)廢物管道系統(tǒng)要求和土地的可用性，各污物源可以與一個(gè)或多個(gè)BGC相連，或者多個(gè)污物源可以與一個(gè)BGC相連。圖6和7分別示出一個(gè)污物源702與多個(gè)BGC720的連接情況以及多個(gè)污物源802與一個(gè)BGC820的連接情況。可以采用各種技術(shù)在BGC內(nèi)促進(jìn)生物氣體生成。生物氣體生成的關(guān)鍵因素為提供用于廢物分解的充分時(shí)間。所生成的生物氣體的量隨著廢物費(fèi)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、組分、營養(yǎng)物水平、水分或水含量以及通風(fēng)水平)來促進(jìn)生物氣體生成。通過延長污物分解的時(shí)間來促進(jìn)生物氣體生成可供廢物分解用的時(shí)間高度取決于整個(gè)廢物管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可以通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)BGC和/或整個(gè)污物處理系統(tǒng)來延長用于污物分解的時(shí)間。在本發(fā)明的其中BGC由兩個(gè)或多個(gè)室構(gòu)成并且用于處理污物的實(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BGC的各室(主要在第一室)內(nèi)沉積，而排出液使用一個(gè)或多個(gè)污物排出管從BGC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BGC內(nèi)，因此清洗循環(huán)可能較長。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，第一室與虹吸管相連，使得可以在常規(guī)的清洗過程中從BGC中取出淤積物。沉積在BGC的第一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第一室延長了清洗循環(huán)；起到涌流抑制器的作用，從而降低污物通過系統(tǒng)的流動；并且增加液壓保持時(shí)間。所有這些因素均導(dǎo)致淤積物在第一室內(nèi)沉積增加，由此使生物氣體生成增加。隨著時(shí)間的推移，在BGC的第一室內(nèi)形成三個(gè)基本可區(qū)分的污物層1)混雜層，該層基本上為液體和固體淤積物?；祀s物由比重比水小的材料(如油脂、油和脂肪)組成；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；幻底部淤積層，其包含比重比水大、密度比高大并且得自大部分固體淤積物的材料。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解，根據(jù)BGC是與HSS、HPSS還是滲濾場相連，系統(tǒng)的各部件(包括但是不限于出口、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、水分或水含量以及通風(fēng)水平)來促進(jìn)生物氣體生成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，BGC包括用于優(yōu)化一種或多種環(huán)境條件以促進(jìn)微生物消化的機(jī)構(gòu)。任選地是，BGC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，BGC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BGC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BGC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)所存在的甲烷營養(yǎng)細(xì)菌的種類，存在兩個(gè)用于厭氧消化的常規(guī)的操作溫度范圍(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。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供這樣的BGC，其被絕熱，以參照BGC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BGC部分或全部位于地面以上的實(shí)施方案中，至少一部分BGC被涂成黑色，或者由吸收太陽熱量的材料制成。參照圖12，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過加熱機(jī)構(gòu)71升高BGC的溫度。加熱機(jī)構(gòu)可以由諸如太陽板陣列等電源72或本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的其它能源供能。 加熱機(jī)構(gòu)可以位于BGC內(nèi)，或者位于BGC的外部。任選地是，加熱機(jī)構(gòu)可以由捕獲的生物氣體供能。參照圖四，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。在其中加熱機(jī)構(gòu)位于BGC的外部的實(shí)施方案中，加熱機(jī)構(gòu)包括用于加熱BGC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BGC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。通風(fēng)的控制增加微生物可供利用的氧會促進(jìn)廢物在BGC內(nèi)的好氧消化，而限制氧則通過厭氧消化而促進(jìn)含甲烷的生物氣體的生成。通過在BGC內(nèi)建立促進(jìn)好氧消化或厭氧消化的局限性區(qū)域，含有甲烷的生物氣體生成可能達(dá)到最大化，而淤積物蓄積可以達(dá)到最小化。可以通過預(yù)先對廢物進(jìn)行通風(fēng)使得在氧氣利用時(shí)生成厭氧區(qū)域，或者通過以位置特異性方式對廢物進(jìn)行后通風(fēng)，從而實(shí)現(xiàn)有效的通風(fēng)。通過引入空氣或高純度氧氣可以進(jìn)行通風(fēng)，并且該通風(fēng)可以是間歇式的或者連續(xù)的。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通風(fēng)的水平處于這樣的范圍內(nèi)，保持生物質(zhì)的能量需求，并且支持有效的兼性細(xì)菌反應(yīng)，而造成新的生物質(zhì)的凈產(chǎn)生。參照圖13，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種通風(fēng)機(jī)構(gòu)，包括壓縮機(jī)74，其對空氣加壓，并且將其輸送到BGC內(nèi)；和曝氣器73，其在BGC20內(nèi)分散空氣，以允許淤積物通過好氧消化而分解。曝氣結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且包括大氣泡曝氣器、小氣泡曝氣器、射流通風(fēng)機(jī)、靜態(tài)通風(fēng)機(jī)和機(jī)械混合器或機(jī)械表面通風(fēng)機(jī)，或本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的其它通風(fēng)設(shè)備。壓縮器系統(tǒng)可以由諸如太陽板陣列等電源(圖中未示出)、或者本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員容易理解的其它電源進(jìn)行供能。原位產(chǎn)生氧和氫的控制原位產(chǎn)生氧和氫既促進(jìn)好氧處理，又促進(jìn)厭氧處理。氧被用作好氧細(xì)菌的電子受體，而氫則在厭氧條件下進(jìn)行消耗，并且能夠促進(jìn)消化處理由酸生成階段轉(zhuǎn)化為甲烷生成。
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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)，包括電解盒、電解池或電解室。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，電極位于淤積物層中。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，并且解析信號，處理所接收的信號，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BGC內(nèi)表面的兩個(gè)或多個(gè)電極。 參照圖14，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，兩個(gè)電極75和76可操作性地與位于BGC20外部的電源77相連。在水電解過程中，陰極75或負(fù)極產(chǎn)生氫，并且陽極76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。通過促進(jìn)蓄積的淤積物在BGC內(nèi)的消化，電解裝置間接起到增加清洗周期的作用。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、中空圓筒電極、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，而不會使得電解過度降解。給定的電極可以是金屬或非金屬的。在電解為金屬時(shí)，電解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)，電解可以包括石墨炭，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)，對電解進(jìn)行去污垢，以除去某些膜。自動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)。參照電極為具有公知的穩(wěn)定的平衡電極電勢的電極，該電勢被用作可以測量其它電極的電勢的參照點(diǎn)。雖然各種電極構(gòu)造均能符合上述要求，但是但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會容易地理解用于本發(fā)明的合適電極，并且其包括銀/氯化銀電極、甘汞電極、標(biāo)準(zhǔn)氫電極等。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)電極部分浸沒于淤積物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所有電極均部分浸沒于淤積物中。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地安裝。電極可以安裝于BGC的壁上和/或地板上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，電解使用本領(lǐng)域內(nèi)已知的手段而懸浮于淤積物內(nèi)。電極裝置的合適能源是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且技術(shù)人員將會知道哪種能源最適合于系統(tǒng)的構(gòu)造。能源會輸送具有由系統(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。其它方法微通風(fēng)的方法通常涉及優(yōu)化淤積物內(nèi)的環(huán)境條件，使得有利于微生物處理。在該方法的一個(gè)實(shí)施方案中，淤積物被加熱或進(jìn)行通風(fēng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，淤積物或其組分的pH被調(diào)節(jié)，以改變微生物處理情況。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過改變條件或者通過用特定的微生物接種淤積物來調(diào)節(jié)微生物群落。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在接種之前，通過(例如)加熱或臭氧處理將淤積物滅菌。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，通過水電解間斷地或連續(xù)地原位產(chǎn)生氧和氫。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，原位生成其它的氧化劑。 ^^Mi^mM^ma^imm^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)例如在美國專利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、用作燃料和用于化學(xué)合成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中并且參照圖5A，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)施方案中個(gè)并且參照圖 5B，氣體利用各中心為由多個(gè)BGC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BGC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”)。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解， 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)?？梢允盏饺萜髦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存裝置的作用)?；蛘?，容器可以被移送至中間位置，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19-100mm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)到所設(shè)計(jì)的大于100年的期限。在本發(fā)明的其中氣體利用中心位于中央并且BGC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)”。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解，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。可以使用上文討論的真空測試方法確認(rèn)BTE的各段之間的連接的實(shí)質(zhì)氣密性。在BGC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的標(biāo)準(zhǔn)氣體流動裝置，如壓力監(jiān)測器、閥、 壓縮器等。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解沿著BTE適當(dāng)?shù)胤胖眠@些裝置。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氣體流動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?？梢允褂媒?jīng)典的氣體用流量控制機(jī)構(gòu)(如壓力閥)。在本發(fā)明的主要從BGC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。可以在BTE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。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)人員將會理解，這些過濾機(jī)構(gòu)可以設(shè)置于氣體流動通路的任何位置，該位置包括(但是不限于)下述位置BGC內(nèi)、BCXU內(nèi)、BTE內(nèi)或氣體利用中心處。可以對通過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BGC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，燃燒甲烷相對于每單位所釋放的熱量會產(chǎn)生較少的 CO2,并且也會產(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)人員將會理解在不同的下游應(yīng)用的情況下于處理甲烷相關(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BGC收集的甲烷那被泵送回上游，以用于諸如對住所發(fā)電等應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方案中，所捕獲的甲烷原地被轉(zhuǎn)化為二氧化碳。參照圖30，系統(tǒng)可以裝備甲烷減排機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)通過在特定的土壤和混合介質(zhì)中繁殖的甲烷營養(yǎng)細(xì)菌而促進(jìn)甲烷氣體生物轉(zhuǎn)化為二氧化碳。甲烷減排機(jī)構(gòu)包括通氣管和表面下管溝(其含有促進(jìn)甲烷營養(yǎng)細(xì)菌生長的介質(zhì))。任選的是，包括穿孔的PVC管在內(nèi)的固體通氣管通過鵝頸管與生物氣體收集管相連。通氣管位于包含支持甲烷營養(yǎng)細(xì)菌生長的介質(zhì)(如混合介質(zhì))的表面下管溝內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，甲烷減排機(jī)構(gòu)包括甲烷消除機(jī)構(gòu)。甲烷消除機(jī)構(gòu)是本領(lǐng)域內(nèi)已知的，并且包括催化轉(zhuǎn)化器。任選地是，在甲烷轉(zhuǎn)化過程中通過催化轉(zhuǎn)化器生成的熱被用于加熱淤積物覆層。實(shí)施例1此處，我們描述了適合于與基于用作BGC的澄清池的高效廢物管道系統(tǒng)(HPSS) — 起使用的生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)。該系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為使得液體的流動主要通過重力驅(qū)動，同時(shí)在關(guān)鍵位置由泵輔助驅(qū)動。HPSS被設(shè)計(jì)為從諸如住所等污物源收集污物，并且輸送排出液至中央污物處理中心，以進(jìn)行處理。HPSS特別適合于安裝在偏遠(yuǎn)地區(qū)，以及在地面附近具有大量巖石(其阻礙使用私人污物排放系統(tǒng)，如腐化系統(tǒng))的區(qū)域。參照圖^A-C,污物進(jìn)入管12將污物由污物源2引入到BGC20，BGC20包括由內(nèi)壁 25隔離的第一室21和第二室22。內(nèi)壁25的上邊緣稍微低于BGC20的上邊緣，這允許在兩個(gè)室21和22之間進(jìn)行氣體交換。污物被轉(zhuǎn)移至BGC的第一室21，在那里污物3基本上沉降，而排出液4通過管道 M流入第二室M內(nèi)。第二室22允許懸浮在排出液4內(nèi)的任何殘留的淤積物3顆粒析出。 附加的室(如果存在的話)使得淤積物3與排出液4進(jìn)一步分離。因此，最終通過污物排出管32離開BGC20的流出液4被優(yōu)先地預(yù)處理。隨著時(shí)間的推移，在BGC20的第一室21內(nèi)形成三個(gè)基本可區(qū)分的污物層1)混雜層，該層基本上為液體和固體淤積物?；祀s物由比重比水小的材料(如油脂、油和脂肪)組成；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；3)底部淤積層，其包含比重比水大、密度比高大并且得自大部分固體淤積物的材料。
在BGC內(nèi)沉降的淤積物蓄積一段時(shí)間，此時(shí)其由于微生物作用而縮減，從而使得生物氣體生成。在常規(guī)的清洗過程中，使用與BGC20可操作性地相連的虹吸管定期除去縮減的淤積物。通常，對于在住所應(yīng)用中使用的BGC，第一室21可以承受17年的蓄積淤積物， 但是7-10年的清洗維護(hù)循環(huán)能夠使得系統(tǒng)在所需的效率水平內(nèi)工作。參見圖IA和圖9B，管道M在第一室21內(nèi)與內(nèi)壁25相鄰設(shè)置，并且被布置為使得開口 27位于混雜層之下和淤積層之上。一個(gè)或多個(gè)空管沈從管道豎直地向下游延伸至 BGC的底部。在制造過程中，一個(gè)或多個(gè)管沈以相對于BGC20的豎直軸至少60度的角度布置。這會通過防止粘附在氣泡上的特定物質(zhì)進(jìn)入管道24內(nèi)，從而減少離開BGC的液體污物的TSS水平。用于生物氣體收集的BC⑶為由HDPE制得的U型管道40，并且放置在BGC20的第一室21的頂部附近。U型確保了可能進(jìn)入BC⑶的任何液體不會進(jìn)一步向下游轉(zhuǎn)移。BCXU 被定位并布置為使其通過BGC上方的平板離開BGC20。BCCU在BGC的第一室的頂部附近的位置確保了生物氣體收集最大化。HDPE的撓性降低了對管路的剪切破壞。HDPE對從污物中提取的經(jīng)典氣體也是非腐蝕性的。采用密封手段來密封BGC和BCCU之間的連接。參見圖IA和1B，BGC20在其頂部包括一個(gè)或多個(gè)開口四和唇形物28，以能夠進(jìn)入 BGC20的室21、22內(nèi)從而進(jìn)行維護(hù)和維修并且除去淤積物3。至少一個(gè)唇形物28被布置為使得其能夠被除去，以進(jìn)入第一室21內(nèi)。開口四的直徑足以允許由于油狀混雜層的硬化而形成任何硬層被破壞并且除去，以便隨后可以有效地除去淤積物3。在安裝BGC20時(shí)，安裝至少一個(gè)唇形物觀，使得其與地面水平齊平，以容易地實(shí)現(xiàn)常規(guī)的維護(hù)和固體污物清除， 而不會破壞周圍的地面。參照圖1A，環(huán)與BGC20內(nèi)的開口四相連，以使得唇形物28與地面齊平。環(huán)或提升器可以由PVC或本領(lǐng)域內(nèi)已知的任何其它類型的材料制成，該材料能夠使得環(huán)在安裝時(shí)容易且密封地與BGC20連接。參照圖1A、1C、8A和8B污物進(jìn)入管12和污物排出管32通過連接組件而連接到 BGC20上。參照圖8A和8B，連接組件包括卡圈91、一個(gè)或多個(gè)基本上氣密的墊圈93、進(jìn)入管14或排出管34以及一個(gè)或多個(gè)三通管95的卡圈91與進(jìn)入管14或排出管34相配合， 所述的管延伸通過BGC20的側(cè)面，并且超出該側(cè)面。三通管95位于BGC20的內(nèi)部，并且通過進(jìn)入管14或排出管34與卡圈91相連。可以通過利用一個(gè)或多個(gè)A-LOK墊圈93使進(jìn)入管14或排出管34與BGC20之間的密封性基本上是氣密性的。參照圖8B，側(cè)面的廢物管32 的直徑小于排出管34的直徑。采用鈴形連接器92將兩個(gè)管32和34連接在一起。排出管 34和卡圈91或鈴形連接器92被熱焊接，或者通過其它合適的方法與管12或32熔接。可以按照類似于測試腐化池或澄清池的完整性的方式的方式(即真空測試)原位測試污物管線系統(tǒng)中所有連接的實(shí)質(zhì)性氣密性，這對于本領(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。可以理解獲得測量結(jié)果。污物進(jìn)入管12和污物排出管32由撓性HDPE構(gòu)成。在BGC的進(jìn)入和排除部分使用撓性HDPE防止了剪切，否則，可能在安裝之后BGC或管線在地面上沉降或移動時(shí)發(fā)生剪切。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會基于安裝時(shí)的特定土壤條件而知道不同移動的正常范圍，并且在進(jìn)入管和排出管內(nèi)提供充分的松弛，以補(bǔ)償這種移動。整個(gè)HPSS被設(shè)計(jì)為使得所有連接均是氣密性的。因此，在關(guān)閉出口(如下所述)
16后，整個(gè)系統(tǒng)均是氣密性的。然而，在工作期間，出口保持打開，以避免液壓鎖定。部件和連接的密封構(gòu)造提供了壓力測試的手段，并且確保了在工作期間不發(fā)生滲入/滲出。所有部件均被密封，使得HPSS可以在出口密封時(shí)進(jìn)行壓力測試，因此系統(tǒng)基本上是氣密性的。在安裝之前，對BGC20進(jìn)行壓力測試，并且預(yù)安裝。設(shè)置多種密封機(jī)構(gòu)來密封BGC和污物進(jìn)入管、排出管之間的連接，以補(bǔ)償由于(例如)熱膨脹和地面結(jié)冰造成的管和BGC之間的過度差異移動。本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會知道提供基本上氣密性密封所需的合適密封機(jī)構(gòu)，如(而不限于)墊圈、撓性膜等。密封機(jī)構(gòu)被設(shè)計(jì)為充分撓性的，以補(bǔ)償管與BGC之間在BGC的壁面上的相對移動， 同時(shí)仍然保持基本上氣密性密封。密封機(jī)構(gòu)是充分撓性的，以補(bǔ)償進(jìn)入管和排出管與BGC 之間在垂直于BGC的壁面的方向上相對移動，同時(shí)仍然保持基本上氣密性密封。這種撓性需要補(bǔ)償管與BGC之間的熱膨脹系數(shù)之差。如本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員已知的那樣，膨脹系數(shù)之差是構(gòu)成管和BGC的材料的因子。BGC包括一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)離開BGC的流速的流量衰減裝置。因此，使用流量衰減裝置使得離開BGC的排出液的流速更一致，從而能夠在整個(gè)HPSS中使用較小的官尺寸，基本上消除了瞬間的劇增負(fù)荷并且增加了峰遷移。參照圖IOA和圖10B，流量衰減裝置1190被整合到排出三通管95內(nèi)，其中排出三通管95的內(nèi)部包括沿著其縱軸將排出管95分為兩個(gè)或多個(gè)管段1230、1231的一個(gè)或多個(gè)屏障1200。所述一個(gè)或多個(gè)屏障包括距離BGC20的上部最近的上邊緣1210和相對的下邊緣1220。所述三通管95的所述一個(gè)或多個(gè)管段1231的至少一個(gè)具有防止排出液進(jìn)入管段 1231的栓塞1240。所述栓塞1240包括限制排出液流入管段1231內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)孔1250。 當(dāng)液壓負(fù)荷被施加到BGC20上時(shí)，排出液最初具有通過一個(gè)或多個(gè)孔1250限制性流動的階段。一個(gè)或多個(gè)屏障1200被設(shè)計(jì)為使得一個(gè)或多個(gè)屏障1200的上邊緣1210高于三通管 95與排出管34相連的點(diǎn)。一個(gè)或多個(gè)屏障1200可以在持續(xù)的高液壓負(fù)荷過程中用作溢流機(jī)構(gòu)，并且一個(gè)或多個(gè)屏障1200的上邊緣1210可以別水平切割，或者裝有溢水柵或等價(jià)的梯度流動機(jī)構(gòu)。參照圖15A，排出液4通過污物排出管32離開BGC20，其中污物排出管32將排出液 4輸送到污物收集干管50內(nèi)。污物排出管32和污物收集干管50的直徑基本上小于HSS中的那些的直徑。直徑通常為50-150mm的壓力額定的撓性高密度聚乙烯(HDPE)管被用作污物收集干管。它們的節(jié)點(diǎn)通過(例如)加熱焊接或本領(lǐng)域內(nèi)已知的其它技術(shù)而密封形成， 從而基本上排除了地下水的任何滲入或者排出液從廢物管路系統(tǒng)中滲出。管的撓性能夠使得系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮土地的形貌和地質(zhì)情況，以優(yōu)化液體通過系統(tǒng)的流動。使用上述的真空測試原位確認(rèn)各管段之間的連接的基本上氣密性。污物收集干管50用不可腐蝕的部件設(shè)計(jì)，并且具有超過一百年的設(shè)計(jì)壽命。系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為使得建筑管道的后沉降不會對HPSS的液壓性能造成不利的影響。污物和排出液在污物收集干管內(nèi)的冷凍可能導(dǎo)致管線破裂和堵塞。因此，參照圖 11A，污物收集干管50被置于管溝7的冰凍線下方，從而使其被周圍的土壤隔離。污物收集干管50被鋪砂層8包圍，并且覆蓋有諸如聚苯乙烯泡沫塑料等隔離材料9。為了額外的防抗低溫并且參照圖11B，污物收集干管50套有隔離材料52 (如聚苯乙烯泡沫塑料)。此外，一個(gè)或多個(gè)電伴熱M(其包括與一個(gè)或多個(gè)熱源(圖中未示出)可操作性地連接的銅線)設(shè)置于污物收集干管50內(nèi)。熱量通過銅線傳導(dǎo)，并且防止干管50 內(nèi)的液體冷凍。通常在居住區(qū)道路或大街的一邊或下方進(jìn)行安裝。管溝并不像常規(guī)的HSS那么寬或深。可以用反鏟挖土機(jī)、挖溝機(jī)或其它的開挖設(shè)備挖掘管溝?；蛘?，通過水平定向鉆孔鉆安裝管道。在主要由巖石構(gòu)成的區(qū)域，可以通過爆炸并除去原料來準(zhǔn)備管溝。水平鉆孔技術(shù)縮短了安裝時(shí)間，最大程度地減少了居民或當(dāng)?shù)厣虡I(yè)的干擾，并且基本上降低了表面填平成本。為了使液體順暢地流過任何系統(tǒng)(如HPSS或HSS)而不產(chǎn)生氣塞，需要通氣機(jī)構(gòu)， 在曲折的區(qū)域、涌流之后的區(qū)域或開放流的區(qū)域尤其是如此。通氣孔被設(shè)計(jì)為允許在廢物管道系統(tǒng)和周圍環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換，但是被構(gòu)造為防止污物或排出液從系統(tǒng)中逸出， 或者地下水流入系統(tǒng)中。參照圖16A-B，提供側(cè)向通氣機(jī)構(gòu)82，其由位于清潔石88的床上的穿孔管道83構(gòu)成。通氣機(jī)構(gòu)82通過彎管接頭84和管道86以如下的方式與廢物管道系統(tǒng)相連，所述方式使得防止地下水滲入，以及排出液滲出到周圍環(huán)境中。防止上述情況所需的彎管接頭84和管道86的構(gòu)造在某種程度上取決于通氣機(jī)構(gòu)在系統(tǒng)內(nèi)的布置方式，并且其為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所公知的。 系統(tǒng)還包括密封的維護(hù)清潔口，設(shè)置該情節(jié)口是為了實(shí)現(xiàn)與常規(guī)廢物管道系統(tǒng)中維護(hù)孔或人孔相同的功能。清潔口由合適的材料(如高級的耐久性塑料)構(gòu)成。根據(jù)安裝環(huán)境和各管圈的長度，清潔口可以相隔IOOm至300m安裝，這也取決于通氣的要求。在對上游的主處理單元進(jìn)行清淤之后，清潔口容易實(shí)現(xiàn)常規(guī)的沖洗，這可能每7-10年進(jìn)行一次。參照圖17A-B，提供清潔口 1100，其包括通過接頭1110和彎管接頭1104與收集干管相連的豎直豎管1102。豎直管1102用蓋子1068密封，蓋子1068具有豎直的通氣機(jī)構(gòu) 1112。如圖18A-B所詳細(xì)示出的那樣，泵站1200被插入到污物收集干管內(nèi)，以有助于流出液流入到中央污物處理中心。泵站1200包括潛水式泵1052，該泵1052與優(yōu)選位于地面以上的控制面板IOM相連。進(jìn)入管1056由收集干管將排出液排放到泵站1200。潛水式泵1052具有一系列浮子1058，該浮子1058在泵站1100內(nèi)的排出液達(dá)到預(yù)定高度時(shí)將泵 1052激活。排出液被泵送出儲液池1100，并且進(jìn)入壓力干管1060內(nèi)，壓力干管1060將排出液輸送到中央污物處理中心。諸如A-LOK墊圈等墊圈被用于保持泵站200的壁與進(jìn)入管 1056和壓力干管1060之間的氣密性連接。由于只有排出液被泵送同偶過泵站，因此潛水式泵1052只需要為液體泵，而不是經(jīng)典廢物管道系統(tǒng)所需的通常更為復(fù)雜和昂貴的污物泵。BGC的特征在于第一室的容量比經(jīng)典腐化池的室容量更大。因此，第一室可以包含較大容量的淤積物，其延長了清潔循環(huán)。較大的第一室還起到涌流抑制器的作用，以減慢污物通過系統(tǒng)的流速。較快的流速導(dǎo)致更少的沉積，較高的TSS水平以及更多的淤積物被導(dǎo)送出BGC。HSS系統(tǒng)采用設(shè)置于整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的眾多涌流抑制池來補(bǔ)償涌流。這種池子在 HPSS中并不需要，從而使得成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性降低。相對較大的第一室還允許較長的液壓保留時(shí)間，從而在污物被導(dǎo)送至第二室之前允許更多的沉積。當(dāng)天然存在的微生物分解并且消化廢物時(shí)，淤積物在BGC內(nèi)發(fā)生分解。優(yōu)化分解是有利的，因?yàn)槠鋾档突蚰孓D(zhuǎn)固體在BGC內(nèi)的蓄積速率，這會延長清潔循環(huán)。如上所述，可以通過優(yōu)化環(huán)境條件來促進(jìn)淤積物的微生物消化，所述環(huán)境條件例如為溫度、PH、組分、 營養(yǎng)物水平、水分或水含量以及通風(fēng)水平。BGC包括用于優(yōu)化一種或多種環(huán)境條件以促進(jìn)微生物消化的機(jī)構(gòu)?？梢允褂眯≡囈?guī)模研究來評價(jià)廢水電解和淤積物蓄積的影響，其中電解陽極和陰極被置于淤積層內(nèi)。這會允許對上述過程和系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)質(zhì)性優(yōu)化。參照圖19，電極組件包括由塑料墊片隔開約5mm距離的陰極75和陽極76。陰極 75可以為不銹鋼陰極，并且陽極76可以為混合金屬氧化物涂敷的鈦網(wǎng)。為了確定最優(yōu)的電解調(diào)節(jié)，可以采用BGC淤積物或孵化池淤積物，并且進(jìn)行分批試驗(yàn)，以評價(jià)淤積物降解的電化學(xué)和微生物機(jī)制，以允許進(jìn)行優(yōu)化。此外，可以在連續(xù)或間斷的流動試驗(yàn)中評價(jià)電解總體效率。為了進(jìn)行比較，還可以使用對照(無電極)裝置。居民區(qū)通常在早晨和傍晚產(chǎn)生每日峰流。任何廢物管道系統(tǒng)的所有元件(包括中央污物處理中心)均針對該峰流進(jìn)行設(shè)計(jì)。在HPSS中，由于大部分固體保留在單獨(dú)的 BGC內(nèi)，因此峰值因素基本上被最小化。這降低的尺寸限制，并且確保了與常規(guī)的HSS相比， HPSS為具有更低資本成本的更小、復(fù)雜性更低的廢物管道系統(tǒng)。峰流速率的時(shí)間段也可以從常規(guī)的高需求段基本上遷移。在用這些BGC改造后， “峰遷移”的能力為由于在峰值要求段期間的高容量所限制的現(xiàn)有HSS提供了附加的容量。 此外，BGC可以減少在中央污物處理中心處理的淤積物的量。傳統(tǒng)上，HSS需要較快的流動速率，以防止淤積物在污物收集干管內(nèi)的累積。HPSS 由于不存在流過其中的淤積物而允許降低排出液的流速。不存在淤積物還可以允許對系統(tǒng)更容易清潔。這降低了 HPSS所要求的排出液的流速，從而能夠在污物收集干管內(nèi)實(shí)現(xiàn)更緩和的梯度。以分離的間隔沿著系統(tǒng)設(shè)置入口點(diǎn)(如維護(hù)清潔口和蓋子)，它們均與系統(tǒng)密封連接。由于在排出液中基本上不存在固體并且容易清潔系統(tǒng)，因此這些入口點(diǎn)能夠以比 HSS中間隔更遠(yuǎn)的距離設(shè)置。對于HPSS，通常比HSS需要更少的沖洗次數(shù)，并且可以約每7 年至10年進(jìn)行一次(其總是在單元清淤之后)。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
1.一種生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)生物氣體捕獲和/或收集單元， 該單元被構(gòu)造為捕獲和/或收集在一個(gè)或多個(gè)生物氣體生成室中通過由一個(gè)或多個(gè)廢物源接收的廢物的降解而生成的基本上所有的生物氣體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，其中所述生物氣體捕獲和/ 或收集單元為可操作性地與所述生物氣體生成室相連的管道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，其中所述生物氣體捕獲和/ 或收集單元為這樣的容器(吸收罐)，該容器與所述生物氣體生成室可拆卸地相連，并且被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲所述生物氣體生成室內(nèi)生成的生物氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，其中所提取的氣體在氣體利用中心用于發(fā)電、用作燃料以及用于化學(xué)合成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，其中所述氣體利用中心局部性地位于單獨(dú)的廢物源處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，其中所述氣體利用中心位于中央位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生物氣體捕獲和/或收集系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)生物氣體捕獲和/或收集單元(BCUU)，該單元捕獲和/或收集在一個(gè)或多個(gè)生物氣體生成室(BGC)內(nèi)生成的生物氣體。BCUU可以為與BGC可操作性地相連的管道，或者為吸收罐，該吸收罐可拆卸地與BGC相連，并且被設(shè)計(jì)為可逆地捕獲BGC內(nèi)生成的生物氣體。與BGC可操作性地相連的廢物輸入系統(tǒng)被用于由一個(gè)或多個(gè)廢物源供入到BGC內(nèi)。任選地通過以下方式促進(jìn)BGC內(nèi)的生物氣體生成，所述方式為將至少一部分廢物在BGC內(nèi)保留足以由于降解而釋放氣體的一段時(shí)間，或者采用促進(jìn)微生物處理的機(jī)構(gòu)(如加熱機(jī)構(gòu)、定位通風(fēng)機(jī)構(gòu)或用于原位產(chǎn)生氫和氧的機(jī)構(gòu))。所提取的生物氣體在氣體利用中心被用于以下應(yīng)用(但是不限于)發(fā)電、用作燃料以及用于化學(xué)合成。氣體利用中心可以局部性地位于單獨(dú)的廢物源處或者位于中央位置。
文檔編號B01D53/44GK102215987SQ200880130813
公開日2011年10月12日 申請日期2008年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月2日
發(fā)明者吉爾·哈斯 申請人:克利爾福德工業(yè)有限公司