本实用新型专利技术涉及一种污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统，其特征在于：它包括氧化剂供应系统、膜富集系统、垃圾预处理系统、物料输入系统、反应器、能量回收系统；其中氧化剂供应系统向反应器提供高温高压的氧化剂；膜富集系统用于将污水浓缩分离为浓水和产水；物料输入系统向反应器提供高温高压的浆化物料；反应器的超临界气体为氧化剂供应系统和物料输入系统提供加热氧化剂和浆化物料的热源，水蒸气出口和膜富集系统的产水出口连接电解设备。本系统同时包含了超临界水反应器和膜富集系统，因此可以同时处理高浓度污水、污泥、生活垃圾，利用膜富集系统将高浓度污水进行浓缩，并将浓缩后的污水与研磨后的污泥、生活垃圾混合，配比成具有足够流动性的浆化物料。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于污水、固废处理及资源能源循环回收领域，特别涉及一种污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统。
技术介绍
当温度和压力分别超过373.9460C^22.064MPa时，水将达到超临界态，对应状态下的水称为超临界水。超临界水具有常温水所不具备的独特性质，如非极性，低粘度、低密度和高扩散系数，氧气和多种有机物质在水体系中形成均一相，消除传质阻力，使本来发生在液相、固相、气相之间的多相反应转化为在SCW中的均相氧化反应，反应速率更快，停留时间更短。而且大多不需使用催化剂，氧化效率很高，大部分有机物的去除率可达99%以上。另外，无机组分与盐类在SCW中溶解度很低，几乎可以完全沉淀析出，使反应过程中盐的分离变得容易。现有技术中通常利用超临界水氧化技术处理富含有机物的液态污水或垃圾渗滤液，在温度、压力高于水的临界温度和压力的条件下以超临界水作为反应介质，使污水中的有机物与氧化剂发生强烈的氧化反应，最后彻底氧化成C02、N2, H2O以及盐类等无毒小分子化合物。但是由于生活垃圾成分复杂，除了少量的渗滤液之外，绝大部分为呈固态的有机物和无机物，这类固态物质缺乏在封闭管道内的流动性，因而当前的生活垃圾处理方式仍然以高污染的填埋和焚烧为主，不能直接使用处理污水和垃圾渗滤液的超临界水反应系统处理。
技术实现思路
针对现有污水处理技术中生活垃圾只能通过焚烧或填埋处理、污泥只能通过填埋处理的问题，本技术提供一种使用超临界氧化技术，能够同时处理污水、污泥、生活垃圾，并将产出的蒸汽、水等产物进行有效利用，以获得可观的经济效益的污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统；以及实现上述系统的污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的方法。本技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:—种污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统，其特征在于:它包括氧化剂供应系统、膜富集系统、垃圾预处理系统、物料输入系统、反应器；其中所述氧化剂供应系统向所述反应器提供高温高压的氧化剂，包括串接的第一换热器和第一预热器；所述垃圾预处理系统用于对污泥和/或生活垃圾进行研磨，包括研磨机；所述膜富集系统用于将污水浓缩分离为浓水和产水，包括膜富集单元；所述物料输入系统向所述反应器提供高温高压的浆化物料，包括串接的浆化设备、第二换热器和第二预热器，所述膜富集系统的浓水出口连接所述浆化设备和/或研磨机的入口，所述研磨机出口连接所述浆化设备的入口，所述物料输入系统的出口处的浆化物料COD值高于50000mg/L、含水量高于60%;所述反应器的超临界气体出口连接所述第一换热器和第二换热器的外管入口，水蒸气出口和所述膜富集系统的产水出口连接电解设备；所述电解设备的氧气出口连接所述氧化剂供应系统的氧化剂入口。所述反应器为蒸发壁式超临界水氧化反应器，包括筒体、喷嘴结构和蒸发壁。所述筒体内部同心设置蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间形成多级环状的封闭的狭隙，所述狭隙在所述筒体上开有入水口，所述入水口通过第三换热器连接一供水装置，所述第三换热器的外管入口连接所述超临界气体出口 ；所述筒体底部设置出液口。所述喷嘴结构包括压紧接头、上部法兰、套筒、芯管和喷嘴，在筒体顶部的端盖上固装具有中心通孔的上部法兰；芯管、套筒和上部法兰由内至外依次同轴设置，并在所述套筒的上部加置压紧接头将三者压紧固定为一体；所述芯管的上端与所述物料输入系统的浆化物料出口连通，所述芯管穿出套筒的末端安装喷嘴，靠近所述喷嘴的筒体顶部的端盖上设置燃烧室；所述套筒的外壁与所述上部法兰的通孔内壁之间的环状空腔为氧化剂通道，所述氧化剂通道与所述氧化剂供应系统的氧化剂出口连通。所述芯管与套筒之间形成密闭空间，芯管外壁设置与套筒内壁顶触的环状台肩；喷嘴外壁设置与燃烧室内壁顶触的支撑凸台。所述水蒸气出口与电解设备之间设置发电机组。所述水蒸气出口连接供暖系统。所述水蒸气出口连接危化危废消毒装置，所述危化危废消毒装置的出口连接所述研磨机。所述第一换热器、第二换热器的外管出口依次连接压力能回收系统、气液分离系统和二氧化碳回收系统，所述压力能回收系统将回收的压力用于发电；所述气液分离系统将压力能回收后的产物分离成气体和水，所述二氧化碳回收系统将所述气体中的二氧化碳回收；所述气液分离系统和二氧化碳回收系统分离出的水进入供水装置中。所述膜富集单元包括依次连通的膜池和多级膜浓缩装置；所述多级膜浓缩装置中第一膜浓缩装置与多个产水一路的膜浓缩装置通过产水出口串连，向外输出产水，所述产水一路的膜浓缩装置的浓水返回所述膜池的入口 ；所述第一膜浓缩装置与多个浓水一路的膜浓缩装置通过浓水出口串连，输出的浓水并入所述膜池的浓水出口，且所述浓水一路的膜浓缩装置的产水接入所述第一膜浓缩装置的产水出口或所述产水一路的膜浓缩装置的产水出口 ；所述膜池内置平板膜，所述膜浓缩装置为纳滤膜组件或反渗透膜组件。本技术的优点和有益效果为:本污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统包括氧化剂供应系统、膜富集系统、垃圾预处理系统、物料输入系统、反应器、能量回收系统；其中氧化剂供应系统向反应器提供高温高压的氧化剂；膜富集系统用于将污水浓缩分离为浓水和产水；物料输入系统向反应器提供高温高压的浆化物料；反应器的超临界气体为氧化剂供应系统和物料输入系统提供加热氧化剂和浆化物料的热源，水蒸气出口和膜富集系统的产水出口连接电解设备；电解设备的氧气出口连接氧化剂供应系统的氧化剂入口。本系统同时包含了超临界水反应器和膜富集系统，因此可以同时处理高浓度污水、污泥、生活垃圾，利用膜富集系统将高浓度污水进行浓缩，并将高浓度污水与研磨后的污泥和/或生活垃圾混合，配比成具有足够流动性的浆化物料，既满足超临界水反应对物料的COD需求，又满足系统对管道内物料流动性的需求；而且本系统的处理范围广，对污水的浓度并没有严格限制，形态上也不局限于液体或固体；上述特点解决了现有技术的超临界水反应系统只能单独处理污水或污泥的缺陷。由于电解后的氧气回用于氧化剂供应系统中作为超临界水氧化反应的补充，且反应器排出的超临界气体加热氧化剂和浆化物料，使得反应中的产物作为能量参与到反应中，完成能量的闭环循环，大大降低输入性能耗。本系统的产物中除了无机盐之外，还有可资源化的氢气、二氧化碳，且由反应器排出的蒸汽能够进行供暖、发电和对危化危废消毒；将现今单一的利用超临界水氧化反应处理垃圾的技术，扩展为具有高利润的产业生态，为垃圾处理产业增加了新的赢利点。本系统通过调节反应器内的温度与压力，可以改变水的密度、粘度、扩散系数、介电常数等物理化学特性，从而改变其对有机物的溶解性能，达到选择性控制反应产物的目的。本系统超临界水氧化系统中的反应是均相反应，停留时间以秒来计量，因此具有处理速度快，设备体积小的优点。本系统反应器的喷嘴结构中，芯管外表面与套筒内表面形成密闭的空隙，当预热的燃料流经芯管细长小孔时，可以有效地减少与外界的热交换，避免热量损失。且芯管外壁间隔制有多个与套筒内壁顶触的环状台肩，喷嘴外壁圆周均匀间隔制有多个与燃烧室内壁顶触的支撑凸台，此结构降低了芯管震动的幅度，有利于保持燃料流动的稳定性。【附图说明】图1当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统，其特征在于：它包括氧化剂供应系统、膜富集系统、垃圾预处理系统、物料输入系统、反应器；其中所述氧化剂供应系统向所述反应器提供高温高压的氧化剂，包括串接的第一换热器和第一预热器；所述垃圾预处理系统用于对污泥和/或生活垃圾进行研磨，包括研磨机；所述膜富集系统用于将污水浓缩分离为浓水和产水，包括膜富集单元；所述物料输入系统向所述反应器提供高温高压的浆化物料，包括串接的浆化设备、第二换热器和第二预热器，所述膜富集系统的浓水出口连接所述浆化设备和/或研磨机的入口，所述研磨机出口连接所述浆化设备的入口，所述物料输入系统的出口处的浆化物料COD值高于50000mg/L、含水量高于60％；所述反应器的超临界气体出口连接所述第一换热器和第二换热器的外管入口，水蒸气出口和所述膜富集系统的产水出口连接电解设备；所述电解设备的氧气出口连接所述氧化剂供应系统的氧化剂入口。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，林树青，丁红玉，
申请(专利权)人：王冰，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15
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