基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统及其处置方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统及其处置方法，包括依次连接设置的匀浆系统、带余热回收的外加热亚临界水解系统、固液分离系统、厌氧反应系统。所述的厌氧反应系统，包括有依次连接的IC反应器、沼气净化塔、贮气囊和导热油炉，所述的IC反应器通过对滤液进行高效厌氧反应产生沼气，产生的沼气经过所述沼气净化塔净化后，贮存于所述贮气囊内，所述贮气囊内的沼气输送至所述导热油炉内燃烧，并为带余热回收的外加热亚临界水解系统提供热源。本发明专利技术还提供利用该系统的处置方法。本发明专利技术的有机固体废弃物减量比较高，发酵周期较短，整体系统可热量自平衡，且可实现有机固体废弃物的无害化处理处置。

Organic solid waste treatment system based on Subcritical hydrolysis and its disposal method

The invention relates to an organic solid waste treatment system based on sub critical hydrolysis and its disposal method, including a homogenizing system connected in sequence, an external heating subcritical hydrolysis system with waste heat recovery, a solid-liquid separation system, and an anaerobic reaction system. The anaerobic system, including in the IC reactor, with biogas purification tower, storage bag and IC thermal oil furnace, the reactor to produce biogas by leachate anaerobic reactors, the biogas produced by the biogas purification purification tower, stored in the storage bag, burning the methane transport within the storage bag to the furnace, and provide heat for heating the subcritical hydrolysis system with waste heat recovery. The invention also provides a disposal method for the use of the system. The organic solid waste of the invention has high decrement, short fermentation period, and the overall system can heat self balance, and can realize harmless treatment and disposal of organic solid wastes.

【技术实现步骤摘要】
基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统及其处置方法
本专利技术涉及有机固体废弃物处理
，具体涉及一种基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统及其处置方法。
技术介绍
有机固体废弃物通常指含水率低于85％-90％可生化降解的有机废物，包括动物粪便、作物残留物、生活污泥、食品生产废弃物、工业有机废弃物、木材加工生产废弃物、生活垃圾等。目前对于有机固体废弃物的处理方法主要包括焚烧、安全填埋和资源化三个主要技术途径。焚烧法处理量大、可消除药物残留和病原微生物、将有机固体废物体积降低95％，但对于有机固体废弃物，尤其是市政污水生化处理产生的剩余污泥，化学药品制造行业废弃抗生素菌渣以及城市生活餐厨垃圾，其含水量大，需外加燃料，造成焚烧处理成本高昂，大大增加了处理成本。安全填埋建设和运行成本低，但存在占地面积大和二次污染问题，而且造成有机物成分的资源浪费。厌氧发酵能够将有机成分转化成甲烷实现资源化，而且结合热水解预处理可以提高厌氧消化性能，是综合效益最好的可发酵类有机固体废弃物处理方案。热水解厌氧消化技术在市政污泥处置方面已得到较好的工程支撑，但厌氧消化处理单元存在装置占地大、沼气产量低、发酵周期长(12-15d)等不足，需要改进工艺来提高运行效率、减少投资和运行成本。另外，在经济社会发展强调循环经济和节能低碳的背景下，迫切需要将有机固体废弃物，尤其是抗生素菌渣、市政污泥，实现减量化、无害化最终处置和能源利用最大化的可持续方案。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种处理效率高、能耗低、占地小，且集成了满足环保要求的辅助处置单元的基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统。本专利技术的另一目的在于提供一种应用上述有机固体废弃物处理系统对有机固体废弃物处理处置的方法。本专利技术采用的技术方案是：基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，包括依次连接设置的匀浆系统、带余热回收的外加热亚临界水解系统、固液分离系统、厌氧反应系统；所述的匀浆系统包括有匀浆池，用于将有机固体废弃物加入到匀浆池中搅拌形成具备流动性的物料；所述的带余热回收的外加热亚临界水解系统，包括有依次连接的一级换热器、二级换热器和水解反应器，所述的水解反应器用于对匀浆后物料进行亚临界水解反应，所述的一级换热器和二级换热器通过分别回收水解后物料余热，实现水解反应器外加热水解物料；所述的固液分离系统设置有超高压压滤机，所述的超高压压滤机通过机械的方式对水解后的物料进行深度脱水，进一步减小体积；所述的厌氧反应系统，包括有依次连接的IC反应器、沼气净化塔、贮气囊和导热油炉，所述的IC反应器通过对滤液进行高效厌氧反应产生沼气，产生的沼气经过所述沼气净化塔净化后，贮存于所述贮气囊内，所述贮气囊内的沼气输送至所述导热油炉内燃烧，并为带余热回收的外加热亚临界水解系统提供热源。所述匀浆系统还包括有用于输送工艺补充水的潜污泵，所述的潜污泵的输出端与匀浆池连接，所述的匀浆池通过柱塞泵将匀浆后的混合物料往所述的一级换热器输送。所述的带余热回收的外加热亚临界水解系统的水解反应器连接有管道循环泵，所述二级换热器的输出端与水解反应器输入端连接，水解反应器的输出端通过一级换热器连接有保压阀。所述固液分离系统包括还包括有依次连接的水解缓冲罐和压滤进料泵，所述的水解缓冲罐的输入端与上一级的保压阀连接，所述的水解缓冲罐顶部设置有有机废气输出端，所述的有机废气输出端连接有喷淋净化系统；所述的压滤进料泵的输出端与超高压压滤机的输入端连接。所述的超高压压滤机设置有滤渣输出端和滤液输出端，所述的滤渣输出端连接有等离子气化熔融后续处置装置。所述厌氧反应系统还包括依次连接的IC进料调节罐和IC进料泵，所述的IC进料调节罐的输入端与所述的超高压压滤机的滤液输出端连接，且IC进料调节罐内设有立式搅拌器。所述的IC反应器的罐体侧壁上端设置有IC出水端，所述的IC出水端连接有废水深化处理系统；所述的IC反应器的顶部设置有沼气输出端，所述的沼气输出端与沼气净化塔的输入端连接，沼气净化塔的输出端与贮气囊的输入端连接，所述贮气囊通过沼气输送风机将沼气输送至导热油炉内燃烧；所述的导热油炉设置有导热油输出端，所述的导热油输出端与二级换热器的输入端连接，所述的导热油炉输出导热油载体为外加热亚临界水解系统提供热源。所述的贮气囊内设置有压力传感器和流量传感器，当贮气囊内部的沼气超过安全水平，多余的沼气经贮气囊输出端引出应急燃烧。基于亚临界水解的有机固体废弃物处理的处置方法，包括以下步骤：步骤1：匀浆，将待处理的有机固体废弃物加入至匀浆系统，将有机固体废弃物和工艺水加入到匀浆池中，通过匀浆池的搅拌装置搅拌形成具备流动性的物料，匀浆后的物料通过柱塞泵往带余热回收的外加热亚临界水解系统输送；步骤2：亚临界水解，匀浆后的物料依次经过一级换热器、二级换热器，完成水解罐外加热，外加热后进入水解反应器内，通过高温高压对匀浆后物料进行亚临界水解反应，利于后续脱水和厌氧消化，同时消除残留抗生素、菌体或病原微生物；步骤3：固液分离，水解后的物料先经过缓冲罐，产生的有机废气送至喷淋净化系统，接着利用超高压压滤机，通过机械的方式对物料进行深度脱水，进一步减小体积，产生的滤液进入厌氧反应系统，产生的滤渣外运填埋或送至等离子气化熔融处置系统；步骤4：厌氧反应，只对固液分离系统产生的滤液进行厌氧消化处理，滤液先经过IC进料调节罐，调质后的滤液经过IC进料泵输送至IC反应器内，通过在IC反应器内进行高效厌氧反应产生沼气，产生的沼气先经过沼气净化塔净化后贮存到贮气囊内，贮气囊内的沼气通过沼气输送风机输送沼气至导热油炉内燃烧，为带余热回收的外加热亚临界水解系统提供热源；产生的IC出水送至废水深化处理系统，处理达标后排放；产生的厌氧活性污泥定期外排。所述的步骤2亚临界水解的参数如下：控制带余热回收的外加热亚临界水解系统的压力保持在0.8-1.5MPa，设置水解反应器的温度控制在150℃-200℃范围内，使匀浆后的物料保持液态，保温保压30-60min；所述的步骤2中的一级换热器对水解后物料和匀浆后物料进行换热，对水解后物料进行余热回收；所述的步骤2中的二级换热器用导热油热载体加热水解前物料。本专利技术的有益效果包括以下：(1)在水解系统的高温高压环境下，细胞物质被破坏，长链大分子破坏成小分子，有机固体废弃物中近90％的有机质溶解转化至液相，大幅度提高了有机质可利用率，为系统后续厌氧反应系统的资源化利用奠定了基础，同时，有利于提高后续脱水深度，以含水率80％的有机固体废弃物减量比为0作为基准，水解后脱水含水率可降到50％以下，而直接干化后含水率为60％-65％，相比之下，减量比提高了20％-40％。(2)水解后物料经过固液分离系统，实现固液分离，之后只对滤液进行厌氧消化，提高了IC反应器容积负荷、消化速率，水力停留时间缩短为24h，而目前工程应用上大多采用全糟厌氧发酵，其发酵周期为12-15d，相比之下，发酵周期缩短了90％以上，而且大大减少了处理设备占地空间，同时，厌氧系统的沼气产率及沼气甲烷纯度得以提高，结合热水解调理效果，整体系统的运行效率大大提高了。(3)厌氧反应系统产生沼气，进入导热油炉燃烧，结合多级换热装置，实现有机固体废弃物所含生物质能的资源化，为水本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，其特征在于：包括依次连接设置的匀浆系统、带余热回收的外加热亚临界水解系统、固液分离系统、厌氧反应系统；所述的匀浆系统包括有匀浆池(2)；所述的带余热回收的外加热亚临界水解系统，包括有依次连接的一级换热器(4)、二级换热器(5)和水解反应器(6)，所述的水解反应器(6)用于对匀浆后物料进行亚临界水解反应，所述的一级换热器(4)和二级换热器(5)通过分别回收水解后物料余热，实现水解反应器(6)外加热水解物料；所述的固液分离系统设置有超高压压滤机(11)，所述的超高压压滤机(11)通过机械的方式对水解后的物料进行深度脱水减小体积；所述的厌氧反应系统，包括有依次连接的IC反应器(14)、沼气净化塔(15)、贮气囊(16)和导热油炉(18)，所述的IC反应器(14)通过对固液分离后滤液进行高效厌氧反应产生沼气，产生的沼气经过所述沼气净化塔(15)净化后，贮存于所述贮气囊(16)内，所述贮气囊(16)内的沼气输送至所述导热油炉(18)内燃烧，并为带余热回收的外加热亚临界水解系统提供热源。

【技术特征摘要】
1.基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，其特征在于：包括依次连接设置的匀浆系统、带余热回收的外加热亚临界水解系统、固液分离系统、厌氧反应系统；所述的匀浆系统包括有匀浆池(2)；所述的带余热回收的外加热亚临界水解系统，包括有依次连接的一级换热器(4)、二级换热器(5)和水解反应器(6)，所述的水解反应器(6)用于对匀浆后物料进行亚临界水解反应，所述的一级换热器(4)和二级换热器(5)通过分别回收水解后物料余热，实现水解反应器(6)外加热水解物料；所述的固液分离系统设置有超高压压滤机(11)，所述的超高压压滤机(11)通过机械的方式对水解后的物料进行深度脱水减小体积；所述的厌氧反应系统，包括有依次连接的IC反应器(14)、沼气净化塔(15)、贮气囊(16)和导热油炉(18)，所述的IC反应器(14)通过对固液分离后滤液进行高效厌氧反应产生沼气，产生的沼气经过所述沼气净化塔(15)净化后，贮存于所述贮气囊(16)内，所述贮气囊(16)内的沼气输送至所述导热油炉(18)内燃烧，并为带余热回收的外加热亚临界水解系统提供热源。2.根据权利要求1所述的基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，其特征在于，所述的带余热回收的外加热亚临界水解系统的水解反应器(6)连接有管道循环泵(7)，所述二级换热器(5)的输出端与水解反应器(6)输入端连接，水解反应器(6)的输出端通过一级换热器(4)连接有保压阀(8)。3.根据权利要求1所述的基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，其特征在于，所述固液分离系统包括还包括有依次连接的水解缓冲罐(9)和压滤进料泵(10)，所述的水解缓冲罐(9)的输入端与上一级的保压阀(8)连接，所述的水解缓冲罐(9)顶部设置有有机废气输出端，所述的有机废气输出端连接有喷淋净化系统，所述的超高压压滤机(11)设置有滤渣输出端和滤液输出端，所述的滤渣输出端连接有等离子气化熔融后续处置装置。4.根据权利要求1所述的基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，其特征在于，所述厌氧反应系统还包括依次连接的IC进料调节罐(12)和IC进料泵(13)，所述的IC进料调节罐(12)的输入端与所述的超高压压滤机(11)的滤液输出端连接，且IC进料调节罐(12)内设有立式搅拌器。5.根据权利要求1所述的基于亚临界水解的有机固体废弃物处理系统，其特征在于，所述的IC反应器(14)的罐体侧壁上端设置有IC出水端，所述的IC出水端连接有废水深化处理系统；所述贮气囊(16)通过沼气输送风机(17)将沼气...

【专利技术属性】
技术研发人员：林进猛，何杰雄，
申请(专利权)人：广东国能中林实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44