有机固废水热反应处理系统及其处理工艺技术方案

本申请公开了一种有机固废水热反应处理系统及其处理工艺，包括原泥储罐单元、换热反应单元、反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和污泥泵；采用反应泥压力储罐单元储存水热反应后污泥，可利用自身压力进行反应泥脱水而无需泵送，同时联合压缩空气单元可快捷建立和调控系统水热反应压力；采用带压机械脱水单元和带压滤液储罐单元的功能联合，可将带压滤液存储在带压滤液储罐中，并利用带压滤液储罐存储的压力能将滤液回注对原泥进行调质和余热回收，在获得显著节能的同时明显提高了系统长期运行稳定可靠性，而且还具有系统紧凑、全自动测控、系统启停简便、现场整洁环保和污泥处理产物处置多样性的特点。场整洁环保和污泥处理产物处置多样性的特点。场整洁环保和污泥处理产物处置多样性的特点。

【技术实现步骤摘要】
有机固废水热反应处理系统及其处理工艺


[0001]本申请涉及有机固废处理
，特别涉及一种有机固废水热反应处理系统及其处理工艺。

技术介绍

[0002]伴随城镇化率的不断提升和生态文明建设的持续推进，有机固废，比如市政污泥、厨余垃圾、粪便等排放量持续攀升，目前干化、焚烧、消化和堆肥等有机固废的处理技术略有不足，无法适应低碳、低成本以及资源化的迫切需求。其中，水热反应技术，包括湿式氧化技术和热水解技术，通过高温高压使得有机固废的细胞壁破壁，大分子有机物水解反应成小分子有机酸，反应后污泥易于实现固液分离等优点而越来越受到重视。但是，相关技术中有机固废的水热处理技术，多数是批次处理，难以充分实现工艺过程的热量回收，处理能耗和处理成本还有待于进一步降低；多数在处理工艺过程中需要人工干预，如板框脱水过程，难以实现全自动化，特别是污泥处理过程工作环境比较差的情况下，更需要无人化和全自动化操控。
[0003]相关技术中，一种反应泥压力储罐单元技术方案，将水热反应后污泥储存在反应泥压力储罐单元中并在罐中经一段时间停留后被分层，上层液相为含固率低的上清液，而下层为含固率高的反应后污泥，直接将上清液作为原泥的调质工艺，使得工艺污水能够实现利用其压力能和部分余热(节能)的目的，但在反应泥压力储罐单元中的水热反应后污泥的含固率比较高时，以及根据处置需求降低反应率时，上清液的含固率比较高，这容易引起控制执行部件(阀门)部分被堵塞，也就使得工艺污水产生较大流量波动，结果是使得工艺稳定性变差，以及长期使用还会使得控制执行部件(阀门)被冲刷磨损，工艺可靠性降低。
[0004]相关技术中还公开了反应后污泥经过机械压滤脱水的工艺，将污水储存在储水箱后再作为工艺污水经泵送至原泥中对原泥进行调质的技术方案，或者反应后污泥经过机械压滤脱水的工艺，将污水在经污水处理后储存在储水箱后，再作为工艺污水经泵送至原泥中对原泥进行调质的技术方案，虽然这样克服了前述控制执行部件(阀门)部分被堵塞的问题，但其反应泥压力储罐单元中储存的压力和余热能没有充分利用，以及经泵送的工艺污水不能利用某些反应气(如CO2)和有机酸等对原泥进行调质改性以改善调质泥的输送和抗结垢防堵塞的特性，即该工艺难以两全。因此，上述问题已成为污泥水热反应处理技术亟待解决的问题，如果能克服上述不足，以提高有机固废水热处理工艺的稳定性和可靠性，并一定程度上降低工艺能耗，将有力促进污泥行业低碳、低成本、高质量运营。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种有机固废水热反应处理系统及其处理工艺，以解决如何提高有机固废水热处理工艺的稳定性可靠性，并一定程度上降低工艺能耗等问题。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种有机固废水热反应处理系统，包括：原泥储罐单元、换热反应单元、反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和污泥泵
等；其中，所述原泥储罐单元包括原泥储罐，所述原泥储罐用于存储原泥，所述原泥储罐底部连接所述污泥泵，所述污泥泵用于泵送所述原泥；所述换热反应单元包括换热器、反应器和加热器，所述换热器用于对原泥与调质添加滤液混合形成的调质污泥进行加热升温，所述加热器对经所述换热器加热后的调质污泥进行补充加热，使得所述污泥的温度满足水热反应条件，在所述反应器内发生水热反应生成水热反应后热污泥，而后所述水热反应后热污泥在所述换热器内与调质污泥进行热交换，使得所述水热反应后热污泥进行冷却降温形成水热反应后冷却污泥；所述反应泥压力储罐单元包括反应泥压力储罐、设置在所述反应泥压力储罐上用于调控反应泥压力储罐内压力的反应泥压力储罐排气阀和反应泥压力储罐加气阀，其中，所述反应泥压力储罐连接所述换热器，用于存储水热反应后冷却污泥和反应气，且在所述反应泥压力储罐中反应气与所述水热反应后冷却污泥在重力作用下分离，所述反应气位于所述反应泥压力储罐的上部，所述水热反应后冷却污泥位于所述反应泥压力储罐的下部；所述反应泥压力储罐单元通过所述反应泥压力储罐排气阀控制向反应泥压力储罐外排出反应气，通过反应泥压力储罐加气阀控制向反应泥压力储罐内添加压缩空气，调控所述反应泥压力储罐内的压力，使得所述反应器内的压力保持在设定范围；所述带压机械脱水单元包括带压机械脱水装置，所述带压机械脱水装置连接所述反应泥压力储罐，用于对所述水热反应后冷却污泥进行脱水处理，并产生带压滤液，所述带压滤液包含可供利用的余压能和余热能；所述带压滤液储罐单元包括带压滤液储罐、带压滤液储罐排气阀和带压滤液储罐加气阀，其中，所述带压滤液储罐用于存储所述带压滤液，通过所述带压滤液的压力作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，或者，通过所述带压滤液的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为污水处理厂的反硝化碳源或进行污水处理后排放；所述带压滤液储罐单元通过所述带压滤液储罐排气阀控制带压滤液储罐向外排出反应气，通过所述带压滤液储罐加气阀控制向带压滤液储罐内添加压缩空气，调控所述带压滤液储罐内的压力，并通过所述调质添加滤液阀调控所述调质添加滤液的流量。
[0007]进一步地，所述反应泥压力储罐与所述带压机械脱水装置为串联连接或者并联连接，其中，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为串联连接时，反应泥压力储罐接受来自换热器的水热反应后冷却污泥然后经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离；反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为并联连接时，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置可以分别单独或者共同接受来自换热器的水热反应后冷却污泥，水热反应后冷却污泥经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离。
[0008]进一步地，还包括：压缩空气单元，用于给所述反应泥压力储罐和所述带压滤液储罐补充压缩空气，在系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
[0009]进一步地，所述原泥储罐与所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元连通，将所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元的带压气体引入所述原泥储罐中，并设置相应的进气和排气阀门，以利用反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐的排放气体的余压能用于辅助原泥的输送，便于原泥的过滤和系统压力调节。
[0010]进一步地，所述换热器内设置有冷污泥流道、热污泥流道，所述反应器内设置有反
应流道，其中，所述冷污泥流道用于所述调质污泥流动换热，使得所述调质污泥在所述换热器内加热升温；所述热污泥流道用于水热反应后热污泥流动换热，使得水热反应后热污泥冷却降温；所述反应流道用于污泥进行流动水热反应。
[0011]进一步地，所述反应泥压力储罐单元还包括：反应泥压力储罐安全阀，用于在所述反应泥压力储罐的实际压力超过所述反应泥压力储罐的安全阈值时执行保护动作。
[0012]进一步地，所述带压滤液储罐单元还包括：带压滤液储罐安全阀，用于在所述带压滤液储罐的实际压力超过所述带压滤液储罐的安全阈值时执行保护动作。
[0013]进一步地，还包括：供氧或供碱单元，所述供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机固废水热反应处理系统，其特征在于，包括：原泥储罐单元、换热反应单元、反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和污泥泵；其中，所述原泥储罐单元包括原泥储罐，所述原泥储罐用于存储原泥，所述原泥储罐底部连接所述污泥泵，所述污泥泵用于泵送所述原泥；所述换热反应单元包括换热器、反应器和加热器，所述换热器用于对将原泥与添加滤液混合形成的调质污泥进行加热升温，所述加热器对经所述换热器加热后的调质污泥进行补充加热，使得所述污泥的温度满足水热反应条件，在所述反应器内发生水热反应生成水热反应后热污泥，而后所述水热反应后热污泥在所述换热器内与调质污泥进行热交换，使得所述水热反应后热污泥进行冷却降温形成水热反应后冷却污泥；所述反应泥压力储罐单元包括反应泥压力储罐、设置在所述反应泥压力储罐上用于调控反应泥压力储罐内压力的反应泥压力储罐排气阀和反应泥压力储罐加气阀，其中，所述反应泥压力储罐连接所述换热器，用于存储水热反应后冷却污泥和反应气，且在所述反应泥压力储罐中所述反应气与所述水热反应后冷却污泥在重力作用下分离，所述反应气位于所述反应泥压力储罐的上部，所述水热反应后冷却污泥位于所述反应泥压力储罐的下部；所述反应泥压力储罐单元通过所述反应泥压力储罐排气阀控制向反应泥压力储罐外排出反应气，通过反应泥压力储罐加气阀控制向反应泥压力储罐内添加压缩空气，调控所述反应泥压力储罐内的压力，使得所述反应器内的压力保持在设定范围；所述带压机械脱水单元包括带压机械脱水装置，所述带压机械脱水装置连接所述反应泥压力储罐，用于对所述水热反应后冷却污泥进行脱水处理，并产生带压滤液，所述带压滤液包含可供利用的余压能和余热能；所述带压滤液储罐单元包括带压滤液储罐、带压滤液储罐排气阀和带压滤液储罐加气阀，其中，所述带压滤液储罐用于存储所述带压滤液，通过所述带压滤液的压力作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，或者，通过所述带压滤液的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为污水处理厂的反硝化碳源或进行污水处理后排放；所述带压滤液储罐单元通过所述带压滤液储罐排气阀控制带压滤液储罐向外排出反应气，通过所述带压滤液储罐加气阀控制向带压滤液储罐内添加压缩空气，调控所述带压滤液储罐内的压力，并通过所述调质添加滤液阀调控所述调质添加滤液的流量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应泥压力储罐与所述带压机械脱水装置为串联连接或者并联连接，其中，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为串联连接时，反应泥压力储罐接受来自换热器的水热反应后冷却污泥然后经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离；反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为并联连接时，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置可以分别单独或者共同接受来自换热器的水热反应后冷却污泥，水热反应后冷却污泥经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：压缩空气单元，用于给所述反应泥压力储罐和所述带压滤液储罐补充压缩空气，在系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
4.根据权利要求1和3所述的系统，其特征在于，所述原泥储罐与所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元连通，将所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元的带压气体引入所述原泥储罐中，并设置相应的进气和排气阀门，以利用反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐的排放气体的余压能用于辅助原泥的输送，便于原泥的过滤和系统压力调节。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热器内设置有冷污泥流道和热污泥流道，其中，所述冷污泥流道用于所述调质污泥流动换热，使得所述调质污泥在所述换热器内加热升温；所述热污泥流道用...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟继安，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：