[发明专利]一种有机固废湿式氧化处理系统及其处理工艺

说明书

本发明公开了一种有机固废湿式氧化处理系统及其处理工艺，包括污泥储罐、管道式自换热和反应集合组件、反应泥压力储罐、机械脱水单元、污水箱、污泥泵和注水泵；通过污泥泵能够实现污泥与工艺注水的混合，省去了传统工艺中的调质罐调质；通过管道式自换热和反应集合组件的泥‑泥换热和湿式氧化反应，同时通过控制保留在管道式自换热和反应集合组件中反应气的比例能够调控压力降；采用反应泥压力储罐储存一部分反应泥的压力能并将反应泥初沉，不仅可减少调节阀的调节范围、延长阀门寿命，而且可将压力能用于反应泥脱水和上清液回注调质，如此充分回收工艺过程绝大部分热量，大幅降低工艺能耗，且产物可资源化利用，获得显著的环保和经济效益。

技术领域

本发明涉及有机固废处理技术领域，特别涉及一种有机固废湿式氧化处理系统及其处理工艺。

背景技术

随着我国城镇化的不断推进和环境保护要求的不断提高，有机固废特别是大量的市政污泥、生活垃圾和和餐厨餐余垃圾的处理越来越受到重视。有机固废是指人类在生产生活等活动中产生的污染环境的固态、半固态有机废物，有机固废一般包括市政污泥、工业污泥、餐厨餐余垃圾、生活垃圾特别是湿垃圾、江河底泥、高浓度有机废液、粪便等，将有机固废制成的泥浆，与城市污泥具有类似的化学物理性质，可以采用城市污泥相类似的处理工艺和技术。为了便于叙述，后续将有机固废制成的泥浆(包括市政污泥)，简称有机固废泥或者污泥。在众多的污泥处理技术中，污泥湿式氧化处置工艺具有无三废（气液固）排放和便于资源化利用等优点，可能成为未来的主流处理技术，但该工艺技术也存在以下问题或者不足需要进一步完善和发展：

(1)由于污泥具有高粘性不便于泵送，目前的湿式氧化工艺技术将高含固率污泥在进入换热器前设置搅拌混合的调质罐，在调质罐内将污泥与水充分搅拌混合，通过调质处理改善污泥的流动性。如果能利用污泥换热器和反应器同步进行调质，则可简化工艺环节，减少调质工艺设备，减少建造成本和运行费用。

(2)湿式氧化反应需要在高温高压液相中进行，一般反应器中的污泥温度为160-370℃和压力为1.8-5.4MPa，湿式氧化反应后的高温污泥一般先将反应可溢出气体排净后再进入换热器将热量传递给湿式氧化前的低温污泥，降温后的反应后污泥进入闪蒸罐内进行闪蒸冷却。因此工艺存在两个问题或者不足：第一，不能高品位回收排出的高温高压气体的能量，第二，换热器出口的污泥压力依旧较高，需要通过调节连接闪蒸罐管路上阀门开度进一步降低污泥压力，然而目前市场上的换热器换热效果差，经常导致换热器出口污泥温度高于110℃，有些甚至高于140℃，压力大于1.0MPa，因此，控制阀门在如此恶劣的工艺环境（高温高压）很容易造成损坏，需要经常更换阀门，同时也降低了系统的可靠性和稳定性。如果能将部分或者全部反应气保留在高温的反应后污泥中并流经换热器，一方面可以回收反应气热能，另一方面可适当增加反应后污泥在换热器中的压力降，大幅降低换热器排出的反应后污泥的压力，从而可以大幅延长其调控阀门的寿命，再一方面还可利用反应气强化污泥换热，可一举多得。

(3)目前的湿式氧化工艺技术将湿式氧化后污泥排入闪蒸罐内进行降温和卸压，再通过污泥泵输送至机械脱水单元进行固液分离，未能很好的利用污泥和反应气所携带的压力能。如果将其压力能利用用于后续脱水工艺将获得明显的节能效果。

(4)目前的湿式氧化工艺技术将湿式氧化后污泥排入闪蒸罐内进行降温和卸压并经冷却水冷却后全部送至脱水，如果在氧化后污泥脱水之前进行初沉淀并将初沉淀污水（上清液，含有少量的固相）返回反应前污泥中用于改善反应前污泥的流动性而不是常规采用反应泥脱水的污水调质原泥（在原泥中注水改善其流动性可称为“原泥注水调质工艺”），则可以大幅减少反应后污泥的脱水量和脱水能耗，如果再利用反应后污泥压力储罐储存的压力能以及对反应后污泥进行初沉淀，则还可以减免原泥注水调质工艺的注水能耗。也就是说，可以利用反应后污泥储罐进行储存压力能和进行反应后污泥初沉淀，将初沉淀的上清液回注进行原泥注水调质工艺，不仅可以大幅降低反应后污泥脱水量和脱水能耗，而且还可以减免原泥注水调质工艺的注水能耗，一举多得。