[发明专利]一种污泥湿式空气氧化处理系统和方法

说明书

一种污泥湿式空气氧化处理系统和方法，该系统包括均质预热池、换热器、湿式空气氧化反应器、闪蒸罐、制氧系统以及脱水机，其中，所述均质预热池搅拌并预热进泥使其均质，均质后的进泥输入所述换热器，与在所述湿式空气氧化反应器反应后的至少部分出泥进行换热并发生热水解，换热后的进泥输入所述湿式空气氧化反应器，与所述制氧系统送来的高压氧气发生反应，反应后的所述至少部分出泥通过所述换热器与所述均质后的进泥进行换热后，输入所述闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸降温后的出泥通过所述脱水机分离为脱出液和泥饼。使用该污泥湿式空气氧化系统处理污泥，能够降低污泥结垢，强化气液传质，提高能量利用效率以及氧气利用率，并且能够降低反应器的高度。

技术领域

本发明涉及污泥处理领域，特别是涉及一种污泥湿式空气氧化处理系统和方法。

背景技术

随着生活污水处理规模的扩大，污水厂污泥产量在逐渐增加，且污泥含水率高，富含有机物、氮、磷以及病原微生物，是城市环境治理的难点之一。污泥过去主要采用卫生填埋处置，但其环境负面影响较大，缺乏可持续性。其他处理技术主要包括厌氧消化，好氧堆肥，焚烧等，这些技术各有适用场景，但也存在不同的局限性。湿式空气氧化可以在180～315℃和2～15MPa的反应条件下将污泥中的有机质降解成CO₂、H₂O和可生物降解的小分子有机物，且不排放NO_x、SO₂、HCl、二噁英、呋喃、飞灰等二次污染物，是一种环境友好的高级氧化技术。与厌氧消化相比，湿式空气氧化可以实现污泥的深度减量和无害化，无后续处理处置负担；与好氧堆肥相比，湿式空气氧化处理周期短、占地面积小，可以在污水厂内实施，无大量堆肥产品销路负担；与焚烧处理相比，湿式空气氧化无焚烧烟气等二次污染控制问题，成本更低，过程清洁。目前，湿式空气氧化反应系统存在结垢、氧气利用不充分、反应器过高等问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种污泥湿式空气氧化处理系统和方法,降低污泥结垢、强化气液传质和降低反应器高度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种污泥湿式空气氧化处理系统，包括均质预热池、换热器、湿式空气氧化反应器、闪蒸罐、制氧系统以及脱水机，所述均质预热池的出泥口连接所述换热器的第一进泥口，所述换热器的第一出泥口连接所述湿式空气氧化反应器的进泥口，所述制氧系统连接所述湿式空气氧化反应器的进气口，所述湿式空气氧化反应器的出泥口连接所述换热器的第二进泥口，所述换热器的第二出泥口连接所述闪蒸罐的进泥口，所述闪蒸罐的出泥口连接至所述脱水机，其中，所述均质预热池搅拌并预热进泥使其均质，均质后的进泥输入所述换热器，与在所述湿式空气氧化反应器反应后的至少部分出泥进行换热，使进泥发生热水解，换热后的进泥输入所述湿式空气氧化反应器，与所述制氧系统送来的高压氧气发生反应，反应后的所述至少部分出泥通过所述换热器与所述均质后的进泥进行换热后，输入所述闪蒸罐进行闪蒸，闪蒸降温后的出泥通过所述脱水机分离为脱出液和泥饼。

进一步地：

所述均质预热池将进泥在搅拌条件下加热到60～100℃，并停留2h以上；所述换热器将进泥进一步加热到160～260℃，优选180～200℃；所述湿式空气氧化反应器的湿式空气氧化温度为220～300℃，总压3～15MPa，反应时间10～90min；所述湿式空气氧化反应器的出泥在经所述换热器换热后的温度在120℃以下。

所述湿式空气氧化反应器包括多级反应器，各级反应器之间通过静态混合器连接，将来自上一级反应器的分相的氧气和污泥在静态混合器内进行充分混合，再进入下一级反应器，优选是从下一级反应器的底部进入。

优选地，各级反应器的高径比大于5。

优选地，所述多级反应器包括3～5个反应器。