[实用新型]一种污水、污泥、生活垃圾同时进行循环利用的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于污水、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。

背景技术

当温度和压力分别超过373.946℃、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CO₂、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。

发明内容

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，本实用新型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。

本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

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。

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。