[发明专利]处理有机废物的可控湿式催化氧化推流式管式反应系统

说明书

本发明属于有机废物处理技术领域，并具体公开了一种处理中小规模有机废物的可控湿式催化氧化推流式紊态管式反应系统，包括管式反应器，所述管式反应器处理有机废物的合适规模为30～150吨/天，所述管式反应器的内部直径与高度的比值≤1:5，立式或卧式放置。本发明可以用于①高浓度有机废水的处理；②有机污泥无害化处理；③畜禽粪污资源化利用；④餐厨垃圾资源化利用；⑤农业生产有机固废资源化利用。以上有机废物可以进行单一处理，也可以多种有机废物综合处理，适用范围广。

技术领域

本发明属于有机废物处理技术领域，具体涉及一种处理有机废物的可控湿式催化氧化推流式管式反应系统。

背景技术

有机物主要包括以下三大类主要成份：(一)易降解有机物，如糖类、脂类、蛋白质、中小分子量有机物、毒性有机物等；(二)难降解有机物，如木质纤维素(含木质素、半纤维素、纤维素)、高分子(数万分子量以上)有机物等；(三)极难降解有机物，如塑料、橡胶、织物等。处理有机物和有机物资源化利用的方式，主要为预先分拣出第(三)类成份，将第(一)类成份完全或部分降解/去除，第(二)类成份部分氧化制取有机肥/营养土/建筑材料等。

现行的城市废弃物如垃圾、餐厨、污泥、园林废弃物、水肥等的主流处理处置及回收的方法包括焚烧发电、堆肥、填埋及其填埋沼气回收、厌氧发酵等方法。而农村或农业区的废弃物如畜禽粪污、秸秆、病死畜禽等则大都采用厌氧发酵、生化堆肥或焚烧法处理。其他方法，例如热解气化法、热解炼油法、湿氧化的物料或能源回收法等亦被建议采用过。但在无害化及资源化的过程上述诸法仍存在许多缺陷。这些方法的总体经济效益一般也很低或无经济效益。在废弃物处理企业化的过程也需政府补助处理费才能生存。

目前盛行的制有机肥法主要为生物化学法，使用好氧菌(例如传统堆肥法)、或厌氧菌(例如厌氧发酵法)，经由有机固体废弃物的发酵及腐熟以制有机肥，生化法制有机肥的发酵期一般需数周，腐熟则需数周至数月，依菌种、物料特性、处理操作参数及操作方法而定。此生物化学法需时长，所需空间大，处理过程时常产生恶臭，且无法充分去除废弃物中的有毒有害物。例如废弃物中常含有的重金属、有毒有机物(如PCB、二恶英、抗生素等)、病毒病菌、杂草种子也常无法去除或去除不完全。传统由废弃物产生的肥料产品一般品质低劣，农民不喜欢使用。有机肥功能也难在传统产品体现，例如持水、持肥、团具颗粒等功能皆不高。高品质有机肥中所含的植物生长促进剂，如腐植酸、黄腐酸之含量甚低，且难以生产经济价值更高的液态水溶肥。故经济效益不高。

对于高浓度、高毒性以及难生物降解的有机废水，采用常规的物化或生化法处理同样无法达到对此类废水净化的技术及经济要求，应用机械热化学原理，即湿式催化氧化法，可避免上述物化或生化法处理有机废弃物的缺陷。对于城市污水处理厂剩余污泥的无害化、减量化处理，采用干化、堆肥等方法在无害化、减量化上均存在缺陷，采用湿式催化氧化法可以避免此类缺陷。

湿式氧化(WAO)是指在高温(125～320℃)和高压(0.5～10MPa)条件下，以空气中的氧气(或其他氧化剂，如臭氧或过氧化氢等)为氧化剂，在液相中将有机污染物氧化为CO₂和H₂O等无机物或小分子有机废物的方法。1958年F.J.Zimmermann首次采用WAO处理造纸黑液废水，在反应温度为150～350℃，压力为5～20MPa条件下，废水COD降解率达90％以上.目前在欧洲大约有90家工厂采用WAO处理石油、化工、制药工业废水、城市污泥、活性炭再生和垃圾渗漏液等。

由于湿式氧化(WAO)技术需要在高温、高压下进行，因此，设备费用高以及反应条件苛刻限制了它的应用。而且对某些有机物(如多氯联苯、小分子羧酸等)的降解效果不理想，难以完全氧化，有时，还会产生有毒性的中间产物，因此，自70年代以后湿式催化氧化技术(catalytic wet air oxidation，简称CWAO)很快在美国、日本、欧共体等国家得到广泛深入的研究。它是在WAO的基础上，在反应过程中加入适宜的催化剂，使反应温度和压力降低，能有效提高氧化分解能力，加快反应速度，缩短反应时间，而且降低了成本，因此，湿式催化氧化技术已受到普遍的关注。