一種污水、污泥、生活垃圾同時進行循環利用的系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于污水、固廢處理及資源能源循環回收領域，特別涉及一種污水、污泥、生活垃圾同時進行循環利用的系統。
【背景技術】
[0002]當溫度和壓力分別超過373.9460C^22.064MPa時，水將達到超臨界態，對應狀態下的水稱為超臨界水。超臨界水具有常溫水所不具備的獨特性質，如非極性，低粘度、低密度和高擴散系數，氧氣和多種有機物質在水體系中形成均一相，消除傳質阻力，使本來發生在液相、固相、氣相之間的多相反應轉化為在SCW中的均相氧化反應，反應速率更快，停留時間更短。而且大多不需使用催化劑，氧化效率很高，大部分有機物的去除率可達99%以上。另外，無機組分與鹽類在SCW中溶解度很低，幾乎可以完全沉淀析出，使反應過程中鹽的分離變得容易。
[0003]現有技術中通常利用超臨界水氧化技術處理富含有機物的液態污水或垃圾滲濾液，在溫度、壓力高于水的臨界溫度和壓力的條件下以超臨界水作為反應介質，使污水中的有機物與氧化劑發生強烈的氧化反應，最后徹底氧化成C02、N2, H2O以及鹽類等無毒小分子化合物。
[0004]但是由于生活垃圾成分復雜，除了少量的滲濾液之外，絕大部分為呈固態的有機物和無機物，這類固態物質缺乏在封閉管道內的流動性，因而當前的生活垃圾處理方式仍然以高污染的填埋和焚燒為主，不能直接使用處理污水和垃圾滲濾液的超臨界水反應系統處理。

【發明內容】

[0005]針對現有污水處理技術中生活垃圾只能通過焚燒或填埋處理、污泥只能通過填埋處理的問題，本實用新型提供一種使用超臨界氧化技術，能夠同時處理污水、污泥、生活垃圾，并將產出的蒸汽、水等產物進行有效利用，以獲得可觀的經濟效益的污水、污泥、生活垃圾同時進行循環利用的系統；以及實現上述系統的污水、污泥、生活垃圾同時進行循環利用的方法。
[0006]本實用新型解決其技術問題是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種污水、污泥、生活垃圾同時進行循環利用的系統，其特征在于:它包括氧化劑供應系統、膜富集系統、垃圾預處理系統、物料輸入系統、反應器；其中所述氧化劑供應系統向所述反應器提供高溫高壓的氧化劑，包括串接的第一換熱器和第一預熱器；所述垃圾預處理系統用于對污泥和/或生活垃圾進行研磨，包括研磨機；所述膜富集系統用于將污水濃縮分離為濃水和產水，包括膜富集單元；所述物料輸入系統向所述反應器提供高溫高壓的漿化物料，包括串接的漿化設備、第二換熱器和第二預熱器，所述膜富集系統的濃水出口連接所述漿化設備和/或研磨機的入口，所述研磨機出口連接所述漿化設備的入口，所述物料輸入系統的出口處的漿化物料COD值高于50000mg/L、含水量高于60%;所述反應器的超臨界氣體出口連接所述第一換熱器和第二換熱器的外管入口，水蒸氣出口和所述膜富集系統的產水出口連接電解設備；所述電解設備的氧氣出口連接所述氧化劑供應系統的氧化劑入口。
[0008]所述反應器為蒸發壁式超臨界水氧化反應器，包括筒體、噴嘴結構和蒸發壁。
[0009]所述筒體內部同心設置蒸發壁，所述蒸發壁與筒體之間形成多級環狀的封閉的狹隙，所述狹隙在所述筒體上開有入水口，所述入水口通過第三換熱器連接一供水裝置，所述第三換熱器的外管入口連接所述超臨界氣體出口 ；所述筒體底部設置出液口。
[0010]所述噴嘴結構包括壓緊接頭、上部法蘭、套筒、芯管和噴嘴，在筒體頂部的端蓋上固裝具有中心通孔的上部法蘭；芯管、套筒和上部法蘭由內至外依次同軸設置，并在所述套筒的上部加置壓緊接頭將三者壓緊固定為一體；所述芯管的上端與所述物料輸入系統的漿化物料出口連通，所述芯管穿出套筒的末端安裝噴嘴，靠近所述噴嘴的筒體頂部的端蓋上設置燃燒室；所述套筒的外壁與所述上部法蘭的通孔內壁之間的環狀空腔為氧化劑通道，所述氧化劑通道與所述氧化劑供應系統的氧化劑出口連通。
[0011]所述芯管與套筒之間形成密閉空間，芯管外壁設置與套筒內壁頂觸的環狀臺肩；噴嘴外壁設置與燃燒室內壁頂觸的支撐凸臺。
[0012]所述水蒸氣出口與電解設備之間設置發電機組。
[0013]所述水蒸氣出口連接供暖系統。
[0014]所述水蒸氣出口連接危化危廢消毒裝置，所述危化危廢消毒裝置的出口連接所述研磨機。
[0015]所述第一換熱器、第二換熱器的外管出口依次連接壓力能回收系統、氣液分離系統和二氧化碳回收系統，所述壓力能回收系統將回收的壓力用于發電；所述氣液分離系統將壓力能回收后的產物分離成氣體和水，所述二氧化碳回收系統將所述氣體中的二氧化碳回收；所述氣液分離系統和二氧化碳回收系統分離出的水進入供水裝置中。
[0016]所述膜富集單元包括依次連通的膜池和多級膜濃縮裝置；所述多級膜濃縮裝置中第一膜濃縮裝置與多個產水一路的膜濃縮裝置通過產水出口串連，向外輸出產水，所述產水一路的膜濃縮裝置的濃水返回所述膜池的入口 ；所述第一膜濃縮裝置與多個濃水一路的膜濃縮裝置通過濃水出口串連，輸出的濃水并入所述膜池的濃水出口，且所述濃水一路的膜濃縮裝置的產水接入所述第一膜濃縮裝置的產水出口或所述產水一路的膜濃縮裝置的產水出口 ；所述膜池內置平板膜，所述膜濃縮裝置為納濾膜組件或反滲透膜組件。
[0017]本實用新型的優點和有益效果為:
[0018]本污水、污泥、生活垃圾同時進行循環利用的系統包括氧化劑供應系統、膜富集系統、垃圾預處理系統、物料輸入系統、反應器、能量回收系統；其中氧化劑供應系統向反應器提供高溫高壓的氧化劑；膜富集系統用于將污水濃縮分離為濃水和產水；物料輸入系統向反應器提供高溫高壓的漿化物料；反應器的超臨界氣體為氧化劑供應系統和物料輸入系統提供加熱氧化劑和漿化物料的熱源，水蒸氣出口和膜富集系統的產水出口連接電解設備；電解設備的氧氣出口連接氧化劑供應系統的氧化劑入口。本系統同時包含了超臨界水反應器和膜富集系統，因此可以同時處理高濃度污水、污泥、生活垃圾，利用膜富集系統將高濃度污水進行濃縮，并將高濃度污水與研磨后的污泥和/或生活垃圾混合，配比成具有足夠流動性的漿化物料，既滿足超臨界水反應對物料的COD需求，又滿足系統對管道內物料流動性的需求；而且本系統的處理范圍廣，對污水的濃度并沒有嚴格限制，形態上也不局限于液體或固體；上述特點解決了現有技術的超臨界水反應系統只能單獨處理污水或污泥的缺陷。
[0019]由于電解后的氧氣回用于氧化劑供應系統中作為超臨界水氧化反應的補充，且反應器排出的超臨界氣體加熱氧化劑和漿化物料，使得反應中的產物作為能量參與到反應中，完成能量的閉環循環，大大降低輸入性能耗。
[0020]本系統的產物中除了無機鹽之外，還有可資源化的氫氣、二氧化碳，且由反應器排出的蒸汽能夠進行供暖、發電和對危化危廢消毒；將現今單一的利用超臨界水氧化反應處理垃圾的技術，擴展為具有高利潤的產業生態，為垃圾處理產業增加了新的贏利點。
[0021]本系統通過調節反應器內的溫度與壓力，可以改變水的密度、粘度、擴散系數、介電常數等物理化學特性，從而改變其對有機物的溶解性能，達到選擇性控制反應產物的目的。本系統超臨界水氧化系統中的反應是均相反應，停留時間以秒來計量，因此具有處理速度快，設備體積小的優點。
[0022]本系統反應器的噴嘴結構中，芯管外表面與套筒內表面形成密閉的空隙，當預熱的燃料流經芯管細長小孔時，可以有效地減少與外界的熱交換，避免熱量損失。且芯管外壁間隔制有多個與套筒內壁頂觸的環狀臺肩，噴嘴外壁圓周均勻間隔制有多個與燃燒室內壁頂觸的支撐凸臺，此結構降低了芯管震動的幅度，有利于保持燃料流動的穩定性。
【附圖說明】
[0023]圖1