[发明专利]一种低能耗的污泥处理系统及处理方法

权利要求书

1.一种低能耗的污泥处理系统，其特征在于：所述处理系统包括预处理单元(1)、换热单元(2)、氧化基质单元(3)、反应器(4)、分离单元(5)以及催化剂投入单元(6)，所述反应器(4)分别与换热单元(2)、氧化基质单元(3)以及分离单元(5)相连接，所述预处理单元(1)分别与换热单元(2)、分离单元(5)以及催化剂投入单元(6)相连接，所述反应器(4)为塔式平推流反应器；

所述预处理单元(1)包括储存污泥的污泥储罐(7)、与所述污泥储罐(7)相连接的预处理罐(8)、输送污泥的固体泵以及设置在所述预处理罐(8)内的搅拌器，

所述换热单元(2)包括与所述预处理罐(8)和反应器(4)相连接的预热换热器(9)、与所述反应器(4)相连接的冷却换热器(10)以及设置在所述预热换热器(9)和冷却换热器(10)之间的导热油锅炉(11)，

所述氧化基质单元(3)包括空压机(12)、与所述空压机(12)相连接的分子筛吸附塔(13)、与所述分子筛吸附塔(13)和反应器(4)相连接的增压机(14)以及与所述增压机(14)相连接的臭氧发生器(17)，

所述分离单元(5)包括与所述冷却换热器(10)相连接的气液分离器(15)、与所述气液分离器(15)相连接的板框压滤机(16)，所述板框压滤机(16)与预处理罐(8)相连接，所述气液分离器(15)采用立式两相气液分离器。

2.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于：所述预热换热器(9)和冷却换热器(10)均为套管换热，导热介质为导热油。

3.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于：所述套管的外管包覆保温隔热材料。

4.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于：所述反应器(4)内部不设折流挡板或者设置短折流挡板，所述短折流挡板为宽度在10～30cm的圆环形挡板。

5.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于：所述气液分离器(15)的顶端采用丝网捕雾气。

6.一种使用如权利要求1～5中任意一项所述的污泥处理系统进行的污泥处理方法，其特征在于：

A、将储存在污泥储罐(7)中的污泥用固体泵注入预处理罐(8)，在预处理罐(8)中与分离单元(5)的液相回流水混合，并通过催化剂投入单元(6)加入催化剂，配成含水率为90％的物料；

B、预处理单元(1)处理后的含水90％的物料，经过预热换热器(9)，使物料温度上升至120～150℃，并将物料送入反应器(4)；

C、将从氧化基质单元(3)制取的氧气通入反应器(4)，物料与氧气在所述反应器(4)中进行氧化反应，其中反应器(4)内的温度为120～150℃，压力为1.5～3.5MPa，反应时间为20～30min；

D、反应结束后，高温的物料和气体经冷却换热器(10)进行冷却换热，之后进入气液分离器(15)进行气液分离，分离后的气体直接排放，物料则进入板框压滤机(16)，压滤后得到含水率≤40％的泥饼；

E、经板框压滤机(16)压滤后得到的液相，作为回流水注入预处理罐(8)进行再利用。

7.根据权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于：在步骤C中，所述氧化基质单元(3)制高压氧气和臭氧的过程为：采用螺杆式空压机(12)将空气增压至1.0～1.3MPa，通过分子筛吸附塔(13)将氧气增浓至50％～80％，再通过增压机(14)将增浓后的空气和从臭氧发生器(17)中制取的臭氧压力升高。

8.根据权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于：在步骤A中，所述催化剂以氧化铝为载体，采用Cu-Fe-Ce催化剂或贵金属催化剂。

9.根据权利要求6所述的污泥处理方法，其特征在于：在步骤D中，还包括将所述压滤后的泥饼加工为有机肥料的原料进行资源化利用的步骤。