[发明专利]一种高浓度有机废水及污泥的近零排放处理系统及方法

权利要求书

1.一种高浓度有机废水及污泥的近零排放处理系统，其特征在于，包括废水输运单元、反应单元、供氧单元及后处理单元；

废水输运单元包括污泥储罐(1)及污泥缓冲罐(3)，在污泥储罐(1)和污泥缓冲罐(3)之间的管路上设有均质乳化泵(2)；反应单元包括换热器(5)及管式反应器(6)，在污泥缓冲罐(3)与换热器(5)相连的管路上设有高压变频柱塞泵(4)，换热器(5)的管侧出口端与管式反应器(6)的入口端相连，管式反应器(6)的出口端与换热器(5)的壳侧入口端相连；供氧单元与管式反应器(6)相连；

后处理单元包括降压器(7)、自清洗过滤器(8)、气液分离器(9)、MVR结晶单元(10)及深度处理单元(11)；换热器(5)的壳侧出口端与降压器(7)的入口端相连，降压器(7)的出口端与自清洗过滤器(8)的入口端相连，自清洗过滤器(8)的洁净流体出口端与气液分离器(9)相连，在气液分离器(9)的顶部设有排气口，底部设有液体出口，气液分离器(9)底部的液体出口端与MVR结晶单元(10)的入口端相连，MVR结晶单元(10)的出口端与深度处理单元(11)的入口端相连。

2.根据权利要求1所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理系统，其特征在于，所述供氧单元包括液氧储罐(12)、低温液氧泵(13)、液氧汽化器(14)、氧气缓冲罐(15)及加氧混合器(16)；液氧储罐(12)的出口端与低温液氧泵(13)的入口端相连，低温液氧泵(13)的出口端与液氧汽化器(14)壳侧入口端相连，液氧汽化器(14)的壳侧出口端与氧气缓冲罐(15)的入口端相连，氧气缓冲罐(15)的出口端与加氧混合器(16)的入口端相连，加氧混合器(16)与管式反应器(6)的气体入口端相连。

3.根据权利要求1所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理系统，其特征在于，深度处理单元(11)采用活性炭吸附装置或膜浓缩装置。

4.根据权利要求1所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理系统，其特征在于，自清洗过滤器(8)采用旋转刮刀式自清洗过滤器。

5.根据权利要求1所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理系统，其特征在于，MVR结晶单元(10)进口处的溶质为氯化钠、硫酸钠或碳酸钠。

6.基于权利要求1～5中任意一项所述的系统进行高浓度有机废水及污泥的近零排放处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)有机废水及污泥存储于污泥储罐(1)中，经均质乳化泵(2)研磨后直至粒径小于设定值，研磨后的含水污泥进入污泥缓冲罐(3)进行粒径检测；

2)将步骤1)处理后的含水污泥经高压变频柱塞泵(4)打入换热器(5)中，与温度为500℃的介质发生热交换，然后进入管式反应器(6)中；

3)供氧单元提供的氧气在管式反应器(6)中与经步骤2)处理的废水中的有机物在超临界条件下发生均相反应，有机物被氧化分解为CO₂、N₂及H₂O，反应后的高温流体进入换热器(5)，与介质水进行热交换，被冷却至80℃；

4)经步骤3)处理的流体进入降压器(7)中进行降压，然后经自清洗过滤器(8)排出不溶性固体，再经气液分离器(9)进行气液分离，分离出的气体对空排放，分离出的流体进入MVR结晶单元(10)；

5)流体经MVR结晶单元(10)去除可溶性盐，然后进入深度处理单元(11)处理剩余COD和NH₃-N，实现工业处理废水及污泥的近零、达标排放。

7.根据权利要求6所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理的方法，其特征在于，步骤3)中，供氧单元提供氧气是将液氧储罐(12)中的液态氧气经过低温液氧泵(13)进入液氧汽化器(14)转变为气态，然后进入氧气缓冲罐(15)中，最后进入管式反应器(6)中。

8.根据权利要求6所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理的方法，其特征在于，步骤3)所述的超临界条件为温度560℃，压力26MPa。

9.根据权利要求6所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理的方法，其特征在于，步骤4)中降压器(7)出口工况为温度80℃，压力0.4MPa；自清洗过滤器(8)的温度设为80℃，压力设为0.4MPa。

10.根据权利要求6所述的高浓度有机废水及污泥的近零排放处理的方法，其特征在于，MVR结晶单元(10)的处理能力为2.13t/h，蒸发量为2t/h。