[发明专利]高浓度有机废水及有机固废处理工艺及系统

说明书

本发明涉及高浓度有机废水及有机固废处理工艺及系统，该装置包括高压水热反应釜(1)，水热反应釜(1)内设置有压力容器(1‑2)，与固液分离器(2)连接，固液分离器(2)出固端连接烘干机(3)与压缩成型机(4)，出液端与储液罐(6)连通，储液罐(6)通过空气循环泵(5)与气化反应器(7)连接，气化反应器(7)通过冷凝器(8)与储气罐(9)连接。本发明将高浓度有机废水与有机固废转化为具有高附加值的焦炭成型燃料以及高品质富氢可燃气体，一方面使水热液相、高浓度有机废水达到清洁循环利用的目的，另一方面提高了有机固废气化产气中H₂的含量，实现了高浓度有机废水与有机固体废弃物的高值化利用。

技术领域

本发明涉及有机废水及有机固废处理领域，尤其涉及了高浓度有机废水及有机固废处理系统，还涉及高浓度有机废水及有机固废处理工艺，适用于生活废水、工业废水等有机废水，适用于农林废弃物、禽畜废弃物、高湿污泥等有机固体废弃物。

背景技术

随着国内人口以及经济的不断增长，城市化进程的加快，大量富含有机物的城市生活废水和工业废水排入河流湖泊，大量有机固废处理不当，造成了环境的严重有机污染。据统计，2017年我国废水排放总量为6996千万吨，其中高浓度有机废水的特点是有机物浓度高、色度高、有异味、成分复杂、具有强酸强碱性，由于微生物降解作用，高浓度有机废水会使受纳水体缺氧甚至厌氧，多数水生物将死亡，造成水体污染。超高浓度的有机废水中可能存有大量有毒物质，不断储存累积最后进入人体造成危害，水资源污染问题的日益严重已经成为我国经济社会发展的制约因素。我国是一个农业大国，同时工业飞速发展，每年产生大量的有机固体废弃物，其中我国每年有机固废生成量大，特别是农林废弃物、禽畜废弃物、有机污泥等，据统计2017年农作物秸秆和林业三剩物(采伐剩余物、造材剩余物和加工剩余物)资源量分别达到9亿吨和3亿吨，全国大、中城市中工业废弃物达14.8亿吨。有机固废很多直接排入到周围环境中，例如污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等毒害物质，未经有效处理直接排入环境，废旧轮胎则大量流入不成熟的炼油工厂，处理过程生成大量有毒物质，不仅浪费了资源还造成了环境的污染。

目前国内外处理高浓度有机废水和有机固废的方法中，大部分处理起来成本高、难度大，容易造成二次污染。近几年有机废水及有机固体废弃物水热技术和气化技术以其独有的技术特点成为研究的焦点，水热技术的定义非常的简单，首先温度和压力是一定的，然后在反应过程中要有有机原料和水的参与，最后得到的产物包括气体、液体和固体，操作参数不同，产物的产率比也会不相同。以厨余垃圾、水生植物等为代表的高含水的有机固废与高浓度有机废水中含有大量水分，采用水热利用的方式可节约大量水资源，其中水热碳化技术是将高含水的有机固废与高浓度有机废水按一定的比例完全混合放入反应器中，在一定的温度(180～250℃)，反应时间(4～24小时)，和压力下(14～276bar)进行的水热反应，主要得到固体产物水热焦炭和水热液相产物，该条件下所需要温度和压力都较低，条件相对温和，产生的水热焦炭有较高的能量密度，不同生物质的水热炭颗粒的物理品质特性(松弛密度、抗压强度、耐久性和抗渗水性)明显好于干燥的原料颗粒，水热焦炭品质接近于泥炭和褐煤，高含水有机固废在水热处理中发生脱水脱羰反应内部结构发生改变，内部粘合力增强使水热焦炭易于压缩成型，利用成型技术进行压缩成型后可作为固体燃料直接燃用。