[发明专利]一种基于超声波的含油污泥处理系统及其工艺

权利要求书

1.一种基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：包括顺序连接的预处理单元、超临界CO₂萃取单元、超声处理单元以及后处理单元；

所述预处理单元包括预处理池，所述预处理池表面设有引入含油污泥的引流泵，底部设有出口；

所述超临界CO₂萃取单元包括侧部与预处理池连接的萃取反应釜，所述萃取反应釜底部连接有超临界CO₂生成模块，另一侧连接有分离釜，所述超临界CO₂生成模块包括并联的超临界CO₂支路和携带剂支路，所述超临界CO₂支路末端和携带剂支路末端汇聚于混合器，所述超临界CO₂支路包括与CO₂气体瓶相连接的制冷系统，所述制冷系统上端通过制冷管道与混合器上部相连通，所述制冷管道上设有增压泵，所述携带剂支路包括携带剂储罐，所述携带剂储罐底部通过进剂管道与混合器侧部相连通，所述进剂管道上设有增压泵，所述混合器另一侧通过混合管道与萃取反应釜底部相连接，所述萃取反应釜内中部设有与第一超声波发生器相连接的第一超声波变幅杆，所述分离釜上部设有与换热器相连接的油相出口，底部设有污泥出口，所述换热器另一端与净油池相连接；

所述超声处理单元包括与污泥出口相连通的大口径超声波管道，所述超声波管道内中部设有连接第二超声波发生器的第二超声波变幅杆；

所述后处理单元包括与超声波管道出口端相连通的离心机，所述离心机上部连通配药池，侧部通过出水口连接集水池，底部通过出泥口连接净泥池。

2.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述预处理池内上部设有沿横向设置的螺旋搅拌叶，下部设有过滤网，底部出口与萃取反应釜相连通。

3.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述制冷管道上设有第一压力表，所述混合管道上设有第二压力表，所述萃取反应釜上设有第三压力表。

4.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述携带剂储罐内携带剂为按1:1:1配制的甲醇、四氯化碳、石油醚混合携带剂，其总质量占处理含油污泥的1％。

5.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述第一超声波发生器的功率为200～1000W，频率为20～40kHz，所述第二超声波发生器的功率为5000～6000W，频率为40～100kHz。

6.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述超声波管道油性污泥处理量为50立方/小时。

7.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述离心机为卧螺式离心机，转速为2000～3000r/min，离心时间为15min。

8.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：所述集水池通过管道与配药池上部相连通，所述配药池内投放有絮凝剂。

9.根据权利要求1所述基于超声波的含油污泥处理系统，其特征在于：一种基于超声波的含油污泥处理工艺，包括如下步骤：

(1)油泥预处理：启动引流泵，将待处理含油污泥引入到预处理池，同时启动螺旋搅拌叶，将预处理池温度升至50～90℃，打散含油污泥胶状体系，令固相中难溶颗粒(如粘土颗粒、塑料制品、枯枝残叶等)脱离，经过滤网堆积于预处理池底部，即初步筛除含油污泥中固相难溶颗粒；

(2)超临界CO₂萃取：经预处理池处理后的混合均匀的油泥在压力泵的作用下进入萃取反应釜，打开制冷系统(接通水循环开关，对泵头水冷却)，温度降至2℃时，打开CO₂气体瓶，CO₂气体经增压泵加压后引入混合器，携带剂经增压泵加压后进入混合器，携带剂与超临界CO₂混合，与此同时对萃取反应釜升温加热，超临界CO₂连同携带剂进入萃取反应釜对含油污泥萃取1h，使油相与污泥分离，随后启动第一超声波发生器，其功率设定为200～1000W，频率为20～40kHz，辐照时间为5～20min，以弥补未被萃取的油相从油泥中分离，降低含油污泥的含油率，将萃取后油相与固相分离的油泥泵入分离釜，经换热器作用后油相从CO₂中脱离进入净油池，CO₂成为气态循环使用，固相污泥进入下一处理步骤；

(3)超声深度脱水：固相污泥经污泥出口流动式进入超声波管道，启动第二超声波发生器，其功率设定为5000～6000W，频率为40～100kHz，处理量为50立方/小时，令污泥细胞壁改性，实现污泥毛细水和结合水的部分脱除，提高污泥干性；

(4)后处理：经超声波管道处理后的污泥进入离心机，向离心机内投入絮凝剂，在2000～3000r/min转速下，离心15min，使污泥分子间形成团聚，脱除污泥空隙水，使整体污泥干性得到提高。