本申请属于环保领域，具体涉及一种采用超临界水处理和资源化利用垃圾的方法和装置，具体的：所述装置包含依次连接的垃圾预处理系统、超临界水氧化单元、资源化利用单元，其中垃圾预处理系统用于对垃圾杀菌、渗滤、分类和制浆；超临界水氧化单元用于对浆料进行超临界水氧化处理；资源化利用单元用于对反应后产生的多元热流进行热量回收再利用，本申请具全程采用密封处理，占地小，处理率高而且过程中不会产生异味和焚烧飞灰，避免了造成二次污染，对于较难处理的渗滤液等无需专门专用设备极大的节省了处理成本。的节省了处理成本。的节省了处理成本。
【技术实现步骤摘要】
一种采用超临界水处理和资源化利用垃圾的方法和装置
[0001]本专利技术属于环保节能技术，具体涉及一种采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置和方法。
技术介绍
[0002]目前城市生活垃圾、餐厨垃圾、污泥处理大多采用分别处理的模式，存在投资额度大、管理不便、易产生二次污染等问题。城市生活垃圾含水量平均在50％左右且有机物含量极高，在缺乏对垃圾进行有效分类的情况下，通常处理方式为：卫生填埋、堆肥和焚烧。对于上述三种处理方式，具有以下缺点：卫生填埋通常占地面积，减容效果差，对渗滤液体，蝇虫等缺乏有效的应对手段，并且填埋后的垃圾并未进行无害化处理，依然残留有细菌、病毒，还潜伏着沼气重金属污染等隐患；堆肥化处理对垃圾分类要求极高，在有氧分解的过程中会产生大量臭气污染环境，垃圾中本身重金属元素难以稳定化且处理周期长，后续产生的残渣依然需要二次处理；焚烧法通常需要将固体垃圾与渗滤液进行分开处理，渗滤液本身处理工艺复杂，设备投资成本高，另外燃烧本身所产生的大量飞灰依然需要二次无害化处理。
[0003]典型的城市餐厨垃圾成分为48.4％的碳，6.9％的氮，碳氮的比值约为7.0，含水率为80.3％。从化学的组成上由淀粉、纤维素、蛋白质、脂类和无机盐等，其中以有机物为主，另外垃圾中还含有塑料、骨头、石头、筷子、玻璃和金属等；常规的餐厨垃圾处理主要有：(1)常规的填埋和焚烧方法。该方法易对环境造成二次污染且餐厨垃圾中含水率高不易采用传统的焚烧方法；(2)加工饲料。该方法存在食物链污染风险及生物伦理和变异问题。1997
‑<br/>1998年欧洲因有机性垃圾饲料引起猪瘟疫疾病导致家畜集体死亡，降低了居民对饲料的信赖度，造成畜牧业的不景气。用饲料化工工艺，在动物食品安全上存在重大隐患；(3)好氧堆肥。普通的好氧堆肥对进料的纯度要求高，占地面积大。高温好氧堆肥需要大量的热能，运行成本高，一般堆肥周期长，堆肥的效果不太理想；(4)厌氧堆肥，采用厌氧工艺，利用餐厨垃圾生产的沼气将其转换成电能或热能，并对厌氧消化灌中的残渣进行二次发酵堆肥处理。餐厨垃圾经厌氧发酵后仍有约30％的有机物未得到降解，存在于沼渣之中。因此对于沼渣仍需要妥善处理。
[0004]随着我国城市污水处理的规模不断扩大，污水处理程度逐年升高，污泥产量也急剧增加。污泥中含有大量病原菌、寄生虫(卵)，铜、锌、镉、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二噁英、放射性核素等难降解有毒有害物。同时，由于污泥中含有大量的蛋白质、脂肪和碳水化合物等高浓度有机物，导致污泥的粘度较大、含水率较高、固液分离性能差，进而影响到污泥堆肥、焚烧或填埋等后续处理处置。目前的一般污泥处理技术无论是脱水还是进行消化抑或直接处理都面临效率低、能耗高、易产生二次污染等难题。亟待开发适应性广、处理效率高、经济、无二次污染的处理技术。
技术实现思路
[0005]为解决上述领域中存在的至少一个技术问题，本申请提供了一种采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置和方法，具体的：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，包括：
[0007]垃圾预处理系统，包括：垃圾储存装置、分选装置和制浆装置；垃圾储存装置和分选装置之间通过管道连接，垃圾储存装置和制浆装置之间通过管道连接；分选装置和制浆装置之间通过管道连接；
[0008]所述垃圾储存装置用于对垃圾进行收集，杀菌除臭和渗滤；产生渗滤液被输送至所述制浆装置；所述分选装置用于对渗滤后的垃圾进行分类、筛选并破碎；所述制浆装置用于将来自分选装置的有机组分进行超细粉碎后与来自垃圾储存装置中的渗滤液混合制成浆料；
[0009]超临界水氧化单元，与所述制浆装置通过管道连接，用于对浆料进行超临界水氧化处理，产生清洁的固体和超临界混合多元热流体；
[0010]资源化利用单元，与所述超临界水氧化单元通过管道连接，用于接受超临界混合多元热流体并回收其中的热量并转换成饱和蒸汽输出。
[0011]上述装置在使用时，通过向垃圾储存装置的储存池中喷洒生物菌液去除垃圾产生的臭气，储存池产生的垃圾渗滤液用泵输送到后续的制浆装置用于制浆，不需要像传统的垃圾填埋或焚烧工艺需要单独的垃圾渗滤液处理。超临界水氧化单元产生的固体残渣和气体均为清洁的，固体中的重金属均得以矿化，排出的气体不含有二噁英、硫化物等污染成分；由于采用超临界水氧化的方式，故在整个处理过程中不产生飞灰。由于超临界混合多元热流体(超临界水、超临界CO2和氮气)具有高温高压的特性，因此发电的效率要高于传统的垃圾焚烧发电的效率，实现了资源的高效清洁利用。
[0012]优选的，上述装置中，所述垃圾储存装置包含密封舱和生物菌液喷洒器，所述密封舱顶部设置有密封盖，舱壁上分别设置有固体出料口与液体出料口，内部设置有渗滤网；所述生物菌液喷洒器的喷口从所述密封盖或舱壁伸入到密封舱内用于喷洒除臭菌剂；所述固体出料口通过管道与所述分选装置连接，所述液体出料口通过管道与所述制浆装置连接。
[0013]优选的，上述装置中，所述分选装置设置有有机物出料口和无机物出料口，所述有机物出料口通过管道与所述制浆装置连接，所述无机物出料口还设置有处理装置，用于对筛选出的无机垃圾进行处理后回收。
[0014]优选的，上述装置中，所述制浆装置包含：设置研磨器和均质器，所述研磨器用于对有机物垃圾充分研磨提高反应效率，所述均质器用于将细碎后的有机物与渗滤液均匀混合制成浆料。混合制成浆料以利于输送给所述超临界水氧化单元并提高反应效率。
[0015]优选的，上述装置中，所述超临界水氧化单元包含：包括氧化剂供应系统和超临界水氧化反应器，所述氧化剂供应系统被配置为向所述超临界水氧化器提供氧化剂。氧化剂与进入超临界水氧化反应器内的物料发生剧烈的氧化反应。
[0016]优选的，在一种实施方式中，所述超临界水氧化单元还包含换热系统，所述换热系统被配置为用于接收所述超临界水氧化反应器反应后产生的超临界混合多元热流体并将其传送至资源化利用单元，同时被配置为在传送过程中通过换热方式对即将进入超临界水氧化反应器的物料进行加热。
[0017]优选的，在另一种实施方式中，在制浆装置的出料口与超临界水氧化反应器的入料口之间还设置有加热器，用于对进入超临界水氧化反应器的物料进行加热。在浆料有机物浓度偏低时打开加热器对其进行预热，达到反应要求温度后输送至超临界水氧化反应器。
[0018]进一步的，上述装置中，所述超临界水氧化反应器可采用超临界水热燃烧反应器替换，在该实施方式中，进入超临界水氧化反应器的燃料可以是常温，由一部分高浓度的浆料直接作为燃料在和氧气充分混合的条件升温至燃料的着火温度后喷入超临界水热燃烧反应器内并形成稳定的水热燃烧火焰并用于迅速加热进口物料至超临界以上温度，从而发生更加剧烈的氧化反应和放热。
[0019]优选的，所述资源化利用单元包括蒸汽发生器和软化水装置，所述蒸汽发生器与所述超临界水氧化单元连接，用于接收反应后的超临界混合多元热流体；所述软化水装置用于向所述蒸汽发生本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，其特征在于，包括：垃圾预处理系统，包括：垃圾储存装置、分选装置和制浆装置；垃圾储存装置和分选装置之间通过管道连接，垃圾储存装置和制浆装置之间通过管道连接；分选装置和制浆装置之间通过管道连接；所述垃圾储存装置用于对垃圾进行收集，杀菌除臭和渗滤；产生渗滤液被输送至所述制浆装置；所述分选装置用于对渗滤后的垃圾进行分类、筛选并破碎；所述制浆装置用于将来自分选装置的有机组分进行超细粉碎后与来自垃圾储存装置中的渗滤液混合制成浆料；超临界水氧化单元，与所述制浆装置通过管道连接，用于对浆料进行超临界水氧化处理，产生清洁的固体和超临界混合多元热流体；资源化利用单元，与所述超临界水氧化单元通过管道连接，用于接受超临界混合多元热流体并回收其中的热量并转换成饱和蒸汽输出。2.根据权利要求1所述的采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，其特征在于，所述垃圾储存装置包含密封舱和生物菌液喷洒器，所述密封舱顶部设置有密封盖，舱壁上分别设置有固体出料口与液体出料口，内部设置有渗滤网；所述生物菌液喷洒器的喷口从所述密封盖或舱壁伸入到密封舱内用于喷洒除臭菌剂；所述固体出料口通过管道与所述分选装置连接，所述液体出料口通过管道与所述制浆装置连接。3.根据权利要求1所述的采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，其特征在于，所述分选装置设置有有机物出料口和无机物出料口，所述有机物出料口通过管道与所述制浆装置连接，所述无机物出料口还设置有处理装置，用于对筛选出的无机垃圾进行处理后回收。4.根据权利要求1所述的采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，其特征在于，所述制浆装置包含：设置研磨器和均质器，所述研磨器用于对有机物垃圾充分研磨提高反应效率，所述均质器用于将细碎后的有机物与渗滤液均匀混合制成浆料并输送给所述超临界水氧化单元。5.根据权利要求1所述的采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，其特征在于，所述超临界水氧化单元包含：氧化剂供应系统和超临界水氧化反应器，所述氧化剂供应系统被配置为向所述超临界水氧化器提供氧化剂。6.根据权利要求5所述的采用超临界水处理和资源化利用垃圾的装置，其特征在于，所述超临界水氧化单元还包含换热系统，所述换热系统被配置为用于接收所述超临界水氧化反应器反应后产生的超临界混合多元热流...
【专利技术属性】
技术研发人员：张克江，吴蘅，
申请(专利权)人：成都九翼环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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