本發(fā)明涉及有機(jī)固廢處理處置技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)和工藝、以及對應(yīng)的有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)和工藝。

背景技術(shù)：

隨著我國城市化的迅速發(fā)展，我國城市生產(chǎn)的有機(jī)固廢總量節(jié)節(jié)攀升，據(jù)報(bào)道2019年一年，城市生活垃圾生成量超2億噸，市政污泥總量大約6000萬t，在可預(yù)見的未來，城市有機(jī)固廢總量將繼續(xù)攀升。據(jù)生態(tài)環(huán)境部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年，202個(gè)大、中城市中，北京市城市生活垃圾產(chǎn)生量全國第一，達(dá)901.8萬噸，占全國生活垃圾總產(chǎn)生量的4.47%，上海、廣州分別位居第二、第三，城市生活垃圾產(chǎn)生量分別為899.5萬噸、737.7萬噸，分別占全國生活垃圾總產(chǎn)生量4.45%、3.65%。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，北上廣深的環(huán)境壓力日益增大，為了脫離“垃圾圍城”的困境，紛紛出臺(tái)了各項(xiàng)政策，希望通過垃圾分類的標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)“變廢為寶”，減輕城市環(huán)境壓力，但城市垃圾有效處理處置工作依然壓力山大。同時(shí)，市政污泥經(jīng)簡單干化處理后含水率約80%，含有蛋白質(zhì)、脂肪、礦物油、纖維素、病原菌、寄生蟲等多種物質(zhì)，若得不到有效處置將造成較大的環(huán)境污染和傳播病菌。2015年發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》要求現(xiàn)有污泥處理處置設(shè)施于2017年完成達(dá)標(biāo)改造，2020年地級市無害化處理率達(dá)到90%以上。然而，調(diào)研表明我國污水處理廠所產(chǎn)生的污泥處理處置達(dá)標(biāo)率明顯偏低，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經(jīng)凸顯，并引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此，如何合理高效的處理處置有機(jī)固廢，特別是城鎮(zhèn)污泥和生活垃圾，成為目前我國城市化可持續(xù)發(fā)展的重要且緊迫的需求。

有機(jī)固廢是指人類在生產(chǎn)生活等活動(dòng)中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固態(tài)有機(jī)廢物，有機(jī)固廢一般包括市政污泥、工業(yè)污泥、餐廚餐余垃圾、生活垃圾、江河底泥、高濃度有機(jī)廢液、糞便等，目前數(shù)量及處理壓力較大的主要是生活濕垃圾（包括廚余垃圾）和市政污泥。

隨著城市的快速發(fā)展，大量生活濕垃圾的妥善處理處置日趨突出，加之土地資源越來越緊張，迫切需要有機(jī)固廢（如生活濕垃圾、市政污泥）高效處理處置和協(xié)同處理處置綜合性方案。目前有機(jī)固廢協(xié)同處理處置主要解決方案有（1）熱水解+厭氧消化技術(shù)；（2）干化+焚燒。其中熱水解+厭氧消化技術(shù)先將生活垃圾分揀出濕垃圾與市政污泥混合粉碎制初漿，通過儲(chǔ)罐式熱水解預(yù)處理后進(jìn)行厭氧消化產(chǎn)生沼氣，沼氣用于發(fā)電，余熱用于提供熱水解所需的熱能，沼渣等固體經(jīng)干化或脫水后通過焚燒進(jìn)行處理，或處理為有機(jī)肥，沼液需單獨(dú)處理。該技術(shù)已有大量專利申請，如：cn201710141772.0，cn201720543110.1，cn2018111236960.2，cn201810042268.x等，該技術(shù)路線可實(shí)現(xiàn)c/n/p的回收，殺滅病原菌、vs降解約50%，減量30%-35%，生產(chǎn)甲烷60-65%濃度的沼氣。但存在以下問題：一般采用儲(chǔ)罐式間歇處理，占地面積大，停留時(shí)間長（15-20天），工藝復(fù)雜，沼氣需要脫硫處理，發(fā)電需增加鍋爐和發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)等設(shè)備，投資和運(yùn)行成本高，沼氣產(chǎn)量低且不穩(wěn)定，最終產(chǎn)品臭味大且不穩(wěn)定，大量脫水不佳的消化沼液，厭氧消化消耗有機(jī)固廢中的碳源，使得沼液中碳氮比進(jìn)一步降低，從而造成沼液難以脫氮，達(dá)標(biāo)排放成本偏高，消化運(yùn)行不穩(wěn)定、消化池泡沫，消化泥餅（原污泥量的20-50%）的依舊需要通過土地利用或焚燒進(jìn)行一步處置。干化和焚燒的投資成本和運(yùn)營成本較高，灰渣還需要進(jìn)一步處理，能源效益低，工程實(shí)踐中問題較為突出。

市政污泥目前的處理方法包括好氧堆肥、厭氧消化、濕式氧化和干化焚燒等，采用較多的主要為“干化+焚燒”和“熱水解+厭氧消化”兩種。市政污泥采用“干化+焚燒”方案，干化焚燒過程可使有機(jī)物全部碳化，最大限度地減少了污泥體積，焚燒法的主要問題是一次性投資大，設(shè)備成本高，污泥熱值比較低，降低爐內(nèi)溫度，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高。有機(jī)物燃燒溫度如果低于850℃，會(huì)產(chǎn)生二噁英等劇毒物質(zhì)。焚燒過程中產(chǎn)生的爐渣和煙氣中含有的重金屬和一些有毒有害物質(zhì)可能會(huì)形成二次污染。市政污泥采用“熱水解+厭氧消化”方案，與上述生活濕垃圾采用“熱水解+厭氧消化”方案的問題類似，這里不在贅述。另外，市政污泥目前還有部分依然采用好氧堆肥，其處理費(fèi)用低，但存在周期長（2-3月）、占地面積大、臭氣污染等問題，周圍民眾接受度非常低。

餐廚垃圾主要特點(diǎn)為高水分、高鹽分、富含有機(jī)物、極容易腐敗變質(zhì)、滋生細(xì)菌，如果不妥善處理，容易對居民身心健康產(chǎn)生影響，如泔水豬、地溝油等問題。目前常見的餐廚垃圾的處理方法大多為“熱水解+厭氧消化”技術(shù)。一般餐廚垃圾分揀通過篩式分選出無機(jī)物（金屬、玻璃瓶、塑料等），篩分后所得餐廚物料破碎后進(jìn)行油水分離，所得油類用于制作生物柴油，其余物料進(jìn)行熱水解+厭氧消化。相關(guān)專利如：cn201810645591.6，cn201910915716.7，cn201910361540.5，cn201910433087.4等。其主要不足是分揀系統(tǒng)流程相對較長，占地面積大，同時(shí)分揀將增加運(yùn)行費(fèi)用和人工費(fèi)用，以及檢修費(fèi)用，其它與上述生活濕垃圾采用“熱水解+厭氧消化”方案的問題類似，這里不在贅述。

有機(jī)固廢水熱處理處置技術(shù)根據(jù)是否有氧氣參與分成兩類：(1)有機(jī)固廢熱水解處理處置技術(shù)和(2)有機(jī)固廢濕式氧化處理處置技術(shù)。在熱水解工藝技術(shù)中，有機(jī)物被熱能破壞，而濕式氧化技術(shù)中有機(jī)物同時(shí)被熱能和氧氣綜合降解。熱水解技術(shù)的溫度一般在100-200℃，壓力為0.6-2.5mpa，一般作為厭氧消化技術(shù)的前處理環(huán)節(jié)，如此可增加甲烷的產(chǎn)量，縮短消化時(shí)間和減少消化池的尺寸。熱水解技術(shù)可減少厭氧消化工藝25%的能量，經(jīng)過熱水解處理后有機(jī)固廢具有更好的發(fā)酵特性和脫水特性。濕式氧化技術(shù)運(yùn)行溫度為150-374℃，壓力0.5-22mpa，運(yùn)行參數(shù)選擇取決于對有機(jī)物氧化程度的要求。在濕式氧化工藝技術(shù)中，對有機(jī)固廢的降解分成兩步：有機(jī)物的熱水解，固體和可溶性顆粒的氧化。濕式氧化技術(shù)的優(yōu)勢在于提高污泥脫水特性和cod（化學(xué)需氧量chemicaloxygendemand）調(diào)控幅度大，廢氣（nox，sox，呋喃和二噁英）的低排量，環(huán)境友好。

(1)有機(jī)固廢熱水解處理處置技術(shù)

目前針對有機(jī)固廢的主要技術(shù)手段之一為“熱水解+厭氧消化”技術(shù)。即將有機(jī)固廢漿化后加熱至100-200℃進(jìn)行熱水解，高溫會(huì)破壞細(xì)胞壁組織和絮體結(jié)構(gòu)，釋放水分和大量有機(jī)物，同時(shí)將大分子有機(jī)物裂解為小分子有機(jī)物，從而降低物料粘度、改善脫水性能、提高可降解性能和滅活病原菌，以此作為厭氧消化的預(yù)處理，從而增加厭氧消化的沼氣產(chǎn)量、減少沼渣產(chǎn)量?，F(xiàn)有的有機(jī)固廢熱水解方法可分為間歇式熱水解和連續(xù)式熱水解兩類。

有機(jī)固廢間歇式熱水解工藝，一般是將有機(jī)固廢置入預(yù)儲(chǔ)存罐內(nèi)預(yù)熱至90-100℃，然后通過蒸汽加熱至160-200℃，并停留約30分鐘，然后閃蒸降溫卸壓，閃蒸的蒸汽用于另外儲(chǔ)存罐內(nèi)有機(jī)固廢的預(yù)熱，熱水解后污泥溫度降至合適溫度后送至厭氧消化池內(nèi)進(jìn)行消化。如專利cn201811477928.3，cn201910153096.8，cn201910763753.0等都采用此方法。此方法的主要不足在于：工藝過程中是采用熱水解反應(yīng)罐內(nèi)高溫污泥（160-200℃）的蒸汽去預(yù)熱漿化罐內(nèi)預(yù)熱污泥至90-100℃，這樣就造成大量工藝過程的熱能沒有被回收而白白浪費(fèi)掉，因而工藝過程能耗就很高，這主要是該儲(chǔ)罐式水解工藝難以實(shí)現(xiàn)污泥流動(dòng)換熱。另外，由于污泥熱容大，流動(dòng)性差、導(dǎo)熱性差，容易造成污泥受熱不均勻、傳熱效率差、熱水解不充分等。另外，熱水解卸壓過程壓力波動(dòng)大、管道振動(dòng)大，熱水解后污泥溫度高，排泥泵頻繁損壞，為達(dá)到厭氧消化的溫度范圍（50-65℃），需要通過換熱器或污泥緩沖罐或大閃蒸罐循環(huán)冷卻，也再次延長污泥的停留時(shí)間，而且還增加了能耗。

有機(jī)固廢連續(xù)熱水解工藝，是將比較均勻漿狀有機(jī)固廢如污泥在泵送流動(dòng)條件下進(jìn)行換熱和水解，由于污泥的流動(dòng)性差，而且通常污泥中還包含一些大塊雜物以及纖維類雜物，這就使得管路和設(shè)備很容易堵塞，輸送泵也容易損壞。目前公開的專利不少，但應(yīng)用工程未見報(bào)道，主要原因之一就是很容易堵塞與可靠性差。公開的cn200980111189.9用于生物材料連續(xù)熱水解的裝置和方法，通過管式反應(yīng)器直接對生物材料進(jìn)行熱水解，但不進(jìn)行熱量回收，主要問題就是采用回收熱能的換熱設(shè)備，則很容易堵塞，這顯著增加了工藝的能耗。類似的工藝還包括cn201480018093.9、cn201480071172.6等連續(xù)熱水解的方法和裝置，這類可以適用于高含固率的污泥的連續(xù)熱水解方法但只針對來料均勻細(xì)化的污泥有效，對于可能包含較多大粒徑的外運(yùn)城鎮(zhèn)污泥、生活濕垃圾則不適用。像生活濕垃圾這類來料粒徑和分布較大的有機(jī)固廢需要進(jìn)一步均細(xì)化處理才能避免管道和設(shè)備的堵塞和磨損。部分連續(xù)式熱水解方法如專利：cn201110319442.9，cn201510924541.8，采用反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱水解，污泥停留時(shí)間較長。另外，專利cn201010247557.7公開的一種污泥管式熱水解處理方法及其裝置，熱水解反應(yīng)器采用管式反應(yīng)器時(shí)，蒸汽注入污泥中的問題比較突出，如果管式反應(yīng)器呈水平布置，蒸汽和污泥可能有分層流動(dòng)的趨勢，即蒸汽在上層流動(dòng)，污泥在下層流動(dòng)，導(dǎo)致污泥受熱不均。專利cn201410133371.7公開了一種用于污泥熱水解處理的輻流式水熱反應(yīng)器，和cn2014101333751.0一種用于污泥熱水解處理的連續(xù)式塔式反應(yīng)器，污泥流動(dòng)過程死角較多，容易造成污泥高溫下結(jié)垢堵塞。

由此可見，現(xiàn)有的熱水解技術(shù)在處理高含固率有機(jī)固廢時(shí)普遍存在以下問題：傳熱效果差、物料受熱不均勻，停留時(shí)間長，蒸汽消耗量大，特別是管道和設(shè)備堵塞結(jié)垢、連續(xù)操作穩(wěn)定性和可靠性差，并由此引發(fā)的設(shè)備投資成本高、運(yùn)行費(fèi)用貴、處理周期長等問題。上述問題的存在，嚴(yán)重限制了熱水解+厭氧消化工藝的應(yīng)用效果，不利于有機(jī)固廢的穩(wěn)定化處理和資源化利用。因此，如何有效改善以上問題，并提出一種傳熱效果好、物料受熱均勻，能耗小、處理周期短、不易堵塞、連續(xù)穩(wěn)定操作的熱水解工藝及裝置，這對我國有機(jī)固廢的無害化、減量化、穩(wěn)定化和資源化處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

將有機(jī)固廢細(xì)化和均化制成具有良好流動(dòng)性微細(xì)均質(zhì)有機(jī)固廢泥漿，以及采用連續(xù)泵送，并采用高溫水熱后泥漿與低溫水熱前泥漿直接換熱(即自熱)實(shí)現(xiàn)工藝過程中熱能的深度回收，可以解決上述熱水解工藝技術(shù)存在的主要問題和不足。

(2)有機(jī)固廢濕式氧化處理處置技術(shù)

有機(jī)固廢濕式氧化技術(shù)，根據(jù)運(yùn)行溫度的不同可分為超臨界濕式氧化（溫度>374℃）、高溫濕式氧化（溫度260-374℃）和中低溫濕式氧化（100-260℃）。高溫濕式氧化技術(shù)和超臨界濕式氧化技術(shù)由于溫度和壓力較高，對設(shè)備材料要求嚴(yán)苛，設(shè)備建造成本高、同時(shí)為達(dá)到較高的運(yùn)行溫度需要額外的補(bǔ)充大量熱能，能耗高，運(yùn)行費(fèi)用較高，限制了該工藝在有機(jī)固廢領(lǐng)域的工程應(yīng)用，一般用于高危工業(yè)有機(jī)固廢的處理處置。市政污泥和餐廚垃圾中物質(zhì)可分為易降解有機(jī)物、中等可降解有機(jī)物、難降解有機(jī)物和無法降解無機(jī)物。易降解有機(jī)物包括糖類、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、抗生素、病原菌等；中等可降解有機(jī)物包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等；難降解有機(jī)物包括橡膠、塑料等；無機(jī)物如金屬、磚瓦、砂土、玻璃等。其中有機(jī)固廢穩(wěn)定化處理主要針對易降解有機(jī)物進(jìn)行降解，即可實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢的穩(wěn)定化。因此采用中低溫濕式氧化既能實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢的穩(wěn)定化，又能降低能耗和建造成本。目前針對有機(jī)固廢的中低溫濕式氧化技術(shù)專利包括cn200910131605.3、cn201410317274.3和cn201710974726.9。其中專利cn201710974726.9已指出專利cn200910131605.3和cn201410317274.3存在諸多問題，具體問題不再贅述。專利cn201710974726.9公開了一種用活性氧及活化操作高速處理有機(jī)固體廢棄物的方法，通過熱水解將有機(jī)固廢液化，再利用芬頓反應(yīng)產(chǎn)生活性氧進(jìn)而氧化有機(jī)物，從而生產(chǎn)固態(tài)有機(jī)肥和液態(tài)有機(jī)肥。但該工藝（包括同類工藝）存在以下問題：

工藝復(fù)雜，運(yùn)行成本高。首先廢棄物需要經(jīng)過多次分揀，工藝流程較多，其次過程中多次添加各種類型的添加劑，不僅成本高，而且工藝復(fù)雜，特別是對于不同類型的有機(jī)固廢和不同來源的固廢難以穩(wěn)定控制。

有機(jī)固廢中粒徑分布很寬，大塊狀的固廢很容易堵塞管道和設(shè)備特別是堵塞換熱器（換熱器換熱管直徑比較小），甚至損壞輸送泵，造成停機(jī)維修等事故，即使經(jīng)過再仔細(xì)再嚴(yán)格的分揀也難免漏揀，這類事故不僅不可避免而且會(huì)經(jīng)常發(fā)生，使得該工藝難以推廣。

有機(jī)固廢中粒徑分布很寬，一般粒徑從微米級到分米級，造成反應(yīng)不充分不均（氧化不足造成無害化不足，還有可能過氧化造成資源損失），終端產(chǎn)物顆粒粒徑過大超標(biāo)以及反應(yīng)不充分不均，嚴(yán)重影響了終端產(chǎn)品的資源化利用，如后述的部分濕式氧化的有機(jī)固廢作為紙包裝材料的原料；也一定程度上造成反應(yīng)時(shí)間過長，運(yùn)行成本增加。

進(jìn)行氧化反應(yīng)的活性氧通過芬頓反應(yīng)生成，芬頓反應(yīng)需要添加過氧化氫(h2o2)、二價(jià)鐵離子和有機(jī)物進(jìn)行反應(yīng)。工藝存在可操作性差、活性氧生成量不足，氧化不徹底；同時(shí)引入大量的鐵元素，造成后續(xù)產(chǎn)物中鐵元素超標(biāo)和污泥產(chǎn)量增加。

芬頓反應(yīng)處理腐蝕性大，連水泥池都被腐蝕掉，芬頓反應(yīng)比較難控制。因?yàn)殡p氧水與硫酸亞鐵的最佳比例需要進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)才可以得出，并且受到反應(yīng)ph、反應(yīng)時(shí)間、攪拌混合程度等因素的影響，導(dǎo)致比例很難控制。

易降解有機(jī)物在活性氧作用下在數(shù)秒之內(nèi)即可完成，專利中將有機(jī)固廢的液化和氧化拆分成兩個(gè)步驟進(jìn)行，增加了建造成本和運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)也增加了運(yùn)行周期，一般停留時(shí)間在30-60分鐘左右。

另外，有機(jī)固廢資源化的路徑始終存在各種各樣的困境，而市政污泥和餐廚垃圾等有機(jī)固廢中富含纖維素和木質(zhì)素，這恰恰可以作為造紙行業(yè)所需要的原材料。采用部分濕式氧化技術(shù)只對易降解有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)，而不會(huì)影響到纖維素和木質(zhì)素的性能。因此，部分濕式氧化法進(jìn)行無害化處理的污泥和餐廚垃圾等的固相產(chǎn)物制備可循環(huán)降解的包裝材料及制品，可實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢的全資源化——作為紙包裝材料的原料。該資源化利用方法將降低紙包裝材料對傳統(tǒng)木纖維資源的依賴，制備工藝安全簡單，無有毒有害物質(zhì)，降低紙包裝材料價(jià)格，并且可以提高有機(jī)固廢的資源價(jià)值，使有機(jī)固廢資源實(shí)現(xiàn)循環(huán)再利用，廢棄后的污泥紙板還可以作為土壤還田或二次加工為紙包裝制品，不改變其資源屬性。因此，有機(jī)固廢采用部分濕式氧化工藝處理處置，從有機(jī)固廢的資源化、再利用化、環(huán)保性能等方面具有明顯優(yōu)勢。但有機(jī)固廢不僅粒徑大小偏大而且很不均勻，即使是粒徑比較細(xì)的城鎮(zhèn)污泥中有可能包含粒徑較大或者長度較長的塑料、樹枝樹葉、毛發(fā)、編織袋絲狀物等，異地運(yùn)輸甚至還包含一些大顆粒的塊狀物，如木頭塊、石塊、玻璃片等，粒徑分布至少從微米到厘米，而紙包裝材料原料的粒徑要求一般不大于0.1毫米，不能滿足紙包裝材料原料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，不能直接作為紙包裝材料原料。其他類有機(jī)固廢，如餐廚垃圾、生活濕垃圾則粒徑分布更大，同樣存在類似問題。

將有機(jī)固廢細(xì)化和均化制成具有良好流動(dòng)性微細(xì)均質(zhì)有機(jī)固廢泥漿，以及采用連續(xù)泵送，并采用高溫水熱后泥漿與低溫水熱前泥漿直接換熱(即自熱)實(shí)現(xiàn)工藝過程熱能的深度回收，可以解決上述濕式氧化工藝技術(shù)存在的問題和不足。

因此，繼續(xù)開發(fā)一種能夠克服現(xiàn)有專利存在問題的系統(tǒng)和工藝技術(shù)是非常必要，以便更加高效可靠的實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢穩(wěn)定化、無害化、減量化和資源化的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、合理，能夠有效的實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢輕、重物料分離，并實(shí)現(xiàn)對重物料廢物利用的有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)，以及通過該預(yù)處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的處理工藝，以及具有該有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)的有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，以及通過該有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的處理工藝。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)，包括水重分揀-粉碎裝置和球磨裝置；

其中，所述水重分揀-粉碎裝置包括具有投入口的分揀腔，所述分揀腔的底部具有重物料倉和輕物料倉，該重物料倉具有重物料排放口且該重物料排放口對接有重物料排放管，該重物料排放管與球磨裝置的球磨腔相連通且該重物料排放管的管路上設(shè)置有重物料閥；

所述輕物料倉具有輕物料排放口且該輕物料排放口對接有輕物料排放管，該輕物料排放管與球磨裝置的球磨腔相連通且該輕物料排放管的管路上設(shè)置有輕物料閥；

所述分揀腔對應(yīng)輕物料倉的開口上方設(shè)置有用于阻擋有機(jī)固廢中比重大于水固廢混合漿液的重物料直接落入輕物料倉中的分隔板，該分隔板的下方形成供輕物料進(jìn)入輕物料倉的橫向進(jìn)口；

所述水重分揀-粉碎裝置還包括至少一組用于粉碎輕物料的第二級粉碎單元，至少一組第二級粉碎單元設(shè)置在輕物料倉內(nèi)或者設(shè)置在輕物料排放管的管路上。

進(jìn)一步設(shè)置為：所述分揀腔對應(yīng)投入口設(shè)置有至少一組第一級粉碎單元。

進(jìn)一步設(shè)置為：所述分隔板至少包括一段呈向下傾斜設(shè)置的、用于引導(dǎo)重物料滑落入重物料倉的傾斜部。

進(jìn)一步設(shè)置為：還包括第一剪切裝置，該第一剪切裝置用于對通過球磨裝置球磨后的輕物料進(jìn)行剪切。

本發(fā)明提供了一種有機(jī)固廢預(yù)處理工藝，通過有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢進(jìn)行處理，包括以下步驟：

步驟一，向分揀腔內(nèi)注入預(yù)定量的水以使得分揀腔內(nèi)的水位淹沒重物料倉和輕物料倉；

步驟二，通過投入口將有機(jī)固廢投入分揀腔內(nèi)，以使得有機(jī)固廢中比重大于水固廢混合漿液的重物料沉入水中落入重物料倉內(nèi)，比重小于或者等于水固廢混合漿液的輕物料漂浮或者懸浮在水中，實(shí)現(xiàn)輕、重物料的分離；

步驟三，開啟輕物料閥，在流體流動(dòng)的作用下輕物料依次進(jìn)入輕物料倉和輕物料排放管，輕物料在至少一組第二級粉碎單元的粉碎作用下形成初泥漿；

步驟四，初泥漿進(jìn)入球磨裝置內(nèi)進(jìn)行球磨以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿；

進(jìn)一步設(shè)置為：還包括步驟五，通過第一剪切裝置接收含雜質(zhì)細(xì)泥漿并對其剪切。

進(jìn)一步設(shè)置為：在步驟四中，可選擇地開啟重物料閥以使得重物料倉中的重物料進(jìn)入球磨裝置內(nèi)作為部分磨料使用。

進(jìn)一步設(shè)置為：在步驟二中，可選擇地開啟位于投入口處的至少一組所述第一級粉碎單元對通過投入口投入的有機(jī)固廢進(jìn)行初步粉碎。

本發(fā)明還提供一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，包括有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、調(diào)質(zhì)系統(tǒng)、泥泥換熱系統(tǒng)和水熱系統(tǒng)；

所述有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)括水重分揀-粉碎裝置和球磨裝置，所述水重分揀-粉碎裝置通過水的浮力將比重大于水固廢混合漿液的重物料、以及比重小于或者等于水固廢混合漿液的輕物料進(jìn)行分離并對輕物料進(jìn)行粉碎以制得初泥漿；所述球磨裝置用于接收初泥漿并對其進(jìn)行球磨以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿；

所述過濾系統(tǒng)包括過濾反沖排污裝置，所述過濾反沖排污裝置用于接收含雜質(zhì)細(xì)泥漿并對其進(jìn)行過濾以分離制得細(xì)泥漿和含高雜質(zhì)泥漿；

所述調(diào)質(zhì)系統(tǒng)包括調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐，該調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐用于接收過濾后的細(xì)泥漿并加水?dāng)嚢枵{(diào)質(zhì)以制得調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿；

所述泥泥換熱系統(tǒng)包括套管式泥泥換熱器，將低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿與高溫的水熱后高溫泥漿分別進(jìn)入套管式泥泥換熱器的兩側(cè)以實(shí)現(xiàn)兩者之間的換熱，使得低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿被加熱以形成水熱前高溫泥漿，同時(shí)使得高溫的水熱后高溫泥漿被降溫以形成帶壓低溫泥漿；

所述水熱系統(tǒng)包括水熱反應(yīng)單元，用于接收水熱前高溫泥漿并在水熱反應(yīng)單元內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)以形成水熱后高溫泥漿。

進(jìn)一步設(shè)置為：還包括水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐，該水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐用于接收帶壓低溫泥漿經(jīng)泄壓后得到的水熱后泥漿。

進(jìn)一步設(shè)置為：還包括機(jī)械脫水單元，該機(jī)械脫水單元用于接收水熱后泥漿并對其進(jìn)行脫水。

進(jìn)一步設(shè)置為：所述水熱系統(tǒng)還包括加熱器，該加熱器用于控制水熱反應(yīng)單元的反應(yīng)溫度。

進(jìn)一步設(shè)置為：所述水熱反應(yīng)單元為濕式氧化反應(yīng)器或者熱水解反應(yīng)器。

進(jìn)一步設(shè)置為：所述過濾反沖洗排污裝置與水重分揀-粉碎裝置之間設(shè)置有輸送管路，用于將過濾反沖洗排污裝置中過濾分離的含高雜質(zhì)泥漿排入水重分揀-粉碎裝置內(nèi)。

進(jìn)一步設(shè)置為：所述調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐與套管式泥泥換熱器之間還設(shè)置有第二剪切裝置，該第二剪切裝置用于對調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿中進(jìn)行剪切。

本發(fā)明提供了一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理工藝，通過有機(jī)固廢連續(xù)處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢進(jìn)行處理，包括如下步驟：

步驟一,通過有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢進(jìn)行預(yù)處理以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿；

步驟二，通過過濾系統(tǒng)對含雜質(zhì)細(xì)泥漿進(jìn)行過濾以分離制得細(xì)泥漿和含高雜質(zhì)泥漿；

步驟三，通過調(diào)質(zhì)系統(tǒng)對細(xì)泥漿進(jìn)行加水?dāng)嚢枰灾频谜{(diào)質(zhì)細(xì)泥漿；

步驟四，通過泥泥換熱系統(tǒng)將低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿和高溫的水熱后高溫泥漿進(jìn)行換熱，以使得低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿被加熱以形成水熱前高溫泥漿，高溫的水熱后高溫泥漿被降溫以形成帶壓低溫泥漿；

步驟五，通過水熱系統(tǒng)對水熱前高溫泥漿進(jìn)行水熱反應(yīng)以制得水熱后高溫泥漿。

進(jìn)一步設(shè)置為：還包括通過水熱后泥泄壓罐接收帶壓低溫泥漿經(jīng)泄壓后得到的水熱后泥漿。

進(jìn)一步設(shè)置為：還包括通過機(jī)械脫水單元接收水熱后泥漿并對其進(jìn)行脫水處理后外排。

進(jìn)一步設(shè)置為：在步驟二中過濾分離的含高雜質(zhì)泥漿重新排入有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)再次進(jìn)行預(yù)處理。

[m1]

a、相對于現(xiàn)有熱水解工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案的熱水解處理處置工藝和裝置的主要優(yōu)點(diǎn)有:

相對于現(xiàn)有普遍采用的儲(chǔ)罐式熱水解工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢自熱連續(xù)流動(dòng)熱水解，即首先將有機(jī)固廢水重分揀與粉磨剪濾微細(xì)均化，然后加適量水進(jìn)行調(diào)質(zhì)成為具有良好流動(dòng)性的微細(xì)均化有機(jī)固廢漿液（流態(tài)化），微細(xì)均化有機(jī)固廢漿液在泵的輸送作用下分別經(jīng)過泥-泥自熱換熱器、流動(dòng)加熱器和流動(dòng)熱水解單元設(shè)備，微細(xì)均化調(diào)質(zhì)流態(tài)化的有機(jī)固廢漿液在一定溫度（120-200℃）、壓力（0.6-2.5mpa）和時(shí)間（10-30分鐘）內(nèi)在流動(dòng)熱水解設(shè)備中進(jìn)行充分熱水解（熱水解后稱為有機(jī)固廢水解后物料），高溫的水解后物料再流經(jīng)自熱泥-泥換熱器降溫并將熱能傳輸給低溫的調(diào)質(zhì)物料實(shí)現(xiàn)泥-泥自熱（即有機(jī)固廢熱水解工藝過程中高溫水解后物料加熱低溫調(diào)質(zhì)物料），從而可深度回收有機(jī)固廢熱水解工藝過程中的熱能，達(dá)到顯著節(jié)能的效果，獲得顯著的節(jié)能效益。相對于儲(chǔ)罐式熱水解工藝，通常可以節(jié)約熱水解工藝過程加熱熱能50-70%，顯著降低了熱水解工藝能耗和運(yùn)行成本，節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益顯著，運(yùn)行成本可降低45%以上。

相對于現(xiàn)有連續(xù)熱水解工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案對有機(jī)固廢處理處置來料適應(yīng)性強(qiáng)，無需繁雜嚴(yán)格分揀，特別是工藝過程不易堵塞，設(shè)備不易損壞壽命長，可以實(shí)現(xiàn)長周期可靠運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢連續(xù)泵送熱水解工藝，需要對有機(jī)固廢進(jìn)行粉磨剪濾微細(xì)均化處理，否則有機(jī)固廢很有可能堵塞設(shè)備和管道，特別是很容易堵塞換熱器的換熱管，以及損壞機(jī)泵，造成裝置停運(yùn)等。有機(jī)固廢粒徑大小分布范圍一般比較大，特別是外運(yùn)固廢很容易摻雜大塊狀雜物。本工藝裝置可以實(shí)現(xiàn)除特別大塊料如大于200mm的大塊木頭、大塊石頭磚塊、大塊金屬盤子類堅(jiān)硬大塊物體外，基本不需要分揀，如城鎮(zhèn)污泥中樹枝、樹葉、編織袋、塑料袋、毛發(fā)、鋼釘?shù)?，餐廚垃圾中的瓷盤瓷碗、筷子鋼勺、大塊骨頭等不需要分揀，直接通過粉磨微細(xì)均化，即可通過泵送實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢連續(xù)泵送自熱熱水解工藝，泵送設(shè)備不易損壞，設(shè)備和管道不易被堵塞，設(shè)備壽命長，運(yùn)行穩(wěn)定可靠故障率低，無需經(jīng)常檢修，可以實(shí)現(xiàn)長周期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

相對于現(xiàn)有熱水解工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案的熱水解工藝過程時(shí)間大大縮短。有機(jī)固廢粉磨微細(xì)均化，可使得有機(jī)固廢粒徑細(xì)化和均化，顯著增加有機(jī)固廢物料氧化熱水解表面積，從而可有效提高有機(jī)固廢熱水解效率、熱水解均勻性和熱水解效果，大幅減少熱水解時(shí)間。目前部分連續(xù)泵送自熱熱水解工藝處理處置工藝高溫?zé)崴鈺r(shí)間大約1-8小時(shí)，本專利技術(shù)可以減少至10-30分鐘。熱水解工藝過程時(shí)間大大縮短，從而可以相應(yīng)降低投資和運(yùn)營成本。

相對于現(xiàn)有熱水解工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案可同時(shí)處理處置多種有機(jī)固廢，實(shí)現(xiàn)多種有機(jī)固廢協(xié)同處理處置。有機(jī)固廢經(jīng)粉磨微細(xì)均化，可以使得不同類型的有機(jī)固廢協(xié)同處理處置，如市政污泥（一般粒徑0.01-1mm）和餐廚垃圾（一般粒徑1-10mm），經(jīng)粉磨微細(xì)均化后可以采用連續(xù)泵送自熱熱水解工藝協(xié)同處理處置，從而可以簡化有機(jī)固廢連續(xù)泵送自熱熱水解處理處置工藝，提高有機(jī)固廢處理處置工藝的來料適應(yīng)性，還適當(dāng)可降低投資和運(yùn)行成本。

b、相對于現(xiàn)有濕式氧化工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案的濕式氧化處理處置工藝和裝置的主要優(yōu)點(diǎn)有:

本發(fā)明的技術(shù)方案工藝方案簡單，而且對有機(jī)固廢處理處置來料適應(yīng)性強(qiáng)，無需繁雜嚴(yán)格分揀，特別是工藝過程不易堵塞，設(shè)備不易損壞壽命長，可以實(shí)現(xiàn)長周期可靠運(yùn)行。有機(jī)固廢粒徑大小分布范圍一般比較大，特別是外運(yùn)固廢很容易摻雜大塊狀雜物。有機(jī)固廢粉磨微細(xì)均化，可有效避免大塊物料堵塞設(shè)備和管道，特別是換熱器的換熱管，還可有效避免大塊物料損壞機(jī)泵，提高工藝設(shè)備的可靠性和壽命，以及提高來料的良好適應(yīng)性。除特別大塊料如大于200mm的大塊木頭、大塊石頭磚塊、大塊金屬盤子類堅(jiān)硬大塊物體外，基本不需要分揀，如城鎮(zhèn)污泥中樹枝、樹葉、編織袋、塑料袋、毛發(fā)、鋼釘?shù)?，餐廚垃圾中的瓷盤瓷碗、筷子鋼勺、大塊骨頭等不需要分揀，直接通過粉磨微細(xì)均化，即可采用部分濕式氧化工藝，不僅不會(huì)堵塞或損壞工藝設(shè)備和輸送管道，而且還可以滿足制造包裝用紙摻混原料的性能要求。因此，本技術(shù)方案因工藝簡單穩(wěn)定可靠、來料適應(yīng)性強(qiáng)且無需加入各種催化劑、添加劑等總投資明顯降低，也因工藝簡單穩(wěn)定可靠、來料適應(yīng)性強(qiáng)且可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物全資源化運(yùn)營而使得總運(yùn)營成本顯著降低。

本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢部分濕式氧化的自熱工藝，有機(jī)固廢濕式氧化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，工藝可直接利用高溫濕式氧化后的有機(jī)固廢加熱低溫反應(yīng)前的有機(jī)固廢，可以最大程度回收工藝過程熱能，顯著降低工藝過程能耗，一般工藝過程有機(jī)固廢加熱能耗可降低50%以上，獲得顯著的節(jié)能效果和良好的有機(jī)固廢處理處置的經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案可以明顯減少有機(jī)固廢濕式氧化工藝時(shí)間。有機(jī)固廢粉磨微細(xì)均化，可使得有機(jī)固廢粒徑細(xì)化和均化，顯著增加有機(jī)固廢物料氧化反應(yīng)表面積，從而可有效提高有機(jī)固廢氧化反應(yīng)效率、反應(yīng)均勻性和反應(yīng)效果，大幅減少反應(yīng)時(shí)間。目前部分濕式氧化處理處置工藝反應(yīng)時(shí)間30分鐘到1小時(shí)，本專利技術(shù)可以減少至10-30分鐘。

本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢終端產(chǎn)品全資源化，還可一定程度上提高有機(jī)固廢處理處置的經(jīng)濟(jì)性。大部分有機(jī)固廢經(jīng)濕式氧化處理后本可以作為包裝用（瓦楞）紙的摻混原料，但有機(jī)固廢粒徑大小分布范圍一般比較大（如市政污泥分布范圍一般從微米級到厘米級，餐廚固廢粒徑分布范圍一般從微米級到分米級），大部分粒徑超出包裝用（瓦楞）紙?jiān)系牧揭螅瑖?yán)重影響其質(zhì)量甚至不能使用。有機(jī)固廢粉磨濾剪微細(xì)均化，可使得有機(jī)固廢粒徑細(xì)化和均化，控制有機(jī)固廢粒徑在合適范圍（一般粒徑中值0.01-0.1mm），可以有效提高有機(jī)固廢部分濕式氧化固體產(chǎn)物作為包裝用（瓦楞）紙的添加原料的質(zhì)量，一般可添加最佳比例達(dá)30-50%。不僅可以獲得良好社會(huì)效益即實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢資源化利用，而且還由于資源化利用而顯著提高了其經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)不同類型多種有機(jī)固廢協(xié)同處理處置。如市政污泥（一般粒徑0.01-1mm）和餐廚垃圾（一般粒徑1-10mm），經(jīng)粉磨微細(xì)均化后可以采用濕式氧化協(xié)同處理處置，從而可以簡化有機(jī)固廢濕式氧化處理處置工藝，提高有機(jī)固廢處理處置的來料適應(yīng)性，還可適當(dāng)降低投資和運(yùn)行成本。

c、相對于現(xiàn)有干化焚燒工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案的自熱部分濕式氧化處理處置工藝和裝置的主要優(yōu)點(diǎn)有:

無三廢（氣液固）排放，環(huán)評達(dá)標(biāo)，環(huán)境友好性佳。污泥處理全過程密閉運(yùn)行，無有害廢氣排放，沒有臭氣擾民，氣相以co2和h2o為主，可取代焚燒；污水回水廠源頭可作為水處理補(bǔ)充所需碳源；固體物質(zhì)資源化成可銷售的制造包裝箱原料或有機(jī)肥基。

本發(fā)明的技術(shù)方案工藝方案簡單，占地極省，投資成本顯著降低。裝置占地面積?。?00t/d處理能力占地<2000m2），既可用于新建污水廠污泥處理處置項(xiàng)目，也可用于舊污水廠的污泥項(xiàng)目改造，也可直接置于新建污水處理廠的末端，不用另行征地，一般可節(jié)省土地50%以上。工藝過程相對簡單可靠，外加土地節(jié)省，總投資可降低25%以上。

實(shí)現(xiàn)工藝過程自熱，能耗低，運(yùn)行成本低。采用泥-泥換熱器可深度回收工藝過程的熱量用于預(yù)熱調(diào)質(zhì)泥，只利用固廢中有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生的熱能在夏季工況就可以自維持工藝過程部分濕式氧化反應(yīng)過程所需要的能量，在氧化反應(yīng)過程中只需要少量補(bǔ)充熱能甚至無需加入熱能，從而使得污泥處理廠的運(yùn)行費(fèi)用大大降低，工藝過程固廢加熱熱能節(jié)約60%以上，節(jié)能效益十分顯著，運(yùn)行成本可降低50%以上。

可實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢全資源化利用。污泥等處理產(chǎn)物中含有較高的性能穩(wěn)定的纖維素、木質(zhì)素等成分，可作為制造包裝類紙板原料（可添加30-50%），不僅可省木材原料資源和節(jié)省原材料成本，而且還提高了添加本工藝污泥處理產(chǎn)物后的包裝類紙板的強(qiáng)度和隔熱性能，是優(yōu)質(zhì)的包裝類紙板原料，而且需求量巨大。本工藝污泥處理產(chǎn)物含有一定的無臭無味有機(jī)物和n、p、k等成分，還具有很高的吸水及持水性，可有效提高土壤的氮磷鉀的緩釋、改良，提高土壤透氣、隔熱性以及顆粒穩(wěn)定性。資源化產(chǎn)物回歸土壤，解決貧瘠土地對有機(jī)質(zhì)的需求，還可用于土地改良、園林綠化以及荒漠化治理、礦山植被修復(fù)、水土保持等多種生態(tài)保護(hù)的用途，變廢為寶，形成生態(tài)循環(huán)，改善城市環(huán)境。有機(jī)固廢全資源化利用，還提高了有機(jī)固廢處理處置的經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的水重分揀-粉碎裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖3是圖1中的水重分揀-粉碎裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖4是圖1中的水重分揀-粉碎裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖5是本發(fā)明一種有機(jī)固廢預(yù)處理工藝的框形流程示意圖；

圖6是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖7是圖6中的過濾反沖洗排污裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖一（主視圖）；

圖8是圖7中的過濾反沖洗排污裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖一（俯視圖）；

圖9是圖7中的過濾反沖洗排污裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖10是圖7中的過濾反沖洗排污裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖11是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖12是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖三；

圖13是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖四；

圖14是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖五；

圖15是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)示意圖六；

圖16是本發(fā)明一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理工藝的框形流程示意圖。

結(jié)合附圖在其上標(biāo)記以下附圖標(biāo)記：

a1、有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)；a01、水重分揀-粉碎裝置；a011、分揀腔；a0111、投入口；a0112、重物料倉；a0113、輕物料倉；a012、分隔板；a0121、傾斜部；a013、第一級粉碎單元；a014第二級粉碎單元；a015、重物料閥；a016、輕物料閥；a017、注水接管；a018、輕物料排放管；a019、重物料排放管；a02、球磨裝置；a03、第一剪切裝置；

b1、過濾系統(tǒng)；b01、過濾反沖洗排污裝置；b011、殼體組件；b012、過濾網(wǎng)組件；b013、反沖旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件；b014、旋轉(zhuǎn)反沖洗組件；b015、進(jìn)口接管；b016、反沖洗排雜物接管；b017、出口接管；

c1、調(diào)質(zhì)系統(tǒng)；c01、調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐；

d1、泥泥換熱系統(tǒng)；d01、套管式泥泥換熱器；

e1、水熱系統(tǒng)；e01、水熱反應(yīng)單元；e011、濕式氧化反應(yīng)器；e012、熱水解反應(yīng)器；e02、加熱器；

u01、過濾輸送泵；u02、第二剪切裝置；u03、換熱與水熱輸送泵；u04、水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐；u05、機(jī)械脫水輸送泵；u06、機(jī)械脫水單元；u07、富氧空氣單元；u08、廢氣水洗單元；u09、廢水儲(chǔ)罐；u10、堿罐；u11、工藝廢水輸送泵；u12、外排廢水輸送泵；u13、廢水處理單元；u14、超細(xì)來料預(yù)處理儲(chǔ)罐；

s01、初泥漿；s02、含雜質(zhì)細(xì)泥漿；s03、含高雜質(zhì)泥漿；s04、細(xì)泥漿；s05、調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿；s06、水熱前高溫泥漿；s07、水熱后高溫泥漿；s08、水熱后帶壓低溫泥漿；s09、水熱后泥漿；

w01、機(jī)械脫水污水；w02、工藝污水；w03、外排污水；w04、達(dá)標(biāo)排放水；w05、吸收廢水；w06、吸收氣廢水；w07、去污水處理廠做碳源排放水；

g01、空氣；g02、富氧壓縮空氣；g03、水熱單元水熱生成氣；g04、泄壓儲(chǔ)罐水熱生成氣；g05、達(dá)標(biāo)外排氣；

osw、有機(jī)固廢來料；osp、水熱后有機(jī)固體產(chǎn)物。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式的限制。

本發(fā)明一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1如圖1所示，包括依次連接的水重分揀-粉碎裝置a01、球磨裝置a02和第一剪切裝置a03；其中，該水重分揀-粉碎裝置a01用于將有機(jī)固廢中的輕、重物料分離并將輕物料進(jìn)行粉碎，該粉碎后的輕物料依次進(jìn)入球磨裝置a02內(nèi)進(jìn)行球磨、進(jìn)入第一剪切裝置a03內(nèi)進(jìn)行剪切，將輕物料中攜帶的纖維類雜質(zhì)進(jìn)行切短，以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02。

具體的，如圖1-圖4所示，該水重分揀-粉碎裝置a01包括分揀腔a011和第二級粉碎單元a014；其中，該分揀腔a011具有供有機(jī)固廢投入的投入口a0111，該分揀腔a011的底部具有重物料倉a0112和輕物料倉a0113，該重物料倉a0112具有重物料排放口且該重物料排放口對接有重物料排放管a019，該重物料排放管a019與球磨裝置a02的球磨腔相連通且該重物料排放管a019的管路上設(shè)置有重物料閥a015，通過開啟重物料閥a015，重物料倉a0112內(nèi)的重物料能夠進(jìn)入球磨裝置a02內(nèi)作為部分磨料使用，實(shí)現(xiàn)廢物利用；該輕物料倉a0113具有輕物料排放口且該輕物料排放口對接有輕物料排放管a018，該輕物料排放管a018與球磨裝置a02的球磨腔相連通且該輕物料排放管a018的管路上設(shè)置有輕物料閥a016；其中，該分揀腔a011對應(yīng)輕物料倉a0113的開口上方設(shè)置有用于阻擋有機(jī)固廢中比重大于水固廢混合漿液的重物料直接落入輕物料倉a0113中的分隔板a012，該分隔板a012的下方形成供輕物料進(jìn)入輕物料倉a0113的橫向進(jìn)口；該第二級粉碎單元a014至少具有一組且設(shè)置在輕物料倉a0113內(nèi)或者設(shè)置在輕物料排放管a018的管路上。

在上述方案中，如圖2和圖3所示，該分揀腔a011還連接有注水接管a017，如此能夠方便的向分揀腔a011內(nèi)注水。

在上述方案中，優(yōu)選的，該分揀腔a011對應(yīng)投入口a0111設(shè)置有至少一組第一級粉碎單元a013,如此能夠?qū)耐度肟赼0111投入的有機(jī)固廢進(jìn)行初步粉碎。

在上述方案中，優(yōu)選的，分揀腔a011內(nèi)的分隔板a012至少包括一段呈向下傾斜設(shè)置的、用于引導(dǎo)重物料滑落入重物料倉a0112的傾斜部a0121，如此重物料能夠方便的沿著傾斜部a0121滑入重物料倉a0112內(nèi)。

本發(fā)明還提供了一種通過上述有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1對有機(jī)固廢進(jìn)行預(yù)處理的工藝，如圖5所示，具體包括：

步驟一，向分揀腔a011內(nèi)注入預(yù)定量的水以使得分揀腔a011內(nèi)的水位淹沒重物料倉a0112和輕物料倉a0113。

步驟二，通過投入口a0111將有機(jī)固廢投入分揀腔a011內(nèi)，以使得有機(jī)固廢中比重大于水固廢混合漿液的重物料沉入水固廢混合漿液中直接落入重物料倉a0112內(nèi)或者在分隔板a012的引導(dǎo)下滑入重物料倉a0112內(nèi)，比重小于或者等于水固廢混合漿液的輕物料漂浮或者懸浮在水固廢混合漿液中，實(shí)現(xiàn)輕、重物料的分離；在該步驟中，一般需分揀去除有機(jī)固廢來料osw中的大塊雜物（根據(jù)情況，一般揀出大于200mm的大塊雜物），然后投入分揀腔a011內(nèi)，同時(shí)可選擇地開啟位于投入口a0111處的第一級粉碎單元a013，對有機(jī)固廢來料osw進(jìn)行初步粉碎；其中，上述有機(jī)固廢來料osw中的重物料主要為玻璃塊、陶瓷片、金屬等，輕物料主要為塊狀、板狀、條狀、袋狀物體破碎和粉碎為小碎塊。

步驟三，開啟輕物料閥a016，在流體流動(dòng)的作用下輕物料依次進(jìn)入輕物料倉a0113和輕物料排放管a018，輕物料在至少一組第二級粉碎單元a014的粉碎作用下形成初泥漿s01。

步驟四，初泥漿s01進(jìn)入球磨裝置a02，輕物料在所述球磨裝置a02經(jīng)過球磨工藝形成含雜物細(xì)泥漿s04；其中，在該步驟中，可根據(jù)情況開啟重物料閥a015，使得重物料倉a0112內(nèi)的重物料進(jìn)入球磨裝置a02內(nèi)作為部分磨料使用。

步驟五，含雜物細(xì)泥漿s04經(jīng)剪切裝置，將含雜物細(xì)泥漿s04中的纖維類雜物進(jìn)行剪切切短；由于球磨后的含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02中可能含有頭發(fā)絲、編織袋類細(xì)小纖維類雜物，通過第一剪切裝置a03能夠?qū)⑵渲械牟糠旨?xì)小纖維類雜物剪切細(xì)化，以降低后續(xù)處理過程中造成堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明提供的一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1和工藝，能夠有效的將有機(jī)固廢來料osw中的輕、重物料進(jìn)行分離，并對輕物料進(jìn)行粉碎、球磨、剪切處理以制得能夠通過后續(xù)處理回收利用的含雜質(zhì)泥漿；同時(shí)分離的難以被處理的重物料可以作為球磨裝置a02的磨料使用，達(dá)到了廢物利用的效果。

本發(fā)明還提供了一種具有上述有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1的有機(jī)固廢連續(xù)處理系統(tǒng)如圖6-圖15所示，包括有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1、過濾系統(tǒng)b1、調(diào)質(zhì)系統(tǒng)c1、泥泥換熱系統(tǒng)d1和水熱系統(tǒng)e1。

具體的，該有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1用于制備含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02，其具體結(jié)構(gòu)上文已描述在此不再贅述。

過濾系統(tǒng)b1包括過濾反沖排污裝置，過濾反沖排污裝置用于接收含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02并對其進(jìn)行過濾以分離制得細(xì)泥漿s04和含高雜質(zhì)泥漿s03。具體的，該過濾反沖洗排污裝置b01如圖7-圖10，包括殼體組件b011、過濾網(wǎng)組件b012、反沖旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件b013、旋轉(zhuǎn)反沖洗組件b014、進(jìn)口接管b015、反沖洗排雜物接管b016、出口接管b017，進(jìn)口接管b015用于引導(dǎo)含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02進(jìn)入殼體組件b011，該過濾網(wǎng)組件b012用于過濾含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02，通過過濾網(wǎng)組件b012的物料為細(xì)泥漿s04，被過濾網(wǎng)組件b012隔離的物料則為含高雜質(zhì)泥漿s03，出口接管b017用于將細(xì)泥漿s04排出殼體組件b011，反沖旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件b013用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)反沖洗組件b014工作將含高雜質(zhì)泥漿s03通過反沖洗排雜物接管b016將含高雜質(zhì)泥漿s03排入有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1內(nèi)。

調(diào)質(zhì)系統(tǒng)c1包括調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01，該調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01用于接收過濾后的細(xì)泥漿s04并加水?dāng)嚢枵{(diào)質(zhì)以制得調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05。

泥泥換熱系統(tǒng)d1包括套管式泥泥換熱器d01，將低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05與高溫的水熱后高溫泥漿s07分別進(jìn)入套管式泥泥換熱器d01的兩側(cè)以實(shí)現(xiàn)兩者之間的換熱，利用高溫的水熱后高溫泥漿s07加熱低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05，使得低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05被加熱以形成水熱前高溫泥漿s06，同時(shí)使得高溫的水熱后高溫泥漿s07被降溫以形成帶壓低溫泥漿s08，實(shí)現(xiàn)自熱工藝即污泥-污泥換熱，從而可以最大限度回收工藝熱能，甚至在某些情況下可以實(shí)現(xiàn)工藝過程自持，顯著降低了有機(jī)固廢水熱處理處置能耗，也顯著提高其節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益，有機(jī)固廢水熱處理處置運(yùn)營成本極低。

水熱系統(tǒng)e1包括水熱反應(yīng)單元e01，用于接收水熱前高溫泥漿s06并在水熱反應(yīng)單元e01內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)以形成水熱后高溫泥漿s07；其中該水熱反應(yīng)單元e01如圖6和圖14所示，可以為濕式氧化反應(yīng)器e011，也可以為熱水解反應(yīng)器e012，兩者的區(qū)別主要在于前者需加入氧化劑——富氧空氣g01，而后者無需加入氧化劑，工藝參數(shù)也存在一定的差異，當(dāng)然由此帶來了最終產(chǎn)物的不同，以及產(chǎn)物的用途不同；該水熱系統(tǒng)e1還包括加熱器e02，該加熱器e02用于控制水熱反應(yīng)單元e01的反應(yīng)溫度。

在上述方案中，還包括水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐u04和機(jī)械脫水單元u06，其中，該水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐u04用于接收帶壓低溫泥漿s08并進(jìn)行泄壓以制得水熱后泥漿s09，該機(jī)械脫水單元u06用于接收水熱后泥漿s09并對其進(jìn)行脫水。

在上述方案中，該調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01與套管式泥泥換熱器d01之間還設(shè)置有第二剪切裝置u02，該第二剪切裝置u02用于對調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05中進(jìn)行剪切，對調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05中可能殘存的極少量纖維類雜物再次進(jìn)行剪切，從而進(jìn)一步減低堵塞的風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明還提供了一種通過上述有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢來料osw進(jìn)行無害化處理的工藝，具體如6-圖15所示，包括：

一、預(yù)處理制含雜質(zhì)細(xì)泥漿工藝

通過有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1對有機(jī)固廢來料osw進(jìn)行輕、重物料分離，并對輕物料進(jìn)行粉碎、球磨、剪切以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02工藝過程上述已描述，在此不再贅述。

二、過濾反沖洗分離細(xì)泥漿和含高雜質(zhì)泥漿工藝

通過過濾反沖排污裝置對含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02進(jìn)行過濾、反沖洗以分離制得細(xì)泥漿s04和含高雜質(zhì)泥漿s03。具體如圖6和圖7所示，有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1排出的含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02在過濾輸送泵u01的泵送作用下通過進(jìn)口接管b015進(jìn)入過濾反沖洗排污裝置b01的殼體組件b011內(nèi)，在過濾網(wǎng)組件b012的過濾作用下，大部分雜物（主要是纖維類如毛發(fā)等）被過濾網(wǎng)組件b012過濾在進(jìn)料一側(cè)，實(shí)現(xiàn)含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02的過濾分離以制得分別位于過濾網(wǎng)組件b012兩側(cè)的含高雜質(zhì)泥漿s03和細(xì)泥漿s04；同時(shí)通過反沖旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)組件b013下旋轉(zhuǎn)反沖洗組件b014轉(zhuǎn)動(dòng)將含高雜質(zhì)泥漿s03通過反沖洗排雜物接管b016排入有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)a1內(nèi)，而細(xì)泥漿s04則通過出口接管b017排出并輸送至調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01。

三、細(xì)泥漿調(diào)質(zhì)制調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿工藝

通過調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01接收細(xì)泥漿s04并加水?dāng)嚢柚普{(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05。具體的，由于有機(jī)固廢泥通常表現(xiàn)出高粘性，高含固率的有機(jī)固廢泥的粘度超高很難流動(dòng)和輸送，如市政污泥含水率80%基本呈半固態(tài)，管道輸送困難。高含固率的有機(jī)固廢泥加水變稀后粘度會(huì)相應(yīng)降低。另外，高含固率的有機(jī)固廢泥一般具有剪切變稀特性，表觀粘度隨著切應(yīng)力的增加而減小，如攪拌會(huì)一定程度上變稀而粘度減小。利用有機(jī)固廢泥加水粘度變小和剪切變稀特性，將有機(jī)固廢泥加一定量的水并攪拌使得有機(jī)固廢泥變成具有良好流動(dòng)特性的調(diào)質(zhì)泥漿，此過程稱為加水?dāng)嚢枵{(diào)質(zhì)工藝。有機(jī)固廢泥在調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01中，經(jīng)加水?dāng)嚢枵{(diào)質(zhì)，制成調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05。該調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05具有合理的含水率，攪拌后泥漿均質(zhì)，具有良好的流動(dòng)特性，經(jīng)調(diào)質(zhì)后的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05的20℃粘度的合理范圍控制在為潔凈水20℃粘度的100倍以內(nèi)，即調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05在20℃條件下的運(yùn)動(dòng)黏度ν≤1.0×10-4m2/s。同時(shí)試驗(yàn)表明，市政污泥含水率90%左右并經(jīng)充分?jǐn)嚢瑁梢垣@得比較好的流動(dòng)泵送特性，也具有比較好的流動(dòng)泵送經(jīng)濟(jì)性，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)泵送水熱處理處置工藝，在設(shè)計(jì)合理的管路系統(tǒng)中泵送輸送可有效防止管路堵塞。對于市政污泥，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的連續(xù)泵送水熱處理處置工藝的含水率不低于85%，過低的含水率難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)泵送，不僅很容易粘接和堵塞，而且連續(xù)泵送功耗比較大；過高的含水率雖然連續(xù)泵送沒有問題，但單位重量干固的有機(jī)固廢的處理處置成本會(huì)增加。綜上，本專利的連續(xù)泵送水熱處理處置工藝的有機(jī)固廢含水率存在最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)間，試驗(yàn)表明，對于市政污泥采用本專利的連續(xù)泵送水熱處理處置工藝的最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)間為88%至95%，其它有機(jī)固廢可以參照此最佳經(jīng)濟(jì)區(qū)間選擇。對于非外運(yùn)而是直接來源于污水處理廠的高含水污泥（含水率95%-99%），采用本專利的泵送連續(xù)水熱工藝，由于不需要添加藥劑以及節(jié)省了部分脫水工藝，單獨(dú)處理處置也是比較經(jīng)濟(jì)和可行的，另外，也可以與其它低含水率的有機(jī)固廢如城市生活垃圾協(xié)同處理處置，更為經(jīng)濟(jì)。

四、泥泥自熱工藝

通過套管式泥泥換熱器d01接收低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05和高溫的水熱后高溫泥漿s07使兩者分別進(jìn)入套管式泥泥換熱器d01的兩側(cè)以實(shí)現(xiàn)兩者之間的換熱，使得低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05被加熱以形成水熱前高溫泥漿s06，同時(shí)使得高溫的水熱后高溫泥漿s07被降溫以形成帶壓低溫泥漿s08。具體的，如圖6所示，調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01排出的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05，在換熱與水熱輸送泵u03泵送作用下，首先經(jīng)第二剪切裝置u02將其中還可能殘存的極少量纖維類雜物再次剪切，以防止可能殘存的極少量纖維類雜物纏繞甚至堵塞后續(xù)設(shè)備，以及盡量減少不合相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求的可能殘存的極少量纖維類雜物帶入最終固體產(chǎn)物中以影響產(chǎn)品資源化品質(zhì)；經(jīng)二次剪切的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05而后在換熱與水熱輸送泵u03的泵送作用下進(jìn)入泥泥換熱器中，低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05被加熱成為水熱前高溫泥漿s06，而與之換熱的高溫的水熱后高溫泥漿s07則降溫成為帶壓低溫泥漿s08，即實(shí)現(xiàn)了工藝過程自熱也就是污泥與污泥的換熱，從而可以最大限度回收工藝熱能，顯著降低工藝能耗和運(yùn)營成本。由于前述嚴(yán)格的有機(jī)固廢粉磨濾剪微細(xì)均化制泥漿工藝，從而可以保證在實(shí)現(xiàn)泥泥換熱過程中的關(guān)鍵設(shè)備——泥泥換熱器不被堵塞或者最大程度降低堵塞的可能，可實(shí)現(xiàn)長周期穩(wěn)定可靠運(yùn)行?，F(xiàn)有技術(shù)，由于沒有本專利前述嚴(yán)格的有機(jī)固廢粉磨濾剪微細(xì)均化制泥漿工藝，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)流動(dòng)水熱工藝過程自熱即泥泥換熱，因此本專利所述技術(shù)方案的有機(jī)固廢水熱處理處置工藝的運(yùn)營成本將顯著降低，一般可以降低50%以上。尤其是，本實(shí)施例中泥泥換熱器采用套管式結(jié)構(gòu)，這樣有利于采用大管徑的換熱管，可以有效減少因有機(jī)固廢中殘存雜物和結(jié)構(gòu)造成堵塞和換熱性能降低以及流動(dòng)阻力明顯增加等問題。

五、連續(xù)流動(dòng)水熱工藝

通過水熱反應(yīng)單元e01用于接收水熱前高溫泥漿s06并使其進(jìn)行水熱反應(yīng)以形成水熱后高溫泥漿s07。

具體的，如圖6所示，水熱反應(yīng)單元e01為濕式氧化反應(yīng)器e011，具體設(shè)計(jì)水熱工藝及參數(shù)如下：對于有機(jī)固廢為含水率80%的市政污泥（假設(shè)固體有機(jī)質(zhì)含量大約35%-40%），調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05的含水率為90%和溫度為30℃，在螺桿泵泵送下，壓力大約為2.4mpa至3.0mpa流經(jīng)泥泥換熱器加熱至溫度170℃，流經(jīng)加熱器e02而無需加熱，在壓力大約為2.0mpa至2.5mpa、溫度170℃狀態(tài)下進(jìn)入濕式氧化反應(yīng)器e011實(shí)現(xiàn)連續(xù)流動(dòng)水熱（濕式氧化）工藝，在此濕式氧化過程中需要加入富氧空氣g01，富氧壓縮空氣g02由富氧空氣單元u07使用空氣g01壓縮制備提供，在濕式氧化反應(yīng)器e011中由于氧化反應(yīng)放熱污泥繼續(xù)升溫大約10℃，因此，污泥經(jīng)濕式氧化后的水熱后高溫泥漿s07的溫度為180℃、壓力為大約1.7-2.3mpa，然后經(jīng)泥泥換熱器換熱降溫至大約40℃，壓力為大約0.1-1.0mpa，而后泄壓流入水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐u04進(jìn)行后續(xù)機(jī)械脫水等工藝。需要說明的是，在某些條件下，如有機(jī)固廢有機(jī)質(zhì)偏低、環(huán)境溫度偏低、換熱器結(jié)垢導(dǎo)致?lián)Q熱效能下降等，需要加熱器e02適當(dāng)補(bǔ)熱；以及，在系統(tǒng)啟動(dòng)過程中，需要加熱器e02為污泥提供啟動(dòng)熱能。另外，在設(shè)計(jì)工況條件下，基本無需加熱器e02加熱工藝過程，本發(fā)明的濕式氧化工藝在設(shè)計(jì)工藝參數(shù)條件下可以自持，也就是大部分時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)自持，因而工藝過程能耗極低。

通過上述濕式氧化工藝，完全可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化等處理處置目標(biāo)。對于含水率80%的市政污泥，采用本發(fā)明的濕式氧化工藝，100%的易腐易降解有機(jī)質(zhì)（蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、抗生素等）被氧化變?yōu)榉€(wěn)定的、無污染的主要以乙酸為主的小分子有機(jī)酸進(jìn)入液相中和氣體co2排入大氣中，病原菌完全滅活，而且重金屬部分被剔除，達(dá)到了穩(wěn)定化和無害化的要求；其機(jī)械脫水后的固體產(chǎn)物，含水率為40%以下，重量只剩下原來的40%以下，減量化60%以上；采用本發(fā)明的濕式氧化工藝的固相產(chǎn)品，木質(zhì)素、纖維素和不溶腐植酸在固相產(chǎn)品中被保留下來，粒徑也可滿足包裝類紙板生產(chǎn)的原料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，可以添加在原有原料中，試驗(yàn)表明添加比例最佳范圍為30-50%，以及除作為包裝類紙板生產(chǎn)原料外，還用作農(nóng)林用肥基，符合園林、土地修復(fù)、甚至農(nóng)用等標(biāo)準(zhǔn)，從而不僅實(shí)現(xiàn)全資源化而且還可以獲得顯著的資源化經(jīng)濟(jì)效益。

具體的，如圖14所示，該水熱反應(yīng)單元e01為熱水解反應(yīng)器e012，具體設(shè)計(jì)水熱工藝及參數(shù)如下：對于有機(jī)固廢為含水率80%的市政污泥（設(shè)定固體有機(jī)質(zhì)含量大約35%-40%），調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿s05的含水率大約為90%和溫度為30℃，在螺桿泵泵送下，壓力大約為2.4mpa至3.0mpa流經(jīng)泥泥換熱器加熱至溫度150℃，流經(jīng)加熱器e02加熱至160℃，在壓力大約為1.0mpa至1.6mpa、溫度160℃的狀態(tài)下進(jìn)入熱水解反應(yīng)器e012實(shí)現(xiàn)連續(xù)流動(dòng)水熱（熱水解）工藝，在此熱水解過程中無需加入氧化劑，污泥經(jīng)熱水解后的水熱后高溫泥漿s07經(jīng)泥泥換熱器換熱降溫至大約40℃，壓力為大約0.1-1.0mpa，而后泄壓流入水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐u04進(jìn)行后續(xù)工藝。需要說明的是，在設(shè)計(jì)工況條件下，只需要加熱器e02適當(dāng)補(bǔ)熱大約10℃，相比較現(xiàn)有儲(chǔ)罐式熱水解，工藝過程加熱能耗可以降低80%以上，因而可以獲得顯著的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益。與圖6所示的濕式氧化工藝一樣，在系統(tǒng)啟動(dòng)過程中，需要加熱器e02為污泥提供啟動(dòng)熱能。

通過上述熱水解工藝，完全可以滿足有機(jī)固廢的處理處置需要，實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化。采用本發(fā)明的熱水解工藝，一般作為厭氧消化技術(shù)的前處理環(huán)節(jié)，如此可增加甲烷的產(chǎn)量，縮短消化時(shí)間和減少消化池的尺寸。熱水解技術(shù)可減少厭氧消化工藝25%的能量，經(jīng)過熱水解處理后有機(jī)固廢具有更好的發(fā)酵特性和脫水特性。采用熱水解+厭氧消化工藝，其脫水后的固相產(chǎn)品可以作為有機(jī)肥土，或者最終進(jìn)行焚燒、填埋等處理。

六、后續(xù)處理工藝

通過水熱后泥泄壓罐接收帶壓低溫泥漿s08經(jīng)泄壓后得到的水熱后泥漿s09，該泄壓過程中會(huì)產(chǎn)生泄壓儲(chǔ)罐水熱生成氣g04，然后通過機(jī)械脫水單元u06接收水熱后泥漿s09并對其進(jìn)行脫水后外排。具體的，如圖6所示，從水熱反應(yīng)單元e01泄壓膨脹至水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐u04中的水熱后泥漿s09，在機(jī)械脫水輸送泵u05的泵送下，進(jìn)入機(jī)械脫水單元u06中脫水，固相產(chǎn)品為水熱后有機(jī)固體產(chǎn)物osp，機(jī)械脫水污水w01流入廢水儲(chǔ)罐u09。在本發(fā)明如圖6所示的濕式氧化工藝的固相產(chǎn)品——水熱后有機(jī)固體產(chǎn)物osp，滿足紙包裝材料原料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，可以作為包裝用（瓦楞）紙的添加原料，一般可添加30%-50%，不僅可省木材原料資源和節(jié)省原材料成本，而且還提高了添加本工藝有機(jī)固廢處理產(chǎn)物后的包裝類紙板的強(qiáng)度和隔熱性能，是優(yōu)質(zhì)的包裝類紙板原料，而且需求量巨大；另外，該工藝的固相產(chǎn)品——水熱后有機(jī)固體產(chǎn)物osp，符合園林、土地修復(fù)、甚至農(nóng)用等標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可以作為有機(jī)肥土資源化利用。

本發(fā)明還包括濾液利用與處理工藝和反應(yīng)氣體吸收工藝。

該濾液利用與處理工藝具體如圖6所示，為了控制濾液ph和剔除部分液相中的重金屬，設(shè)置了堿罐u10。向廢水儲(chǔ)罐u09添加適量的堿液，可以達(dá)到控制濾液ph和剔除部分液相中的重金屬的目的。廢水儲(chǔ)罐u09中機(jī)械脫水污水w01在工藝廢水輸送泵u11的泵送下，工藝污水w02被輸送至本工藝中需要添加水的工藝設(shè)備中，如水重分揀-粉碎裝置a01、調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐c01、廢氣水洗單元u08，被工藝過程使用；廢水儲(chǔ)罐u09中機(jī)械脫水污水w01在外排廢水輸送泵u12泵送下，外排污水w03被輸送至廢水處理單元u13，經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放（達(dá)標(biāo)排放水w04）。

反應(yīng)氣體吸收工藝具體如圖6所示，水熱反應(yīng)單元e01（濕式氧化反應(yīng)）中氧化反應(yīng)產(chǎn)生的水熱單元水熱生成氣g03和水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐u04產(chǎn)生的水泄壓儲(chǔ)罐水熱生成氣g04，在廢氣水洗單元u08中被吸收廢水w05吸收，經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放（達(dá)標(biāo)外排氣g05），吸收氣廢水w06返回廢水儲(chǔ)罐u09中，。

本發(fā)明的有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)還可能存在如下情況：

由圖6和圖11對比可知：在圖11中，含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02排出至球磨裝置a02中再次粉碎、球磨和剪切。而在圖6中，含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02排出至水重分揀-粉碎裝置a01中再次粉碎、球磨和剪切。圖11和圖6的實(shí)施例差異，只是含雜質(zhì)細(xì)泥漿s02排入工藝設(shè)備細(xì)微差異。兩者差異甚微，可視具體情況選擇。

由圖6和圖12對比可知：在圖12中，廢水儲(chǔ)罐u09的機(jī)械脫水污水w01由于含有大量的乙酸，可以作為污水處理廠污水反硝化工藝的碳源，因此就可以直接送至污水處理廠，即廢水儲(chǔ)罐u09外送廢水為去污水處理廠做碳源排放水w07。圖12和圖6的實(shí)施例差異，圖12中的機(jī)械脫水污水w01被送至污水處理廠作為污水反硝化工藝的碳源，主要適合于臨近污水處理廠建設(shè)的或者建設(shè)在污水處理廠內(nèi)的本發(fā)明的有機(jī)固廢處理處置裝置的情況，而圖6的機(jī)械脫水污水w01需要經(jīng)處理后可達(dá)標(biāo)排放，主要適合于遠(yuǎn)離污水處理廠的情況。兩者差異甚微，可視具體情況選擇。

由圖6和圖13對比可知：在圖13中，在圖6所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上設(shè)置有超細(xì)來料預(yù)處理儲(chǔ)罐u14，主要是針對所處理處置的有機(jī)固廢來源單一，來料中不含大雜物且粒徑較為均勻細(xì)致，如建設(shè)在污水處理廠直接處理污水處理廠污泥，在某些情況下就可以省去粉磨工藝，但為了保證設(shè)備可靠運(yùn)行還是需要過濾和剪切工藝，以防止設(shè)備堵塞和損壞。在圖13所示實(shí)施例是在圖6所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，增設(shè)了超細(xì)來料預(yù)處理儲(chǔ)罐u14。兩者差異甚微，可視具體情況選擇。

由圖14和圖15對比可知：圖15所示的實(shí)施例相對于圖14所示的實(shí)施例，省去了“機(jī)械脫水工藝”和“濾液利用與處理工藝”的“濾液處理工藝”部分，其熱水解后產(chǎn)物水熱后泥漿s09做進(jìn)一步處理如消化。目前，市政污泥主要處理方法之一是采用“熱水解+厭氧消化”，本專利的熱水解可作為厭氧消化的預(yù)處理，替代現(xiàn)有罐式熱水解工藝。圖15所示的實(shí)施例是一種優(yōu)選的工藝技術(shù)方案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠長周期穩(wěn)定可靠的對有機(jī)固廢進(jìn)行連續(xù)處理，有效避免堵塞情形的發(fā)生，達(dá)到全資源化，經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益。

以上公開的僅為本發(fā)明的實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

與現(xiàn)有不同技術(shù)比較，特點(diǎn)不同，還是建議分開來表述，雖然啰嗦點(diǎn)但也無妨。此概述的優(yōu)點(diǎn)不足以表述其特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括水重分揀-粉碎裝置和球磨裝置；

其中，所述水重分揀-粉碎裝置包括具有投入口的分揀腔，所述分揀腔的底部具有重物料倉和輕物料倉，該重物料倉具有重物料排放口且該重物料排放口對接有重物料排放管，該重物料排放管與球磨裝置的球磨腔相連通且該重物料排放管的管路上設(shè)置有重物料閥；

所述輕物料倉具有輕物料排放口且該輕物料排放口對接有輕物料排放管，該輕物料排放管與球磨裝置的球磨腔相連通且該輕物料排放管的管路上設(shè)置有輕物料閥；

所述分揀腔對應(yīng)輕物料倉的開口上方設(shè)置有用于阻擋有機(jī)固廢中比重大于水固廢混合漿液的重物料直接落入輕物料倉中的分隔板，該分隔板的下方形成供輕物料進(jìn)入輕物料倉的橫向進(jìn)口；

所述水重分揀-粉碎裝置還包括至少一組用于粉碎輕物料的第二級粉碎單元，至少一組第二級粉碎單元設(shè)置在輕物料倉內(nèi)或者設(shè)置在輕物料排放管的管路上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述分揀腔對應(yīng)投入口設(shè)置有至少一組第一級粉碎單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述分隔板至少包括一段呈向下傾斜設(shè)置的、用于引導(dǎo)重物料滑落入重物料倉的傾斜部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一剪切裝置，該第一剪切裝置用于對通過球磨裝置球磨后的輕物料進(jìn)行剪切。

5.一種有機(jī)固廢預(yù)處理工藝，其特征在于，通過權(quán)利要求1至4所述的有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢進(jìn)行處理，包括以下步驟：

步驟一，向分揀腔內(nèi)注入預(yù)定量的水以使得分揀腔內(nèi)的水位淹沒重物料倉和輕物料倉；

步驟二，通過投入口將有機(jī)固廢投入分揀腔內(nèi)，以使得有機(jī)固廢中比重大于水固廢混合漿液的重物料沉入水中落入重物料倉內(nèi)，比重小于或者等于水固廢混合漿液的輕物料漂浮或者懸浮在水中，實(shí)現(xiàn)輕、重物料的分離；

步驟三，開啟輕物料閥，在流體流動(dòng)的作用下輕物料依次進(jìn)入輕物料倉和輕物料排放管，輕物料在至少一組第二級粉碎單元的粉碎作用下形成初泥漿；

步驟四，初泥漿進(jìn)入球磨裝置內(nèi)進(jìn)行球磨以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)固廢預(yù)處理工藝，其特征在于，還包括步驟五，通過第一剪切裝置接收含雜質(zhì)細(xì)泥漿并對其剪切。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)固廢預(yù)處理工藝，其特征在于，在步驟四中，可選擇地開啟重物料閥以使得重物料倉中的重物料進(jìn)入球磨裝置內(nèi)作為磨料使用。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)固廢預(yù)處理工藝，其特征在于，

在步驟二中，可選擇地開啟位于投入口處的至少一組所述第一級粉碎單元對通過投入口投入的有機(jī)固廢進(jìn)行初步粉碎。

9.一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-4所述的有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、調(diào)質(zhì)系統(tǒng)、泥泥換熱系統(tǒng)和水熱系統(tǒng)；

所述有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)括水重分揀-粉碎裝置和球磨裝置，所述水重分揀-粉碎裝置通過水的浮力將比重大于水固廢混合漿液的重物料、以及比重小于或者等于水固廢混合漿液的輕物料進(jìn)行分離并對輕物料進(jìn)行粉碎以制得初泥漿；所述球磨裝置用于接收初泥漿并對其進(jìn)行球磨以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿；

所述過濾系統(tǒng)包括過濾反沖排污裝置，所述過濾反沖排污裝置用于接收含雜質(zhì)細(xì)泥漿并對其進(jìn)行過濾以分離制得細(xì)泥漿和含高雜質(zhì)泥漿；

所述調(diào)質(zhì)系統(tǒng)包括調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐，該調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐用于接收過濾后的細(xì)泥漿并加水?dāng)嚢枵{(diào)質(zhì)以制得調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿；

所述泥泥換熱系統(tǒng)包括套管式泥泥換熱器，將低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿與高溫的水熱后高溫泥漿分別進(jìn)入套管式泥泥換熱器的兩側(cè)以實(shí)現(xiàn)兩者之間的換熱，使得低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿被加熱以形成水熱前高溫泥漿，同時(shí)使得高溫的水熱后高溫泥漿被降溫以形成帶壓低溫泥漿；

所述水熱系統(tǒng)包括水熱反應(yīng)單元，用于接收水熱前高溫泥漿并在水熱反應(yīng)單元內(nèi)進(jìn)行水熱反應(yīng)以形成水熱后高溫泥漿。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐，該水熱后泥泄壓儲(chǔ)罐用于接收帶壓低溫泥漿經(jīng)過泄壓后得到的水熱后泥漿。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括機(jī)械脫水單元，該機(jī)械脫水單元用于接收水熱后泥漿并對其進(jìn)行脫水。

12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水熱系統(tǒng)還包括加熱器，該加熱器用于控制水熱反應(yīng)單元的反應(yīng)溫度。

13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，所述水熱反應(yīng)單元為濕式氧化反應(yīng)器或者熱水解反應(yīng)器。

14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，所述過濾反沖洗排污裝置與水重分揀-粉碎裝置之間設(shè)置有輸送管路，用于將過濾反沖洗排污裝置中過濾分離的含高雜質(zhì)泥漿排入水重分揀-粉碎裝置內(nèi)。

15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)質(zhì)儲(chǔ)罐與套管式泥泥換熱器之間還設(shè)置有第二剪切裝置，該第二剪切裝置用于對調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿中雜物進(jìn)行剪切。

16.一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理工藝，其特征在于，通過權(quán)利要求9-15所述的有機(jī)固廢連續(xù)處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢進(jìn)行處理，包括如下步驟：

步驟一,通過有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)對有機(jī)固廢進(jìn)行預(yù)處理以制得含雜質(zhì)細(xì)泥漿；

步驟二，通過過濾系統(tǒng)對含雜質(zhì)細(xì)泥漿進(jìn)行過濾以分離制得細(xì)泥漿和含高雜質(zhì)泥漿；

步驟三，通過調(diào)質(zhì)系統(tǒng)對細(xì)泥漿進(jìn)行加水?dāng)嚢枰灾频谜{(diào)質(zhì)細(xì)泥漿；

步驟四，通過泥泥換熱系統(tǒng)將低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿和高溫的水熱后高溫泥漿進(jìn)行換熱，以使得低溫的調(diào)質(zhì)細(xì)泥漿被加熱以形成水熱前高溫泥漿，高溫的水熱后高溫泥漿被降溫以形成帶壓低溫泥漿；

步驟五，通過水熱系統(tǒng)對水熱前高溫泥漿進(jìn)行水熱反應(yīng)以制得水熱后高溫泥漿。

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理工藝，其特征在于，還包括通過水熱后泥泄壓罐接收帶壓低溫泥漿經(jīng)泄壓后得到的水熱后泥漿。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理工藝，其特征在于，還包括通過機(jī)械脫水單元接收水熱后泥漿并對其進(jìn)行脫水處理后外排。

19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)，其特征在于，在步驟二中過濾分離的含高雜質(zhì)泥漿重新排入有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)內(nèi)再次進(jìn)行預(yù)處理。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)和工藝、以及對應(yīng)的有機(jī)固廢連續(xù)水熱處理系統(tǒng)和工藝，包括水重分揀?粉碎裝置和球磨裝置；該水重分揀?粉碎裝置包括分揀腔和第二級粉碎單元，通過分揀腔能夠?qū)崿F(xiàn)輕、重物料的分離，該第二級粉碎單元對輕物料進(jìn)行粉碎以制得初泥漿，該球磨裝置接收初泥漿并進(jìn)行球磨以制得含雜質(zhì)泥漿，其中，分揀腔分離的重物料能夠進(jìn)入球磨裝置內(nèi)作為磨料使用。本發(fā)明的有機(jī)固廢預(yù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于輕、重物料分離并重物料廢物利用，以及將有機(jī)固廢細(xì)化均化和流態(tài)化，可實(shí)現(xiàn)有機(jī)固廢協(xié)同、高效和連續(xù)水熱處理，并有效防止連續(xù)水熱工藝堵塞等，充分回收工藝過程熱能，且產(chǎn)物可資源化利用，獲得顯著的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：孟繼安;鐘達(dá)文

受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2020.03.09

技術(shù)公布日：2020.06.30