CN114506985B - 有机固废水热反应处理系统及其处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种有机固废水热反应处理系统及其处理工艺，包括原泥储罐单元、换热反应单元、反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和污泥泵；采用反应泥压力储罐单元储存水热反应后污泥，可利用自身压力进行反应泥脱水而无需泵送，同时联合压缩空气单元可快捷建立和调控系统水热反应压力；采用带压机械脱水单元和带压滤液储罐单元的功能联合，可将带压滤液存储在带压滤液储罐中，并利用带压滤液储罐存储的压力能将滤液回注对原泥进行调质和余热回收，在获得显著节能的同时明显提高了系统长期运行稳定可靠性，而且还具有系统紧凑、全自动测控、系统启停简便、现场整洁环保和污泥处理产物处置多样性的特点。
Description
技术领域
本申请涉及有机固废处理技术领域，特别涉及一种有机固废水热反应处理系统及其处理工艺。
背景技术
伴随城镇化率的不断提升和生态文明建设的持续推进，有机固废，比如市政污泥、厨余垃圾、粪便等排放量持续攀升，目前干化、焚烧、消化和堆肥等有机固废的处理技术略有不足，无法适应低碳、低成本以及资源化的迫切需求。其中，水热反应技术，包括湿式氧化技术和热水解技术，通过高温高压使得有机固废的细胞壁破壁，大分子有机物水解反应成小分子有机酸，反应后污泥易于实现固液分离等优点而越来越受到重视。但是，相关技术中有机固废的水热处理技术，多数是批次处理，难以充分实现工艺过程的热量回收，处理能耗和处理成本还有待于进一步降低；多数在处理工艺过程中需要人工干预，如板框脱水过程，难以实现全自动化，特别是污泥处理过程工作环境比较差的情况下，更需要无人化和全自动化操控。
相关技术中，一种反应泥压力储罐单元技术方案，将水热反应后污泥储存在反应泥压力储罐单元中并在罐中经一段时间停留后被分层，上层液相为含固率低的上清液，而下层为含固率高的反应后污泥，直接将上清液作为原泥的调质工艺，使得工艺污水能够实现利用其压力能和部分余热(节能)的目的，但在反应泥压力储罐单元中的水热反应后污泥的含固率比较高时，以及根据处置需求降低反应率时，上清液的含固率比较高，这容易引起控制执行部件(阀门)部分被堵塞，也就使得工艺污水产生较大流量波动，结果是使得工艺稳定性变差，以及长期使用还会使得控制执行部件(阀门)被冲刷磨损，工艺可靠性降低。
相关技术中还公开了反应后污泥经过机械压滤脱水的工艺，将污水储存在储水箱后再作为工艺污水经泵送至原泥中对原泥进行调质的技术方案，或者反应后污泥经过机械压滤脱水的工艺，将污水在经污水处理后储存在储水箱后，再作为工艺污水经泵送至原泥中对原泥进行调质的技术方案，虽然这样克服了前述控制执行部件(阀门)部分被堵塞的问题，但其反应泥压力储罐单元中储存的压力和余热能没有充分利用，以及经泵送的工艺污水不能利用某些反应气(如CO2)和有机酸等对原泥进行调质改性以改善调质泥的输送和抗结垢防堵塞的特性，即该工艺难以两全。因此，上述问题已成为污泥水热反应处理技术亟待解决的问题，如果能克服上述不足，以提高有机固废水热处理工艺的稳定性和可靠性，并一定程度上降低工艺能耗，将有力促进污泥行业低碳、低成本、高质量运营。
发明内容
本申请提供一种有机固废水热反应处理系统及其处理工艺，以解决如何提高有机固废水热处理工艺的稳定性可靠性，并一定程度上降低工艺能耗等问题。
本申请第一方面实施例提供一种有机固废水热反应处理系统，包括：原泥储罐单元、换热反应单元、反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和污泥泵等；其中，所述原泥储罐单元包括原泥储罐，所述原泥储罐用于存储原泥，所述原泥储罐底部连接所述污泥泵，所述污泥泵用于泵送所述原泥；所述换热反应单元包括换热器、反应器和加热器，所述换热器用于对原泥与调质添加滤液混合形成的调质污泥进行加热升温，所述加热器对经所述换热器加热后的调质污泥进行补充加热，使得所述污泥的温度满足水热反应条件，在所述反应器内发生水热反应生成水热反应后热污泥，而后所述水热反应后热污泥在所述换热器内与调质污泥进行热交换，使得所述水热反应后热污泥进行冷却降温形成水热反应后冷却污泥；所述反应泥压力储罐单元包括反应泥压力储罐、设置在所述反应泥压力储罐上用于调控反应泥压力储罐内压力的反应泥压力储罐排气阀和反应泥压力储罐加气阀，其中，所述反应泥压力储罐连接所述换热器，用于存储水热反应后冷却污泥和反应气，且在所述反应泥压力储罐中反应气与所述水热反应后冷却污泥在重力作用下分离，所述反应气位于所述反应泥压力储罐的上部，所述水热反应后冷却污泥位于所述反应泥压力储罐的下部；所述反应泥压力储罐单元通过所述反应泥压力储罐排气阀控制向反应泥压力储罐外排出反应气，通过反应泥压力储罐加气阀控制向反应泥压力储罐内添加压缩空气，调控所述反应泥压力储罐内的压力，使得所述反应器内的压力保持在设定范围；所述带压机械脱水单元包括带压机械脱水装置，所述带压机械脱水装置连接所述反应泥压力储罐，用于对所述水热反应后冷却污泥进行脱水处理，并产生带压滤液，所述带压滤液包含可供利用的余压能和余热能；所述带压滤液储罐单元包括带压滤液储罐、带压滤液储罐排气阀和带压滤液储罐加气阀，其中，所述带压滤液储罐用于存储所述带压滤液，通过所述带压滤液的压力作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，或者，通过所述带压滤液的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为污水处理厂的反硝化碳源或进行污水处理后排放；所述带压滤液储罐单元通过所述带压滤液储罐排气阀控制带压滤液储罐向外排出反应气，通过所述带压滤液储罐加气阀控制向带压滤液储罐内添加压缩空气，调控所述带压滤液储罐内的压力，并通过所述调质添加滤液阀调控所述调质添加滤液的流量。
进一步地，所述反应泥压力储罐与所述带压机械脱水装置为串联连接或者并联连接，其中，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为串联连接时，反应泥压力储罐接受来自换热器的水热反应后冷却污泥然后经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离；反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为并联连接时，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置可以分别单独或者共同接受来自换热器的水热反应后冷却污泥，水热反应后冷却污泥经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离。
进一步地，还包括：压缩空气单元，用于给所述反应泥压力储罐和所述带压滤液储罐补充压缩空气，在系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
进一步地，所述原泥储罐与所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元连通，将所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元的带压气体引入所述原泥储罐中，并设置相应的进气和排气阀门，以利用反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐的排放气体的余压能用于辅助原泥的输送，便于原泥的过滤和系统压力调节。
进一步地，所述换热器内设置有冷污泥流道、热污泥流道，所述反应器内设置有反应流道，其中，所述冷污泥流道用于所述调质污泥流动换热，使得所述调质污泥在所述换热器内加热升温；所述热污泥流道用于水热反应后热污泥流动换热，使得水热反应后热污泥冷却降温；所述反应流道用于污泥进行流动水热反应。
进一步地，所述反应泥压力储罐单元还包括：反应泥压力储罐安全阀，用于在所述反应泥压力储罐的实际压力超过所述反应泥压力储罐的安全阈值时执行保护动作。
进一步地，所述带压滤液储罐单元还包括：带压滤液储罐安全阀，用于在所述带压滤液储罐的实际压力超过所述带压滤液储罐的安全阈值时执行保护动作。
进一步地，还包括：供氧或供碱单元，所述供氧或供碱单元包括用于提供氧化剂的供氧装置、连接在污泥管路上且与所述供氧装置连接的用于向污泥中添加氧化剂的混合器，在所述混合器中添加的氧化剂与污泥混合后参与湿式氧化反应。
进一步地，还包括：供氧或供碱单元，所述供氧或供碱单元包括用于提供碱液的供碱装置、连接在污泥管路上且与所述供碱装置连接的用于向污泥中添加碱液的混合器，在混合器中添加的碱液与污泥混合后参与热水解反应。
进一步地，其中，所述混合器设置在所述换热器与反应器之间的污泥管路上；和/或，设置在所述换热器之前的污泥管路上或所述调质添加滤液管路上，用于向污泥中添加氧化剂或者碱液，并将添加的氧化剂或者碱液与污泥进行混合；和/或，设置在流出反应器之后和进入换热器之前的污泥管路上；和/或，设置在所述换热器与所述反应泥压力储罐之间的污泥管路上，用于向污泥中添加碱液并将添加的碱液与污泥进行混合。
进一步地，当碱液添加位置位于换热器之前时，所述混合器可以采用所述污泥泵替代。
进一步地，还包括：外辅设备，所述外辅设备包括剪切破碎机、过滤器、干泥料仓，其中，所述剪切破碎机和过滤器设置在原泥管线上和/或调质泥管线上，分别用于原泥和/或调质泥的剪切破碎和过滤，所述干泥料仓用于储存脱水后有机固体产物。
本申请第二方面实施例提供一种有机固废水热反应处理工艺，所述工艺应用于上述实施例所述的有机固废水热反应处理系统，包括以下步骤：将原泥与调质添加滤液混合形成调质污泥；在换热反应单元的换热器中对所述调质污泥进行加热升温，通过加热器补充加热使得所述调质污泥的温度满足水热反应条件，在所述反应器内发生水热反应；对所述调质污泥与水热反应后热污泥进行热交换，使得所述水热反应后热污泥进行冷却降温，并存储水热反应后冷却污泥；对所述水热反应后冷却污泥进行脱水处理产生带压滤液，其中，所述带压滤液包含余压能和余热能，通过压力作用将部分带压调质添加滤液输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，或者，通过所述带压滤液的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压调质添加滤液输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为反硝化碳源或进行污水处理。
进一步地，还包括：在原泥或调质泥中添加氧化剂或者碱液，使得所述水热反应处理工艺为湿式氧化工艺或者碱性热水解工艺。
进一步地，还包括：给所述反应泥压力储罐和所述带压滤液储罐补充压缩空气，在系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
进一步地，所述原泥储罐与所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元连通，并设置相应的进气和排气阀门，以利用反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐的排放气体的余压能用于辅助原泥的输送，便于原泥的过滤和系统压力调节。
由此，本申请至少具有如下有益效果：
通过换热反应单元等，采用连续水热反应，不仅实现了污泥的稳定化、减量化和无害化，而且深度回收了过程热量，节能效果显著；联合采用反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和压缩空气单元等，不仅易于实现系统内压力的建立和精准调控，避免了现有技术添加到原泥中以改善污泥流动和换热特性的污水的较大流量波动，显著提高处理工艺的稳定可靠性；而且可将压力能转化为流体的输送动力无需另行泵送或者减少泵送功耗(利用滤液的余压能)，同时在滤液回注原泥调质过程中将滤液余热进一步深度回收(利用滤液的余热能)，大幅减少工艺能耗；以及由于整个系统为完全的连续性运行工艺，非现有工艺的批次型运行或者部分功能单元批次运行，因此系统中的装备和部件都可以全自动化控制运行，以及小型化、集成化，大幅节省空间。由此，解决了如何提高有机固废水热处理工艺的稳定性可靠性，并一定程度上进一步降低工艺能耗等技术问题。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施例提供的一种有机固废湿式氧化处理系统的原理结构示意图一；
图2是本申请实施例提供的一种有机固废湿式氧化处理系统的原理结构示意图二；
图3是本申请实施例提供的一种有机固废湿式氧化处理系统的原理结构示意图三；
图4是本申请实施例提供的一种有机固废湿式氧化处理系统的原理结构示意图四；
图5是本申请实施例提供的一种有机固废湿式氧化处理系统的原理结构示意图五；
图6是本申请实施例提供的一种有机固废热水解处理系统的原理结构示意图一；
图7是本申请实施例提供的一种有机固废热水解处理系统的原理结构示意图二；
图8是本申请实施例提供的一种有机固废热水解处理系统的原理结构示意图三；
图9是本申请实施例提供的一种有机固废热水解处理系统的原理结构示意图四；
图10是本申请实施例提供的一种有机固废热水解处理系统的原理结构示意图五；
图11是本申请实施例提供的一种有机固废热水解处理系统的原理结构示意图六；
图12是本申请实施例提供的一种有机固废水热处理工艺的框形流程示意图一；
图13是本申请实施例提供的一种有机固废水热处理工艺的框形流程示意图二；
图14是本申请实施例提供的一种有机固废水热处理工艺的框形流程示意图三；
图15是本申请实施例提供的一种有机固废水热处理工艺的框形流程示意图四；
图16是本申请实施例提供的一种有机固废水热处理工艺的框形流程示意图五
图17为根据本申请实施例提供的一种有机固废水热反应处理工艺的流程图；
附图标记说明：U1、原泥储罐单元；U2、换热反应单元；U3、反应泥压力储罐单元；U4、带压机械脱水单元；U5、带压滤液储罐单元；U6、压缩空气单元；U7、污泥泵；U8、供氧或供碱单元；U9、外辅设备；U11、原泥储罐；U1V1、原泥阀；U1V3、原泥储罐安全阀；U1L1、原泥储罐液位计；U21、换热器；U22、反应器；U23、加热器；U31、反应泥压力储罐；U3V1、反应泥压力储罐排气阀；U3V2、反应泥压力储罐加气阀；U3V3、反应泥压力储罐安全阀；U3V4、水热反应后罐储污泥阀；U3L1、反应泥压力储罐液位计；U41、带压机械脱水装置；U4V1、带压机械脱水单元分离液调控阀；U51、带压滤液储罐；U5V1、带压滤液储罐排气阀；U5V2、带压滤液储罐加气阀；U5V3、带压滤液储罐安全阀；U5V4、调质添加滤液阀；U5V5、带压滤液储罐滤液阀；U5L1、带压滤液储罐液位计；U71、增压滤液泵；U81、供氧装置；U82、碱液装置；U83、混合器；U91、过滤器；U92、剪切破碎机；U93、干泥料仓；OSW、有机固废泥；OSP、有机固体产物；S1、原泥；S2、调质污泥；S3、水热反应前热污泥；S4、水热反应后热污泥；S5、水热反应后冷却污泥；S6、水热反应后罐储污泥；W1、带压滤液；W2、调质添加滤液；W3、排放滤液；A1、氧化剂；A2、碱液；G1、压缩空气；G11、去往反应泥压力储罐单元的压缩空气；G12、去往带压滤液储罐单元的压缩空气；G2、混合反应气；G21、反应泥压力储罐反应气；G22、带压滤液储罐反应气。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
为了克服背景技术的问题，本申请实施例提供有机固废水热反应处理系统及其处理工艺。为了表述简洁，后文以市政污泥(简称为污泥)的水热处理为例，也不失一般性，同样适用于其它有机固废的水热处理。
待处理的原泥储存于原泥储罐内，通过在换热反应单元进口前的污泥泵中加入一定量的调质添加滤液，原泥和调质添加滤液进行混合后形成调质污泥后进入换热反应单元，调质污泥在换热反应单元的换热器中与水热反应后热污泥进行换热，被加热升温形成水热反应前热污泥，而后进入后序的换热反应单元的反应器；在进入换热反应单元的反应器前，根据污泥处置出路的要求，如果采用湿式氧化工艺，则在换热反应单元的反应器前或换热反应单元的换热器前设置混合器加入氧化剂(如富氧空气或纯氧等)，水热反应前热污泥和氧化剂混合后进入反应器中进行湿式氧化反应；如果采用热水解工艺，则在换热反应单元的反应器前或换热器前设置混合器加入碱液(或不加碱液)，污泥和碱液混合后进入换热反应单元中进行水解反应；水热反应后热污泥流出换热反应单元的反应器，进入换热反应单元的换热器中与调质污泥进行换热被冷却降温，从而实现工艺过程热量的深度回收，提高工艺经济性；水热反应后冷却污泥排入反应泥压力储罐单元中，从而在反应泥压力储罐单元中储存余压和余热，反应泥压力储罐单元中压力的储存可以方便的调控换热反应单元中的压力，使得换热反应单元中的污泥始终处于液相环境，一方面可减少反应泥进入反应泥压力储罐单元的压力调节阀的压力调节范围和幅度，提高该调节阀的寿命和工艺稳定可靠性，另一方面可将该压力能用于后续的反应泥脱水工艺中(作为后续水热反应后污泥脱水输送动力)，减少水热反应后污泥脱水输送用污泥泵的购置和运行成本；水热反应后污泥在压力的推动下进入带压机械脱水单元进行固液分离，此处的带压机械脱水单元为封闭式连续型带压机械脱水单元，即固液分离后的滤液带有压力进入带压滤液储罐单元中，脱水后有机固体产物进入干泥料仓进行储存；带压滤液储罐单元存储的压力能可为调质添加滤液的输送提供动力，进一步减少工艺的能耗。由于调质添加滤液总含固率较低，通常小于5‰，故不会产生现有技术存在的因调质添加滤液含固率高等原因堵塞其流量调控阀门而使得调质添加滤液的流量出现大幅波动，显著提高了工艺系统的稳定可靠性，同时对于湿式氧化和不加碱液的热水解处理工艺还将机械脱水滤液中的小分子有机酸(如乙酸)和部分气体(如CO2)等附带在调质添加滤液中以改善调质泥流动和抗垢防堵塞特性。
因此，上述工艺过程和污泥处理系统及工艺，通过换热反应单元等，采用连续水热反应工艺，不仅实现了污泥的稳定化、减量化和无害化，而且深度回收了工艺过程热量，节能效果显著；联合采用反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和压缩空气单元等，不仅易于实现系统内压力的建立和精准调控，避免了现有技术添加到原泥中以改善污泥流动和换热特性的工艺污水的较大流量波动，显著提高了处理工艺的稳定可靠性；而且可将水热反应后剩余压力能转化为流体的输送动力无需另行泵送(即余压能被利用，其中在该工艺过程中余压能被两次利用，第一次是反应泥压力储罐储存的反应泥具有一定的压力(余压)，可以直接靠自身压力输送至机械脱水而无需泵送，第二次是带压滤液储罐储存的滤液还具有一定的压力，也可以直接靠自身压力输送至原泥中或者靠自身压力外加少量的泵送输送至原泥中对原泥进行调质)，同时在滤液回注原泥调质过程中将滤液余热深度回收(即由于滤液的温度高于原泥，将滤液添加至原泥中使得调质污泥的温度高于原泥的温度，因而可减少调质污泥加热至水热反应温度所需的热能，即滤液的余热能被利用)，从而因余压能和余热能被充分利用而大幅减少工艺能耗；以及由于整个系统为完全的连续性运行工艺，非现有工艺的批次型运行或者部分功能单元批次运行，因此系统中的装备和部件都可以全自动化控制运行，以及小型化、集成化，大幅节省空间。
下面将参考附图描述本申请实施例的有机固废水热反应处理系统及其处理工艺。
有机固废水热反应处理系统，包括一种有机固废湿式氧化处理系统和一种有机固废热水解处理系统，后文将分别描述。本申请的一种有机固废水热反应处理系统，主要是针对有机固废连续型水热反应处理，有机固废需要为泥状或者浆状以便输送，为了描述简明，称其为“有机固废泥”或者“污泥”。污泥水热反应包括湿式氧化和热水解，是在高温高压条件下，一般温度为150-370℃，压力为0.5-20MPa，使得有机固废泥的细胞壁破壁易于脱水实现减量化，同时大分子有机物水解或者氧化反应成小分子有机酸等实现稳定化和无害化，因此，常温污泥需要加热到水热反应要求的温度，而污泥水热反应后还需要降温，在此先加热再降温过程中可采用换热器回收工艺过程的热能达到显著节能的目的。为了描述简明，在无特指情况下，在换热器的冷污泥与热污泥换热过程中，可将在换热中被加热升温然后进入反应器进行水热反应的污泥称其为“水热反应前热污泥”，而将从反应器流出进入换热器在换热器中被冷却降温的污泥称其为“水热反应后热污泥”；将待处理的有机固废泥称其为“原泥”，将发生水热反应前经添加调质添加滤液/水的污泥称其为“调质污泥”，将从换热器流出进入反应泥压力储罐的污泥称为“水热反应后冷却污泥”，将反应泥压力储罐中经过气相、液相、固相分离而位于反应泥压力储罐下部的污泥称其为“水热反应后罐储污泥”，而将水热反应后污泥称其为“反应后污泥”或者“反应泥”。
如图1所示，有机固废湿式氧化处理系统，主要包括原泥储罐单元U1、换热反应单元U2、反应泥压力储罐单元U3、带压机械脱水单元U4、带压滤液储罐单元U5、污泥泵U7。
其中，原泥储罐单元U1，包括原泥储罐U11，原泥储罐U11用以存储原泥，原泥储罐U11底部连接污泥泵U7，污泥泵U7泵送原泥S1实现后续的污泥处理。原泥储罐单元U1，包括原泥阀U1V1和原泥储罐液位计U1L1，原泥储罐U11下部设置有用于调控原泥S1流量的原泥阀U1V1，原泥储罐U11上设置有用于监测储罐内液位的原泥储罐液位计U1L1和超压保护的原泥储罐安全阀U1V3。其中，原泥储罐安全阀U1V3用于在原泥储罐的实际压力超过原泥储罐的安全阈值时执行保护动作，即超压保护，原泥储罐的安全阈值可以具体标定，对此不作具体限定。
换热反应单元U2，包括用于调质污泥与水热反应后热污泥进行热交换的换热器U21、用于高温高压污泥进行水热反应的反应器U22和用于给污泥为达到一定水热反应温度而根据需要补充热量的加热器U23；换热器U21内设置有供调质污泥流动换热的冷污泥流道即和水热反应后热污泥流动换热的热污泥流道，即在换热器U21内调质污泥被加热升温，而水热反应后热污泥被冷却降温；反应器U22内设置有污泥进行流动水热反应的反应流道。
反应泥压力储罐单元U3，包括用于存储反应后污泥的反应泥压力储罐U31，反应泥压力储罐U31连接换热器U21用于接收存储来自换热器U21的水热反应后冷却污泥，在重力的作用下水热反应后冷却污泥中的气相即反应泥压力储罐反应气G21与固液相即水热反应后罐储污泥S6在反应泥压力储罐U31内进行分离，反应泥压力储罐反应气G21位于反应泥压力储罐U31的上部，固液相即水热反应后罐储污泥S6位于反应泥压力储罐U31的下部。
反应泥压力储罐单元U3，还包括设置在反应泥压力储罐U31上，用于调控反应泥压力储罐U31内压力的反应泥压力储罐排气阀U3V1、反应泥压力储罐加气阀U3V2和反应泥压力储罐安全阀U3V3，通过反应泥压力储罐排气阀U3V1控制向反应泥压力储罐U31外排出反应气和通过反应泥压力储罐加气阀U3V2控制向反应泥压力储罐U31内添加压缩空气，来调控反应泥压力储罐U31内的压力，进而调控系统的压力，主要是调控反应器U22内的反应压力保持在设定范围；反应泥压力储罐安全阀U3V3用于反应泥压力储罐U31的超压保护，保证系统的安全性。反应泥压力储罐单元U3，还包括水热反应后罐储污泥阀U3V4和反应泥压力储罐液位计U3L1，反应泥压力储罐U31下部设置有用于调控水热反应后罐储污泥S6流量的水热反应后罐储污泥阀U3V4；反应泥压力储罐U31上设置有用于监测储罐内反应泥液位的反应泥压力储罐液位计U3L1，便于调控系统的运行参数。其中，反应泥压力储罐安全阀U3V3用于在反应泥压力储罐的实际压力超过反应泥压力储罐的安全阈值时执行保护动作，即超压保护，反应泥压力储罐的安全阈值可以具体标定，对此不作具体限定。
带压机械脱水单元U4，包括带压机械脱水装置U41，带压机械脱水装置U41连接反应泥压力储罐U31，用于接收来自反应泥压力储罐U31的水热反应后罐储污泥S6(也即反应后冷却污泥)并对其进行脱水，也就是，由换热器冷却后的反应后冷却污泥具有一定的剩余压力，利用其自身压力进行脱水可以利用其余压能以达到节能降耗和简化工艺流程的效果；该带压机械脱水单元脱水后的滤液即带压滤液W1带有压力而非大气压，带压滤液W1在自身压力的作用下输送至带压滤液储罐单元U5中储存，带压滤液W1所包含的余压能和余热能同时储存在带压滤液储罐单元U5中。也就是，带压滤液W1存在一定的剩余压力，可以利用其用于后续过程(如添加至原泥中)的输送，即带压滤液W1的余压能被储存在带压滤液储罐单元U5中可被后续工艺规程利用；以及，带压滤液W1的温度高于原泥，将带压滤液W1添加至原泥中一方面是对原泥进行改性，另一方面提升原泥的温度使得调质污泥加热到水热反应温度所需热能减少，以达到节能降耗的目的，及带压滤液W1所包含的余热能被储存在带压滤液储罐单元U5中可被后续工艺规程利用。另外，带压机械脱水单元U4，包括带压机械脱水单元分离液调控阀U4V1，在带压机械脱水单元U4的带压滤液W1管线上设置有带压机械脱水单元分离液调控阀U4V1用于调控带压机械脱水装置前后两端的压差。
带压滤液储罐单元U5，包括用于存储带压滤液的带压滤液储罐U51，带压滤液储罐U51连接带压机械脱水单元U4，用于接收、存储带压机械脱水单元U5脱出的带压滤液W1，在带压滤液储罐单元U5内压力的作用下将部分带压滤液W1(即调质添加滤液W2)输送至污泥泵U7中或污泥泵U7进口之前的原泥S1中，或者，通过所述带压滤液W1的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压调质添加滤液W2输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥S1进行调质改性；剩余滤液(即排放滤液W3)可返回污水处理厂处理或者作为反硝化的碳源，或可进行污水处理达标后排放。
带压滤液储罐单元U5，还包括设置在带压滤液储罐U51上的带压滤液储罐排气阀U5V1、带压滤液储罐加气阀U5V2、带压滤液储罐安全阀U5V3和调质添加滤液阀U5V4。通过带压滤液储罐排气阀U5V1控制带压滤液储罐U51向外排出反应气和通过带压滤液储罐加气阀U5V2控制向带压滤液储罐U51内添加压缩空气，来调控带压滤液储罐U51内的压力；通过调质添加滤液阀U5V4调控调质添加滤液W2的流量，带压滤液储罐安全阀U5V3用于带压滤液储罐U51的超压保护，保证系统的安全性。带压滤液储罐单元U5，还包括带压滤液储罐滤液阀U5V5和带压滤液储罐液位计U5L1，带压滤液储罐U51下部设置有用于调控排放滤液W3流量的带压滤液储罐滤液阀U5V5，带压滤液储罐U51上设置有用于监测储罐内滤液液位的带压滤液储罐液位计U5L1。其中，带压滤液储罐安全阀用于在带压滤液储罐的实际压力超过带压滤液储罐的安全阈值时执行保护动作，即超压保护，带压滤液储罐的安全阈可以具体标定，对此不作具体限定。
在本实施例中，如图1所示，有机固废湿式氧化处理系统还包括：将原泥储罐U11与反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51连通，将反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51的带压气体引入原泥储罐U11中，并设置相应的进气和排气阀门以及安全阀(为了简明起见未标注附图标记)，这样使得将反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51的排放气体的余压能利用起来，用于辅助原泥的输送即减少污泥泵U7的输送功耗，同时也便于原泥的过滤和系统压力调节。也可以不将原泥储罐U11与反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51连通，如后续的图4所示的实施例。两者各有优缺点，前者可以利用部分排出带压气体的余压能，但系统相对复杂一些，可根据情况选用。
在本实施例中，如图1所示，有机固废湿式氧化处理系统还包括：压缩空气单元U6、供氧或供碱单元U8，此外根据需要选择性设置外辅设备U9。
具体地，压缩空气单元U6，用于给反应泥压力储罐U31和带压滤液储罐U51补充压缩空气，用以系统启动前建立系统压力和运行过程中调控系统压力。
供氧或供碱单元U8，包括用以提供氧化剂(如富氧空气或纯氧等)的供氧装置U81、连接在污泥管路上且与供氧装置U81连接的用于向污泥中添加氧化剂A1的混合器U83，在混合器U83中添加的氧化剂A1与污泥混合然后参与后续的湿式氧化反应。
外辅设备U9，包括根据需要设置的过滤器U91、剪切破碎机U92、干泥料仓U93，过滤器U91、剪切破碎机U92设置在原泥管线上和/或调质泥管线上，一般是污泥泵U7之前的原泥管线上，分别用于原泥和/或调质泥的剪切破碎和过滤，便于后续污泥的处理处置；干泥料仓U93用于储存脱水后有机固体产物OSP。外辅设备U9可根据需要选取。
下面将结合图1对有机固废湿式氧化处理系统的结构及原理进行详细阐述，具体如下：
如图1所示，外来或厂内高含固率的有机固废泥OSW存储于原泥储罐单元U1的原泥储罐U11中，通过污泥泵U7将来自原泥储罐U11的原泥S1与来自于带压滤液储罐单元U5的带压滤液储罐U51中的调质添加滤液W2按照一定比例进行混合，制得调质污泥S2，调质污泥S2的流动性相比OSW有明显的提高。合理选择在原泥S1中注入一定比例的调质添加滤液W2，可减少污泥泵U7的功耗和后续污泥水热反应处理工序的能耗，这是因为如果有机固废泥OSW的含固率比较高，如外原泥的含固率在20％左右(对应含水率在80％左右)，这种高含固率的污泥流动性太差泵送困难，需要加入一定量的水来降低含固率，降低其污泥粘度，但加入的水也不宜过多，避免输送泵功耗和后续加热能耗的增加。一般进入换热反应单元U2的污泥的含固率应控制在15％至5％之间，优选范围12％至8％。在有机固废泥OSW(原泥S1)中注入调质添加滤液W2的比例，与有机固废OSW中原有含固率和含有机质组分及比例有关。如果有机固废泥OSW直接来自临近污水处理厂内而无需外运，则有机固废泥OSW的含固率可以适当降低，从而可以节省前序污泥脱水的能耗，此时有机固废泥OSW的流动性相对较好，则可少量在有机固废泥OSW中加入调质添加滤液W2以提高抗垢防堵塞性能。
有机固废泥OSW(原泥)可选择地经过过滤器U91和/或剪切破碎机U92对污泥中大颗粒物料和长纤维物料进行细化和均质，若来料均匀、粒径细小，如直接来自污水处理厂的污泥，则可不设置剪切破碎机和/或过滤器(如图2所示)。细化和均质的污泥有利于后续的处理以及资源化利用。通常，设置过滤器特别有利于保护污泥泵，以防污泥中偶尔出现的大杂物损坏污泥泵，以及防止堵塞后续的工艺设备(如换热反应器)和管线。过滤器U91和/或剪切破碎机U92一般是设置在原泥管线上，可以是原泥储罐之前的原泥管线也可以是原泥储罐与污泥泵之间的原泥管线，主要用于保护污泥泵，当然也是对后续设备和管线的保护。如果需要，也可以同时在原泥管线和调质泥管线上设置多个过滤器U91和/或剪切破碎机U92，以保护后续工艺设备和管线不被堵塞，如图4所示(设置了3个过滤器U91)。
如图1所示，调质污泥S2将流入换热反应单元U2中，在换热器U21中进行自换热，即反应前冷的调质污泥与水热反应后热污泥换热使得反应前冷的调质污泥升温，而水热反应后热污泥降温以回收工艺过程中的热能，在反应器U22中发生湿式氧化反应以实现污泥细胞壁破壁析出胞间水和污泥中有机物的降解。
如图1所示，调质污泥S2流入换热器U21中，在换热器U21通过热交换被加热，调质污泥S2被加热升温后流出换热器U21，称为水热反应前热污泥S3。水热反应前热污泥S3与氧化剂A1在混合器U83中混合，而后进入反应器U22，在反应器U22中进行湿式氧化反应，在高温高压和有氧气条件下可使得有机固废泥的细胞壁破壁析出胞间水，大分子有机物发生水解和氧化反应成为小分子有机酸和CO2等。反应器U22内设置有加热器U23，用于在需要补充热量时对污泥进行加热，使其达到要求的反应温度，即调控水热反应的温度。水热反应前热污泥S3在反应器U22中发生水热反应(湿式氧化反应)后流出反应器U22称为水热反应后热污泥S4。水热反应后热污泥S4为三相物流，其中气相的反应气包括反应生成的CO2和未反应完全的O2和N2等，固相包括未被氧化的纤维素、破壁的细胞壁、砂粒等，液相包括破壁后的胞间水和溶于水的小分子有机酸及溶于液相的酸性气体等，然后水热反应后热污泥S4流入换热器U21中与冷的调质污泥进行热交换而降温，降温后称为水热反应后冷却污泥S5，再排入反应泥压力储罐U31中存储。
在反应泥压力储罐单元U3的反应泥压力储罐U31中，反应气与泥水在重力的作用下分离分层，上部为气相的反应气，反应气主要为CO2、O2和N2等，经反应泥压力储罐U31上部设置的反应泥压力储罐排气阀U3V1排出，下部为固液相混合物的反应后污泥即水热反应后罐储污泥S6，在反应泥压力罐储U31内压力的作用下，经反应泥压力储罐U31下部排出至封闭式连续型带压机械脱水单元U4进行脱水分离出固相和液相。因此，本申请实施例一方面解决了现有技术之一中要求在罐内澄清出上清液，该上清液容易造成其流量波动甚至控制部件堵塞而引起处理稳定可靠性降低的问题，本申请实施例的系统中无需固液相在罐内澄清，而是通过后续机械压滤装置分离液相与固相，因而处理工艺稳定可靠性更佳；另一方面，也正是本申请实施例的系统中无需固液相在罐内进行澄清，因而反应泥压力储罐U31的容积可以明显减小、结构也更为简单，系统也就更为紧凑，特别是地下污水厂的污泥处理对紧凑性有要求时，其优点更为突出。
在反应泥压力储罐U31上连接有反应泥压力储罐排气阀U3V1和反应气排放管道，反应气经处理后达标排放，调控反应泥压力储罐排气阀U3V1即可调控反应泥压力储罐U31中的压力，压力调控也十分简便可靠而且快速；同时，在反应泥压力储罐U31上连接有反应泥压力储罐加气阀U3V2，当反应泥压力储罐U31中的压力不足时向反应泥压力储罐U31中注入压缩空气，以保证/控制反应泥压力储罐U31中的压力在合适的范围。另外，在系统启运时建立系统的压力，也需要通过反应泥压力储罐加气阀U3V2向反应泥压力储罐U31中注入压缩空气以获得系统启运需要的压力，而且调控十分便利快捷可靠，特别是在系统启停过程中可以做到启停简便快捷。此外，为了保证反应泥压力储罐U31的安全不超压，在反应泥压力储罐U31上设置有反应泥压力储罐安全阀U3V3。反应泥压力储罐U31中的设计压力，是由湿式氧化反应条件决定的，可由反应泥压力储罐排气阀U3V1和反应泥压力储罐加气阀U3V2以及反应泥压力储罐安全阀U3V3联合或单独调控，并由此调控包括反应器U22在内的系统压力。
流出换热反应单元的换热器U21的水热反应后冷却污泥的压力一般在1.8-5.4MPa，相关技术中是将反应污泥直接排入闪蒸罐内进行闪蒸，一般闪蒸压力靠排入闪蒸罐的反应泥管路上设置的阀门调控，然而由于排出压力(压差)较大，很容易造成阀门损坏，原因是减压的压差大而且反应泥中含有大量的沙子类的颗粒物容易造成阀门磨损等，严重时甚至几天就要更换阀门，如果换热效果差而闪蒸温度高的话，调控阀门会损坏更快，寿命更短；而且如果反应气和反应泥因温度过高也无法进行后序工艺(如脱水)，还需要再冷却，其余热热能未被回收反而被浪费。而采用反应泥压力储罐单元工艺，可不需要通过反应泥调节阀门的节流来调控系统压力，而是主要通过调控反应泥压力储罐单元上设置的气体调节阀门，即反应泥压力储罐排气阀U3V1和反应泥压力储罐加气阀U3V2以及反应泥压力储罐安全阀U3V3，以控制排放气体流量和添加气体流量来调控系统压力，如此调控阀门的可靠性和寿命大幅提高(气体控制阀门的磨损相对于污泥的控制阀门的磨损要小得多，气体控制阀门的寿命相对于污泥的控制阀门的寿命有显著的提高)；另外，储存的压力能还可以作为后续水热反应后罐储污泥S6进入带压机械脱水单元的输送动力，进一步降低工艺能耗。
如图1所示，水热反应后罐储污泥S6可在其自身压力输送下直接进入封闭式连续型带压机械脱水单元U4的带压机械脱水装置U41进行脱水(即余压能被利用)，脱水后的有机固体产物OSP形成可资源化的产品，而脱水工艺分离出的机械脱水带压滤液W1直接流入带压滤液储罐U51中，同时机械脱水带压滤液W1的余温热能和余压压力能储存在带压滤液储罐U51中，后续的带压滤液W1被添加至原泥中时，储存在带压滤液储罐U51中的带压滤液W1的余温热能和余压压力可被利用，以节能降耗。由于本申请实施例的工艺采用的带压机械脱水装置U41为封闭式连续型带压机械脱水，一方面可实现连续运行，避免板框压滤机等批次型脱水设备对运行人员要求高，还需要定期人工清洗、更换滤布等难题。同时，在带压机械脱水装置U41和带压滤液储罐U51的连接管线上安装有带压机械脱水单元带压滤液调控阀门U4V1，通过调控阀门进而控制带压机械脱水装置进泥出液两端的压差，从而控制固体产物含水率。另外，在带压滤液储罐U51上设置有带压滤液储罐排气阀U5V1、带压滤液储罐加气阀U5V2和带压滤液储罐安全阀U5V3，用以调控带压滤液储罐U51中介质(液相为滤液，气相为反应气和添加的空气)的压力，带压滤液储罐U51储存的余压压力能可以不需要设置机泵就能将部分滤液(调质添加滤液W2)回送至原泥中对原泥进行调质；以及采用封闭式连续型带压机械脱水单元U4进行脱水，其散热相对于开式的板框等脱水设备要小得多，故而余热利用更为充分也更为节能。
因此，带压滤液储罐U51能够储存机械脱水带压滤液的余热和压力能，通过调质添加滤液W2的回用(添加到原泥中对原泥进行调质)，可以实现余热和余压能的利用，不仅节约了水泵的投资、功耗，而且减少了过程工艺中的加热能耗，而且调控十分便利快捷和可靠稳定；以及湿式氧化过程生成的酸性气体CO2易溶于水，带压滤液储罐U51中存储的带压滤液中溶解含有大量小分子有机酸和CO2，含有大量CO2的调质添加滤液W2添加到原泥中，具有进一步地明显防垢效果(碳酸钙难溶于水，而碳酸氢钙易溶于水)，系统的可靠性也更优。同时，换热管道内不易结垢，则其换热性能的长期保持性能更佳，故而其长周期运行的能耗更低，而且换热管道内不易结垢还使得系统维护检修费用也可以明显降低，经济性更佳。
需要说明的是，上述系统中，采用反应泥压力储罐单元U3存储余压压力能和余温热能的反应泥，然后采用带压脱水的带压机械脱水单元U4进行反应泥脱水，而脱水工艺分离出的机械脱水带压滤液W1在其自身压力的作用下流入带压滤液储罐U51中，也即将滤液的余压压力能和余温热能储存在带压滤液储罐U51中，再将部分滤液(即调质添加滤液W2)通过带压滤液储罐U51中压力回注到原泥中对原泥进行调质，不仅利用了余热，而且利用了滤液中小分子酸、酸性气体(CO2)等改善污泥抗垢特性和提高长周期运行换热稳定性(抗换热衰减与强化换热特性)；带压滤液储罐U51中的滤液的含固率相对于相关技术中的“上清液”的含固率低的多，而且稳定，通常只有5‰以下，那么调质添加滤液W2回注作为调质液对原泥进行调质，不会造成控制阀门的堵塞和流量的较大波动，工艺过程稳定可靠以及控制简便且可实现过程控制全自动化。因此，上述系统的综合效果完全避免了相关技术中将上清液作为原泥调质工艺污水容易引起系统流量波动甚至堵塞控制阀门的问题，以及避免了其提出的另外一条技术路径即将储水箱中的污水作为原泥调质工艺污水而使得余热能和余压能没有充分利用的问题，而且还避免了滤液中有利于改善调质抗结垢和强化换热等特性的小分子酸、酸性气体(CO2)等未被利用的不足。
本申请处理的有机固废泥若为市政污泥且采用湿式氧化工艺，则其污泥处理产物——湿式氧化后有机固体产物OSP，满足纸包装材料原料的标准规范要求，可以作为包装用(瓦楞)纸和代木的添加原料，一般可添加30％-50％，不仅可省木材原料资源和节省原材料成本，而且还提高了添加本申请实施例的有机固废处理产物后的包装类纸板和代木的强度和隔热性能，是优质的包装类纸板和代木原料，而且需求量巨大；另外，该工艺的固相产品——湿式氧化后有机固体产物，也符合园林、土地修复、甚至农用等标准的要求，也可以作为有机肥土资源化利用。
而有些城市不具备包装类纸板生产能力而导致其对湿式氧化后有机固体产物无法消纳，或者消纳能力不足，则可以通过调控氧化剂的流量控制污泥的有机物氧化程度，污泥处理产物的处置路径可为建材利用或燃料棒或焚烧等。由于本申请实施例的系统可使得污泥减量化达到80％左右，即使污泥处理产物采用焚烧处置，其经济性和环保性也是非常优良的。因此，本申请实施例的有机固废水热处理系统可以根据项目污泥的处置路径随时调整工艺参数，若污泥用于焚烧，则可调整为低氧化程度的湿式氧化工艺或者热水解工艺，而若产物可用于包装类纸板的添加物，则可调整为合适氧化程度的湿式氧化工艺，工艺具有良好的灵活性。
如图1所示，原泥储罐U11、反应泥压力储罐U31和带压滤液储罐U51上分别设置有用于监测储罐内液位的原泥储罐液位计U1L1、反应泥压力储罐液位计U3L1和带压滤液储罐液位计U5L1，便于掌握系统各个设备的液位参数，并可实现自动化调控，系统对运行人员的要求进一步降低。
如图1所示，多余的反应泥压力储罐反应气G21与带压滤液储罐反应气G22混合形成混合反应气G2，混合反应气G2可送入反应气处理装置进行处理达标后排放，如果系统建于污水处理厂内，也可以输送至污水处理厂的反应气处理系统集中处理；如果市政污泥中的有机质被湿式氧化达到一定程度，混合反应气G2基本不含异味和有害有毒气体，甚至可以直接达标排放。
反应泥压力储罐单元U3和带压滤液储罐单元U5的压力调控可以通过连通的压缩空气单元U6添加压缩空气G1而进行升压，并分别由其连通管线上设置的反应泥压力储罐加气阀U3V2和带压滤液储罐加气阀U5V2调控，可分别通过与其连接的反应泥压力储罐排气阀U3V1和带压滤液储罐排气阀U5V1调控排出反应气(混合反应气G2)而进行降压，从而实现两个压力储罐内压力的精准调控。由于本申请实施例的有机固废水热处理系统是通过气体的节流调控系统的压力，相比现有技术通过含泥沙等颗粒物的水热反应后污泥的节流调控系统的压力，稳定可靠性和寿命显著提高。同时，为保证压力储罐和工艺的稳定性和可靠性，原泥储罐单元U1、反应泥压力储罐单元U3和带压滤液储罐单元U5的顶部都设置有安全阀(原泥储罐安全阀U1V3、反应泥压力储罐安全阀U3V3和带压滤液储罐安全阀U5V3)，保证系统的安全性。
反应泥压力储罐单元U3和带压滤液储罐单元U5的压力存在压力差，反应泥压力储罐单元U3的压力主要决定于前序的反应器U22中的水热反应压力的要求，通过反应泥压力储罐单元U3的压力将反应泥压力储罐U31中的水热反应后罐储污泥S6输送至带压机械脱水单元U4进行脱水(第一次余压能被利用)，脱水的滤液在其自身压力的作用下输送至带压滤液储罐单元U5而无需泵送，带压滤液储罐U51中的滤液再在其压力的作用下部分输送至与原泥混合对原泥进行调质，剩余滤液在其压力的作用下排出进行后续处理工艺或者排放至污水厂(第二次余压能被利用)，也就是设置的污泥泵U7连续完成了污泥的输送进行换热和反应、反应泥的脱水和滤液的输送，实现了系统压力的梯级利用(高压能用于换热反应器中污泥输送，反应后罐储污泥的机械脱水为第一次余压能被利用，而后带压滤液输送至对原泥进行调质或者进行后续处理或者排放至污水厂为第二次余压能被利用)，节能效果显著、运行成本更低，而且显著提高整个污泥水热处理系统的工艺稳定和可靠性。另外，将原泥储罐U11与反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51连通并设置相应控制阀门，还可将反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51的排放气体的余压能利用起来，用于辅助原泥的输送即减少污泥泵U7的输送功耗(第三次余压能被利用)，同时也便于原泥的过滤和系统压力调节。
综上，本申请实施例的有机固废连续水热反应处理系统，采用反应泥压力储罐单元储存水热反应后污泥，同时也存储了水热反应后污泥的余热能和余压能，再利用反应泥压力储罐压力(能)进行反应泥脱水而无需另行设置机泵泵送，因而可以节省设备投资和运行费用；同时，采用反应泥压力储罐单元和压缩空气单元的功能联合，可十分便利快捷精准地建立和调控系统水热反应压力，不仅系统启停简便，而且系统稳定可靠性更佳；采用带压机械脱水单元和带压滤液储罐单元的功能联合，将带压滤液存储在带压滤液储罐中并利用带压滤液储罐存储的压力能将滤液回注对原泥进行调质(余压能被利用)，明显改善了污泥的流动和换热特性，同时也在采用污泥换热器回收工艺热能的基础上深度回收了带压滤液的余热，在获得显著节能的同时明显提高了系统长期运行稳定可靠性，而且还具有系统紧凑、可全自动测控、现场整洁环保和污泥处理产物处置多样性的特点。
图2中的实施例还提供了一种供氧单元前置的一种有机固废湿式氧化处理系统，即将供氧装置U81和混合器U83布置在换热反应单元的换热器U21的前端，将调质污泥S2在混合器U83中和供氧装置U81提供的氧化剂A1进行均质混合，以制得添加氧化剂的调质污泥S2，而后流入换热反应单元的换热器U21与水热反应后热污泥S4进行换热。图2中的实施例相比于图1所示实施例，其优点在于，氧化剂提前添加至调质污泥S2中，氧化剂和污泥混合、接触的时间更长，进行水解反应和氧化反应的时间更长久，氧化会更加充分；但氧化剂的提前加入也会造成管道内的阻力明显增加等不足。图1中的实施例和图2中的实施例，各有优缺点，可根据情况选用。
另外，在本实施例中，如图2所示，有机固废湿式氧化处理系统还包括：将原泥储罐U11与压缩空气单元U6连通，将压缩空气单元U6的带压气体(空气)引入原泥储罐U11中，并设置相应的进气和排气阀门以及安全阀(为了简明起见未标注附图标记)，这样便于原泥的过滤和系统压力调节。图1与图2所示的实施例各有优缺点，前者可以利用部分排出带压气体的余压能，后者利用压缩空气系统相对简单一些，可根据情况选用。
图3中的实施例还提供了一种换热反应单元一体化结构的一种有机固废湿式氧化处理系统，即换热反应单元U2的换热器U21和反应器U22为一体式结构。图3中的实施例与图1中的实施例相比，图3中的实施例的换热反应单元U2的换热器U21和反应器U22为一体式结构，而图1中的实施例的换热反应单元U2的换热器U21和反应器U22为分离式结构，两者只是换热反应单元U2的结构的细微差异，在性能上无差别。另外，图3中的调质添加滤液W2在带压滤液余压的作用下回注至污泥泵U7的前端原泥管线上，这和图1、图2中调质添加滤液W2回注至污泥泵U7污泥泵U7中有所区别，但功能相同，可根据实际情况进行选择。
另外，在本实施例中，如图3所示，有机固废湿式氧化处理系统还包括：将原泥储罐U11与反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51和/或压缩空气单元U6连通，将反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51或压缩空气单元U6的带压气体(反应气或空气)引入原泥储罐U11中，并设置相应的进气和排气阀门以及安全阀(为了简明起见未标注附图标记)，这样既可利用反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51中储存的带压气体的余压能，还便于原泥的过滤和系统压力调节。图3与图1、图2所示的实施例各有优缺点，图3的实施例集合了图1和图2的功能但也相对复杂一些，可根据情况选用。
图4中的实施例还提供了一种设置增压滤液泵U71的一种有机固废湿式氧化处理系统，即将带压滤液储罐U51中的带压滤液通过设置的增压滤液泵U71添加至污泥泵U7的出口原泥中，由于污泥泵U7的出口的压力高于带压滤液储罐U51中的压力，设置增压滤液泵U71的压头即是这两个压力之差，也就是通过增压滤液泵U71将带压滤液储罐U51中的带压滤液添加至污泥泵U7的出口原泥中，在此过程中带压滤液储罐U51中的带压滤液的余压能被利用，以及由于带压滤液储罐U51中的带压滤液的温度高于原泥，添加带压滤液W2的调质污泥的温度高于原泥，因而带压滤液储罐U51中的带压滤液的余热能也同时被利用。图4中的实施例相比于图1所示实施例，其优点在于，带压滤液储罐U51中的带压滤液的余压能能被更充分利用，但增加了增压滤液泵U71，不仅增加了设备数量和设备投资，也增加了故障点。图1中的实施例和图4中的实施例，各有优缺点，可根据情况选用。
图5中的实施例还提供了一种有机固废湿式氧化处理系统，反应泥压力储罐单元U3的反应泥压力储罐U31与带压机械脱水单元U4的带压机械脱水装置U41并联连接，也就是，带压机械脱水装置U41也可以直接接受来自换热器U21的水热反应后冷却污泥进行脱水，但反应泥压力储罐U31是不可少的，反应泥压力储罐U31连接在系统中，反应泥压力储罐U31可以起到系统的保压稳压的作用。也就是，反应泥压力储罐U31与带压机械脱水装置U41可以是串联连接(如图1-图4)也可以是并联连接(如图5)；并联连接时则反应泥压力储罐U31与带压机械脱水装置U41可以单独接受来自换热器U21的水热反应后冷却污泥，也可以共同接受来自换热器U21的水热反应后冷却污泥，但即使是带压机械脱水装置U41单独接受来自换热器U21的水热反应后冷却污泥，反应泥压力储罐U31也必需连接在系统中，以起到系统的保压稳压的作用。如图1-图4，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为串联连接时，反应泥压力储罐接受来自换热器的水热反应后冷却污泥然后经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离；如图5，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为并联连接时，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置可以分别单独或者共同接受来自换热器的水热反应后冷却污泥，水热反应后冷却污泥经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离。图5中的实施例相比于图1所示实施例，相对来说系统控制复杂一些但多了一种选择。图1中的实施例和图5中的实施例，各有优缺点，可根据情况选用。
本申请的一种有机固废热水解处理系统，如图6所示，主要包括原泥储罐单元U1、换热反应单元U2、反应泥压力储罐单元U3、带压机械脱水单元U4、带压滤液储罐单元U5、压缩空气单元U6和污泥泵U7，以及供氧或供碱单元U8，此外根据需要选择性设置外辅设备U9。
其中，原泥储罐单元U1，包括原泥储罐U11，用以存储原泥，原泥储罐U11底部连接污泥泵U7，污泥泵U7用于从原泥储罐U11接收原泥S1，并提供泵送动力。
其中，换热反应单元U2，包括用于反应前冷的调质污泥与水热反应后热污泥进行热交换的换热器U21、用于高温高压污泥进行水热反应的反应器U22和用于给污泥为达到一定水热反应温度而根据需要补充热量的加热器U23；换热器U21内设置有供反应前冷的调质污泥流动换热的冷污泥流道即和水热反应后热污泥流动换热的热污泥流道，即在换热器U21内反应前冷的调质污泥被加热升温，而水热反应后热污泥被冷却降温；反应器U22内设置有污泥进行流动水热反应的反应流道。
其中，反应泥压力储罐单元U3，包括用于存储反应后污泥的反应泥压力储罐U31，反应泥压力储罐U31连接换热器U21用于接收存储来自换热器U21的水热反应后冷却污泥，在重力的作用下水热反应后冷却污泥的气相即反应泥压力储罐反应气G21与固液相即水热反应后罐储污泥S6在反应泥压力储罐U31内进行分离，反应泥压力储罐反应气G21位于反应泥压力储罐U31的上部，固液相即水热反应后罐储污泥S6位于反应泥压力储罐U31的下部。
其中，反应泥压力储罐单元U3，还包括设置在反应泥压力储罐U31上，用于调控反应泥压力储罐U31内压力的反应泥压力储罐排气阀U3V1、反应泥压力储罐加气阀U3V2和反应泥压力储罐安全阀U3V3，通过反应泥压力储罐排气阀U3V1控制向反应泥压力储罐U31外排出反应气和通过反应泥压力储罐加气阀U3V2控制向反应泥压力储罐U31内添加压缩空气，来调控反应泥压力储罐U31内的压力，进而调控系统的压力，主要是调控反应器U22内的反应压力保持在设定范围；反应泥压力储罐安全阀U3V3用于反应泥压力储罐U31的超压保护，保证系统的安全性。
其中，带压机械脱水单元U4包括带压机械脱水装置U41，连接反应泥压力储罐U31，用于接收来自反应泥压力储罐U31的水热反应后罐储污泥S6(即反应后冷却污泥)并对其进行脱水，该带压机械脱水单元脱水后的滤液为带有压力而非常压的带压滤液W1，以便将带压滤液W1输送至带压滤液储罐单元U5中储存，带压滤液W1所包含的余压能和余热能同时储存在带压滤液储罐单元U5中。同时，在带压机械脱水装置U41和带压滤液储罐U51的连接管线上安装有带压机械脱水单元带压滤液调控阀门U4V1，通过调控阀门进而控制带压机械脱水装置进泥出液两端的压差，从而控制固体产物含水率。
其中，带压滤液储罐单元U5，包括用于存储带压滤液的带压滤液储罐U51，带压滤液储罐U51连接带压机械脱水单元U4，用于接收、存储带压机械脱水单元U5脱出的带压滤液W1，在带压滤液储罐单元U5内压力的作用下将部分带压滤液(即调质添加滤液W2)输送至污泥泵U7中或污泥泵U7进口之前的原泥S1中，或者，通过所述带压滤液W1的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压调质添加滤液W2输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥S1进行调质改性；剩余滤液(即排放滤液W3)可返回污水处理厂或可单独处理达标后排放。
其中，带压滤液储罐单元U5，还包括设置在带压滤液储罐U51上的带压滤液储罐排气阀U5V1、带压滤液储罐加气阀U5V2、带压滤液储罐安全阀U5V3和调质添加滤液阀U5V4，通过带压滤液储罐排气阀U5V1控制向带压滤液储罐U51外排出反应气和通过带压滤液储罐加气阀U5V2控制向带压滤液储罐U51内添加压缩空气，来调控带压滤液储罐U51内压力；通过调质添加滤液阀U5V4调控调质添加滤液W2流量，带压滤液储罐安全阀U5V3用于带压滤液储罐U51的超压保护，保证系统的安全性。
其中，压缩空气单元U6，用于给反应泥压力储罐U31和带压滤液储罐U51补充压缩空气，帮助系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
其中，供氧或供碱单元U8，包括用以提供碱液(如氢氧化钠液、石灰水等)的供碱装置U82、连接在污泥管路上且与供碱装置U82连接的用于向污泥中添加碱液A2的混合器U83，在混合器U83中添加的碱液A2与污泥混合然后参与后续的热水解反应。
其中，外辅设备U9，包括干泥料仓U93用于储存脱水后有机固体产物OSP。
其中，原泥储罐U11、反应泥压力储罐U31和带压滤液储罐U51的上部分别设置有用于监测储罐内液位的原泥储罐液位计U1L1、反应泥压力储罐液位计U3L1和带压滤液储罐液位计U5L1，便于掌握系统各个设备的液位参数，并可实现自动化调控，系统对人员的要求进一步降低。
热水解工艺不需要添加氧化剂即可在高温高压下进行水解反应，将污泥中的大分子有机物水解为小分子有机物和H2S等酸性物质等，在热水解过程中添加碱液可明显增强热水解性能，添加碱液的热水解工艺又称为碱性热水解。由于热水解工艺的生成气中包含有难闻的气体，包括H2S、CH4S等，因此，在热水解过程中添加碱液还可对难闻的酸性气体进行中和，还可起到消减臭气的效果。
如图6所示，本申请的一种有机固废热水解处理系统与如图1所示的本申请的一种有机固废湿式氧化处理系统的主要区别在于，如图1所示实施例是通过供氧装置U81向系统中添加氧化剂A1以完成污泥的湿式氧化处理，而如图6所示实施例是通过供碱装置U82向系统中添加碱液A2以完成污泥的碱性热水解，具体运行参数根据污泥的处置出路调整，其它系统组成及功效是相同的。
具体的，如图6所示，在反应器U22的前端设置有混合器U83，供碱装置U82提供的碱液A2和水热反应前热污泥S3在混合器U83中进行均质混合，而后流入反应器U22中进行水解反应。除此之外，图6所示污泥处理系统、其它的设备组成及设备连接、以及处理工艺过程，与图1所示的实施例相同。
图6中的实施例与图1中的实施例相比，图1中的实施例为一种有机固废湿式氧化处理系统，需要向工艺处理过程添加氧化剂(如氧气或富氧空气等)，图6中的实施例为一种有机固废湿式热水解处理系统，工艺处理过程中添加了碱液(如氢氧化钠液或石灰水等)，也称为碱性热水解处理系统，图6中的实施例与图1中的实施例是两种不同的有机固废水热处理工艺，可根据污泥处理产物的处置的不同进行选择。
图7中的实施例还提供了另一种有机固废湿式热水解处理系统。图7中的实施例是在图6中的实施例的基础上，将混合器U83和供碱装置U82前移至换热器U21之前，具体是换热器U21和污泥泵U7之间，而图6中的实施例的混合器U83和供碱装置U82设置在反应器U22进口之前。在图7中的实施例中，将混合器U83和供碱装置U82设置在换热反应单元的换热器U21冷的调质污泥进口之前，则调质污泥S2和碱液A2在混合器U83中混合，而后流入换热器U21进行换热升温。相对于图6所示的实施例，图7所示的实施例的碱液的提前加入可以增加热水解时间和增强热水解效果，但碱液的提前加入也可能会导致管道的结垢，可根据情况选择。
另外，图7中的实施例的混合器U83还可以用污泥泵U7替代，也就是将碱液A2添加到污泥泵U7的进口，或者将碱液A2添加到污泥泵U7的进口前的原泥管线上，并利用污泥泵U7将原泥S1与碱液A2进行混合，或者添加调质添加滤液W2的滤液管线上，如图8所示。
图9中的实施例还提供了又一种有机固废湿式热水解处理系统。为减少碱液的加入对管道结垢的影响，如图9所示，可以将混合器U83和供碱装置U82设置在换热反应单元的反应器U22之后，则水热反应后热污泥S4和碱液A2在混合器U83中混合，而后流入换热反应单元的换热器U21中与冷污泥进行换热，如此，在添加碱液之前的管道内流体呈酸性，管道相比较不易结垢，但其碱液对热水解的作用被减弱，可根据情况选择。或者，将碱液的添加位置设置反应器中间或换热器中间的某个位置；抑或，将碱液的添加位置设置在换热器出口与反应泥压力储罐连接管线上，如此换热器和反应器管路为酸性环境，其抗垢性能更优，而此处碱液的加入主要为中和热水解产生的酸性物质，如图10所示。
图11中的实施例还提供了再一种有机固废湿式热水解处理系统。图11和图6-图10的热水解工艺不同，图11中的热水解不添加碱液，对于部分工程有要求不添加碱的情况下，可不设置供碱装置U82和混合器U83，则污泥中的有机物直接在高温高压的环境下发生热水解反应。具体设置与否可视具体情况选择。
对于非碱性热水解，其调质添加滤液W2中饱含小分子酸和酸性气体，采用调质添加滤液W2回注，一方面可以深度回收余热和余压能，另一方面，类似于湿式氧化工艺对原泥进行调质，有利于污泥处理过程中抗垢特性和长周期稳定可靠运行；对于碱性热水解，其调质添加滤液W2一般为碱性，采用调质添加滤液W2回注对原泥进行调质，除深度回收余热和余压能外还可以节约添加的碱液，达到节约成本的目的。
综上，供氧或供碱单元U8的混合器U83可设置在换热器U21之后与反应器U22之前的污泥管路上，即水热反应前热污泥S3的管路上，或者设置在换热器U21之前的污泥管路或者设置在添加调质添加滤液W2的管线上，即原泥S1、调质污泥S2的管路上，其中也可利用污泥泵U7替代混合器U83，用于向污泥中添加氧化剂A1或者碱液A2并将添加的氧化剂或者碱液与污泥进行混合；或者设置在流出反应器U22之后和进入换热器U21之前的污泥管路上，即水热反应后热污泥S4的管路上，或者设置在换热器U21与反应泥压力储罐U31之间的污泥管路或设备上，即水热反应后冷却污泥S5、水热反应后罐储污泥S6的管路或设备上，用于向污泥中添加碱液A2并将添加的碱液与污泥进行混合。或者设置在换热器内部中间或反应器内部中间的位置。当然，如果加入的碱液主要为中和热水解产生的酸性物质，除上述碱液加入位置外，也可以添加到脱水过程以及后续滤液处理过程中的管线或者设备中。
需要进一步说明的是，上述添加氧化剂或碱的位置可以是单独一个位置，也可以是两个或多个位置的任意组合，可根据具体情况而定。但为了测控的简便性，添加位置一般不超过2个，优选一个添加位置。
需要进一步说明的是，理论上将气体类的氧化剂添加到污泥泵之前的原泥管线上或者添加滤液的管线上，由于气体在常压或者低压条件下的体积显著增加，不便于输送和混合，因此在实际实施中不建议采用，但液体类的氧化剂，如双氧水是可行的。对于液体类的碱液，在污泥泵之前的原泥管线上或者添加滤液的管线上添加碱液是十分便利的，为建议采用实施方式。
如图1至图16所示，本申请还提供了一种有机固废水热处理工艺，通过上述有机固废水热处理系统对有机固废泥进行处理，如图17所示，包括如下步骤：
在步骤S101中，将原泥与调质添加滤液混合形成调质污泥。
具体而言，原泥与调质添加滤液混合形成调质污泥如下：
如图1-图11所示，原泥储罐U11中的原泥S1(一般含水率80％左右)通过污泥泵U7输送，来自带压滤液储罐U51中的调质添加滤液W2在带压滤液储罐U51中的压力作用下添加至污泥泵U7中或污泥泵U7进口之前的原泥S1中，或者，通过所述带压滤液W1的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压调质添加滤液W2输送至污泥泵出口的原泥中，原泥S1与调质添加滤液W2进行混合调质处理，从而制得调质污泥S2。脱水滤液的余压能被利用于调质添加滤液的输送，余热能用于提升调质污泥的温度，图17中将此称为余热能和第二次余压能被利用于调质。
相对于原泥，调质污泥S2的流动性得到明显改善，可以明显降低污泥输送能耗；另一方面，湿式氧化工艺和未添加碱液的热水解工艺的调质添加滤液W2中含有水热反应生成的小分子酸(如乙酸)、酸性气体(如CO2)，可以显著提高其抗污垢防堵塞性能，并同时提高其长期运行换热性能抗衰减特性和稳定可靠性。
进一步的，可选择地通过剪切破碎机和过滤器对原泥S1或调质污泥S2中的大颗粒物质和长纤维物质进行剪切破碎和过滤，如果原泥比较均细则通常可以省略剪切破碎工艺步骤。
在步骤S102中，在换热反应单元的换热器中对调质污泥进行加热升温，使得调质污泥的温度满足水热反应条件，并根据情况添加氧化剂或碱液，以在反应器内发生水热反应。当添加氧化剂时，该工艺为湿式氧化工艺；当添加碱液时，该工艺为碱性热水解工艺；当不添加氧化剂和碱液时，该工艺为普通热水解工艺。具体而言，
(1)调质污泥在换热反应单元的换热器中被加热升温
如图1-图11所示，通过换热器U21将调质污泥S2与从反应器U22中流出的水热反应后热污泥S4进行换热，以使得调质污泥S2被加热升温形成水热反应前热污泥S3，高温的水热反应后热污泥S4被吸热降温以形成水热反应后冷却污泥S5。采用冷污泥与热污泥进行直接换热的泥-泥换热器，可以显著回收工艺过程中的热能，获得显著的节能效果。
(2)添加氧化剂或碱
若水热反应为湿式氧化反应，如图1、图12所示，在进入反应器U22之前的水热反应前热污泥S3通过混合器U83与来自供氧装置U81提供的氧化剂A1(如纯氧、富氧空气)进行混合，以便后续的湿式氧化反应。湿式氧化工艺添加的氧化剂应该适量，多则无益而且需多消耗能源，少则湿式氧化程度不够。添加氧化剂也可以提前，如图2、图13所示，在进入换热器U21之前的调质污泥S2通过混合器U83与来自供氧装置U81提供的氧化剂A1进行混合，以便后续的湿式氧化反应。
若水热反应为碱性热水解，如图6、图12所示，在进入反应器U22之前的水热反应前热污泥S3通过混合器U83与来自供碱装置U82的碱液A2进行混合，以便后续进行碱性热水解。热水解工艺添加的碱液应该适量，多则无益。另外，添加碱液的位置可以前移，如图7、图8、图13、图14所示，在进入换热器之前的调质污泥S2通过混合器U83与来自供碱装置U82的碱液A2进行混合，或者在进入换热器之前的原泥S1或者调质添加滤液W2通过混合器U83或者污泥泵U7与来自供碱装置U82的碱液A2进行混合，以便后续进行碱性热水解；或者，添加碱液的位置可以后移，如图9、图15所示，在流出反应器U22之后和在进入换热器U21之前的高温的水热反应后热污泥S4通过混合器U83与来自供碱装置U82的碱液A2进行混合。或者，添加碱液的位置可以再后移，如图10、图16所示，在流出换热器U21之后和在进入反应泥压力储罐U31之前的水热反应后冷却污泥S5通过混合器U83与来自供碱装置U82的碱液A2进行混合。
上述添加氧化剂或碱的位置可以是单独一个位置，也可以是两个或多个位置的任意组合，可根据具体情况而定。但为了测控的简便性，添加位置一般不超过2个，优选一个添加位置。
若为非碱性热水解，则不需要添加碱液，如图11所示。是否添加碱液和添加位置，可根据情况选择。
(3)高温高压污泥在反应器中发生水热反应
如图1-图11所示，水热反应前热污泥S3流入反应器U22，在反应器部内发生水热反应。
进一步的，根据反应的需要，开启加热器U23进行加热，对反应器中U22的水热反应前热污泥S3进行加热补热，以达到并控制水热反应的反应温度。
主要的水热反应是在反应器U22中进行的，在某些情况下换热器中也存在少部分的水热反应。
在步骤S103中，对调质污泥与水热反应后热污泥进行热交换，使得水热反应后热污泥进行冷却降温形成水热反应后冷却污泥，并存储水热反应后冷却污泥，通过反应泥压力储罐排气阀控制向反应泥压力储罐外排出反应气，通过反应泥压力储罐加气阀控制向反应泥压力储罐内添加压缩空气，调控反应泥压力储罐内的压力，使得反应器内的压力保持在设定范围。具体而言，
(1)水热反应后热污泥降温
水热反应后热污泥S4流入换热反应单元的换热器U21中与调质污泥S2进行换热而降温，以制得水热反应后冷却污泥S5。通过换热器U21中的泥-泥换热，可最大限度回收工艺过程中的热能，获得显著的节能效果。
(2)反应泥压力储罐单元储泥、储压力能和调控系统压力
水热反应后冷却污泥S5进入反应泥压力储罐单元U3进行存储以制得水热反应后罐储污泥S6，在重力的作用下气相(反应气)与固相液相混合物(固相包括未被氧化的纤维素、破壁的细胞壁、砂粒等，液相包括破壁后的胞间水和溶于水的小分子有机酸及酸性气体等)进行分离，固相液相混合物(水热反应后罐储污泥S6)储存在反应泥压力储罐单元U3的下部，而反应气存储在反应泥压力储罐单元U3的上部，且反应泥压力储罐单元U3内保持一定的压力。
在反应泥压力储罐U31上部设置有排气和补气调控阀门，通过调控反应泥压力储罐单元上设置的调控阀门，即反应泥压力储罐排气阀U3V1和反应泥压力储罐加气阀U3V2，可控制排放气体流量和添加气体流量来调控反应泥压力储罐单元U3的压力，进而调控前序系统压力，主要是调控反应器中的压力。
设置反应泥压力储罐单元U3的作用，一方面是将反应后污泥储存起来以便后序机械脱水，将系统中多余剩余压力能储存起来以降低后序脱水工艺的能耗；另一方面是通过可控排气阀门调控反应泥压力储罐单元U3的压力，由此来调节系统压力；第三方面是将一定温度反应后污泥储存起来以便后序调质工艺中将余热能利用起来。反应器中的水热反应过程是在一定的压力和温度下进行的，压力一般在1.6MPa以上，而后续的换热等工艺过程压力通常不足以消耗掉该压力能，现有技术一般是采用在换热器之后的反应泥管路上设置阀门直接节流降压，由于反应泥中含有大量的沙子等固体物，导致后续控制阀门寿命短、可靠性差等问题，因此，利用反应泥压力储罐单元U3储存一部分压力并采用气体阀门来调控系统压力，不仅可以获得明显的节能效果(利用其压力能输送水热反应后罐储泥至带压机械脱水单元U4，温度较高的调质添加滤液W2返回原泥中还利用了其余热)，而且可以延长系统的寿命和提高系统的稳定可靠性，系统的调控也变得更加简便，一举多得。
设置的反应泥压力储罐单元U3的作用之一是将水热反应后冷却污泥S5中的气相(反应气)与固液相进行分离，而与现有技术之一需要分离气相、上清液和剩余固液相不同，不仅工艺稳定可靠性更佳，而且水热反应后罐储污泥S6的容积可以明显减小、结构也更为简单(因无需澄清故可以明显缩小储罐的容积)，系统也就更为紧凑，特别是地下污水厂的污泥处理对紧凑性有要求时，其优点更为突出。
在反应泥压力储罐单元U3上还设置有，用于调控反应泥压力储罐U31内压力的反应泥压力储罐排气阀U3V1、反应泥压力储罐加气阀U3V2和反应泥压力储罐安全阀U3V3，通过反应泥压力储罐排气阀U3V1控制向反应泥压力储罐U31外排出反应气和通过反应泥压力储罐加气阀U3V2控制向反应泥压力储罐U31内添加压缩空气，来调控反应泥压力储罐U31内的压力，进而调控系统的压力，主要是调控反应器U22内的反应压力保持在设定范围。
在步骤S104中，对冷却降温污泥进行脱水处理产生带压滤液，其中，带压滤液包含余压能和余热能，通过压力作用将作为部分带压调质添加滤液后输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为反硝化碳源或进行污水处理；并通过带压滤液储罐排气阀控制带压滤液储罐向外排出反应气，通过带压滤液储罐加气阀控制向带压滤液储罐内添加压缩空气，调控带压滤液储罐内的压力。
具体而言，反应泥脱水与带压滤液储罐单元储液、储余压能和余热能，具体如下：
水热反应后罐储污泥S6通过封闭式连续型带压机械脱水单元U4进行固液分离制得有机固体产物OSP和滤液，其中滤液为机械脱水带压滤液W1。本申请实施例的工艺采用的带压机械脱水单元为封闭式连续型带压机械脱水单元(如带压离心脱水机、带压叠螺机等)，主要目的是将水热反应后罐储污泥S6在通过封闭式连续型带压机械脱水单元U4进行压滤，一方面，可将所压滤的滤液的剩余压力能和余热能储存到带压滤液储罐U51中，以便后续工艺进行充分利用，明显降低工艺能耗。封闭式连续型带压机械脱水单元U4与带压滤液储罐单元U5的联合使用，可将机械脱水带压滤液的余热和余压能储存利用，通过调质添加滤液W2的回用，可以实现余热和余压的利用，不仅节约了水泵的投资、功耗，而且减少了加热器的能耗，节能效果明显。如果采用板框等开式的压滤机，其压滤的滤液是不带压的，滤液是依靠重力或者泵送至储液箱中，因而无法利用其余压能，而且开式的压滤机的滤液散热比较大，也使得余热利用不充分。另一方面，可将所压滤的滤液中溶解的大量酸性气体(如CO2)保留在滤液中，并被后续滤液回注对原泥进行调质时利用起来，由此改善污泥的抗垢特性和传热性能，对于系统长久稳定可靠和高性能运行具有明显的提升效果。第三方面，采用封闭式连续型带压机械脱水单元U4进行固液分离，可以无需人工干预，实现连续和全自动化运行，而且全程封闭运行环境环保无异味，避免了板框压滤机等批次型脱水设备需要现场人工操作、需要定期清洗、更换滤布、环境存在异味等问题。
在带压滤液储罐U51上设置有带压滤液储罐排气阀U5V1、带压滤液储罐加气阀U5V2和带压滤液储罐安全阀U5V3，用以调控带压滤液储罐单元U5的压力，带压滤液储罐单元U5储存的余压压力能可以将部分滤液(调质添加滤液W2)回送至原泥中对原泥进行调质，充分利用了带压滤液储罐单元U5储存的水热反应后罐储污泥S6的余压能和余热能，获得较好的节能效果。
具体的，通过带压滤液储罐排气阀U5V1控制向带压滤液储罐U51外排出反应气和通过带压滤液储罐加气阀U5V2控制向带压滤液储罐U51内添加压缩空气，来调控带压滤液储罐U51内压力；通过调质添加滤液阀U5V4调控调质添加滤液W2流量，带压滤液储罐安全阀U5V3用于带压滤液储罐U51的超压保护，保证系统的安全性。
经过湿式氧化处理的有机固体产物OSP可作为包装用(瓦楞)纸的掺混原料，一般可添加最佳比例达30-50％，不仅可以获得良好社会效益即实现有机固废资源化利用，而且还由于资源化利用而显著提高了其经济性；另外也可以作为园林绿化用地的营养土，或者制造燃料棒等。若污泥处理产物用于焚烧，为了保留污泥处理后还具有较高热值，则可选择低氧化程度的湿式氧化工艺，也可直接采用热水解工艺。
此外，为了充分利用反应泥压力储罐U31和带压滤液储罐U51中的带压反应气的余压能，将原泥储罐U11与反应泥压力储罐U31和/或带压滤液储罐U51和/或压缩空气单元U6连通，并设置相应控制阀门，用于辅助原泥的输送即减少污泥泵U7的输送功耗，也便于原泥的过滤和系统压力调节。
另外，机械脱水带压滤液流入带压滤液储罐单元U5除为系统提供调质添加滤液W2外，多余的滤液可选择经过污水处理单元进行处理后达标排放，也可以选择作为污水处理厂反硝化的碳源，减少污水处理厂采购碳源的成本。
综上，相比较相关技术而言，本申请实施例至少具有如下有益效果：
1)系统稳定可靠性更佳
本申请实施例采用的调质添加滤液为带压机械脱水后的滤液，总含固率低(<5‰)，不仅显著提高了系统的稳定可靠性，同时通过自身压力向原泥中添加滤液，特别是湿式氧化工艺和不加碱的热水解工艺，其调质添加滤液富含有机酸和酸性气体，可以稳定可靠地改善污泥的流动和抗垢防堵塞特性，系统可以保持长周期高性能运行。
2)自动化程度更高、系统更为紧凑、启停简单方便
本申请实施例可以采用的带压机械脱水单元为封闭式连续型带压机械脱水单元，解决了现有板框压滤机等批次型脱水设备对运行人员要求高，还需要定期人工清洗、更换滤布等难题，整个系统为连续性运行，自动化程度高、所需人员大大减少。同时，本申请实施例的系统中无需固液相在罐内进行澄清，因而反应泥压力储罐的容积可以明显减小、结构也更为简单，系统中的装备和部件都可以小型化、集成化，系统更为紧凑、大幅节省空间。采用反应泥压力储罐单元和压缩空气单元的功能组合，使得系统很方便建立压力，也就在系统启运加热过程和建立热平衡过程更为简便，同时在系统停运时由于系统压力可通过阀门关闭保护不受影响可以急停，因而系统启停十分简单方便。
3)节能环保效果更佳
本申请实施例可以通过换热反应单元等，采用连续水热反应工艺，不仅实现了有机固废的稳定化、减量化和无害化，而且深度回收了工艺过程热量，节能效果显著；采用反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元和带压滤液储罐单元联合功能单元，不仅将系统的余热能和余压能充分利用，而且充分利用水热反应的小分子有机酸和酸性气体对原泥进行调质，明显改善了其抗结垢性能和长周期运行换热稳定性，进一步明显降低了工艺能耗，节能环保效果更佳。同时，本申请实施例的系统，污泥处理系统为全封闭运行，现场更为整洁环保无异味，工作环境更佳。
4)工艺灵活性强
本申请实施例的系统，可以根据污泥的处置路径在湿式氧化和热水解工艺间切换工艺路线，湿式氧化后的污泥产物满足包装类纸板原料的标准规范，可以作为包装用(瓦楞)纸和代木的添加原料，一般可添加30％-50％，不仅可省木材原料资源和节省原材料成本，而且还提高了包装类纸板和代木的强度和隔热性能，是优质的包装类纸板和代木原料，需求量巨大；然而有些城市不具备包装类纸板生产能力导致其无污泥处理产物消纳能力，部分城市则是消纳能力不足，则可以将工艺路线可以选择低程度的湿式氧化工艺或者热水解工艺，其污泥处理产物用于焚烧或建材利用等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或N个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“N个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或工艺描述可以被理解为，表示包括一个或更N个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
Claims (17)
1.一种有机固废水热反应处理系统，其特征在于，包括：原泥储罐单元、换热反应单元、反应泥压力储罐单元、带压机械脱水单元、带压滤液储罐单元和污泥泵；其中，
所述原泥储罐单元包括原泥储罐，所述原泥储罐用于存储原泥，所述原泥储罐底部连接所述污泥泵，所述污泥泵用于泵送所述原泥；
所述换热反应单元包括换热器、反应器和加热器，所述换热器用于对将原泥与添加滤液混合形成的调质污泥进行加热升温，所述加热器对经所述换热器加热后的调质污泥进行补充加热，使得所述污泥的温度满足水热反应条件，在所述反应器内发生水热反应生成水热反应后热污泥，而后所述水热反应后热污泥在所述换热器内与调质污泥进行热交换，使得所述水热反应后热污泥进行冷却降温形成水热反应后冷却污泥；
所述反应泥压力储罐单元包括反应泥压力储罐、设置在所述反应泥压力储罐上用于调控反应泥压力储罐内压力的反应泥压力储罐排气阀和反应泥压力储罐加气阀，其中，所述反应泥压力储罐连接所述换热器，用于存储水热反应后冷却污泥和反应气，且在所述反应泥压力储罐中所述反应气与所述水热反应后冷却污泥在重力作用下分离，所述反应气位于所述反应泥压力储罐的上部，所述水热反应后冷却污泥位于所述反应泥压力储罐的下部；所述反应泥压力储罐单元通过所述反应泥压力储罐排气阀控制向反应泥压力储罐外排出反应气，通过反应泥压力储罐加气阀控制向反应泥压力储罐内添加压缩空气，调控所述反应泥压力储罐内的压力，使得所述反应器内的压力保持在设定范围；
所述带压机械脱水单元为封闭式连续型带压机械脱水单元，所述带压机械脱水单元包括带压机械脱水装置，所述带压机械脱水装置连接所述反应泥压力储罐，用于对所述水热反应后冷却污泥进行脱水处理，并产生带压滤液，所述带压滤液包含可供利用的余压能和余热能；
所述带压滤液储罐单元包括带压滤液储罐、带压滤液储罐排气阀、带压滤液储罐加气阀和调质添加滤液阀，其中，所述带压滤液储罐用于存储所述带压滤液，通过所述带压滤液的压力作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，或者，通过所述带压滤液的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压滤液作为调质添加滤液输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为污水处理厂的反硝化碳源或进行污水处理后排放；所述带压滤液储罐单元通过所述带压滤液储罐排气阀控制带压滤液储罐向外排出反应气，通过所述带压滤液储罐加气阀控制向带压滤液储罐内添加压缩空气，调控所述带压滤液储罐内的压力，并通过所述调质添加滤液阀调控所述调质添加滤液的流量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应泥压力储罐与所述带压机械脱水装置为串联连接或者并联连接，其中，
反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为串联连接时，反应泥压力储罐接受来自换热器的水热反应后冷却污泥然后经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离；
反应泥压力储罐与带压机械脱水装置为并联连接时，反应泥压力储罐与带压机械脱水装置分别单独或者共同接受来自换热器的水热反应后冷却污泥，水热反应后冷却污泥经带压机械脱水装置进行脱水，实现气固液分离。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
压缩空气单元，用于给所述反应泥压力储罐和所述带压滤液储罐补充压缩空气，在系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述原泥储罐与所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元连通，将所述反应泥压力储罐和/或所述带压滤液储罐和/或压缩空气单元的带压气体引入所述原泥储罐中，并设置相应的进气和排气阀门，以利用反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐的排放气体的余压能用于辅助原泥的输送，便于原泥的过滤和系统压力调节。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热器内设置有冷污泥流道和热污泥流道，其中，
所述冷污泥流道用于所述调质污泥流动换热，使得所述调质污泥在所述换热器内加热升温；
所述热污泥流道用于水热反应后热污泥流动换热，使得水热反应后热污泥冷却降温。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应器内设置有反应流道，所述反应流道用于污泥进行流动水热反应。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反应泥压力储罐单元还包括：
反应泥压力储罐安全阀，用于在所述反应泥压力储罐的实际压力超过所述反应泥压力储罐的安全阈值时执行保护动作。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述带压滤液储罐单元还包括：
带压滤液储罐安全阀，用于在所述带压滤液储罐的实际压力超过所述带压滤液储罐的安全阈值时执行保护动作。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
供氧或供碱单元，所述供氧或供碱单元包括用于提供氧化剂的供氧装置、连接在污泥管路上且与所述供氧装置连接的用于向污泥中添加氧化剂的混合器，在所述混合器中添加的氧化剂与污泥混合后参与湿式氧化反应。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
供氧或供碱单元，所述供氧或供碱单元包括用于提供碱液的供碱装置、连接在污泥管路上且与所述供碱装置连接的用于向污泥中添加碱液的混合器，在所述混合器中添加的碱液与污泥混合后参与热水解反应。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，其中，
所述混合器设置在所述换热器与反应器之间的污泥管路上；和/或，
设置在所述换热器之前的污泥管路上或所述调质添加滤液管路上，用于向污泥中添加氧化剂或者碱液并将添加的氧化剂或者碱液与污泥进行混合；和/或
设置在流出反应器之后和进入换热器之前的污泥管路上；和/或
设置在所述换热器与所述反应泥压力储罐之间的污泥管路上，用于向污泥中添加碱液并将添加的碱液与污泥进行混合。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，当碱液添加位置位于换热器之前时，所述混合器采用所述污泥泵替代。
13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
外辅设备，所述外辅设备包括剪切破碎机、过滤器、干泥料仓，其中，所述剪切破碎机和过滤器设置在原泥管线上和/或调质泥管线上，分别用于原泥和/或调质泥的剪切破碎和过滤，所述干泥料仓用于储存脱水后有机固体产物。
14.一种有机固废水热反应处理工艺，其特征在于，所述工艺应用于如权要求1-13任意一项所述的有机固废水热反应处理系统，包括以下步骤：
将原泥与调质添加滤液混合形成调质污泥；
在换热反应单元的换热器中对所述调质污泥进行加热升温，使得所述调质污泥的温度满足水热反应条件，以在反应器内发生水热反应；
对所述调质污泥与水热反应后热污泥进行热交换，使得所述水热反应后热污泥进行冷却降温形成水热反应后冷却污泥，并存储带压的水热反应后冷却污泥；以及
利用带压机械脱水装置对所述水热反应后冷却污泥进行脱水处理产生带压滤液，其中，所述带压滤液包含可供利用的余压能和余热能，通过所述带压滤液的压力作用将部分带压调质添加滤液输送至污泥泵中或污泥泵进口之前的原泥中，或者，通过所述带压滤液的压力和中间输送泵的共同作用将部分带压调质添加滤液输送至污泥泵出口的原泥中，对原泥进行调质改性，并将剩余滤液作为反硝化碳源或进行污水处理后排放。
15.根据权利要求14所述的水热反应处理工艺，其特征在于，还包括：
在原泥或调质泥中添加氧化剂或者碱液，使得所述水热反应处理工艺为湿式氧化工艺或者碱性热水解工艺。
16.根据权利要求14所述的水热反应处理工艺，其特征在于，还包括：
给反应泥压力储罐和带压滤液储罐补充压缩空气，在系统启动前建立压力和运行过程中调控压力。
17.根据权利要求14所述的水热反应处理工艺，其特征在于，其中，原泥储罐与反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐和/或压缩空气单元连通，并设置相应的进气和排气阀门，以利用反应泥压力储罐和/或带压滤液储罐的排放气体的余压能用于辅助原泥的输送，便于原泥的过滤和系统压力调节。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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