0037]如采用介质换热，换热器需设计两套，一套预热原料，一套冷却反应后物料，介质采用导热油。换热器为了避免堵塞，设计采用套管换热器，内管采用DN80，外管采用DN100。外管包覆保温隔热材料，优选地，可以采用石棉保温。配套导热油锅炉11，作为起始热源以及补充热量的作用。由于反应本身为放热反应，整个反应器4维持温度不需要导热油锅炉11提供额外的热能。
[0038]在换热器的进口、出口分别安装温度传感器采集换热器的温度。如果温度达不到要求，则同时开启导热油锅炉11，以增加导热油的温度，保证反应得以正常进行。
[0039]如采用原料间接换热，换热器外管直接通入反应器排出的固液气三相混合物。热物料走内管，冷物料走外管。
[0040]上述两种换热方式各有特点，介质换热可控性强，原料直接换热能源利用率高。在实际应用中，技术人员可以根据成本、效率综合考虑，选用对于自身合适的换热方式。
[0041]经过预热换热器9的物料温度上升至初始反应温度，在高温高压下污泥中可氧化有机物与溶解到水中的氧在反应器4内发生氧化反应，放出热量。根据温度、压力、是否加入催化剂、停留时间等的不同，最终反应活性也不一致。
[0042]反应器4采用塔式平推流反应器，内部不设折流挡板或者设置较短挡板，尽量抑制径向混合。所述短折流挡板为宽度在10?30cm的圆环形挡板。物料从反应器4的下方进入，从上方排出。工作时，反应器4根据流速来控制物料的停留时间。所述反应器4的底部还设有气体分布器，以接入氧化基质单元3制取的氧化基质。
[0043]所述氧化基质单元3包括空压机12、与所述空压机12相连接的分子筛吸附塔13以及与所述分子筛吸附塔13和反应器4相连接的增压机14。
[0044]所述氧化基质单元3制取氧化基质的过程为，首先通过空压机11以及分子筛吸附塔13将氧气增浓至50%?80%，所述空压机12优选为螺杆式空压机。再通过增压机14将增浓后的空气压力升高，根据工艺温度的不同，调整到大于水在此温度下的饱和蒸汽压即可，最高压力可以达到90kg。
[0045]在本实用新型的系统中，空压机和增压机各两台，一台在正常使用，另一台作为备用，并且共用一个储气罐。
[0046]所述分子筛吸附塔13利用吸引剂(沸石分子筛)对空气中的氧气和氮气的吸附能力的差异来实现氧气和氮气的分离，增加氧气的浓度，能够有效减少空压机12的工作量与能源消耗。
[0047]氧化处理之后，污泥固液分离，压滤时滤饼比阻变小。在不用添加助滤剂的条件下可以实现快速过滤，减少在固液分离单元5的操作费用与设备投资。反应温度越高，对于COD等的降解效果越好，如果温度到300°C以上，废液可以达到直接排放的标准。但是温度越高，设备压力等级越高，操作费用也会增加。所以反应器4操作条件，需要根据处理要求而变化。
[0048]对于COD大于60000的原料，在反应器4内理论上可以使物料温度上升30?40摄氏度，足够平衡反应器4和管路换热器的热损失。也就是说不用另外添加热量。反应后的物料以及气体都经过冷却换热器10的换热，避免了气体直接排放时将带走大量水蒸气，造成热能损失。因此本实用新型采用换热系统，能够将大部分热能进行回收，达到了最大限度节能的目的。
[0049]所述分离单兀5包括与所述冷却换热器10相连接的气液分离器15、与所述气液分离器15相连接的板框压滤机16，所述板框压滤机16与预处理器8相连接。
[0050]所述气液分离器15安装在冷却换热器10的出口，用于分离系统内的气体和液体，也用于气体除雾，减小了系统的水量的损失。由于氧化处理、冷却之后，气体主要为洁净的二氧化碳，物料经过气液分离器15后，达到了排放标准，可以直接排放在大气中。板框压滤机16用于固液分离，利用高压压榨滤布中的污泥，降低其含水率。优选地，气液分离器15采用立式两相气液分离器，所述气液分离器15的顶端采用丝网捕雾气，能够有效地防止大量水雾的产生。
[0051]所述调节池6分别与板框压滤机16和污水厂17相连接。
[0052]调节池6是调节板框压滤机16出水的PH值，使达到污水厂17的污水回流标准。由于在酸性条件下，一部分重金属会溶解到液相中，如果水热氧化处理的是重金属含量超标的工业污泥，在此调节池中通过加入碱，会使大部分重金属形成络合物沉淀，达到降低重金属的作用。
[0053]所述调节池6设有搅拌器、药剂投加单元。并且所述调节池6还设有监控液相PH值的装置，便于随时根据PH值调节药剂加入量。药剂采用常规氢氧化钠，PH调节至6.5?8，生成的沉淀浸出毒性达到国家标准即可填埋处理或者进行资源化利用。
[0054]本实用新型利用通过高效的换热器用反应后的物料预热初始物料，采用封闭式的换热结构，不仅避免了气体直接排放时将带走大量水蒸气，减小水量的损失，造成热能损失，还能够减少蒸汽的产生，减少了水的相变热消耗的能量，进而减少能量投入，节约运行费用。同时通过加入调节池，进一步对水进行处理，通过加碱使大部分重金属形成络合物沉淀，使得水可以直接返回污水厂进行再利用，不仅节约了水资源，还降低了系统运行的成本。
[0055]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【主权项】
1.一种低水耗的污泥处理系统，其特征在于:所述处理系统包括预处理单元(1)、换热单元(2)、氧化基质单元(3)、反应器(4)、分离单元(5)以及调节池￠)，所述反应器(4)分别与换热单元(2)、氧化基质单元(3)以及分离单元(5)相连接，所述预处理单元⑴分别与换热单元(2)、分离单元(5)相连接，所述分离单元(5)与调节池(6)相连接； 所述预处理单元(I)包括储存污泥的污泥储罐(7)、与所述污泥储罐(7)相连接的预处理器(8)、输送污泥的固体泵、以及设置在所述预处理器(8)内的搅拌器， 所述换热单元(2)包括与所述预处理器(8)和反应器(4)相连接的预热换热器(9)、与所述反应器⑷相连接的冷却换热器(10)以及设置在所述预热换热器(9)和冷却换热器(10)之间的导热油锅炉(11)， 所述氧化基质单元(3)包括空压机(12)、与所述空压机(12)相连接的分子筛吸附塔(13)以及与所述分子筛吸附塔(13)和反应器⑷相连接的增压机(14)， 所述分离单元(5)包括与所述冷却换热器(10)相连接的气液分离器(15)、与所述气液分离器(15)相连接的板框压滤机(16)，所述板框压滤机(16)与预处理器(8)相连接， 所述调节池(6)分别与板框压滤机(16)和污水厂(17)相连接。
2.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于:所述预热换热器(9)和冷却换热器(10)均为套管换热，导热介质为导热油。
3.根据权利要求2所述的污泥处理系统，其特征在于:所述套管的外管包覆保温隔热材料。
4.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于:所述反应器(4)为塔式平推流反应器，并且所述反应器(4)内部不设折流挡板或者设置短折流挡板，所述短折流挡板为宽度在10?30cm的圆环形挡板。
5.根据权利要求1所述的污泥处理系统，其特征在于:所述气液分离器(15)采用立式两相气液分离器，并且所述气液分离器(15)的顶端采用丝网捕雾气。
【专利摘要】本实用新型涉及一种低水耗的污泥处理系统，利用通过高效的换热器用反应后的物料预热初始物料，采用封闭式的换热结构，不仅避免了气体直接排放时将带走大量水蒸气，减小水量的损失，还能够减少蒸汽的产生，减少了水的相变热消耗的能量，进而减少能量投入，节约运行费用。并且，对气体换热，有效地减少了高温带走的水量损失，而气液分离中除雾的设置也能够有效减少水汽的损失。与此同时，同时通过加入调节池，进一步对水进行处理，通过加碱使大部分重金属形成络合物沉淀，使得水可以直接返回污水厂进行再利用，不仅节约了水资源，还降低了系统运行的成本。
【IPC分类】C02F11-00
【公开号】CN204400788
【申请号】CN201420681322
【发明人】郑向军, 王薇, 武晓剑, 朱贵徽, 张平敏, 薛峰, 李婷
【申请人】北京精诚博桑科技有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2014年11月12日