一种小区全地下式污水和固体垃圾的资源循环利用系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于污水、固废处理及资源能源循环回收领域，特别涉及一种小区全地下式污水和固体垃圾的资源循环利用系统。
【背景技术】
[0002]当前人们开始越来越关注城市固体垃圾的污染治理，提出了“减量化、资源化、无害化”的方针，以往常见的垃圾处置方法是收集后送往堆填区，或是用焚化炉焚化。但两者均会制造环境保护的问题，堆填区中的垃圾处理不当会污染地下水并同时伴有恶臭味的产生，而且很多城市可供堆填的面积已越来越少。焚化则无可避免会产生有毒气体，危害生物体。而小区固体垃圾含水率高，热值低，含盐含渣量高，燃烧需要额外添加辅助燃料，导致焚烧成本增加。
[0003]小区污水包括洗涤用水、厨房用水、冲厕水、洗漱水等，常规的处理流程:住户产生的污水经排水管进入小区化奠池，经化奠池处理后，进入市政污水管网，汇总到市政污水处理站，在污水处理站经过进一步处理达标后进行排放，同时小区化粪池能够将污水分格进行沉淀，对沉淀下来的污泥进行厌氧消化，但同时存在缺点:需要定期清理，经常出现化粪池溢流情况。
[0004]固体垃圾成分复杂，其中除含有垃圾渗滤液外，还含有一些有机物和无机物，而目前的处理方式以填埋和焚烧为主，不仅造成环境的污染，而且处理成本相对增加。因此，需要寻找一种更适合的小区污水、和固体垃圾的资源循环利用系统和方法。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有污水和垃圾不能同时处理的问题，提供一种用于小区的基于超临界水氧化技术的资源循环利用系统，能够同时处理污水和固体垃圾，使固体垃圾不再通过焚烧处理，减少污染物排放;同时将产出的超临界水和超临界气体，转换为蒸汽或热水等资源进行循环再利用，以获得可观的经济效益，并通过控制系统实施自动控制，实现数据采集、存储、分析，，为系统工艺调整及优化提供可靠的依据，给系统稳定、安全、可靠运行提供必要条件。
[0006]本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的:
[0007]—种小区全地下式污水和固体垃圾的资源循环利用系统，其特征在于:
[0008]包括设置于地面下一层的膜富集单元、垃圾预处理系统、超临界反应系统，设置于地面下二层的污水处理池、垃圾储料池，以及设置于地面中控室的控制系统；
[0009]超临界反应系统包括氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、反应器、气态产物排出单元、液态产物排出单元，氧化剂输送管路的输出端连接反应器的氧化剂入口；燃料输送管路的输出端连接反应器的燃料入口；物料输送管路输出端连接至反应器的物料入口，且所述物料输入系统的输出端连接至物料输送管路;气态产物排出单元包括与反应器气相出口连接的气态产物排出管路和储水罐；
[0010]所述污水处理池经膜富集单元连接至超临界反应系统的物料输送管路，垃圾储料池经垃圾预处理系统连接至超临界反应系统的物料输送管路，共同输送至超临界反应系统的物料入口；
[0011]污水处理池、垃圾储料池、膜富集单元、垃圾预处理系统及超临界反应系统的氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路中还包括各自连接在管路上的传感器和现场执行部件;气态产物排出单元还包括蒸发壁水管路、底部入水管路和冷却水管路，气态产物排出管路依次连接氧化剂输送管路和物料输送管路上换热器的热端管路，输出端连接至小区热水回用管路及储水罐的入口 ；蒸发壁水管路连接储水罐和反应器的蒸发壁水入口，经过调温的水通过蒸发壁进入反应器内部;底部入水管路连接储水罐和反应器底部入水口，使常温水进入反应器底部;冷却水管路连接储水罐和冷却水入口，使常温水进入反应器内燃烧嘴附近设置的冷却盘管；液态产物排出单元包括与反应器液体排出口连接的无机盐储罐;无机盐储罐顶部设置伸入反应器底部的连通管，连通管的顶部为反应器底部液面能达到的最大高度；
[0012]控制系统包括传感器、现场执行部件、控制器、上位机，现场执行部件与控制器电连接，控制器、传感器分别与上位机通过总线控制进行数据交换;控制系统的工作过程包括:
[0013]1)传感器采集膜富集单元、垃圾预处理系统、污水处理池、垃圾储料池及超临界反应系统中氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、反应器、气态产物排出单元、液态产物排出单元的温度、压力、流量和液位数据，并将传感数据经过控制器采集至上位机中；现场执行部件的运行状态参数经控制器输入至上位机中；
[0014]2)上位机根据传感数据及运行状态参数执行超临界反应系统的启动过程、停车过程、紧急停车过程、温度调节过程和压力调节过程，向控制器输出控制信号，控制各现场执行部件；
[0015]现场执行部件包括超临界反应系统中反应器气相出口设置的压力调节阀，无机盐储罐入口设置的截止阀和出口设置的压力调节阀，燃料输送管路设置的截止阀、流量调节阀、增压栗，物料输送管路设置的截止阀、流量调节阀、增压栗，氧化剂输送管路设置的截止阀、调压阀、流量调节阀、增压栗，蒸发壁水管路设置的水栗，底部入水管路设置的水栗，冷却水管路设置的水栗，氧化剂输送管路、燃料输送管路、物料输送管路、蒸发壁水管路上分别设置的加热元件;还包括集富集单元、垃圾预处理系统、物料输入系统、污水处理池、垃圾储料池上的输送栗及调节阀。
[0016]所述的地下二层还包括垃圾除臭系统，垃圾除臭系统对垃圾储料池物料进行除臭处理。
[0017]所述的传感器包括反应器气相出口设置的温度传感器、压力传感器，反应器内部设置的温度传感器，无机盐储罐上设置的液位传感器，物料输送管路的流量计，燃料输送管路的流量计，氧化剂输送管路的流量计;还包括集富集单元、垃圾预处理系统、物料输入系统、污水处理池、垃圾储料池的流量传感器、压力传感器。
[0018]所述的超临界反应系统的启动过程的步骤包括:
[0019]A.系统初始化，设定蒸发壁水管路的水栗、底部入水管路的水栗的流量值，并启动该两个水栗；
[0020]B.设定反应器气相出口的压力调节阀的压力值为PI，并强制关闭无机盐储罐出口的截止阀，打开无机盐储罐入口的调节阀；当反应器气相出口的第一压力传感器的压力值稳定在P1时，设定无机盐储罐的液位，通过液位自动控制无机盐储罐出口的压力调节阀的开度；
[0021]C.设定燃料输送管路的燃料浓度，打开燃料输送管路上的截止阀；
[0022]D.根据燃料输送管路的流量计所测的燃料流量和物料输送管路的流量计所测的物料流量，计算氧化剂流量，设定氧化剂流量调节阀的氧化剂流量值；
[0023]E.设定氧化剂输送管路的调压阀的压力值为P2;
[0024]F.启动氧化剂输送管路的增压栗及燃料输送管路的增压栗；
[0025]G.启动氧化剂输送管路、燃料输送管路、蒸发壁水管路上的加热元件，对氧化剂、燃料和蒸发壁水进行预热，使其达到设定值；
[0026]H.待反应器气相出口的温度传感器测值T1时，启动冷却水管路的水栗，将反应器气相出口温度在T2±10°C，其中T2>T1;
[0027]1.反应器内部的温度传感器检测的温度分布正常后，通过调节燃料输送管路的流量调节阀，将燃料的温度降低至设定值；
[0028]J.关闭燃料输送管路设置的截止阀，同时关闭物料输送管路的加热元件，利用换热器供热，设定燃料输送管路的流量计的流量值，启动物料输送管路的增压栗;如果物料温度未达到设定值，则启动物料输送管路的加热元件；
[0029]Κ.待反应稳定后，停止燃料输送管路的增压栗，并关闭燃料输送管路的截止阀。
[0030]所述的超临界反应系统的停车过程的步骤包括:
[0031]L.将蒸发壁水管路、冷却水管路、底部入水管路的水栗开到最大;将无机盐储罐的出口转向物料池；
[0032]Μ.切断氧化剂输送管路、蒸发壁水管路、燃料供应单元及物料输送管路的加热元件，关闭氧化剂输送管路的截止阀，将未经加热的物料通入反应器中，待反应器气相出口的温度传感器测得的温度小于200°C时，关闭物料输送管路；
[0033]N.待待反应器气相出口的温度传感器测得的温度小于100°C时，系统整体泄压、停机。
[0034]所述的超临界反应系统的紧急停车过程的步骤包括:
[0035]0.关闭氧化剂输送管路的截止阀，切断氧化剂输送管路、蒸发壁水管路、燃料供应单元及物料输送管路的加热元件，打开无机盐储罐的入口，将无机盐储罐的出口转向物料池；
[0036]P.将冷却水管路上的水栗开到最大，并停止其他各路水栗；
[0037]Q.待反应器气相出口的温度传感器测得的温度小于50°C后，系统整体泄压、停机。
[0038]所述的超临界反应系统的温度调节过程的步骤包括:
[0039]R.系统运行过程中，实时监控反应器气相出口的温度传感器的温度值变化，并将其与冷却水管路的水栗流量进行联锁控制:当反应器气相出口的温度传感器的温度值高于设定值时，增加冷却水管路的水栗的流量;反之则降低冷却水管路的水栗的流量，以保证反应器气相出口的温度维持在T2 ± 10°C;
[0040]S.氧化剂输送管路、蒸发壁水管路、燃料供应单元及物料输送管路的加热元件的出口温度与其加热功率进行PID调节；
[0041 ] T.实时监控设置在反应器与氧化剂输送管路、气态产物排出管路、燃料输送管路、物料输送管路连接的进出口的温度传感器，保证反应器的温度场，避免反应器因温度变化而引起