本實用新型屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種超臨界水氣化法聯(lián)合生物法處理高濃度難降解有機危險廢棄物的零排放處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
危險廢物指具有腐蝕性、急性毒性、浸出毒性、反應(yīng)性、傳染性、放射性等一種及一種以上危害特性的廢物，其管理和處理難度大，對人類健康和環(huán)境造成了嚴重的危害?！笆濉币?guī)劃以來，國家政策層面逐漸重視危險廢物處置，有關(guān)主管部門制定了危險廢物目錄；建立了危險廢物集中處置收費制度，促進了危險廢物處置的產(chǎn)業(yè)化等一系列經(jīng)濟政策的制定和危廢處理行業(yè)的發(fā)展。據(jù)測算，未來五年我國危險廢棄物處理投資將達150億元。目前國內(nèi)外對危險廢棄物的處理主要有固化、焚燒和填埋等方法，但這些方法尚不能完全高效、經(jīng)濟的處理危險廢物而不產(chǎn)生二次污染，特別是高濃度難降解有機液體危險廢棄物，其處理成本和危險性高，處理過程中極易產(chǎn)生二次污染。研究開發(fā)高濃度難降解有機危險廢棄物零排放處理技術(shù)是當(dāng)前危廢處理領(lǐng)域的一個熱點和難點。
超臨界氣化技術(shù)是指利用處于超臨界狀態(tài)下的水(溫度：374.2℃，壓力22.1MPa)作為反應(yīng)介質(zhì)，將有機污染物深度降解為二氧化碳、水等無機物質(zhì)，其反應(yīng)速度快，可在幾秒到幾分鐘內(nèi)降解高濃度難降解有機危險廢棄物，處理效率高。然而相比于其他有機污染物，超臨界水氣化技術(shù)對氨氮的降解條件要求更高，不僅要延長有機污染物在反應(yīng)器中的停留時間，而且對于化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的氨氮類物質(zhì)，需要在超臨界水中加入催化劑或者氧化劑，而催化劑和氧化劑的加入，會造成設(shè)備的腐蝕和增加處理成本。生物法是一種成熟的、有效的脫氮技術(shù)，其使用范圍廣，適合大規(guī)模應(yīng)用，處理成本低，因此，這兩種技術(shù)恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，可以徹底地，低成本地處理高濃度難降解有機危險廢棄物，再結(jié)合工程實際，將生物處理過的排水進行深度處理后資源化利用，可以實現(xiàn)危險廢棄物的零排放資源化處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種超臨界水氣化法聯(lián)合生物法處理高濃度難降解有機危險廢棄物的零排放處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠綠色高效地、低成本地、徹底降解高濃度難降解有機危險廢棄物，并實現(xiàn)零排放和資源化利用。
為達到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：
一種超臨界水氣化法聯(lián)合生物法處理高濃度難降解有機危險廢棄物的零排放處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連接的物料儲存裝置、預(yù)處理和輸送單元、加熱器、超臨界水氣化反應(yīng)器、回?zé)崞?、氣液分離系統(tǒng)、沉淀池、生物處理單元、廢水深度處理和資源化利用單元；
所述物料儲存裝置為儲料倉，所述預(yù)處理和輸送單元包括依次連接的物料配漿系統(tǒng)和柱塞泵；所述生物處理單元包括依次連通的AO池和MBR膜反應(yīng)器，所述廢水深度處理和資源化利用單元包括依次連通的膜處理系統(tǒng)和軟水系統(tǒng)；
所述氣液分離系統(tǒng)分離出的混合燃氣通入加熱器進行焚燒供熱，沉淀池中的部分污泥回流至物料配漿系統(tǒng)，剩余污泥排出用于進行資源化利用；所述MBR膜反應(yīng)器截留的污泥回流至AO池，MBR膜反應(yīng)器的部分排水回流至物料配漿系統(tǒng)，剩余排水進入廢水深度處理和資源化利用單元。
該系統(tǒng)的應(yīng)用流程如下：
S1：將高濃度難降解有機危險廢棄物配漿后，通過柱塞泵送入超臨界水氣化反應(yīng)器，在溫度為650～700℃，壓力為25～30MPa的密閉條件下反應(yīng)2～3分鐘，反應(yīng)結(jié)束以后，在回?zé)崞髦欣鋮s至50℃之后，進入氣液分離系統(tǒng)進行水氣分離；
S2：步驟S1分離出的混合燃氣通入加熱器進行焚燒供熱；
S3：步驟S1分離出的水渣混合物進入沉淀池靜置沉淀1小時，將沉淀池上清液的pH調(diào)到5～7以后，送入AO生化池進行生物好氧厭氧交替處理，AO生化池處理后的液體進入MBR(膜-生物反應(yīng)器，Membrane Bio-Reactor,MBR)膜反應(yīng)器進一步處理；
S4：步驟S3排出的水用膜分離法進行深度處理，處理后的水進入軟水系統(tǒng)，用于鍋爐供熱。
本實用新型的有益效果在于：
1)本實用新型綜合超臨界水氣化法和生物法二者的特點，首先采用超臨界水氣化法將高濃度難降解有機危險廢棄物處理到一定程度，再采用生物法進行脫氮處理，縮短了超臨界水氣化反應(yīng)設(shè)備在高溫高壓條件下的反應(yīng)時間，顯著提高了處理效率，減小了設(shè)備腐蝕，降低了成本。
2)為滿足特定工程實踐中污水資源化利用的需求，本實用新型采用膜分離法對生物處理后的一部分廢水進行深度處理，使其達到鍋爐用水標準，用于鍋爐供熱，另一部分廢水回流至物料配漿系統(tǒng)，用于物料配漿，徹底實現(xiàn)了廢水的資源化利用。
3)為實現(xiàn)高濃度難降解有機危險廢棄物處理系統(tǒng)的能量自平衡，本實用新型將超臨界水氣化反應(yīng)產(chǎn)生的混合燃氣送入至加熱器，作為混合燃加熱器的補充燃料，充分利用了系統(tǒng)自身產(chǎn)生的能源，避免了能源的浪費。
附圖說明
為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本實用新型提供如下附圖進行說明：
圖1為本實用新型所采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
其中：1-物料倉、2-物料配漿系統(tǒng)、3-柱塞泵、4-加熱器、5-超臨界水氣化反應(yīng)器、6-回?zé)崞鳌?-氣液分離系統(tǒng)、8-沉淀池、9-AO池、10-MBR池、11-膜處理系統(tǒng)、12-軟水系統(tǒng)。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖，對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
如圖1所示，本實用新型提供的一種超臨界水氣化法聯(lián)合生物法處理高濃度難降解有機危險廢棄物的零排放處理系統(tǒng)，包括依次連接的物料儲存、預(yù)處理和輸送單元、加熱器4、超臨界水氣化反應(yīng)器5、回?zé)崞?、氣液分離系統(tǒng)7、沉淀池8、生物處理單元、廢水深度處理和資源化利用單元。氣液分離系統(tǒng)7分離出的混合燃氣通入加熱器進行焚燒供熱，沉淀池8中的部分污泥回流至物料配漿系統(tǒng)，剩余污泥資源化利用。
物料儲存、預(yù)處理和輸送單元包括依次連接的儲料倉1、物料配漿系統(tǒng)2和柱塞泵3。生物處理單元包括依次連通的AO池9和MBR池10，MBR膜截留的污泥回流至AO池9，MBR池的部分排水回流至物料配漿系統(tǒng)，剩余排水進入廢水深度處理和資源化利用單元，廢水深度處理和資源化利用單元包括膜處理系統(tǒng)11和軟水系統(tǒng)12。
在本實施例中，設(shè)計進水COD為30000mg/L，pH為5.5，該系統(tǒng)的工作原理為：
1)原料的儲存、預(yù)處理和輸送：高濃度難降解有機危險廢棄物配漿后，通過柱塞泵依次輸送到加熱器和超臨界水氣化反應(yīng)器。
2)超臨界水氣化：高濃度難降解有機危險廢棄物經(jīng)加溫、加壓后，送入超臨界水氣化反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)的溫度保持在700℃左右，壓力范圍在25-30MPa，反應(yīng)時間為2分鐘。
3)氣液分離：所述氣液分離系統(tǒng)氣體出口分離出的是氫氣、甲烷和水蒸氣的混合燃氣，混合燃氣通入加熱器進行焚燒供熱；液體出口分離出的污泥和水的混合流體。
4)生物處理：所述氣液分離系統(tǒng)分離出的液態(tài)流體首先進入沉淀池進行調(diào)質(zhì)，將pH值調(diào)至中性。靜置一段時間后，沉淀池上清液進入AO池進行脫氮處理，池底部分污泥回流至物料配漿系統(tǒng)，剩余污泥資源化利用。經(jīng)AO池處理過的水，進入MBR池進行快速的泥水分離，MBR膜截留的污泥回流至AO池，以保證AO池有充足的生物量。MBR池部分排水回流至物料配漿系統(tǒng)，用作配漿用水。
5)MBR池排出的其余污水進入膜處理系統(tǒng)進行深度處理后排入軟水系統(tǒng)，用作鍋爐供水。
最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本實用新型進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本實用新型權(quán)利要求書所限定的范圍。