CN102115289B - 一种用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，设有通过管道依次连接的输入液泵、预热热交换装置的吸热通道、相变热交换装置的吸热通道、气液分离装置；气液分离装置的气体输出端依次连接有水蒸气压缩机、相变热交换装置的加热通道，预热热交换装置的加热通道、凝结水输出端；气液分离装置的液体输出端通过循环液泵与相变热交换装置的吸热通道输入端连接，循环液泵输出端还通过导出液泵与残留液输出端连接。本发明可使垃圾渗滤液中分离出来的污染物浓度更高，体积更小，从而能够对其实现经济地全部封存处置，实现污染物的零排放；同时本发明可实现潜热和显热的全部回收和循环利用，大幅度降低了运行成本，具有高效节能降耗的优点。

Description

一种用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置

技术领域

本发明属污水处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液的处理装置。

背景技术

垃圾渗滤液的污染物浓度高，成分复杂，可生化性差，环境危害能力超过城市污水100-200倍，被喻为环境第一杀手。如果渗滤液不能有效处理，会严重污染生态环境及水资源，危害社会公共卫生安全。

在垃圾渗滤液处理领域，一直延续着采用“物理处理/化学处理/生物处理/反渗透膜”等各种污水处理手段来处理垃圾渗滤液，这会产生大量无法处置的高浓度浓缩液，其结果只是造成污染在空间和时间上的转移。

也有对垃圾渗滤液采用有机固化剂固化的方法，这种方法产生的固化物会产生再次液化而污染环境

现有采用蒸发方法得到的垃圾渗透滤液浓缩液，或者是工艺成本较高，或者因达不到一定的浓度而加大了后续存封固化或焚烧的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效节能、运营成本低、分离出的污染物易于封存、不会形成二次污染的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置。

解决上述问题的技术方案是(参见实施例图)，本发明设有通过管道依次连接的输入液泵(2)、预热热交换装置(3)的吸热通道、相变热交换装置(4)的吸热通道、气液分离装置(5)；气液分离装置(5)的气体输出端依次连接有水蒸气压缩机(6)、相变热交换装置(4)的加热通道，预热热交换装置(3)的加热通道、凝结水输出端；气液分离装置(5)的液体输出端通过循环液泵(7)与相变热交换装置(4)的吸热通道输入端连接，循环液泵(7)输出端还通过导出液泵(8)与残留液输出端连接。

进一步地，所述导出液泵(8)输出端与后级蒸发器(11)吸热通道连接，该吸热通道输出端与后级气液分离装置(12)输入端连接，后级气液分离装置的蒸气输出端与上游的水蒸汽通道连接，后级气液分离装置的液体输出端通过后级导出液泵(13)与残留液输出端连接，后级蒸发器(11)加热侧设有热源。

上游的水蒸汽通道可以是相变热交换装置(4)、或气液分离装置(5)、或水蒸汽压缩机(6)、或这些装置之间连接管路的水蒸汽通道。

本发明装置的使用方法是：

1、用输入液泵(2)将垃圾渗滤液原液按照设定的处理流量输入到预热热交换装置(3)的吸热通道进行预热；并通过输入液泵(2)进行流量的定量和调节控制；

2、将预热后的垃圾渗滤液输送到相变热交换器(4)吸热通道进行加热，使渗滤液中的水份产生相变，并通过气液分离装置(5)分离出蒸汽和残留液；

3、将气液分离装置(5)输出的蒸汽经水蒸气压缩机(6)加压后输入到相变热交换器(4)加热通道里，利用其在较高压力和温度下凝结成液体释放的潜热通过热量传递壁对吸热通道里的液体进行加热，使其发生相变；

4、将相变热交换器(4)加热通道输出的凝结水输入到预热热交换器(3)的加热通道，对吸热侧的垃圾渗滤液原液进行预热，然后通过该加热通道输出端排出凝结水；

5、将气液分离装置(5)输出的垃圾渗滤液残留液通过循环液泵(7)返回相变热交换器的吸热通道，再次被加热发生相变并通过气液分离装置分离成蒸汽和液体；

6、通过循环液泵(7)使垃圾渗滤液反复在相变热交换器和气液分离装置之间循环，使垃圾渗滤液残留液中的水份越来越少，直至污染物的含量达到设定浓度；

7、通过的导出液泵(8)将达到设定浓度的垃圾渗滤液残留液导出，并通过导出液泵进行导出流量的定量和调节控制；

8、通过控制输入垃圾渗滤原液与导出残留液的流量比控制输出残留液所含污染物的浓度。

9、然后将达到设定浓度的垃圾渗滤液残留液进行封存处理。

所述对达到一定浓度的垃圾渗滤液残留液的封存方法可以是用固化剂对残留液实行固化；

所述的固化剂可以是含有生石灰和/或水泥的无机固化剂；

所述的封存方法还可以是将残留液保存入密封的池或桶内；

所述的封存方法还可以是将残留液与空气接触，使渗沥液中的水份进一步挥发汽化出去，直至产生出固态析出物和沉淀物，再将其保存入密封的池或桶内，或用无机固化剂进行固化。

本发明可使垃圾渗滤液中分离出来的污染物浓度更高，体积更小，从而能够对其实现经济地全部封存处置，不会再次进入渗滤液循环中，实现污染物的零排放；同时本发明装置可实现潜热和显热的全部回收和循环利用，大幅度降低了运行成本，具有高效节能降耗的优点。

附图说明

图1、本发明实施例1结构示意图

图2、本发明实施例2结构示意图

具体实施方式

实施例1

本例是一种通过管道连接成的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置系统，该系统的结构是：

设有带流量定量和调节控制装置的输入液泵2，其输入通道接有流量计量显示装置1，其输出端与预热热交换装置3的吸热通道输入端连接；

预热热交换装置3为板式蒸发器，通过热量传递壁将吸热通道和放热通道隔开；

预热热交换装置3吸热通道输出端与相变热交换装置4吸热通道输入端连接；

相变热交换装置4为板式蒸发器，通过热量传递壁将吸热通道和放热通道隔开，其吸热通道输出端与气液分离装置5连接；

气液分离装置5的气体输出端通过水蒸汽压缩机6与相变热交换装置4的加热通道输入端连接；

相变热交换装置4的加热通道输出端与预热热交换装置3的加热侧通道输入端连接，预热热交换装置3加热通道输出端为凝结水输出端；

气液分离装置5的液体输出端与循环液泵7连接，循环液泵7输出端与相变热交换装置4的吸热通道输入端连接，同时通过导出液泵8与固化装置10连接，导出液泵8输出通道上设有流量计量显示装置9。

所述的固化装置10是具有搅拌混合功能的设备，其功能是：将垃圾渗滤液浓缩的残留液导入固化搅拌装置里后，边搅拌边加入含有水泥和/或石灰的无机固化剂，然后排出，待其固化后可用于垃圾填埋场内的建筑材料，如覆盖物等，避免二次污染。

此外预热热交换器3和相变热交换器4的加热通道还设有辅助热源，用于启动升温和运行时补充漏失的热量，辅助热源可以是高压蒸汽或电热热源等。

实施例2

与实施例1不同的是：

本例在导出液泵8的后部又设置了一级后级蒸发器11(也可以设置多级)，具体是：

导出液泵8输出端与后级蒸发器11吸热通道连接，该吸热通道输出端与后级气液分离装置12输入端连接，后级气液分离装置的蒸气输出端与上游的蒸汽通道连接，后级气液分离装置的液体输出端通过后级导出液泵13与残留液输出端连接，后级蒸发器11加热侧设有热源。

所述的上游的水蒸汽通道可以是相变热交换装置4、或气液分离装置5、或水蒸汽压缩机6、或这些装置之间连接管路的水蒸汽通道。

垃圾渗滤液残留液被导出液泵8导出后，被输送到后级蒸发器11的吸热通道进行再处理，通过加热侧设置的热源加热，使其中的水份进一步蒸发，并通过后级气液分离器12进行气液分离，将分离出的水蒸汽输入到上游的水蒸气通道中，将分离出的残留液通过后级导出液泵13导出进行封存处理。

由于本装置可通过后级处理使残留液浓度进一步提高，所以更易于进行后续的封存处理，例如可以将经过上述处理的残留液通过液泵喷淋到空气中或填料表面，使其与空气充分接触，使残留液中的水份进一步挥发汽化出去，并通过水泵加强残留液喷淋的循环过程，通过风机强化空气流通来强化该过程；直至处理到产生出固态析出物和沉淀物，再将最终的残留液封存在容器中或者填埋场内。

本例采用的后级蒸发器11是具有防结垢功能的蒸发器，具体是一种刮板式蒸发器，在进行相变热交换工作时，通过机械刮板的运动防止热量传递壁结垢。

经过前级的多次循环加热相变和气液分离后，残留液污染物浓度可升高至8-10倍，极端条件运行时可达20倍，但残留液中污染物浓度升高后，会使其沸点上升和易于结垢，造成增压泵耗能增加，处理能力下降，加大了潜热回收成本和热交换器的清洗成本，所以其浓度不易过高，而浓度降低又会使残留液导出量偏大，固化封存成本高，降低了使用价值，所以本装置可在导出达到一定浓度的残留液后，再用后级蒸发器对残留液进行进一步的处理，利用加热侧的优质热源使其所含水分进一步蒸发，提高残留液的浓度，降低其后续固化封存的成本，并将蒸发出的蒸汽输入到上游的蒸汽通道里，进行热能的回收利用，降低运行成本，同时又采用具有防垢功能的蒸发器解决结垢问题，总体上提高了用本装置处理垃圾渗滤液的使用价值。

本例还可以利用后级蒸发器11加热侧设置的优质热源(例如电加热热源)，将后级蒸发器分离出的蒸汽作为前级相变热交换器的辅助热源，用于补充前级工作运行中的热损失，同时还可用于启动整个系统开始进行连续的工作循环。

本例输入液泵2和导出液泵8采用的是无单向阀构造的恒容积液泵，，水蒸气压缩机6是恒容积压缩机，因此输入和输出通道上不需设置流量计量显示装置。

为了控制输出残留液中污染物的浓度，需要对垃圾渗滤原液的输入流量与残留液的导出流量比进行准确控制，  通常采用的离心泵，需要通过测量流量、改变转速来控制流量，这样输入液泵和导出液泵的通道上都需要串接流量计量显示装置，而且当液泵前后压力变化时，易于出现流量波动，当装置内呈负压时还会出现失控现象，造成生产过程的不稳定。

本例输入液泵2和导出液泵8采用无单向阀构造的恒容积液泵，可以不受装置内外压力变化干扰，装置内呈负压时也不会失控，而且由于其能保持恒流量，所以不需进行流量测量，输入、导出通道上也可以省去流量计量显示装置；

而水蒸气压缩机6采用恒容积压缩机，具有可免受装置两侧压力变化的干扰、不需要设置测量仪表、处理能力稳定、可控、安全，意外停机不会造成蒸汽倒灌事故等优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于：设有通过管道依次连接的输入液泵(2)、预热热交换装置(3)的吸热通道、相变热交换装置(4)的吸热通道、气液分离装置(5)；气液分离装置(5)的气体输出端依次连接有水蒸气压缩机(6)、相变热交换装置(4)的加热通道，预热热交换装置(3)的加热通道、凝结水输出端；气液分离装置(5)的液体输出端通过循环液泵(7)与相变热交换装置(4)的吸热通道输入端连接，循环液泵(7)输出端还通过导出液泵(8)与残留液输出端连接。

2.根据权利要求1所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述导出液泵(8)输出端与后级蒸发器(11)吸热通道连接，该吸热通道输出端与后级气液分离装置(12)输入端连接，后级气液分离装置的蒸气输出端与上游的水蒸汽通道连接，后级气液分离装置的液体输出端通过后级导出液泵(13)与残留液输出端连接，后级蒸发器(11)加热侧设有热源。

3.根据权利要求2所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述的后级蒸发器(11)是具有防结垢功能的蒸发器。

4.根据权利要求3所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述的后级蒸发器(11)是刮板式蒸发器。

5.根据权利要求1所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述的残留液输出端与固化搅拌装置(10)连接。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述的输入液泵(2)和导出液泵(8)是无单向阀构造的恒容积液泵。

7.根据权利要求1-5任一权利要求所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述的水蒸气压缩机(6)是恒容积压缩机。

8.根据权利要求2-4任一权利要求所述的用于垃圾渗滤液中污染物分离的装置，其特征在于，所述的后级导出液泵(13)是无单向阀构造的恒容积液泵。

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