CN102503012A - 垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法，该方法包括如下步骤：采用膜结构，对垃圾渗滤液的膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标水；对二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩，生成第一产物和第二产物；其中，第一产物为冷凝液和排气凝结水，第二产物为蒸发浓缩后的膜浓缩液；将第一产物回流至原始渗滤液处理系统中或回灌至垃圾储存坑；将第二产物进行无害化处理。相比于现有的模浓缩液处理技术，本发明具有处理效果稳定可靠，极大地降低能耗和运行成本的优势。

Description

垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法

技术领域

本发明涉及垃圾处理技术领域，尤其涉及一种垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法。

背景技术

生活垃圾在收集、转运期间，以及进入焚烧、填埋、堆肥等处理设施过程中，均会产生大量的渗滤液。这是一种水质变化大、成分复杂、有机物浓度高、氨氮含量高、含盐量高、腐殖质浓度高的废水，处理难度非常大。垃圾渗滤液的处理方式主要有回灌法、土地处理法、物化法、生化法等。但是由于渗滤液的上述特性，传统的处理方式均难以实现渗滤液的有效处理，目前国内大量已建成的采用常规处理工艺的渗滤液处理设施，其处理后出水都不能满足《GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准》中“现有和新建生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值”的要求。

随着生物技术和膜处理技术的进步，生化法+膜法组合工艺处理渗滤液技术迅速发展，逐渐成为渗滤液处理的一种主流技术。生化法可去除垃圾渗滤液中的绝大多数有机物，有效降低COD、氨氮含量。生化处理后的出水再经过纳滤/超滤/反渗透等膜法分离，进一步去除剩余的有机物、盐分等物质，可保证出水稳定达到《GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准》中“现有和新建生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值”的要求。通过调整膜处理工艺的部分参数，该组合工艺的出水甚至可满足更严苛的《GB/T19923-2005城市污水再生利用工业用水水质》中，对于“再生水用作工业用水水源的水质标准”的要求。

但是由于纳滤膜/反渗透膜等的工作特性，膜法处理工艺只是实现了污染物的截留，膜处理过程中不可避免的产生了大量的膜浓缩液(膜浓水)，这一部分浓缩液具有更高的盐度和高浓度难降解有机物(主要为腐殖质)。

对于膜浓缩液，目前常规的处理方式是有回灌填埋场(垃圾储坑)、回流渗滤液处理系统、焚烧、高级氧化、蒸发等。

由于膜浓缩液中的有机物主要为难以生物降解的腐殖质，因此回灌填埋场(垃圾储坑)和回流渗滤液处理系统的方法处理效果十分有限。而且膜浓缩液中的盐分在这一过程中形成了死循环，使得渗滤液处理系统中的盐分成倍增加，最终导致生化处理系统处理效果变差，膜处理系统渗透压增加，出水率降低。

高级氧化法可有效降低膜浓缩液中的COD含量，但对其中含有的无机盐类没有任何处理效果。而且高级氧化法的药剂成本较高。

焚烧法是最为彻底的处理方法，但是能耗非常高，又由于膜浓缩液总量较大(约占所处理渗滤液总量的15～30％)，因此直接将膜浓缩液焚烧处理，其总运行成本将非常高。

常规蒸发工艺可以将膜浓缩液中的可溶性固体与水分离，但是也同样存在耗能高的问题，而且部分有机物易挥发，容易在蒸发过程中进入蒸汽相，造成冷凝液COD浓度较高，仍然无法实现达标排放。

综上所述，现有的渗滤液处理系统中，尚没有成熟的膜浓缩液深度处理技术应用，已有的膜浓缩液处理技术大多存在处理成本高、能耗过高，处理效果不稳定，没有统筹考虑难降解有机物(腐殖质)和盐分的协同处理的问题，而且没有充分考虑膜浓缩液处理系统与渗滤液处理系统的配套。

由此，研制技术先进、效果稳定、经济性好的垃圾渗滤液的膜浓缩液处理系统是十分有必要的。因为只有实现膜浓缩液的有效处理，并与渗滤液常规处理技术有机结合，才是完整的渗滤液处理工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法，以降低能耗和运行成本。

本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法包括如下步骤：采用膜结构，对垃圾渗滤液的膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标水；对二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩，生成第一产物和第二产物；其中，第一产物为冷凝液和排气凝结水，第二产物为蒸发浓缩后的膜浓缩液；将第一产物回流至原始渗滤液处理系统中或回灌至垃圾储存坑；将第二产物进行无害化处理。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，所述蒸发浓缩产物处理步骤中，所述无害化处理为，将所述第二产物回喷至垃圾焚烧炉。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，在所述渗滤液二次浓缩步骤前，还包括有腐殖质提取步骤，该步骤提取垃圾渗沥的液膜浓缩液中的腐殖质。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，在蒸发浓缩步骤与蒸发浓缩产物处理步骤之间，还设置有蒸干/干燥步骤，该步骤对所述第二产物继续进行蒸干或干燥。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，所述蒸发浓缩步骤中，采用机械压缩式热泵对提取腐殖质后的二次膜浓缩液进行蒸发浓缩。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，所述二次浓缩步骤中，分离操作的压力控制在1.5～3MPa。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，采用所述机械压缩式热泵进行蒸发浓缩时，控制参数如下：蒸发温度为60～73℃；蒸发器内真空度为200～1000Pa；蒸发浓缩后的膜浓缩液的TDS浓度为450000～600000mg/L。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，所述腐殖质提取步骤中，控制参数如下：所述纳滤膜的截留分子量为500～800；纳滤膜承受的操作压力为0.4～1.0MPa。

优选地，上述膜浓缩液处理方法中，所述蒸干/干燥步骤中，采用单相流压力雾化器进行蒸干/干燥，控制参数如下：雾化液滴粒径为最大粒径＜300μm，平均粒径＜200μm；热风/烟气温度为160～180℃。

本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法中，设置有渗滤液二次膜浓缩步骤和蒸发浓缩步骤。其中，渗滤液二次膜浓缩步骤对垃圾渗滤液的膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标可以排放的水，蒸发浓缩步骤对二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩。渗滤液膜浓缩液经过这两个步骤后，体积逐级减少，膜浓缩液TDS(总溶解固体)浓度提高，蒸发浓缩后的膜浓缩液中的溶解固体主要为无机盐和少量有机物，可以进行深度处理后综合利用，或者直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂。

相比于回灌填埋场(垃圾储坑)、回流渗滤液处理系统、焚烧、高级氧化、蒸发等膜浓缩液处理方法，本发明具有处理效果稳定可靠，极大地降低能耗和运行成本的优势。

附图说明

图1为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第一实施例的步骤流程图；

图2为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第二实施例的步骤流程图；

图3为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第三实施例的步骤流程图；

图4为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第四实施例中，机械压缩式热泵的结构示意图；

图5为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第五实施例的工艺原理示意图；

图6为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法实例1的步骤流程图；

图7为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法实例2的步骤流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

第一实施例

参照图1。图1为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法实施例的步骤流程图，包括如下步骤：

二次浓缩步骤S110，采用膜结构，对垃圾渗滤液的膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标水。其中，达标水即为透过液，产生量＞70％，可达标排放或回用。二次浓缩后的膜浓缩液为截留液，产生量＜30％，与原膜浓缩液相比含盐量提高数倍。二次膜浓缩步骤S110作用为将膜浓缩液进一步浓缩，以便减少后续处理装置的能耗和处理量。根据处理对象的特性，优选反渗透膜工艺，可以实现CODcr/氨氮/盐分等去除效率、产水率和操作压力的最优配合。对于能够实现进一步浓缩这一目的的其他工艺，也可以采用。

蒸发浓缩步骤S120，对二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩，生成第一产物和第二产物；其中，第一产物为冷凝液和排气凝结水，第二产物为蒸发浓缩后的膜浓缩液，其中的溶解固体主要为无机盐和少量有机物。

蒸发浓缩产物处理步骤S130，将第一产物回流至原始渗滤液处理系统中或回灌至垃圾储存坑；将第二产物进行无害化处理，例如直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂。

由于二次浓缩液盐分浓度极高，已经很难再通过膜法进行浓缩，因此本实施例采用蒸发浓缩步骤S130将其继续浓缩。蒸发浓缩后的膜浓缩液中盐分浓度接近饱和(TDS控制在450000～600000mg/L)。蒸发过程产生的冷凝液和排气凝结水中含盐量极少，仅含有少量挥发性有机物，几乎不含无机盐等物质，回流或回灌对于原渗滤液处理系统没有影响(包括长期、短期影响)。

并且，膜浓缩液经过这两个步骤后，体积逐级减少，膜浓缩液TDS(总溶解固体)浓度提高，蒸发浓缩后的膜浓缩液中的溶解固体主要为无机盐和少量有机物，可以深度处理后进行综合利用，或者直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂。

需要说明的是，本实施例的结构适用于膜浓缩液中腐殖质含量较低的情况，例如，在处理如垃圾焚烧厂或早期填埋场渗滤液时，可以采用本实施例的处理方法。

下面详细分析本实施例相对于现有技术具有如下优势：

第一、由于采用二次膜浓缩步骤和蒸发浓缩步骤，并将最终产物深度处理后进行综合利用或者直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂处理膜浓缩液，避免了由于膜浓缩液回灌或者回流处理所导致的生化处理系统处理效果变差，膜处理系统渗透压增加，出水率降低，出水指标变差的缺陷。

第二、二次膜浓缩步骤和蒸发浓缩步骤相比于高级氧化法的运行成本低，并且，还对膜浓缩液中的盐分进行处理和利用。

第三、虽然本发明相比于直接焚烧等方法的设备投资略大，但是运行过程中的能耗远远低于直接焚烧的能耗。因此，具有很好的经济性。

并且，可以克服膜浓缩液由于总量大，全部回喷焚烧炉后对焚烧工况的稳定和焚烧炉的经济性所产生缺点。

第四、本发明由于在蒸发浓缩步骤前，设置有二次膜浓缩步骤，可以降低蒸发浓缩装置所需的能耗；同时，进入蒸发浓缩装置的膜浓缩液中存在的易挥发有机物较少，因此，降低了蒸发浓缩过程中冷凝液COD浓度。

总的来说，相比于回灌填埋场(垃圾储坑)、回流渗滤液处理系统、焚烧、高级氧化、蒸发等膜浓缩液处理方式，本发明具有处理效果稳定可靠，极大地降低能耗和运行成本的优势。

第二实施例

该实施例为对第一实施例的进一步改进。参照图2。图2为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第二实施例的步骤流程图，包括如下步骤：

腐殖质提取步骤S210，提取垃圾渗沥的液膜浓缩液中的腐殖质；二次浓缩步骤S220，采用膜结构，对提取腐殖质后的垃圾渗滤液膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标水。蒸发浓缩步骤S230，对二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩，生成第一产物和第二产物；其中，第一产物为冷凝液和排气凝结水，第二产物为蒸发浓缩后的膜浓缩液，其中溶解固体主要为无机盐和少量有机物。蒸发浓缩产物处理步骤S240，将第一产物回流至原始渗滤液处理系统中或回灌至垃圾储存坑；将第二产物进行深度处理后进行综合利用，或者直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂。

相比于第一实施例，可以看出，本实施例增加了腐殖质提取步骤S210，其设置目的是将膜浓缩液中的腐殖质分离出去，腐殖质提取步骤后的出水CODcr大大降低，便于后续处理。本实施例中的腐殖质提取步骤S210优选采用纳滤膜分离装置，其他膜分离工艺也可以。例如，可选用超滤膜或反渗透膜。并且，由于腐殖质提取步骤的设置目的是为了将除膜浓缩液中的腐殖质分离出来，因此除膜分离工艺外，对于采用其他方式但仍然能起到去除膜浓缩液中腐殖质的工艺，也可以采用，本发明在此不做限定。

在具体实施时，最小截留分子量可以设定为500～800。该工艺参数的选取一方面可以保证截留绝大多数腐殖质，另一方面脱盐率较低，避免了膜浓缩液中无机盐、重金属等有害物质进入提取液，影响腐殖质综合利用效果。同时较大的截留分子量降低了腐殖质提取装置操作压力，即动力消耗较低。

经过腐殖质提取步骤后，原膜浓缩液被分为两部分。其中大部分腐殖质进入截留液A1(＜15％)，再经过进一步处理后可作为腐殖质有机肥进行综合利用。透过液A2(＞85％)进入二次浓缩步骤继续处理。

腐殖质提取步骤的设置主要针对渗滤液膜浓缩液中含有较多腐殖质的情况，例如垃圾填埋场的老龄渗滤液。对于仅含有极少量腐殖质的渗滤液，膜浓缩液中含有的少量腐殖质，对于后续深度处理装置影响较小，因此可以取消腐殖质提取步骤。

第三实施例

参照图3。图3为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第三实施例的步骤流程图。

该实施例为对第二实施例的进一步改进。

该实施例包括如下步骤：腐殖质提取步骤S310，提取垃圾渗沥的液膜浓缩液中的腐殖质；二次浓缩步骤S320，采用膜结构，对提取腐殖质后的垃圾渗滤液膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标水。蒸发浓缩步骤S330，对二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩，生成第一产物和第二产物；其中，第一产物为冷凝液和排气凝结水，第二产物为蒸发浓缩后的膜浓缩液，其中溶解固体主要为无机盐和少量有机物。蒸干/干燥步骤S340，对第二产物，即蒸发浓缩后的膜浓缩液进行蒸干或干燥处理。蒸发浓缩产物处理步骤S350，将第一产物回流至原始渗滤液处理系统中或回灌至垃圾储存坑；将第二产物进行深度处理后进行综合利用，或者直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂。

相比于第二实施例，可以看出，本实施例在蒸发浓缩步骤S330后，还设置有蒸干/干燥步骤S340。

蒸发浓缩后的膜浓缩液是接近饱和的无机盐溶液，另外还含有少量有机物等。其中的无机盐主要为钾、钠、钙、镁的氯化物、硫酸盐、硅酸盐等，具有一定的回收利用价值。因此可通过蒸干/干燥后进行综合利用。由于蒸发浓缩后的膜浓缩液仅相当于膜浓缩液总量的2％(体积比)，甚至更少，因此蒸干/干燥步骤S350的能耗对膜浓缩液深度处理总能耗影响不大。

本实施例中，蒸干/干燥步骤S340优选喷雾干燥工艺，该工艺能耗相对较低，而且干燥产物易于回收利用。尤其对于垃圾焚烧发电厂，可利用焚烧后的废烟气作为热源，避免了额外提供热源的问题。喷雾干燥后产生的废气用来预热蒸发浓缩后的膜浓缩液，大大降低喷雾干燥工艺的整体能耗。也可以采用红外干燥、带式干燥、滚筒干燥等其他形式。对于垃圾填埋场等有较大处理场地的情况，也可采取堆放、晒干的方式。

需要说明的是，该实施例适用于当蒸发浓缩后的膜浓缩液总量较多的情况。如果在垃圾焚烧发电厂内，可取消蒸干/干燥步骤(如第一实施例和第二实施例)，将蒸发浓缩后的膜浓缩液直接回喷焚烧炉进行焚烧处理，由于其总量较少，对焚烧炉的运行工况影响很小。而且由于蒸发浓缩后的膜浓缩液中钾、钠的氯化物含量较多，喷入焚烧炉内还可起到清灰除焦的作用，对于缓解垃圾焚烧炉尾部受热面的积灰和结焦有积极作用。

第四实施例

进一步地，上述第一实施例、第二实施例和第三实施例中，蒸发浓缩步骤可以应用常规的蒸发工艺，但处理于滤液膜浓缩液时，普通蒸发工艺以及多效蒸发工艺等都存在能耗高的问题，因此，经济性差。有鉴于此，上述三个实施例中的蒸发浓缩步骤300可以采用图4所示的机械压缩式热泵。

参照图4，图4为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法实施例中，机械压缩式热泵的结构示意图，包括蒸发器310、热泵320、循环泵350、真空泵340、冷凝液排出泵330、预热器370(包括第一级预热器和第二级预热器预热器)等。

图4中，蒸发浓缩装置300包括蒸发器310、热泵320、冷凝液排出泵330和循环泵350；其中，蒸发器包括喷洒端口、蒸汽出口和换热管3101；换热管包括冷凝水排出端和加热蒸汽流入端；热泵320连接于蒸发器310的蒸汽出口与换热管3101的加热蒸汽流入端之间；换热管3101的冷凝水排出端与冷凝液排出泵330的进口相连接；循环泵350与蒸发器310的喷洒端口相连接。

此外，蒸发装置300还包括预热器370；预热器还设置有冷凝液进口，冷凝液进口与冷凝液排出泵的出口相连接。预热器为级联的两级预热器。蒸发浓缩装置300还包括与蒸发器相连接的真空泵340。

下面，对该图4所表示的机械压缩式热泵的结构的工作原理说明如下：

二次浓缩后的膜浓缩液经过第一级预热器和第二级预热器预热后进入蒸发器310，与蒸发器310内原有的循环液混合，通过循环泵350喷洒蒸发器内部的换热管3101上表面，在换热管3101表面进行薄膜蒸发。产生的蒸汽被热泵320压缩后一部分升温3～6℃，升温后的蒸汽进入换热管3101内部将循环液蒸发，放热过程和热泵压缩过程产生的冷凝水通过冷凝水排出泵330送出。根据蒸发器310的工作状况，待循环液达到指定的浓缩倍率后，通过浓缩液排出阀360控制，按照一定比例排出。

为了减少蒸发浓缩步骤的能耗，冷凝液和浓缩液排出前应先进入预热器370，最大限度的降低了蒸发冷凝液、排气和蒸发浓缩后的膜浓缩液携带走的热量，进一步降低了蒸发浓缩装置的运行能耗。蒸发器310设置真空泵340用于保持蒸发器内一定的真空度。

蒸发浓缩运行过程中只需要外界提供热泵压缩蒸汽所需的动力和少量辅助热量，能耗非常低。根据估算，能耗约为10～25kwh/吨原液。

经过蒸发浓缩步骤后的浓缩液被分离为二部分，即冷凝液和蒸发浓缩后的膜浓缩液。蒸发浓缩后的膜浓缩液中的盐分含量极高，已经接近饱和，同时还含有一定量的有机物，可进入蒸干/干燥步骤继续处理，对于垃圾焚烧发电厂，也可直接喷入焚烧炉焚烧。冷凝液根据水质的不同，可采取不同的处理方式。如果含有少量挥发性物质(主要为VOC等)，则回流至原渗滤液处理系统；如果冷凝液水质满足排放或回用标准，则直接排放或回用。另外还有少量排气凝结水，可回流至原渗滤液处理系统。

蒸发浓缩步骤是本发明的核心结构，采用图4的结构，其能耗仅相当于普通蒸发工艺的3～5％，相当于五效蒸发工艺的10～20％。

当然，蒸发浓缩步骤在实施时，优选上述结构实现，目的是降低蒸发浓缩步骤的能耗。但对于本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法而言，其他能够实现蒸发浓缩的工艺也可以采用，比如多效蒸发等。只是，相对于上述蒸发浓缩装置的结构而言，能耗大。

第五实施例

参照图5，图5为本发明垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法第五实施例的工艺原理示意图。

本实施例采取了如下步骤：腐殖质提取步骤A→二次浓缩步骤B→蒸发浓缩步骤C→蒸干/干燥步骤D。

A：膜浓缩液首先进行腐殖质提取步骤，大部分腐殖质被提取进入截留液中，可进一步处理后综合利用。腐殖质提取后的出水CODcr大大降低，便于后续处理。

B：膜浓缩液经过腐殖质提取步骤后，仍然含有大量盐分和少量有机物，通过二次浓缩步骤可进一步将其浓缩。出水如达标则排放或回用，如不达标也仅含少量有机物，可通过回流原渗滤液处理系统进行处理。二次浓缩液盐分和有机物浓度大大增加，总水量与原膜浓缩液相比则减少至15～30％。

C：由于二次浓缩液盐分浓度极高，已经很难再通过膜法进行浓缩，因此采用蒸发浓缩步骤将其继续浓缩。蒸发浓缩后的膜浓缩液中盐分浓度接近饱和(TDS控制在450000～600000mg/L)。蒸发过程产生的冷凝液和排气凝结水中含盐量极少，仅含有少量挥发性有机物，可回流至原渗滤液处理系统。蒸发浓缩的核心技术机械压缩式热泵蒸发，并且通过系统排出液与原液的充分换热，大大降低蒸发浓缩能耗。

D：经过A～C步骤的浓缩处理，所剩的蒸发浓缩后的膜浓缩液总水量仅为原膜浓缩液的1～5％。通过蒸干/干燥步骤的处理后，被彻底分为固形物和冷凝液。冷凝液含少量挥发性有机物，可回流至原渗滤液处理系统。固形物主要为无机盐和少量有机物，可深度处理后进行综合利用，或者直接回喷焚烧炉作为清灰除焦药剂。

综上，本发明的实施例具有如下优点：

第一、处理效果好，彻底解决腐殖质含量高、盐分含量高的膜浓缩液难以有效处理的问题。通过腐殖质提取装置将膜浓缩液中含有的腐殖质分离，通过二次浓缩和蒸发浓缩，逐级减少浓缩液体积，提高浓缩液TDS浓度，为最终蒸干处理准备条件。其他膜浓缩液的处理工艺大多只注重某一方面的处理，没有形成统筹考虑COD和盐分处理的工艺。例如高级氧化法只能处理膜浓缩液中的COD。

第二、处理能耗低，膜浓缩液处理工艺中，各个步骤均选取了低能耗的技术或者采取了降低能耗的措施，整体能耗仅相当于焚烧工艺的2～3％。其中蒸发浓缩工艺采用能耗最低的机械压缩式热泵蒸发技术，能耗仅相当于普通蒸发技术的3～5％，多效(以5效计)蒸发技术的10～20％。

第三、蒸发浓缩步骤的核心是采用能耗最低的机械压缩式热泵蒸发技术，而且浓缩液、冷凝液、排气等均与原液进行充分的热交换，浓缩液等排出时温度仅比原液高5～8℃，进一步降低了能耗。

第四、由于处理能耗低，虽然本方法的设备投资与直接焚烧等方法略大，但是运行成本远远低于其他技术，总体经济性优于现有技术。

下面，通过两个实例对本发明做进一步的说明。

实例1、某垃圾填埋厂垃圾渗滤液膜浓缩液处理方法实例

该实例中，前期的渗滤液处理方法为生化法加膜法处理工艺，基本工艺流程为：渗滤液→调节池→厌氧反应器→缺氧/好氧反应器→MBR→纳滤→反渗透→出水，出水可达到《GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准》后外排。取原渗滤液处理系统中的纳滤和反渗透系统膜浓缩液，采用本发明的方法进行处理。

具体工艺参照图6所示。

本发明处理的膜浓缩液主要包括纳滤膜浓缩液和反渗透膜浓缩液。纳滤膜浓缩液CODcr浓度2000～2500mg/L，TDS(总溶解固体)浓度6000～7000mg/L。

首先进入步骤A，进行纳滤工艺的腐殖质提取，截留绝大多数腐殖质后，出水CODcr浓度降至400～500mg/L。提取的腐殖质进行步骤A2，即综合利用获取的腐殖质。

腐殖质提取后，出水A1与渗滤液反渗透膜浓缩液混合后，进行步骤B，即采用反渗透工艺的二次浓缩步骤，二次浓缩的出水B1为达标水，可以排放。二次浓缩液B2的CODcr浓度3000～3500mg/L，TDS浓度40000～50000mg/L。

二次浓缩液B2采用蒸发浓缩步骤继续浓缩处理，即进行步骤C，该步骤采用机械式热泵蒸发。浓缩至TDS浓度450000～500000mg/L时排出。蒸发浓缩产生的冷凝液执行步骤C1，即回流至渗滤液处理系统。蒸发浓缩后的膜浓缩液C2的体积仅相当于原膜浓缩液总体积的1～2％。

采用喷雾干燥步骤将蒸发浓缩后的膜浓缩液C2干燥，即进行步骤D，形成的固形物D2主要为无机盐，可进行综合利用。干燥过程产生的废弃经冷凝步骤D1后回流至渗滤液处理系统。

主要工艺参数如下：

膜浓缩液水质条件(仅为本实例中所处理膜浓缩液的实际水质条件，并非对本发明的限制)：

纳滤膜浓缩液：CODcr浓度2000～2500mg/L，TDS浓度6000～7000mg/L；

反渗透膜浓缩液：CODcr浓度500～700mg/L，TDS浓度10000～15000mg/L；

腐殖质提取步骤(纳滤膜)：

工艺控制参数：

纳滤膜截留分子量：＞500；

操作压力：0.4～1.0MPa

在执行上述控制参数的条件下，达到如下性能指标：

纳滤膜产水率：85～90％；

腐殖质去除率：＞85％；

纳滤膜脱盐率：＜15％；

二次浓缩装置(反渗透膜)：

工艺控制参数：

操作压力1.6～3.0MPa

在执行上述控制参数的条件下，达到如下性能指标：

产水率：75～85％(即浓缩倍率4～7倍)

脱盐率：＞80％

蒸发浓缩步骤(机械压缩式热泵蒸发)：

工艺控制参数：

蒸发温度：60～73℃；

蒸发器内真空度：200～1000Pa；

蒸发浓缩后的膜浓缩液：TDS浓度450000～500000mg/L；

在执行上述控制参数的条件下，达到如下性能指标：

浓缩倍率：7～20倍；

蒸发浓缩后的膜浓缩液与原液相比温度增加值：＜6℃；

蒸干/干燥步骤(喷雾干燥)：

雾化器形式：单相流压力雾化器；

工艺控制参数：

雾化液滴粒径：最大粒径＜300μm，平均粒径＜200μm；

热风/烟气温度：160～180℃。

实例2、某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液膜浓缩液处理方法实例

采用本发明膜浓缩液处理方法对某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液膜浓缩液进行深度处理。

前期渗滤液处理方法为生化法加膜法处理工艺，基本工艺流程为：渗滤液→调节池→厌氧反应器→两级缺氧/好氧反应器→MBR→纳滤→反渗透→出水，出水可达到《GB/T19923-2005城市污水再生利用工业用水水质》后回用(作为循环冷却水水源)。取原渗滤液处理系统中的纳滤和反渗透系统膜浓缩液进入本发明所述深度处理系统，处理工艺流程参照图7。

本实例处理的膜浓缩液主要包括纳滤膜浓缩液和反渗透膜浓缩液。纳滤膜浓缩液CODcr浓度900～1500mg/L，TDS(总溶解固体)浓度10000～15000mg/L。反渗透膜浓缩液CODcr浓度300～500mg/L，TDS(总溶解固体)浓度25000～35000mg/L。

由于垃圾焚烧发电厂渗滤液为新鲜渗滤液，其中腐殖质含量很低，因此不设置腐殖质提取装置。

纳滤与渗滤液反渗透膜浓缩液混合后直接进入采用超滤加反渗透工艺的二次浓缩步骤B，出水B1 CODcr、TDS等指标均不能达到回用水标准，回流至渗滤液处理系统。二次浓缩液B2 CODcr浓度3500～4500mg/L，TDS浓度100000～120000mg/L。

二次浓缩液B2进入蒸发浓缩步骤C继续浓缩处理，浓缩至TDS浓度450000～500000mg/L时排出。蒸发浓缩装置的冷凝液C1回流至渗滤液处理系统。蒸发浓缩后的膜浓缩液C2的体积仅相当于原膜浓缩液总体积的2～4％。

采用喷雾干燥步骤D将蒸发浓缩后的膜浓缩液C2干燥。形成的固形物D2主要为无机盐，可进行综合利用，也可将无机盐回喷焚烧炉，起到缓解积灰、清除结焦的作用。干燥过程产生的废弃经冷凝D1后回流至渗滤液处理系统。

主要工艺参数如下：

膜浓缩液水质条件(仅为本实例中所处理膜浓缩液的实际水质条件，并非对本发明的限制)：

纳滤膜浓缩液：CODcr浓度900～1500mg/L，TDS(总溶解固体)浓度10000～15000mg/L；

反渗透膜浓缩液：CODcr浓度300～500mg/L，TDS(总溶解固体)浓度25000～35000mg/L。

二次浓缩步骤(超滤膜+反渗透膜)：

工艺控制参数：

操作压力2.5～3.0MPa

在执行上述控制参数的条件下，达到如下性能指标：

产水率：65～75％(即浓缩倍率3～4倍)

脱盐率：＞85％

蒸发浓缩步骤(机械压缩式热泵蒸发)：

工艺控制参数：

蒸发温度：60～73℃；

蒸发器内真空度：200～500Pa；

蒸发浓缩后的膜浓缩液：TDS浓度450000～500000mg/L；

在执行上述控制参数的条件下，达到如下性能指标：

浓缩倍率：7～10倍；

蒸发浓缩后的膜浓缩液与原液相比温度增加值：＜8℃；

喷雾干燥步骤：

雾化器形式：单相流压力雾化器；

热烟气来源：焚烧系统经脱酸除尘后的烟气；

工艺控制参数：

雾化液滴粒径：最大粒径＜300μm，平均粒径＜200μm；

热烟气温度：160～180℃。

以上对本发明所提供的一种垃圾渗滤液的膜浓缩液处理系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种垃圾渗滤液的膜浓缩液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

二次浓缩步骤，采用膜结构，对垃圾渗滤液的膜浓缩液进行二次浓缩，形成二次浓缩后的膜浓缩液和达标水；

蒸发浓缩步骤，对所述二次浓缩后的膜浓缩液采用蒸发的方式继续浓缩，生成第一产物和第二产物；其中，所述第一产物为冷凝液和排气凝结水，第二产物为蒸发浓缩后的膜浓缩液；

蒸发浓缩产物处理步骤，将所述第一产物回流至原始渗滤液处理系统中或回灌至垃圾储存坑；将第二产物进行无害化处理。

2.根据权利要求1所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

所述蒸发浓缩产物处理步骤中，所述无害化处理为，将所述第二产物回喷至垃圾焚烧炉。

3.根据权利要求2所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，在所述渗滤液二次浓缩步骤前，还包括有：

腐殖质提取步骤，提取垃圾渗沥的液膜浓缩液中的腐殖质。

4.根据权利要求3所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

在蒸发浓缩步骤与蒸发浓缩产物处理步骤之间，还设置有：

蒸干/干燥步骤，对所述第二产物继续进行蒸干或干燥。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

所述蒸发浓缩步骤中，采用机械压缩式热泵对二次膜浓缩液进行蒸发浓缩。

6.根据权利要求5所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

所述二次浓缩步骤中，分离操作的压力控制在1.5～3MPa。

7.根据权利要求6所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

采用所述机械压缩式热泵进行蒸发浓缩时，控制参数如下：

蒸发温度：60～73℃；

蒸发器内真空度：200～1000Pa；

蒸发浓缩后的膜浓缩液的TDS浓度：450000～600000mg/L。

8.根据权利要求3所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

所述腐殖质提取步骤中，控制参数如下：

所述纳滤膜的截留分子量：500～800；

纳滤膜承受的操作压力：0.4～1.0MPa。

9.根据权利要求4所述的膜浓缩液处理方法，其特征在于，

所述蒸干/干燥步骤中，采用单相流压力雾化器进行蒸干/干燥，控制参数如下：

雾化液滴粒径：最大粒径＜300μm，平均粒径＜200μm；

热风/烟气温度：160～180℃。

Images