CN103387306A - 一种垃圾渗滤液的处理系统及其处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾渗滤液的处理系统，包括预处理系统和蒸发洗气系统，其特征在于：预处理系统包括来液池、混凝反应池、絮凝反应池和与竖流沉淀池；竖流沉淀池顶部与中间池相连通，竖流沉淀池底部与污泥浓缩池相连通；蒸发洗气系统包括蒸发单元和洗气单元；中间池经过滤器和蒸馏水板式换热器及浓缩液热交换器相连通，蒸馏水板式换热器和浓缩液热交换器与排气热交换器相连通，排气热交换器与MVR蒸发器相连通；MVR蒸发器的浓缩液出口、水蒸汽出口、蒸馏水出口、不凝气体出口分别与相应的处理部分相连通。本发明还提供了上述处理系统的处理工艺，本发明具有节能环保、高效、成本低、处理量大等优点。

Description

一种垃圾渗滤液的处理系统及其处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地说是一种垃圾渗滤液的处理系统及其处理工艺。

背景技术

随着中国城镇化进程的加快，城市人口不断扩增、规模不断扩大，随之产生的垃圾成倍数增加。中国已超美国，以每年12亿吨居世界首位。我国多数的城市固体垃圾采用填埋或焚烧的方法进行处理。在垃圾填埋堆放过程中，由于挤压等各种外界因素作用下产生一种具有高浓度有机物或无机物的废水称为垃圾渗滤液。其水质变化范围极大，有机污染物种类多、浓度高，且有多种致癌物、促癌物、辅致癌物、突致癌物和金属离子。当垃圾渗滤液渗入到地下水、地表水中，即对地表水水质造成污染，地下水失去使用价值，对人体健康及工农业水源造成直接影响。由于垃圾渗滤液成分复杂，具有较高的毒性同时又具有高COD值、高氨氮含量，使得垃圾渗滤液处理难度极大。

在我国目前能达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008中标准的垃圾渗滤液处理工艺主要有UASB+A/O/A/O+MBR+RO工艺、DTRO工艺和MVC+DI工艺。

UASB+A/O/A/O+MBR+RO工艺，存在着工艺复杂、工艺链条过长，系统管理难度大。该工艺由于其浓缩液25%～35%的回灌，会造成场内渗滤液盐分不断累积，最终致使其前端生化系统菌的失调死亡，后端膜系统盐的堵塞严重，故其存在连续运转稳定性差等问题，而在北方地区，冬季运行时，其生化部分和膜部分受天气影响较大。后期运行配件和膜更换费用较高。这些问题正是这些年渗滤液处理一直存在着“达产不达标，达标不达产”的问题所在。

DTRO工艺，完全靠高压力的膜片进行强制性过滤，运行成本高，出水产量低，浓缩液高达45%～55%，冬季运行难度大等问题，后期运行配件和膜组件易损且价格高昂。

MVC+DI工艺，渗滤液在蒸发的条件下，渗滤液中的易降解部分COD大多是以挥发性有机酸（VOC）的形式随气带出，同时其含有的氨氮也会随气体溢出，该工艺依靠离子交换树脂将含带蒸馏水中的COD和氨氮交换吸附，这样虽然可以让出水达标，但树脂交换能力有限，处理量极低，过饱和后不能及时还原树脂就会被击穿，致使系统及其不能稳定连续生产。而且饱和后需要再生树脂时成本高，最大问题是在树脂还原过程中，产生大量的含氨氮和COD的废液，又造成二次污染。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种垃圾渗滤液的处理系统及其处理工艺。

本发明采用的技术手段如下：

一种垃圾渗滤液的处理系统，包括预处理系统和蒸发洗气系统，其特征在于：所述预处理系统包括来液池、经输送泵与所述来液池相连通的混凝反应池、与所述混凝反应池相连通的絮凝反应池和与所述絮凝反应池相连通的竖流沉淀池；所述竖流沉淀池顶部与中间池相连通，所述竖流沉淀池底部与污泥浓缩池相连通；

所述蒸发洗气系统包括蒸发单元和洗气单元；

所述中间池经过滤器和蒸馏水板式换热器及浓缩液热交换器相连通；所述蒸馏水板式换热器和所述浓缩液热交换器与排气热交换器相连通；所述排气热交换器通过热井与所述蒸发单元的MVR蒸发器相连通；上述热井中设有热井滤板，所述热井与设置在所述MVR蒸发器内的管道喷淋布液器相连通，在MVR蒸发器内设有除雾器；

所述MVR蒸发器的浓缩液出口经浓缩液过滤器后与所述浓缩液热交换器相连通；

所述MVR蒸发器的水蒸汽出口经除雾器与所述洗气单元酸洗气塔和/或碱洗气塔相连通，所述酸洗气塔或所述碱洗气塔的蒸汽出口通过蒸汽管道与蒸汽压缩机相连通，所述蒸汽压缩机通过蒸汽管路再与所述MVR蒸发器的进汽口相连通；

所述MVR蒸发器的蒸馏水出口经泵与所述蒸馏水板式换热器相连通；

所述MVR蒸发器的不凝气体出口与所述排气热交换器相连通。

作为优选，所述MVR蒸发器的蒸发温度在60℃-115℃之间。

作为优选，所述混凝反应池内设有PH值在线分析仪。

作为优选，所述混凝反应池和所述絮凝反应池内均设有机械搅拌器。

作为优选，所述MVR蒸发器采用立管降膜式或卧管布膜式，当为立管降膜式时，物料在热交换管束内蒸发；当为卧管布膜式时，物料在热交换管束外蒸发；MVR蒸发器的外形可为圆形，也可做成方形，根据实际需要设置即可。

作为优选，所述MVR蒸发器还连通有以电力驱动的蒸汽发生器，通过启动蒸汽发生器，可使整个系统不依赖外界锅炉供应蒸汽。

本发明还公开了一种上述的垃圾渗滤液处理系统的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：

①预处理：来自来液池的原液进入到混凝反应池，在混凝反应池中经酸碱调节PH值后与混凝剂充分混合后进入到絮凝反应池，再与絮凝剂充分混合后，将原液中的微粒、悬浮物、胶体、钙镁离子汇聚成集团，然后进入到竖流沉淀池，在重力的作用下，竖流沉淀池顶部的上清液经溢流堰溢流至中间池备用；生成的固体物质下沉到所述竖流沉淀池底部进入到污泥浓缩池排脱水，处理后的固体到指定区域填埋，母液则返回来液池处理；

②蒸发洗气：由步骤①处理后的暂存于中间池的上清液作为渗滤液经过滤器过滤后分两部分分别进入蒸馏水板式换热器和浓缩液热交换器，两部分液体经换热后重新汇合进入排气热交换器，然后渗滤液由MVR蒸发器底部的热井进入与蒸发器内原有的渗滤液混合，经过过滤网过滤，通过设置在MVR蒸发器内的循环泵送至热交换管束上方的喷淋布液器，喷淋布液器将渗滤液喷洒到蒸发器中的热交换管束壁外侧，热交换管束内部的高温蒸汽使渗滤液进行蒸发，蒸发后物料分为3部分：浓缩液、蒸馏水和不凝气体；

渗滤液经蒸发后产生的浓缩液经浓缩液过滤器重新进入到所述浓缩液热交换器中与新进入的渗滤液进行热交换后送至浓缩液暂存池脱水后进行填埋；

渗滤液经蒸发后产生的水蒸汽经除雾器后，根据排放标准选择进入酸洗气塔或碱洗气塔或酸洗气塔和碱洗气塔配合处理；

在酸洗气塔内蒸汽中夹带的氨氮得以脱除，经过脱氨后的蒸汽再经过塔内设置的除雾器进行汽液分离后，通过蒸汽管道进入碱洗气塔。在碱洗气塔内蒸汽中夹带的挥发性有机物得以脱除，经过脱除挥发性有机物后的蒸汽接着经过塔内设置的除雾器进行汽液分离后，通过蒸汽管道进入蒸汽压缩机入口。经过蒸汽压缩机升压提温后的蒸汽从压缩机出口排出，再通过蒸汽管路返回MVR蒸发器内设置的热交换管束内。

在蒸发器热交换管束上，管内高温蒸汽与管外的低温液体进行热交换，管外低温液体吸收热量被蒸发变成水蒸汽，管内高温蒸汽释放潜热被冷凝变成蒸馏水。

蒸馏水通过蒸馏水收集管道进入到蒸馏水罐，再通过蒸馏水泵输送到蒸馏水热交换器与进液进行热交换，最后排到出水池排放。渗滤液经处理后的排放水可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008的各项指标要求。

蒸汽中夹带的不能冷凝气体从热交换管束两端的管箱排出，排至排气热交换器与来液进行热交换后直接达标排至室外。

作为优选，所述MVR蒸发器的蒸发温度在60℃-115℃之间。

较现有技术相比，本发明提供的垃圾渗滤液处理系统，是利用化工技术对垃圾渗滤液采用物理化学法处理，MVR蒸发工艺先使得渗滤液进行气液分离，此时存在渗滤液中的氨氮在沸点下以气态形式进入洗气装置，与一定浓度的气液混合酸充分反应后形成硫酸铵以晶态析出，可以高效去除99.6%以上的氨氮，硫酸铵可以考虑回收利用，使得氨氮出口方向明确；同理，在蒸发过程中，渗滤液中的易降解部分COD大多是以挥发性有机酸（VOC）的形式随气带出，此时采用一定浓度的气液混合碱在又一高效洗气装置内与其快速中和反应，可以去除95%以上的VOC，形成极少量有机钠盐达到固态化结晶，少量的固态晶体可以进行正常填埋处理。与现有技术中的UASB+A/O/A/O+MBR+RO工艺中不能降解部分的浓缩液回灌同理，MVR蒸发只有10%或更少的浓缩液都是难降解部分，在回灌时10%浓缩液可以达到回灌停留。但UASB+A/O/A/O+MBR+RO工艺形成的30%左右浓缩液，在垃圾山内会形成泾流，很快会回到调节池。而MVR蒸发工艺与UASB+A/O/A/O+MBR+RO工艺不同的是回灌造成盐的累积对MVR蒸发工艺没有任何影响。另外MVR蒸发工艺10%的浓缩液也可以继续干化，其干化后的固化物含水率在50%，可以正常填埋处理，故MVR蒸发工艺最终可以真正意义的实现零液体排放。

本发明提供的工艺方法虽然是物理化学法，但在处理过程中对垃圾渗滤液预先进行的是蒸馏分离工艺，在高温状态下有些物质发生了变化，也具有局部生化和分解的过程，而像大肠杆等细菌类在高温下已经荡然无存，本发明的工艺在实践应用中取得了良好的处理效果，对于氨氮和挥发性VOC采取化学法更是去向合理，使垃圾渗滤液处理真正意义上的达标达产。

综上所述，本发明的处理系统工艺具有简单易操作、运行稳定、占地面积小，不受季节温度影响，使用寿命长等优点，浓缩液只有10%，运行管理简单，普通电工即可操作。本发明实际日处理渗滤液量可达60-600吨，且各项指标均达标达产。基于上述理由本发明可在渗滤液处理等领域广泛推广。

附图说明

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。

图1是本发明处理系统的结构示意图。

图2是本发明处理工艺的流程图。

图中：1、预处理系统 11、中间池 12、过滤器 2、浓缩液热交换器 21、浓缩液过滤器 3、蒸馏水板式换热器 4、排气热交换器 5、热井 51、热井滤板6、MVR蒸发器 61、管箱Ⅰ 62、管箱Ⅱ 63、喷淋布液器 64、除雾器 7、蒸汽压缩机 8、酸洗气塔 9、碱洗气塔 10、蒸汽发生器

具体实施方式

如图1、图2所示，一种垃圾渗滤液的处理系统，包括预处理系统1和蒸发洗气系统，所述预处理系统1包括来液池、经输送泵与所述来液池相连通的混凝反应池、与所述混凝反应池相连通的絮凝反应池和与所述絮凝反应池相连通的竖流沉淀池；所述竖流沉淀池顶部与中间池11相连通，所述竖流沉淀池底部与污泥浓缩池相连通；所述混凝反应池内设有PH值在线分析仪；所述混凝反应池和所述絮凝反应池内均设有机械搅拌器。

所述蒸发洗气系统包括蒸发单元和洗气单元；

所述中间池11经过滤器12和蒸馏水板式换热器3及浓缩液热交换器2相连通；所述蒸馏水板式换热器3和所述浓缩液热交换器2与排气热交换器4相连通；所述排气热交换器4通过设有热井滤板51的热井5与所述蒸发单元的MVR蒸发器6内的喷淋布液器63相连通；

所述MVR蒸发器6的浓缩液出口经浓缩液过滤器21后与所述浓缩液热交换器2相连通；

所述MVR蒸发器6的水蒸汽出口经除雾器64与所述洗气单元酸洗气塔8和碱洗气塔9相连通，所述碱洗气塔9的蒸汽出口通过蒸汽管道与蒸汽压缩机7相连通，所述蒸汽压缩机7通过蒸汽管路再与所述MVR蒸发器6的进汽口相连通，即通过热交换管束两端的管箱（可通过管箱Ⅰ61或/和管箱Ⅱ62）进入到热交换管束内；

所述MVR蒸发器6的蒸馏水出口经泵与所述蒸馏水板式换热器3相连通；

所述MVR蒸发器6的不凝气体出口与所述排气热交换器4相连通。

本发明所提供的上述垃圾渗滤液处理系统的处理工艺，包括如下步骤：

①预处理：来自来液池的原液（如图1中，实线所示）进入到混凝反应池，在混凝反应池中设有PH值在线分析仪，通过调节PH值控制加入酸碱的量，确保PH在设定的范围值内，在加酸碱的同时，向混凝反应池中加入混凝剂，通过混凝反应池中设置的机械搅拌器对原液和药剂进行充分混合，使原液中的悬浮物、胶体等物质在池内聚集成团。经混凝反应池后的原液通过溢流的方式进入到絮凝反应池，再经过设置在絮凝反应池中的搅拌器搅拌后，与絮凝剂充分混合使原液中的聚集的团状体长大，通过溢流的方式进入到竖流沉淀池。竖流沉淀池可为方形或圆形，内设有中心管，从絮凝反应池溢流出来的原液从中心管进入，经反射板后在池内向上流动，在竖流沉淀池顶部形成上清液经溢流堰溢流至中间池备用；在重力的作用下，聚集团的固体在所述竖流沉淀池底部沉积最后用以污泥的形式进入到污泥浓缩池后进行脱水，固液分离后固体作填埋处理，母液返回来液池进行处理。

②蒸发洗气：由步骤①处理后的暂存于中间池11的上清液作为渗滤液经过滤器12过滤掉其中少量细小悬浮物后分两部分分别进入蒸馏水板式换热器3和浓缩液热交换器2，在回收蒸馏水和浓缩液的能量后，两部分渗滤液重新汇合进入排气热交换器4，然后渗滤液由MVR蒸发器6底部的热井5进入到所述MVR蒸发器6的蒸发主体内进行蒸发，MVR蒸发器6内最初用于蒸发的蒸汽是自来水通过蒸汽发生器10蒸发后得到的；在热井5内设有热井滤板51，可以保证设置在MVR蒸发器6内热交换管束上方的喷淋布液器63不被堵塞（MVR蒸发器6内设有循环布液用的循环泵、循环管及喷淋布液器63）。渗滤液进入热井5与蒸发器内渗滤液混合后，经过热井滤板51过滤，进入到喷淋布液器63中均匀分布在热交换管束外表面进行蒸发，蒸发后，部分渗滤液被蒸发成水蒸汽，部分渗滤液浓缩成浓缩液。

渗滤液经蒸发后产生的浓缩液经浓缩液过滤器21重新进入到所述浓缩液热交换器2中与新进入的渗滤液进行热交换后送至浓缩液暂存池备用（如图1中双点划线所示，为浓缩液去向）；

渗滤液经蒸发后产生的水蒸汽（如图1中点划线所示，为水蒸汽去向）经除雾器64后，根据排放标准选择进入酸洗气塔8或碱洗气塔9或酸洗气塔8和碱洗气塔9配合处理，在酸洗气塔8内蒸汽中夹带的氨氮得以脱除，经过脱氨后的蒸汽再经过塔内设置的除雾器进行汽液分离后，通过蒸汽管道进入碱洗气塔9。

在碱洗气塔9内蒸汽中夹带的挥发性有机物得以脱除，经过脱除挥发性有机物后的蒸汽接着经过塔内设置的除雾器进行汽液分离后，通过蒸汽管道进入蒸汽压缩机入口7，经蒸汽压缩机7升压提温后从MVR蒸发器6的热交换管束两端的管箱（可通过管箱Ⅰ61或/和管箱Ⅱ62）重新进入到MVR蒸发器6内的热交换管束内，与新进入的低温的在管束外的渗滤液进行热交换，管外低温液体吸收热量被蒸发变成水蒸汽，管内高温蒸汽释放热量后冷凝成蒸馏水，水蒸汽和蒸馏水在MVR蒸发器6的热交换管束及其两端的管箱Ⅰ61和管箱Ⅱ62之间流动，充分蒸发换热。

蒸汽经热交换后冷凝成蒸馏水（如图1中虚线所示，为蒸馏水去向），蒸馏水经泵重新进入到所述蒸馏水板式换热器3中与新进入的渗滤液进行换热后排出到出水池；

蒸汽中夹带的不凝气体排至排气热交换器4，与新进入的渗滤液换热后直接达标排出室外。

MVR蒸发器6是根据各种物料在同一压力下沸点各不相同的特性进行设计，通过加热的方式使物料达到某种溶剂的沸点而从溶液中蒸发分离出来。工作时，蒸发器蒸发温度可控制在60-115℃之间任何一个温度点，蒸发温度范围窄，只有该蒸发温度点下的污染物才会进入蒸汽中，可确保高品质出水。

以渗滤液600吨/日的处理量为例，本发明的处理系统其出水水质、各项指标达标且达产。入水COD值在35000～40000氨氮入水在1000～2000，采用本发明的工艺出水COD值在50～90氨氮在8～10，系统在完全达标达产。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种垃圾渗滤液的处理系统，包括预处理系统和蒸发洗气系统，其特征在于：所述预处理系统包括来液池、经输送泵与所述来液池相连通的混凝反应池、与所述混凝反应池相连通的絮凝反应池和与所述絮凝反应池相连通的竖流沉淀池；所述竖流沉淀池顶部与中间池相连通，所述竖流沉淀池底部与污泥浓缩池相连通；

所述蒸发洗气系统包括蒸发单元和洗气单元；

所述中间池经过滤器和蒸馏水板式换热器及浓缩液热交换器相连通；所述蒸馏水板式换热器和所述浓缩液热交换器与排气热交换器相连通；所述排气热交换器通过热井与所述蒸发单元的MVR蒸发器相连通；

所述MVR蒸发器的浓缩液出口经浓缩液过滤器后与所述浓缩液热交换器相连通；

所述MVR蒸发器的水蒸汽出口经除雾器与所述洗气单元酸洗气塔和/或碱洗气塔相连通，所述酸洗气塔或所述碱洗气塔的蒸汽出口通过蒸汽管道与蒸汽压缩机相连通，所述蒸汽压缩机通过蒸汽管路再与所述MVR蒸发器的进汽口相连通；

所述MVR蒸发器的蒸馏水出口经泵与所述蒸馏水板式换热器相连通；

所述MVR蒸发器的不凝气体出口与所述排气热交换器相连通。

2.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于：所述MVR蒸发器的蒸发温度在60℃-115℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于：所述混凝反应池内设有PH值在线分析仪。

4.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于：所述混凝反应池和所述絮凝反应池内均设有机械搅拌器。

5.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于：所述MVR蒸发器采用立管降膜式或卧管布膜式。

6.根据权利要求1所述的一种垃圾渗滤液的处理系统，其特征在于：所述MVR蒸发器还连通有以电力驱动的蒸汽发生器。

7.一种权利要求1所述的垃圾渗滤液处理系统的处理工艺，其特征在于包括如下步骤：

①预处理：原液进入到混凝反应池，在混凝反应池中经酸碱调节PH值后与混凝剂充分混合后进入到絮凝反应池，再与絮凝剂充分混合后进入到竖流沉淀池，竖流沉淀池顶部的上清液经溢流堰溢流至中间池备用；所述竖流沉淀池底部的固体进入到污泥浓缩池进行浓缩填埋处理；

②蒸发洗气：由步骤①处理后的上清液作为渗滤液经过滤器过滤后分两部分分别进入蒸馏水板式换热器和浓缩液热交换器，两部分液体经换热后重新汇合进入排气热交换器，然后渗滤液由MVR蒸发器底部的热井进入到所述MVR蒸发器的蒸发主体内进行蒸发；

渗滤液经蒸发后产生的浓缩液经浓缩液过滤器重新进入到所述浓缩液热交换器中与新进入的渗滤液进行热交换后送至浓缩液暂存池备用；

渗滤液经蒸发后产生的水蒸汽经除雾器后，根据排放标准选择进入酸洗气塔或碱洗气塔或酸洗气塔和碱洗气塔配合处理，处理后的蒸汽经除雾器后进入到蒸汽压缩机压缩后重新进入到MVR蒸发器内，与新进入的低温的渗滤液进行热交换；

蒸汽经热交换后冷凝成蒸馏水，蒸馏水进入蒸馏水暂存罐后经泵重新进入到所述蒸馏水板式换热器中与新进入的渗滤液进行换热后排出到出水池；

蒸汽中夹带的不凝气体排至排气热交换器，与新进入的渗滤液换热后排出室外。

8.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：所述MVR蒸发器的蒸发温度在60℃-115℃之间。

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