CN103922543B - 垃圾沥滤液处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种垃圾沥滤液处理方法，包括以下步骤：(1)、预处理工艺，在垃圾沥滤液中加入混凝剂、助凝剂进行混凝沉淀后去除悬浮物和胶体物质；(2)、将步骤(1)得到的垃圾沥滤液进行低能耗MVR蒸发浓缩处理；(3)、将低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的冷凝水进入后处理(氮吹脱+MBR生物处理)去除有机物和氨氮；(4)、低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的浓缩液，与预处理产生的污泥随垃圾一起进入焚烧炉焚烧处理，或将浓缩液与垃圾焚烧厂产生的飞灰混合进行固化处理后运往垃圾填埋场进行无害化填埋；(5)、蒸发产生的不凝气体焚烧处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种垃圾焚烧厂沥滤液处理方法，属环境工程领域。
背景技术
随着我国城市化建设步伐的加快，人口的增长和人民生活水平的提高，城市生活垃圾也日益增长。目前，垃圾处理处置的方法主要包括垃圾填埋、堆肥法、焚烧法等，而焚烧法相对于传统的垃圾填埋、堆肥法，因具有减量化、无害化、资源化等方面的优势，得到了良好的发展。
垃圾焚烧过程中为了保证焚烧效率，需将新鲜的垃圾在垃圾贮坑中堆酵3～7天后再进行焚烧，而此过程产生了垃圾沥滤液。垃圾沥滤液是一种难处理的有毒有害的高浓度有机废水，呈黄褐色或灰褐色，挥发出的气体带有强烈恶臭，对人体有危害，能使人产生恶心、尿血、头晕等症状。通过质谱分析，垃圾沥滤液中有机物种类高达百余种，其中所含有机物大多为腐殖类高分子碳水化合物和中等分子量的灰黄霉酸类物质。
垃圾沥滤液的主要特点如下：
(1)水质复杂
垃圾沥滤液含有数百种有机物(含有毒有害有机物)、重金属、氨氮等多种污染物，且浓度存在短期波动性和长期变化的复杂性。
(2)COD浓度高
垃圾焚烧厂渗滤液中的COD最高可达80000mg/L，具有COD、BOD5浓度极高、处理难度大的特点。
(3)金属离子浓度高
垃圾焚烧厂渗滤液中含有十多种金属离子，其中铁的浓度可达2050mg/L，铅的浓度可达12.3mg/L，锌浓度可达130mg/L，钙的浓度甚至达到4300mg/L。所以在处理工艺中要考虑去金属离子的问题。
(4)NH4 +-N浓度高
垃圾沥滤液NH4 +-N可高达2000mg/L，过高的NH4+-N要求进行脱氮处理，给处理工艺的选择带来了难度。
在发达国家，垃圾热值高、含水率低，可以采用直接回喷至焚烧炉焚烧的方法处理垃圾沥滤液，但是我国城市生活垃圾厨余物多、含水率高，热值低。因此需要将沥滤液集中后进行处理。
当前垃圾沥滤液处理方法有许多种，主要包括生化法、膜处理技术等。由于单一的处理工艺很难达到处理效果，多数采用组合工艺。目前，国内典型的垃圾焚烧厂沥滤液处理方法为：
(1)生化+膜处理
由于微生物对沥滤液中高浓度污染物的降解能力很低，生化法对沥滤液处理效果很差，其次，膜浓缩液含高有机物、高盐含量、结构性强、污染物成分复杂等特点，使得后期处理膜浓缩液难度也相当大，膜法应用在垃圾沥滤液时，其产生的浓缩液还达30％以上。此外，膜也极易污染中毒，需频繁更换，加大了处理成本。
(2)蒸发法处理
目前，在我国某些垃圾焚烧厂，其垃圾渗滤液处理采用预处理+蒸发法+氮吹脱+生化法处理工艺，出水可达国家污水综合排放标准(GB8978-1996)二级排放标准。但是其采用的蒸发装置为多效蒸发装置，其结构复杂、能耗高、运行负荷高，不便于管理操作。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种垃圾焚烧厂沥滤液处理工艺及其系统。该工艺可以将含有高浓度有机物、氨氮等污染物的垃圾沥滤液进行有效处理，出水达到国家规定排放标准，解决上述现有技术存在的缺陷。相应处理系统对上述垃圾沥滤液处理工艺进行实施。
技术方案：本发明所述的垃圾沥滤液处理方法，包括以下步骤：
(1)预处理工艺，采用混凝沉淀处理，在垃圾沥滤液中加入混凝剂、助凝剂，去除悬浮物和胶体物质后备用；
(2)将步骤(1)得到的垃圾沥滤液进行低能耗MVR蒸发浓缩处理；
(3)将低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的冷凝水进入氮吹脱和MBR生物处理过程处理；
(4)低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的浓缩液，与预处理产生的污泥随待焚烧的垃圾一起进入垃圾焚烧厂焚烧处理，或将浓缩液与垃圾焚烧厂产生的飞灰混合进行固化处理后运往垃圾填埋场进行无害化填埋；
(5)蒸发产生的不凝气体焚烧处理。
进一步地，步骤(1)中，控制垃圾沥滤液的pH值低于7，若高于7则加酸调节pH，步骤(2)中，控制低能耗MVR蒸发浓缩处理中的蒸发罐温度为60-95摄氏度。
进一步地，低能耗MVR蒸发浓缩处理过程利用蒸发处理中产生的热气，将该热气通过蒸汽压缩机进行升压提温，升压提温后的热气作为蒸发处理过程中的热源或垃圾沥滤液进入蒸发处理前的预热步骤的热源。
进一步地，低能耗MVR蒸发浓缩处理过程中利用垃圾焚烧厂产生的热气作为垃圾沥滤液的热源。
此外，本发明还有垃圾沥滤液处理方法专用低能耗MVR(机械压缩再蒸发式蒸发器)蒸发浓缩系统，其特征在于，所述低能耗MVR蒸发浓缩系统包括预热系统、蒸发系统、冷凝系统及浓缩液输送装置；所述预热系统包括经预处理后上清液液提升泵、冷凝水换热器、气体换热器及连接提升泵和换热器的管路阀门；所述蒸发系统包括：蒸发器、加热器、压缩机及连接管路阀门；所述蒸发器的物料进口与所述冷凝水换热器、气体换热器物料出口相连；所述蒸发器的浓缩液出口与所述加热器浓缩液进口通过强制循环泵相连；所述加热器的浓缩液出口与蒸发器的浓缩液回流进口相连；所述蒸发器的蒸汽排气口与所述压缩机蒸汽进口相连，所述压缩机的蒸汽出口与所述加热器气体进口相连，加热器下部设有冷凝水出口；所述冷凝系统包括：凝水中转罐、凝水罐、气液分离器、真空泵及连接凝水罐排放口的冷凝水输送装置；所述凝水中转罐的冷凝水进口连接所述加热器的冷凝水出口；该凝水中转罐的冷凝水出口连接冷凝水换热器冷凝水进口；该冷凝水换热器的冷凝水出口连接所述凝水罐的冷凝水进口，所述凝水罐的冷凝水出口与后处理系统相连；所述凝水罐、凝水中转罐、加热器的气体出口均与气体换热器的气体进口相连；所述气体换热器的气体出口连接所述气液分离器的气体进口，该气液分离器的气体出口连接真空泵，气液分离器液体出口连接凝水罐；所述浓缩液输送系统包括：浓缩液输送泵及其连接管路阀门，该浓缩液输送系统出口连接垃圾料仓；深度处理系统包括冷凝水后处理设备及连接管道阀门。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明相对现有技术1、能耗低。它把二次蒸汽作为热源再次利用，相当于一个多效蒸发器，但它不需要蒸汽供给，只需要少量的电能供给蒸汽压缩机，通过蒸汽压缩机将二次蒸汽升压提温到一个比二次蒸汽略高的能位即可。2、投资低，结构简单，操作运行容易。MVR蒸发器在结构上相当于一个单效蒸发器，在功效上相当于一个多效蒸发器，但是没有多效蒸发器所要求的复杂的控制系统，设备制造成本也较多效低。3、处理过程产生的废渣送入焚烧炉处理，避免了“二次污染”。4、在垃圾沥滤液中加入混凝剂、助凝剂进行混凝沉淀预处理，去除悬浮物和胶体物质。5、将经预处理的沥滤液进行低能耗MVR蒸发浓缩处理，水和少量氨氮从沥滤液中蒸发形成蒸汽，冷凝后成为冷凝液，所有重金属和无机物以及大部分有机物则留在浓缩液中。浓缩液可与沉淀产生的污泥一同排入垃圾料仓，随垃圾一起进入焚烧炉进行焚烧处理；或可利用垃圾焚烧厂产生的飞灰进行固化处理后运往垃圾填埋场进行无害化填埋。不凝气体和未凝蒸汽经气液分离装置后，冷凝水进入后处理，不凝气体进入焚烧炉焚烧。
附图说明
图1是本发明垃圾沥滤液处理方法的工艺流程图；
图2是本发明垃圾沥滤液所使用的低能耗MVR蒸发浓缩处理一种实施例示意图。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：
如图1所示为本发明的一个实施例。
本发明提出的垃圾沥滤液处理工艺包括以下步骤：
1、在垃圾沥滤液中加入混凝剂、助凝剂进行混凝沉淀预处理，大部分悬浮物、胶体物质与PAC、PAM反应生成沉淀，混凝剂选择聚合氯化铝，助凝剂选择聚丙烯酰胺；
垃圾沥滤液经混凝沉淀处理后，进出水指标见下表：
2、将经预处理的沥滤液进行低能耗MVR蒸发浓缩处理。低能耗MVR蒸发装置是整个垃圾沥滤液处理系统的核心部分，是一种高效、节能的蒸发设备。该蒸发装置包括预热系统、蒸发系统、冷凝系统及浓缩液输送装置。经预处理后的沥滤液经冷凝水换热器、气体换热器预热后进入蒸发器与已浓缩的沥滤液混合，沥滤液在蒸发器内沸腾且部分气化，在蒸发时蒸发罐温度控制在60-95摄氏度，残余部分收集于蒸发器下部即为浓缩液，产生的蒸汽收集后被蒸汽压缩机压缩以提高压力和温度，至略高于沸点后压入加热器内部。同时，蒸发器内的沥滤液由强制循环泵送至加热器内，与蒸汽进行热交换后再回流至蒸发器再次蒸发，不断循环。
加热器内蒸汽经热交换后产生的冷凝液收集于加热器的底部，由凝水中转罐收集进入冷凝水换热器。加热器、凝水中转罐、凝水罐内不凝气体和未凝蒸汽收集至气体预热器，不凝气体由真空泵抽出至焚烧炉焚烧，冷凝下的液体进入凝水罐。蒸发后剩余的浓缩液随垃圾进入垃圾焚烧炉焚烧处理。
垃圾沥滤液经蒸发浓缩处理后，冷凝水指标见下表：
3、将冷凝水进行后处理，后处理为氮吹脱+MBR生物处理进一步去除有机物和氨氮，经后处理后的冷凝水COD和氨氮可降低至70-100mg/L、8-15mg/L。
4、将低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的浓缩液，与预处理产生的污泥随待焚烧的垃圾一起进入垃圾焚烧厂焚烧处理，或将浓缩液与垃圾焚烧厂产生的飞灰混合进行固化处理后运往垃圾填埋场进行无害化填埋；
5、蒸发产生的不凝气体焚烧处理。
本发明还提出一种实施上述垃圾沥滤液处理工艺的系统，该系统包括预处理系统、蒸发浓缩系统、后处理系统。
预处理系统
所述预处理系统包括：沥滤液提升泵1、设置有搅拌装置的混凝沉淀池2、向该混凝沉淀池投加混凝剂/助凝剂的加药装置3及污泥浓缩池4。
蒸发浓缩系统
所述蒸发浓缩系统包括：预热系统、蒸发系统、冷凝系统及浓缩液输送装置。
所述预热系统包括经预处理后上清液液提升泵5、冷凝水换热器6、气体换热器7及连接提升泵和换热器的管路阀门。
所述蒸发系统包括：蒸发器8、加热器9、压缩机10及连接管路阀门。所述蒸发器8的物料进口18与所述冷凝水换热器6、气体换热器7物料出口19和20相连。所述蒸发器8的浓缩液出口21与所述加热器9浓缩液进口22通过强制循环泵11及相应管道相连。所述加热器9的浓缩液出口23与蒸发器8的浓缩液回流进口24相连。所述蒸发器8的蒸汽排气口25与所述压缩机10蒸汽进口26相连，所述压缩机10的蒸汽出口27与所述加热器9气体进口28相连，加热器9下部设有冷凝水出口29。
所述冷凝系统包括：凝水中转罐12、凝水罐13、气液分离器14、真空泵15及连接凝水罐排放口的冷凝水输送装置。所述凝水中转罐12的冷凝水进口30连接所述加热器9的冷凝水出口29。该凝水中转罐12的冷凝水出口31连接冷凝水换热器6冷凝水进口32。该冷凝水换热器6的冷凝水出口33连接所述凝水罐13的冷凝水进口34，所述凝水罐13的冷凝水出口35与后处理系统相连。所述凝水罐13、凝水中转罐12、加热器9的气体出口38、37、36均与气体换热器7的气体进口39相连。所述气体换热器7的气体出口40连接所述气液分离器14的气体进口41，该气液分离器14的气体出口42连接真空泵15，气液分离器液体出口43连接凝水罐13。
所述浓缩液输送系统包括：浓缩液输送泵16及其连接管路阀门，该浓缩液输送系统出口连接垃圾料仓。
后处理系统包括冷凝水后处理设备17及连接管道阀门。
本实施例的的垃圾焚烧厂沥滤液处理方法及系统，与现有两种方法比较如表一：
表一：本发明MVR蒸发工艺与其他工艺对比表
运用本工艺方法处理的沥滤液出水水质实测数据：
表二：运用本工艺方法处理的沥滤液出水水质实测数据
由表一和表二的数据可知，本发明的优点在于：
1、能耗低。它把二次蒸汽作为热源再次利用，相当于一个多效蒸发器，但它不需要蒸汽供给，只需要少量的电能供给蒸汽压缩机，通过蒸汽压缩机将二次蒸汽升压提温到一个比二次蒸汽略高的能位即可。
2、投资低，结构简单，操作运行容易。MVR蒸发器在结构上相当于一个单效蒸发器，在功效上相当于一个多效蒸发器，但是没有多效蒸发器所要求的复杂的控制系统，设备制造成本也较多效低。
3、处理过程产生的废渣送入焚烧炉处理，避免了“二次污染”。
因此，本发明的技术效果显著优于现有技术，具备显著的进步性。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (4)
1.一种垃圾焚烧厂垃圾沥滤液处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)预处理工艺，采用混凝沉淀处理，在垃圾沥滤液中加入混凝剂、助凝剂，去除悬浮物和胶体物质后备用；
(2)将步骤(1)得到的垃圾沥滤液进行低能耗MVR蒸发浓缩处理；
(3)将低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的冷凝水进入氮吹脱和MBR生物处理过程处理；
(4)低能耗MVR蒸发浓缩处理后得到的浓缩液，与预处理产生的污泥随待焚烧的垃圾一起进入垃圾焚烧厂焚烧处理，或将浓缩液与垃圾焚烧厂产生的飞灰混合进行固化处理后运往垃圾填埋场进行无害化填埋；
(5)蒸发产生的不凝气体焚烧处理；
所述MVR蒸发浓缩处理为利用低能耗MVR蒸发浓缩系统进行蒸发浓缩，所述低能耗MVR蒸发浓缩系统包括预热系统、蒸发系统、冷凝系统及浓缩液输送装置；所述预热系统包括经预处理后上清液提升泵(5)、冷凝水换热器(6)、气体换热器(7)及连接提升泵和换热器的管路阀门；所述蒸发系统包括：蒸发器(8)、加热器(9)、压缩机(10)及连接管路阀门；所述蒸发器(8)的物料进口(18)与所述冷凝水换热器(6)物料出口(20)、气体换热器(7)物料出口(19)相连；所述蒸发器(8)的浓缩液出口(21)与所述加热器(9)浓缩液进口(22)通过强制循环泵(11)相连；所述加热器(9)的浓缩液出口(23)与蒸发器(8)的浓缩液回流进口(24)相连；所述蒸发器(8)的蒸汽排气口(25)与所述压缩机(10)蒸汽进口(26)相连，所述压缩机(10)的蒸汽出口(27)与所述加热器(9)气体进口(28)相连，加热器(9)下部设有冷凝水出口(29)；所述冷凝系统包括：凝水中转罐(12)、凝水罐(13)、气液分离器(14)、真空泵(15)及连接凝水罐排放口的冷凝水输送装置；所述凝水中转罐(12)的冷凝水进口(30)连接所述加热器(9)的冷凝水出口(29)；该凝水中转罐(12)的冷凝水出口(31)连接冷凝水换热器(6)冷凝水进口(32)；该冷凝水换热器(6)的冷凝水出口(33)连接所述凝水罐(13)的冷凝水进口(34)，所述凝水罐(13)的冷凝水出口(35)连通至氮吹脱处理系统和MBR生物处理系统；所述凝水罐(13)的气体出口(38)、凝水中转罐(12)的气体出口(37)、加热器(9)的气体出口(36)均与气体换热器(7)的气体进口(39)相连；所述气体换热器(7)的气体出口(40)连接所述气液分离器(14)的气体进口(41)，该气液分离器(14)的气体出口(42)连接真空泵(15)，气液分离器液体出口(43)连接凝水罐(13)；所述浓缩液输送系统包括：浓缩液输送泵(16)及其连接管路阀门，该浓缩液输送系统出口连接垃圾料仓；后处理系统包括冷凝水后处理设备(17)及连接管道阀门。
2.根据权利要求1所述的垃圾沥滤液处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中，控制垃圾沥滤液的pH值低于7，若高于7则加酸调节pH，所述步骤(2)中，控制低能耗MVR蒸发浓缩处理中的蒸发罐温度为60-95摄氏度。
3.根据权利要求1所述的垃圾沥滤液处理方法，其特征在于，所述的低能耗MVR蒸发浓缩处理过程利用蒸发处理中产生的热气，将该热气通过蒸汽压缩机进行升压提温，升压提温后的热气作为蒸发处理过程中的热源或垃圾沥滤液进入蒸发处理前的预热步骤的热源。
4.根据权利要求1所述的垃圾沥滤液处理方法，其特征在于，在所述的低能耗MVR蒸发浓缩处理过程中利用垃圾焚烧厂产生的热气作为垃圾沥滤液的热源。
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