CN200988817Y - 一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，包括依次连接的预处理系统、蒸发浓缩系统、氨吹脱系统和后处理系统，预处理系统包括混合反应池和混凝剂投加设备，蒸发浓缩系统包括加热系统、预热系统、蒸发器、疏水系统、冷凝系统、抽真空系统和浓缩液输送系统，氨吹脱系统包括氨吹脱塔、进水泵、出水泵和送风装置，后处理系统包括冷凝水后处理设备。本实用新型适合于处理包括易生化污染物含量低的沥滤液在内的各种高浓度垃圾沥滤液，可达到国家一级排放标准，利用垃圾焚烧热能处理沥滤液，达到以废治废的目的，无二次污染；投资及运行成本低，节省能源，长期运行可行性和抗负荷冲击性优于现有技术，其实施运用不受国外技术限制。

Description

一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种污水处理系统，更具体地说，涉及一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统。

背景技术

随着经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾产量也飞速增长。在城市垃圾处理的多种方法中，垃圾焚烧处理相对于卫生填埋法、堆肥法而言，在减量化、无害化、资源化等方面具有很大优势，尤其是在人口高度密集、土地资源紧张、垃圾热值较高的大中城市和沿海经济发达地区，垃圾焚烧处理法得到大力发展。

在城市垃圾焚烧处理方法中，由于中国城市生活垃圾的厨余物多、含水率高、热值较低，焚烧法处理垃圾时必须将新鲜垃圾在垃圾储坑中储存3～5天进行发酵熟化，以达到沥出水份、提高热值的目的，才能保证后续焚烧炉的正常运行。

在垃圾发酵熟化处理过程中产生出的沥滤液，污染物浓度高、水质变化大、带有强烈恶臭，其化学需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)、生化需氧量BOD(Biochemical Oxygen Demand)、悬浮物SS(Suspend Solid)及氨氮(NH₃-N)等指标超标严重。

国内典型的城市生活垃圾焚烧厂沥滤液，其COD约40000～80000mg/l，夏季时较低，冬季较高；BOD/COD为0.2～0.3，氨氮为400～2000mg/l，pH为5.0～6.5，SS为1000～5000mg/l，呈黄褐色或灰褐色，COD、BOD、SS及氨氮等指标已大大超出国家标准。沥滤液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。

现有的垃圾焚烧厂沥滤液处理方法主要有：外运处理、回喷法、生化处理、膜法处理、MBR+RO(膜生物反应器+反渗透膜)法处理等。其中，外运处理仅将垃圾沥滤液外运至或直接排入城市污水管道送至城市污水处理厂进行处理，外运前未对垃圾沥滤液进行任何处理，属于将污染物转移的违规行为，已被环保部门明令禁止；回喷法仅适合于沥滤液产量少、垃圾热值高的城市生活垃圾处理，对沥滤液产生量非常高的中国城市生活垃圾不适合；生化处理工艺对沥滤液处理效果很差，微生物对沥滤液中高浓度污染物的降解能力很低，而吹脱出的氨又带来二次污染，且需要大量的水进行稀释，因此截止到目前，以生化处理为主要处理手段的工艺仍然无法在沥滤液处理中得到应用；膜法处理不对沥滤液中的污染物进行降解，只进行简单的分离，由于垃圾沥滤液中有机物、悬浮物、盐份等浓度和电导率都非常高，直接用单级或多级膜法处理时浓缩液量一般都高达50％以上，如此大量的浓缩液如何处理是限制膜法运用的一个难题，此外膜极易污染中毒，膜组件更换频繁，运行费用非常高；膜的频繁清洗产生的冲洗水也加重系统的负担，因而膜法处理不能单独用于垃圾沥滤液处理。

目前在工业上得到运用的主要是MBR+RO处理法。如图1所示是目前在上海某垃圾焚烧厂沥滤液处理中得到运用的MBR+DTRO(膜生物反应器+碟管式反渗透膜)工艺流程图，该工艺实际是一种生化+膜处理的组合工艺，由离心分离+MBR+DTRO膜组成，其中：

1、预处理系统

由渗沥水储罐、离心脱水系统、污泥储槽、中间水池、中间水泵、篮式过滤器等组成，通过离心分离和过滤将沥滤液中的大部分固体污染物去除。

2、MBR系统

MBR系统是主要处理环节之一，主要包括缓冲罐、生化罐、生化进水泵、鼓风机、潜水曝气机、超滤系统及污泥脱水系统等。经过预处理的渗沥液首先进入缓冲罐，经缓冲罐调节后的渗沥水进入硝化罐，微生物对水中的有机物进行分解，由潜水曝气机和风机组成的曝气系统为水中微生物提供必要的氧，生化的泥水混合液进入超滤系统进行泥水分离，透过液进入DTRO系统，浓缩后的污泥回流回生化罐来提高罐中的污泥浓度，剩余污泥排至污泥储罐，经离心机脱水后，干泥落入污泥储槽，液相排入中间水池，达到去除大部分的有机污染物和氨氮的目的。

3、DTRO系统

主要由超滤清水池、DTRO进水泵、DTRO系统、浓缩液储池及浓缩液回喷系统组成。

据该公司的技术资料，COD为50000mg/l、氨氮为1100mg/l的沥滤液，经过离心分离后上清液进入硝化罐，沥滤液在该罐水力停留时间为5天，污泥浓度为10～15g/l，通过射流曝气即可使COD降到1000～2000mg/l、氨氮降到20～30mg/l，硝化罐内的水通过UF(Ultra Film超滤)膜过滤排出，随后进入DTRO反渗透膜处理系统，出水COD小于100mg/l，氨氮小于20mg/l。MBR的剩余污泥和DTRO的浓缩液都回垃圾仓，产水率为80％。

对上述MBR+DTRO工艺系统进行分析发现，该系统存在以下问题：

1、对于可生化性差的沥滤液处理难道很大。该工艺对沥滤液中污染物的去除主要是在MBR处理单元的好氧生化氧化过程中进行的，当沥滤液中可生化处理污染物含量低即BOD/COD低(如为0.2)时，将沥滤液COD处理到仅剩1000mg/l的难度很大；

2、耗电量大，运行成本高。从该公司提供的MBR单元运行用电量数据，平均为19kwh/t，按照好氧生化处理通过鼓风曝气充氧效率估算和运行经验数据，每去除1kgBOD要耗电约1.5～2kwh左右，即使以所有COD均为可生化性物质BOD计算，去除50000mg/l的COD也要耗电约75～100kwh/t；

3、不可生物降解物质对微生物产生巨大的毒害作用。若MBR单元的好氧过程只能将COD降解到20000mg/l，且MBR出水的COD能达到小于2000mg/l，则必定有大量不可生物降解的物质被UF膜截留在硝化罐内，长期积累后会对微生物产生巨大的毒害作用；

4、工程造价和运行成本高。该工艺所用的MBR和DTRO均为国外进口设备，对于200吨/天的处理规模，总造价约在2300万以上，据该公司的运行成本资料为44.8元/吨。考虑膜设备处理高浓度的沥滤液时膜极易堵塞和中毒导致膜的频繁更换、膜的频繁反冲洗所产生的污水处理因素，上述运行成本会更高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，可以处理包括易生化污染物含量低的沥滤液在内的各种高浓度垃圾沥滤液，达到国家规定排放标准，解决现有技术存在的上述缺陷。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，包括依次连接的预处理系统、蒸发浓缩系统、氨吹脱系统和后处理系统。

在本实用新型所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统中，所述预处理系统包括：设置有搅拌装置的混合反应池、向该混合反应池投放混凝剂/助凝剂的投加设备和设置在该混合反应池之后的污泥浓缩脱水设备，所述混合反应池和污泥浓缩脱水设备之间设置连接管路和阀门；

所述蒸发浓缩系统包括：预热系统、加热系统、蒸发器、疏水系统、冷凝系统、抽真空系统和浓缩液输送系统，所述预热系统包括输送去除悬浮物后的沥滤液的升压泵、加热罐及连接管路阀门，所述加热罐出口连接所述蒸发器进口，所述加热系统包括蒸汽进口和减温水进口、集汽箱、减温减压阀组以及连接所述集汽箱、减温减压阀组、加热罐和所述蒸发器的输送和控制加热蒸汽的管路阀门，所述疏水系统包括连接所述加热罐和所述蒸发器的疏水器和连接管路阀门，所述冷凝系统包括冷凝器、连接该冷凝器出口的冷凝水箱和连接该冷凝水箱液体出口的冷凝水输送装置，该冷凝器进口连接所述蒸发器出口，所述抽真空系统包括真空泵及其连接管路阀门，该冷凝水箱气体出口连接所述真空泵进口；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仓或焚烧炉；

所述氨吹脱系统包括：氨吹脱塔、连接在该氨吹脱塔上的进水泵、出水泵和送风装置，所述进水泵进口连接所述冷凝水输送装置出口；

所述后处理系统包括吹脱出水后处理设备及连接管路阀门，该吹脱出水后处理设备进口连接所述氨吹脱塔出水泵出口，该吹脱出水后处理设备出口排出经后处理的水。

实施本实用新型的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，与现有技术MBR+DTRO工艺系统比较如表一：

表一：200t/d沥滤液处理本实用新型工艺系统与MBR+DTRO工艺系统对比表

项目	本实用新型工艺系统	MBR+DTRO工艺系统
			进水指标	COD＝40000～80000mg/l，氨氮＝400～2500mg/l
出水指标	COD≈20～80mg/l，氨氮＜1mg/l	COD＜100m/l，氨氮＜20mg/l
			主要污染物去除方式	通过蒸发浓缩+氨吹脱，将大部分COD和氨氮去除并焚烧	通过MBR单元的好氧生化处理，将大部分COD生物降解
产水率	高，可控	低，不可控
			投资成本	1800万	＞2300万
运行成本	15～30元/吨(包括所耗蒸汽减少的发电成本)	＞45元/吨
			长期运行可行性	可靠	存在一定问题
抗负荷冲击性	强	弱
			重要组件更换	没有定期更换的重要组件	UF膜和DTRO膜需定期更换
技术所有权	国内	国外

运用本工艺系统处理的沥滤液出水水质实测数据如表二：

表二：运用本工艺系统处理的沥滤液出水水质实测数据

污染物	COD	SS	BOD	氨氮
					浓度范围(mg/l)	20～77	＜2～8	＜2～12	0.18～0.56
国家一级排放标准	100	70	20	15
					达标率(％)	100	100	100	100

由表一和表二的数据可知，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型适合于处理包括易生化污染物含量低的沥滤液在内的各种高浓度垃圾沥滤液；

2.经本实用新型处理的沥滤液出水水质各项指标优于MBR+DTRO法的出水水质(COD小于100mg/l，氨氮小于20mg/l)，并大大低于国家一级排放标准；

3.投资成本及运行成本均低于MBR+DTRO工艺；

4.以垃圾焚烧产生的热能处理沥滤液，达到以废治废，不消耗太多的其他成本；

5.生产过程中产生的废气、废渣均送入焚烧炉处理，不产生“二次污染”；

6.出水经简单深度处理后可回用，达到“零排放”；

7.长期运行可行性和抗负荷冲击性均优于MBR+DTRO工艺；

8.节省能源：采用低温蒸发，蒸汽用量少。沥滤液中大部分COD以固体形式进入焚烧炉，焚烧后有一定的热能，可产生蒸汽；

9.本实用新型为自主创新技术，其实施运用不受国外技术限制。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有的垃圾沥滤液MBR+DTRO处理法工艺流程图。

图2是本实用新型垃圾焚烧厂沥滤液处理流程及系统图，示出了本实用新型圾焚烧厂沥滤液处理系统的一种实施例。

图3是本实用新型垃圾焚烧厂沥滤液处理系统中蒸发浓缩系统的一种实施方式。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型圾焚烧厂沥滤液处理系统包括预处理系统、蒸发浓缩系统、氨吹脱系统和后处理系统，其中：

预处理系统包括：设置有搅拌装置的沥滤液混合反应池3、向该混合反应池投放混凝剂/助凝剂的投加设备2和设置在该混合反应池3之后的污泥浓缩设备4和脱水设备5，混合反应池3、泥浓缩设备4和脱水设备5之间设置连接管路和阀门，当混合反应池3、泥浓缩设备4和脱水设备5之间可以设置高差，利用高差实现沥滤液和沉淀污泥由前一设备向后一设备的输送，也可以直接采用污水泵、污泥泵等设备实现沥滤液和沉淀污泥由前一设备向后一设备的输送。脱水设备5可采用压滤机、离心脱水机或带式脱水机。

蒸发浓缩系统包括：加热系统、预热系统、蒸发器、疏水系统、冷凝系统、抽真空系统和浓缩液输送系统。如图3所示是一个典型的四效蒸发浓缩系统，其预热系统包括连接混合反应池3出口的沥滤液升压泵75、加热罐74、冷凝罐73及连接管路阀门，加热罐74出口连接蒸发器进口。蒸发器包括依次连接的四个蒸发罐72。加热系统包括蒸汽进口、减温水进口、连接蒸汽进口、减温水进口的减温减压装置71、集汽箱(图中未示出)及管路阀门、连接加热罐74和蒸发罐72输送和控制加热蒸汽的管路阀门，蒸汽进口连接焚烧厂内余热锅炉蒸汽汽包或汽机抽汽，减温水进口连接焚烧厂内的锅炉給水(在其他实施例中，可以仅设置蒸汽进口或减温水进口)。疏水系统包括连接加热罐74和蒸发罐72的疏水器76和连接管路阀门。冷凝系统包括冷凝器77、连接该冷凝器出口的冷凝水收集器78和连接该冷凝水收集器78液体出口的冷凝水输送泵79(或其他输送装置)，该冷凝器7进口连接蒸发罐72的出口。抽真空系统包括真空泵80及其连接管路阀门，该冷凝水收集器78气体出口连接真空泵进口。

为了实现蒸发浓缩系统自动化运行，设置蒸发浓缩系统的自动控制系统(图中未示出)，该自动控制系统采用现有的自动控制技术来实现蒸发浓缩系统的自动控制。

为了清除蒸发浓缩过程中附着在蒸发设备及管路内壁上的碱性残液、残渣等产生的结垢，设置蒸发浓缩系统的酸洗系统(图中未示出)，该酸洗系统包括酸储罐、搅拌稀释酸箱、酸洗泵(不锈钢泵)、管道及阀门等，酸洗系统定期对加热罐、蒸发罐等设备及管路进行酸洗，以清除结垢。

如图2所示，氨吹脱系统8包括：氨吹脱塔、连接在该氨吹脱塔上的进水泵、出水泵和送风装置，进水泵进口连接冷凝水输送装置出口，氨吹脱塔尾气出口连接垃圾仓，尾气经过垃圾焚烧炉供风系统抽取进入焚烧炉高温氧化处理。氨吹脱塔可采用填料塔、旋流板式塔、筛板塔、泡罩塔等，氨吹脱系统送风装置为风机。后处理系统包括吹脱出水后处理设备及连接管路阀门，该吹脱出水后处理设备进口连接氨吹脱塔出水泵出口，该吹脱出水后处理设备出口排出经后处理的水。

吹脱出水后处理设备可以采用生化处理设备、膜处理设备或生化+膜处理设备，其中，生化处理设备可以采用水解酸化设备+好氧生化处理设备，膜处理设备可以采用纳滤或反渗透膜，生化+膜处理设备可以采用水解酸化设备+好氧生化处理设备+纳滤或反渗透膜。

在其他实施例中，可以采用单效、二效、三效、五效、六效蒸发浓缩系统等来代替四效蒸发浓缩系统。

在其他实施例中，蒸发浓缩系统的加热系统可以连接其他蒸汽热源对加热罐74和蒸发罐72进行加热。

在其他实施例中，氨吹脱塔尾气出口可以连接到其他处理氨氮的设备上，如利用氨氮制造化肥的设备上。

为使出水达到回用标准，在后处理工序之后设置深度处理工序。如图2所示，深度处理系统包括过滤器10、消毒池11、产生臭氧的消毒系统13和连接管路阀门，过滤器10进口连接处理设备出口、消毒装置排出经深度处理的水。

在消毒池12之后，设置清水池12存放经过深度处理的水供回用之需。

Claims (8)

1、一种垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，包括依次连接的预处理系统、蒸发浓缩系统、氨吹脱系统和后处理系统。

2、如权利要求1所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于：

所述预处理系统包括：设置有搅拌装置的混合反应池、向该混合反应池投放混凝剂/助凝剂的投加设备和设置在该混合反应池之后的污泥浓缩脱水设备，所述混合反应池和污泥浓缩脱水设备之间设置连接管路和阀门；

所述蒸发浓缩系统包括：预热系统、加热系统、蒸发器、疏水系统、冷凝系统、抽真空系统和浓缩液输送系统，所述预热系统包括输送去除悬浮物后的沥滤液的升压泵、加热罐及连接管路阀门，所述加热罐出口连接所述蒸发器进口，所述加热系统包括蒸汽进口和减温水进口、集汽箱、减温减压阀组以及连接所述集汽箱、减温减压阀组、加热罐和所述蒸发器的输送和控制加热蒸汽的管路阀门，所述疏水系统包括连接所述加热罐和所述蒸发器的疏水器和连接管路阀门，所述冷凝系统包括冷凝器、连接该冷凝器出口的冷凝水箱和连接该冷凝水箱液体出口的冷凝水输送装置，该冷凝器进口连接所述蒸发器出口，所述抽真空系统包括真空泵及其连接管路阀门，该冷凝水箱气体出口连接所述真空泵进口；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仓或焚烧炉；

所述氨吹脱系统包括：氨吹脱塔、连接在该氨吹脱塔上的进水泵、出水泵和送风装置，所述进水泵进口连接所述冷凝水输送装置出口；

所述后处理系统包括吹脱出水后处理设备及连接管路阀门，该吹脱出水后处理设备进口连接所述氨吹脱塔出水泵出口，该吹脱出水后处理设备出口排出经后处理的水。

3、如权利要求2所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，所述蒸发浓缩系统包括自动控制系统和酸洗系统，该自动控制系统实现蒸发浓缩系统生产的自动控制，该酸洗系统包括酸储罐、搅拌稀释酸箱、酸洗泵、管道及阀门，该酸洗系统连接所述加热罐、蒸发罐及其管路。

4、如权利要求2所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，所述蒸发浓缩系统的加热系统蒸汽进口连接焚烧厂内余热锅炉蒸汽汽包或汽机抽汽，所述的加热系统减温水进口连接焚烧厂内的锅炉给水。

5、如权利要求2所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，所述氨吹脱塔为填料塔、旋流板式塔、筛板塔、泡罩塔等，所述氨吹脱塔的尾气出口连接垃圾仓或焚烧炉供风系统进口。

6、如权利要求1至5之一所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，所述吹脱出水后处理设备为水解酸化设备+好氧生化处理设备、膜处理设备或水解酸化设备+好氧生化处理设备+膜处理设备中的一种。

7、如权利要求6所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，所述预处理系统污泥浓缩脱水设备为压滤机或离心脱水机或带式脱水机，所述蒸发浓缩系统蒸发器为一个或多个，所述氨吹脱系统送风装置为风机。

8、如权利要求7所述的垃圾焚烧厂沥滤液处理系统，其特征在于，包括深度处理系统，该深度处理系统包括过滤装置、消毒装置和连接管路阀门，所述过滤装置进口连接所述处理设备出口、所述消毒装置排出经深度处理的水。

Images