CN201343459Y - 一种用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，包括蒸发器、冷凝器、空压机和节流装置，蒸发器分别通过空压机和节流装置和冷凝器连接；蒸发器的进口接渗滤液的预处理系统，蒸发器的出口渗滤液的生化处理系统，冷凝器的入口接渗滤液深度处理装置的排水，处理水经冷却后排放。本实用新型采用水源热泵原理对废水进行加热，省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，消耗1kWh的电量，可以得到4.3～5.0kWh的热量，运行成本低；装置以处理后的渗滤液为热源，吸收其热量，以生化处理前渗滤液为冷源，向其放出热量，使其加温，为冬季低温的垃圾渗滤液的生化处理提高必要的温度。

Description

一种用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置

技术领域：

本实用新型涉及水处理热能装置，具体是一种垃圾渗滤液处理升温的热能转化装置，该装置利用水源热泵原理，将处理后排放渗滤液中的热能回用于渗滤液生化处理前的加热升温，以保持在冬季低温时渗滤液的生化处理效果。

背景技术

垃圾在堆放和填埋过程中，由于自身的好氧或厌氧发酵、降水的淋溶、冲刷以及地表水、地下水的浸泡，而产生了大量的污水即垃圾渗滤液，渗滤液中由于含有高浓度的COD，BOD₅和氨、多种难降解的有机物以及重金属离子，这就使得其对地表水和地下水、土壤、大气、生物等多方面均会造成严重的二次环境污染，并会通过食物链直接或间接地进入水体，危害人类的健康。因此，必须对其进行处理，降低毒性才可以排放，垃圾渗滤液现有处理方法按进程可分为预处理、主处理、深度处理，其中利用微生物进行降解有机物的生化处理是主处理的基本方法。

在垃圾渗滤液主处理的生化处理过程中，水温对处理效果的影响非常显著，污水处理中绝大部分微生物最适宜生长的温度范围是25-30℃。在适宜的温度范围内，微生物的生理活动旺盛，其活性随温度的增高而增强，处理效果也越好。超出此范围，微生物的活性变差，生物反应过程就会受影响。一般的，当温度低于15度时，生化处理已经受到极大的影响，当温度低于10℃时，生化处理无法正常进行。

我国大部分地区冬季的垃圾渗滤液往往低于15度，垃圾渗滤液生化处理效果较差，维持水温在20度左右一直是低温地区渗滤液生化处理的难题。目前常用的措施有：(1)生化池壁采用发泡保温板保温，外砌砖围护结构，代替一般的池边堆土保温方式；(2)鼓风机一侧设空气预热室，将冬季-25～-30℃的冷空气预热到5～8℃；(3)适当加热污泥，包括回流污泥；(4)用热蒸汽给进入曝气池的污水加热。现行的这些办法使渗滤液处理成本高的问题进一步加剧。而经深度处理后排放的渗滤液含有一定的热量，却未被加以利用而直接排放掉，这就使得污水处理过程中存在一个明显的能耗矛盾：一方面浪费掉大量处理后排放渗滤液中的热能，一方面又需要大量热量来加热生化处理前渗滤液或加热曝气或污泥以保证处理效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种热能转化装置，利用该装置回收经处理后排放的渗滤液中的热能，回用于生化处理前污水，以提高污水温度，保证渗滤液主体生化处理的正常进行。该装置在渗滤液处理过程中起到热量搬家的作用，具有经济效益和环保效益。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

一种用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，包括蒸发器、冷凝器、空压机和节流装置；所述蒸发器分别通过空压机和节流装置与冷凝器连接；所述蒸发器的进口接渗滤液预处理系统出水，出口接主体生化处理系统进水，冷凝器的入口接深度处理装置出水，出口为处理后的排放口。

所述蒸发器和冷凝器优选为可拆卸的列管式热交换器。

所述列管式热交换器为固定管板式热交换器。

所述空压机为功率10-100KWH型空压机。

所述蒸发器、冷凝器与垃圾液有接触部分的材料为金属钛。

本实用新型采用深度处理后排放的渗滤液作为热源水，使其温度降低，将其能量用于加热生化处理前的渗滤液，提高生化装置的处理效率，同时考虑到水源的特点，在设备材质上采用金属钛作为关键主体设备的材料以防渗滤液中氨氮，无机盐等对金属材料的腐蚀。本实用新型采用该项技术进行渗滤液生化处理加热升温，工作原理是基于水源热泵的工作原理，通过输入少量高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。

本实用新型具有以下优点：

(1)装置运行成本低；该装置采用水源热泵原理对废水进行加热，消耗1kWh的电量，可以得到4.3～5.0kWh的热量。与电加热相比，其运行效率要高出400～500％，与蒸汽加热相比，其运行费用也仅为其40～60％，大大节省了加热的运行成本，经过计算采用水源热泵将生化处理的一吨废水水温升高一度，只需要消耗0.2KWH的电能，将生化前一吨废水加热10度，成本仅为2元钱不到。

(2)装置的水源水稳定可靠；对于常规的水源热泵技术，能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。而本装置的热源水是渗滤液深度处理后排放的废水，水量稳定，不需要再另外打井取地下水，系统稳定可靠。

(3)装置采用合适材质，保持运行稳定可靠，维护方便，由于采用深度处理后渗滤液作为本实用新型装置的热源水，因渗滤液含有较高浓度的氨氮及无机盐，因此该装置与渗滤液接触部分的材质均采用金属钛，同时热交换设备设置可拆卸法兰，方便进行清洗，保证设备的运行稳定。

(4)装置节水省电，环保效益显著，该装置以深度后渗滤液为热源，吸收其热量，以生化处理前渗滤液为冷源，向其放出热量，使其加温，不消耗水资源，不会对其造成污染；省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好。

附图说明

图1垃圾渗滤液处理流程图；

图2热能转化装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本实用新型做进一步说明。需要说明的是，所举的实例，其作用只是进一步说明本实用新型的技术特征，而不是限定本实用新型。

如图1所示：垃圾渗滤液处理装置包括预处理系统1、主体生化处理系统2、深度处理装置3和热能转化装置4。预处理系统1与热能转化装置4连接，热能转化装置4还分别与主体生化处理系统2和深度处理装置3相连接。渗滤液经过预处理系统1处理后，进入热能转化装置4将其水温加热到20度左右，再进入主体生化处理系统2处理，经过主体生化处理系统2处理完的渗滤液进入深度处理3进一步深度处理，处理后排放的渗滤液水温约为20-25度，再通过热能转化装置4，将其水温下降到15度以下然后排放，置换下来的热能用于加热预处理1的进水。预处理系统1为沉淀池，采用物理化学方法，通过混凝沉淀去除大部分的污染物，保证升温装置的正常运行。主体生化处理系统2可以是各种厌氧-好氧生化处理装置。深度处理装置3为膜分离系统或化学氧化-曝气生物滤池深度处理装置，保证出水达标排放要求。

如图2所示：热能转化装置和一般成套的水源热泵相同，包括蒸发器41、冷凝器42、空压机43和节流装置44，蒸发器41分别通过空压机43和节流装置44和冷凝器42连接。蒸发器41的进口接预处理系统1，蒸发器41的出口接主体生化处理系统2，冷凝器42的入口接深度处理装置3。冷媒介质通过空压机43高压进入蒸发器41，放出自身热量，加热预处理后的渗滤液，同时冷媒介质经过节流装置44变成液体，再通过冷凝器42，吸收深度处理后排放的渗滤液中的热能，气化为气体，再通过空压机43进入蒸发器41，开始下一个循环。由于垃圾渗滤液污染相对地下水较大，且电导率较高，因此水源热泵与渗滤液接触部分的设备材料采用金属钛，金属钛具有传热效果好，耐腐蚀的优点，同时蒸发器41和冷凝器42采用可拆卸的列管式热交换器，方便维护。

水源热泵机组的蒸发器41和冷凝器42均采用常规的列管式换热器，根据需要可以选择固定管板式，传热面积0.5-100m²。空压机43根据需要选用现在功率为10-100KWH的各种型号空压机均可。节流装置为膨胀阀和其附属材料，膨胀阀根据需要可以选择管径为DN40-DN200的各类型号，冷酶可以采用氟利昂、溴化锂等物质。

Claims (5)

1、一种用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，其特征在于：包括蒸发器、冷凝器、空压机和节流装置；所述蒸发器分别通过空压机和节流装置与冷凝器连接；所述蒸发器的进口接渗滤液预处理系统出水，出口接生化处理系统，冷凝器的入口接渗液液深度处理系统出水，出口为排放口。

2、根据权利要求1所述的用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，其特征在于：所述蒸发器和冷凝器为可拆卸清洁除垢的列管式热交换器。

3、根据权利要求2所述的用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，其特征在于：所述列管式热交换器固定管板式热交换器。

4、根据权利要求1所述的用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，其特征在于：所述空压机为功率10-100KWH型空压机。

5、根据权利要求1～4任一项所述的用于垃圾渗滤液升温的热能转化装置，其特征在于：所述蒸发器、冷凝器与渗滤液废水有接触部分的材料为金属钛。

Images