一种高浓垃圾渗滤液处理工艺及装置的制作方法

1.本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高浓垃圾渗滤液处理工艺及装置。


背景技术：

2.高浓垃圾渗滤液的主要来源有“生化 膜”处理工艺所产生的膜浓缩液、“dtro”应急工艺所产生的膜浓缩液以及其他处理过程所产生的浓缩液，它含有难降解有机物、氨氮和各种无机盐类，呈棕黑色，这股高浓垃圾渗滤液不能被生化处理，同时由于盐含量较高，目前暂无合适的反渗透膜能够再进行减量化处理。这些含有大量污染物的高浓垃圾渗滤液对地表水、地下水、土壤环境等都存在严重威胁，不能直接排放到环境中，对其合理的处理处置也是各种技术应用于渗滤液处理中必须解决的一个难题。
3.mvr(mechanical vapor recompression，机械式蒸汽再压缩技术)蒸发技术是一种循环回收利用蒸汽潜热的蒸发技术，它避免了将二次蒸汽冷凝排出而造成的能源浪费，同时省却了冷凝系统简化了设备流程，使操作大为简化，符合我国目前节能减排的技术要求，被认为是一项具有巨大发展潜力的废水处理技术。mvr蒸发是采用机械压缩的方法，将二次蒸汽的温度、压力提高后作为加热蒸汽使用的一种技术。机械蒸汽再压缩原理如图1所示，废水进入系统，与返回母液和循环液混合后进入蒸发器，吸热蒸发，蒸发出的蒸汽(二次蒸汽)被压缩机吸入，经压缩升温升压后输入到蒸发器内放热冷凝，冷凝水作为其他工序用水或达标后直接排放，蒸发后的浓废水，浓度达到饱和溶解度时废水内溶解的溶质将以晶体的形式析出，这样浓废水就变成晶体和母液的混合物(晶浆)。晶浆由蒸发器排出，大部分作为循环液继续参与上述过程，另一小部分则排入分离机内。分离机将晶浆中的晶体和母液分离，分离出的母液返回到系统继续参与循环，而分离出的晶体可作为固废进行填埋或再利用。由此实现了对高浓度含盐废水的盐、液分离。从整个过程中可以看出，该方法对废水处理完全，可以实现垃圾渗滤液零排放的目的。
4.能应用于mvr技术的蒸发器形式较多，由于高浓垃圾渗滤液具有高cod、高氨氮、高含盐的特点，普通的传统蒸发器极易出现结垢、堵塞、换热效率下降等问题，从而带来运行周期短、清洗费用高、设备寿命短等弊端，因此选择一种合适的蒸发器形式是mvr技术应用于高浓垃圾渗滤液首先需要解决的问题。
5.此外，虽然mvr蒸发技术已经解决了能源浪费的问题，但在废水的处理效果上仍然存在一个亟待解决的问题：由于垃圾渗滤液高氨氮、高cod的特点，使得氨氮及挥发性有机物也一同进入了蒸汽中，蒸汽在冷却变成冷凝水时，这些污染物一同进入到冷凝水中，从而导致出水无法直接达标排放，因此需要再进行后续的深度处理，这在一定程度上增加了工艺路线和运行费用，因此如何通过技术手段将污染物从蒸汽中直接去除，成为了mvr技术同时需要解决的关键难题。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是提供一种高浓垃圾渗滤液处理工艺及装置，以克服
上述现有技术中的不足。
7.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高浓垃圾渗滤液处理装置，包括：
8.余热回收系统、mvr蒸发分离系统和二次蒸汽净化系统；mvr蒸发分离系统包括循环蒸发分离器和蒸汽压缩机；循环蒸发分离器包括管壳式换热器和折流式汽液分离器；余热回收系统内升温后的高浓垃圾渗滤液经管壳式换热器的循环液入口进入管内,并与管外的蒸汽进行热交换，以使高浓垃圾渗滤液达到沸点；折流式汽液分离器具有多级腔室，第一级腔室为汽液两相分离室，其他腔室为蒸汽相汽液深度分离除沫腔室；管壳式换热器的管内出口与汽液两相分离室相连；位于最后一级的蒸汽相汽液深度分离除沫腔室的二次蒸汽出口连接二次蒸汽净化系统；二次蒸汽净化系统内净化后的二次蒸汽经由蒸汽压缩机升温升压后进入管壳式换热器的管外。
9.本发明的有益效果是：本发明的mvr蒸发分离系统采用了管内加热、腔室蒸发分离的两步工艺，保证了垃圾渗滤液在加热部分只发生传热升温，不发生蒸发浓缩，避免了结晶物的产生；同时采用管内1.0～4.0m/s高流速设计，使管内有较高的流速对管内壁进行高速的冲刷，控制了污染物在管内壁的沉降和结垢，从而有效解决了蒸发器应用于垃圾渗滤液行业易结垢的问题；
10.针对传统蒸发过程所产生的二次蒸汽含有氨氮、有机物的问题，而本发明的mvr蒸发分离系统所产生的二次蒸汽产生后能迅速进行汽液分离，另外分离段采用了多级离心式分离原理，尽可能将二次蒸汽中夹带的盐雾等分离出来。
11.在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
12.进一步，mvr蒸发分离系统还包括：
13.强制循环泵，其入口与余热回收系统的高浓垃圾渗滤液出液口连接，出口与管壳式换热器的循环液入口连接。
14.进一步，汽液两相分离室的浓缩液出口与强制循环泵的循环液入口连通。
15.进一步，余热回收系统包括：
16.进水泵，其入口外接高浓垃圾渗滤液管线，出口具有两个支路；
17.浓缩液泵，其入口与汽液两相分离室的浓缩液出口连接,出口与外送管道连接；
18.蒸馏水加热器，其冷侧入口接进水泵出口的其中一个支路，冷侧出口与不凝气加热器连接；其热侧入口与蒸馏水泵出口连接，其热侧出口与蒸馏水冷却水器连接；
19.浓缩液加热器，其冷侧入口接进水泵出口的另一个支路；其热侧入口与浓缩液泵出口连接，热侧出口与外送管道连接；
20.不凝气加热器，其冷侧入口分别与蒸馏水加热器冷侧出口和浓缩液加热器冷侧出口连接，其冷侧出口与强制循环泵入口连接；其热侧入口与循环蒸发分离器的不凝气出口连接；
21.不凝气冷却器，其热侧入口与不凝气加热器的热侧出口连接，其热侧出口与除臭系统连接；其冷侧入口接循环冷却水给水，冷侧出口接循环冷却水出水；
22.蒸馏水冷却器，其热侧入口与蒸馏水加热器的热侧出口连接，热侧出口与外送管道连接；其冷侧入口接循环冷却水给水，冷侧出口接循环冷却水出水；
23.蒸馏水罐，其入口与管壳式换热器的蒸馏水出口连接；
24.蒸馏水泵，其入口与蒸馏水罐的出口连接，出口与蒸馏水加热器热侧进口连接。
25.采用上述进一步的有效效果为：能够充分的回收热量。
26.进一步，二次蒸汽净化系统包括：
27.卧式酸洗器，具有多级喷淋室，其二次蒸汽入口与折流式汽液分离器的二次蒸汽出口连接；
28.卧式碱洗器，具有多级喷淋室，其二次蒸汽入口与卧式酸洗器的二次蒸汽出口连接，二次蒸汽出口与蒸汽压缩机入口连接。
29.进一步，卧式酸洗器的各级喷淋室的喷淋液出口与喷淋管入口之间连接酸循环喷淋泵；
30.卧式碱洗器的各级喷淋室的喷淋液出口与喷淋管入口之间连接碱循环喷淋泵。
31.采用上述进一步的有益效果为：采用多段式的二次蒸汽净化系统，根据反应原理，氨气可以与酸在瞬间完成反应生成硫酸铵盐，如硫酸，而绝大部分的有机物可以与碱反应生成有机钠盐，如氢氧化钠，二次蒸汽净化系统利用该原理采用酸洗汽室与碱洗汽室串联的方式在汽态阶段脱除蒸汽中的氨氮及挥发性有机物。
32.一种高浓垃圾渗滤液处理工艺，包括如下步骤：
33.s100、将待处理的高浓垃圾渗滤液通过余热回收系统升温至60℃～95℃；
34.s200、升温后的高浓垃圾渗滤液通过强制循环泵流入管壳式换热器的管内，并与管外经蒸气压缩机升温升压的二次蒸汽进行换热，以使高浓垃圾渗滤液达到沸点；
35.s300、达到沸点的高浓垃圾渗滤液在折流式汽液分离器的腔室内发生汽液两相分离，获得液相和二次蒸汽；
36.s400、将折流式汽液分离器所分离出的二次蒸汽送入二次蒸汽净化系统内依次进行酸洗和碱洗；
37.s500、经过净化的二次蒸汽送入到蒸气压缩机中升温升压后，再回到管壳式换热器的管外作为蒸发热源换热，并冷凝为蒸馏水送入到余热回收系统余热回收及冷却后排出；
38.s600、s300中的部分液相与来自余热回收系统的高浓垃圾渗滤液混合后，经强制循环泵再送入到管壳式换热器的管内进行换热以再次升温到沸点，再进入到折流式汽液分离器的腔室中进行汽液分离，部分液相送入到余热回收系统中进行余热回收后排出。
39.采用上述进一步的有益效果为：
40.1)该工艺能保证最终产水能达到《生活垃圾填埋场控制标准》gb16889
‑
2008中表2规定的排放标准；
41.2)该工艺的产水率(＝日总产水量/日总进水量)为70％～90％；
42.3)本工艺设有余热回收系统，同时采用mvr工艺，节能效果明显；
43.4)折流式汽液分离器采用多级分离原理，能有效分离气相中的液滴，减少污染物到后端，降低酸碱洗负荷。
44.进一步，进入余热回收系统内的高浓垃圾渗滤液的流量与强制循环泵的流量的比值为100～500。
45.采用上述进一步的有益效果为：采用了高循环比的强制循环工艺，系统抗结垢性能良好，连续稳定运行周期大于20天。
46.进一步，升温升压的二次蒸汽的气压为50kpaa～300kpaa，温度为80℃～130℃；高
浓垃圾渗滤液的沸点温度为75℃～125℃。
47.进一步，酸洗过程中液气质量比为10～200；碱洗过程中液气质量比为20～350。
附图说明
48.图1为现有技术中mvr系统原理图；
49.图2为本发明中所述高浓垃圾渗滤液处理装置的布局图。
50.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
51.1、余热回收系统，110、进水泵，120、浓缩液泵，130、蒸馏水加热器，140、浓缩液加热器，150、不凝气加热器，160、不凝气冷却器，170、蒸馏水冷却器，180、蒸馏水罐，190、蒸馏水泵，2、mvr蒸发分离系统，210、循环蒸发分离器，211、管壳式换热器，212、折流式汽液分离器，220、强制循环泵，230、蒸汽压缩机，3、二次蒸汽净化系统，310、卧式酸洗器，311、酸循环喷淋泵，320、卧式碱洗器，321、碱循环喷淋泵。
具体实施方式
52.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
53.实施例1
54.如图2所示，一种高浓垃圾渗滤液处理装置，包括：余热回收系统1、mvr蒸发分离系统2和二次蒸汽净化系统3，余热回收系统1与mvr蒸发分离系统2相连，而二次蒸汽净化系统3与mvr蒸发分离系统2相连；
55.mvr蒸发分离系统2包括循环蒸发分离器210和蒸汽压缩机230；
56.循环蒸发分离器210包括管壳式换热器211和折流式汽液分离器212；通常情况下，管壳式换热器211和折流式汽液分离器212均为卧式结构；管壳式换热器211的管程可根据实际项目需求设计成1～20管程，其管内用于走高浓垃圾渗滤液，而管外走蒸汽，管内高浓垃圾渗滤液被管外蒸汽加热升温但不发生蒸发，管外蒸汽将热量传递给高浓垃圾渗滤液后变为液相，成为蒸发冷凝液；
57.余热回收系统1内升温后的高浓垃圾渗滤液经管壳式换热器211的循环液入口进入管内,并与管外的蒸汽进行热交换，以使高浓垃圾渗滤液达到沸点；
58.折流式汽液分离器212具有多级腔室，第一级腔室为汽液两相分离室，其他腔室为蒸汽相汽液深度分离除沫腔室；管壳式换热器211的管内出口与汽液两相分离室相连；位于最后一级的蒸汽相汽液深度分离除沫腔室的二次蒸汽出口连接二次蒸汽净化系统3；二次蒸汽净化系统3内净化后的二次蒸汽经由蒸汽压缩机230升温升压后进入管壳式换热器211的管外。
59.实施例2
60.如图2所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
61.mvr蒸发分离系统2还包括：强制循环泵220，强制循环泵220的入口与余热回收系统1的高浓垃圾渗滤液出液口连接，强制循环泵220的出口与管壳式换热器211的循环液入口连接，汽液两相分离室的浓缩液出口与强制循环泵220入口连通。
62.实施例3
63.如图2所示，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
64.余热回收系统1包括：进水泵110、浓缩液泵120、蒸馏水加热器130、浓缩液加热器140、不凝气加热器150、不凝气冷却器160、蒸馏水冷却器170、蒸馏水罐180和蒸馏水泵190；
65.进水泵110的入口外接高浓垃圾渗滤液管线，进水泵110的出口具有两个支路；
66.进水泵110出口的其中一个支路连接到蒸馏水加热器130的冷侧入口；进水泵110出口的另一个支路连接到浓缩液加热器140的冷侧入口；
67.蒸馏水加热器130的冷侧入口接进水泵110出口的其中一个支路，蒸馏水加热器130的冷侧出口与不凝气加热器150连接；蒸馏水加热器130的热侧入口与蒸馏水泵190出口连接，蒸馏水加热器130的热侧出口与蒸馏水冷却水器170；
68.管壳式换热器211的蒸馏水出口与蒸馏水罐180的入口连接，蒸馏水罐180的出口与蒸馏水泵190的入口连接，蒸馏水泵190的出口与蒸馏水加热器130的热侧进口连接，蒸馏水加热器130的热侧出口与蒸馏水冷却器170的热侧入口连接，蒸馏水冷却器170的热侧出口与外送管道连接；
69.管壳式换热器211的不凝气出口与不凝气加热器150的热侧入口连接，不凝气加热器150的热侧出口与不凝气冷却器160的热侧入口连接，不凝气冷却器160的热侧出口与除臭系统连接；
70.折流式汽液分离器212中汽液两相分离室的浓缩液出口与浓缩液泵120的入口连接，浓缩液泵120的出口与浓缩液加热器140的热侧入口连接，浓缩液加热器140的热侧出口与外送管道连接；
71.蒸馏水冷却器170的冷侧入口接循环冷却水给水，蒸馏水冷却器170的冷侧出口接循环冷却水出水；
72.不凝气冷却器160的冷侧入口接循环冷却水给水，不凝气冷却器160的冷侧出口接循环冷却水出水。
73.实施例4
74.如图2所示，本实施例为在实施例2的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
75.二次蒸汽净化系统3包括：卧式酸洗器310和卧式碱洗器320；
76.卧式酸洗器310具有多级喷淋室，卧式碱洗器320具有多级喷淋室；
77.卧式酸洗器310的二次蒸汽入口与折流式汽液分离器212的二次蒸汽出口连接；卧式碱洗器320的二次蒸汽入口与卧式酸洗器310的二次蒸汽出口连接，卧式碱洗器320的二次蒸汽出口与蒸汽压缩机230的入口连接。
78.实施例5
79.如图2所示，本实施例为在实施例4的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
80.卧式酸洗器310的各级喷淋室的喷淋液出口与喷淋管入口之间连接酸循环喷淋泵311；
81.在本实施例中，卧式酸洗器310具有三级喷淋室，经过酸洗，主要是去除掉蒸汽中的氨氮污染物；卧式碱洗器320的各级喷淋室的喷淋液出口与喷淋管入口之间连接碱循环喷淋泵321；；
82.在本实施例中，卧式碱洗器320具有三级喷淋室，经过碱洗，主要是去除掉蒸汽中的有机物；
83.酸洗过程中的液气质量比在10～200，碱洗过程中的液气质量比在20～350。
84.实施例6
85.一种高浓垃圾渗滤液处理工艺，包括如下步骤：
86.s100、待处理的高浓垃圾渗滤液通过进水泵110分两路进入蒸馏水加热器130和浓缩液加热器140进行热交换，然后再合并成一路后进入不凝气加热器150进行热交换，以实现将高浓垃圾渗滤液升温至60℃～95℃；
87.s200、由蒸馏水加热器130、浓缩液加热器140和不凝气加热器150共同升温后的高浓垃圾渗滤液通过强制循环泵220流入管壳式换热器211的管内，并与管外经蒸气压缩机230升温升压的二次蒸汽进行换热，以使高浓垃圾渗滤液达到沸点；
88.s300、达到沸点的高浓垃圾渗滤液在折流式汽液分离器212的汽液两相分离室内发生汽液两相分离，气相再经后续其它蒸汽相汽液深度分离除沫腔室进一步分离出气相中的液滴，最终获得液相和二次蒸汽；
89.s400、将折流式汽液分离器212所分离出的二次蒸汽送入二次蒸汽净化系统3内依次进行酸洗和碱洗；
90.s500、经过净化的二次蒸汽送入到蒸气压缩机230中升温升压后，再回到管壳式换热器211的管外作为蒸发热源换热，并冷凝为蒸馏水送入到蒸馏水罐180中，再送入到余热回收系统1余热回收及冷却后排出；
91.s600、所述s300中的部分液相与来自余热回收系统1的高浓垃圾渗滤液混合后，经强制循环泵220再送入到管壳式换热器211的管内进行换热再次升温到沸点，再进入到折流式汽液分离器212的腔室中进行汽液分离，部分液相送入到余热回收系统1中进行余热回收后排出。
92.实施例7
93.本实施例为在实施例6的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
94.进入余热回收系统1内的高浓垃圾渗滤液的流量与强制循环泵220的流量的比值为100～500，即进水泵110的流量与强制循环泵220的流量的比值为100～500，可以降低加热段的结垢倾向。
95.实施例8
96.本实施例为在实施例6或7的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
97.升温升压的二次蒸汽的气压为50kpaa～300kpaa，温度为80℃～130℃；高浓垃圾渗滤液的沸点温度为75℃～125℃；
98.余热回收系统1是将mvr蒸发分离系统2排出的高温mvr浓缩液(80～120℃)和高温蒸馏水(80～105℃)的热量进行回收，回收的热量把由进水泵110送入工艺系统的高浓垃圾渗滤液升温至60～95℃，被余热回收的高温蒸馏水再进一步由循环冷却水降低到35～55℃排出。
99.实施例9
100.本实施例为在实施例6或7或8的基础上所进行的进一步优化，其具体如下：
101.酸洗过程中液气质量比为10～200；碱洗过程中液气质量比为20～350。
102.在本发明中，所指的高浓垃圾渗滤液中的典型污染物范围是,cod:5000mg/l～50000mg/l，nh3‑
n:500mg/l～10000mg/l，tds:5000mg/l～100000mg/l。
103.该工艺能保证最终产水能达到《生活垃圾填埋场控制标准》gb16889
‑
2008中表2规定的排放标准。
104.该工艺的产水率(＝日总产水量/日总进水量)为70％～90％。
105.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。