申请日2015.07.16
公开(公告)日2015.12.23
IPC分类号C02F1/04
摘要
本发明涉及一种处理垃圾渗滤液的装置及方法，包括增湿、去湿、热泵三个体系。将预处理的垃圾渗滤液泵入增湿塔顶部，经液体分布器喷淋到填料表面与塔底进入的空气逆流直接接触空气增湿。湿空气进入热泵体系中的蒸发器，蒸发器中的冷媒吸收水汽中的热量，水汽冷凝排出。吸收热量汽化的冷媒流经压缩机在冷凝器中将携带的热量加热储液装置中的渗滤液。与现有的方法相比具有装置简单、流程短、易操作;能有效减缓设备的腐蚀结垢;适应性强：不受垃圾渗滤液年限、外界降水、可生化能力等因素的限制;节约能源;出水水质容易达到排放的要求等优点。
权利要求书
1.一种处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：包括增湿体系、热泵体系、风机(9)、储液装置(11)、加热装置(12)、水泵(14);
所述的增湿体系包括增湿塔(1)，增湿塔(1)顶部设有气体出口(a)，上部设有液体入口(b)，下部设有气体入口(c)，底部设有浓缩液出口(d)，增湿塔(1)内顶部设有除沫器(3)，除沫器(3)下方设有液体分布器(4)，增湿塔(1)中部装有填料(2)，填料下方通过支撑钢架(5)进行支撑;
所述的热泵体系包括蒸发器(6)、压缩机(7)、冷凝器(8)，蒸发器(6)、压缩机(7)、冷凝器(8)通过冷媒管循环相连;蒸发器(6)与气体出口(a)通过气体管道相连;
所述的储液装置(11)用于存储垃圾渗滤液，浓缩液出口(d)与储液装置(11)相连，储液装置(11)内设有冷凝器(8);
所述的加热装置(12)用于加热垃圾渗滤液;
所述的水泵(14)用于将加热后的垃圾渗滤液输送增湿塔(1)的液体入口(b);
所述的风机(9)用于将经过蒸发器(6)去湿后的干空气输送至增湿塔(1)下部的气体入口(c)，并将增湿塔(1)内部的空气循环回蒸发器(6)进行去湿。
2.如权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的储液装置(11)中设有搅拌器(13)，用于使储液装置(11)中的垃圾渗滤液混合均匀，加快冷凝器(8)与垃圾渗滤液间的热传递速率。
3.如权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的风机(9)与增湿塔(1)间的气体管道上还设有缓冲罐(10)，用于稳定气体流速。
4.如权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的风机(9)与增湿塔(1)间的气体管道上及增湿塔(1)的气体出口(a)处设有温湿度仪(16)。
5.如权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的储液装置(11)的进口和出口均与换热器(15)相连，用于排出系统的浓缩的垃圾渗滤液与进入系统的新鲜垃圾渗滤液之间进行换热。
6.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的增湿塔(1)内填料(2)为规整填料或散装填料，规整填料包括但不限于板波纹填料、丝网波纹填料或网孔栅格填料，散装填料包括但不限于鲍尔环、拉西环或马鞍环。
7.根据权利要求1所述的处理垃圾渗滤液的装置，其特征在于：所述的增湿塔(1)为填料塔或板式塔;所述的换热器(15)为板式换热器、管壳式换热器;所述的加热装置(12)的加热方式为太阳能加热、发电场废气加热、填埋场产生的甲烷等气体燃烧加热或电加热。
8.一种使用如权利要求1所述的装置处理垃圾渗滤液的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)垃圾渗滤液在换热器中与排出系统的浓缩液换热后，引入储液装置并加热后泵入增湿塔顶部，经增湿塔塔顶的液体分布器喷淋到填料的表面，并与塔底进入的自下而上的载气逆流直接接触，使载气增湿;
2)增湿后的载气携带水汽进入热泵体系中的蒸发器，蒸发器中的冷媒对水汽中携带的潜热进行回收，水汽冷凝排出，冷媒吸收热量后汽化，除去水分的干燥载气重新输入增湿塔底部，完成一个循环;
3)吸收热量汽化的冷媒流经压缩机在冷凝器中将携带的热量释放，用于加热储液装置中的渗滤液。
9.根据权利要求8所述的处理垃圾渗滤液的方法，其特征在于：渗滤液在储液装置内加热到60℃-100℃后再泵入增湿塔;储液装置中用搅拌器不断搅拌，使储液装置中的垃圾渗滤液混合均匀，加快冷凝器与垃圾渗滤液间的热传递速率;除去水分的干燥载气重新输入增湿塔底部的过程中在气体管道上设置缓冲罐，稳定气体流速，同时此段气体管道上及增湿塔的气体出口处设有温湿度仪，监测垃圾渗滤液处理过程中的气体的温度和湿度。
10.根据权利要求9所述的处理垃圾渗滤液的方法，其特征在于：所述的增湿塔内部填充板波纹填料，以增加垃圾渗滤液与自下而上的载气间的接触面积，加速气液相之间的传质传热速率。
说明书
一种处理垃圾渗滤液的方法及装置
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术领域，具体提供一种处理垃圾渗滤液的方法及装置。
背景技术
垃圾在堆放填埋处理过程中，由于厌氧发酵、有机物分解、降水的淋溶和冲刷、地下水浸泡等原因,产生多种代谢物质和水分,形成了含高浓度悬浮物和高浓度有机或无机成分的垃圾渗滤液。渗滤液中含有大量的有机物、重金属和高浓度的有机物质，氨氮的含量高，会对大气、河流、地下水、地表水、土壤体等产生严重的污染。
垃圾渗滤液难于处理的根本原因是含有难以生物降解的腐殖酸和高浓度的氨氮，处理这两类物质的方法不是处理效果不好，就是处理的费用较高。目前大部分的垃圾渗滤液处理工艺都存在以下两方面的问题：处理成本较经济的工艺，其处理效果上不能达到标准要求，例如生物法处理，投资及运行的费用均较低，但一般情况下处理后出水的水质不能达标;在技术上能处理达标的工艺，其经济性通常较差，例如膜处理，投资及运行的费用均较高，并且还需要进一步处理原液的浓缩液，更有活性炭吸附和化学氧化工艺处理垃圾渗滤液的运行成本基本上无法承担。
蒸发工艺是一种传统的技术工艺，广泛应用于高浓度的有机废水和无机盐废水脱盐处理，由于垃圾渗滤液处理的难度大，在国外，也经常被用于渗滤液的处理。一般来说，蒸发可分为多效蒸发、多效闪蒸、多效射流蒸发、以及机械蒸汽压缩蒸发等。以上所述的蒸发方法都需要蒸汽作为蒸发的热媒体，加热温度高，大部分属于间接传热，设备容易产生结垢腐蚀，能耗也比较大，成本高。并且现有的蒸发方法出水水质中氨氮的含量比较高，冷凝水仍需要进一步的处理。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的不足，并提供一种处理垃圾渗滤液的装置及方法。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种处理垃圾渗滤液的装置，包括增湿体系、热泵体系、风机、储液装置、加热装置、水泵;
所述的增湿体系包括增湿塔，增湿塔顶部设有气体出口，上部设有液体入口，下部设有气体入口，底部设有浓缩液出口，增湿塔内顶部设有除沫器，除沫器下方设有液体分布器，增湿塔中部装有填料，填料下方通过支撑钢架进行支撑;
所述的热泵体系包括蒸发器、压缩机、冷凝器，蒸发器、压缩机、冷凝器通过冷媒管循环相连;蒸发器与气体出口通过气体管道相连;
所述的储液装置用于存储垃圾渗滤液，浓缩液出口与储液装置相连，储液装置内设有冷凝器;
所述的加热装置用于加热垃圾渗滤液;
所述的水泵用于将加热后的垃圾渗滤液输送增湿塔的液体入口;
所述的风机用于将经过蒸发器去湿后的干空气输送至增湿塔下部的气体入口，并将增湿塔内部的空气循环回蒸发器进行去湿。
所述的储液装置中设有搅拌器，用于使储液装置中的垃圾渗滤液混合均匀，加快冷凝器与垃圾渗滤液间的热传递速率。
所述的风机与增湿塔间的气体管道上还设有缓冲罐，用于稳定气体流速。
所述的风机与增湿塔间的气体管道上及增湿塔的气体出口处设有温湿度仪。
所述的储液装置的进口和出口均与换热器相连，用于排出系统的浓缩垃圾渗滤液与进入系统的新鲜垃圾渗滤液之间进行换热。
所述的增湿塔内填料为规整填料或散装填料，规整填料包括但不限于板波纹填料、丝网波纹填料或网孔栅格填料，散装填料包括但不限于鲍尔环、拉西环或马鞍环。
所述的增湿塔为填料塔或板式塔;所述的换热器为板式换热器、管壳式换热器;所述的加热装置的加热方式为太阳能加热、发电场废气加热、填埋场产生的甲烷等气体燃烧加热或电加热。
一种使用所述装置处理垃圾渗滤液的方法，包括如下步骤：
1)垃圾渗滤液在换热器中与排出系统的浓缩液换热后，引入储液装置并加热后泵入增湿塔顶部，经增湿塔塔顶的液体分布器喷淋到填料的表面，并与塔底进入的自下而上的载气逆流直接接触，使载气增湿;
2)增湿后的载气携带水汽进入热泵体系中的蒸发器，蒸发器中的冷媒对水汽中携带的潜热进行回收，水汽冷凝排出，冷媒吸收热量后汽化，除去水分的干燥载气重新输入增湿塔底部，完成一个循环;
3)吸收热量汽化的冷媒流经压缩机在冷凝器中将携带的热量释放，用于加热储液装置中的渗滤液。
渗滤液在储液装置内加热到60℃-100℃后再泵入增湿塔;储液装置中用搅拌器不断搅拌，使储液装置中的垃圾渗滤液混合均匀，加快冷凝器与垃圾渗滤液间的热传递速率;除去水分的干燥载气重新输入增湿塔底部的过程中在气体管道上设置缓冲罐，稳定气体流速，同时此段气体管道上及增湿塔的气体出口处设有温湿度仪，监测垃圾渗滤液处理过程中的气体的温度和湿度。
所述的增湿塔内部填充板波纹填料，以增加垃圾渗滤液与自下而上的载气间的接触面积，加速气液相之间的传质传热速率。
本发明的处理垃圾渗滤液的方法及装置，通过空气与水之间进行传质传热，使空气将渗滤液中的水分带出，其余有机物等有害物质残留在浓缩的渗滤液中，出水水质容易达到排放要求。热泵技术的应用又将空气携带的热量进行回收，达到能源的有效利用。整个系统温度在100℃以下，温度较低有效的减缓了腐蚀和结垢的发生，并且可用耐温塑料材质的管道代替不锈钢管道，节约成本。其与现有技术相比，本发明具有以下特点：(1)装置简单、流程短、易操作;(2)能有效减缓设备的腐蚀结垢;(3)适应性强：不受垃圾渗滤液年限、外界降水、可生化能力等因素的限制;(4)节约能源;(5)出水水质容易达到排放的要求。