申请日2012.08.23
公开(公告)日2012.12.19
IPC分类号C02F9/14; C02F9/10
摘要
渗沥液单因子分离深度净化方法：对含有气态污染物的水蒸气与含有高沸点污染物的浓缩渗沥液进行气液分离;将水蒸气变成过热水蒸气后与低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触，使低沸点污染物提取剂溶液对过热水蒸气中的气态污染物进行吸收和中和，将其转化为高沸点中和产物从过热蒸气中分离出来，含有气态污染物的过热水蒸气被低沸点污染物提取剂溶液吸收了气态污染物后，将其冷凝，冷凝水排出进行回收处理。本发明方法仅仅利用渗沥液中水和各种污染物沸点不同这一单独因子进行深度净化，具有工艺简单、所需设备成本和处理费用低、能够对渗沥液实现高效、深度处理的优点。
权利要求书
1.渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在于，包含下述内容：
A、加热渗沥液，产生水蒸气，渗沥液中的低沸点污染物汽化为气态污 染物进入水蒸气，对含有气态污染物的水蒸气与含有高沸点污染物的浓缩渗 沥液进行气液分离;
B、将分离出的含有气态污染物的水蒸气通过过热发生器，使其成为过 热水蒸气，将过热水蒸气与低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触，使低沸 点污染物提取剂溶液对过热水蒸气中的气态污染物进行吸收和中和，将其转 化为高沸点中和产物从过热水蒸气中分离出来;
C、将过热水蒸气与低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触时，利用控 制过热水蒸气的过热度来阻止过热水蒸气向低沸点污染物提取剂溶液的凝 结，使低沸点污染物提取剂溶液不被稀释;同时利用过热水蒸气的过热值使 低沸点污染物提取剂溶液中的水分得到部分汽化，以提高低沸点污染物提取 剂溶液中中和产物的浓度;
D、含有气态污染物的过热水蒸气被低沸点污染物提取剂溶液吸收了气 态污染物后，将其冷凝，冷凝水排出进行回收处理。
2.根据权利要求1所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，所述过热发生器为气体压缩机。
3.根据权利要求1所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，将通过过热发生器形成的过热水蒸气输入到气液接触装置(2)里，与 该装置里的低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触，所述的气液接触装置 (2)是塔板式气液接触装置，或是喷淋装置和/或是气液微分接触式装置。
4.根据权利要求1所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，被低沸点污染物提取剂溶液吸收了气态污染物后的水蒸气先通过潜热热 交换装置(3)将热量传递给渗沥液，再通过显热热交换装置(4)将热量传 递给准备输入到潜热热交换装置蒸发侧的渗沥液，在潜热热交换装置(3) 蒸发侧被加热的渗沥液输入到气液分离装置(5)中进行气液分离;气液分 离装置(5)上部设有水蒸气出口(51)，用于输出分离出的水蒸气，下部 设有浓缩液出口(52)，用于输出达到一定浓度的浓缩渗沥液;气液分离装置 (5)下部通过循环装置(6)与潜热热交换装置蒸发侧连接，用于使渗沥液 被循环加热、分离。
5.根据权利要求4所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，在潜热热交换装置(3)蒸发侧向气液分离装置的输出通道上设有节流 阀(7)，以使渗沥液通过潜热热交换装置时处于增压状态，从潜热热交换 装置蒸发侧经节流阀(7)输出的的渗沥液到达气液分离装置(5)内后被减 压，在气液分离装置(5)里发生气化蒸发。
6.根据权利要求1所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，将获得的冷凝水采用生物反应器再进行生物净化处理。
7.根据权利要求1所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，采用PH值小于3的低沸点污染物提取剂溶液来吸收和中和过热水蒸气 中的气态碱性污染物;或者采用PH值大于11的低沸点污染物提取剂溶液来 吸收和中和过热水蒸气中的气态酸性污染物。
8.根据权利要求1所述的渗沥液单因子分离深度净化方法，其特征在 于，设置两级或两级以上的气液接触流程，使过热水蒸气通过两级或两级以 上串联的气液接触流程，分别与酸性和碱性不同的低沸点污染物提取剂溶液 进行气液接触，脱除其所含的气态碱性污染物和气态酸性污染物。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述的渗沥液单因子分离深度净化 方法，其特征在于，过热水蒸气的过热度高于饱和水蒸气温度3℃至40℃， 并且过热度高于低沸点污染物提取剂溶液的沸点温度至少1℃以上。
说明书
渗沥液单因子分离深度净化方法
技术领域
本发明属污水处理技术领域，具体涉及一种垃圾的渗沥液的处理方法。
背景技术
对于各种污染物浓度高、成分复杂、高毒性或者可生化性差的垃圾渗沥 液，其中的污染物浓度是普通污水的百倍以上，极难处理，处理后还会产生 大量污泥和浓缩液，成为长期不易解决的行业性难题。
现有渗沥液处理方法存在的问题主要有：
生物法：设备体积大，需投加炭源，去除不彻底，产生大量污泥;
吹脱法：能耗高，药耗高，去除不彻底，易受环境条件影响;
吸附法：设备成本高，药耗高，再生频繁，冲洗水需要二次处理;
氧化法：设备成本高，药耗/能耗极高;
纳滤法：由于渗沥液属于高浓度污染物，因此膜污染严重;由于小分子 污染物与水分子大小相近，因此去除率低，不易达标;产生大量浓缩液，处 置困难。
反渗透法：能耗较高;由于渗沥液属于高浓度污染物，因此膜污染严 重;由于小分子污染物与水分子大小相近，因此去除不彻底，不易达标;产 生大量浓缩液，处置困难。
以上任何一种处理方法都不能满足排放标准，现在工程上普遍采用的处 理方法是将混凝、沉淀，生物厌氧消化、生物好氧处理，生物硝化和反硝化 处理，膜生化反应器、各种氧化剂配合各种催化剂、触媒、紫外光、超声波 处理、纳滤膜/反渗透膜处理等的反复组合和叠加，涉及多种物理因子、多 种化学因子以及多种生物氧化因子。但是所有这些多因子的组合处理方法都 普遍存在着设备数量众多、体积庞大，易受水质和环境条件影响，多种处理 因子之间相互影响和干扰，系统的能耗高、药耗高、操作管理难度高，不能 适应不同时期的渗沥液，去除不彻底，不易达到排放标准，处理过程中产生 大量更加难以处理的浓缩液和污泥。
上述多种因子组合处理方法(也称多因子法)都会产生大量难以处置 的污泥和浓缩液(占渗沥液总量的30%～40%以上)，长期以来多数都是将 这些污泥和浓缩液回灌到填埋场，后果是造成填埋场内渗沥液中污染物的浓 度持续升高，在3-4年内后即会逐步接近能够处理浓度的上限，至使处理效 率降低直至失效，而垃圾填埋场的典型设计寿命为十几年，因而留下重大后 患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、所需设备成本和处理费 用低、能够对垃圾渗沥液实现高效、三相分离深度处理的渗沥液单因子分离 深度净化方法。
解决上述问题的技术方案是：本发明方法，包含下述内容：
A、加热渗沥液，产生水蒸气，渗沥液中的低沸点污染物汽化为气态污 染物进入水蒸气，对含有气态污染物的水蒸气与含有高沸点污染物的浓缩渗 沥液进行气液分离;
B、将分离出的含有气态污染物的水蒸气通过过热发生器，使其成为过 热水蒸气，将过热水蒸气与低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触，使低沸 点污染物提取剂溶液对过热水蒸气中的气态污染物进行吸收和中和，将其转 化为高沸点中和产物从过热水蒸气中分离出来;
C、将过热水蒸气与低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触时，利用控 制过热水蒸气的过热度来阻止过热水蒸气向低沸点污染物提取剂溶液的凝 结，使低沸点污染物提取剂溶液不被稀释;同时利用过热水蒸气的过热值使 低沸点污染物提取剂溶液中的水分得到部分汽化，以提高低沸点污染物提取 剂溶液中中和产物的浓度;
D、含有气态污染物的过热水蒸气被低沸点污染物提取剂溶液吸收了气 态污染物后，将其冷凝，冷凝水排出进行回收处理。
进一步地，控制过热水蒸气的过热度高于饱和水蒸气温度3℃至40℃， 并且过热度高于低沸点污染物提取剂溶液的沸点温度至少1℃以上;
本发明方法是仅利用水和各种污染物之间沸点(汽化或凝结温度)的差 异这种单独一个因子的方法将污染物彻底分离出来，因此称为单因子分离 法;
本发明方法所述的
高沸点污染物：是指渗沥液中沸点高于水的各种污染物;
低沸点污染物：是指渗沥液中沸点接近或低于水的各种污染物;
低沸点污染物提取剂溶液：是指能与过热水蒸气中的低沸点气态污染物 发生中和反应生成不易挥发的可溶性盐类物质的酸性或碱性水溶液，或是含 有这类酸性或碱性水溶液的高沸点有机溶剂。
含有气态污染物的过热水蒸气与低沸点污染物提取剂进行气液接触后， 会产生向低沸点污染物提取剂液体表面发生传质的过程，然后在液体中被中 和，转化为高沸点的可溶性盐类，不能再进入到水蒸气中，从而通过传质分 离达到与过热水蒸气分离的目的。
渗沥液中的大多数污染物，包括最难处理的、毒性最大的、种类最多的 污染物，都是高沸点污染物，本发明方法对垃圾渗沥液加热产生水蒸气后， 使渗沥液中的低沸点污染物变成气态进入水蒸气，高沸点污染物则被保留在 浓缩后的渗沥液里，经气液分离将渗沥液中易于挥发的低沸点污染物转化为 气态污染物和水蒸气一起被提取出来，使渗沥液变成体积大为缩小的浓缩 液，浓缩液里含的污染物主要是高沸点污染物，渗沥液中所含的易挥发造成 二次污染的低沸点有害物质则被分离出去，由于这种浓缩渗沥液体积大为缩 小，因此易于进行回收处理;又由于其不含易挥发污染物，因此在回收处理 时不会造成二次污染。
对于分离出的含有低沸点气态污染物的水蒸气，本发明方法使其变成过 热水蒸气后再与低沸点污染物提取剂溶液进行充分的气液接触，过热水蒸气 中的气态污染物与低沸点污染物提取剂溶液之间在气液之间发生传质过程， 气态污染物进入液体后与低沸点污染物提取剂发生中和反应转化为高沸点化 合物，从而可通过气液接触使平衡不断向液态转移，达到将低沸点气态污染 物从过热水蒸气中分离出来的目的。
在气液接触时，经过传质过程，低沸点污染物提取剂溶液中逐步会含有 较高浓度的溶解性物质，如酸和中和产物盐，或者碱和中和产物盐，造成该 溶液的沸点的升高，当低沸点污染物提取剂溶液的沸点升高超过水蒸气凝结 温度时，会引起水蒸气在低沸点污染物提取剂溶液表面的凝结而使溶液被稀 释，所以本发明在将含有气态污染物的水蒸气进行传质分离前，先将其变成 过热水蒸气，再将过热水蒸气与低沸点污染物提取剂溶液进行气液接触，这 样就可以利用过热水蒸气的过热度来阻止水蒸气向低沸点污染物提取剂溶液 的凝结，避免低沸点污染物提取剂溶液被冷凝水稀释;同时还可以利用过热 水蒸气高于低沸点污染物提取剂溶液沸点升高值的那部分过热的显热热值， 使低沸点污染物提取剂溶液中的水分得到部分汽化，提高低沸点污染物提取 剂溶液中中和产物的浓度，达到节能的目的，并为进一步的高效分离创造条 件。
在气液接触过程中，低沸点污染物提取剂溶液还能起到冷却过热水蒸 气、降低其过热值、使后续换热冷凝效率得到提高的作用;这样，就可以代 替向过热水蒸气中喷射冷却水来降低其过热值的工艺过程，取得节省能源和 设备的积极效果。
采用本发明方法，可以将渗沥液深度分离成易于进行回收处理、且在回 收处理中不会造成二次污染的产物。
本发明方法仅仅利用渗沥液中水和各种污染物沸点不同这一单独因子 (单因子)进行深度净化，效果却好于采用多种物理因子、多种化学因子以 及多种生物氧化因子(多因子)组合的净化方法;并且具有工艺简单、所需 设备成本和处理费用低、能够对渗沥液实现高效、深度处理的优点。