申请日2020.12.21
公开（公告）日2021.04.09
IPC分类号C02F9/10; C02F11/13; C02F103/06
摘要
本发明提供一种垃圾渗滤液零排放处理系统及其工艺，所述垃圾渗滤液零排放处理系统包括预处理系统、一级强制循环蒸发系统、二级强制循环蒸发系统和耙式干燥处理系统。本发明还公开了圾渗滤液零排放处理工艺：垃圾渗滤液经过预处理系统软化降低硬度，去除悬浮颗粒物后进入一级强制循环蒸发系统进行预浓缩，浓缩产生的高温浓缩液进入二级强制循环蒸发系统进一步蒸发浓缩，二级分离室连续排出具有一定固液比的浆液，浆液进入耙式干燥系统进行负压蒸发，将垃圾渗滤液中的盐类、有机物以盐泥的形式分离出来，装袋处理，实现零污水排。本发明采用“预处理+两级蒸发+耙式干燥”原理，其处理单元少、能耗低、工艺流程科学、合理。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液零排放处理系统，其特征在于，包括预处理系统、一级强制循环蒸发系统、二级强制循环蒸发系统和耙式干燥处理系统；
所述预处理系统包括来液池(1)、碱反应池(2)、第一沉淀池(3)、第二沉淀池(4)、酸反应池(5)、中间池(6)、污泥浓缩池(7)、浓缩液池(8)和出水池(9)；所述来液池(1)与碱反应池(2)连通，所述碱反应池(2)上部与第一沉淀池(3)连通；所述第一沉淀池(3)上部溢流口与第二沉淀池(4)连通；所述第二沉淀池(4)上部溢流口与酸反应池(5)连通；所述酸反应池(5)与中间池(6)连通；所述来液池(1)底部、第一沉淀池(2)底部、第二沉淀池(3)底部、中间池(6)底部通过浆液泵(10)与污泥浓缩池(7)入口连通；
所述一级强制循环蒸发系统包括一级加热室(11)、一级分离室(12)、一级蒸汽压缩机(13)、一级蒸馏水泵(14)、洗气系统(15)、一级强制循环泵(16)、一级浓缩液泵(17)、冷凝水罐(18)、冷凝水泵(19)、排气冷凝器(20)、一级加热室热井(21)和一级蒸馏水换热器(22)；所述中间池(6)出口与一级蒸馏水换热器(22)冷侧进口连通；所述一级蒸馏水换热器(22)冷侧出口与排气冷凝器(20)进液口连通；所述排气冷凝器(20)冷凝水出口与冷凝水罐(18)入口连通，所述冷凝水罐(18)出口通过冷凝水泵(19)与中间池(6)入口连通；所述排气冷凝器(20)出液口与一级分离室(12)来液入口连通；所述一级分离室(12)顶部出口依次通过洗气系统(15)、一级蒸气压缩机(13)与一级加热室(11)蒸汽入口连通；所述一级分离室(12)底部出口通过一级强制循环泵(16)与一级加热室(11)循环液入口连通，所述一级加热室(11)蒸汽出口与排气冷凝器(20)蒸汽进口连通；所述一级加热室(11)蒸馏水出口与一级加热室热井(21)连通；所述一级加热室热井(21)通过一级蒸馏水泵(14)与一级蒸馏水热交换器(22)热侧进口连通，所述一级蒸馏水热交换器(22)热侧出口与出水池(9)入口连通；
所述二级强制循环系统包括二级加热室(23)、二级分离室(24)、二级加热室热井(25)、二级蒸汽压缩机(26)、二级浓缩液泵(27)、二级强制循环泵(28)、二级蒸馏水泵(29)和二级蒸馏水换热器(30)；所述一级分离室(12)底部出口通过一级浓缩液泵(17)与二级分离室(24)浓缩液入口相连；所述二级分离室(24)顶部蒸汽出口通过二级蒸汽压缩机(26)与二级加热室(23)蒸汽入口连通；所述二级分离室(24)底部出口通过二级强制循环泵(28)与二级加热室(23)冷侧入口连通，所述二级加热室(23)循环液出口与连通二级分离室(24)连通，所述二级加热室(23)蒸馏水出口与二级加热室热井(25)连通，所述二级加热室热井(25)通过二级蒸馏水泵(29)与二级蒸馏水换热器(30)热侧入口连通，所述二级蒸馏水换热器(30)热侧出口与中间池(6)入口连通；所述浓缩液池8出口与二级蒸馏水换热器(30)冷侧入口连通，所述二级蒸馏水换热器(30)冷侧出口与二级分离室(24)进液口相连；
所述耙式干燥系统包括干燥机(31)、冷凝器(32)、接收罐(33)和真空泵(34)；所述二级分离室(24)底部出口通过二级浓缩液泵(27)与干燥机(31)入口连通，所述干燥机(31)顶部出口依次通过冷凝器(32)、接收罐(33)与真空泵(34)连通。
2.根据权利要求1所述垃圾渗滤液零排放处理系统，其特征在于，所述一级加热室(11)和二级加热室(23)均为卧式双管程列管式换热器。
3.根据权利要求1所述垃圾渗滤液零排放处理系统，其特征在于，所述排气冷凝器(20)为多管程列管式换热器。
4.根据权利要求1所述垃圾渗滤液零排放处理系统，其特征在于，所述一级蒸馏水换热器(22)、二级蒸馏水换热器(30)均为板式换热器。
5.根据权利要求1所述垃圾渗滤液零排放处理系统，其特征在于，所述干燥机(31)顶部出口与冷凝器(32)热侧入口连通，所述冷凝器(32)热侧出口与接收罐(33)入口连通，所述冷凝器(32)前端配有袋式过滤器。
6.一种圾渗滤液零排放处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：垃圾渗滤液经过预处理系统软化降低硬度，去除悬浮颗粒物后进入一级强制循环蒸发系统进行预浓缩，浓缩产生的高温浓缩液进入二级强制循环蒸发系统进一步蒸发浓缩，二级分离室连续排出具有一定固液比的浆液，浆液进入耙式干燥系统进行负压蒸发，将垃圾渗滤液中的盐类、有机物以盐泥的形式分离出来，装袋处理，实现零污水排放。
7.根据权利要求6所述垃圾渗滤液零排放处理工艺，其特征在于，所述一级强制循环蒸发系统和二级强制循环蒸发系统产生的高温蒸馏水。
8.根据权利要求6所述垃圾渗滤液零排放处理工艺，其特征在于，所述一级强制循环蒸发系统产生的不凝气体通过排气冷凝器回收热量，不凝气体冷却产生的冷凝水进入冷凝水罐，二级强制循环蒸发系统产生的不凝气体和排气冷凝器排出的气体汇总后排出。
9.根据权利要求6所述垃圾渗滤液零排放处理工艺，其特征在于，所述一级加热室换热管内液体流速为1.5-2.5m/s；所述一级分离室的蒸发强度为0.8-1.5m3/(m3·s)；所述一级蒸汽压缩机温升为8-15℃。
10.根据权利要求6所述垃圾渗滤液零排放处理工艺，其特征在于，所述二级加热室换热管内液体流速为2-3m/s；所述二级分离室的蒸发强度为1-1.2m3/(m3·s)；所述二级蒸汽压缩机温升为18-20℃。
说明书
一种垃圾渗滤液零排放处理系统及其工艺
技术领域
本发明涉及垃圾渗滤液处理技术，尤其涉及一种垃圾渗滤液零排放处理系统及其工艺。
背景技术
MVR(机械蒸汽再压缩)是一种新型高效节能蒸发设备，采用低温与低压汽蒸技术产生蒸汽，将媒介中的水分离出来，是目前国际最先进的蒸发技术。
MVR蒸发工艺凭借其使用范围广、占地面积小和处理效果稳定等诸多优势，在垃圾渗滤液处理上的应用逐渐增加。目前，应用较多的是水平列管式降膜蒸发，具有能耗低，传热效果好等特点。但由于垃圾渗滤液水质复杂，有机物、重金属盐含量高，在蒸发处理过程中容易在换热管表面沉淀结垢，影响传热效率，严重时甚至会造成系统无法正常作业。因此降膜蒸发设备需要经常清洗，这不仅影响系统处理效率，也需要耗费大量清洗药剂。因此，有效的优化蒸发工艺，防止或减少换热管结垢，保证蒸发设备长时间最大产能平稳运行对垃圾渗滤液的蒸发处理具有重要意义。
同时，MVR蒸发是一个把挥发性组分和非挥发性组分分离的物理过程，蒸馏水达标排出，污染物残留在浓缩液中。这部分浓缩液具有高有机物、高盐、高温等特点，难以进行后续处理，存在极大的环境安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前蒸发系统的不足，导致部分浓缩液具有高有机物、高盐、高温等特点，难以进行后续处理，存在极大的环境安全隐患的问题，提出一种垃圾渗滤液零排放处理系统，该系统抗结垢能力强，能耗低，能连续稳定运行且能够实现零污水排放，避免蒸发浓缩液对环境造成的二次污染。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种垃圾渗滤液零排放处理系统，包括预处理系统、一级强制循环蒸发系统、二级强制循环蒸发系统和耙式干燥处理系统；
所述预处理系统包括来液池、碱反应池第一沉淀池、第二沉淀池、酸反应池、中间池、污泥浓缩池、浓缩液池和出水池；所述来液池与碱反应池连通，所述碱反应池上部与第一沉淀池连通；所述第一沉淀池上部溢流口与第二沉淀池连通；所述第二沉淀池上部溢流口与酸反应池连通；所述酸反应池与中间池连通；所述来液池底部、第一沉淀池底部、第二沉淀池底部、中间池底部通过浆液泵与污泥浓缩池入口连通；所述浓缩液池底部与浓缩液输送泵连接；所述出水池内放置蒸馏水外排泵(潜水泵)；所述预处理系统的作用是去除大部分可悬浮颗粒物、对进液进行软化，减缓蒸发系统结垢速度。
所述一级强制循环蒸发系统包括一级加热室、一级分离室、一级蒸汽压缩机、一级蒸馏水泵、洗气系统、一级强制循环泵、一级浓缩液泵、冷凝水罐、冷凝水泵、排气冷凝器、一级加热室热井和一级蒸馏水换热器；所述中间池出口与一级蒸馏水换热器冷侧进口连通；所述一级蒸馏水换热器冷侧出口与排气冷凝器进液口连通；所述排气冷凝器冷凝水出口与冷凝水罐入口连通，所述冷凝水罐出口通过冷凝水泵与中间池入口连通；所述排气冷凝器蒸汽出口与一级分离室入口连通；所述一级分离室顶部出口(二次蒸汽出口)依次通过洗气系统、一级蒸气压缩机与一级加热室蒸汽入口连通；所述一级分离室底部出口(循环液出口)通过一级强制循环泵与一级加热室循环液入口连通，所述一级加热室蒸汽出口与排气冷凝器蒸汽进口连通；所述一级加热室蒸馏水出口与一级加热室热井连通；所述一级加热室热井通过一级蒸馏水泵与一级蒸馏水热交换器热侧进口连通，所述一级蒸馏水热交换器热侧出口与出水池入口连通；所述洗气系统的作用是对一级强制循环蒸发系统的二次蒸汽进行净化处理，主要去除的污染物质是COD和氨氮。
所述二级强制循环系统包括二级加热室、二级分离室、二级加热室热井、二级蒸汽压缩机、二级浓缩液泵、二级强制循环泵、二级蒸馏水泵和二级蒸馏水换热器；所述一级分离室底部出口通过一级浓缩液泵与二级分离室入口相连；所述二级分离室顶部出口通过二级蒸汽压缩机与二级加热室热侧入口连通；所述二级分离室底部出口(循环液出口)通过二级强制循环泵与二级加热室冷侧入口连通，所述二级加热室冷侧出口与连通二级分离室连通，所述二级加热室蒸馏水出口与二级加热室热井连通，所述二级加热室热井通过二级蒸馏水泵与二级蒸馏水换热器热侧入口连通，所述二级蒸馏水换热器热侧出口与中间池入口连通；所述浓缩液池出口与二级蒸馏水换热器冷侧入口连通，所述二级蒸馏水换热器冷侧出口与二级分离室(24)进液口相连；
所述耙式干燥系统包括干燥机、冷凝器、接收罐和真空泵；所述二级分离室底部出口通过二级浓缩液泵与干燥机入口连通，所述干燥机顶部出口依次通过冷凝器、接收罐与真空泵连通。所述真空泵作用是将干燥器筒内抽真空，使二级分离室排出的浓缩液在负压下加热干燥。
进一步地，所述一级加热室和二级加热室均为卧式双管程列管式换热器。
进一步地，所述排气冷凝器为多管程列管式换热器。
进一步地，所述一级蒸馏水换热器、二级蒸馏水换热器均为板式换热器。
进一步地，所述干燥机顶部出口与冷凝器热侧入口连通，所述冷凝器32热侧出口与接收罐33入口连通，所述冷凝器32前端配有袋式过滤器，溶剂蒸汽不会造成二次污染。
本发明的另一个目的还公开了一种圾渗滤液零排放处理工艺，包括以下步骤：垃圾渗滤液经过预处理系统软化降低硬度，去除悬浮颗粒物后进入一级强制循环蒸发系统进行预浓缩，浓缩产生的高温浓缩液进入二级强制循环蒸发系统进一步蒸发浓缩，二级分离室连续排出具有一定固液比的浆液，浆液进入耙式干燥系统进行负压蒸发，将垃圾渗滤液中的盐类、有机物以盐泥的形式分离出来，装袋处理，实现零污水排放。
进一步地，所述一级强制循环蒸发系统和二级强制循环蒸发系统产生的高温蒸馏水与低温来液进行热交换后排出系统。
进一步地，所述一级强制循环蒸发系统产生的不凝气体通过排气冷凝器回收热量，不凝气体冷却产生的冷凝水进入冷凝水罐，二级强制循环蒸发系统产生的不凝气体和排气冷凝器排出的气体汇总后排出。
进一步地，所述一级加热室11换热管内液体流速为1.5-2.5m/s。
进一步地，所述一级分离室12的蒸发强度为0.8-1.5m3/(m3·s)。
进一步地，所述一级蒸汽压缩机13温升为8-15℃。
进一步地，所述二级加热室23换热管内液体流速为2-3m/s。
进一步地，所述二级分离室24的蒸发强度为1-1.2m3/(m3·s)。
进一步地，所述二级蒸汽压缩机26温升为18-20℃。
进一步地，所述干燥机31的蒸发强度为10-15kg(水)/㎡·h。
本发明垃圾渗滤液零排放处理系统及其工艺采用“预处理+两级蒸发+耙式干燥”原理，其处理单元少、能耗低、工艺流程科学、合理，与现有垃圾渗滤液处理技术相比较，具有以下优点：
1)增加预处理系统对来液进行软化，降低蒸发系统结垢风险，同时避免了大颗粒悬浮物进入后对设备的损坏。
2)强制循环蒸发过程不在加热表面而是在分离器中进行，不会产生像降膜蒸发在换热管上沉淀结垢的现象。
3)溶液在设备内的循环主要依靠外加动力所产生的强制流动，高速流动减少了换热面结垢的风险，增大了传热效率和生产能力。
4)利用耙式干燥系统处理蒸发产生的浓缩液，将污染物以干化盐泥的形式外运，实现零污水排放的目标，避免了对环境的二次污染。
5)真空负压蒸发，没有空气介入，冷凝器负荷小。
6)两级强制循环蒸发系统串联工作，与单效强制循环蒸发相比更加节能。
（发明人：纪艳秋;王迎春;张小龙;傅有力）