垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备的制作方法

本实用新型属于垃圾渗滤液浓液处理领域，具体涉及一种垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备。

背景技术：

垃圾渗滤液为一种成分复杂、浓度高且难处理的废水。目前主要的处理技术是采用生化与膜法相结合的处理方式对其进行处理，其中，生化法可去除垃圾渗滤液中绝大数有机物，有效降低COD值、氨氮含量等；生化后的料液再经过超滤、纳滤或反渗透等膜法分离，进一步过滤剩余的有机物、盐分等物质，使处理后的废水能够达到排放标准。膜法分离过程会产生总体积量20～30％的垃圾渗滤液浓液，该垃圾渗滤液浓液中富集了垃圾渗滤液中大量难生化的有机物、盐分等，其COD值和电导率是原生垃圾渗滤液的3～4倍，甚至高达5倍，并且随着膜法垃圾渗滤液处理厂运行时间的延长，所产生垃圾渗滤液浓液的量逐渐增大，盐和有机物的浓度也逐渐升高。

垃圾渗滤液浓液的有效处理是整个垃圾渗滤液处理系统不可缺少的重要部分。该垃圾渗滤液浓液如果直接排放，将会造成二次污染。目前所采用的处理方法主要有以下两种。第一种，垃圾焚烧发电厂对垃圾渗滤液浓液的主流处理工艺是回喷至炉膛进行焚烧，然而，采用该方法只能处理部分浓缩液，回喷至炉膛进行焚烧会导致炉排腐蚀严重，除尘器堵灰，锥形口污堵等，造成设备经常性地需要停机，并且采用该处理方法还会降低炉温，对设备正常运转非常不利。第二种，垃圾填埋厂对垃圾渗滤液浓液的主流处理工艺是将其回灌至垃圾堆体，这样会造成渗滤液盐分增加，处理系统负荷增大甚至崩溃。

因此，急需开发一种能够对垃圾渗滤液浓液进行有效处理的设备。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种新的垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备。

具体地，本实用新型提供的垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备包括：

MMS单元，用于将硬度离子及悬浮物从待处理的垃圾渗滤液浓液中进行分离，得到富含硬度离子及悬浮物的浓液以及贫含硬度离子及悬浮物的清液；

电渗析脱盐单元，用于对源自所述MMS单元的清液进行电渗析脱盐处理，得到富含盐的浓水和贫含盐的淡水；

反渗透单元，用于对源自所述电渗析脱盐单元的淡水进行反渗透处理，得到浓缩液和透析液，所述浓缩液返回至所述MMS单元，所述透析液作为中水回用；

净化蒸发单元，用于将源自所述MMS单元的浓液以及源自所述电渗析脱盐单元的浓水中的水分脱除以得到固体杂盐。

优选地，所述MMS单元为混装膜分离单元。

优选地，所述混装膜分离单元所采用的膜芯选自超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的至少两种。

优选地，所述超滤膜的孔径为4000～6000Da，所述纳滤膜的孔径为100～200Da，所述反渗透膜的孔径为100Da以下。

优选地，所述MMS单元为混装膜分离装置，其包括膜管以及串联设置在所述膜管中的反渗透膜元件和纳滤膜元件，所述反渗透膜元件设置在膜管前部，所述纳滤膜元件设置在膜管后部，且所述反渗透膜元件的透过液中心管与纳滤膜元件的透过液中心管隔开；所述垃圾渗滤液浓液从膜管的进料口引入反渗透膜元件中进行第一次膜分离，所得反渗透截留液引入纳滤膜元件中进行第二次膜分离，所得反渗透透过液和纳滤膜透过液分别进入所述反渗透膜元件的透过液中心管和纳滤膜元件的透过液中心管并共同作为所述贫含硬度离子及悬浮物的清液引入所述电渗析脱盐单元中进行电渗析脱盐处理，所得纳滤膜截留液作为所述富含硬度离子及悬浮物的浓液引入净化蒸发单元中进行水分脱除以得到固体杂盐。

优选地，所述电渗析脱盐单元所采用的离子交换膜包括交叉排列的阳离子交换膜与阴离子交换膜。

优选地，所述反渗透单元所采用的反渗透膜的孔径为100Da以下。

优选地，所述净化蒸发单元为布帘式净化蒸发器。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型提供的垃圾渗滤液浓液包括MMS单元、电渗析脱盐单元、反渗透单元和净化蒸发单元，通过将垃圾渗滤液浓液依次进行硬度离子及悬浮液脱除、电渗析脱盐处理、反渗透处理以及脱水处理，以实现将垃圾渗滤液浓液处理成可回用的中水及固体废弃物，达到零排放的目的，不仅减轻了焚烧炉的运行压力，而且还能够生产出符合回用标准的中水，节约水资源，提高能源利用率；

(2)采用本实用新型提供的垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备能耗低，自动化程度高，生产效率高，经济效益好，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型提供的垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备中各单元部件的连接示意图。

图2为本实用新型提供的混装膜分离装置的结构示意图。

附图标记说明

1-MMS单元；11-膜管；12-反渗透膜元件；13-纳滤膜元件；14-堵头；121、131-透过液中心管；2-电渗析脱盐单元；3-反渗透单元；4-净化蒸发单元。

具体实施方式

以下将详细描述本实用新型。

如图1所示，本实用新型提供的垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备包括：

MMS单元1，用于将硬度离子及悬浮物从待处理的垃圾渗滤液浓液中进行分离，得到富含硬度离子及悬浮物的浓液以及贫含硬度离子及悬浮物的清液；

电渗析脱盐单元2，用于对源自所述MMS单元1的清液进行电渗析脱盐处理，得到富含盐的浓水和贫含盐的淡水；

反渗透单元3，用于对源自所述电渗析脱盐单元2的淡水进行反渗透处理，得到浓缩液和透析液，所述浓缩液返回至所述MMS单元1，所述透析液作为中水回用；

净化蒸发单元4，用于将源自所述MMS单元1的浓液以及源自所述电渗析脱盐单元2的浓水中的水分脱除以得到固体杂盐。

所述MMS单元1用于去除硬度离子及悬浮物。所述垃圾渗透液浓缩液中的硬度离子及悬浮物在MMS单元1中被不同程度地分离，使得硬度离子及悬浮物被富集至浓缩液侧，保护后续工序电渗析的进水指标要求。所述MMS单元1优选为膜分离单元。所述膜分离单元所采用的膜芯可以选自超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的至少一种，优选采用以上三种膜芯的至少两种配合使用。即，所述膜分离单元优选为采用超滤膜、纳滤膜和反渗透膜中的至少两种膜芯配合使用的混装膜分离单元。其中，所述超滤膜的孔径优选为4000～6000Da，所述纳滤膜的孔径优选为100～200Da，所述反渗透膜的孔径优选为100Da以下。根据本实用新型的一种优选实施方式，如图2所示，所述膜分离在混装膜分离装置中进行，所述混装膜分离装置包括膜管11以及串联设置在所述膜管11中的反渗透膜元件12和纳滤膜元件13，所述反渗透膜元件12设置在膜管11前部，所述纳滤膜元件13设置在膜管11后部，且所述反渗透膜元件12的透过液中心管121与纳滤膜元件13的透过液中心管131隔开。更优选地，所述反渗透膜元件12透过液中心管121的后端与纳滤膜元件13透过液中心管131的前端通过堵头14隔开。所述垃圾渗滤液浓液从膜管11的进料口引入反渗透膜元件12中进行第一次膜分离，所得反渗透截留液引入纳滤膜元件13中进行第二次膜分离，所得反渗透透过液和纳滤膜透过液分别进入所述反渗透膜元件12的透过液中心管121和纳滤膜元件13的透过液中心管131并共同作为所述贫含硬度离子及悬浮物的清液引入所述电渗析脱盐单元2中进行电渗析脱盐处理，所得纳滤膜截留液作为所述富含硬度离子及悬浮物的浓液引入所述净化蒸发单元4中进行水分脱除以得到固体杂盐。

术语“电渗析脱盐处理”是指在电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性来分离不同离子的方法。所述电渗析脱盐单元2用于浓缩垃圾渗透液浓液中的盐分，脱盐后的淡水引入反渗透单元3，将有机物和一价盐分开，并使有机物在浓缩液中富集，透析液达到回用标准，浓缩液中的有机物及一价盐大量富集后回套到MMS单元1前端并进而继续进行硬度离子及悬浮物的分离。

所述电渗析脱盐单元2所采用的离子交换膜优选包括交叉排列的阳离子交换膜与阴离子交换膜，当将其用于电渗析脱盐处理时，阳离子和阴离子均会被截留下来，以此来实现将源自MMS单元的清液1中的盐进行脱除的目的。

所述反渗透单元3所采用的反渗透膜的孔径优选为100Da以下。

所述净化蒸发单元4优选为布帘式净化蒸发器。其中，所述布帘式净化蒸发器的具体结构参见CN108191170A。

所述MMS单元1及反渗透单元3的工作原理为以压力为推动力，利用分离膜不同孔径对液体中溶质进行物理分离筛分；所述电渗析脱盐单元2的工作原理为以电场为推动力，离子在直流电场作用下进行迁移，溶液中带电的溶质粒子(如离子)通过膜而迁移从而达到浓缩的目的。所述净化蒸发单元4的工作原理为以湿度差为推动力，蒸发浓液和浓水中的剩余水分，达到零排放要求。

如图1所示，当将该垃圾渗滤液浓液膜法零排放的设备用于对垃圾渗滤液浓液进行处理时，垃圾渗滤液浓液引入MMS单元1中进行硬度离子及悬浮物的分离，得到富含硬度离子及悬浮物的浓液以及贫含硬度离子及悬浮物的清液；源自所述MMS单元1的清液引入电渗析脱盐单元2进行电渗析脱盐处理，得到富含盐的浓水和贫含盐的淡水；源自所述电渗析脱盐单元2的淡水引入反渗透单元3中进行反渗透处理，得到浓缩液和透析液，所述浓缩液返回至所述MMS单元1，所述透析液作为中水回用；源自所述MMS单元1的浓液以及源自所述电渗析脱盐单元2的浓水引入净化蒸发单元4中以将其中的水分脱除，得到固体杂盐。

所述垃圾渗滤液浓液为将垃圾渗滤液采用生化与膜法相结合的方法进行处理之后所得的浓液。一般地，所述垃圾渗滤液浓液的pH值可以为6～9，永久硬度可以为1000～5000mg/L，电导率可以为20～120ms/cm，COD值可以为3000～12000mg/L。在本实用新型中，术语“永久硬度”是指永久钙硬度和永久镁硬度之和。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

以下实施例中：

MMS单元1为混装膜分离装置，其包括膜管11以及串联设置在所述膜管11中的反渗透膜元件12和纳滤膜元件13，所述反渗透膜元件12设置在膜管11前部，所述纳滤膜元件13设置在膜管11后部，且反渗透膜元件12透过液中心管121的后端与纳滤膜元件13透过液中心管131的前端通过堵头14隔开；

电渗析脱盐单元2所采用的离子交换膜由一层磺酸型阳离子交换膜和一层季胺型阴离子交换膜层叠而成。

以下实施例中，水的回收率(％)＝产水总量/进水总量×100％。

实施例1

如图1所示，垃圾渗滤液浓液(pH值为6.5，永久硬度为2500mg/L，电导率为50ms/cm，COD值为5000mg/L)引入MMS单元1(其中，反渗透膜元件12的孔径为80Da，纳滤膜元件13的孔径为100Da)中在温度为35℃且压力为25bar下进行硬度离子及悬浮物的分离，得到富含硬度离子及悬浮物的浓液以及贫含硬度离子及悬浮物的清液，其中，浓液的永久硬度为8000mg/L且COD值为50000mg/L，清液的永久硬度为800mg/L且COD值为600mg/L；源自所述MMS单元1的清液引入电渗析脱盐单元2中在温度为35℃且压力为1bar下进行电渗析脱盐处理，得到电导率为130ms/cm的富含盐浓水和电导率为20ms/cm的贫含盐淡水；源自所述电渗析脱盐单元2的贫含盐淡水引入反渗透单元3(所采用的反渗透膜的孔径为80Da)中在温度为40℃且压力为25bar下进行反渗透处理，得到浓缩液和电导率为5ms/cm的透析液，所述浓缩液返回至所述MMS单元1，所述透析液作为中水回用；源自所述MMS单元1的浓液以及源自所述电渗析脱盐单元2的浓水引入净化蒸发单元4(布帘式净化蒸发器)中以将其中的水分脱除，得到固体杂盐。水的回收率为65％。

实施例2

如图1所示，垃圾渗滤液浓液(pH值为6.5，永久硬度为2500mg/L，电导率为50ms/cm，COD值为5000mg/L)引入MMS单元1(其中，反渗透膜元件12的孔径为100Da，纳滤膜元件13的孔径为200Da)中在温度为5℃且压力为15bar下进行硬度离子及悬浮物的分离，得到富含硬度离子及悬浮物的浓液以及贫含硬度离子及悬浮物的清液，其中，浓液的永久硬度为5000mg/L且COD值为20000mg/L，清液的永久硬度为1000mg/L且COD值为1000mg/L；源自所述MMS单元1的清液引入电渗析脱盐单元2中在温度为5℃且压力为0.5bar下进行电渗析脱盐处理，得到电导率为150ms/cm的富含盐浓水和电导率为8ms/cm的贫含盐淡水；源自所述电渗析脱盐单元2的贫含盐淡水引入反渗透单元3(所采用的反渗透膜的孔径为100Da)中在温度为5℃且压力为15bar下进行反渗透处理，得到浓缩液和电导率为0.1ms/cm的透析液，所述浓缩液返回至所述MMS单元1，所述透析液作为中水回用；源自所述MMS单元1的浓液以及源自所述电渗析脱盐单元2的浓水引入净化蒸发单元4(布帘式净化蒸发器)中以将其中的水分脱除，得到固体杂盐。水的回收率为60％。

实施例3

如图1所示，垃圾渗滤液浓液(pH值为7，永久硬度为2000mg/L，电导率为50ms/cm，COD值为3000mg/L)引入MMS单元1(其中，反渗透膜元件12的孔径为90Da，纳滤膜元件13的孔径为150Da)中在温度为20℃且压力为20bar下进行硬度离子及悬浮物的分离，得到富含硬度离子及悬浮物的浓液以及贫含硬度离子及悬浮物的清液，其中，浓液的永久硬度为6500mg/L且COD值为35000mg/L，清液的永久硬度为500mg/L且COD值为500mg/L；源自所述MMS单元1的清液引入电渗析脱盐单元2中在温度为40℃且压力为2bar下进行电渗析脱盐处理，得到电导率为125ms/cm的富含盐浓水和电导率为10ms/cm的贫含盐淡水；源自所述电渗析脱盐单元2的贫含盐淡水引入反渗透单元3(所采用的反渗透膜的孔径为90Da)中在温度为20℃且压力为20bar下进行反渗透处理，得到浓缩液和电导率为2ms/cm的透析液，所述浓缩液返回至所述MMS单元1，所述透析液作为中水回用；源自所述MMS单元1的浓液以及源自所述电渗析脱盐单元2的浓水引入净化蒸发单元4(布帘式净化蒸发器)中以将其中的水分脱除，得到固体杂盐。水的回收率为63％。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。