一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法。该系统包括预处理系统、预热器、氨氮蒸发器、余热回收器和烟气净化装置。所述预处理系统包括预处理系统出口；所述预热器包括预热器入口、预热器出口和预热器导热油入口；所述氨氮蒸发器包括氨氮蒸发器入口、氨氮蒸发器蒸汽出口；所述余热回收器包括余热回收器蒸汽入口、余热回收器液体出口和余热回收器导热油出口。本发明的系统和方法利用蒸发浓缩技术对垃圾渗滤液进行处理并回收分离出的氨氮，降低了垃圾渗滤液后续处理的难度；氨氮回收后直接用于烟气净化，对纯度要求不高，因此工艺路线简单，成本较低。
【专利说明】
一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及污水的处理技术领域，尤其涉及一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法。
【背景技术】
[0002]垃圾渗滤液是城市生活垃圾处理过程中产生的一类高浓度有机污水，其成分复杂、高氨氮、高毒性等特性导致其难以处理。若不加以处理而直接排放，将对生态环境造成难以恢复的危害。垃圾渗滤液的处理多以生化处理为主，但是水体中的高低浓度氨氮具有生物毒性，导致生化处理难以取得较好效果。因此，降解垃圾渗滤液中的氨氮成为垃圾渗滤液处理的一项艰难的任务。
[0003]目前，针对垃圾渗滤液中的氨氮处理工艺主要有以下几种常见方法:生化法、氨吹脱法、反渗透膜过滤法、蒸发+离子交换工艺。
[0004]生化法是利用生物的硝化和反硝化功能，在各种微生物的作用下，通过反硝化和硝化等一系列反应，最终生成二氧化碳、氮气和水。硝化反应是在有氧条件下，利用好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为硝酸盐或亚硝酸盐。在没有氧气时，利用反硝化菌将剩余的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气这个反硝化过程需要一些有机底物碳源。生物硝化和反硝化处理氨氮较为彻底，成本低，二次污染小，但是工程投资大，管理要求高，运行成本高，且处理效果受温度影响，稳定性差。
[0005]氨吹脱法原理是将空气或其他载气通入水中，使载气与废水充分接触，导致废水中的氨分子向气相转移，从而达到脱除水中氨氮的目的。氨吹脱法产生的氨气伴随大量其它挥发性物质，分离提纯成本高，难以实现资源化利用，而直接排放又会造成二次污染。
[0006]膜分离法是利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推动力实现各种组分分离的过程，用于废水脱氮的膜分离法包括反渗透和电渗析两种。膜分离法具有处理效果稳定、启动快、操作简便的优点，但该法中使用的薄膜易结垢堵塞，导致膜污染，从而增加处理成本;在废水氨氮浓度过高时，反渗透膜再生、反洗频繁，还需对废水进行预处理，产生的废液可能会引起二次污染，因此较适合中低浓度氨氮废水处理。
[0007]蒸发+离子交换技术利用离子交换树脂将蒸发冷凝水中的氨吸附，离子交换树脂通过盐酸的再生，形成氯化铵再生废液，再生废液采用专用的氯化铵浓缩和结晶设备，实现氯化铵的回收。蒸发+离子交换技术虽然技术可行但是成本偏高，适用于规模较小、氨回收量小的项目工程。
[0008]因此，亟需一种低成本的氨氮无害化处理和资源化回收利用的技术，以实现渗滤液氨氮的处理，避免二次污染。
【发明内容】
[0009]为了解决上述问题，本发明提出一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法。该系统利用蒸发汽提法将渗滤液中的氨氮分离，将分离的氨氮以氨水的形式收集起来再次利用，避免了氨氮无组织排放造成的二次污染问题。
[0010]本发明的目的之一是提供一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统，包括预处理系统、预热器、氨氮蒸发器、余热回收器和烟气净化装置，
[0011]所述预处理系统包括预处理系统出口；
[0012]所述预热器包括预热器入口、预热器出口和预热器导热油入口 ；
[0013]所述氨氮蒸发器包括氨氮蒸发器入口、氨氮蒸发器蒸汽出口；
[0014]所述余热回收器包括余热回收器蒸汽入口、余热回收器液体出口和余热回收器导热油出口；
[0015]所述预处理系统出口与所述预热器入口连接，所述预热器出口与所述氨氮蒸发器入口相连，所述氨氮蒸发器蒸汽出口与所述余热回收器蒸汽入口连接，所述余热回收器液体出口与所述烟气净化装置相连，所述烟气净化装置设置在排烟烟囱内，所述余热回收器导热油出口与所述预热器导热油入口连接。
[0016]预处理主要是调节渗滤液pH和过滤除去渗滤液中的不溶物。预热器利用回收余热对渗滤液进行预热处理。氨氮蒸发器在高温条件下对渗滤液进行蒸发浓缩。余热回收器用于冷凝氨氮蒸发器产生的混合气，并回收余热。烟气净化装置设置在排烟烟囱内，冷凝液中的氨氮在烟气净化装置中与烟气中的污染物反应，生成无害化无机产物。
[0017]具体的，所述预处理系统包括预处理池、加药机、酸碱度测定仪、搅拌螺旋和细格栅，所述加药机和酸碱度测定仪位于所述预处理池的顶部，所述搅拌螺旋位于所述预处理池底部，所述细格栅设置在所述预处理池出水口处。
[0018]进一步的，所述烟气净化装置为蜂窝体，所述烟气净化装置设有雾化喷头。包含氨氮的冷凝液经雾化喷头雾化喷洒出来，与高温烟气混合接触，在SCR催化剂(脱硝催化剂)作用下，对烟气中的N0x、S0x、氯化氢等反应，实现了污染物的去除。
[0019]本发明中，所述系统进一步包括冷凝液储罐，所述冷凝液储罐包括冷凝液储罐入口和冷凝液储罐出口，所述冷凝液储罐入口与所述余热回收器液体出口连接，所述冷凝液储罐出口与所述烟气净化装置相连。冷凝液储罐用于储存余热回收器产生的冷凝液。
[0020]所述系统进一步包括浓缩液热井，所述浓缩液热井包括浓缩液热井入口和浓缩液热井导热油出口；所述氨氮蒸发器还包括浓缩液出口；所述浓缩液热井入口与所述氨氮蒸发器浓缩液出口连接，所述浓缩液热井导热油出口与所述预热器导热油入口连接。浓缩液热井用于回收浓缩液的余热，回收的余热用于渗滤液的预热。
[0021]本发明的另一目的是提供一种利用上述系统回收利用垃圾渗滤液氨氮的方法，包括步骤:
[0022]A、调节渗滤液pH值和过滤水体中的不溶物；
[0023]B、将过滤后的渗滤液导入所述预热器进行预热；
[0024]C、将预热后的渗滤液导入所述氨氮蒸发器进行蒸发浓缩，产生包含蒸汽和氨气的混合气；
[0025]D、将所述混合气导入所述余热回收器进行冷却，产生含有氨氮的冷凝液，将回收余热的导热油导入所述预热器；
[0026]E、将所述冷凝液导入到所述烟气净化装置中，冷凝液通过雾化喷头雾化喷洒，与高温烟气充分混合接触;冷凝液中的氨氮与烟气中的污染物反应，生成无害化无机产物。
[0027]进一步的，所述包括步骤:将步骤D产生的冷凝液导入所述冷凝液储罐储存，然后从所述冷凝液储罐将储存的冷凝液导入所述烟气净化装置中。
[0028]在所述步骤C中所述氨氮蒸发器还产生浓缩液，所述方法进一步包括步骤:将所述浓缩液通过所述浓缩液热井进行余热回收，将回收余热的导热油导入预热器。
[0029]本发明的回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法利用蒸发汽提浓缩技术对高氨氮垃圾渗滤液进行处理并回收分离出的氨氮，降低了垃圾渗滤液后续处理的难度;氨氮回收后直接用于烟气净化出来，对纯度要求不高，因此工艺路线简单，成本较低，既避免了氨氮无组织排放造成的二次污染，又实现了以废治废的良好环保效益。
【附图说明】
[0030]图1是本发明回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统示意图；
[0031 ]图2是本发明回收利用垃圾渗滤液氨氮的方法流程图。
[0032]图中:
[0033]1-预处理系统，2-预热器，3-氨氮蒸发器，4-余热回收器，5-烟气处理装置，6_浓缩液热井，7-冷凝液储罐。
【具体实施方式】
[0034]以下结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案及其各个方面的优点。然而，以下描述的【具体实施方式】和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
[0035]本发明的目的之一是提供一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统，如图1所示，该系统包括预处理系统1、预热器2、氨氮蒸发器3、余热回收器4和烟气净化装置5。
[0036]预处理系统包括预I处理系统出口，主要是调节渗滤液pH和过滤除去水体中的不溶物。
[0037]预处理系统I包括预处理池、加药机、酸碱度测定仪、搅拌螺旋和细格栅。加药机和酸碱度测定仪位于预处理池的顶部，搅拌螺旋位于预处理池底部，细格栅设置在预处理池出水口处。
[0038]预处理系统I通过酸碱度测定仪测定水体酸碱度，然后根据渗滤液酸碱度，加药机加入一定量的碱试剂，并通过搅拌螺旋均质化，最终使水体PH值稳定在11左右。出水通过细格栅流入溢流槽，水体中的不溶物被截留住。
[0039]预热器2包括预热器入口、预热器出口和预热器导热油入口。预热器2利用回收余热将渗滤液进行预热处理，使渗滤液温度升至65 °C。
[0040]氨氮蒸发器3包括氨氮蒸发器入口、氨氮蒸发器蒸汽出口。预热出来后的渗滤液进入氨氮蒸发器3，在高温条件下蒸发汽提浓缩，渗滤液中的水、氨氮及其他少量易挥发组分通过氨氮蒸发器顶部蒸汽出口排出，进入余热回收器4。
[0041]余热回收器4包括余热回收器蒸汽入口、余热回收器液体出口和余热回收器导热油出口。余热回收器4用于冷凝氨氮蒸发器产生的混合气，并回收余热。传热介质为导热油，通过空气油压机将导热油输送至预热器中。
[0042]烟气净化装置5设置在排烟烟囱内的300°C高温区。冷凝液中的氨氮在烟气净化装置5中与烟气中的污染物反应，生成无害化无机产物。
[0043]预处理系统I出口与预热器2入口连接，预热器2出口与氨氮蒸发器3入口相连，氨氮蒸发器3蒸汽出口与余热回收器4蒸汽入口连接，余热回收器4液体出口与烟气净化装置5相连，余热回收器5导热油出口与预热器2导热油入口连接。
[0044]进一步的，烟气净化装置为蜂窝体，烟气净化装置设有雾化喷头。包含氨氮的冷凝液经雾化喷头雾化喷洒出来，与高温烟气混合接触，在SCR催化剂作用下，对烟气中的NOx、3(^、氯化氢等反应，实现了污染物的去除，生成无害的他和503、见14(:1、(见14)2304等。
[0045]系统进一步包括浓缩液热井6，浓缩液热井6包括浓缩液热井入口和浓缩液热井导热油出口。氨氮蒸发器3还包括浓缩液出口，浓缩液热井6入口与氨氮蒸发器3浓缩液出口连接，浓缩液热井6导热油出口与预热器2导热油入口连接。浓缩液热井用于回收浓缩液的余热，回收的余热用于渗滤液的预热。
[0046]渗滤液在氨氮蒸发器3中蒸发浓缩，浓缩倍数为5倍，浓缩液进入氨氮蒸发器3下方的浓缩液热井6中。浓缩液热井6通过导热油回收浓缩液的热量，通过空气油压机将负载余热的导热油输送至预热器2中。
[0047]本发明中，该系统进一步包括冷凝液储罐7，冷凝液储罐7包括冷凝液储罐入口和冷凝液储罐出口。冷凝液储罐7入口与余热回收器4液体出口连接，冷凝液储罐7出口与烟气净化装置6相连。冷凝液储罐7用于储存余热回收器产生的冷凝液。
[0048]本发明的另一目的是提供一种利用上述系统回收利用垃圾渗滤液氨氮的方法，如图2所示，包括步骤:
[0049 ] A、调节渗滤液pH值和过滤水体中的不溶物；
[0050]B、将过滤后的渗滤液导入预热器进行预热；
[0051 ] C、将预热后的渗滤液导入氨氮蒸发器进行蒸发浓缩，产生包含蒸汽和氨气的混合气；
[0052]D、将混合气导入余热回收器进行冷却，产生含有氨氮的冷凝液，将回收余热的导热油导入预热器；
[0053]E、将冷凝液导入到烟气净化装置中，冷凝液通过雾化喷头雾化喷洒，与高温烟气充分混合接触;冷凝液中的氨氮与烟气中的污染物反应，生成无害化无机产物。
[0054]进一步的，包括步骤:将步骤D产生的冷凝液导入冷凝液储罐储存，然后从冷凝液储罐将储存的冷凝液导入烟气净化装置中。
[0055]在步骤C中氨氮蒸发器还产生浓缩液，方法进一步包括步骤:将浓缩液通过浓缩液热井进行余热回收，将回收余热的导热油导入预热器。
[0056]本发明的另一种方案(图中未示出)，氨氮蒸发器3采用间接蒸发的形式，加热管束通入高温蒸汽，预热后的垃圾渗滤液喷淋在加热管束上蒸发，加热管束中的高温冷凝液回流到预热器2中，对垃圾渗滤液进行加热，充分利用系统余热，提供了热能利用率。
[0057]本发明的回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统和方法利用蒸发汽提浓缩技术对高氨氮垃圾渗滤液进行处理并回收分离出的氨氮，降低了垃圾渗滤液后续处理的难度;氨氮回收后直接用于烟气净化出来，对纯度要求不高，因此工艺路线简单，成本较低，既避免了氨氮无组织排放造成的二次污染，又实现了以废治废的良好环保效益;烟气净化装置设置在排烟烟囱的高温区段，烟气净化时不需要加热；而且通过氨水雾化处理可以有效降低烟气中的灰尘，有一定的除尘效果。
[0058]需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指夕卜，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
【主权项】
1.一种回收利用垃圾渗滤液氨氮的系统，其特征在于，包括预处理系统、预热器、氨氮蒸发器、余热回收器和烟气净化装置， 所述预处理系统包括预处理系统出口 ； 所述预热器包括预热器入口、预热器出口和预热器导热油入口 ； 所述氨氮蒸发器包括氨氮蒸发器入口、氨氮蒸发器蒸汽出口 ； 所述余热回收器包括余热回收器蒸汽入口、余热回收器液体出口和余热回收器导热油出口； 所述预处理系统出口与所述预热器入口连接，所述预热器出口与所述氨氮蒸发器入口相连，所述氨氮蒸发器蒸汽出口与所述余热回收器蒸汽入口连接，所述余热回收器液体出口与所述烟气净化装置相连，所述烟气净化装置设置在排烟烟囱内，所述余热回收器导热油出口与所述预热器导热油入口连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预处理系统包括预处理池、加药机、酸碱度测定仪、搅拌螺旋和细格栅，所述加药机和酸碱度测定仪位于所述预处理池的顶部，所述搅拌螺旋位于所述预处理池底部，所述细格栅设置在所述预处理池出水口处。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述烟气净化装置为蜂窝体，所述烟气净化装置设有雾化喷头。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括冷凝液储罐，所述冷凝液储罐包括冷凝液储罐入口和冷凝液储罐出口，所述冷凝液储罐入口与所述余热回收器液体出口连接，所述冷凝液储罐出口与所述烟气净化装置相连。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括浓缩液热井，所述浓缩液热井包括浓缩液热井入口和浓缩液热井导热油出口 ； 所述氨氮蒸发器还包括浓缩液出口 ； 所述浓缩液热井入口与所述氨氮蒸发器浓缩液出口连接，所述浓缩液热井导热油出口与所述预热器导热油入口连接。6.—种利用权利要求1-5任一所述系统回收利用垃圾渗滤液氨氮的方法，其特征在于，包括步骤: A、调节渗滤液pH值和过滤水体中的不溶物； B、将过滤后的渗滤液导入所述预热器进行预热； C、将预热后的渗滤液导入所述氨氮蒸发器进行蒸发浓缩，产生包含蒸汽和氨气的混合气； D、将所述混合气导入所述余热回收器进行冷却，产生含有氨氮的冷凝液，将回收余热的导热油导入所述预热器； E、将所述冷凝液导入到所述烟气净化装置中，冷凝液通过雾化喷头雾化喷洒，与高温烟气充分混合接触;冷凝液中的氨氮与烟气中的污染物反应，生成无害化无机产物。7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，进一步包括步骤:将步骤D产生的冷凝液导入所述冷凝液储罐储存，然后从所述冷凝液储罐将储存的冷凝液导入所述烟气净化装置中。8.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述步骤C中所述氨氮蒸发器还产生浓缩液，所述方法进一步包括步骤:将所述浓缩液通过所述浓缩液热井进行余热回收，将回收余热的导热油导入预热器。
【文档编号】B01D53/68GK105906124SQ201610390892
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】蔡先明, 陶进峰, 张安强, 贾懿曼, 任浩华, 刘璐, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司